孫 欣，馮月春

(1.石嘴山市惠農區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，寧夏 石嘴山 753000；2.寧夏理工學院計算機學院，寧夏 石嘴山 753000)

自相繼實施《大氣污染防治行動計劃》《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》以來，石嘴山市環(huán)境空氣質量持續(xù)改善，但隨著經濟持續(xù)增長，能源消耗持續(xù)增加，大氣污染治理的難度逐年遞增。特別是，進入夏季后，臭氧為首要污染物的污染天數(shù)占比呈上升趨勢，管控形勢十分嚴峻。臭氧污染已成為我市空氣質量持續(xù)改善的關鍵，開展臭氧污染防治迫在眉睫。

臭氧(O3)是典型的二次污染物，是大氣對流層光化學污染的產物。人類活動大量排放的氮氧化物(NOx)、揮發(fā)性有機物(VOCs)，以及一氧化碳(CO)、甲烷等物質，在高溫、強輻射的條件下發(fā)生反應生成O3，導致光化學污染[1-2]。

臭氧污染不僅會引發(fā)呼吸系統(tǒng)的疾病，嚴重的甚至還有死亡的風險[3-4]。本文依據石嘴山市2018—2021年國家環(huán)境空氣質量監(jiān)測網O3監(jiān)測數(shù)據,分析石嘴山市 O3污染特征及變化趨勢探討石嘴山市O3濃度隨季節(jié)變化的污染特征和時空分布特征，梳理石嘴山市臭氧污染現(xiàn)狀，為石嘴山市臭氧污染防治、管控提供參考。

1 數(shù)據來源與評價方法

本文中臭氧數(shù)據采用石嘴山市國控4個環(huán)境空氣自動監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據，分別為大武口黃河東街、惠農南大街、紅果子鎮(zhèn)惠新街、沙湖旅游區(qū)。數(shù)據采集為2018年1月—2021年12月期間連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據。監(jiān)測過程嚴格執(zhí)行《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質控技術規(guī)范》(HJ 818-2018)[5]等相關標準。數(shù)據有效性按照《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-2012)[6]、《環(huán)境空氣質量評價技術規(guī)范(試行)》(HJ663-2013)[7]的有關規(guī)范要求執(zhí)行。

2 結果分析與討論

2.1 石嘴山市臭氧污染狀況

2018—2021年期間，石嘴山市O3日最大8h滑動均值(以下以O3-8 h 表示)質量濃度及超標天數(shù)見圖1。從圖1可知，石嘴山市O3日最大 8 h 滑動均值各年度質量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3；全年質量濃度最大值分別186、186、186、199 μg/m3；臭氧超標天數(shù)分別為17、23、16、23天；全年污染天數(shù)的占比分別為16%、34%、19%、32%。從濃度及超標情況來看，2020年超標天數(shù)有所下降，但2021年又有所反升，全年O3-8 h 質量濃度最大值呈升高的趨勢。

圖1 2018—2021年石嘴山市O3—8 h質量濃度及超標天數(shù)

2.2 石嘴山市臭氧污染變化特征

2.2.1 月度變化特征

石嘴山市2018—2021年臭氧月質量濃度變化如圖2所示。石嘴山市臭氧質量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。每年春季隨著溫度升高，臭氧質量濃度逐漸升高，6、7月份達到峰值，之后逐月下降，10月份以后未出現(xiàn)臭氧污染現(xiàn)象，臭氧質量濃度最低的月份是12月。

圖2 2018—2021年石嘴山市臭氧月濃度水平變化

2.2.2 日變化特征

從2018—2021年臭氧日質量濃度變化來看(圖3、圖4、圖5、圖6)，2018年臭氧超標時間出現(xiàn)在4—7月，高質量濃度值集中在6月份；2019年臭氧高質量濃度值集中在7月份和8月份，7月份超標天連續(xù)出現(xiàn)4天；2020年臭氧超標時間出現(xiàn)在5—8月，高質量濃度值集中在6月份；2021年臭氧污染程度相對較重，超標時間出現(xiàn)在5—9月，高質量濃度值主要集中在7月份，7月6—10日連續(xù) 5 d 超標，7月13—15日連續(xù) 3 d 超標，其中7月13日臭氧日最大 8 h 滑動平均值高達 199 μg/m3。

圖3 2018年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖4 2019年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖5 2020年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

圖6 2021年石嘴山市臭氧日質量濃度變化趨勢

2.2.3 小時變化特征

選取2021年具有代表性的臭氧超標日和非超標日情況下的臭氧小時質量濃度變化進行比較，如圖7所示。石嘴山市臭氧質量濃度日變化特征為白天高夜間低，小時質量濃度呈單峰型分布。臭氧超標日，從9時開始生成速率加快，濃度快速升高，16時達到峰值，18時開始下降；臭氧非超標日，從9時開始升高，抬升速率緩慢，達到峰值時間與超標日類似，夜間降至最低。

圖7 臭氧超標日與非超標日比較

超標日和非超標日的主要區(qū)別在于光化學反應初始時刻臭氧的初始質量濃度和提升速率，超標日的初始質量濃度顯著高于非超標日，總的來看日變化趨勢是一致的。

早9時開始升高，15—17時間質量濃度達到峰值，總的來看日變化趨勢是一致的。

2.3 總結

1)2018—2021年，石嘴山市臭氧污染程度總體呈上升趨勢。臭氧超標天數(shù)分別為17、23、16、23天；各年度質量濃度均值分別為144、151、148、153 μg/m3。

2)石嘴山市臭氧質量濃度月度變化總體呈倒“U”型分布，夏季高，冬季低。從臭氧超標出現(xiàn)時間看，2018年在4—7月，2019年在4—8月，2020年在5—8月，2021年在5-9月。整體來看，6、7、8月臭氧污染最嚴重，且超標最多。

3)臭氧超標日和非超標日小時濃度呈單峰型分布。

3 建議對策

1)加強臭氧污染防治基礎能力建設。構建系統(tǒng)科學全面的大氣光化學立體監(jiān)測網，建立臭氧激光雷達，臭氧和臭氧前體物的垂直分布監(jiān)測，持續(xù)更新完善臭氧前體物排放清單。

2)開展臭氧污染成因與來源解析。加強環(huán)境空氣質量深度分析能力，充分發(fā)揮熱點網格、微型站等監(jiān)測設備作用，加強臭氧污染防治分析成果總結，開展臭氧污染成因分析與來源解析工作，不斷提高臭氧污染防治的科學性和精準性。

3)提升臭氧污染預報預警技術及應急預案制定。加強臭氧污染預報預警能力，編制應急響應預案，建立城市間應急聯(lián)動響應機制。提前發(fā)布臭氧污染預警信息與調度指令，指導各部門有的放矢開展防控工作。

4)加強重點污染源精細化管控。強化工業(yè)源排放管控，大力推進低揮發(fā)性有機物原輔材料替代品，強化生產、儲存、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的無組織排放。強化面源污染管控，加強汽修噴涂行業(yè)執(zhí)法檢查力度，錯開高溫時段進行外墻涂裝、鋪設瀝青等涉揮發(fā)性有機物作業(yè)，加強餐飲油煙治理，確保油煙凈化設施正常運行。強化移動源及油品管控，不斷推進新能源車輛，加大老舊車輛淘汰力度，加快推進加油站油氣回收在線監(jiān)控系統(tǒng)建設，強化油品儲運銷監(jiān)管。