常州地區(qū)反應(yīng)性氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

陳明

摘? ?要：NOX，SO2，CO，O3是大氣成分站重要的觀測(cè)要素，是我國(guó)環(huán)境空氣中常見(jiàn)的主要?dú)鈶B(tài)污染物。系統(tǒng)自動(dòng)5 min采集和記錄一次數(shù)據(jù)，通過(guò)分析反應(yīng)性氣體的日變化、月變化、年變化規(guī)律，總結(jié)人類活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境空氣造成的影響。

關(guān)鍵詞：反應(yīng)性氣體;質(zhì)量濃度;變化規(guī)律;人類活動(dòng)

大氣污染物是指由于人類活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣并對(duì)環(huán)境或人產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。大氣污染物按其存在狀態(tài)可分為兩大類：一種是氣溶膠狀態(tài)污染物，另一種是氣體狀態(tài)污染物。污染物的來(lái)源有自然因素（如森林火災(zāi)、火山爆發(fā)等）和人為因素（如工業(yè)廢氣、生活燃煤、汽車尾氣等）兩種，并且以后者為主要因素，尤其是工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸所造成的。氣體狀態(tài)污染物主要有以二氧化硫?yàn)橹鞯牧蜓趸衔铮远趸獮橹鞯牡趸衔铮砸谎趸紴橹鞯奶佳趸衔锏取?/p>

常州位居長(zhǎng)江之南，處于長(zhǎng)三角中心地帶，與蘇州、無(wú)錫構(gòu)成蘇錫常都市圈，工業(yè)制造業(yè)發(fā)達(dá)，耗能型企業(yè)較多，經(jīng)濟(jì)富庶、人口稠密。隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，向大氣中持續(xù)排放的物質(zhì)數(shù)量越來(lái)越多，種類越來(lái)越復(fù)雜，引起大氣成分發(fā)生急劇的變化，大氣污染對(duì)人類健康、動(dòng)植物生長(zhǎng)以及氣象、氣候的影響越來(lái)越大。由于人類活動(dòng)的影響，微量反應(yīng)性氣體在大氣環(huán)境中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和配比改變，使大氣化學(xué)反應(yīng)的平衡體系發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致各類污染的形成。

1? ? 日變化

NOX主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車尾氣排放，從表1可以看出，NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)的日變化和早晚出行高峰相對(duì)應(yīng)。由于人類開(kāi)始活動(dòng)的影響，NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3：00的低值開(kāi)始上升，7：00—8：00形成峰值49.37×10-9，在11：00再次形成較高值46.71×10-9，然后NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)開(kāi)始下降，在13：00—14：00達(dá)到最低值26.46×10-9，一個(gè)原因是交通得到緩解，另外一個(gè)是午后地面溫度較高，此時(shí)的大氣條件在一天之中最有利于污染物稀釋擴(kuò)散。之后NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)又開(kāi)始逐漸升高，到19：00由于交通高峰影響，NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)再次出現(xiàn)較高值43.08×10-9。之后夜幕降臨，人類活動(dòng)逐漸減少，NOX質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之降低。

由于煤和石油都含有硫化物，在燃燒時(shí)會(huì)生成SO2，SO2的來(lái)源主要是許多工業(yè)過(guò)程。從表2數(shù)據(jù)可以看出，隨著人類活動(dòng)的影響，SO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11：00達(dá)到最高值6.55×10-9，隨后因?yàn)闅庀髷U(kuò)散條件的影響加強(qiáng)，SO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)開(kāi)始呈下降趨勢(shì)。

CO的主要來(lái)源是機(jī)動(dòng)車尾氣排放以及煤、石油的不完全燃燒，而機(jī)動(dòng)車尾氣排放又是主要來(lái)源，因此變化規(guī)律與NOX的變化規(guī)律相似。從表3看出，CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的日變化與早晚出行高峰相對(duì)應(yīng)，早上7時(shí)形成最高值1.08×10-6，在午后達(dá)到最低值0.77×10-6，在18時(shí)再次出現(xiàn)較高值0.93×10-6，然后逐漸降低。

O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要與太陽(yáng)輻射等因素有關(guān)，因此，變化呈明顯的單峰形，從表4的數(shù)據(jù)看出，在上午6：00出現(xiàn)最低值11.68×10-9，然后到15：00達(dá)到最高值68.26×10-9，之后再逐漸降低。

2? ? 月變化和年變化

NOX的月變化趨勢(shì)如表5所示，12月達(dá)一年的最高值，月平均值2017年為43.89×10-9，2018年為50.08×10-9，之后逐漸下降，在7—8月達(dá)到一年的最低值，月平均值2017年為23.82×10-9，2018年為25.20×10-9。從年統(tǒng)計(jì)看，2018年和2017年相比，呈上升趨勢(shì)。

SO2的月變化趨勢(shì)如表5所示，12月達(dá)一年的最高值，月平均值2017年為9.03×10-9，2018年為5.69×10-9，之后逐漸下降，在7—8月達(dá)到一年的最低值，月平均值為2017年3.44×10-9，2018年為4.52×10-9。從年統(tǒng)計(jì)看，2018年和2017年相比，呈下降趨勢(shì)。

CO的月變化趨勢(shì)如表5所示，12月達(dá)一年的最高值，月平均值2017年為0.82×10-6，2018年為0.94×10-6，之后逐漸下降，在7—8月達(dá)到一年的最低值，月平均值為2017年0.61×10-6，2018年為0.64×10-6。從年統(tǒng)計(jì)看，2018年和2017年相比，呈上升趨勢(shì)。

O3的月變化趨勢(shì)如表5所示，2017年6月達(dá)一年的最高值，月平均值為46.11×10-9，12月達(dá)一年的最低值，月平均值為13.25×10-9;2018年4月達(dá)一年的最高值，月平均值為41.76×10-9，12月達(dá)一年的最低值，月平均值為19.55×10-9。從年統(tǒng)計(jì)看，2018年和2017年相比，呈上升趨勢(shì)。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

人類活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境空氣造成的影響巨大，大氣中的反應(yīng)性氣體主要有兩個(gè)來(lái)源。（1）汽車尾氣的排放。研究表明，反應(yīng)性氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與城市早晚高峰機(jī)動(dòng)車排放一致，呈“雙峰”分布。（2）工業(yè)污染，煤炭、石油等生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，隨著工廠的減少，2018年的二氧化硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯比2017年低。反應(yīng)性氣體能夠參與大氣光化學(xué)反應(yīng)，形成二次氣溶膠和酸沉降等，與人類健康、氣候與環(huán)境變化等問(wèn)題密切相關(guān)。