王艳 郑新梅

摘要：利用南京市国家环境空气自动监测站的观测数据，对2016年8月南京市发生的一次持续性03污染过程进行分析。结果表明：南京市03时间上呈单峰型日变化，空间上呈区域性污染特征;前体物NOx日变化呈现双峰型分布，和03浓度呈负相关关系;气象条件的综合作用是03污染重要因素，持续的高温、较强的紫外辐射、适中的相对湿度、较低的风速以及主导风向高浓度03的输送，是此次03污染浓度高、持续时间长的重要原因。

关键词：03;污染特征;NOx;气象条件

中图分类号：X83

文献标识码：A

文章编号：1674-9944 （2019） 24-0100-03

1 引言

目前，长江三角洲地区已形成冬季以颗粒物为主导、夏季以O3为主导的污染格局[1]。03的形成机制复杂，控制难度较大。高浓度（）。会危害人体健康，对生态环境造成污染[2]。南京市作为江苏省的省会城市，长三角唯一的特大城市，开展03污染相关研究十分必要。本研究利用南京市国家环境空气自动监测站的观测数据，对2016年8月南京市发生的一次持续性03污染过程进行分析，以期为南京市夏季O。污染特征及成因研究提供参考。

2 污染过程及特征分析

2.1 03污染过程概述

图1是2016年8月13～20日南京市空气质量指数（AQI）及03-8 h浓度变化趋势。由图1可知，8月13日南京市空气质量为良，各项污染物指标均不超标。8月14日03一8 h浓度为206 μg/m3，AQI指数上升到142，空气质量达轻度污染。8月15日，O3一8 h浓度升高到240 μg/m3，AQI指数高达175，达到中度污染，是整个03污染过程中污染最严重的一天。8月16～19日污染程度稍有缓解，03一8 h浓度在184 μg/m3～201μg/m3之间，空气质量维持轻度污染。8月20日03—8 h浓度降为144 μg/m3，AQI指数下降到87，空气质量恢复到良。整个污染过程持续6d，这6d的首要污染物均为03 -8 h。总体看来，此次污染过程03浓度较高、持续时间较长。

2.2

03浓度变化特征

2.2.1

03浓度时间变化

图2是03及其前体物NOx的浓度日变化趋势，从图2可以看出03日变化基本呈单峰型分布。本次污染过程中，03日最高浓度出现在13～16时左右，最低浓度出现在早上的5～6时。O。小时浓度最高在219 μg/m3左右，最低在35 μg/m3左右。上午7～11时是03浓度增长最快的时段，12～15时03浓度增长速度减慢，这两个时段是03浓度的积累阶段;16～20时03浓度下降最快，21时至次日6时03浓度缓慢下降至最低值。

2.2.2

03濃度空间分布

南京市共有9个国家环境空气自动监测站（国控点），分布见图3。分析国控点的03—8 h浓度数据，发现8月14～19日除迈皋桥国控点以外，其余8个国控点的03一8 h浓度每天都超过了国家二级标准（160 μg/m3），说明南京市此次O。污染过程呈区域性污染特征。其中，玄武湖、草场门、迈皋桥国控点这6d的0。一8 h浓度均值低于国控点平均值，瑞金路、中华门、山西路、浦口则都高于国控点平均值。

结合国控点的地理位置和其所在区域的城市功能，分析03浓度空间分布的原因。03浓度低值区域中，玄武湖国控点位于旅游景区，属于生态公园区，草场门国控点位于科教文卫区，两个国控点周边的污染源少，因此O。浓度低;迈皋桥国控点地处老工业区，此次污染过程中O。浓度较低，可能是周边化工企业转型升级、搬迁化工园，污染源减少等原因造成的。0。浓度高值区域中，瑞金路国控点位于住宅区，中华门国控点附近有高架桥，山西路国控点位于商业区，3个国控点都在老城区，移动源多、交通流量大，03浓度高可能和前体物排放量大有关;浦口国控点位于江北，属于工业区，工业污染是高浓度03的重要来源。

3 污染过程影响因素分析

3.1 前体物影响分析

NOx是03的主要前体物之一[3]，在光化学反应中有着极为重要的作用。由图2可知，N0。日变化呈现双峰型分布特征，在每天的6～9时和16～20时浓度有两次较为明显的增长过程，这和交通早晚高峰时间重合，说明NOx受机动车尾气排放影响明显。此外，由于夜间NO对O3的“滴定”作用[4]，减少了NOx的消耗，加上逆温层的作用，使大气污染物扩散能力减弱[5]，夜间的N0x浓度比白天高。

从图2可以看出，03与NOx的浓度变化趋势呈负相关关系。NOx浓度的第一个峰值时间对应03浓度最低的时间，而03浓度的峰值比NOx浓度的第一个峰值晚6～7 h，对应NOx浓度较低的时段。

3.2 气象条件影响分析

O3的生成还受到紫外辐射、气温、相对湿度、风速、风向、降水等多种气象因素共同作用[6]。利用SPSS软件对这次污染过程中03小时浓度值和气温、紫外辐射、相对湿度、风速的小时数据进行Pearson相关性分析，分析结果见表1。

3.2.1 紫外辐射和气温

8月14～19日南京市紫外辐射平均最大值为44.4W/mz，出现在每天的12时左右，平均最高气温为35.5℃，03平均最大为219 μg/m3，最高气温和03最大值出现的时间比在紫外辐射滞后2～4 h，都在14～15时左右。

从表l可知，03小时浓度和紫外辐射、气温呈显著的正相关关系，相关系数分别为0. 498和0.915。0。浓度与温度的相关性比紫外辐射强。气温的升高和紫外辐射的增强，加快了光化学反应，有利于本地O3生成，03浓度逐渐升高，在午后达到峰值，当气温降低、紫外辐射减弱后，03浓度也随之降低。这与深圳[6]和常州[7]等地区的研究结论一致。

3.2.2 相对湿度和风速

03小时浓度与相对湿度的相关系数为一0. 913，呈显著负相关。南京市这几天的平均相对湿度为60.9%，进一步分析发现，当相对湿度在40%—50%之间，O3超标率高达91.7%，相对湿度在50%～60%之间，03超标率为73. 5%，相对湿度在60%～70%之间，O。超标率降至19. 0%，当相对湿度大于70%，没有发生03超标。表明相对湿度适中的条件下易发生03超标，较高的相对湿度不利于03生成。一方面，水汽会造成紫外辐射的衰减，减弱了光化学反应[8 ];另一方面高湿度有利于O3的干沉降[9]。

此次过程中南京市小时平均风速为3. 7m/s，风速普遍较低，风速对03的水平扩散作用弱于垂直输送作用[10]，污染物的清除效率低，因此加剧了近地面0。污染。03小时浓度与风速相关性较弱，相关系数仅为0. 176，可能和风速的小时数据之间相差不大，O3污染呈区域性分布有关[11]。

3.2.3 风向和降水

此次污染过程中南京市主导风向都以东风、东南风为主。研究表明12.13]，长江三角洲地区03空间分布上，东部沿海03浓度相对高于西部内陆。上海、苏南等经济发达地区的高浓度03随东风、东南风被传输到南京，对南京市的03超标造成一定的贡献[14]。同时南京市8月受副热带高压控制，下沉气流导致污染物在近地面累积，造成近地面03浓度的进一步上升[1，15]。

8月20日南京市主导风向转为西北风，还出现了雷阵雨天气。偏北风有利于南京市的高浓度03向下风向扩散，加上降水对03的湿清除作用[16]，南京市近地面O3浓度降低，这次持续性的03污染过程结束。

4 结语

（1）本次南京市03污染过程持续了6d，首要污染物均为O3一8 h。O3一8 h浓度最高为240 μg/m3，AQI指数高达175，达到中度污染。

（2）南京市O3浓度日变化呈单峰型分布，上午7～11时是03浓度增长最快的时段;空间上O3呈区域性污染特征，其中玄武湖、草场门、迈皋桥国控点O3浓度相对较低，瑞金路、中华门、山西路、浦口国控点03浓度较高。

（3）本次过程中，前体物NOx日变化呈现双峰型特征，峰值时间和交通早晚高峰重合，NOx和O3浓度呈负相关关系，夜间的NOx浓度比白天高。

（4）污染过程受到了气象条件的综合作用。持续的高温和较强的紫外辐射有利于本地03生成，东风、东南风将高浓度03输送到南京，适中的相对湿度、较低的风速和副热带高压的控制使得03不断累积，不易扩散。最后，风向的改变和降水对03起到了清除作用。

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收稿日期：2019-11-06

作者简介：王艳（1990-），女，助理工程师，主要从事大气环境污染研究。