2022年青岛市沿海区域臭氧污染特征及传输影响分析

基于2022年1—12月青岛市沿海区域臭氧（O₃）自动监测数据和气象观测资料，对O₃污染变化特征及影响因素进行了分析，结合后向轨迹聚类与潜在源区分析等方法，对O₃外来输送通道及潜在源分布情况进行分析研究。结果表明：青岛市沿海区域O₃污染主要集中在4—10月份，日变化特征呈单峰单谷趋势，峰值出现在15：00—16：00；气象因素中，地面短波辐射对O₃浓度变化的相对贡献最大，偏南风易导致O₃污染；受二氧化氮（NO₂）滴定作用以及海陆风转换影响，沿海区域O₃峰值与谷值均滞后青岛城区1 h左右；O₃生成整体处于VOCs控制区，1-丁烯、正丁烷与异戊烷是O₃污染期间导致O₃浓度上升的关键组分；O₃污染的主要潜在源区为长三角北部和黄海近岸海域，以及山东中南部地区。     

嘉善前体物与气象因子对臭氧生成的影响及臭氧潜在源区分析

利用2017年嘉善善西超级站臭氧（O₃）及其前体物（NO_x和VOCs）以及气象因子（温度、湿度、风速）逐小时数据，分析了2017年全年NO_x和O₃的变化特征以及春季（4—5月）、夏季（7—8月）NO_x和气象因子对O₃生成的影响，利用O₃生成潜势（OFP）评估了VOCs大气化学反应活性，并通过潜在源区贡献（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）方法分析了嘉善春、夏季O₃潜在源区贡献特征。研究发现：O₃日变化特征为单峰结构，NO_x为弱双峰结构。O₃浓度在3—9月较高，春、夏季O₃浓度峰值分别出现在15：00和14：00，春、夏季的NO_x、O₃日变化与2017年全年日变化趋势基本一致。NO_x对O₃存在滴定作用，且低湿高温有利于O₃浓度的升高。春、夏季O₃生成潜势贡献均表现为烯烃 > 芳香烃 > 烷烃，由于烯烃光化学活性较高，夏季烯烃浓度升高导致其贡献较春季增长约18.1个百分点，且夏季VOCs平均最大O₃增量反应活性高于春季。PSCF和CWT分析结果表明，嘉善春季的潜在源区主要为本地、西南方向和东南方向，夏季的潜在源区主要为本地、西北方向、西南方向以及东南方向。     

中山市臭氧污染来源解析与敏感性分析

利用数值天气预报模式和嵌套网格空气质量预报系统的来源解析模块（WRF NAQPMS/OSAM）对中山市2019年9月1次臭氧（O₃）污染过程进行了模拟分析，并对O₃来源进行了解析。结果表明，WRF-NAQPMS/OSAM模型能较好地模拟出该时段的O₃浓度。此次污染过程区域传输对中山市O₃浓度贡献显著，平均贡献比例为82.9%，本地平均贡献比例为17.1%，对中山市O₃贡献最大的2个来源分别是溶剂源和交通源，平均贡献占比分别为43.0%和42.7%。另外，工业源的贡献也不可忽略，平均贡献占比为11.0%。中山市O₃总体上处于挥发性有机物（VOCs）控制区，结合臭氧生成潜势（OFP）分析和源解析结果，溶剂源、交通源和工业源排放的甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯、1，2，3-三甲苯、正丁烷和异戊烷对O₃形成贡献显著，是中山市O₃污染治理应注意的重要前体物。建议中山市建立以VOCs控制为主导，VOCs和氮氧化物（NO_X）协同控制的长期O₃防控策略。     

2013—2018年海口市区臭氧浓度变化特征

利用海口市区4个站点2013—2018年臭氧（O₃）逐时观测资料，分析了O₃不同时间尺度变化特征、超标情况及其与前体物NO₂和气象因子的关系。结果表明：海口市区O₃浓度总体偏低，但2013—2018年各站点均有明显的上升趋势，海大站、海师站、龙华站和秀英站的气候倾向率分别为1.26、3.84、3.02、2.93 μg/（m³·a），其中海师站、龙华站和秀英站分别通过了95%、98%、90%的信度检验。秋、冬季海口市O₃浓度最高，其中10月O₃浓度月平均最大值出现的概率最大，最小值主要出现在8月。O₃浓度日变化表现为单峰型，早晨08：00前后O₃浓度最低，午后15：00最高。海大站超标率最高（2.82%），海师站和龙华站次之，秀英站最小。4个站点的超标日O₃浓度均逐年上升，表明海口市O₃超标现象在恶化。O₃浓度与日照时间成正相关关系，与相对湿度成负相关关系。当相对湿度为60%~85%、日最高气温为20~30℃时，海口市发生O₃浓度超标的概率较高。     

滁州市一次持续性臭氧污染过程气象与传输特征分析

2019年6月8日至17日,安徽省滁州市发生一次持续性臭氧(O₃)污染过程,O₃浓度值超过国家二级标准浓度限值3%~45%。基于滁州市老年大学监测站点空气质量数据、滁州市气象站及全球资料同化系统(GDAS)气象数据,运用HYSPLIT后向轨迹模型、潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析方法,研究污染发生时段的气象和区域传输特征。结果表明:①在此次O₃污染过程中,日最高温度的变化范围为25.5~34.7 ℃,风速整体小于4 m/s,风向以偏东风为主,午后的相对湿度在40%左右。在该时段内,滁州市基本处于均压场的控制之中,且受到锋面气旋外围下沉气流的影响,大气层结稳定。②O₃污染发生期间,滁州市主要受东南方向气流的影响,但来自山东省、安徽省北部和江苏省北部的气流的影响也不容忽视。6月9日夜间至10日上午的O₃浓度异常高值,与9日下午的气压异常低值及9日夜间的大气边界层高度异常高值密切相关。上述气压及大气边界层高度异常值的出现使得上风向高浓度O₃被输送至滁州。③此次污染过程的潜在贡献源区主要分布于安徽省东南部、江苏省中西部和浙江省北部等地。上述区域的加权潜在源贡献因子(WPSCF)值大于0.4,加权浓度权重轨迹(WCWT)值超过了100 μg/m³。今后,滁州市在O₃污染防控工作中应加强与上述区域的联防联控。     

2013—2016年74城市臭氧浓度变化特征

利用2013—2016年74城市臭氧（O₃）监测数据，综合探讨了全国74城市O₃浓度时空变化特征、变化趋势。结果表明：2013—2016年，74城市O₃-8 h各百分位浓度总体呈上升趋势，且百分位较高区间O₃浓度逐年上升速率越快，O₃-8 h第95百分位浓度年增长5.3 μg/m³，其次是第90百分位；O₃区域性污染特征明显，京津冀及周边、长三角、珠三角O₃污染问题突出；74城市O₃浓度超标天数年增长3 d/城市，O₃污染呈明显日、季节变化特征，午后14：00—17：00达到小时浓度峰值，超标日主要集中于5—10月；O₃对环境空气质量综合指数贡献率逐年增加，北京、上海和广州O₃贡献率年增长分别为1.9%、1.1%和0.8%。     

西太平洋台风“苏迪罗”对我国珠三角地区臭氧污染影响研究

通过资料分析和数值模拟开展了2015年8月1日—10日台风“苏迪罗”对珠三角地区臭氧（O₃）污染影响的机理研究。结果表明，2015年8月5—8日，在台风接近登陆点的过程中，台风外围天气导致了高温、高辐射和静小风等气象条件，促进了光化学反应的进行和污染物的局地积累。同时，高温、高辐射等气象条件加剧了植被源区生物源挥发性有机物（BVOCs）的排放。采用化学传输模式模拟发现，植被BVOCs对O₃污染的贡献最高可达24×10^-9。结合拉格朗日粒子扩散模式（LPDM）探索了影响珠三角地区的主导气团，发现珠三角城市地区和高BVOCs源区存在交互传输的现象。污染期间，高BVOCs源区的一次排放产物（BVOCs）和二次产物(O₃)经区域输送加剧了珠三角地区O₃的污染。此外，研究发现台风外围条件下珠三角内陆盛行的偏北风与海陆热力差异引起的海风在沿海地区辐合，造成污染物局地积累，加剧并延长了O₃污染。研究有利于加强对O₃污染机理的认识，进而更好地采取针对性措施，有助于减小O₃污染带来的危害。     

江苏省2013-2016年臭氧时空分布特征

利用2013-2016年江苏省国控空气自动站获得的臭氧（O₃）观测数据，探讨江苏省O₃时空变化特征。结果表明，自2013年以来江苏省大气氧化剂OX （O₃和NO₂）和O₃浓度呈逐年升高趋势，升高速率分别为0.98×10^-9a^-1和3.70 μg/（m³·a），O₃增幅在我国处于较高水平。在O₃空间分布上，东部沿海O₃浓度相对高于西部内陆，O₃浓度高值由沿海地区逐渐向内陆辐散，呈现出区域性O₃污染。结合经验正交分解进行聚类统计检验，结果显示江苏省O₃分区主要分为苏南、苏中和苏北3类，与江苏省经济发展水平表现出一定的同步性。     

2013—2022年全国环境空气质量变化特征

基于2013—2022年全国339个地级及以上城市环境空气质量监测数据，分析了10年来环境空气质量变化特征。结果表明，2013—2022年全国环境空气质量持续改善，74个重点城市ρ（PM_2.5）从2013年的68μg/m³降至2022年的29μg/m³，降幅为57.4%；一次排放污染物ρ（SO₂）和ρ（NO₂）10年降幅分别为71.9%和27.6%，ρ（CO）自2015年以来下降42.1%；全国ρ（O₃）波动变化，受高温干旱影响，2019和2022年ρ（O₃）为148和145μg/m³，其他年份ρ（O₃）在137~139μg/m³波动。全国74个重点城市优良天数比例从2013年的65.7%上升至2022年的83.0%，相当于10年间每个城市优良天数增加65d；重污染天数比例从2013年的7.9%下降至2022年的0.6%，重污染天数减少90%。2020—2022年，90%以上的非沙尘重污染天出现在秋冬季（11—12月和1—2月），夏秋季O₃超标问题对优良天数比例影响显著，建议进一步强化重点区域污染联防联控与重点城市大气污染防治，加强多污染物协同治理，推进空气质量持续改善。     

威海市秋季VOCs污染特征及来源解析

为探究威海市秋季挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源，于2021年9月10—20日采用手工加密监测法对威海市秋季大气中VOCs进行监测，分析了气象因素对臭氧（O₃）及其前体物的影响和VOCs污染特征，并利用正交矩阵因子模型（PMF）方法对VOCs来源进行了研究。结果表明，威海市温度对O₃生成影响明显，尤其是高温、低湿、扩散较差气象条件下，有利于O₃前体物的反应消耗，促使O₃生成及累积。观测期间，威海市秋季φ（VOCs）平均值为47.84×10^-9，VOCs中体积分数占比最高的为含氧挥发性有机物（OVOCs），占比为58.0%，其次为烷烃（21.6%）、卤代烃（10.2%）。O₃生成潜势（OFP）平均值为393.95μg/m³，对OFP的贡献占比最高的为OVOCs（74.1%），其次为芳香烃（12.6%）、烷烃（7.0%）和烯烃（5.4%）。PMF源解析结果显示，机动车尾气排放源、工艺过程源、船舶尾气排放源和溶剂使用源是威海市秋季VOCs排放主要来源，贡献占比分别为30.4%，23.9%，21.1%，16.5%。控制机动车排放和工艺过程排放是控制威海市秋季VOCs污染的重要途径。