石嘴山市臭氧污染狀況及建議對策*

孫 欣，馮月春

(1.石嘴山市惠農區生態環境監測站，寧夏 石嘴山 753000；2.寧夏理工學院計算機學院，寧夏 石嘴山 753000)

自相繼實施《大氣污染防治行動計劃》《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》以來，石嘴山市環境空氣質量持續改善，但隨著經濟持續增長，能源消耗持續增加，大氣污染治理的難度逐年遞增。特別是，進入夏季后，臭氧為首要污染物的污染天數占比呈上升趨勢，管控形勢十分嚴峻。臭氧污染已成為我市空氣質量持續改善的關鍵，開展臭氧污染防治迫在眉睫。

臭氧(O3)是典型的二次污染物，是大氣對流層光化學污染的產物。人類活動大量排放的氮氧化物(NOx)、揮發性有機物(VOCs)，以及一氧化碳(CO)、甲烷等物質，在高溫、強輻射的條件下發生反應生成O3，導致光化學污染[1-2]。

臭氧污染不僅會引發呼吸系統的疾病，嚴重的甚至還有死亡的風險[3-4]。本文依據石嘴山市2018—2021年國家環境空氣質量監測網O3監測數據,分析石嘴山市 O3污染特征及變化趨勢探討石嘴山市O3濃度隨季節變化的污染特征和時空分布特征，梳理石嘴山市臭氧污染現狀，為石嘴山市臭氧污染防治、管控提供參考。

1 數據來源與評價方法

本文中臭氧數據采用石嘴山市國控4個環境空氣自動監測點監測數據，分別為大武口黃河東街、惠農南大街、紅果子鎮惠新街、沙湖旅游區。數據采集為2018年1月—2021年12月期間連續監測的數據。監測過程嚴格執行《環境空氣氣態污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續自動監測系統運行和質控技術規范》(HJ 818-2018)[5]等相關標準。數據有效性按照《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)[6]、《環境空氣質量評價技術規范(試行)》(HJ663-2013)[7]的有關規范要求執行。

2 結果分析與討論

2.1 石嘴山市臭氧污染狀況

2018—2021年期間，石嘴山市O3日最大8h滑動均值(以下以O3-8 h 表示)質量濃度及超標天數見圖1。從圖1可知，石嘴山市O3日最大 8 h 滑動均值各年度質量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3；全年質量濃度最大值分別186、186、186、199 μg/m3；臭氧超標天數分別為17、23、16、23天；全年污染天數的占比分別為16%、34%、19%、32%。從濃度及超標情況來看，2020年超標天數有所下降，但2021年又有所反升，全年O3-8 h 質量濃度最大值呈升高的趨勢。

圖1 2018—2021年石嘴山市O3—8 h質量濃度及超標天數

2.2 石嘴山市臭氧污染變化特征

2.2.1 月度變化特征

石嘴山市2018—2021年臭氧月質量濃度變化如圖2所示。石嘴山市臭氧質量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。每年春季隨著溫度升高，臭氧質量濃度逐漸升高，6、7月份達到峰值，之后逐月下降，10月份以后未出現臭氧污染現象，臭氧質量濃度最低的月份是12月。

圖2 2018—2021年石嘴山市臭氧月濃度水平變化

2.2.2 日變化特征

從2018—2021年臭氧日質量濃度變化來看(圖3、圖4、圖5、圖6)，2018年臭氧超標時間出現在4—7月，高質量濃度值集中在6月份；2019年臭氧高質量濃度值集中在7月份和8月份，7月份超標天連續出現4天；2020年臭氧超標時間出現在5—8月，高質量濃度值集中在6月份；2021年臭氧污染程度相對較重，超標時間出現在5—9月，高質量濃度值主要集中在7月份，7月6—10日連續 5 d 超標，7月13—15日連續 3 d 超標，其中7月13日臭氧日最大 8 h 滑動平均值高達 199 μg/m3。

圖3 2018年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖4 2019年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖5 2020年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖6 2021年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

2.2.3 小時變化特征

選取2021年具有代表性的臭氧超標日和非超標日情況下的臭氧小時質量濃度變化進行比較，如圖7所示。石嘴山市臭氧質量濃度日變化特征為白天高夜間低，小時質量濃度呈單峰型分布。臭氧超標日，從9時開始生成速率加快，濃度快速升高，16時達到峰值，18時開始下降；臭氧非超標日，從9時開始升高，抬升速率緩慢，達到峰值時間與超標日類似，夜間降至最低。

圖7 臭氧超標日與非超標日比較

超標日和非超標日的主要區別在于光化學反應初始時刻臭氧的初始質量濃度和提升速率，超標日的初始質量濃度顯著高于非超標日，總的來看日變化趨勢是一致的。

早9時開始升高，15—17時間質量濃度達到峰值，總的來看日變化趨勢是一致的。

2.3 總結

1)2018—2021年，石嘴山市臭氧污染程度總體呈上升趨勢。臭氧超標天數分別為17、23、16、23天；各年度質量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3。

2)石嘴山市臭氧質量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。從臭氧超標出現時間看，2018年在4—7月，2019年在4—8月，2020年在5—8月，2021年在5-9月。整體來看，6、7、8月臭氧污染最嚴重，且超標最多。

3)臭氧超標日和非超標日小時濃度呈單峰型分布。

3 建議對策

1)加強臭氧污染防治基礎能力建設。構建系統科學全面的大氣光化學立體監測網，建立臭氧激光雷達，臭氧和臭氧前體物的垂直分布監測，持續更新完善臭氧前體物排放清單。

2)開展臭氧污染成因與來源解析。加強環境空氣質量深度分析能力，充分發揮熱點網格、微型站等監測設備作用，加強臭氧污染防治分析成果總結，開展臭氧污染成因分析與來源解析工作，不斷提高臭氧污染防治的科學性和精準性。

3)提升臭氧污染預報預警技術及應急預案制定。加強臭氧污染預報預警能力，編制應急響應預案，建立城市間應急聯動響應機制。提前發布臭氧污染預警信息與調度指令，指導各部門有的放矢開展防控工作。

4)加強重點污染源精細化管控。強化工業源排放管控，大力推進低揮發性有機物原輔材料替代品，強化生產、儲存、運輸、銷售等環節的無組織排放。強化面源污染管控，加強汽修噴涂行業執法檢查力度，錯開高溫時段進行外墻涂裝、鋪設瀝青等涉揮發性有機物作業，加強餐飲油煙治理，確保油煙凈化設施正常運行。強化移動源及油品管控，不斷推進新能源車輛，加大老舊車輛淘汰力度，加快推進加油站油氣回收在線監控系統建設，強化油品儲運銷監管。