徐州臭氧污染时空分布特征

文-尚静 江苏省徐州环境监测中心

臭氧存在于平流层和对流层，平流层的臭氧起到保护环境的作用，而对流层的臭氧浓度增加，会对人体造成危害，如加重呼吸疾病，损害肺功能等。臭氧污染是近年来影响徐州夏季空气质量的重要因素，一直未能得到有效控制。臭氧是一种二次污染物，它的生成与氮氧化物、挥发性有机物等其他有机污染物相关性较大，原因复杂，污染防治难度较高。利用徐州2015、2016年度徐州市7个空气自动站点监测臭氧数据，分析臭氧季均变化、月均变化以及日均变化规律，这位今后臭氧污染防治工作奠定了基础。

1 监测点位、监测方法

1.1 监测点位的布设

徐州市区设置7个国控大气自动监测点位，分别为黄河新村、淮塔、铜山兽医院、新城区、农科院、桃园路和铜山环保局，详见表1。“黄河新村”测点位于徐州市西部，设在泉山区黄河南路60号，代表居民区，属二类区。“淮塔”测点位于徐州市南部，设在云龙区淮海战役烈士纪念塔院内，代表风景名胜区，属一类区。“鼓楼区政府（原铜山兽医院）”测点位于徐州市北部，设在鼓楼区中山北路鼓楼区政府鼓楼区政府东侧水景花苑小区内，代表居民区，属二类区。“桃园路”测点位于徐州市东部，设在徐州经济开发区桃园路2号实验小学院内，代表一般工业区，属二类区。“新城区”测点位于徐州市东南部，设在徐州市环境中心站楼顶，代表商业交通居民混和区，属二类区。“铜山区招生办（原铜山环保局）”测点位于铜山区青少年活动中心院内，代表文化区，属二类区。“农科院”测点位于徐州市东部，设在徐州经济开发区城东大道农科院内，属于交通居住混合区，属二类区七个站点均值反映徐州市区空气质量状况。监测项目包括臭氧在内的国家环境质量标准（GB3095-2012）要求的六项基本污染物。

表1

1.2 监测方法

采用化学发光法分析，采样频率为24小时连续自动监测，会定期对仪器进行维护、校准和检查。

1.3 评价方法

依据《环境空气质量评价技术规范（试行）》HJ663-2013的要求，臭氧监测结果采用臭氧八小时值的第90百分位来评价。

2 臭氧监测结果分析

2015年度，臭氧日最大8小时平均浓度范围为12～249ug/m3，日最大8小时平均浓度超标率为6.3%，日最大8小时平均浓度第90百分位数（153mg/m3）达标。2016年度，臭氧日最大8小时平均浓度范围为12～206μg/m3，日最大8小时平均浓度超标率为8.74%，日最大8小时平均浓度第90百分位数（153mg/m3）达标。

2.1 臭氧季变化特征

2015年、2016年徐州市建成区O3日最大8小时浓度均值季节分布呈现夏季相对较高、冬季相对较低的特征， O3日最大8小时浓度均值由高到低依次均为：夏季＞春季＞秋季＞冬季。2015年、2016年徐州市建成区O3日最大8小时浓度季节分布见图1。

图1 徐州市臭氧季变化特征

2.2 臭氧月变化特征

2015年、2016年徐州市建成区O3日最大8小时浓度月均浓度呈季节性变化，相对低值出现在1月、2月、11月和12月，相对高值出现在5～10月，见图2。

图2 徐州市臭氧月变化特征

2.3 臭氧日均小时变化特征

以2015年3月1日小时数据变化为例（图3），臭氧变化存在四个阶段，分别是前夜累计阶段、臭氧抑制阶段、臭氧光化学生成阶段和臭氧消耗阶段。第一阶段前夜累计阶段即为日出前臭氧浓度变化幅度很小；第二阶段臭氧抑制阶段为日出后太阳紫外线较弱的时段，随着早交通高峰的到来，臭氧的前提污染物CO、NOX、CHX等等浓度逐渐升高，消耗了臭氧，使臭氧在07：00左右出现最低值；第三阶段为光化学累计阶段，随着太阳紫外线增加，臭氧浓度逐渐升高，使臭氧在14：00-16：00时出现高值；第四阶段臭氧消耗阶段为午夜，臭氧浓度逐渐下降。

图3 臭氧小时均值变化规律

2.4 点位变化特征

2016年度，O3日最大8小时值超标天数32天，超标率为8.7%。各国控点O3日最大8小时平均浓度均出现超标，超标率最高的国控点为黄河新村测点，超标率为15.6%。各大气国控点O3日最大8小时90百分位浓度如图2～4所示。

图4 七个国控点位O3日最大8小时90百分位浓度

3 结论

夏季，徐州首要污染以臭氧为主，O3日最大8小时浓度均值季节分布呈现夏季相对较高、冬季相对较低的特征。

通过月变化曲线，臭氧相对低值出现在1月、2月、11月和12月，相对高值出现在5～10月。

通过日变化曲线，臭氧变化前夜累计阶段、臭氧抑制阶段、臭氧光化学生成阶段和臭氧消耗阶段等四个阶段。一天中低值出现在凌晨7时，高值出现在14～16时。