黄山市臭氧浓度时间变化规律研究

黄山市臭氧浓度时间变化规律研究

危诗敏1，,张景2，王闰芳3，刘帅4

（1. 安徽省黄山市黟县气象局，黄山，245500; 2. 休宁县气象局，黄山，245400; 3.黄山市气象局，黄山，245021; 4.黄山区气象局，黄山，245700）

摘要：本文利用2015-2020年黄山市3个环境空气质量监测国控站的臭氧浓度的逐时监测资料，分析黄山市臭氧浓度变化特征。结果表明，黄山市不同区域臭氧浓度变化特征基本一致，超标时段主要出现在13: 00-17: 00；臭氧浓度具有明显的季节变化特征，春季较高，秋夏次之，冬季最低；臭氧浓度日变化呈单峰趋势，最大值出现在15：00左右，最小值出现在7：00左右。

关键词：臭氧浓度  季节变化 日变化

引言

近年来，我国大气污染格局发生了深刻变化，臭氧( O3 )成为了影响我国空气质量的主要空气污染物之一[1]，对环境[2]、健康[3]、农作物[4]乃至全球气候[5]等产生显著的影响，O3 污染治理已成为大气污染防治的重要任务。本文以臭氧为研究对象，研究分析臭氧浓度的时间变化特征，以期为掌握臭氧污染态势提供参考。

1数据和方法

采用黄山市3个环境空气质量监测国控站的臭氧浓度的逐时监测资料，臭氧小时浓度监测数据来源于中国环境监测总站“全国城市空气质量实时发布平台”( http: //106.37.208.233: 20035/) ，数据统计起始时间为2015年1月1日-2020年12月31日。

2结果与分析

2.1 臭氧总体变化特征

2015-2020年黄山市臭氧日最大8小时平均第90百分位数为107.5µg/m3，达到国家二级标准。如图1所示，2015-2020年全市、延安路89号、黄山东路89号及黄山区政府5号楼臭氧日最大8 h第90百分位数分别为107.5、124.5、109.3、132.1µg/m3；臭氧年均值浓度分别为74.8、84.4、74.9、81.2µg/m3；其中，黄山区政府5号楼臭氧浓度最高。从图2可以看出，黄山区政府5号楼超标天数最多，为79天。两种结果均表明，黄山区政府5号楼臭氧浓度高于其他地区。

图1 2015-2020年黄山市不同监测点臭氧年均值及最大8h第90百分位数对比

2.2 臭氧变化趋势分析

2.2.1 季节变化

黄山市不同监测点臭氧浓度季节变化如图2所示。可以看出，黄山市不同监测点及全市臭氧浓度季节变化趋势基本一致，与其他城市不同的是，黄山市春季臭氧浓度较高，秋季大于夏季，冬季最低。春季臭氧的高峰现象可能由春季多发“对流层顶折叠”现象及对流层上部高浓度臭氧通过沉降和平流作用向下输送造成。秋季臭氧的高峰现象可能与秋季降水少有关。此外，冬季NOx等臭氧前体物的积累可能也对春季臭氧浓度的增加具有一定贡献。因此，黄山市春季和秋季臭氧高峰现象的成因仍有待进一步研究。从不同监测点对比看，春季黄山区政府臭氧浓度最高，延安路次之，而黄山东路最低；夏、秋、冬季则延安路臭氧浓度最高，黄山区政府次之，而黄山东路最低。

图2  2015-2020年黄山市不同监测点臭氧季节变化

2.2.2 日变化

黄山市不同监测点臭氧浓度的日变化曲线见图3。3个区域臭氧浓度的日变化规律大致相同，这与近地面大气光化学过程密切相关，呈较为明显的单峰型分布。夜间臭氧浓度较低，6：00～7：00臭氧浓度最低，随后臭氧浓度开始大幅上升，最大值都出现在午后14：00～16：00，之后臭氧浓度又逐渐降低。这种变化特征还与太阳辐射的日变化规律相似，白天较强，夜间减弱。

图3  2015-2020年黄山市不同监测点臭氧浓度日内变化

3结论

（1）黄山市2015-2020年黄山区政府5号楼臭氧浓度高于其他地区，超标时段主要出现在13: 00～17: 00。臭氧浓度春季较高，秋季、夏季次之，冬季最低。秋季臭氧的高峰现象可能与秋季降水少，日照时数多，气温高有关。冬季NOx和NMHC 等臭氧前体物的较多积累可能也对春季臭氧浓度的增加具有一定贡献。

（2）臭氧浓度日变化呈单峰趋势，夜间变化平缓，白天变化剧烈。6：00～7：00 臭氧浓度最低，随后臭氧浓度开始大幅上升，最大值都出现在午后14：00～16：00，之后臭氧浓度又逐渐降低。

参考文献

[1]李红,彭良,毕方等. 我国 PM2. 5 与臭氧污染协同控制策略研究[J],环境科学研究. 2019,32(10):1763-1778.

[2]ALLEN Ｒ J,SHERWOODS C,NORRIS JR，et al． Recent Northern Hemisphere tropical expansion primarily driven by black carbon and tropospheric ozone［J］． Nature，2012，485( 5) : 350-354.

[3]谷亚亚, 甄国新, 谈敦芳,等.

北京市顺义区大气臭氧对居民每日死亡的影响[J]. 环境与健康杂志, 2019(4):6.

[4]赵辉, 郑有飞, 魏莉,等. 南京大气臭氧浓度的季节变化及其对主要作物影响的评估[J]. 环境科学, 2018, 39(7):8.

[5]RAJAB J M，MATJAFRI M Z，LIM H S． Combining multiple regression and principal component analysis for accurate predictions for column ozone in Peninsular Malaysia［J］． Atmospheric Environment，2013，71( 6) : 36-43．