李大年 余家燕 刘海立

摘 要：NO2和NO是大气中主要的含氮污染物，我们通常将二者统称为氮氧化物（NOx）。研究发现，NO2气体对可见光会产生吸收作用，因此本研究对NO2和NOx的日变化特征进行了简要分析。氮氧化物的人为源主要是燃料的燃烧过程所产生的污染。因此燃烧污染源也可分为流动燃烧污染源和固定燃烧污染源，城市大气中的NOx约1/3来自固定源的排放，而来自汽车等流动污染源的排放高达2/3。

关键词：环境空气；能见度；NOx、NO2；PM2.5

中图分类号：X-651 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0068-02

Abstract： NO2 and NO are the main nitrogen pollutants in the atmosphere. It is found that NO2 gas absorbs visible light， so the diurnal variation characteristics of NO2 and NOx are briefly analyzed in this study. The main anthropogenic source of nitrogen oxides is the pollution caused by the combustion of fuel. Therefore， combustion pollution sources can also be divided into flow combustion sources and fixed combustion sources. About 1/3 of NOx in the urban atmosphere comes from the emissions from fixed sources， while the emissions from mobile sources such as automobiles are as high as 2/3.

Keywords： ambient air； visibility； NOx； NO2； PM2.5

利用重庆大气超级站的Model 6000能见度传感器所测的高时间分辨率的能见度资料，运用统计学分析了近五年大气能见度的变化，并着重分析了观测期间的能见度变化。在讨论过程中，四季划分分别为：春季（3、4、5月）；夏季（6、7、8月）；秋季（9、10、11月）和冬季（12、1、2月）。

根据重庆市大气超级站2011～2015年五年能见度的观测数据可知，五年的平均能见度为6120m，其中2011年为5390m，2012年为4423m，2013年为7040m，2014年为6119m，2015年能见度最好为7632m。与2012年相比，最近几年重庆市能见度得到较大幅度提高，并且在2015年达到7632m，较2012年上升了73%左右。

1 能见度与NOx、NO2日变化关系

图1和2是重庆市主城区2014年观测期间NO2和NOx浓度日变化趋势图。观测期间，NOx的小时平均浓度为76？滋g/m3，NO2的小时平均浓度为48？滋g/m3。图中可以发现NOx和NO2呈现明显的双峰型，并且在上午06：00至24：00过程中，可以明显看到能见度与NO2和NOx都呈现明显的负相关性，在上午10：00至下午16：00过程中，NO2和NOx都出现骤降过程，这期间能见度也有很明显的上升过程，并且在NO2和NOx浓度降到最低值的时候，能见度达到最高值。此后由于下班高峰期，车流量增加，导致大气中的NO2和NOx浓度开始上升，能见度开始下降。

2 能见度与PM10、PM2.5、NO2及NOx的相关性分析

为了表示PM10、PM2.5、NO2及NOx的浓度与大气能见度的关系，将2014年的四个季度大气能见度的数据与各影响因子进行相关性分析，得到了能见度与各影响因子的相关系数。可以发现，能见度与PM10、PM2.5、NO2及NOx呈明显的负相关，而PM10-PM2.5（PM10与PM2.5的浓度差，代表粒径介于2.5？滋m和10？滋m之间的气溶胶的质量浓度）与能见度呈现较弱的负相关关系。

从图中可以看出，颗粒物与气态污染物相比，对能见度的影响显著，其中冬季PM10和PM2.5对能见度的影响最大，相关系数分别达到了-0.62和-0.61；春季、夏季和秋季PM2.5对能见度的影响大于PM10，其中春季PM2.5与能见度的相关性达到了-0.63，而PM10与能见度的相关系数仅为-0.43，春季粒径处于2.5～10？滋m之间的细颗粒浓度与能见度的相关系数为-0.16，说明在春季对能见度产生影响的主要还是小于2.5？滋m的细颗粒物，而处于2.5～10？滋m之间的细颗粒物对能见度的影响有限；夏季颗粒物对能见度的影响没有其他三个季节明显，可能是因为夏季颗粒物浓度本身较低，对能见度的影响有限，夏季2.5～10？滋m之间的细颗粒物与能见度的相关系数仅为-0.02，说明夏季粒径在2.5～10？滋m之间的细颗粒物几乎对能见度没有影响；秋季PM10和PM2.5与能见度相关系数分别为-0.45和-0.53，对能见度的影响仅次于冬季。

与颗粒物相比，气态污染物NO2及NOx对能见度的影响有限，并且在四个季節中对能见度的影响几乎不变，NO2在四个季节中与能见度的相关系数在-0.19～-0.36之间，NOx在四个季节中与能见度的相关系数在-0.32～-0.36之间。总体而言，气态污染物对能见度的影响虽然没有细颗粒的影响大，但是大气能见度也会随NO2和NOx浓度的升高而降低，NO2和NOx在一定程度上也会影响大气能见度。

3 PM2.5化学组分与能见度的相关性分析

根据以上研究可知细颗粒物（PM2.5）是导致重庆市主城区能见度降低的主要因素。研究表明，颗粒物中的不同化学组分具有不同的消光特性，水溶性组分约占城市大气PM2.5质量的30%以上，本研究中水溶性离子大约占城市大气PM2.5质量的43.5%，因此，研究细颗粒物中水溶性离子对能见度的影响有着重要的作用，对于改善空气质量，提高大气能见度有着积极的作用。

本研究于2014年夏季开始，按季度进行采样，采样时间为期一年，采样过程中使用mini PMTM小流量采样器和Partisol 2000i 颗粒物采样器采集了PM2.5样品，并通过戴安600离子色谱仪分析了PM2.5颗粒物中的NH4+、Na+、Mg2+、Ca+、K+和SO42-、NO3-、Cl-、F-等无机水溶性离子，电感耦合等离子质谱仪分析PM2.5中铝（Al）、硅（Si）、硫（S）、铜（Cu）、铬（Cr）、砷（As）等无机元素的的含量，并利用美国沙漠研究所的DRI Medel 2001A型热光分析仪分析PM2.5颗粒物中的OC、EC浓度，获得了重庆市主城区具有代表性的数据。本研究重点针对PM2.5中浓度相对较大或对能见度的影响相对较大的化学组分展开讨论。

表1是2014年重庆市主城区观测期间的能见度与PM2.5中的主要化学组分的相关系数，全年观测中能见度与PM2.5中的主要化学组分都呈负相关关系。由表可知，NH4+、SO42-和OC是影响春季能见度的主要组分，与能见度的相关系数分别为-0.48、-0.47和-0.42；夏季NH4+、K+、EC和 OC是影响能见度的主要组分，其中EC和OC与能见度的相关系数分别为-0.72和-0.57；秋冬季PM2.5中的主要化学组分与能见度的相关系数都比较高，表明在高浓度的情况下，任何一种化学组分浓度的升高都会对能见度产生较大的影响，都会使能见度明显下降。

4 结束语

（1）重庆市主城区2011～2015五年的平均能见度为6120m，其中2011年为5390m，2012年为4423m，2013年为7040m，2014年为6119m，2015为7632m。

（2）2014年夏季至2015年春季重庆市主城区能见度平均值为7296m，全年只有2014年的7、8和9月份以及2015年的3、4和5月份能见度高于全年平均值；2014年冬季（12、1、2月）的能见度全年最差，分别为4634m，3712m和6356m，平均值为4900m；秋季能见度平均值为6639m；夏季的7、8月份能见度为全年最高，分别为10524m和8700m，平均值为9612m；2015年春季能见度平均值为8803m。

（3）重庆市主城区能见度变化较为明显，呈现明显的“一峰一谷”型，在上午9：00能见度最低，下午17：00能见度最高。

（4）2014夏季至2015年春季期间0：00至上午11：00期间PM2.5和PM10对能见度的影响较弱，上午11：00至0：00期间，能见度与PM2.5和PM10呈现明显的负相关性；能见度与NOx和NO2呈现明显的负相关性。

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