石嘴山市臭氧污染狀況及建議對(duì)策*

孫 欣，馮月春

(1.石嘴山市惠農(nóng)區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，寧夏 石嘴山 753000；2.寧夏理工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，寧夏 石嘴山 753000)

自相繼實(shí)施《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》以來(lái)，石嘴山市環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善，但隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，能源消耗持續(xù)增加，大氣污染治理的難度逐年遞增。特別是，進(jìn)入夏季后，臭氧為首要污染物的污染天數(shù)占比呈上升趨勢(shì)，管控形勢(shì)十分嚴(yán)峻。臭氧污染已成為我市空氣質(zhì)量持續(xù)改善的關(guān)鍵，開(kāi)展臭氧污染防治迫在眉睫。

臭氧(O3)是典型的二次污染物，是大氣對(duì)流層光化學(xué)污染的產(chǎn)物。人類活動(dòng)大量排放的氮氧化物(NOx)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，以及一氧化碳(CO)、甲烷等物質(zhì)，在高溫、強(qiáng)輻射的條件下發(fā)生反應(yīng)生成O3，導(dǎo)致光化學(xué)污染[1-2]。

臭氧污染不僅會(huì)引發(fā)呼吸系統(tǒng)的疾病，嚴(yán)重的甚至還有死亡的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。本文依據(jù)石嘴山市2018—2021年國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)O3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析石嘴山市 O3污染特征及變化趨勢(shì)探討石嘴山市O3濃度隨季節(jié)變化的污染特征和時(shí)空分布特征，梳理石嘴山市臭氧污染現(xiàn)狀，為石嘴山市臭氧污染防治、管控提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與評(píng)價(jià)方法

本文中臭氧數(shù)據(jù)采用石嘴山市國(guó)控4個(gè)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分別為大武口黃河?xùn)|街、惠農(nóng)南大街、紅果子鎮(zhèn)惠新街、沙湖旅游區(qū)。數(shù)據(jù)采集為2018年1月—2021年12月期間連續(xù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ 818-2018)[5]等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)有效性按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)[6]、《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ663-2013)[7]的有關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 石嘴山市臭氧污染狀況

2018—2021年期間，石嘴山市O3日最大8h滑動(dòng)均值(以下以O(shè)3-8 h 表示)質(zhì)量濃度及超標(biāo)天數(shù)見(jiàn)圖1。從圖1可知，石嘴山市O3日最大 8 h 滑動(dòng)均值各年度質(zhì)量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3；全年質(zhì)量濃度最大值分別186、186、186、199 μg/m3；臭氧超標(biāo)天數(shù)分別為17、23、16、23天；全年污染天數(shù)的占比分別為16%、34%、19%、32%。從濃度及超標(biāo)情況來(lái)看，2020年超標(biāo)天數(shù)有所下降，但2021年又有所反升，全年O3-8 h 質(zhì)量濃度最大值呈升高的趨勢(shì)。

圖1 2018—2021年石嘴山市O3—8 h質(zhì)量濃度及超標(biāo)天數(shù)

2.2 石嘴山市臭氧污染變化特征

2.2.1 月度變化特征

石嘴山市2018—2021年臭氧月質(zhì)量濃度變化如圖2所示。石嘴山市臭氧質(zhì)量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。每年春季隨著溫度升高，臭氧質(zhì)量濃度逐漸升高，6、7月份達(dá)到峰值，之后逐月下降，10月份以后未出現(xiàn)臭氧污染現(xiàn)象，臭氧質(zhì)量濃度最低的月份是12月。

圖2 2018—2021年石嘴山市臭氧月濃度水平變化

2.2.2 日變化特征

從2018—2021年臭氧日質(zhì)量濃度變化來(lái)看(圖3、圖4、圖5、圖6)，2018年臭氧超標(biāo)時(shí)間出現(xiàn)在4—7月，高質(zhì)量濃度值集中在6月份；2019年臭氧高質(zhì)量濃度值集中在7月份和8月份，7月份超標(biāo)天連續(xù)出現(xiàn)4天；2020年臭氧超標(biāo)時(shí)間出現(xiàn)在5—8月，高質(zhì)量濃度值集中在6月份；2021年臭氧污染程度相對(duì)較重，超標(biāo)時(shí)間出現(xiàn)在5—9月，高質(zhì)量濃度值主要集中在7月份，7月6—10日連續(xù) 5 d 超標(biāo)，7月13—15日連續(xù) 3 d 超標(biāo)，其中7月13日臭氧日最大 8 h 滑動(dòng)平均值高達(dá) 199 μg/m3。

圖3 2018年石嘴山市臭氧日質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)

圖4 2019年石嘴山市臭氧日質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)

圖5 2020年石嘴山市臭氧日質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)

圖6 2021年石嘴山市臭氧日質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)

2.2.3 小時(shí)變化特征

選取2021年具有代表性的臭氧超標(biāo)日和非超標(biāo)日情況下的臭氧小時(shí)質(zhì)量濃度變化進(jìn)行比較，如圖7所示。石嘴山市臭氧質(zhì)量濃度日變化特征為白天高夜間低，小時(shí)質(zhì)量濃度呈單峰型分布。臭氧超標(biāo)日，從9時(shí)開(kāi)始生成速率加快，濃度快速升高，16時(shí)達(dá)到峰值，18時(shí)開(kāi)始下降；臭氧非超標(biāo)日，從9時(shí)開(kāi)始升高，抬升速率緩慢，達(dá)到峰值時(shí)間與超標(biāo)日類似，夜間降至最低。

圖7 臭氧超標(biāo)日與非超標(biāo)日比較

超標(biāo)日和非超標(biāo)日的主要區(qū)別在于光化學(xué)反應(yīng)初始時(shí)刻臭氧的初始質(zhì)量濃度和提升速率，超標(biāo)日的初始質(zhì)量濃度顯著高于非超標(biāo)日，總的來(lái)看日變化趨勢(shì)是一致的。

早9時(shí)開(kāi)始升高，15—17時(shí)間質(zhì)量濃度達(dá)到峰值，總的來(lái)看日變化趨勢(shì)是一致的。

2.3 總結(jié)

1)2018—2021年，石嘴山市臭氧污染程度總體呈上升趨勢(shì)。臭氧超標(biāo)天數(shù)分別為17、23、16、23天；各年度質(zhì)量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3。

2)石嘴山市臭氧質(zhì)量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。從臭氧超標(biāo)出現(xiàn)時(shí)間看，2018年在4—7月，2019年在4—8月，2020年在5—8月，2021年在5-9月。整體來(lái)看，6、7、8月臭氧污染最嚴(yán)重，且超標(biāo)最多。

3)臭氧超標(biāo)日和非超標(biāo)日小時(shí)濃度呈單峰型分布。

3 建議對(duì)策

1)加強(qiáng)臭氧污染防治基礎(chǔ)能力建設(shè)。構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)全面的大氣光化學(xué)立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)，建立臭氧激光雷達(dá)，臭氧和臭氧前體物的垂直分布監(jiān)測(cè)，持續(xù)更新完善臭氧前體物排放清單。

2)開(kāi)展臭氧污染成因與來(lái)源解析。加強(qiáng)環(huán)境空氣質(zhì)量深度分析能力，充分發(fā)揮熱點(diǎn)網(wǎng)格、微型站等監(jiān)測(cè)設(shè)備作用，加強(qiáng)臭氧污染防治分析成果總結(jié)，開(kāi)展臭氧污染成因分析與來(lái)源解析工作，不斷提高臭氧污染防治的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

3)提升臭氧污染預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)及應(yīng)急預(yù)案制定。加強(qiáng)臭氧污染預(yù)報(bào)預(yù)警能力，編制應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，建立城市間應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)機(jī)制。提前發(fā)布臭氧污染預(yù)警信息與調(diào)度指令，指導(dǎo)各部門有的放矢開(kāi)展防控工作。

4)加強(qiáng)重點(diǎn)污染源精細(xì)化管控。強(qiáng)化工業(yè)源排放管控，大力推進(jìn)低揮發(fā)性有機(jī)物原輔材料替代品，強(qiáng)化生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)的無(wú)組織排放。強(qiáng)化面源污染管控，加強(qiáng)汽修噴涂行業(yè)執(zhí)法檢查力度，錯(cuò)開(kāi)高溫時(shí)段進(jìn)行外墻涂裝、鋪設(shè)瀝青等涉揮發(fā)性有機(jī)物作業(yè)，加強(qiáng)餐飲油煙治理，確保油煙凈化設(shè)施正常運(yùn)行。強(qiáng)化移動(dòng)源及油品管控，不斷推進(jìn)新能源車輛，加大老舊車輛淘汰力度，加快推進(jìn)加油站油氣回收在線監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化油品儲(chǔ)運(yùn)銷監(jiān)管。