營口市臭氧污染變化特征和相關(guān)分析

楊薇薇

（遼寧省營口生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧營口 115000）

1 引言

隨著全國PM2.5污染的大幅改善，近地面臭氧污染問題逐漸凸顯，全國范圍內(nèi)以臭氧為首要污染物的天數(shù)占比開始逐年上升，復(fù)合型污染開始成為各大區(qū)域面臨的突出的環(huán)境問題之一［1-3］。營口市位于遼東半島中樞，渤海東岸，大遼河入?？谔帲菛|北地區(qū)典型的濱海重工業(yè)城市。2015—2021 年營口市環(huán)境空氣中以臭氧為首要污染物的天數(shù)比例介于44.0%～50.5%之間，臭氧已超過PM2.5成為影響空氣質(zhì)量達標(biāo)率的首要污染物。因此，本文對2016—2021 年營口市臭氧污染變化特征加以研究，以期為未來控制臭氧污染提供參考。

2 數(shù)據(jù)來源

本文所用營口市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于國控城市站點，氣象數(shù)據(jù)來源于營口市氣象監(jiān)測站。臭氧與其他污染物、氣象要素相關(guān)分析使用SPSS 軟件計算。

3 臭氧污染特征分析

3.1 臭氧濃度年際變化

如圖1 所示，營口市臭氧濃度2015—2016 年下降，2017—2018 年上升，并于2018 年達到峰值，隨后穩(wěn)定下降，其中，2020—2021 年達標(biāo)，其余年份均超標(biāo)。這主要是因為營口市于2018 年出臺了一系列大氣污染防治政策，如發(fā)布實施了《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的實施意見》和《營口市污染防治攻堅戰(zhàn)三年專項行動方案（2018—2020 年）》等，臭氧污染防治工作取得了初步成效。

圖1 2015—2021 年營口市臭氧濃度年變化

3.2 臭氧濃度月變化

如圖2 所示，2015—2021 年營口市臭氧濃度月變化呈典型的單峰變化特征，1 月起臭氧濃度快速上升，5 月達到峰值，6—10 月臭氧濃度緩慢下降，11—12 月快速下降，其中，4—9 月臭氧濃度超標(biāo)，其余月份達標(biāo)。1—5 月臭氧濃度快速上升主要是因為隨著氣溫升高、太陽輻射增強，有利于氮氧化物和揮發(fā)性有機物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧；6—10 月由于降水增多，空氣濕度增大，從而減弱了氣溫、太陽輻射等有利于臭氧生成的有利因素；11—12 月氣溫較低、太陽輻射減弱，生成臭氧的光化學(xué)反應(yīng)能力降低，同時霧霾多發(fā)，導(dǎo)致紫外線輻射減少，臭氧濃度明顯降低。

圖2 2015—2021 年營口市臭氧濃度月變化

3.3 臭氧濃度日變化

如圖3 所示，營口市臭氧濃度日變化亦呈單峰變化特征，09：00 起開始上升，16：00 達到峰值，隨后下降，08∶00 達到最低值。午夜至清晨臭氧處于低濃度水平主要是因為夜晚發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)較弱，其次是大氣中的一氧化氮會與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致臭氧的消耗；隨著太陽升起，人類生產(chǎn)生活活動、機動車尾氣排放、氣溫升高和太陽輻射增強，光化學(xué)反應(yīng)程度增強，臭氧濃度從09：00 起開始上升，16：00 出現(xiàn)峰值，17：00 起隨著日落太陽光照減弱，光化學(xué)反應(yīng)程度降低和新的臭氧前體物排放對臭氧的消耗，使臭氧濃度逐漸下降到相對較低水平。

圖3 營口市臭氧濃度日變化

4 臭氧與其他污染物、氣象要素相關(guān)性分析

為分析其他污染物和氣象要素對臭氧濃度的影響，開展了臭氧與其他污染物（可吸入顆粒物、細顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、氮氧化物、一氧化碳）及氣象要素（溫度和相對濕度）之間的相關(guān)性分析。分析方法和相關(guān)性判斷標(biāo)準(zhǔn)為：基于2015—2021 年營口市環(huán)境空氣中各項污染物小時濃度數(shù)據(jù)、氣象要素小時數(shù)據(jù)，采用SPSS 軟件中的皮爾遜相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)分析，當(dāng)0.8≤相關(guān)系數(shù)絕對值<1.0 兩者為極強相關(guān)，0.6≤相關(guān)系數(shù)絕對值<0.8 為強相關(guān)，0.4≤相關(guān)系數(shù)絕對值<0.6 為中等程度相關(guān)，0.2≤相關(guān)系數(shù)絕對值<0.4 為弱相關(guān)，0.0≤相關(guān)系數(shù)絕對值<0.2 為極弱相關(guān)或無相關(guān)。

臭氧與其他污染物之間均呈負相關(guān)，與氣象要素之間呈正相關(guān)（見表1）。其中，臭氧與二氧化氮、氮氧化物為強相關(guān)，與一氧化氮、溫度為中等程度相關(guān)，與細顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、一氧化碳為弱相關(guān)，與相對濕度呈極弱相關(guān)或無相關(guān)。

5 結(jié)論

營口市臭氧污染年變化特征為2015—2016 年下降，2017—2018 年上升且于2018 年達到峰值，2019—2021 年持續(xù)穩(wěn)定下降；月變化呈單峰變化特征，1 月起快速上升，5 月達到峰值，6—10 月緩慢下降，11—12 月快速下降；日變化亦呈單峰變化特征，09：00 起開始上升，16：00 達到峰值，隨后下降，08：00達到最低值。

營口市臭氧與其他污染物之間呈負相關(guān)，與氣象要素之間呈正相關(guān)。其中，臭氧與二氧化氮、氮氧化物為強相關(guān)，與一氧化氮、溫度為中等程度相關(guān)，與細顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、一氧化碳為弱相關(guān)，與相對濕度呈極弱相關(guān)或無相關(guān)。