肇庆市市区与风景区空气质量对比分析

张铖麟，沈 劲，叶斯琪，江 明，李云鹏（.肇庆市环境保护监测站，广东 肇庆 56040；.广东省环境监测中心，国家环境保护区域空气质量监测重点实验室，广东广州50045；.暨南大学大气环境安全与污染控制研究所，广东 广州 5075）

肇庆市市区与风景区空气质量对比分析

张铖麟1，沈 劲2，叶斯琪2，江 明2，李云鹏3
（1.肇庆市环境保护监测站，广东 肇庆 526040；2.广东省环境监测中心，国家环境保护区域空气质量监测重点实验室，广东广州510045；3.暨南大学大气环境安全与污染控制研究所，广东 广州 510275）

分析了肇庆市 2013年七星岩风景区和市区的空气质量。监测结果表明，七星岩与市区的各类大气污染物呈现类似的月际变化规律，普遍呈夏季污染较轻但秋冬季污染较严重的态势。七星岩的臭氧浓度显著高于市区，PM10与PM2.5浓度略高于市区，与市区相比，大多数月份七星岩具有较低的SO2、NOx与CO浓度，表明七星岩的空气一次污染较轻，但二次污染严重。七星岩风景区空气质量差于市区，大量天然源VOC叠加少量人为排放的气态污染物生成较多二次污染物是导致自然风景区空气质量差于市区的重要原因。

市区；七星岩风景区；空气质量；对比；肇庆

0 引言

珠三角位于亚热带地区，植被覆盖率大，同时，社会经济比较发达，工商业与交通运输活动频繁，大气污染物排放量较大［1］，空气污染比较严重［2］。臭氧与PM2.5等二次污染在珠三角引起了较多关注与研究［3］。由于珠三角夏季降水较多，而秋季的气象条件（如较强的太阳辐射、较少的云量和较弱的风速等）有利于光化学反应进行，因此珠三角臭氧浓度存在季节变化，通常夏季的臭氧浓度较低，秋季经常出现高臭氧浓度［4］。珠三角城市地区的臭氧日变化比乡村地区明显，且不论城市还是乡村地区臭氧均没有明显的周末效应，这与周末广州等大城市的交通流量与周中相当的结果一致［5］。由于NOx的滴定效应，城市地区的臭氧浓度往往低于乡村地区和城市下风向烟羽地区［6］。高压反气旋、台风外围下沉运动和海陆风影响均可能导致珠三角臭氧污染事件的发生［7］。在1999—2003年香港的臭氧污染事件中，热带气旋、大陆性反气旋及低气压的气象条件分别占62％、21％和 17％［8］。利用过程分析对2004年珠三角区域综合空气质量观测实验期间的臭氧污染过程进行分析发现，白天9点-15点的大气边界层内的臭氧浓度增加主要来自本地的光化学生成的贡献［9］。

在颗粒物方面，离岸背景风和海陆风的相互作用对颗粒物污染的传输和再分布影响显著。在陆风维持的天气下，内陆源排放较大地区的PM10被传输到沿海地区，导致沿海和海面上PM10浓度较高；在海风主导下，海风与离岸型背景风作用造成海风较小，致使整个珠三角地区灰霾天气会比较严重［10］。海陆风日间环流对PM10的再分布和传输起到重要作用。夜晚的陆风将PM10从陆地吹向沿海和海洋，白天的海风可以将积累的PM10带回内陆城市［11］。

目前对于珠三角区域性空气污染的研究较多，对于城市小尺度的研究相对不足。山清水秀、植被茂密、远离汽车与工业等人为排放源的风景区，常被认为是空气质量好的区域［12］，而城市中心工商业繁荣、交通流量大，常被认为是空气质量较差的区域［13］。然而，在肇庆市，七星岩风景区的空气质量却差于位于市区的站点。本文主要揭示这一现象，并初步分析其原因，以补充对小尺度范围内空气污染的认识。

1 数据与方法

1.1 空气质量监测点设置

市区点位选取城市中心的城中监测站，风景区点位选取位于七星岩风景区的对照站点。两个点位相距约3km（图1）。其中城中站位于城市繁华地带，周边交通流量较大，居民密集；七星岩站位于风景区内的山中，山的四周都是湖，远离交通干道与居民区。

1.2 空气污染物浓度数据与分析时间段

选取SO2、NO、NO2、O3、CO、PM2.5和PM10等污染物作为对比研究对象，分析了2013年1月1日—12月31日各污染物的浓度均值。计算日均值时臭氧采用8h滑动平均值的最大值（maxO3＿8h），其余污染物采用24h平均值作为日均值；而月均值为各月所有天日均值的平均值。通过对比不同月份两个不同区位的站点的浓度分析城区与风景区的大气污染差异。

图1 城中与七星岩的位置

图2 两点位各污染物浓度逐月变化

2 结果分析与讨论

2.1 市区与风景区空气质量对比

市区与风景区各项污染物的浓度总体上呈现类似的月际变化趋势，但不同污染物在两地的差异因物种而异（图2）。多种污染物在2月相对1月下降，这主要与2月含有新年假期、工商业活动减少有关。肇庆市城中与七星岩的SO2浓度水平接近，其中3、4月浓度相对较高，但随着夏天降水增多，7、8月SO2浓度达到最低，9月后开始逐步回升。对于NO，七星岩上半年浓度较高，下半年浓度极低，而城中则是冬春季较高，夏秋季较低，除5、6月外，城中的NO浓度均比七星岩高；NO2浓度的月际变化与SO2类似，两地的NO2浓度水平在上半年比较接近，但在下半年城中的浓度要显著高于七星岩。两地臭氧浓度的差距要明显大于其它污染物，七星岩的平均最大臭氧8h浓度在各月均显著高于城中，尽管在秋季两地的浓度差距相对较小，两地7月以后月均 maxO3＿8h逐月上升，到10月达到最大值，城中与七星岩分别为149μg／m3与186μg／m3。至于PM10与PM2.5，两地各月的浓度差异不大，仅在个别月份七星岩的颗粒物浓度略高。两地CO浓度的差异与臭氧相反，各月城中的浓度都高于七星岩，特别是上半年，而且城中全年最低浓度出现在6月，七星岩全则出现在4月，两地CO最低月均浓度出现后，随后浓度逐月上升。从空气质量指数AQI来看，七星岩AQI较高，即总体而言七星岩的空气污染比市区严重，七星岩AQI较高主要由于其臭氧浓度显著高于城中，又由于颗粒物对AQI的贡献较大，AQI逐月变化曲线形状与 PM10或 PM2.5的曲线形状相似（图2）。

2.2 初步原因分析

造成七星岩风景区的空气污染比城市中心严重的主要原因是臭氧污染。肇庆市位于珠三角西部，是臭氧生成的VOC敏感区［14］，即臭氧会随着VOC的增加而增加，而七星岩风景区内植被茂盛，会大量释放天然源VOC，如异戊二烯与单萜烯等，天然源VOC通常也具有较高的反应活性［15］，午后有利于臭氧的快速大量生成。另一方面，NO通过与臭氧发生反应消耗臭氧，即存在臭氧滴定效应［16］，但下半年七星岩的NO浓度相对较低（图2），臭氧滴定效应减弱，这也是臭氧浓度较高的重要原因。因此，高VOC浓度与低 NOx浓度等利于臭氧生成与积累的条件是七星岩风景区臭氧显著高于城区的主要原因。

七星岩景区较高的天然源VOC排放同时也利于PM2.5二次有机气溶胶的形成［17］，叶片等因具有一定表面积而容易累积颗粒物［18］，冬季气候干燥且风速较大，容易引起植物叶片等表面的颗粒物再悬浮，导致秋冬季七星岩的PM10浓度要高于市中心。另外，花粉、孢子、微生物等生物气溶胶在森林地区较多［19］，也会增加七星岩的PM10浓度。

3 结论

（1）总体而言，肇庆市七星岩风景区的AQI要高于市区，即空气质量较市区要差，这主要是由于七星岩的臭氧浓度显著高于市区，颗粒物浓度略高于市区。另外，大多数月份七星岩具有较低的SO2、NOx与CO浓度，表明七星岩的空气一次污染较轻但二次污染严重。

（2）七星岩与市区的各类大气污染物呈现类似的月际变化规律，普遍呈夏季污染较轻但秋冬季污染较严重的态势，表明两地空气质量的影响因素与背景浓度相近。

（3）较低的NOx浓度与较高的天然源VOC排放是导致七星岩风景区臭氧浓度较高的主要原因，较高的天然源VOC也促进了有机气溶胶的生成。大量天然源VOC叠加少量人为排放的气态污染物生成较多二次污染物是导致自然风景区空气质量差于市区的重要原因。

（4）今后有必要进行更多的VOC物种与气溶胶成分的监测分析，以确定反应机理与致污机制。

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TheComparativeAnalysisofAirQualitybetweentheDowntown AreaofZhaoqingandtheQixiangyanScenicSpot

ZHANGCheng-lin1，SHENJin2，YESi-qi2，JIANGMing2，LIYun-peng3
（1.ZhaoqingEnvironmentalMonitoringStation，ZhaoqingGuangdong526040，China）

TheairqualityofthedowntownareaofZhaoqingandtheQixingyanscenicspotwascompared.Theresultsshowedthatthemonthlychangeoftheairpollutantsinbothareaswassimilar.Theairpollutioninthesummer wasbetterthanthatinthewinteringeneral.TheconcentrationofozoneinQixingyanwassignificantlyhigherthan thatinthedowntownarea.However，theconcentrationsofPM10andPM2.5inQixingyanwerealittlehigherthan thatinthedowntown.TherelativelylowconcentrationsofSO2，NOxandCOwerefoundinmostofthemonthsin Qixiangyan，whichshowedthatthefirstpollutioninQixingyanwasmuchlessseriousthanthesecondarypollution.TheairqualityinQixingyanwasworsethanthatinthedowntown.TheVOCfromthenaturalsourcesplustheair pollutantsfromthehumanactivitiesproducedthesecondarypollutionthatwasthemaindriverscausingaworseair qualityinQixingyan.

downtown；airquality；compare；Qixiangyanscenicspot；Zhaoqing

X51

A

1673-9655（2015）03-0037-04

2014-11-17

国家自然科学基金（41303075）；中国科学院战略性先导科技专项（B类，大气灰霾追因与控制）。作者简介：张铖麟（1986-），工程师，主要研究空气质量预报预警与监测。

江明，高级工程师，主要研究空气污染与监测。