一次典型臭氧污染過程分析

周 黎

（河南省商丘生態環境監測中心，河南 商丘 476000）

0 引言

臭氧8小時是商丘市出現頻次最高的首要污染物，多出現在每年的五、六月份。為防治臭氧污染，對典型臭氧污染過程進行成因分析，提出針對臭氧的管控措施。

2021年5月30日～6月12日期間商丘市首要污染物都是臭氧8小時，除6月3日外，全市最高氣溫在32℃～39℃，天氣晴或者多云，空氣質量為輕度至中度污染（5月31日AQI為100，空氣質量為良）。6月3日天氣多云，最高氣溫24℃，AQI為72，空氣質量為良。6月13日商丘市中雨，6月14日大雨，空氣質量都為優，此次臭氧污染過程由于降雨而結束。

1 數據來源

臭氧濃度、NOx濃度、氣溫、相對濕度數據來源于河南省商丘生態環境監測中心的四個國控環境空氣自動監測站（分別是環境監測站、糧食局、睢陽區環保局、梁園區檔案局），VOCs自動監測數據來源于位于河南省商丘生態環境監測中心的揮發性有機物自動監測。

2 數據分析

2.1 氣象條件

分析2021年5月30日～6月12日氣溫、相對濕度對臭氧濃度的影響。

2.1.1 氣溫

圖1中40擬合斜率在0.009～0.01，R2在0.57～0.62之間，顯示臭氧濃度與氣溫升高正相關。氣溫是助推臭氧光化學反應最重要的氣象要素，氣溫越高，臭氧的光化學反應越劇烈。

圖1 2021年5月30日～6月12日四個國控站臭氧濃度與氣溫相關性分析

圖1擬合斜率在0.009～0.01，R2在0.57～0.62之間，顯示臭氧濃度與氣溫升高正相關。氣溫是助推臭氧光化學反應最重要的氣象要素，氣溫越高，臭氧的光化學反應越劇烈。

2.1.2 相對濕度

圖2擬合斜率-0.002，R2在0.29～0.34之間，臭氧濃度與相對濕度呈現負相關。此次污染過程相對濕度在20%～60%時，臭氧超標率高；當相對濕度大于60%時，臭氧濃度隨相對濕度的增加而降低。

圖2 2021年5月30日～6月12日四個國控站臭氧濃度與相對濕度相關性分析

2.2 臭氧前體污染物NOx與VOCs分析

2.2.1 臭氧濃度與NOx濃度的相關性

從圖3中可看出，四個國控站的擬合斜率分別是-3.372、-3.227、-2.569、-2.91，R2在0.19～0.34之間，臭氧濃度與NOx濃度呈負相關。NOx濃度與臭氧存在明顯的反向關系，夜間NOx濃度較高，午后出現谷值。NOx是通過光化學反應生成臭氧的重要前體物。此次臭氧污染過程是本地生成。

圖3 2021年5月30日～6月12日四個國控站臭氧濃度與NOx濃度相關性分析

2.2.2 VOCs分析

在2021年5月30日～6月12日時間段內，揮發性有機物自動監測站共檢出114種物質，包括芳香烴類物質17種，炔烴類物質1種，烷烴類物質29種，鹵代烴類物質33種，OVOCs類物質22種，烯烴類物質11種，其他類物質1種。

揮發性有機物自動監測站VOCs的臭氧生成貢獻潛勢（OFP），具體分布如圖4所示。

圖4 OFP日均濃度變化柱狀堆積圖

2021年5月30日～6月12日，OFP平均估算值為190.544μg/m3。占比情況分別為OVOCs69.74%、烯烴13.67%、芳香烴9.02%、烷烴6.55%、炔烴0.48%、鹵代烴0.36%、其他0.19%。貢獻最大的前十因子分別為：乙醛、丙醛、乙烯、丙烯醛、甲苯、乙酸乙烯酯、異戊二烯、丙酮、正丁烷、順-2-丁烯。汽油燃燒或揮發、汽車尾氣的特征明顯。該階段夜間VOCs累計效應顯著，光化學反應前的濃度較高，促進臭氧生成[1]。

2.3 UV輻射值分析

2021年5月30日～6月12日，商丘市高空受槽后轉脊區控制，逐漸升溫，地面受弱的氣壓控制，風力弱，午后最高溫度在30℃以上。紫外線輻射強烈（見圖5），UVA輻射強度最高值高于50W/m2。

圖5 2021年5月30日～6月12日商丘UV輻射儀濃度值變化

3 結語

商丘市區2021年5月30日～6月12日的臭氧污染過程，臭氧濃度與氣溫呈正相關，與相對濕度呈負相關。臭氧濃度與NOx濃度呈負相關，臭氧生成潛勢（OFP）分析表明本地生成是此次臭氧污染的原因。臭氧污染防治的關鍵在于臭氧前體物的減排防控，采取源頭控制，主要針對氮氧化物、揮發性有機化合物的總量控制。