徐州臭氧污染時空分布特征

文-尚靜 江蘇省徐州環境監測中心

臭氧存在于平流層和對流層，平流層的臭氧起到保護環境的作用，而對流層的臭氧濃度增加，會對人體造成危害，如加重呼吸疾病，損害肺功能等。臭氧污染是近年來影響徐州夏季空氣質量的重要因素，一直未能得到有效控制。臭氧是一種二次污染物，它的生成與氮氧化物、揮發性有機物等其他有機污染物相關性較大，原因復雜，污染防治難度較高。利用徐州2015、2016年度徐州市7個空氣自動站點監測臭氧數據，分析臭氧季均變化、月均變化以及日均變化規律，這位今后臭氧污染防治工作奠定了基礎。

1 監測點位、監測方法

1.1 監測點位的布設

徐州市區設置7個國控大氣自動監測點位，分別為黃河新村、淮塔、銅山獸醫院、新城區、農科院、桃園路和銅山環保局，詳見表1。“黃河新村”測點位于徐州市西部，設在泉山區黃河南路60號，代表居民區，屬二類區。“淮塔”測點位于徐州市南部，設在云龍區淮海戰役烈士紀念塔院內，代表風景名勝區，屬一類區。“鼓樓區政府（原銅山獸醫院）”測點位于徐州市北部，設在鼓樓區中山北路鼓樓區政府鼓樓區政府東側水景花苑小區內，代表居民區，屬二類區。“桃園路”測點位于徐州市東部，設在徐州經濟開發區桃園路2號實驗小學院內，代表一般工業區，屬二類區。“新城區”測點位于徐州市東南部，設在徐州市環境中心站樓頂，代表商業交通居民混和區，屬二類區。“銅山區招生辦（原銅山環保局）”測點位于銅山區青少年活動中心院內，代表文化區，屬二類區。“農科院”測點位于徐州市東部，設在徐州經濟開發區城東大道農科院內，屬于交通居住混合區，屬二類區七個站點均值反映徐州市區空氣質量狀況。監測項目包括臭氧在內的國家環境質量標準（GB3095-2012）要求的六項基本污染物。

表1

1.2 監測方法

采用化學發光法分析，采樣頻率為24小時連續自動監測，會定期對儀器進行維護、校準和檢查。

1.3 評價方法

依據《環境空氣質量評價技術規范（試行）》HJ663-2013的要求，臭氧監測結果采用臭氧八小時值的第90百分位來評價。

2 臭氧監測結果分析

2015年度，臭氧日最大8小時平均濃度范圍為12～249ug/m3，日最大8小時平均濃度超標率為6.3%，日最大8小時平均濃度第90百分位數（153mg/m3）達標。2016年度，臭氧日最大8小時平均濃度范圍為12～206μg/m3，日最大8小時平均濃度超標率為8.74%，日最大8小時平均濃度第90百分位數（153mg/m3）達標。

2.1 臭氧季變化特征

2015年、2016年徐州市建成區O3日最大8小時濃度均值季節分布呈現夏季相對較高、冬季相對較低的特征， O3日最大8小時濃度均值由高到低依次均為：夏季＞春季＞秋季＞冬季。2015年、2016年徐州市建成區O3日最大8小時濃度季節分布見圖1。

圖1 徐州市臭氧季變化特征

2.2 臭氧月變化特征

2015年、2016年徐州市建成區O3日最大8小時濃度月均濃度呈季節性變化，相對低值出現在1月、2月、11月和12月，相對高值出現在5～10月，見圖2。

圖2 徐州市臭氧月變化特征

2.3 臭氧日均小時變化特征

以2015年3月1日小時數據變化為例（圖3），臭氧變化存在四個階段，分別是前夜累計階段、臭氧抑制階段、臭氧光化學生成階段和臭氧消耗階段。第一階段前夜累計階段即為日出前臭氧濃度變化幅度很小；第二階段臭氧抑制階段為日出后太陽紫外線較弱的時段，隨著早交通高峰的到來，臭氧的前提污染物CO、NOX、CHX等等濃度逐漸升高，消耗了臭氧，使臭氧在07：00左右出現最低值；第三階段為光化學累計階段，隨著太陽紫外線增加，臭氧濃度逐漸升高，使臭氧在14：00-16：00時出現高值；第四階段臭氧消耗階段為午夜，臭氧濃度逐漸下降。

圖3 臭氧小時均值變化規律

2.4 點位變化特征

2016年度，O3日最大8小時值超標天數32天，超標率為8.7%。各國控點O3日最大8小時平均濃度均出現超標，超標率最高的國控點為黃河新村測點，超標率為15.6%。各大氣國控點O3日最大8小時90百分位濃度如圖2～4所示。

圖4 七個國控點位O3日最大8小時90百分位濃度

3 結論

夏季，徐州首要污染以臭氧為主，O3日最大8小時濃度均值季節分布呈現夏季相對較高、冬季相對較低的特征。

通過月變化曲線，臭氧相對低值出現在1月、2月、11月和12月，相對高值出現在5～10月。

通過日變化曲線，臭氧變化前夜累計階段、臭氧抑制階段、臭氧光化學生成階段和臭氧消耗階段等四個階段。一天中低值出現在凌晨7時，高值出現在14～16時。