遼寧省典型臭氧污染過程分析

王琳琳

(遼寧省大連生態環境監測中心，遼寧 大連 116000)

1 污染過程概況

分析2018年以來遼寧省臭氧污染過程，選取一次最為典型的臭氧污染過程，時間從2018年6月20日開始，到6月26日結束，整個污染過程持續7 d，全省14個城市依次經歷了1次中度—重度污染過程[1]，監測數據來源于省內國控空氣自動監測點位采集[2,3]，審核上報至國家城市環境空氣質量監測網空氣質量監測數據。臭氧污染過程全省城市空氣質量等級排名見表1。

表1 臭氧污染過程全省城市空氣質量等級排名

本次污染過程的7 d共計168 h中，統計各城市污染的時長，遼中地區污染時間最長。污染累計小時數最長的是營口地區，共污染98 h，占比58.3%，接下來依次是鞍山、盤錦、沈陽、鐵嶺、阜新、朝陽、葫蘆島、撫順、遼陽、大連、錦州、本溪，污染時間最短的是丹東地區，共污染10 h，占比6.0%[4]。臭氧污染過程各市超標小時數統計見圖1。

污染過程中中度污染的6月22～23日，全省超標點位占比為70.1%和90.9%,沿海城市超標點位占比為53.3%和80.0%；重度污染的6月24日，全

圖1 臭氧污染過程各市超標小時數統計

省超標點位占比為98.7%，沿海城市超標點位占比為100%?？梢娧睾３鞘性谥卸任廴镜膬扇?，污染范圍比重低于全省平均水平；重污染日污染范圍已達到100%，此次中—重度污染趨勢由內陸擴散至全省范圍[5]。臭氧污染過程全省點位超標統計情況見圖2。

遼寧省典型臭氧污染分析

圖2 臭氧污染過程全省點位超標統計情況

污染過程中全省各站點臭氧濃度的日評價值范圍為64～323 μg/m3，其中沿海城市各站點臭氧濃度的日評價值范圍為64～296 μg/m3；污染過程中全省各城市臭氧濃度的日評價值范圍為95～292 μg/m3，其中沿沿海城市臭氧濃度的日評價值范圍為98～272μg/m3；污染過程中全省臭氧濃度的日評價值的平均值范圍為121～256 μg/m3，其中沿海城市臭氧濃度日評價值的平均值范圍為136～237 μg/m3。全省各城市臭氧濃度日評價值的超標率范圍為2.5%～82.5%。沿海城市的臭氧濃度日評價值的超標率范圍為2.5%～70.0%[6]。

在此次全省臭氧污染過程中，6月20日沿海城市的平均臭氧初始濃度水平高于全省平均臭氧初始濃度水平，但是沿海城市的臭氧濃度的平均增速不及全省臭氧濃度的平均增速，故6月23日全省臭氧水平趕超沿海城市的臭氧平均水平，在24日全省臭氧達到峰值后，25～26日回落的趨勢大致相同[7]。

全省點位臭氧濃度峰值出現在6月24日14時的遼陽地區的新華園點位，為364 μg/m3。沿海城市點位的臭氧濃度峰值出現在6月24日16時的營口地區的西炮臺點位，為326 μg/m3。全省城市臭氧濃度峰值出現在6月24日15時的沈陽地區，為325 μg/m3。沿海城市臭氧濃度峰值出現在6月24日17時的營口地區，為315 μg/m3。全省城市臭氧濃度的日評價值的最高值出現在6月24日的鐵嶺地區，為292 μg/m3。沿海城市臭氧濃度的日評價值的最高值出現在6月24日的營口地區[8]，為272 μg/m3。

臭氧濃度的日變化遵循馬鞍狀變化，每日清晨達到濃度低值，然后隨日照溫度等濃度逐漸升高，每日午后濃度達到峰值，傍晚后濃度隨日照強度開始回落。同時2018年全省臭氧污染過程顯示前5 d全省臭氧濃度的穩步升高的趨勢，即每日的峰值穩步走高，回落趨勢逐步減弱，導致濃度按照馬鞍形變化逐步走高，后2 d達到峰值后，由于氣象及周邊地區輸送減弱等原因，臭氧濃度呈現快速回落的趨勢[9]。全省臭氧污染過程臭氧濃度小時變化見圖3。

圖3 全省臭氧污染過程臭氧濃度小時變化

2 空間變化分析

6月20日，全省出現一個臭氧濃度中心，位于營口和大連地區，級別是臭氧輕度污染；6月21日，污染面積向東北方向擴大，涉及遼陽、盤錦和鞍山，級別為臭氧輕度污染[10]；6月22日，從遼西地區，急速出現大面積臭氧污染，級別達到臭氧重度污染，臭氧濃度中心位于錦州地區，之前的污染地區繼續往東北方向擴散；6月23日，污染迅速蔓延全省大部分地區，且污染程度加劇，臭氧濃度中心位于盤錦和營口地區，全省1/2地區達到臭氧中度污染，只有丹東地區符合二級標準[11]；6月24日，污染范圍繼續蔓延全省整個地區并且污染程度加劇，全省近1/2地區達到臭氧重度污染，臭氧濃度中心向東北方向移動至遼中及遼東北地區；6月25日，全省臭氧污染迅速消退，1/2以上地區符合二級標準，此時全省臭氧濃度中心位于盤錦和營口地區；6月26日，臭氧濃度繼續降低，丹東地區已達到臭氧優級別，臭氧濃度中心北移至沈陽和鐵嶺地區，此次典型全省臭氧污染過程結束[12]。

3 氣象條件分析

2018年6月20～26日，遼寧省以低壓、弱風為主，同時疊加高熱、低濕的氣象特征。撫順、本溪、朝陽和阜新地區處于低氣壓中心，向外圍蔓延。溫度上，污染最重的22～24日，高于27 ℃的小時數平均達到9.2～11.6 h/地區，24日污染最重的鐵嶺、鞍山和沈陽高溫小時數高達16、20和15 h[13]。污染過程全省污染過程氣壓變化見圖4，污染過程全省溫度超過27 ℃小時數統計見圖5。

鐵嶺、鞍山、沈陽、撫順和遼陽地區在6月22～24日，空氣質量均是輕度污染—中度污染—重度污染的變化，分析臭氧和相對濕度、氣溫的關系可知，溫度高值區對應相對濕度的低值區，表示發生污染時段內為晴朗干熱天氣，輻射強度大，在氣溫相對濕度有利的情況下，白天臭氧光化學生成加強。重點地區溫度變化見圖6，重點地區相對濕度變化見圖7，重點地區臭氧濃度變化見圖8。

圖4 污染過程全省污染過程氣壓變化

圖5 污染過程全省溫度超過27 ℃小時數統計

圖6 重點地區溫度變化

圖7 重點地區相對濕度變化

圖8 重點地區臭氧濃度變化

本次污染過程全省地區風速小于5 m/s的頻次高達88.0%，靜穩天氣不利于污染物擴散，造成臭氧本地堆積，加之風向以西南風和南風為主，頻次高達61.1%，受到周邊京津冀和山東地區污染物輸送影響，加劇了本次臭氧污染的持續時間和污染程度[14]。全省污染過程風向及風速統計見圖9。

4 周邊區域污染形勢

6月20日，華北地區和山東省空氣質量已經出

圖9 全省污染過程風向及風速統計

現大面積輕度污染和中度污染，此時遼寧省空氣質量以良為主。6月21日，污染范圍擴大到長三角地區，中度污染輻合帶略微北移，污染開始傳輸至遼寧省，空氣質量開始下降，以良—輕度污染為主。6月22日，污染北移至內蒙古和東北地區，遼寧省空氣質量急劇下降，遼西地區出現中度污染，遼中地區以輕度污染為主。6月23日，靜穩天氣的影響導致污染地區污染程度加重，京津冀地區空氣質量以重度—中度污染為主，山東省空氣質量以輕度污染—中度污染為主，遼寧省空氣質量以中度污染—輕度污染為主。6月24日，污染程度繼續加重，京津冀和遼寧省出現眾多嚴重污染城市，遼寧省空氣質量以中度污染—嚴重污染為主，山東省空氣質量以輕度污染為主。6月25日，氣象條件好轉，利于污染物擴散，整個污染地區污染均有效緩解，空氣質量以良—輕度污染為主。6月26日，遼寧省空氣質量繼續好轉，以良為主，但是京津冀地區又出現新一輪的污染[15]。

5 結論

(1)此次臭氧污染遍及全省，持續時間長，分布廣，程度為中度—重度污染。

(2)臭氧日濃度在污染日的波動持續穩步走高，且濃度居高不降。

(3)臭氧污染空間上由中部地區開始，隨后西部地區迅速升高并東移，蔓延至全省大部分地區，中部和東北部地區尤為嚴重，最后全省統一消散。

(4)污染日的氣象條件大多為低壓、晴熱、微風，靜穩，或利于臭氧生成或不利于臭氧的擴散。

(5)周邊區域可能存在區域傳輸。