彭 麗 涂先國 張志堯

（縣環(huán)境監(jiān)測站 湖北宜昌 444200）

引言

臭氧（O3）又稱為超氧，是氧氣（O2）的同素異形體，在常溫、常態(tài)、常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當濃度達到15%時，呈現(xiàn)出淡藍色。當臭氧存在于大氣層的上部或平流層，離地面有10～50千米，是地球的保護層也是人類需要保護的大氣臭氧層，但若其在對流層濃度增加，則會對人體健康產(chǎn)生有害影響。因此常有人稱說臭氧高處是天使地面是魔鬼。相對于水污染、煙塵污染等有形污染，無色無味的臭氧污染更具隱蔽性，因此人們往往掉以輕心，但近年來臭氧污染引起了人們的廣泛關(guān)注[1]-[3]。遠安縣位于鄂西北山區(qū)，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和地理位置的影響，遠安本地的大氣污染源較少，空氣質(zhì)量主要受外源性PM2.5等污染物的影響。但近兩年來遠安縣城區(qū)環(huán)境空氣中臭氧濃度日益增加，日均值逐漸接近甚至超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）[4]中臭氧160μg/m3的二級標準限值，2018年6月16日高達190μg/m3，臭氧逐漸成為制約全縣空氣質(zhì)量進一步改善的主要污染因子之一。目前針對遠安臭氧污染的研究未見報道，本研究對遠安縣近2年臭氧觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分析城區(qū)臭氧污染狀況及變化特征，為控制及解決區(qū)域臭氧污染問題提供資料和依據(jù)。

1 方法與材料

1.1 遠安縣地理氣候狀況

遠安位于湖北省西部、居宜昌市之東北。地理坐標為東經(jīng)111°14′～111°52′，北緯 30°53′～31°22′，整個地勢為西北高，東南低。屬大陸季風性氣候區(qū)，雨量充沛，年平均降水量1000-1100毫米；全年四季分明，氣候溫和，年平均氣溫16℃左右；日照充足，無霜期長，年平均日照時數(shù)為1830小時左右。

1.2 采樣地點和樣品采集

2017年，遠安縣空氣自動監(jiān)測站位于遠安縣鳴鳳鎮(zhèn)實驗小學(xué)樓頂，后因?qū)嶒炐W(xué)教學(xué)樓擴建，2018年遷移至遠安縣委黨校樓頂，監(jiān)測項目包括二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、細顆粒物（PM2.5）和能見度。在臭氧監(jiān)測分析方面，2017年1月-2018年2月采用美國ThermoFisher公司生產(chǎn)的49I型紫外光度法臭氧分析儀，遷移后采取武漢天虹環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司TH-2003H/071708066型紫外光度法臭氧分析儀，監(jiān)測方式均為每天24 h連續(xù)監(jiān)測?？諝庵谐粞踬|(zhì)量標準采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）[5]中二級標準中的日平均質(zhì)量濃度，即160μg/m3。臭氧評價指標為每日8h平均質(zhì)量濃度（以下簡稱（O3.8h），在統(tǒng)計分析時剔除停電、儀器校準等原因產(chǎn)生的無效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的有效性審核按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ 663-2013)[6]執(zhí)行?，F(xiàn)根據(jù)2017—2018年空氣自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)對遠安縣臭氧污染特征進行分析。

2 臭氧污染的變化特征

2.1 年變化特征

從圖1可知，2017、2018年遠安縣城區(qū)的臭氧年均值逐年升高。且根據(jù)2017年、2018年的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，臭氧作為首要污染物的天數(shù)分別為97天、153天，占比分別為34.64%、53.50%，因此遠安縣城區(qū)臭氧污染物有加重趨勢。

2.2 季度變化特征

根據(jù)氣候特點將遠安一年劃分為春季（3-5月）、夏季（6-8月）、秋季（9-11月）、冬季（12-2月）。從圖2可知，2018年春季、夏季、冬季3個季節(jié)的臭氧季度平均值均有不同幅度的上升，秋季略有下降。

2.3 月變化特征

圖3為2017-2018年臭氧月變化情況。由圖可以看出，2017年臭氧濃度高值頻次主要分布在6-9及11月，共計5個月；2018年臭氧濃度高值頻次主要分布在4月—10月，共計7個月；且2018年1-6月臭氧月均值濃度均比2017年大幅度上升，說明臭氧污染有時間延長的趨勢。

2.4 日變化特征

圖4為2018年7月隨機選取的6天臭氧每日小時值變化情況。一日當中的O3濃度變化受太陽輻射強度的影響，呈明顯的單峰型變化規(guī)律，白天表現(xiàn)出較高濃度，夜間濃度處于較低水平。每天大約在8時左右開始上升，18時開始下降，峰值出現(xiàn)在13時—18時之間。

結(jié)語

遠安縣城區(qū)大氣中臭氧濃度逐年增加，臭氧已成為僅次于細顆粒物的主要污染物之一，需要引起重視并采取防治措施。臭氧濃度與光照、溫度存在一定的對應(yīng)關(guān)系。夏季是臭氧污染最嚴重的季節(jié)，冬季臭氧濃度水平較低；一天中臭氧濃度變化呈現(xiàn)明顯的單峰型變化規(guī)律。建議采取一下措施減少臭氧污染。

（1）加大資金投入。多項研究表明，臭氧形成機理復(fù)雜，由揮發(fā)性有機污染物（VOCs）和NOx等在光照作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成，且VOCs參與反應(yīng)的速率比NOx更快更顯著[7]-[8]，因此建議在現(xiàn)有空氣自動站監(jiān)測指標的基礎(chǔ)上，新增VOCs指標，通過實時監(jiān)控VOCs濃度，要求產(chǎn)生揮發(fā)性有機物的企業(yè)科學(xué)進行錯峰生產(chǎn)，達到源頭控制臭氧的產(chǎn)生。

（2）加大治理力度。根據(jù)《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》，要求涉及VOCs排放的化工、包裝印刷、工業(yè)涂裝等重點行業(yè)企業(yè)采取有效的治理措施，實施一批重點工程。此外還要強化機動車排氣監(jiān)管和控制非道路機械污染，加快淘汰黃標車，大力推進新能源車的普及，全面提升工程機械(挖掘機、壓路機、打樁機等)使用的燃油品質(zhì)，減少NOx的排放。

（3）加大宣傳力度。宣傳臭氧污染的相關(guān)知識，強化普及人類生產(chǎn)生活是臭氧污染的主要原因等環(huán)保理念，提高社會公眾環(huán)境危機意識，積極減少排放會產(chǎn)生臭氧的物質(zhì)，共同維護大氣環(huán)境安全。