1、    8月南京市一次03污染過程分析    王艷 鄭新梅摘要：利用南京市國家環境空氣自動監測站的觀測數據，對2016年8月南京市發生的一次持續性03污染過程進行分析。結果表明：南京市03時間上呈單峰型日變化，空間上呈區域性污染特征;前體物nox日變化呈現雙峰型分布，和03濃度呈負相關關系;氣象條件的綜合作用是03污染重要因素，持續的高溫、較強的紫外輻射、適中的相對濕度、較低的風速以及主導風向高濃度03的輸送，是此次03污染濃度高、持續時間長的重要原因。關鍵詞：03;污染特征;nox;氣象條件：x83：a：1674-9944 （2019） 24-0100

2、-031 引言目前，長江三角洲地區已形成冬季以顆粒物為主導、夏季以o3為主導的污染格局1。03的形成機制復雜，控制難度較大。高濃度（）。會危害人體健康，對生態環境造成污染2。南京市作為江蘇省的省會城市，長三角唯一的特大城市，開展03污染相關研究十分必要。本研究利用南京市國家環境空氣自動監測站的觀測數據，對2016年8月南京市發生的一次持續性03污染過程進行分析，以期為南京市夏季o。污染特征及成因研究提供參考。2 污染過程及特征分析2.1 03污染過程概述圖1是2016年8月1320日南京市空氣質量指數（aqi）及03-8 h濃度變化趨勢。由圖1可知，8月13日南京市空氣質量為良，各項污染物指標

3、均不超標。8月14日03一8 h濃度為206 g/m3，aqi指數上升到142，空氣質量達輕度污染。8月15日，o3一8 h濃度升高到240 g/m3，aqi指數高達175，達到中度污染，是整個03污染過程中污染最嚴重的一天。8月1619日污染程度稍有緩解，03一8 h濃度在184 g/m3201g/m3之間，空氣質量維持輕度污染。8月20日038 h濃度降為144 g/m3，aqi指數下降到87，空氣質量恢復到良。整個污染過程持續6d，這6d的首要污染物均為03 -8 h?？傮w看來，此次污染過程03濃度較高、持續時間較長。2.203濃度變化特征2.2.103濃度時間變化圖2是03及其前體物n

4、ox的濃度日變化趨勢，從圖2可以看出03日變化基本呈單峰型分布。本次污染過程中，03日最高濃度出現在1316時左右，最低濃度出現在早上的56時。o。小時濃度最高在219 g/m3左右，最低在35 g/m3左右。上午711時是03濃度增長最快的時段，1215時03濃度增長速度減慢，這兩個時段是03濃度的積累階段;1620時03濃度下降最快，21時至次日6時03濃度緩慢下降至最低值。2.2.203濃度空間分布南京市共有9個國家環境空氣自動監測站（國控點），分布見圖3。分析國控點的038 h濃度數據，發現8月1419日除邁皋橋國控點以外，其余8個國控點的03一8 h濃度每天都超過了國家二級標準（16

5、0 g/m3），說明南京市此次o。污染過程呈區域性污染特征。其中，玄武湖、草場門、邁皋橋國控點這6d的0。一8 h濃度均值低于國控點平均值，瑞金路、中華門、山西路、浦口則都高于國控點平均值。結合國控點的地理位置和其所在區域的城市功能，分析03濃度空間分布的原因。03濃度低值區域中，玄武湖國控點位于旅游景區，屬于生態公園區，草場門國控點位于科教文衛區，兩個國控點周邊的污染源少，因此o。濃度低;邁皋橋國控點地處老工業區，此次污染過程中o。濃度較低，可能是周邊化工企業轉型升級、搬遷化工園，污染源減少等原因造成的。0。濃度高值區域中，瑞金路國控點位于住宅區，中華門國控點附近有高架橋，山西路國控點位于商

6、業區，3個國控點都在老城區，移動源多、交通流量大，03濃度高可能和前體物排放量大有關;浦口國控點位于江北，屬于工業區，工業污染是高濃度03的重要來源。3 污染過程影響因素分析3.1 前體物影響分析nox是03的主要前體物之一3，在光化學反應中有著極為重要的作用。由圖2可知，n0。日變化呈現雙峰型分布特征，在每天的69時和1620時濃度有兩次較為明顯的增長過程，這和交通早晚高峰時間重合，說明nox受機動車尾氣排放影響明顯。此外，由于夜間no對o3的“滴定”作用4，減少了nox的消耗，加上逆溫層的作用，使大氣污染物擴散能力減弱5，夜間的n0x濃度比白天高。從圖2可以看出，03與nox的濃度變化趨勢

7、呈負相關關系。nox濃度的第一個峰值時間對應03濃度最低的時間，而03濃度的峰值比nox濃度的第一個峰值晚67 h，對應nox濃度較低的時段。3.2 氣象條件影響分析o3的生成還受到紫外輻射、氣溫、相對濕度、風速、風向、降水等多種氣象因素共同作用6。利用spss軟件對這次污染過程中03小時濃度值和氣溫、紫外輻射、相對濕度、風速的小時數據進行pearson相關性分析，分析結果見表1。3.2.1 紫外輻射和氣溫8月1419日南京市紫外輻射平均最大值為44.4w/mz，出現在每天的12時左右，平均最高氣溫為35.5，03平均最大為219 g/m3，最高氣溫和03最大值出現的時間比在紫外輻射滯后24

8、h，都在1415時左右。從表l可知，03小時濃度和紫外輻射、氣溫呈顯著的正相關關系，相關系數分別為0. 498和0.915。0。濃度與溫度的相關性比紫外輻射強。氣溫的升高和紫外輻射的增強，加快了光化學反應，有利于本地o3生成，03濃度逐漸升高，在午后達到峰值，當氣溫降低、紫外輻射減弱后，03濃度也隨之降低。這與深圳6和常州7等地區的研究結論一致。3.2.2 相對濕度和風速03小時濃度與相對濕度的相關系數為一0. 913，呈顯著負相關。南京市這幾天的平均相對濕度為60.9%，進一步分析發現，當相對濕度在40%50%之間，o3超標率高達91.7%，相對濕度在50%60%之間，03超標率為73. 5

9、%，相對濕度在60%70%之間，o。超標率降至19. 0%，當相對濕度大于70%，沒有發生03超標。表明相對濕度適中的條件下易發生03超標，較高的相對濕度不利于03生成。一方面，水汽會造成紫外輻射的衰減，減弱了光化學反應8 ;另一方面高濕度有利于o3的干沉降9。此次過程中南京市小時平均風速為3. 7m/s，風速普遍較低，風速對03的水平擴散作用弱于垂直輸送作用10，污染物的清除效率低，因此加劇了近地面0。污染。03小時濃度與風速相關性較弱，相關系數僅為0. 176，可能和風速的小時數據之間相差不大，o3污染呈區域性分布有關11。3.2.3 風向和降水此次污染過程中南京市主導風向都以東風、東南風

10、為主。研究表明12.13，長江三角洲地區03空間分布上，東部沿海03濃度相對高于西部內陸。上海、蘇南等經濟發達地區的高濃度03隨東風、東南風被傳輸到南京，對南京市的03超標造成一定的貢獻14。同時南京市8月受副熱帶高壓控制，下沉氣流導致污染物在近地面累積，造成近地面03濃度的進一步上升1，15。8月20日南京市主導風向轉為西北風，還出現了雷陣雨天氣。偏北風有利于南京市的高濃度03向下風向擴散，加上降水對03的濕清除作用16，南京市近地面o3濃度降低，這次持續性的03污染過程結束。4 結語（1）本次南京市03污染過程持續了6d，首要污染物均為o3一8 h。o3一8 h濃度最高為240 g/m3，

11、aqi指數高達175，達到中度污染。（2）南京市o3濃度日變化呈單峰型分布，上午711時是03濃度增長最快的時段;空間上o3呈區域性污染特征，其中玄武湖、草場門、邁皋橋國控點o3濃度相對較低，瑞金路、中華門、山西路、浦口國控點03濃度較高。（3）本次過程中，前體物nox日變化呈現雙峰型特征，峰值時間和交通早晚高峰重合，nox和o3濃度呈負相關關系，夜間的nox濃度比白天高。（4）污染過程受到了氣象條件的綜合作用。持續的高溫和較強的紫外輻射有利于本地03生成，東風、東南風將高濃度03輸送到南京，適中的相對濕度、較低的風速和副熱帶高壓的控制使得03不斷累積，不易擴散。最后，風向的改變和降水對03起

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