刘忠秀

(内蒙古乌海生态环境监测站， 内蒙古 乌海 016000)

0 引言

近年来随着国家环境保护力度的加大，环境空气质量总体上呈现改善趋势，乌海市的环境空气质量总体上也呈现改善的势头，但是臭氧呈现上升的趋势，所以有必要加以分析和研究。

1 监测点位、方法及数据来源

1.1 监测点位分布

乌海市中心城区设置的国控点环境空气自动监测点位数量有3个，分别为聚英学校子站、林业局子站和中海勃湾学校子站。监测项目按照GB3095-2012国家环境空气质量标准的要求监测包括臭氧在内的六项污染物(详见图1)。

1.2 臭氧监测方法

乌海市中心城区臭氧监测仪器为EC9810B,分析方法为化学发光法，24h连续在线自动监测。

1.3 数据来源

采用国家生态环境部国家大气环境国控监测网的数据，且经过审核。

2 乌海市近3a中心城区臭氧浓度监测情况

2016年3月—2019年3月乌海市中心城区臭氧日最大8h平均浓度分别为96μg/m3、99μg/m3和110μg/m3；臭氧日最大8h第90百分位浓度分别为140μg/m3、152μg/m3和165μg/m3；超标率分别为2.5%、7.9%和12.3%。

3 臭氧监测结果的时空变化规律

3.1 臭氧年度变化

乌海市中心城区2016—2018年，环境空气中臭氧日最大8h第90百分位浓度分别为140μg/m3、152μg/m3和165μg/m3，每年分别以6.9%、8.6%和8.6%的速度增长，且2018年超出二级标准(GB 3095-2012)3.1%；环境空气中臭氧日最大8h年均浓度分别以2.1%、3.1%和11.1%的速度增长。总的趋势是日均浓度和百分位浓度都逐年在升高，直至超标。

3.2 臭氧季节变化

四季按照气象部门的方法划分，春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季12月—翌年2月。从2016—2018年各季臭氧日最大8h第90百分位浓度值看，春季为154μg/m3、夏季为180μg/m3、秋季为121μg/m3、冬季为94μg/m3。臭氧的第90百分位浓度夏季>春季>秋季>冬季。其中夏季超出二级标准12.5%，其他季节均低于二级标准160μg/m3(详见图2)。

3.3 臭氧月变化

从2016—2018年各月臭氧日最大8h第90百分位浓度值可以看出，5—8月超过二级标准(GB3095-2012)160μg/m3，其中6月和7月最高，第90百分位浓度均为184μg/m3,高出二级标准15.0%；最低值出现在1月，第90百分位浓度为81μg/m3(见图3)，总体呈现倒立的“V”型。全年的臭氧污染防治重点在每年的5—8月份。

3.4 臭氧四季24h变化

从2016—2018年各年各季小时变化情况看，2018年所有时段的浓度均高于2017年和2016年，2016年和2017年各时段浓度相近。乌海市的臭氧日循环规律符合郑东等分析的大连市区臭氧循环规律，也存在四个阶段(前夜累积阶段、臭氧抑制阶段、光化学生产阶段和臭氧被消耗阶段)。一天中日出前后臭氧变化不大，呈现缓慢下降的趋势，此阶段为臭氧前夜累积阶段，日出以后太阳紫外线较弱，随着8∶00早高峰的到来，8∶00臭氧处于较低值，此时段为臭氧抑制阶段；8∶00以后随着太阳紫外线的增强，臭氧的浓度逐渐升高，在下午15∶00—17∶00出现较为明显的极大值，此时段为臭氧累积阶段；此后直到午夜为臭氧消耗阶段，臭氧浓度逐渐开始下降(如图4，图5，图6，图7)。从曲线图上看，2018年四季小时序列曲线图均高于2017年和2016年的曲线图，显示臭氧监测浓度呈上升趋势。

3.5 臭氧空间变化规律

3.5.1 近3a乌海市臭氧空间变化规律

从图8可以看出，2016年聚英学校子站臭氧第90百分位浓度高于其他两个子站，市林业局子站较低；2017年中海勃湾学校子站臭氧第90百分位浓度高于其他两个子站，市林业局子站较低；2018年中海勃湾学校子站臭氧第90百分位浓度高于其他两个子站，聚英学校子站较低。反映了乌海市中心城区臭氧呈现逐年升高的趋势，但聚英学校子站升高较慢，中海勃湾学校子站臭氧浓度升高较快，市林业局子站次之。

3.5.2 近3a乌海市臭氧空间季节变化规律

从表1可以看出，近3a乌海市中心城区三个国控点四季臭氧第90百分位浓度的数据均呈现不同增长趋势。从春季来看，三个国控点子站均呈现螺旋增长趋势，且2018年超过二级标准；从夏季来看，近3a均超过二级标准，且呈现增长趋势；秋季变化不大，比较平稳；冬季均未超标，但呈现弱增长趋势，是四季里浓度最低的季节。

表1 近3a乌海市中心城区臭氧空间季节变化统计表

4 臭氧污染成因分析

4.1 特殊的地理位置

乌海市是内蒙古自治区西部典型的煤炭、化工新型工业城市，西岸是乌兰布和沙漠，其它方向被7大重工业园区包围。地域面积较小，总共1754km2，绝对环境容量较小，环境总承载力不高。

4.2 产业结构的原因

乌海市的产业结构依然是依靠煤化工及延伸产业，有机化工及精细化工为主要产业。

4.3 机动车增加的原因

根据乌海市统计局发布的数据，2016—2018年的机动车保有量分别为15.93万辆、17.48万辆和18.87万辆，年增长率分别为7.1%、9.7%和8.0%。

4.4 臭氧前体物的自然源排放有一定的贡献

自然植被在生命代谢过程中产生的VOCS，与土壤生态代谢、闪电和平流层垂直传输等过程产生的氮氧化物，在高浓度的有氧环境下和光照下，进行化学反应，产生大量的臭氧。

4.5 臭氧污染受区域传输的影响

乌海市中心城区，被工业园区“C”型包围，且园区属于不同的盟市管辖，受区域传输污染在所难免。且乌海常年的主导风向为偏南风，上风向上建立了大量的工业园区。

5 结语

需加强对乌海市本地及周边臭氧前提物的分析与研究：科学研究臭氧前体物的人为来源和天然来源，以及各种来源对市区空气中臭氧污染超标贡献。摸清底数，摸清种类，估算VOCS的排放量，为科学治污和精准治污提供决策依据。加强夏季和春季臭氧污染的管控和治理。加强区域协同减排和区域联防联控的执行力，有效控制区域和城区臭氧超标污染。