2016—2020年广东省臭氧污染特征

随着大气污染防治工作的深入实施,广东省PM_(2.5)等大气污染物浓度逐步降低,O_(3)取代PM_(2.5)成为广东省空气污染的首要污染物。深入了解广东省O_(3)污染特征对O_(3)污染科学治理与防控具有非常重要的意义。利用2016—2020年广东省102个国家环境空气质量监测站监测数据以及臭氧污染天气型数据,分析O_(3)污染特征,解析O_(3)污染重点防控时间与重点城市。结果表明,(1)2016—2020年期间,广东省O_(3)-8h年评价质量浓度上升8.7%,是空气质量评价的6项污染物中唯一升高的污染物。O_(3)-8h质量浓度超标使广东省各年度空气质量优良天数比例分别减少了2.8、4.8、5.2、8.9、4.2个百分点。(2)广东省O_(3)-8h质量浓度日均值高值主要分布在4—5月、8—11月,在这两个时段,广东省O_(3)-8h质量浓度日均值超过二级标准限值的天数占全年超标天数的97.6%以上,说明应加强对这两个时段O_(3)污染管控。(3)弱冷空气、台风外围、副高、反气旋环流等4种天气型,与O_(3)污染关系最为密切,应加强气象与空气质量联合预报预警,在污染天气型到来前部署污染防控工作。(4)珠三角区域臭氧达标敏感期为8—11月,需重点管控广州市、东莞市、佛山市、肇庆市、深圳市、珠海市、中山市、江门市;粤东、粤西区域臭氧达标敏感期为9—11月,需重点管控汕尾市、汕头市、潮州市、茂名市、阳江市、湛江市;粤北区域臭氧达标敏感期为9—10月,需重点管控韶关市、清远市。在上述时间段加强对应城市的O_(3)污染管控,减少O_(3)污染天数,有助于提升空气质量优良天数比例。

珠三角典型区域臭氧成因分析与VOCs来源解析——以中山为例

近年来,珠三角地区臭氧污染不断加剧,其重要原因之一在于臭氧与其前体物浓度之间存在非线性关系,不平衡的前体物削减会导致臭氧浓度不降反升,深入分析臭氧前体物与臭氧浓度之间的关系及解析VOCs的来源对于臭氧污染控制具有重要意义。中山市作为珠三角城市群的一个代表性城市,目前臭氧污染极其严重。选取当地5个站点,采取在线和离线两种监测方式,于2020年和2021年臭氧污染较严重的9月,开展臭氧前体物VOCs监测,并进行臭氧污染成因分析和VOCs来源解析。结果表明,2021年紫马岭站点的TVOC平均质量浓度达到127.5μg·m^(-3),高于其他站点,且同比上升5.2μg·m^(-3),主要原因是烷烃质量浓度从27.3μg·m^(-3)大幅上升到44.6μg·m^(-3);2020年和2021年9月TVOC的质量浓度波动幅度均较大且不规律,中旬和下旬的整体质量浓度水平较高。臭氧敏感性分析表明,2020年9月中山市臭氧污染为明显的VOCs控制区,而2021年9月则为协同控制区。削减分析得出,结合中山市实际污染情况,灵活选择1?3或1?2的ρ(NOx)/ρ(VOCs)比例进行削减更有利于臭氧治理。观测期间在线和离线监测站点的臭氧生成潜势(OFP)分析显示异戊二烯、间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯、1, 2, 4-三甲苯、乙烯为中山市的臭氧污染优控物种。VOCs来源解析表明中山市2020年和2021年VOCs浓度贡献最大的来源均为机动车尾气及油品挥发源,分别占比37.4%和32.4%;OFP贡献最大的来源均为溶剂使用源,分别占比23.6%和22.2%。综上所述,为有效缓解中山市臭氧污染,建议重点对机动车尾气及油品挥发源和溶剂使用源进行控制。

华南水稻秸秆焚烧期碳质气溶胶组分特征及源贡献评估

近年来中国空气质量得到了明显改善,但PM_(2.5)污染事件依旧频发,农作物秸秆焚烧是重要的诱发因素之一。为探讨华南地区水稻秸秆集中焚烧情形下的碳质气溶胶组分特征,于2014年夏秋水稻收割期在“中国广东大气超级站”开展了两期在线观测。结果显示,夏收期元素碳(EC)和有机碳(OC)的平均质量浓度分别为(2.5±1.3)μg·m^(-3)和(6.6±2.5)μg·m^(-3);秋收期则是夏收期的两倍,分别为(5.8±3.9)μg·m^(-3)和(13.6±8.5)μg·m^(-3)。总碳(TC)平均占ρ(PM_(2.5))的30.9%±3.7%和26.8%±7.1%,是PM_(2.5)的重要组成部分。夏收期ρ(EC)/ρ(PM_(2.5))和ρ(OC)/ρ(PM_(2.5))均随ρ(PM_(2.5))的增加而下降,占比之和从74.0%下降至18.3%,而ρ(OC)/ρ(EC)比值则随ρ(PM_(2.5))的增加从1.7逐渐增长至4.4。而秋收期在相对稳定的源排放和静稳的气象条件加持下,ρ(EC)/ρ(PM_(2.5))、ρ(OC)/ρ(PM_(2.5))和ρ(OC)/ρ(EC)比值随ρ(PM_(2.5))的变化均维持相对稳定,ρ(EC)和ρ(OC)显著相关(r=0.91),且ρ(OC)无明显日变化特征。基于EC示踪法和K+质量平衡估算,夏收期OC受光化学反应影响显著,二次有机碳(SOC)的平均质量浓度为(3.7±2.4)μg·m^(-3),占ρ(OC)的52.1%±22.2%;生物质燃烧排放的有机碳(OC_(bb))为(0.8±0.4)μg·m^(-3),占ρ(OC)的12.4%±5.9%。受强生物质燃烧排放的影响,秋收期ρ(OC_(bb))平均为(8.5±5.0)μg·m^(-3),对OC的贡献高达66.6%±18.7%;而ρ(SOC)仅为(1.9±2.5)μg·m^(-3),ρ(SOC)/ρ(OC)比值降至14.5%±16.5%。与OC不同的是,化石燃料燃烧排放始终是华南地区EC的最大贡献源。秋收期生物质燃烧排放可显著提升PM_(2.5)质量浓度,在不利气象条件下易引发污染事件,因此需重点加强对华南秋收期农作物秸秆集中焚烧的管控。

2017—2019年佛山市臭氧污染特征及其与气象条件的关系

利用2017—2019年佛山市环境空气监测站点监测的臭氧(O_(3))数据,结合同期气象观测资料,分析O_(3)污染的时空分布特征及其与气象条件的关系,并开展污染天气分型研究。结果显示,2017—2019年佛山市O_(3)污染呈恶化趋势,污染主要集中在9~10月,其次是5~6月;日变化显示出“单峰”型分布特征,一般在15时达到峰值;从空间上看,O_(3)污染主要集中在南部。O_(3)与日总辐射量、日最高气温、日均气温均呈正相关关系,与日均相对湿度、日总降雨量、降雨时长和风速均呈负相关关系;当日总辐射量高于10.1 MJ/m^(2)、日最高气温高于24.3℃,偏西风和风速不高于5 m/s时,有利于当地出现O_(3)污染;降雨发生和持续时间影响降雨对O_(3)污染缓解的效果,短时降雨和夜间降雨不能缓解O_(3)污染。诱发O_(3)污染的大气环流类型能分成8种,副高控制型、台风外围型、均压场型和弱高压脊型诱发的O_(3)污染次数最多、污染浓度最高;不同季节诱发O_(3)污染的大气环流类型不同,夏季和冬季的污染大气环流类型相对单一,春季和秋季的污染大气环流类型相对复杂。