周晶晶

（廊坊市環(huán)境保護(hù)局 河北廊坊 065000）

引言

臭氧具有兩面性，一方面平流層的臭氧承擔(dān)著降低地面紫外線的作用，保護(hù)著人體健康；另一方面臭氧污染也嚴(yán)重危害著人體健康。臭氧也有兩面性。近年來，臭氧污染已經(jīng)成為了重要的空氣污染之一。尤其是，京津冀地區(qū)作為全國臭氧污染最嚴(yán)重的地區(qū)之一的臭氧污染具有較強(qiáng)的特征性。對此，本文對京津冀地區(qū)的臭氧污染特征進(jìn)行了總結(jié)，對臭氧污染來源進(jìn)行了分析。

1 京津冀地區(qū)臭氧污染特征

近年來，京津冀地區(qū)的臭氧污染情況一直未得到較好的改善。根據(jù)2017年夏季最新研究結(jié)果表明，臭氧污染情況不容樂觀，臭氧8小時(shí)平均濃度相比于16年夏季又有所升高，平均濃度已經(jīng)超過了120微克/立方米，相較于2016年夏季同期上升了百分之十二。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定臭氧日最大8小時(shí)平均年濃度的二級標(biāo)準(zhǔn)為160微克/立方米，從數(shù)據(jù)上來看，京津冀地區(qū)的臭氧濃度離二級標(biāo)準(zhǔn)尚有一段距離。但是，我們?nèi)詰?yīng)保持警惕，對京津冀地區(qū)臭氧污染特征進(jìn)行分析。

京津冀地區(qū)的臭氧污染主要有三大特征。第一，京津冀地區(qū)的臭氧濃度含量較高且呈季節(jié)性波動(dòng)。夏季是京津冀地區(qū)臭氧污染最嚴(yán)重的季節(jié)，也是大氣光化學(xué)污染最嚴(yán)重的季節(jié)。受到太陽紫外線輻射和車輛尾氣排放的影響,京津冀地區(qū)大氣中臭氧和氧化性物質(zhì)（臭氧和二氧化氮）濃度在下午15點(diǎn)時(shí)呈現(xiàn)峰值，氮氧化物則會出現(xiàn)雙峰值，分別在7:00和23:00時(shí)出現(xiàn)。由于二氧化氮會遇光分，在正午時(shí)間二氧化氮濃度會出現(xiàn)峰值。氧化性物質(zhì)的區(qū)域貢獻(xiàn)和局地貢獻(xiàn)也存在著明顯的季節(jié)性變化，區(qū)域貢獻(xiàn)主要受到區(qū)域背景臭氧的影響,在春季區(qū)域貢獻(xiàn)最大；局地貢獻(xiàn)主要受局地氮氧化物光化學(xué)反應(yīng)的限制,在夏季局地貢獻(xiàn)最強(qiáng)。除此之外，氧化性物質(zhì)的濃度變化呈現(xiàn)了顯著的晝夜變化，這是由于城市交通的影響。周末氧化性物質(zhì)濃度會高于工作日，而臭氧的濃度變化則在白天差異較小，夜間工作日濃度遠(yuǎn)高于周末。

第二，京津冀地區(qū)大氣臭氧總量平均為329DU,且呈現(xiàn)出冬季和春季較高，夏季較低的變化規(guī)律，而地面的紫外輻射強(qiáng)度則呈想法趨勢變化。由于城市大氣污染的影響，地面紫外輻射量大幅度減少，最大甚至減少百分之五十，在夏季呈現(xiàn)較大波動(dòng)。云和空氣污染物對紫外輻射的影響較大，紫外輻射的衰減量甚至要大于總輻射量，為總輻射量的兩倍。城市低層大氣中臭氧和氮氧化物濃度的增加是造成紫外輻射衰減的重要原因。根據(jù)數(shù)據(jù)模型顯示，在午后臭氧濃度和紫外輻射衰減的線性函數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.7.臭氧的濃度變化和溫度、風(fēng)速也呈現(xiàn)正比例，與空氣相對濕度則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而且存在著顯著的季節(jié)變化，在夏季與溫度的相關(guān)系數(shù)較大，冬季較小，在冬季與風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)較大，夏季則較小。

第三，第三，京津冀地區(qū)大氣中光化學(xué)反應(yīng)程度夏季最強(qiáng),平均值在0.25左右。光化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率呈峰值變化曲線，在下午15:00左右呈現(xiàn)當(dāng)日峰值。這是由于自由基和氮氧化物作用的結(jié)果,臭氧超標(biāo)時(shí)，光化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速率相比于空氣質(zhì)量良好的時(shí)候平均增加率了5.3倍。大氣非甲烷揮發(fā)性有機(jī)物濃度中在丙烯濃度等量的情況下苯乙烯濃度最高。臭氧產(chǎn)生效率的平均值為4.0,氧化性物質(zhì)產(chǎn)生率隨著氮氧化物濃度的增加也呈現(xiàn)增長趨勢。在大氣中臭氧的凈產(chǎn)生率，在正午12:00為一日最大時(shí)間,其主要化學(xué)反應(yīng)式如圖。京津冀地區(qū)大氣中臭氧濃度主要受非甲烷VOC濃度的影響,這些物質(zhì)中以人為排放的活性芳香烴和烯烴類的揮發(fā)性氣體對大氣中臭氧的產(chǎn)生影響程度最大。此類物質(zhì)的排放主要是人為活動(dòng)產(chǎn)生的，因此對這類物質(zhì)排放量減少也較為簡單。如建筑施工的涂料、精煉石油的廢氣、機(jī)動(dòng)車的尾氣以及清潔劑等揮發(fā)性物質(zhì)的使用，都會對臭氧的產(chǎn)生做出貢獻(xiàn)。

2 京津冀地區(qū)臭氧污染來源研究

京津冀地區(qū)從空間分布上來說，郊區(qū)地區(qū)的臭氧濃度要吸納朱高于城市中心地區(qū)。京津冀地區(qū)夏季臭氧小時(shí)平均濃度含量和二氧化氮的濃度呈現(xiàn)出顯著的非相關(guān)關(guān)系，而與其他空氣污染物則不存在這樣明顯的相關(guān)關(guān)系。京津冀地區(qū)臭氧的主要來源為氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）等空氣污染物，在日光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，這也是京津冀地區(qū)在夏季臭氧濃度最高的主要原因。因此，控制臭氧的反應(yīng)物排放源是控制好臭氧濃度的有效途徑，尤其是對揮發(fā)性有機(jī)化合物排放的控制。

結(jié)語

總而言之，京津冀地區(qū)臭氧污染情況具有較強(qiáng)的季節(jié)性和晝夜差異性，在夏季呈現(xiàn)出濃度峰值，在午后15：00呈現(xiàn)出每日的峰值。京津冀地區(qū)臭氧的主要來源是氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。