辽宁省典型城市臭氧浓度变化特征

白璐

摘 要：应用辽宁省环境空气质量监测数据，对2018年辽宁省典型城市近地面臭氧污染现状、变化情况及时空分布特征进行分析。结果表明，2014—2018年辽宁省臭氧污染整体呈加重趋势，已超过PM2.5成为第一大首要污染物;O3-8h第90百分位数浓度高值区集中在环渤海城市，其次为中部城市群，东部山区城市浓度相对较低;2018年O3小时浓度日分布呈单峰型，白天浓度明显高于夜间;受温度、光照和太阳辐射等因素影响，O3浓度的季节差异特征明显，春夏交替季节O3浓度最高，O3浓度开始上升时间较早，日变化幅度较大。

关键词：臭氧;时空分布;日变化

引言

臭氧（O3）是天然大气中重要的微量组分，大部分分布在平流层，小部分分布在对流层[1]。平流层的O3吸收太阳的紫外辐射，保护地面生物，但同时O3作为一种强氧化剂[2]，当近地面O3浓度过高时，危害生物健康[3]。近年来，O3逐渐成为继PM2.5后的另一项重要污染物[4]，O3污染状况日益受到重视。本文利用辽宁省环境空气质量监测数据，分析2018年辽宁省典型城市近地面O3污染现状、2014—2018年变化情况及时空分布特征，以期为辽宁省O3污染防治及研究提供有利科学依据。

1 资料与方法

研究使用的空气质量数据为辽宁省各城市空气自动监测站点监测的臭氧及其他相关污染物的小时浓度，城市空气质量评价按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）[5]和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）[6]执行，采用O3-8h第90百分位数浓度进行评价。

2 结果与讨论

2.1 污染现状

2014—2018年，辽宁省臭氧污染整体呈加重趋势，O3-8h浓度逐年上升，2018年辽宁省O3-8h第90百分位数浓度为157μg/m3，与2014年相比上升9.0%。超标城市个数不断增加，2018年超标城市数为5个，比2014年增加3个。2018年全省城市环境空气质量超标天数为69d，其中以O3为首要污染物的天数占超标天数的比例为47.5%，已超过PM 2.5，成为第一大首要污染物。

2.2 空间分布

辽宁省2017及2018年O3-8h第90百分位数浓度的空间分布如图1所示。由图可以看出辽宁省O3-8h第90百分位数浓度高值区主要出现在环渤海城市，2a的最高值均出现在营口，2018年达到186μg/m3，超

国家二级标准0.16倍，其次为中部城市群，东部山区城市浓度相对较低，其中丹东浓度最低，为127μg/m3。

2.3 时间分布

不同城市臭氧的日、月变化特征不同，以环渤海城市营口、中部城市沈阳、东部城市丹东3个城市为例，分析O3-8h第90百分位数浓度的时间变化特征，沈阳、丹东、营口3个城市2018年逐月O3小时浓度的日变化如图2至图4所示。

由图可知，2018年O3小时浓度日分布呈单峰型，白天浓度明显高于夜间，峰值浓度主要集中出现在14：00—16：00之间;夜间至清晨O3维持较低浓度，谷底出现在7：00前后，随后光照加强，温度升高，O3浓度逐渐上升，15：00前后随着太阳辐射强度减弱，O3浓度开始再次降低。

从逐月平均浓度来看，O3表现出明显的季节差异特征，春夏交替季节O3浓度较高，受温度、光照和太阳辐射等影响，光化学反应较为强烈。沈阳和營口O3浓度均为6月最高，其次为5月、4月，而丹东与沈阳及营口差别较大，4—5月O3浓度最高，其次为6月、3月。

从O3浓度的最高值和最低值看，沈阳5—8月O3浓度达到日最低值的时间最早，为7：00，相对2—3月及9—11月提前1h，相对1月及12月提前2h;营口4—8月O3浓度在8：00达到最低值，比1月和12月提前2h，较其余月份提前1h;丹东仅6月O3浓度达到日最低值时间较早，为7：00，1—2月及11月均10：00 O3浓度达到最低值。最低值可能与太阳辐射达到地面较早，日照时间较长有关，使O3浓度较早开始上升。最高值月变化无明显规律。

从日变化幅度来看，3个城市6—9月O3浓度的日变化幅度较大，季节性差异较为显著。

3 结论

2014—2018年，辽宁省O3污染整体呈加重趋势。O3-8h第90百分位数浓度逐年上升，超标城市个数不断增加，O3已成为超过PM2.5的第一大首要污染物。

辽宁省O3-8h第90百分位数浓度高值区主要出现在环渤海城市，其次为中部城市群，东部山区城市浓度相对较低。

2018年O3小时浓度日分布呈单峰型分布，白天浓度明显高于夜间。

受温度、光照和太阳辐射等因素影响，O3浓度的季节差异特征明显，春夏交替季节O3浓度最高，O3浓度开始上升时间较早，日变化幅度较大。

参考文献

[1] 陈漾，张金谱.广州市近地面臭氧时空变化及其与气象因子的关系[J].中国环境监测， 2017， 33（4）： 99-109.

[2]刘闽，王闯.沈阳臭氧污染时空分布特征及变化趋势[J].中国环境监测， 2017， 33（4）： 126-131.

[3]王亚林，易睿. 长江三角洲典型城市臭氧污染特征与影响因素分析[J].四川环境， 2017， 36（2）： 76-80.

[4]孟晓艳，宮正宇. 2013-2016年74城市臭氧浓度变化特征[J]. 中国环境监测， 2017， 33（5）： 101-108.

[5]环境保护部科技标准司.环境空气质量标准： GB3095—2012[S]. 北京： 中国环境科学出版社， 2012.

[6]环境保护部科技标准司.环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）：HJ 633—2012[S]. 北京： 中国环境科学出版社， 2012.