天水市环境空气中臭氧浓度特征分析

赵晓莉 黄海玲

（1甘肃天水市环境监测站甘肃天水7410002甘肃天水市秦州区环境监测站甘肃天水741000）

天水市环境空气中臭氧浓度特征分析

赵晓莉1黄海玲2

（1甘肃天水市环境监测站甘肃天水7410002甘肃天水市秦州区环境监测站甘肃天水741000）

采用2015年天水市城区臭氧监测数据，分析了本辖区的臭氧浓度变化特征，结合气象数据分析了气象条件对臭氧浓度的影响。结果表明，臭氧浓度呈单峰形日变化特征，15时～16时值最大，6时～8时值最小，全年7月浓度最高；结合气象参数分析了温度、能见度、湿度对臭氧的影响，得出臭氧浓度与温度、能见度存在正相关性，与空气湿度存在负相关性的结论。

臭氧；变化特征；气象因素

臭氧是一种淡蓝色、有刺激气味的氧化性气体，城区内臭氧主要是由汽车尾气、石油化工等排放的氮氧化物（NOX）和挥发性有机物（VOCs）在大气中进行复杂的光化学反应而产生的二级污染物[1]，主要形成于市区及周边郊区。臭氧浓度太高会刺激人的呼吸道，引发支气管炎和肺气肿；会使人神经中毒，头痛头晕，视力下降，记忆力衰退，加速衰老。2012年新修订的《环境空气质量标准》（GB3096-2012）发布，将监测指标由原来的3项扩展为6项，臭氧成为其中控制指标之一；在大多数城市，臭氧已成为夏季的首要污染物，越来越受到人们的关注，因此探讨臭氧的变化特征对防治臭氧污染有重要意义。

1 天水市臭氧监测情况

1.1 监测点位

天水市在秦州、麦积两区各布设1个空气自动监测子站，两区点位均位于本市区全年主导风向下风向，布设于两区中心，符合《环境空气质量监测点位布设技术规范》(HJ 664-2013)。具体点位情况见表1。

表1 监测点位情况

1.2 仪器设备

2个测点均使用EC9810B型（澳大利亚）臭氧监测仪，在仪器正常运行期间，用一级臭氧对动态校准仪进行了标准传递，平时按《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ/T193-2005）要求对仪器进行校准和维护。

1.3 数据获取

本文臭氧日变化规律及与气象参数的关系数据均采用两测点夏季典型日数据，其他数据采用日均浓度对应的月均值和季均值。

2 监测结果分析

2.1 监测结果

2015年天水市臭氧日最大8小时平均第90百分位数为128μg/m3，达到国家二级标准。秦州、麦积2个测点臭氧日最大8小时平均第90百分位数为125μg/m3和131μg/m3。

2.2 趋势分析

2.2.1 两测点夏季典型日臭氧浓度日变化特征

天水市两测点夏季典型日臭氧日变化趋势见图1。

从图1可以看出，两测点夏季典型日臭氧浓度日变化规律均呈单峰变化，最低点出现在6～8时，最高点出现在15～16时，与本地太阳辐射强度变化相同，与其他城市臭氧浓度日变化规律一致[2-3]。

2.2.2 各测点臭氧浓度月变化特征

天水市不同测点臭氧月变化趋势见图2。

从图2可以看出，天水市2015年两测点月均值变化趋势相同，臭氧浓度1～6月持续上升，7月达到最高，8月开始逐渐下降。

2.2.3 各测点臭氧浓度季节变化特征

天水市不同测点臭氧季节变化特征见图2。

从图3可以看出，不同测点臭氧浓度随季节变化趋势一致，臭氧浓度夏季最高，春季次之，冬季最低；夏季臭氧浓度为冬季的2.3倍。

2.3 气象因素对臭氧浓度的影响

气象条件在臭氧的形成、输送、沉降和稀释中起重要作用，气温、风速、湿度、能见度等对臭氧及其前体物的浓度变化均有重要影响[4]。

2.3.1 空气中NO2对臭氧浓度

如图4所示，在日变化规律中，臭氧浓度随NO2浓度的增大而减小，NO2与臭氧存在显著的负相关性，臭氧由NO2光解产生，午后NO2光解加强，转化为臭氧，使臭氧浓度上升，NO2浓度下降。

2.3.2 气温对臭氧的影响

如图5所示，在日变化规律中，臭氧浓度随温度的升高而增大，在16时达到最大，其间存在一定的正相关性。因为臭氧是在太阳辐射下由一次污染物通过光化学反应生成的，而气温随太阳辐射强度而升高，两者之间有一定的关联，日变化规律大致相同。

2.2.3 能见度对臭氧的影响

如图6所示，在日变化规律中，臭氧浓度随能见度的增大而增大，通常情况下，天气晴朗，能见度高，太阳辐射强，气温升高，有利于臭氧的生成，其间存在一定的正相关性。

2.2.4 湿度对臭氧的影响

臭氧浓度与空气湿度的关系见图7。空气湿度大，空气当中水蒸汽的饱和度高，阻挡阳光的照射，不利于臭氧生成，臭氧浓度低；反之，当空气干燥湿度小时，臭氧浓度相对较高。

3 结语

2015年天水市2城区臭氧浓度有以下变化特征：（1）日变化规律均呈现出单峰形趋势，6：00～7：00时浓度最低，16：00～17：00时最高。（2）全年7月浓度较高，四个季度夏季最大高，冬季最低，说明太阳辐射强度对臭氧有直接的影响。（3）NO2与臭氧呈现负相关变化，NO2光解产生臭氧，使臭氧浓度升高，NO2浓度降低。（4）臭氧浓度受气象条件影响较大，与气象参数的关系为：和温度、能见度存在正相关性，与空气湿度存在负相关性。得出了与其他文章结论相似的规律[5-8]。

[1]朱彬,安俊岭,王自发,等.光化学臭氧日变化特征与其前体物关系的探讨[J].南京气象学院学报,2006,29（6）:744-749.

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[6]安俊琳.气象因素对北京臭氧的影响[J].生态环境学报,2009,18（3）:944-951.

[7]谈建国,陆国良,耿福海.上海夏季近地面臭氧浓度及其相关气象因子的分析和预报[J].热带气象学报,2007,23（5）:515-520.

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赵晓莉（1973—），女，甘肃天水市，工程师，研究方向：环境监测。