2015～2018年宁夏臭氧浓度变化特征分析

文_孟江红 辛亮 张超 宁夏生态环境监测中心

近地面O3是城市大气的重要污染物，主要由氮氧化物（NOX）、挥发性有机物（VOCS）等前体物在合适的气象条件下光化学反应生成。高浓度的O3会对动植物生长、人体健康造成伤害。2012年环境保护部颁布了《环境空气质量标准》（GB 3095-2012），标准中增加了O3日最大8h滑动平均浓度限值（以下简称O3-8h）。

近年来，随着城市社会经济高速发展资源能源消耗和污染物排放总量的增长，宁夏空气环境质量一直处于《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)三级标准或以下的水平，所以必须高度重视O3的监测和防治。文中将研究宁夏臭氧长期浓度水平和变化趋势，为污染控制与治理提供科学依据。研究利用2015～2018年宁夏全区和5个地级市空气自动监测数据，系统分析O3浓度时空变化特征和趋势。

1 数据与方法

1.1 数据来源

研究所使用的O3及其他相关污染物浓度数据来源于2015～2018年逐日监测结果。数据有效性按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)和《环境空气质量评价技术规范》（试行）（HJ663-2013）执行。

1.2 评价方法

O3日评价依据《环境空气质量标准》（GB3095-2012)，O3年评价依据《环境空气质量评价技术规范》（试行）（HJ663-2013），采用O3-8h第90百分位进行评价，当城市1a内O3-8h第90百分位浓度值大于160µg/m3时，该城市O3超标。

2 结果与讨论

2.1 O3污染时空特征

2.1.1 空间分布

2015～2018年中O3-8h第90百分位平均浓度值分别为135µg/m3、142µg/m3、154µg/m3、151µg/m3。2015～2017年浓度呈上升趋势。浓度最高值出现在银川市，从空间分布看O3高值主要分布在银川都市圈，即银川市、石嘴山市和吴忠市。

2.1.2 时间分布

宁夏全区和5个地级市2018年12个月O3小时浓度的日变化趋势如图1所示。由图1可知，小时浓度日分布整体呈现“单峰型”特点，白天浓度明显高于夜间，由于夜间光照弱、温度低等原因导致生成O3的光化学反应较弱，且NO不断滴定消耗O3，凌晨至早上8：00 O3维持较低浓度，9：00起光照加强、温度上升，O3浓度缓慢上升， 13：00～19：00 O3达到较高浓度，之后随着太阳辐射强度的减弱，O3浓度再次降低。从峰值平均浓度来看O3表现出明显的季节差异特征，5～8月O3浓度较高，因为受温度、光照和太阳辐射等的影响，光化学反应较为强烈。

日、月变化特征：质量浓度高值主要集中于13：00～19：00，6月平均质量浓度最高。全区5个地级市O3小时浓度高值时段和月变化略有不同。银川市主要集中在13：00～18：00，7月O3-8h平均质量浓度最高， 7月（180µg/m3）＞6月（177µg/m3）＞8月（170µg/m3）＞5月（177µg/m3）；石 嘴山 市主要集中在13：00～18：00，6月O3-8h平均质量浓度最高，6月（183µg/m3）＞5 月（179µg/m3）＞7 月（177µg/m3）＞4 月（161µg/m3）；吴忠市主要集中在 14：00 ～17：00，6月 O3-8h平均质量浓度最高，6月（176µg/m3）＞7月（150µg/m3）＞5月（139µg/m3）；固原市主要集中在 12：00 ～18：00，6月 O3-8h平均质量浓度最高，6月（157µg/m3）＞5月（154µg/m3）＞4月（151µg/m3）；中卫市主要集中在 13：00 ～19：00，6月O3-8h平均质量浓度最高，6月（155µg/m3）＞7月（137µg/m3）＞5月（136µg/m3）。

2.2 O3污染变化趋势

2.2.1 超标变化

2015～2018年6项基本污染物超标天数如图2所示。由图2可知，近4年里超标天数中以PM10、PM2.5和O3为首要污染物的天数较多，分别为990d、705d、412d，PM10、PM2.5超标天数逐年减少，而O3超标天数逐年增加。

2015～2018年全区共计出现O3超标天数分别为61、70、130、119d，平均银川市出现O3超标128d，超标主要集中在5～8月。石嘴山市出现O3超标133d，超标主要集中在4～7月；吴忠市出现O3超标47d，超标主要集中在6～7月；固原市出现O3超标12d，超标主要集中在6～7月；中卫市出现O3超标60d，超标主要集中在6～7月。

2015～2016年全区O3-8h平均浓度逐月变化如图3所示。由图3可知，1～6月O3-8h浓度呈明显的上升趋势，7月～12月呈下降趋势，6～7月O3浓度值全年最高，2015～2016年7月份浓度值全年最高，污染主要集中于5～8月；2017～2018年6月份浓度值全年最高，污染主要集中于5～8月。

2015～2018年全区O3为首要污染物的天数占比变化如表1所示。由表1可以看出，2015～2018年全区O3为首要污染物的天数占比分别为12.6%、15.2%、29.5%、26.6%，2015～2018年呈现逐年上升的趋势。

表1 2015～2018年全区O3为首要污染物的天数占比变化 （%）

2.2.2 O3-8h第90百分位浓度变化

2015～2018年O3-8h第90百分位浓度变化范围为123～169µg/m3。银 川市为125～169µg/m3，石 嘴山 市为155～162µg/m3，吴忠市为130～147µg/m3，固原市为123～143µg/m3，中卫市为139～157µg/m3，最高值出现在2017年银川市。

3 结语

2015～2018年中O3-8h第90百分位质量浓度总体呈现上升趋势，分别为 135µg/m3、142µg/m3、154µg/m3、151µg/m3。

臭氧区域性污染明显，银川都市圈O3污染问题较为突出，银川市、石嘴山市和吴忠市为污染前三的城市。

O3污染呈明显日、月变化特征。日变化质量浓度高值主要集中在13：00～19：00；超标日主要集中于5～8月，最高值出现在6月。

5～8月中O3作为首要污染物的天数占比分别为12.6%、15.2%、29.5%、26.6%，2015～2018年呈现逐年上升的趋势，O3会成为继颗粒物以后影响宁夏环境空气质量的突出问题。