营口市臭氧污染变化特征和相关分析

杨薇薇

（辽宁省营口生态环境监测中心，辽宁营口 115000）

1 引言

随着全国PM2.5污染的大幅改善，近地面臭氧污染问题逐渐凸显，全国范围内以臭氧为首要污染物的天数占比开始逐年上升，复合型污染开始成为各大区域面临的突出的环境问题之一［1-3］。营口市位于辽东半岛中枢，渤海东岸，大辽河入海口处，是东北地区典型的滨海重工业城市。2015—2021 年营口市环境空气中以臭氧为首要污染物的天数比例介于44.0%～50.5%之间，臭氧已超过PM2.5成为影响空气质量达标率的首要污染物。因此，本文对2016—2021 年营口市臭氧污染变化特征加以研究，以期为未来控制臭氧污染提供参考。

2 数据来源

本文所用营口市环境空气质量监测数据来源于国控城市站点，气象数据来源于营口市气象监测站。臭氧与其他污染物、气象要素相关分析使用SPSS 软件计算。

3 臭氧污染特征分析

3.1 臭氧浓度年际变化

如图1 所示，营口市臭氧浓度2015—2016 年下降，2017—2018 年上升，并于2018 年达到峰值，随后稳定下降，其中，2020—2021 年达标，其余年份均超标。这主要是因为营口市于2018 年出台了一系列大气污染防治政策，如发布实施了《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见》和《营口市污染防治攻坚战三年专项行动方案（2018—2020 年）》等，臭氧污染防治工作取得了初步成效。

图1 2015—2021 年营口市臭氧浓度年变化

3.2 臭氧浓度月变化

如图2 所示，2015—2021 年营口市臭氧浓度月变化呈典型的单峰变化特征，1 月起臭氧浓度快速上升，5 月达到峰值，6—10 月臭氧浓度缓慢下降，11—12 月快速下降，其中，4—9 月臭氧浓度超标，其余月份达标。1—5 月臭氧浓度快速上升主要是因为随着气温升高、太阳辐射增强，有利于氮氧化物和挥发性有机物发生光化学反应生成臭氧；6—10 月由于降水增多，空气湿度增大，从而减弱了气温、太阳辐射等有利于臭氧生成的有利因素；11—12 月气温较低、太阳辐射减弱，生成臭氧的光化学反应能力降低，同时雾霾多发，导致紫外线辐射减少，臭氧浓度明显降低。

图2 2015—2021 年营口市臭氧浓度月变化

3.3 臭氧浓度日变化

如图3 所示，营口市臭氧浓度日变化亦呈单峰变化特征，09：00 起开始上升，16：00 达到峰值，随后下降，08∶00 达到最低值。午夜至清晨臭氧处于低浓度水平主要是因为夜晚发生光化学反应较弱，其次是大气中的一氧化氮会与臭氧发生化学反应，从而导致臭氧的消耗；随着太阳升起，人类生产生活活动、机动车尾气排放、气温升高和太阳辐射增强，光化学反应程度增强，臭氧浓度从09：00 起开始上升，16：00 出现峰值，17：00 起随着日落太阳光照减弱，光化学反应程度降低和新的臭氧前体物排放对臭氧的消耗，使臭氧浓度逐渐下降到相对较低水平。

图3 营口市臭氧浓度日变化

4 臭氧与其他污染物、气象要素相关性分析

为分析其他污染物和气象要素对臭氧浓度的影响，开展了臭氧与其他污染物（可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、氮氧化物、一氧化碳）及气象要素（温度和相对湿度）之间的相关性分析。分析方法和相关性判断标准为：基于2015—2021 年营口市环境空气中各项污染物小时浓度数据、气象要素小时数据，采用SPSS 软件中的皮尔逊相关系数进行相关分析，当0.8≤相关系数绝对值<1.0 两者为极强相关，0.6≤相关系数绝对值<0.8 为强相关，0.4≤相关系数绝对值<0.6 为中等程度相关，0.2≤相关系数绝对值<0.4 为弱相关，0.0≤相关系数绝对值<0.2 为极弱相关或无相关。

臭氧与其他污染物之间均呈负相关，与气象要素之间呈正相关（见表1）。其中，臭氧与二氧化氮、氮氧化物为强相关，与一氧化氮、温度为中等程度相关，与细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳为弱相关，与相对湿度呈极弱相关或无相关。

5 结论

营口市臭氧污染年变化特征为2015—2016 年下降，2017—2018 年上升且于2018 年达到峰值，2019—2021 年持续稳定下降；月变化呈单峰变化特征，1 月起快速上升，5 月达到峰值，6—10 月缓慢下降，11—12 月快速下降；日变化亦呈单峰变化特征，09：00 起开始上升，16：00 达到峰值，随后下降，08：00达到最低值。

营口市臭氧与其他污染物之间呈负相关，与气象要素之间呈正相关。其中，臭氧与二氧化氮、氮氧化物为强相关，与一氧化氮、温度为中等程度相关，与细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳为弱相关，与相对湿度呈极弱相关或无相关。