合肥市中心城区低空大气臭氧污染特征和变化状况

千勇

摘 要：随着社会经济的不断发展，中国城市化进程的加快和汽车保有量的急剧增加，近6年来合肥市区机动车保有量年均20%的速度快速增长，合肥市区机目前机动车已经有110多万辆；市区道路规划建设相对滞后、道路施工建设等原因造成道路拥堵渐成常态，早晚高峰期更是拥堵不堪，使单车污染物排放量增大，随着汽车尾气排放的氮氧化物、挥发性有机化合物和一氧化碳等光化学前体物，合肥市区近地面大气中臭氧浓度的升高，光化学烟雾污染出现的频率增加。大气臭氧浓度有逐年升高的趋势，2016年合肥市有23天臭氧为首要污染物。本文利用合肥市2016年1～2017年2月近地面臭氧、氮氧化物和一氧化碳的监测数据。研究合肥市区近地面大气臭氧浓度的分布特征和时间变化规律，并对原因进行分析。

关键词：臭氧污染；氮氧化物；一氧化碳

中图分类号：P421 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0003-01

1 数据来源与方法

1.1 数据来源

大气污染物数据来源于合肥市环境监测中心站，主要包括臭氧全市小时均值、氮氧化物全市小时均值和一氧化碳全市小时均值，主要针对2016年1～2017年2月合肥市低空（距地面小于25m）大气臭氧污染浓度的连续监测结果进行分析。

1.2 评价方法

臭氧超标情况的评价限值依据国家《环境空气质量标准》（ GB3095-2012） ，以二级标准小时质量浓度限值200μg/m3，判定臭氧是否超标，见下表1。

2 结果和讨论

2.1 臭氧的总体分布

如图1所示。

对2016年全年合肥市低空大气臭氧污染浓度的连续监测结果进行分析，臭氧浓度在一天中呈明显的单峰型变化规律，在午后15：00左右臭氧浓度达到最高值（97μg/m3），随后臭氧浓度逐渐降低，21：00以后趋于平缓降低阶段，日出前7：00左右达到全天的最低值（32μg/m3）。上述结果说明，合肥近地面臭氧浓度变化与太阳辐射强度密切相关。夜间臭氧浓度随时间变化平缓，日出前达到全天的最低值，此时臭氧的前体物质（如氮氧化物和一氧化碳等）逐渐进行积累，日出后随着太阳辐射的逐渐增强，大气光化学反应逐渐加强，臭氧作为光化学反应的二次污染物，其浓度逐渐升高。

2.2 臭氧浓度的月变化

合肥市臭氧浓度月变化在全年呈现出双峰的变化，5月和8月是全年臭氧浓度最高的两个月份，最高值分别为111μg/m3和98μg/m3；1月臭氧浓度最低为24μg/m3。据研究表明，臭氧的产生主要受高压天气的控制。由于云能削减达到地面的太阳辐射，而紫外辐射是产生臭氧的一个很重要的原因，合肥地区6、7月进入梅雨季节，太阳辐射减少，6、7月出現一个波谷。地面臭氧浓度的区域差异非常显著，董铺水库站的浓度最高、三里街站最低，呈现出中心城区低、郊区高的特点。董铺水库站为清洁对照点，周围水域面积大，太阳辐射强，相对湿度大有利于臭氧的生成。如图2所示。

2.3 臭氧浓度的季节变化

合肥四季特点是：春暖、夏炎、秋爽、冬寒。四季的划分标准是：春季3～5月，夏季6～8月，秋季9～11月，冬季12～2月。上图中表示了2016年3到2017年2月四个季节中臭氧小时平均浓度变化情况。由于太阳辐射和气温等光化学反应条件的变化，合肥臭氧浓度春季开始升高，夏季达到最高，秋季逐渐降低，冬季达到最低。春季和夏季臭氧浓度的各小时和日变化幅度较大，而秋季和冬季变化幅度相对较小，这与春、夏季节太阳辐射强和气温高等导致光化学反应强烈有关。

3 结语

分析结果表明，合肥市臭氧小时平均浓度都呈现出明显的单峰型日变化规律，在一天中15时左右达到最高浓度，到21点左右臭氧浓度开始下降，第二天7：00左右降至最低浓度；臭氧浓度月均值冬半年明显低于夏半年，一年中臭氧浓度月均值出现双峰特征，分别出现在5月和8月，因为合肥市6月、7月进入梅雨季节，6月降雨20天，7月降雨18天；臭氧月均值最低出现在1月，1月在全年平均气温最低。地面臭氧浓度的区域差异非常显著，董铺水库站的浓度最高、三里街站最低，呈现出中心城区低、郊区高的特点。

近地面的臭氧，除了平流层输入，大部分是由人为源排放的氮氧化物和挥发性有机物等在高温、强光照条件下发生光化学反应二次转化形成的。低空排放的城市机动车尾气对城市大气臭氧浓度升高有显著影响。大城市比小城市更容易出现光化学烟雾污染，因此，世界各国大城市均采取控制城市机动车尾气排放、大力发展公共轨道交通等措施，以防治区域光化学烟雾发生和近地面臭氧浓度超标。臭氧的产生与地区性的交通运输、石化行业和燃煤锅炉等工业生产污染源的排放特征，以及地形和气象条件也密切相关。我们在治理近地面臭氧污染的整治对象不仅仅只是针对重点污染源，也应当对小污染源加以整治，加强生态文明建设加强绿化工程将有助于减少和抑制严重污染的发生。

参考文献

[1]王庚辰.大气臭氧层与臭氧洞[M].气象出版社，2005.

[2]洪茂盛，焦荔，何曦，等.杭州市区大气臭氧浓度变化及气象要素影响[J].应用气象学报，2009.

[3]谈建国，陆国良，耿福海，等.上海夏季近地面臭氧浓度及其相关气象因子的分析和预报[J].热带气象学报，2007.

[4]段玉森，张懿华，王东方，徐捷，魏海萍，崔虎雄.我国部分城市臭氧污染时空分布特征分析环境监测管理与技术，2011.

[5]宗雪梅，王庚辰，陈洪滨.北京地区边界层大气臭氧浓度变化特征分析.环境科学，2007.

[6]殷水泉，单文坡，纪霞.济南市大气臭氧浓度变化规律研究.环境科学，2006.endprint