珠三角典型城市COVID-19疫情封闭期间臭氧污染的放大效应研究

余欣洋，杨素英，刘宁微，张 尹

1.中山市气象局,广东 中山 528400 2.南京信息工程大学，中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室，江苏 南京 210000 3.中国气象局沈阳大气环境研究所，辽宁 沈阳 110000 4.珠江水利委员会水文水资源局，广东 广州 510000

空气污染是关系到全球人类健康的重要问题。颗粒物(PM)、二氧化氮(NO2)和对流层臭氧(O3)是最具威胁性的空气污染物，对人类健康的危害与呼吸和心血管疾病及死亡率有关[1-2]。当前中国城市背景的O3污染在不断加剧，并已成为影响空气质量和人类健康最主要的大气污染物之一[3-5]。珠三角是我国发达的城市群，其区域O3浓度增速加快。如2006—2019年珠三角O3质量浓度的年平均增长速率为0.8 μg/m3，且2016年之后O3质量浓度的年平均增长速率为2.1 μg/m3[6]。O3质量浓度的区域平均值从2006年的48 μg/m3上升至2019年的60 μg/m3，且珠三角地区的O3主要以本地生成为主[7]，O3污染问题凸显。对流层低层O3还存在周末现象，即在周末氮氧化合物(NOx)、挥发性有机物(VOCs)和PM低排放源背景下，周末O3浓度与工作日时相比趋于增高[8]。吕慧珂等[9]统计了多年的污染数据，发现香港O3存在周末效应。通过分析O3形成对排放源减少的反应，可以洞察O3排放源减排政策的有效性[10]。

由于新型冠状病毒肺炎(COVID-19)发生，中国采取了严格的封闭管理措施。这些措施珠三角从2020年1月23日起实施。2020年1—3月受新型冠状病毒肺炎疫情(以下简称疫情)影响，珠三角地区出现了大规模长时间的停工停产，根据广东省交通运输厅数据，2020年第一季度全省公路客运量及客运周转量分别下降了59.8%和62.1%，春运期间客运量与同期相比下降80%以上。同时广东工业和信息化厅报告指出，直至2月17日全省规模以上工业企业复工率才突破50%。说明春节前后珠三角区域内的车流量大幅度下降，工业源及移动源污染物排放量减少。

国内外学者就疫情封闭期间的大气污染特征进行了研究。CARLOS等[11]对欧洲地区疫情封闭期间的NO2及O3浓度进行对比分析，发现大部分城镇NO2浓度出现下降，O3浓度上升，并认为气象条件(气温、相对湿度和光照强度)是O3浓度上升的主要贡献项。吴璇等[12]研究发现，疫情管控期间6项主要大气污染物浓度均同比下降，其中以NO2，PM10和PM2.5下降幅度较大，较2018—2019年同期分别下降72%、53%和45%。SCIARD等[13]对疫情管控期间武汉地区O3特征进行了分析，发现疫情封闭期间武汉城区的O3浓度相较2017—2019年同期上升了36%，并认为O3浓度的上升主要是由于NOx浓度的大幅度下降使NO对于O3浓度的滴定效应减弱引起的。此外还发现“疫情封闭效应”对于O3生成的影响要比“周末效应”对于O3的影响高出38%。珠三角地区疫情期间的大气污染物(特别是O3)的演变特征及其与前体物间的关系还没有详细的研究。因此本研究基于珠三角城市背景，探讨疫情管控期间大气污染物短期变化特征，进而获得疫情封闭对城市背景大气污染物的影响。

1 材料与方法

1.1 数据来源

为保证数据的可靠性和连续性，本文使用中国环境监测总站的全国城市空气质量实时发布平台(http://106.37.208.233∶20035/)的2017—2020年1—3月番禺中学(站号1350A)、东莞南城(站号1931A)和中山紫马岭国控站点(站号1381A)的O3、NO2等大气成分逐小时平均质量浓度数据，所有观测站点都位于城镇区域，且南面均有大片的绿植区，具有较好的一致性。温度(T)和相对湿度(RH)等气象要素小时平均数据来自广东省气象局公布的番禺(站号59481)、东莞(站号59289)和中山(站号59485)国家基本气象观测站的观测数据(http://gd.cma.gov.cn/)，其中番禺、东莞和中山气象站点与环境监测站点直线距离分别为9.5、1.4、0.2 km。对大气成分数据及气象数据进行整合和质量控制，当大气成分或气象数据出现缺测或异常值时，剔除该时次的所有数据。为保证数据充足有效,对研究期间的数据进行了统计,结果表明每个站点的有效数据均可达90%。

珠三角地区NO2和NO、VOCS主要贡献源为机动车排放和工业排放[14-15]，NO2能在很大程度上反映移动源及工业源排放NOx和VOCS的变化趋势[16-18]。根据中山市环境监测站统计数据，中山市城区4个国控站点2020年1—3月NO平均质量浓度为3.1 μg/m3，同期NO2平均质量浓度为23 μg/m3，NO2在NOx中占比为88.5%，因此本文将利用NO2浓度替代NOx和VOCS浓度开展针对O3的定性分析。

1.2 数据处理

由于2020年疫情封闭时期正好与中国传统节日春节相重合，如直接使用历史同期数据进行对比，可能会忽略春节假期的影响。因此本文选取2017年1月7日至2月25日、2018年1月26日至3月16日、2019年1月15日至3月5日、2020年1月4日至2月22日的数据进行分析研究，并将数据分为3个阶段，其中2020年1月4—23日、2019年1月15日至2月4日、2018年1月26日至2月15日、2017年1月7—27日为“阶段1”，对应春节假期以前数据；2020年1月24日至2月2日、2019年2月4—13日、2018年2月15—24日、2017年1月27日至2月5日为“阶段2”，对应春节假期数据；2020年2月2—22日、2019年2月14日至3月5日、2018年2月25日至3月16日、2017年2月6—25日为“阶段3”，对应春节假期以后数据。

为减少降雨天气及阴天对于白天光化学反应的影响，参考齐艳杰等[19]研究结果，本文在研究疫情封闭期间大气污染物日均变化特征时使用的数据剔除了24 h降雨量大于或等于0.01 mm及日照时间小于5 h的观测数据。

2 结果与讨论

2.1 疫情封闭期间大气污染物及气象要素变化情况

2.1.1 大气污染物及气象要素随时间变化特征

受疫情封闭影响，全球范围内多个国家及城市采取了封闭城市的抗疫措施，导致城市内工业及移动排放大幅下降。SCIARD等[13]发现封闭城市导致Nice、Rome、Valencia和武汉4个城市的NOx及PM均有明显下降。为了直观地分析疫情封闭期间珠江三角洲地区3个城市大气污染物和主要气象要素的变化情况，给出了2017—2020年不同阶段日均温度、相对湿度、气压、风速(WS)及日均PM2.5、SO2、NO2和O3质量浓度的时间序列(图1～图6)，图中柱状表示标准差，横坐标中1～20 d为“阶段1”，21～30 d为“阶段2”，31～50 d为“阶段3”。

图1 番禺气象要素时间序列Fig.1 Time series of meteorological elements in Panyu

图2 番禺大气主要污染物质量浓度时间序列Fig.2 Time series of major atmospheric pollutant concentrations in Panyu

图3 东莞气象要素时间序列Fig.3 Time series of meteorological elements in Dongguan

图4 东莞大气主要污染物质量浓度时间序列Fig.4 Time series of major atmospheric pollutant concentrations in Dongguan

图5 中山气象要素时间序列Fig.5 Time series of meteorological elements in Zhongshan

图6 中山大气主要污染物质量浓度时间序列Fig.6 Time series of major atmospheric pollutant concentrations in Zhongshan

对3个城市2017—2020年气象要素进行对比，发现2017—2019年温度均在12.0～23.0 ℃间波动变化，相对湿度维持在60.0%～80.0%，日均风速普遍低于2.0 m/s，风速较低。2020年气象要素整体水平与往年均值差异不大，但是“阶段2”和“阶段3”分别有2次明显的冷空气南下过程，导致风速超过了4.0 m/s，温度及相对湿度也明显低于往年均值，此外“阶段3”的相对湿度偏高，不利于光化学反应的进行。

各城市2017—2019年大气污染物均有相似的变化趋势。其中番禺PM2.5平均质量浓度为39.4 μg/m3，东莞为38.7 μg/m3，两地PM2.5在“阶段1”维持在较高水平，而中山平均质量浓度为32.3 μg/m3；随着假期的进行和冷空气南下的影响，各地PM2.5质量浓度开始下降，在28 d达到极小值；随着春节假期的结束和复工复学，“阶段3”的PM2.5质量浓度开始逐步回升至“阶段1”水平。各地SO2质量浓度的变化趋势与PM2.5类似，但是变化幅度更小,基本维持在8.0～10.0 μg/m3。

相比前2种大气污染物，2017—2019年NO2的变化趋势更加明显，番禺、东莞和中山的平均质量浓度分别为46.0、40.9、31.0 μg/m3。各地NO2的质量浓度在15 d左右开始下降，这与区域人口流出有关，随着春节的临近，大量外省务工人员开始逐渐返乡，城市内流动人口及机动车数量明显下降，在23～25 d之间达到极小值，番禺及东莞的极小值在20.0 μg/m3左右，而中山则低于20 μg/m3，随后NO2质量浓度开始回升。

2017—2019年番禺、东莞和中山O3的质量浓度变化趋势与NO2相反，O3质量浓度随假期的临近而上升，18 d左右达到峰值，其中番禺及东莞质量浓度极大值分别为79.4、80.5 μg/m3，中山则高达90.8 μg/m3，随后在冷空气南下及春节减排的影响下，各地O3逐步下降，此外“阶段2”期间较高的相对湿度和较低的温度同样不利于O3光化学反应的生成，导致在“阶段2”后期O3质量浓度降至40.0 μg/m3左右的极小值。经对比还发现2017—2019年各地的污染物标准差在“阶段2”均有明显减少，说明在各年春节期间大气污染物的变化趋势较为一致，“阶段2”的浓度有较好的代表性。

将2020年各大气污染物与往年平均质量浓度对比(表1)，发现各地PM2.5和SO2质量浓度均有明显下降，其中番禺、东莞和中山的PM2.5平均质量浓度同比分别下降了37.8%、16.0%和38.4%，而SO2同比分别下降了43.2%、11.3%和36.0%。NO2质量浓度普遍低于历史均值，同比下降了27.9%～43.8%。O3对比往年变化幅度在-0.952%～3.52%之间。

表1 2017—2020年番禺、东莞、中山PM2.5、NO2、O3和SO2平均质量浓度变化情况Table 1 Variation of average mass concentrations of PM2.5,NO2,O3 and SO2 inPanyu,Dongguan and Zhongshan from 2017 to 2020

整体来看，2020年各地的主要大气污染物(除O3外)相较2017—2019年均质量浓度均有明显下降，其中以NO2最为明显，这与疫情封闭期间移动排放源的大量减少以及冷空气南下对于局地污染的有效清除有关，但是在疫情防控的减排背景下“阶段2”的O3质量浓度相较往年却异常偏高，其背后的机理需要我们开展进一步研究。

2.1.2 工作日和节假日大气污染物浓度变化特征

SCIARD 等[13]对疫情封闭期间的主要大气污染物与历史同期的工作日及周末的大气污染物进行了对比，发现封闭期间O3的周末效应要比历史同期的明显。ZOU等[20]发现珠三角地区O3的周末效应在秋季比夏季明显。为对比珠三角地区各污染物在不同时间段内的差异，给出2017—2019年工作日、节假日及2020年疫情封闭的工作日、节假日的PM2.5、NO2、O3和SO2的平均质量浓度(图7)。其中工作日和节假日分别指2017—2019年“阶段3”工作日和2017—2019年“阶段2”节假日数据；疫情工作日和疫情节假日分别指2020年“阶段3”工作日和“阶段2”节假日数据，疫情和非疫情工作日均不包含周六及周日。研究发现，番禺、东莞的PM2.5平均质量浓度均为节假日高于工作日，而中山的PM2.5平均质量浓度为2017—2019年工作日高于节假日。3个城市非疫情期浓度高于疫情期，其中番禺疫情封闭期PM2.5平均质量浓度(对比非疫情背景，下同)在工作日下降了45.4%，节假日下降了41.6%；东莞及中山封闭工作日分别下降了25.1%和43.6%，封闭节假日分别下降了17.8%和40.2%。NO2平均质量浓度表现为工作日高于节假日，非疫情期高于疫情期，其中番禺、东莞及中山NO2平均质量浓度在疫情封闭工作日分别下降了46.2%、59.8%和59.5%，节假日分别下降了33.7%、46.4%和38.2%。各地O3质量浓度普遍表现为节假日高于工作日，非疫情工作日高于疫情工作日，但非疫情节假日低于疫情节假日，其中番禺、东莞和中山封闭工作日分别下降了4.22%、6.83%和8.51%，3个城市封闭节假日分别上升了24.4%、2.7%和9.4%。各地SO2质量浓度变化则存在差异，其中番禺SO2质量浓度疫情封闭工作日下降了50.3%，节假日下降了32.1%；东莞工作日上升了8.7%，节假日下降了31.4%；中山工作日下降了46.6%，节假日下降了20.9%。

2.1.3 大气污染物浓度随气象要素变化特征

国内外大量研究表明，温度、相对湿度、风向(WD)和风速对于O3的生成及输送有着明显影响[17,19,21]。为研究不同排放背景下温度和相对湿度对O3质量浓度的影响，图8～图10给出了3个城市不同阶段内O3质量浓度与温度、相对湿度的等值线分布。整体来看，O3质量浓度随温度的增大或相对湿度的减少而增大，当T>20.0 ℃、RH<50.0%时O3质量浓度普遍高于100.0 μg/m3，当T<18.0 ℃、RH>70.0%时普遍维持在20.0～40.0 μg/m3之间。较高的温度和较低的相对湿度通常代表晴好的天气，有利于光化学反应的进行，进而导致O3质量浓度的上升，而较低的温度和较高的相对湿度往往代表着夜间或阴天，此时由于光化学反应的停止以及大气中NOx和O3的反应导致O3质量浓度下降，因此O3质量浓度随温度及相对湿度的变化表现出明显的变化特征。

图7 番禺、东莞和中山工作日及节假日大气污染物平均质量浓度Fig.7 Average mass concentrations of air pollutants in weekdays andholidays in Panyu,Dongguan and Zhongshan

图8 2017—2020年3个城市“阶段1”O3质量浓度随温度、相对湿度分布Fig.8 O3 concentrations with different T and RH in “stage 1” of 3 regions from 2017 to 2020

纵向对比3个阶段的等值线图发现，“阶段2”(图9)O3质量浓度峰值明显低于其他时间段，但是在RH>60.0%、T<18.0 ℃的区域O3质量浓度明显高于其他时间段，这与春节期间O3较低的日间质量浓度和较高的夜间质量浓度相对应。相同阶段的高温低湿区域的O3质量浓度2020年相比2017—2019年有明显下降，其中“阶段2”和“阶段3”(图10)在RH为30.0%～50.0%、T为20.0～26.0 ℃区间的O3质量浓度下降最为明显，降幅在20.0～30.0 μg/m3之间，而高湿区域则有小幅度上升，说明相比普通背景，减排会明显降低高温低湿背景下的O3质量浓度的极大值，同时使低温高湿背景的O3质量浓度上升，O3随温度和相对湿度的变化梯度减少。

除了温度和相对湿度以外，局地的O3质量浓度还和风向及风速有关，较高的风速往往有利于局地污染物的清除，而风向的改变则会明显影响局地大气污染物质量浓度。为了研究风向及风速对珠三角地区O3质量浓度的影响，我们给出了番禺、东莞、中山2017—2020年第一季度O3质量浓度随风向及风速的平均变化[图11(a)～图11(c)]。对比发现不同城市存在明显差异，当主导风向为偏南风或西南风时风速较低，番禺的O3质量浓度最高，而东莞O3质量浓度高值区域主要集中在偏西和西南风向区域，中山在风向为偏南风和东南风时O3质量浓度较高，而偏西风时较低。此外，3个城市当风向为偏北风时，O3质量浓度都较低，且此时对应风速较高，说明春、冬季节的冷空气南下能对O3起有效的清除作用。3个城市不同风向下O3质量浓度的明显差异说明地区O3质量浓度不仅受本地源影响，同时还会受邻近地区输送影响。

图9 2017—2020年3个城市“阶段2”O3质量浓度随温度、相对湿度分布Fig.9 O3 concentrations with different T and RH in “stage 2” of 3 regions from 2017 to 2020

图10 2017—2020年3个城市“阶段3”O3质量浓度随温度、相对湿度分布Fig.10 O3 concentrations with different T and RH in “stage 3” of 3 regions from 2017 to 2020

图11(d)～图11(i)是番禺、东莞和中山2017—2020年“阶段2”和“阶段3”O3质量浓度随风向和风速的变化情况。整体来看，各地2020年与2017—2019年O3质量浓度随风向的变化趋势较为一致，但是2020年番禺偏南风及东莞偏东风的O3质量浓度极大值相较本地区往年都有明显增大，说明在疫情封闭下异地输送对于局地O3质量浓度的变化贡献更为突出。图12给出了2020年“阶段2”和“阶段3”番禺、东莞和中山风向及O3质量浓度分布，发现1月26日3个城市主要受冷空气南下影响，较高风速的偏北风对于局地O3起清除作用，此时各地O3质量浓度较低；1月27日起受冷高压后部影响，O3质量浓度逐步累积；1月31日起转受偏南风、风速下降和南部绿植区域生成的污染异地输送的共同影响[22-23]，使各地O3质量浓度开始逐步上升。此外，2月14日前后主导风向为东南至偏南风，但是局地O3质量浓度无明显上升，结合前文气象要素随时间分布图可知，该段时间相对湿度明显增大，云量增多，日均日照时间减少至2 h以下，不利的气象条件导致光化学反应减弱。

图12 2020年“阶段2”和“阶段3”番禺、东莞和中山风向及O3质量浓度时间序列Fig.12 Temporal variations of WD and O3concentrations during “Stage 2” and “Stage 3”in Panyu,Dongguan and Zhongshan in 2020

整体来看，珠三角地区PM2.5和NO2质量浓度均为工作日高于节假日，非疫情期高于疫情期，考虑与停工导致的工业源、移动排放源及建筑工地等扬尘源的减少有关。O3质量浓度则表现为节假日高于工作日，其中疫情期节假日质量浓度最高。SCIARD等[13]认为移动排放源及工业排放源的明显下降，使NO对于O3滴定作用减弱，同时由于PM浓度的下降导致日间辐射强度增大有利于光化学反应的进行，最终导致了疫情期间O3浓度的明显上升。CARLOS等[11]则认为，气象要素对于疫情封闭期间O3浓度的增高起主要贡献。通过前面的初步分析，认为2020年“阶段2”O3质量浓度异常偏高主要受以下因素共同影响：首先受冷高压后部的影响，出现了连续晴好低湿天气，同时减排导致较低的PM2.5质量浓度使白天辐射增强，有利于O3光化学反应的进行。其次持续较低风速的偏南风有利于O3的输送和进一步积聚。最后，珠三角地区作为VOCS控制区[6,24]，当NOx排放减少时，NO对O3的滴定效应将减弱，3个因素共同作用导致了2020年“阶段2”O3质量浓度异常偏高。

2.2 疫情封闭期间大气污染物日均变化特征

研究表明由于人为活动的影响，一天内不同时间段的O3质量浓度存在明显差异[25]。为研究不同排放背景下NO2及O3质量浓度的日变化特征，深入探究O3质量浓度异常偏高的机理，给出了2017—2020年不同阶段NO2及O3日均质量浓度变化曲线，其中2017—2019年的日均质量浓度曲线为3年数据均值；另外还统计了2017—2020年3类数据白天(07:00—18:00)及夜间(19:00至次日06:00)NO2和O3质量浓度均值(图13～图18)。

图13 番禺不同阶段污染物日均质量浓度Fig.13 Diurnal variation of pollutants concentrations of Panyu during different stages

图14 番禺不同阶段污染物昼夜质量浓度Fig.14 Concentrations of pollutants difference betweenday and night on different stages in Panyu

分析图13和图14发现，番禺O3及NO2具有明显的日变化特征，其中O3日均变化曲线为单峰形分布，与2015年的分布特征相似[17]，O3质量浓度峰值主要出现在15：00左右，可达到120 μg/m3，而NO2则为双峰型分布，峰值分别出现在08:00左右和22:00左右，O3与NO2日变化的差异主要与出行高峰和两者的光化学反应有关[20]。2017—2019年“阶段1”的NO2及O3质量浓度均有明显日变化，春节期间随着人们出行的减少，“阶段2”的NO2质量浓度明显下降，从50.8 μg/m3下降至28.6 μg/m3，白天与夜间的差距也明显缩小。“阶段2”的O3质量浓度相比“阶段1”下降了17.0%，变化主要出现在白天，O3质量浓度峰值下降至100 μg/m3以下，而夜间小幅度上升，使得O3的日均变化曲线离散度相对“阶段1”有一定程度的增大；随着假期结束，“阶段3”的NO2和O3日均质量浓度恢复至“阶段1”水平。东莞的2种大气污染物质量浓度变化特征与番禺类似(图15～图16)。中山(图17～图18)与前2个城市的差异主要体现在“阶段3”的NO2和O3质量浓度明显低于“阶段1”，其中“阶段3”的NO2质量浓度高于“阶段2”但低于“阶段1”，“阶段3”的O3质量浓度则与“阶段2”相近，白天质量浓度明显低于“阶段1”水平。猜测与中山以轻工业为主，节后复工速度较为缓慢有关。此外我们还发现，当剔除了降雨及持续阴天等天气背景的数据后，2017—2019年3个城市“阶段3”的O3质量浓度高于“阶段2”，与图7中展示的结果存在差异，说明天气背景对于O3质量浓度的影响不可忽略。

图15 东莞不同阶段污染物日均质量浓度Fig.15 Diurnal variation of pollutants concentrations of Dongguan during different stages

图16 东莞不同阶段污染物昼夜质量浓度Fig.16 Concentrations of pollutants difference between day andnight on different stages in Dongguan

图17 中山不同阶段污染物日均质量浓度Fig.17 Diurnal variation of pollutants concentrations of Zhongshan during different stages

图18 中山不同阶段污染物昼夜质量浓度Fig.18 Concentrations of pollutants difference between day andnight on different stages in Zhongshan

3个城市2020年“阶段1”2种污染物的质量浓度变化特征与往年相似，但是质量浓度略低。“阶段2”和“阶段3”则出现了明显差异，以番禺为例，其NO2质量浓度出现了大幅度下降，平均质量浓度只有16.9 μg/m3，日均变化曲线的“双峰”浓度变化不明显。与之相反“阶段2”O3质量浓度相比“阶段1”增加了40.2%，从48.2 μg/m3上升至67.6 μg/m3，夜间O3质量浓度上升了118%，白天上升了10.2%，导致O3质量浓度日变化曲线离散度明显减少。“阶段3”的NO2质量浓度有小幅度回升，平均质量浓度上升至25.8 μg/m3，但是白天与夜间的差异依旧不大。O3平均质量浓度则下降至“阶段1”的平均质量浓度水平，白天与夜间的质量浓度差仍低于“阶段1”水平，日均变化曲线离散度与春节类似。

通过前面的分析发现，各地2017—2019年和2020年“阶段2”的NO2相比“阶段1”均出现了明显下降，其中2020年“阶段2”的NO2质量浓度比2017—2019年同期减少约37%。2020年“阶段2”O3质量浓度相比“阶段1”为上升，且比历史同期高出25.1%。2017—2019年“阶段2”NO2及O3质量浓度的下降都与工业排放以及移动排放源的减少有关，2种人为排放源的减少将导致光化学反应前体物VOCS和NOx质量浓度的明显下降，O3的生成更加依赖自然源排放的高活性异戊二烯[22,26]，研究区域均为VOCS控制区，VOCS质量浓度的下降将导致光化学生成O3质量浓度下降，而假期期间仍有出行需求，夜间移动源排放的NO能与白天生成的O3进行反应，降低夜间O3质量浓度，最终导致2017—2019年“阶段2”O3质量浓度低于“阶段1”水平。

而2020年春节期间由于疫情封闭影响，移动排放源大幅度减少，番禺NO2质量浓度降至20.0 μg/m3以下，其余两地下降至10.0 μg/m3，白天在低湿晴好的有利气象条件下，依靠植被及土壤自然源排放和固定燃烧排放源(火电站等)的VOCS与NO2进行光化学反应生成O3[27-28]，同时由于NO的大量减少，导致O3无法在夜间得到有效清除，在静稳天气背景下O3进一步累积，最后导致了“阶段2”O3质量浓度异常偏高。“阶段3”部分单位开始复工复产，机动车排放源的增多导致NO2质量浓度小幅度回升，昼夜质量浓度差增大。夜间增多的NO与O3反应，使其夜间质量浓度降低。白天新增的VOCS及NO2进行光化学反应，应该使日间O3质量浓度上升，但是实际观测发现，“阶段3”O3的日间质量浓度相较于“阶段2”有小幅下降，考虑与“阶段3”较高的相对湿度不利气象因素影响和VOCS排放相关企业复工缓慢有关。

3 结论

本文对珠三角地区番禺、东莞和中山在2020年疫情封闭期O3及NO2质量浓度等特征进行了详细的分析，并与2017—2019年同期进行了对比，探讨了疫情封闭对珠三角地区O3的影响特征和可能成因。

1)2020年珠三角的PM2.5、NO2和SO2平均质量浓度相比一般年份同期有11.3%～43.2%的下降，其中番禺、东莞及中山NO2平均质量浓度分别下降了27.9%、39.6%和43.8%，而O3平均质量浓度同比变化不大，幅度在-0.952%～3.52%之间。

2)PM2.5和NO2质量浓度均为工作日高于春节假日，非疫情期高于疫情期。O3质量浓度则表现为春节假期高于工作日，其中疫情期春节假期质量浓度最高。

3)温度高于20 ℃、相对湿度低于50%时O3质量浓度普遍高于100.0 μg/m3；2020年高温低湿时的O3质量浓度相比一般年份有20.0～30.0 μg/m3的下降，减排会明显降低高温低湿背景下的O3质量浓度的极大值，但会使低温高湿背景O3质量浓度上升，O3随温度和相对湿度的变化梯度减小。

4)2020年的O3质量浓度随风向的变化趋势与一般平均年份较为一致，但疫情封闭下异地输送对于局地O3质量浓度的变化贡献更为明显。

5)叠加疫情封闭影响的春节假期O3质量浓度相比节前工作日增加20.4%～41.7%，NO2降低65.3%～75.6%，而一般年份春节假期O3质量浓度低于节前工作日，同时疫情年份的NO2质量浓度下降幅度大于一般年份。

6)疫情封闭春节期间O3质量浓度比一般年份上升14.0%～25.9%，而NO2质量浓度降低37.0%～54.5%，一方面低湿晴好的天气为光化学反应提供有利条件，另一方面疫情封闭扩大了假期人为源减排规模，导致NOx质量浓度进一步下降，使其对O3的滴定效应减弱，同时静稳天气有利于O3质量浓度的累积，导致局地O3污染被逐步放大。