一次典型臭氧污染过程分析

2022-02-16周黎

科技视界 2022年28期

周黎

（河南省商丘生态环境监测中心，河南商丘 476000）

0 引言

臭氧8小时是商丘市出现频次最高的首要污染物，多出现在每年的五、六月份。为防治臭氧污染，对典型臭氧污染过程进行成因分析，提出针对臭氧的管控措施。

2021年5月30日～6月12日期间商丘市首要污染物都是臭氧8小时，除6月3日外，全市最高气温在32℃～39℃，天气晴或者多云，空气质量为轻度至中度污染（5月31日AQI为100，空气质量为良）。6月3日天气多云，最高气温24℃，AQI为72，空气质量为良。6月13日商丘市中雨，6月14日大雨，空气质量都为优，此次臭氧污染过程由于降雨而结束。

1 数据来源

臭氧浓度、NOx浓度、气温、相对湿度数据来源于河南省商丘生态环境监测中心的四个国控环境空气自动监测站（分别是环境监测站、粮食局、睢阳区环保局、梁园区档案局），VOCs自动监测数据来源于位于河南省商丘生态环境监测中心的挥发性有机物自动监测。

2 数据分析

2.1 气象条件

分析2021年5月30日～6月12日气温、相对湿度对臭氧浓度的影响。

2.1.1 气温

图1中40拟合斜率在0.009～0.01，R2在0.57～0.62之间，显示臭氧浓度与气温升高正相关。气温是助推臭氧光化学反应最重要的气象要素，气温越高，臭氧的光化学反应越剧烈。

图1 2021年5月30日～6月12日四个国控站臭氧浓度与气温相关性分析

图1拟合斜率在0.009～0.01，R2在0.57～0.62之间，显示臭氧浓度与气温升高正相关。气温是助推臭氧光化学反应最重要的气象要素，气温越高，臭氧的光化学反应越剧烈。

2.1.2 相对湿度

图2拟合斜率-0.002，R2在0.29～0.34之间，臭氧浓度与相对湿度呈现负相关。此次污染过程相对湿度在20%～60%时，臭氧超标率高；当相对湿度大于60%时，臭氧浓度随相对湿度的增加而降低。

图2 2021年5月30日～6月12日四个国控站臭氧浓度与相对湿度相关性分析

2.2 臭氧前体污染物NOx与VOCs分析

2.2.1 臭氧浓度与NOx浓度的相关性

从图3中可看出，四个国控站的拟合斜率分别是-3.372、-3.227、-2.569、-2.91，R2在0.19～0.34之间，臭氧浓度与NOx浓度呈负相关。NOx浓度与臭氧存在明显的反向关系，夜间NOx浓度较高，午后出现谷值。NOx是通过光化学反应生成臭氧的重要前体物。此次臭氧污染过程是本地生成。

图3 2021年5月30日～6月12日四个国控站臭氧浓度与NOx浓度相关性分析

2.2.2 VOCs分析

在2021年5月30日～6月12日时间段内，挥发性有机物自动监测站共检出114种物质，包括芳香烃类物质17种，炔烃类物质1种，烷烃类物质29种，卤代烃类物质33种，OVOCs类物质22种，烯烃类物质11种，其他类物质1种。

挥发性有机物自动监测站VOCs的臭氧生成贡献潜势（OFP），具体分布如图4所示。

图4 OFP日均浓度变化柱状堆积图

2021年5月30日～6月12日，OFP平均估算值为190.544μg/m3。占比情况分别为OVOCs69.74%、烯烃13.67%、芳香烃9.02%、烷烃6.55%、炔烃0.48%、卤代烃0.36%、其他0.19%。贡献最大的前十因子分别为：乙醛、丙醛、乙烯、丙烯醛、甲苯、乙酸乙烯酯、异戊二烯、丙酮、正丁烷、顺-2-丁烯。汽油燃烧或挥发、汽车尾气的特征明显。该阶段夜间VOCs累计效应显著，光化学反应前的浓度较高，促进臭氧生成[1]。