德庆县城区夏秋季近地层大气臭氧污染特征

摘 要：该文利用德庆县城区空气质量自动监测站的2016年夏、秋两季臭氧污染物连续监测数据，从时间变化、气象因素-温度、前体物（NO2、CO）等方面分析德庆县城区夏季大气臭氧污染特征和变化规律。结果表明，德庆城区臭氧8 h浓度作为首要污染物频率仅次于细颗粒物，臭氧浓度具有明显的时间变化规律。臭氧浓度与气象因素-温度呈明显正相关变化，与NO2呈强负相关变化、CO呈弱相关变化。

关键词：近地层 大气 臭氧 相关性

中图分类号：X515 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0133-02

臭氧是大气中氮氧化物和挥发性有机物经光化反应的产物。近地面的臭氧污染物与距地面约30 km的高空臭氧层，对地球生物影响发挥着“魔鬼”与“天使”的正反面作用。高空臭氧层可以吸收紫外线、X射线、伽马射线等99%短波射线，成为地球的保护伞。但出现在距地表约2.5 km的大气中低空臭氧，却是城市光化学烟雾的一种成分，对植被和人类有伤害。臭氧污染不可忽视。

德庆县地处广东省西北部、西江中游北岸，东接高要，西及西北与封开毗邻，北连怀集，东北与广宁县相接壤，南临西江与云浮市郁南、云安两县隔江相望。城区位于德庆县的南面，与云浮市郁南县只有一江之隔。德庆县城区的环境空气质量主要受本辖区工业污染源和外来污染源的影响。

近年来，随着环保部门对环境空气质量监测的加强，可得知臭氧污染日益严重，尤其在夏秋两季。文章根据德庆县城区环境空气自动监测站2016年连续监测数据分析德庆县城区在夏、秋两季臭氧污染变化特征。

1 监测点位信息和监测方法

1.1 监测点位信息

德庆县城区环境空气自动监测站于2015年底建成，选址研究由中山大学完成，设在德庆县公安局机动训练基地，坐标23°8'50.18“N，111°46'32.99"E，建筑物楼层共5层，高约18 m。德庆县公安局机动训练基地周边为空地、居民楼和公安局办公楼，南面隔空地为德庆大道，距离约120 m。自动站位于城区中心，符合《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》等相关技术规范，监测数据具有代表性和可比性。

1.2 监测方法与标准

1.2.1 监测仪器

（1）赛默飞世尔科技（中国）有限公司49i型臭氧分析仪：有效量程为0～50 ppm，最低检出限为0.5 ppb，重现性1 ppb，线性：±1%满量程，零漂为

（2）赛默飞世尔科技（中国）有限公司146i型动态校准仪：流量计准确度为±1%满量程，质量流量测量重现性为±2%满量程，标气流量计量程为0～100 mL/min，零气流量计量程为≥10 L/min，臭氧发生准确度为±2%。

（3）赛默飞世尔科技（中国）有限公司111型零气发生器：压力为10～30 psi，零气的纯度为O3≤0.5 ppb。

1.2.2 监测方法

臭氧监测方法采用《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ654-2013）的方法。质量保证按照《环境质量自动监测技术规范》（HJ193-2005）等有关规定执行。

1.2.3 评价标准

德庆县城区属于二类环境空气功能区，执行《环境空气质量俗肌罚GB3095-2012）中的二级标准限值，即臭氧日最大8 h平均≤160 μg/m3，小时平均值≤200 μg/m3。

2 环境空气质量状况

2016年德庆县城区环境空气质量达标天数为332 d，超标天数34 d，优良率达到91.3%，综合质量指数为3.93，全市排名第4。德庆县城区首要污染物为细颗粒物（PM2.5）100 d，其次为臭氧日最大8 h均值79 d，占比35.7%。从表1可知，臭氧8 h浓度作为首要污染物集中在夏季和秋季，分别为29 d、34 d。

3 数据统计与分析

3.1 臭氧小时浓度、月均浓度变化规律

从图1显示，2016年德庆县城区夏、秋两季的臭氧小时平均浓度在24 h的变化规律均为单峰型，且浓度都较为接近，均从上午9点开始逐步上升，到下午16～17时达到峰值后开始下降。

从图2可以看出，2016年德庆县城区臭氧日最大8小时月平均浓度呈现夏秋两季高，春秋两季低的变化规律。6月～11月（即夏、秋季）臭氧日最大8 h月平均浓度较大，12～5月（即冬、春季）臭氧日最大8 h月平均浓度较低，其中最高浓度为夏季9月的117 μg/m3，最低浓度为冬季1月的48 μg/m3。

3.2 温度与臭氧小时平均浓度的相关性变化

气象因素是影响近地面臭氧浓度的主要因素之一，是造成臭氧浓度日小时浓度、月均浓度、季均浓度、年均浓度变化的重要因素。在各种气象因素之中，温度影响臭氧浓度比较重要。图3显示了德庆县城区夏、秋两季臭氧小时浓度与温度小时浓度的变化规律。可以看出，臭氧小时平均浓度与温度小时平均值具有极为相似的变化规律，随着温度的升高，臭氧浓度也随之升高，呈明显的正相关（相关性为0.98）变化。

3.3 O3-8H与CO、NO2月均值的相关变化

臭氧是二次污染，其生成主要依赖于一次污染物（NO2、CO等）的浓度和化学反应。从图4显示，德庆县城区夏、秋季NO2、CO月均浓度变化不大，较为平稳； O3-8H与NO2呈强负相关（相关系数-0.70），O3-8H与CO呈弱负相关（相关系数-0.10）。

4 结论

（1）2016年，德庆县城区臭氧8 h（O3-8H）作为主要污染物频率仅次于细颗粒物（PM2.5），占比达到35.7%，且集中在夏、秋两季。

（2）从2016年臭氧污染物的连续监测数据显示，德庆县城区夏、秋两季的臭氧小时平均浓度在24 h的变化规律均成单峰型；臭氧日最大8 h月平均浓度呈现夏秋两季高，春秋两季低的变化规律。

（3）德庆县城区夏、秋两季臭氧小时平均浓度与温度小时平均值呈现明显的正相关（相关性为0.98）变化。温度作为气象因素之一，对臭氧浓度影响较为重要。

（4）德庆县城区夏、秋两季O3-8H与NO2呈强负相关（相关系数-0.70），O3-8H与CO呈弱负相关（相关系数-0.10）。

参考文献

[1] 刘献辉，周兵利，陈建新，等.洛阳市老城区环境空气中臭氧污染特征及相关气象要素分析[J].环境研究与监测，2014，27（2）：14-17.

[2] GB3095-2014，环境空气质量标准[S].

[3] HJ654-2013，环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法[S].

[4] HJ193-2005，环境质量自动监测技术规范[S].