臭氧浓度变化规律

张超

【摘 要】空气中的氧气受日光照射，与空气中的氮氧化物及挥发性有机物相互作用，生成臭氧，研究表明臭氧浓度受日光照射影响较大，且和PM10、PM2.5均存在负的相关性，从而出现在较好的优良天气出现局部臭氧浓度超标的情况。

【关键词】臭氧 PM10 PM2.5 臭氧浓度超标

臭氧（O3 ，OZONE） 主要存在于地球大气层的平流层中，它能起到阻挡紫外线、保护地球生物的作用；然而在近地面的臭氧却是一种污染物质。臭氧具有强氧化性，高浓度的臭氧对眼睛和呼吸道有很强的刺激性，会对人体皮肤中的维生素E 起到破坏作用，还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变， 加速衰老及损害人体肺功能甚至导致癌症等严重疾病。因此，臭氧所造成的危害须引起人们的高度重视。

对流层和们生活最密切，对流层中臭氧主要来自两个方面：平流层臭氧的输送和对流层的光化学反应。光化学反应主要是在太阳辐射作用下，空气中的氧气在N Ox（ NO，NO 2） 和挥发性有机污染物（VOCs）作用下发生化学反应，生成臭氧。因为是通过化学反应生成的，所以臭氧也被称为二次污染物。近地面臭氧也是光化学烟雾污染的重要指示性污染物。

1 臭氧1小时值浓度变化规律

从连续四天的监测结果可以看出，臭氧从早上9点开始上升，16点达到最高值，随后浓度逐渐下降，到20点以后下降到稳定值，夜间浓度基本无变化。监测期间臭氧浓度变化范围为3～78μg·m-3。究其原因，主要是臭氧受光照强度的影响，白天空气中的氧气在太阳照射情况下，与空气中的氮氧化物及挥发性有机物相互作用，生成O3。O3本身具有强氧化性，臭氧能够氧化空气中的还原性物质及自由基，夜间没有臭氧生成的情况下，臭氧不断被消耗，故呈现出白天高、夜间低的变化趋势。如图1所示。

图1 15日—18日O3小时浓度变化趋势图

2 臭氧与二氧化氮之间的变化规律

从监测结果可以看出，臭氧做为二次污染物，其随着二氧化氮浓度的升高而下降，与臭氧的形成机理比较吻合。如图2所示。

图2 臭氧与二氧化氮浓度变化规律

3 臭氧与其它污染物浓度变化规律

从相关性分析可以看出，臭氧和其它污染均从在负的相关性，其中与NO2的相关性最强，相关性达到-0.690置之度达到99%。相关性分析表明，在某些情况下，臭氧和PM10、PM2.5均存在负的相关性，因而在某些优良天气时间段，可能会出现臭氧超标情况。

表1 15—16日沙湖监测点各污染物浓度之间相关性分析

4 结语

综上所述，空气中的氧气受日光照射，与空气中的氮氧化物及挥发性有机物相互作用，生成臭氧，因而臭氧浓度受日光照射影响较大，且臭氧和PM10、PM2.5均存在负的相关性，从而出现在较好的优良天气出现局部臭氧浓度超标的情况。