常州地区反应性气体质量分数分析

陈明

摘   要：NOX，SO2，CO，O3是大气成分站重要的观测要素，是我国环境空气中常见的主要气态污染物。系统自动5 min采集和记录一次数据，通过分析反应性气体的日变化、月变化、年变化规律，总结人类活动对城市环境空气造成的影响。

关键词：反应性气体;质量浓度;变化规律;人类活动

大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气并对环境或人产生有害影响的物质。大气污染物按其存在状态可分为两大类：一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。污染物的来源有自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等）两种，并且以后者为主要因素，尤其是工业生产和交通运输所造成的。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以一氧化碳为主的碳氧化合物等。

常州位居长江之南，处于长三角中心地带，与苏州、无锡构成苏锡常都市圈，工业制造业发达，耗能型企业较多，经济富庶、人口稠密。随着现代工业和交通运输的发展，向大气中持续排放的物质数量越来越多，种类越来越复杂，引起大气成分发生急剧的变化，大气污染对人类健康、动植物生长以及气象、气候的影响越来越大。由于人类活动的影响，微量反应性气体在大气环境中的质量分数和配比改变，使大气化学反应的平衡体系发生变化，进而导致各类污染的形成。

1    日变化

NOX主要来自机动车尾气排放，从表1可以看出，NOX质量分数的日变化和早晚出行高峰相对应。由于人类开始活动的影响，NOX质量分数从3：00的低值开始上升，7：00—8：00形成峰值49.37×10-9，在11：00再次形成较高值46.71×10-9，然后NOX质量分数开始下降，在13：00—14：00达到最低值26.46×10-9，一个原因是交通得到缓解，另外一个是午后地面温度较高，此时的大气条件在一天之中最有利于污染物稀释扩散。之后NOX质量分数又开始逐渐升高，到19：00由于交通高峰影响，NOX质量分数再次出现较高值43.08×10-9。之后夜幕降临，人类活动逐渐减少，NOX质量分数也随之降低。

由于煤和石油都含有硫化物，在燃烧时会生成SO2，SO2的来源主要是许多工业过程。从表2数据可以看出，随着人类活动的影响，SO2质量分数在11：00达到最高值6.55×10-9，随后因为气象扩散条件的影响加强，SO2质量分数开始呈下降趋势。

CO的主要来源是机动车尾气排放以及煤、石油的不完全燃烧，而机动车尾气排放又是主要来源，因此变化规律与NOX的变化规律相似。从表3看出，CO质量分数的日变化与早晚出行高峰相对应，早上7时形成最高值1.08×10-6，在午后达到最低值0.77×10-6，在18时再次出现较高值0.93×10-6，然后逐渐降低。

O3质量分数主要与太阳辐射等因素有关，因此，变化呈明显的单峰形，从表4的数据看出，在上午6：00出现最低值11.68×10-9，然后到15：00达到最高值68.26×10-9，之后再逐渐降低。

2    月变化和年变化

NOX的月变化趋势如表5所示，12月达一年的最高值，月平均值2017年为43.89×10-9，2018年为50.08×10-9，之后逐渐下降，在7—8月达到一年的最低值，月平均值2017年为23.82×10-9，2018年为25.20×10-9。从年统计看，2018年和2017年相比，呈上升趋势。

SO2的月变化趋势如表5所示，12月达一年的最高值，月平均值2017年为9.03×10-9，2018年为5.69×10-9，之后逐渐下降，在7—8月达到一年的最低值，月平均值為2017年3.44×10-9，2018年为4.52×10-9。从年统计看，2018年和2017年相比，呈下降趋势。

CO的月变化趋势如表5所示，12月达一年的最高值，月平均值2017年为0.82×10-6，2018年为0.94×10-6，之后逐渐下降，在7—8月达到一年的最低值，月平均值为2017年0.61×10-6，2018年为0.64×10-6。从年统计看，2018年和2017年相比，呈上升趋势。

O3的月变化趋势如表5所示，2017年6月达一年的最高值，月平均值为46.11×10-9，12月达一年的最低值，月平均值为13.25×10-9;2018年4月达一年的最高值，月平均值为41.76×10-9，12月达一年的最低值，月平均值为19.55×10-9。从年统计看，2018年和2017年相比，呈上升趋势。

3    结语

人类活动对城市环境空气造成的影响巨大，大气中的反应性气体主要有两个来源。（1）汽车尾气的排放。研究表明，反应性气体质量分数，与城市早晚高峰机动车排放一致，呈“双峰”分布。（2）工业污染，煤炭、石油等生产会产生二氧化硫气体，随着工厂的减少，2018年的二氧化硫质量分数明显比2017年低。反应性气体能够参与大气光化学反应，形成二次气溶胶和酸沉降等，与人类健康、气候与环境变化等问题密切相关。