余姚市区臭氧浓度变化规律及污染水平研究

叶文权

（余姚市环境保护监测站，浙江余姚 315400）

余姚市区臭氧浓度变化规律及污染水平研究

叶文权

（余姚市环境保护监测站，浙江余姚 315400）

根据2014年1月1日—2014年12月31日余姚市区去年大气臭氧（O3）连续监测资料，研究余姚市区地面O3浓度的时空分布及其变化特征。结果表明：臭氧（O3）浓度有明显的季节变化，夏季高，冬季低，超标多发生在夏季；臭氧（O3）浓度具有明显的日变化特征，8—14点呈上升趋势，14点到达峰值，15点—次日7点呈下降趋势，其中15点—23点下降明显，0点—7点，下降平缓，7点到达谷值。

臭氧浓度 变化规律 超标率

臭氧近（O3）是大气中一种重要的微量气体，其化学性质不稳定，在常温下就能分解成氧气，在加热和紫外线（UV）照射时，分解加速。地面臭氧（O3）是光化学烟雾的特征污染物和重要指示物，对人类健康和地球生态系统有直接的影响。根据清华大学编的《臭氧技术应用文集》一书，人们允许接触的臭氧安全浓度不大于0.2mg/m3。同时，臭氧（O3）是控制低层大气化学过程与循环的重要因子，也是一种重要的温室气体。因此，近地面O3的浓度变化规律及其影响因素研究已经成为环境科学领域的一个重要前沿课题。本文主要利用余姚市连续一年的近地面O3监测数据，研究了余姚市区大气O3浓度的变化规律和超标情况。

1 仪器及监测点位状况

图1 全年日均值

图2 全年月均值（月均值（单位μg/m^3））

余姚市环境保护监测站分别在龙山公园站、七里浦水厂站两个站点利用赛默飞世尔i系列49i型臭氧分析仪（紫外光度法），自2012年起对这两个环境空气点位臭氧进行监测，在观测过程中严格按照国家环境保护部《环境空气质量自动监测技术规》（HJ/T 193-2005）利用配套校准系统对仪器进行定期标定和校准。在监测过程中由于停电、仪器故障及天气原因（如遭雷击、湿度大、水汽多）等明显外界干扰的无效数据予以剔除，按技术规范（HJ/T 193-2005）进行有效统计，各点位有效数据获取率有所不同，但均在96.7%-98.6%之间。

2 季节、时间规定

本文在季节、时间上按照中国的传统计算，四季分别开始于立春（2月4日）、立夏（5月5日）、立秋（8月8日）、立冬（11月8日）。

3 臭氧浓度变化规律

3.1 臭氧（O3）日均值变化规律

从图1全年日均值看，余姚市全年臭氧浓度全年日均值呈规律变化，且两个监测点位变化规律基本一致，夏季高，冬季低，并且呈现明显的双峰变化。春末夏初日均浓度最高，出现峰值。在秋季的10月份又出现峰值。冬季日均浓度最低。

3.2 臭氧（O3）月均值、季均值变化规律

图3 全年季均值（季均值（单位μg/m^3））

图4 不同季节及全年日变化（单位:ug/m^3）

比较2014年各月均值可以看到（见图2），我市两个监测点情况基本相似，全年呈双峰变化。在5月和10月出现峰值，结合我市气象条件，原因有可能是余姚市在5月和10月日照时间不短，气温不低，但风速相对不大，利与臭氧（O3）形成，不利于臭氧（O3）的扩散。7月、8月、9月相比与5月、6月和10月，虽然平均日照时间长一点，但余姚地处亚热带南缘，属季风型气候。夏秋间多台风和热带风暴，为臭氧（O3）扩散创造了良好的条件。11月、12月和1月均值最低。从季均值（见图3）可以看到，余姚市臭氧（O3）浓度季节变化明显，夏季明显高于冬季，春季和秋季相当。夏季臭氧（O3）浓度高主要是强太阳辐射和高温等有利于光化学反应的气象条件造成的。

表1 臭氧超标统计

3.3 臭氧（O3）不同季节及全年日变化

从监测情况来看，四季与全年24小时的变化趋势基本一致，不同季节及全年日变化图4所示。即8-14点上升明显，在每天的14点左右到达峰值。而从15点开始到次日7点是逐渐下降的，其中15点—23点下降较为明显，0点—7点呈平稳下降的趋势。在每天早晨7点左右到达谷值。

从变化幅度来看，春季最为平缓，幅度最小，范围为48.7—89.3 ug/m^3；其他季节相对变化幅度较大，最大的为秋季，范围为34.2—124 ug/m^3，略高于夏季。全年峰值出现在夏季的14点，127 ug/ m^3，全年谷值出现在冬季的7点，11.9 ug/m^3。在0点—7点这个臭氧浓度略有下降的时间段，臭氧值从高到低依次为春季＞夏季＞秋季＞冬季；在8点—14点这个臭氧浓度上升明显的时间段，臭氧值从高到低依次为夏季＞秋季＞春季＞冬季；在15点—23点这个臭氧浓度下降的时间段，臭氧值从高到低依次为夏季＞秋季＞春季＞冬季；各季峰值从大到小依次排序为：夏季＞秋季＞春季＞冬季；各季谷值从大到小依次排序为：春季＞夏季＞秋季＞冬季；总的来说，无论是从一天来看，还是从一个季度来看，臭氧浓度的高低与光照、温度成一定的正比关系。

4 臭氧超标情况分析

以日最大8小时平均作为评价标准，从表1可以看出：超标天数主要出现在夏季，超标天数占全年的48.4%，其次是秋季，超标天数占全年的34.4%。冬季无超标现象。从这个方面也可以看出，臭氧浓度的高低与太阳辐射和高温等有利于光化学反应的气象条件成一定的正比关系。

5 结语

（1）余姚市大气臭氧浓度日均值夏季高，冬季低，夏初日均浓度最高，出现峰值。在秋季的10月份又出现峰值。冬季日均浓度最低。（2）余姚市大气臭氧浓度5月均值最高，10月次之，12月和1月均值最低。夏季均值最高，冬季均值最低，春、秋季均值相当。（3）余姚市大气臭氧浓度时均值呈规律变化，即8—14点上升明显，在每天的14点左右到达峰值。而从15点开始到次日7点是逐渐下降的，7点左右到达谷值。（4）余姚市大气臭氧浓度以日最大8小时平均论，超标多出现在夏季，占总超标天数的48.4%，其次是秋季的34.4%，冬季无超标现象。（5）综上所述，臭氧浓度的高低主要是强太阳辐射和高温等有利于光化学反应的气象条件造成的。

［1］国家环境保护总局.中华人民共和国环境保护行业标准.环境空气质量自动监测技术规范（HJ/T 193-2005）.

［2］马一琳，张远航.北京市大气光化学氧化剂污染研究［J］.环境科学研究，2000（1）：14-17.

［3］王雪梅，符春，梁桂雄.城市区域臭氧浓度变化的研究［J］.环境科学研究，2001（5）：1-3.

叶文权（1982—），男，浙江余姚人，本科，工程师，研究方向：环境监测。