廣西臭氧時(shí)空分布、污染特征和防控策略

摘要：近幾年，大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是大氣臭氧污染問(wèn)題在全國(guó)范圍內(nèi)日益凸顯。鑒于此，本研究基于2015～2018年廣西14個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)氣象資料，這14個(gè)城市是南寧市、柳州市、桂林市、梧州市、北海市、防城港市、欽州市、貴港市、玉林市、百色市、賀州市、來(lái)賓市、河池市、崇左市。因此，本文研究了廣西臭氧時(shí)空分布和污染特征，同時(shí)提出了相應(yīng)的防控策略。

關(guān)鍵詞：臭氧污染;時(shí)空分布;污染特征;防控策略

Abstract：In recent years，air pollution has become more and more serious， especially the problem of atmospheric ozone pollution has become increasingly prominent nationwide. In view of this， this study is based on 15 to 18 years of ambient air quality monitoring data and related meteorological data in 14 cities in Guangxi. These 14 cities are Nanning， Liuzhou， Guilin， Wuzhou， Beihai， Fangchenggang ， Qinzhou City， Guigang City， Yulin City， Baise City， Hezhou City， Laibin City， Hechi City， Chongzuo City. Therefore， this paper studies the spatial and temporal distribution and pollution characteristics of ozone in Guangxi， and puts forward corresponding prevention and control strategies.

Key words：Ozone pollution;Spatial and temporal distribution;Pollution characteristics;Prevention and control strategies

臭氧已經(jīng)成為一個(gè)全國(guó)性污染問(wèn)題，2018年全國(guó)的臭氧密度比去年上升8%，尤其是在長(zhǎng)江三角和珠三角地區(qū)已經(jīng)成為影響空氣質(zhì)量的首要污染物[1]。廣西位于亞熱帶地區(qū)，溫度較高，強(qiáng)日照持續(xù)時(shí)間也比較長(zhǎng)，這更為光化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)臭氧提供了有利的條件。本研究基于2015～2018年廣西的天氣數(shù)據(jù)，對(duì)廣西臭氧污染的主要天氣類型進(jìn)行總結(jié)，為廣西制定相應(yīng)的污染防治策略提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

空氣質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于廣西14個(gè)城市國(guó)控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站檢測(cè)的數(shù)據(jù)，其中包含著每小時(shí)、每天、每年的平均值，檢測(cè)數(shù)據(jù)按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)時(shí)段為2015年1月～2018年12月。

1.2 使用方法

超標(biāo)率統(tǒng)計(jì)方法。一個(gè)城市一天8個(gè)小時(shí)滑動(dòng)平均的最大值超過(guò)160μg/m3，臭氧的濃度超過(guò)標(biāo)磚1d。所有城市一個(gè)月內(nèi)臭氧濃度超標(biāo)天數(shù)的總和就是所說(shuō)的累積超標(biāo)天數(shù)。超標(biāo)率就是指臭氧濃度累積超標(biāo)天數(shù)占總的統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)所有天數(shù)的百分比[1]。

其中：α是指臭氧超標(biāo)率，%。

D是指臭氧累積超標(biāo)天數(shù)，d。

N是指統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)所有天數(shù)，d。

2 研究結(jié)果與討論

2.1 臭氧濃度超標(biāo)率的分布形勢(shì)

2015～2018年，廣西的城市臭氧累積超標(biāo)的天數(shù)是74D、41D和89D，和2015年相比，2018年的臭氧累積超標(biāo)天數(shù)上升了20%左右，和2016年相比2015年則上升了110%左右。從總體上來(lái)看，廣西臭氧濃度的超標(biāo)情況并不嚴(yán)重，氣象是造成臭氧污染的主要因素之一，廣西2015～2018年臭氧超標(biāo)比較高的月份是4月份、5月份、8月份、9月份、10月份。其中，五月份的超標(biāo)率最高，其次，就是2018年10月份的超標(biāo)率較高，然后就是4月份的超標(biāo)率。這主要是因?yàn)閺V西在夏天初期和末期得到溫度比較高，濕度比較低，而在這種天氣情況下是比較容易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生臭氧。在夏天的6、7月份廣西比較多雨，并且溫度濕度較高，對(duì)流天氣比較強(qiáng)，大氣邊界層較高，對(duì)大氣擴(kuò)散十分有利，這種天氣下臭氧超標(biāo)的情況范圍比較少。2018年11月份已經(jīng)有冷空氣對(duì)廣西的天氣造成了影響，但是臭氧的超標(biāo)率仍然維持在較高的水平，這表明2018年臭氧的污染形式比較嚴(yán)重。

2.2 臭氧污染天氣的類型

2015～2018年廣西各個(gè)城市一共發(fā)生了240d的臭氧污染，其中輕度污染居多。根據(jù)廣西臭氧的污染情況可以將其分為三類：臺(tái)風(fēng)外圍型、副熱帶高控制型、高冷壓脊變性控制型。其中，臺(tái)風(fēng)外圍型臭氧污染時(shí)段和廣西臭氧超標(biāo)率出現(xiàn)較多時(shí)間的重疊，2015～2018年之間，因?yàn)榕_(tái)風(fēng)造成的臭氧污染的次數(shù)為30次，累積天數(shù)為209d，占總污染天數(shù)的百分之54%。而且，不同的路徑對(duì)廣西臭氧污染的影響程度也不一樣，根據(jù)對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，臺(tái)風(fēng)路徑偏向南或者是登陸廣西和海南的臺(tái)風(fēng)，外圍對(duì)廣西的臭氧污染并沒(méi)有嚴(yán)重的影響。臺(tái)風(fēng)外圍對(duì)廣西臭氧污染的路徑總體就是偏向東或者是北，當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心處于24h的警戒線內(nèi)外時(shí)，廣西處于臺(tái)風(fēng)外圍1 000km左右，受下沉氣流的影響，有較少的水汽含量，可以形成溫度較高，濕度較低的平穩(wěn)天氣[4]。副熱帶高控制型引起的次數(shù)為8次，北太平洋副熱帶高壓伸是影響廣西地區(qū)高溫最主要的天氣系統(tǒng)。副熱帶高壓影響臭氧濃度上升的主要原因是副熱帶高壓向西伸展在廣西上空形成的高壓閉合中心，這種天氣經(jīng)常會(huì)引起臭氧濃度的升高。

3 防控策略

綜上所述，除天氣本身原因之外，造成廣西臭氧污染的主要原因就是揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生，針對(duì)此，本文提出了相應(yīng)的解決對(duì)策：第一點(diǎn)，相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物排放的控制。強(qiáng)化臭氧檢測(cè)數(shù)據(jù)和成因分析，健全覆蓋面較廣，具備國(guó)際水平的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)[3]。就是要加強(qiáng)對(duì)臭氧的前體的控制，減少揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物的排放。多使用清潔能源，例如，天然氣、風(fēng)能等等。還要不斷改進(jìn)一些能源使用較多的工藝，在火電、鋼鐵、水泥建材等行業(yè)實(shí)施生命周期評(píng)價(jià)和清潔生產(chǎn)，減少污染物的排放[5]。同時(shí)，還要控制城市機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量，這主要是因?yàn)闄C(jī)動(dòng)車(chē)會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物，因此要嚴(yán)格控制尾氣的排放量，采取綜合防治措施，堅(jiān)持政府調(diào)控和市場(chǎng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式，進(jìn)一步減少臭氧前體物的生成。第二點(diǎn)，完善臭氧污染預(yù)報(bào)預(yù)警。廣西地區(qū)要不斷完善空氣質(zhì)量預(yù)警預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力的建設(shè)，增強(qiáng)對(duì)專業(yè)任務(wù)的培訓(xùn)，不斷提高臭氧預(yù)報(bào)預(yù)警體系的科學(xué)性。第三點(diǎn)，將臭氧污染防治作為區(qū)域環(huán)評(píng)和規(guī)劃環(huán)評(píng)的重要內(nèi)容，嚴(yán)格控制新建新增揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物排放的建設(shè)項(xiàng)目，構(gòu)建從各個(gè)城市到廣西聯(lián)動(dòng)的預(yù)警應(yīng)急響應(yīng)體系。

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收稿日期：2020-06-17

作者簡(jiǎn)介：韓榮敏（1988-），女，漢族，研究生學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境污染與防治。