2015-2019年廣西近地面大氣臭氧污染特征分析*

付 潔，韋江慧，何東明，和凌紅，蔣建宏

(廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣西南寧 530028)

0 引言

臭氧(O3)是大氣中的一種痕量氣體，在地球大氣化學(xué)中起著非常重要的作用。平流層的O3吸收紫外線，起到保護(hù)人類與環(huán)境的作用，但是在對(duì)流層，人類活動(dòng)排放的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、氮氧化物(NOx)等污染物在一定氣象條件下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成的O3，則會(huì)對(duì)植物[1，2]、生態(tài)環(huán)境[3]和人體健康[4，5]等產(chǎn)生不利影響。

近年來，人們對(duì)近地面O3質(zhì)量濃度升高的問題給予了廣泛的關(guān)注。不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、能源結(jié)構(gòu)、氣象條件和地理環(huán)境等都存在較大差異，大氣光化學(xué)污染物的化學(xué)物理特性也不盡相同，因此深入開展O3光化學(xué)體系研究是大氣環(huán)境研究的熱點(diǎn)之一。Yan等[6]對(duì)美國1990-2014年O3進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),夏季日間O3質(zhì)量濃度降低，但夜間O3質(zhì)量濃度由于NOx的弱滴定作用而大量增高，故建議O3防治工作應(yīng)覆蓋晝夜全時(shí)段；吳鍇等[7]利用時(shí)空統(tǒng)計(jì)分析和GIS技術(shù)，從宏觀上對(duì)2015-2016年全國336個(gè)城市空氣中O3進(jìn)行分析，揭示了我國各地O3污染特征變化的差異，提出應(yīng)有針對(duì)性地開展污染防控工作；張祥志等[8]對(duì)江蘇省2013-2016年O3時(shí)空分布進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)O3分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分布相同；嚴(yán)文蓮等[9]發(fā)現(xiàn)高濃度O3污染易產(chǎn)生于氣溫高于25℃、相對(duì)濕度30%-50%和風(fēng)速低于4 m/s的條件下；楊帆等[10]利用WRF-CMAQ模型對(duì)青島O3重污染過程進(jìn)行數(shù)值模擬和過程分析，發(fā)現(xiàn)污染事件大部分歸因于區(qū)域傳輸，因此建議加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控；梁昱等[11]基于主成分分析方法發(fā)現(xiàn)上海市春季O3污染主要受到來自海洋的東南風(fēng)影響，高濃度O3污染由本地生成。

廣西在中國與東南亞的經(jīng)濟(jì)交往中占有重要地位，伴隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近幾年來廣西光化學(xué)污染逐漸凸顯，環(huán)境空氣中O3污染嚴(yán)重制約了廣西環(huán)境空氣質(zhì)量的改善和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。目前關(guān)于廣西環(huán)境空氣中O3污染特征研究的文獻(xiàn)較少，已發(fā)表的文獻(xiàn)僅歸納了廣西O3污染的典型天氣類型[12]，尚未有文獻(xiàn)揭示廣西14個(gè)城市環(huán)境空氣中O3污染變化的總體特征,未識(shí)別O3污染加劇的空間范圍，更缺乏對(duì)比評(píng)估廣西不同城市O3污染特征變化的差異。本文使用2015-2019年廣西和2019年9月華南區(qū)域環(huán)境空氣中O3質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，并結(jié)合廣西氣象資料，對(duì)O3質(zhì)量濃度水平、區(qū)域分布特征進(jìn)行分析，探討其與氣象參數(shù)的關(guān)系，為科學(xué)認(rèn)知廣西近地面大氣中O3污染特征，進(jìn)而深入評(píng)價(jià)現(xiàn)有污染聯(lián)防聯(lián)控政策的合理性、科學(xué)性，以及廣西O3污染的預(yù)報(bào)預(yù)警提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

廣西壯族自治區(qū)位于華南地區(qū)，東經(jīng)104°28′-112°04′，北緯20°54′-26°24′，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，地勢(shì)西北高、東南低，呈西北向東南傾斜。本文所使用的數(shù)據(jù)來自廣西14個(gè)設(shè)區(qū)市(南寧、桂林、柳州、貴港、來賓、賀州、梧州、玉林、北海、防城港、欽州、百色、河池和崇左)的44個(gè)國控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和華南區(qū)域(廣東、湖南、湖北、海南和福建)的278個(gè)國控空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的O3小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，站點(diǎn)均位于建成區(qū)內(nèi)。采樣時(shí)間為2015年1月1日至2019年12月31日。

儀器的具體檢測(cè)方法和質(zhì)控要求按照《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(HJ 654-2013)執(zhí)行?？諝鉁囟?T)、相對(duì)濕度(RH)等氣象測(cè)量數(shù)據(jù)來自中國天氣網(wǎng)(http://www.weather.com.cn)，其他氣象數(shù)據(jù)來自美國大氣和海洋研究中心(NOAA)提供的2019年9月全球同化資料(GDAS數(shù)據(jù))。觀測(cè)期間，嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ-T 193-2005) 的要求,對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)和校準(zhǔn)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效。經(jīng)過數(shù)據(jù)整理分析,觀測(cè)期間由于斷電、儀器維修維護(hù)等造成的日平均值無效數(shù)據(jù)天數(shù)有61 d，數(shù)據(jù)有效率為 99.8%。

1.2 分析方法

本研究采用Excel 2016和SPSS 17對(duì)近地面O3質(zhì)量濃度及氣象因子的季節(jié)性變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)，圖形繪制采用Arigis 10.5和Origin Pro 2015軟件。本研究選取廣西環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 2015-2019 年污染物的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并按照GB 3095-2012 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)和污染等級(jí)劃分，將O3日最大8 h滑動(dòng)平均值的第90百分位數(shù)濃度大于160 μg·m-3時(shí)定義為臭氧超標(biāo)。

主成分分析是考察多個(gè)變量間相關(guān)性的多元統(tǒng)計(jì)方法。本研究以廣西44個(gè)站點(diǎn)和華南區(qū)域278個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)為原始變量，利用SPSS 17進(jìn)行主成分分析，用于顯示各站點(diǎn)間相關(guān)性，相關(guān)性高的站點(diǎn)間臭氧具有類似來源。

后向軌跡模型廣泛用于大氣污染物傳輸?shù)冗^程。本文使用的后向軌跡模式基于Meteoinfo軟件中的TrajStat插件，對(duì)北海市和梧州市進(jìn)行后向軌跡分析，從而識(shí)別不同軌跡的污染程度。計(jì)算時(shí)間段為2019年9月1日0:00到9月30日23:00。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西近地面O3質(zhì)量濃度的年變化和日變化特征

2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度6個(gè)不同分位數(shù)(5%，25%，50%，75%，95%，99%)的年變化趨勢(shì)如圖1所示。原則上，低百分位數(shù)(5%)代表基線或背景條件，中等百分位數(shù)(50%)代表典型條件，高百分位數(shù)(95%)代表污染事件。由圖1可知：廣西近地面O3質(zhì)量濃度低百分位數(shù)(5%)均值呈逐年下降趨勢(shì)，降低率為-1.28 μg/(m3·a)，這與杭州[13]、貴陽[14]的觀測(cè)結(jié)果相反，2019年下降最為明顯；近地面O3質(zhì)量濃度中等百分位數(shù)(50%)均值呈逐年上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)率為2.64 μg/(m3·a)；廣西近地面O3質(zhì)量濃度95%百分位數(shù)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)率為3.87 μg/(m3·a)，增長(zhǎng)率較高。國內(nèi)外不同地區(qū)O3質(zhì)量濃度年增長(zhǎng)速率對(duì)比結(jié)果見表1。由表1可知，廣西近地O3質(zhì)量濃度的年平均增長(zhǎng)率與國內(nèi)其他地區(qū)相當(dāng)，但遠(yuǎn)高于美國和日本的O3質(zhì)量濃度年增長(zhǎng)速率，其中，高百分位數(shù)(95%、99%)增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于杭州等發(fā)達(dá)地區(qū)，廣西O3污染加劇的問題不容忽視。

圖1 不同分位數(shù)廣西近地面O3質(zhì)量濃度的年變化趨勢(shì)

表1 不同國家或地區(qū)的O3質(zhì)量濃度發(fā)展趨勢(shì)摘要Table 1 Summary of the development trend of ozone concentration in different nation or regions

由圖2可知，廣西近地面O3質(zhì)量濃度增長(zhǎng)率大部分為正值，且隨著太陽輻射的增強(qiáng)，O3增長(zhǎng)率逐步增大，在15:00達(dá)到峰值2.5 μg/(m3·a)，而美國O3前體物VOCs、NOx排放量得到控制后，1990-2012年14:00時(shí)O3質(zhì)量濃度以-2.14 μg/(m3·a)的速度下降[6]。這說明近4年廣西近地面O3質(zhì)量濃度的增長(zhǎng)變化主要受本地排放、光化學(xué)反應(yīng)和氣象條件所影響，廣西仍需繼續(xù)對(duì)VOCs、NOx等臭氧前體物進(jìn)行管控。

圖2 廣西近地面 O3質(zhì)量濃度的日變化曲線

2.2 廣西近地面O3質(zhì)量濃度的月變化和季節(jié)變化特征

如圖3所示，與其他地區(qū)的單峰形特征不同[13,15],廣西O3月平均質(zhì)量濃度分布特征整體上呈現(xiàn)雙峰形，春季和秋季的濃度較高；2015年和2016年O3質(zhì)量濃度在10月達(dá)到最大值，2017年和2018年O3質(zhì)量濃度最大值由秋季向春季發(fā)生轉(zhuǎn)變，5月達(dá)到最大值，2019年O3質(zhì)量濃度最大值又向秋季轉(zhuǎn)變。

圖3 2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度的月變化

近5年來，春季、夏季、秋季和冬季廣西近地面O3的月平均質(zhì)量濃度分別為(115±15.5)，(115±7.8)，(134±16.6)，(103±8.3) μg/m3，秋季廣西近地面O3質(zhì)量濃度大于其他3個(gè)季節(jié)，冬季最低。值得注意的是，近5年春季和秋季的O3質(zhì)量濃度增長(zhǎng)較快(圖4)，增長(zhǎng)率分別為5.23，8.83 μg/(m3·a)，增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于2000-2011年春季全球基線濃度(2.31±0.19) μg/(m3·a)[17]。

圖4 2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度季節(jié)變化趨勢(shì)

廣西秋季和冬季風(fēng)速較小、空氣干燥，但秋季相對(duì)于冬季太陽輻射較強(qiáng)，且受東亞季風(fēng)、熱帶氣旋和海陸風(fēng)相互作用等天氣影響，最易發(fā)生O3污染事件。在冬季，顆粒物濃度升高，氣溶膠光學(xué)厚度增大，降低了O3光化學(xué)速率，這是冬季O3質(zhì)量濃度在一年中最低的原因之一[18]。這個(gè)現(xiàn)象與我國其他一些城市不同，成都市春季和夏季O3質(zhì)量濃度均高于秋季和冬季[19]。另外，生物質(zhì)燃燒可能是廣西春季O3快速增長(zhǎng)的重要貢獻(xiàn)者。一是由于農(nóng)作物產(chǎn)量逐年增加，對(duì)應(yīng)的秸稈燃燒產(chǎn)生的本地排放量增大(廣西本地甘蔗產(chǎn)生的秸稈占總農(nóng)作物秸稈的67%[20]，且甘蔗露天焚燒的季節(jié)多集中在冬春季)。二是受到遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)挠绊憽Ｓ醒芯堪l(fā)現(xiàn)，春季東南亞的中南半島生物質(zhì)燃燒排放的污染氣團(tuán)會(huì)通過高空西風(fēng)帶輸送至我國廣西、廣東等地[21]。

2.3 廣西近地面O3污染特征

2.3.1 廣西近地面O3污染時(shí)間分布

近5年，廣西O3污染天數(shù)逐年增加(圖5)，O3污染主要以輕度污染為主，2019年全區(qū)O3污染天數(shù)高達(dá)229 d，同比2015年增加3.1倍。與我國其他地區(qū)(城市)[22]不同，近5年來廣西O3日超標(biāo)在全年均有出現(xiàn)：4-5月和9-11月出現(xiàn)較多，2月和12月相對(duì)較少。每年O3污染天數(shù)分布各有差異，如2015年在4月和8月較多，2016年在8月和9月較多，2017年在5月和10月，而2018年和2019年污染天數(shù)集中在9月和11月，占全年的一半以上。

圖5 2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度總超標(biāo)天數(shù)的月分布Fig.5 Monthly distribution of total over-standard days of near-surface ozone concentration in Guangxi from 2015 to 2019

2.3.2 廣西近地面O3日超標(biāo)率空間分布

O3質(zhì)量濃度的日超標(biāo)率空間分布如圖6所示。由圖6可見，廣西南部沿海城市O3日超標(biāo)率明顯高于內(nèi)陸城市，且近幾年來超標(biāo)高值區(qū)由南向北逐步擴(kuò)展，超標(biāo)比例總體也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，廣西各城市間臭氧日超標(biāo)率差異縮?。?015年廣西整體的O3日超標(biāo)率不高，均在30%以下，2016年，北海市的O3日超標(biāo)率突增至50%，位居全區(qū)第一，其他城市O3日超標(biāo)率變化不大，2018年，全區(qū)O3日超標(biāo)分布由以往的南部分布轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南分布，玉林和賀州2018年臭氧日超標(biāo)率超過30%，2019年，除河池外，臭氧日超標(biāo)率升幅較大，北海、欽州、防城港、梧州、玉林、貴港、來賓和崇左8個(gè)城市的臭氧日超標(biāo)率超過50%，臭氧首次超過細(xì)顆粒物成為廣西的首要污染物，其中防城港和北海市的O3日超標(biāo)率全區(qū)最高。沿海地區(qū)易出現(xiàn)因陸地和海洋受熱不均勻產(chǎn)生的海陸風(fēng)，海陸風(fēng)可能是造成沿海地區(qū)O3質(zhì)量濃度較高的原因之一[8]。

圖6 2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度的日超標(biāo)率空間分布對(duì)比

2.4 廣西近地面O3污染與氣象參數(shù)的關(guān)系

O3與相對(duì)濕度、氣溫的相關(guān)性較高，因此本文選取相對(duì)濕度和氣溫進(jìn)行分析。高溫、低濕是形成高濃度O3的重要?dú)庀髼l件，許多研究發(fā)現(xiàn)O3與濕度負(fù)相關(guān)，與溫度正相關(guān)[23-27]。圖7、圖8是2018-2019年不同溫度和濕度區(qū)間O3質(zhì)量濃度和日超標(biāo)率的變化，其中每個(gè)箱的上緣、上邊緣、中線、下緣和下邊緣，分別表示最大值、上四分位數(shù)、中位數(shù)、最小值、下四分位數(shù)。

如圖7所示，與其他地區(qū)(城市)相同，2018年和2019年廣西O3日超標(biāo)率的變化趨勢(shì)整體上隨著溫度的上升而增加，這是因?yàn)樵诟邷叵拢栞椛湓鰪?qiáng)，O3前體物濃度增加，光化學(xué)反應(yīng)速率增大，導(dǎo)致二次生成O3質(zhì)量濃度升高。2018年廣西氣溫低于20℃時(shí)日超標(biāo)率為0，當(dāng)溫度高于20℃時(shí)，O3日超標(biāo)率開始逐步上升，但不同的是2019年廣西氣溫低于20℃時(shí)仍然會(huì)出現(xiàn)臭氧超標(biāo)，氣溫在10-15℃、15-20℃的日超標(biāo)率分別為1.3%、2.4%。

圖7 不同氣溫區(qū)間廣西近地面O3質(zhì)量濃度平均值和日超標(biāo)率的變化Fig.7 Variation of the average value of near-surface ozone concentration and the daily over standard rate in different temperature ranges of Guangxi

如圖8所示，O3的平均質(zhì)量濃度和日超標(biāo)率均隨著相對(duì)濕度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)：2018年廣西濕度在50%-60%時(shí)日超標(biāo)率相對(duì)較高，為13.2%，O3平均質(zhì)量濃度超過120 μg/m3，這與京津冀的研究結(jié)果[14]一致。而2019年不再出現(xiàn)一個(gè)明顯的峰值，濕度在40%-70%時(shí)均呈現(xiàn)較高的日超標(biāo)率。當(dāng)相對(duì)濕度增大，O3質(zhì)量濃度和日超標(biāo)率均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；相對(duì)濕度高于90%時(shí)，O3污染事件極低，平均濃度小于50 μg/m3，這一結(jié)論與其他地區(qū)研究[18]有一致性。水汽在光化學(xué)反應(yīng)中扮演重要的角色，相對(duì)濕度較高時(shí)水汽較充足或有云，到達(dá)地面的紫外輻射較少，光化學(xué)反應(yīng)減弱。研究發(fā)現(xiàn)，在相對(duì)濕度60%時(shí)前體物NOx和CO存在光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度臨界值，60%之后隨相對(duì)濕度的增加而減小[27]。與其他地區(qū)(城市)不同的是廣西2019年相對(duì)濕度小于40%和大于90%時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)O3日超標(biāo)現(xiàn)象，相對(duì)濕度在60%-70%時(shí)日超標(biāo)率相對(duì)較高，為13.2%，O3平均質(zhì)量濃度為109 μg/m3。2年的數(shù)據(jù)對(duì)比可見，臭氧日超標(biāo)的氣象條件逐步放寬，臭氧污染事件更易發(fā)生。

圖8 不同相對(duì)濕度區(qū)間廣西近地面O3質(zhì)量濃度和日超標(biāo)率的變化

2.5 廣西近地面O3污染區(qū)域性特征

O3日變化范圍很廣，不僅反映本地光化學(xué)和氣象學(xué)的變化，而且可反映當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域O3背景值、區(qū)域傳輸?shù)惹闆r。因2019年9月廣西臭氧污染最嚴(yán)重，故使用2019年9月廣西和華南區(qū)域國控監(jiān)測(cè)點(diǎn)O3日最大8 h質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，將累計(jì)百分比≥85%判定為主成分，結(jié)果見表2。結(jié)果表明，廣西O3觀測(cè)結(jié)果有4個(gè)主成分，與華南區(qū)域6個(gè)主成分的特征相比較為簡(jiǎn)單，第一主成分(PC1)解釋了該數(shù)據(jù)集中64.58%的方差。

表2 廣西和華南區(qū)域近地面O3日最大8 h質(zhì)量濃度主成分分析結(jié)果Table 2 Principal component analysis results of the daily maximum 8 h concentration of near-surface ozone in Guangxi and South China

廣西每個(gè)站點(diǎn)的前4個(gè)成分空間載荷系數(shù)為-1-1。第一主成分(PC1)與所有站點(diǎn)的O3正相關(guān)，與一些研究結(jié)果[11,28]一致，說明廣西不同站點(diǎn)中第一主成分對(duì)O3質(zhì)量濃度的影響具有相似的行為特征，但其系數(shù)為0.49-0.95，并不像休斯敦(0.81-0.97)[28]、上海市(0.60-0.72)[11]空間模式那么均勻。廣西區(qū)域范圍較大，廣西主成分分析結(jié)果中PC1所代表的是O3背景濃度、區(qū)域傳輸和O3本地光化學(xué)反應(yīng)生成3個(gè)部分。華南區(qū)域第一主成分所對(duì)應(yīng)的臭氧質(zhì)量濃度代表全球臭氧背景濃度和區(qū)域臭氧背景濃度。

2.6 污染日廣西近地面O3來源分析

由于主成分分析是線性變換的，故可以利用其重建原始觀測(cè)值，每日區(qū)域背景臭氧質(zhì)量濃度通過下式計(jì)算，可以通過其定性了解臭氧高污染的過程。

(1)

由圖9可知，2019年 9月華南區(qū)域的臭氧背景質(zhì)量濃度在36-125 μg/m3，有11 d的O3日背景質(zhì)量濃度超過國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(100 μg/m3)，均與廣西臭氧超標(biāo)日重合。污染較輕的是9月7日、12日、13日，此時(shí)背景質(zhì)量濃度較低，臭氧污染過程僅有3次輕度污染，此時(shí)的污染主要為本地生成。污染較重的9月18-30日，廣西出現(xiàn)大面積污染，污染級(jí)別達(dá)到中度污染，廣西及華南區(qū)域臭氧日最大8 h質(zhì)量濃度差值有明顯的低谷出現(xiàn)，故廣西臭氧污染同時(shí)受本地生成和華南區(qū)域內(nèi)部輸送的影響，表明華南區(qū)域內(nèi)部輸送對(duì)廣西高臭氧污染事件的產(chǎn)生有著重大貢獻(xiàn)。較高的區(qū)域臭氧背景質(zhì)量濃度使得當(dāng)臭氧本地生成顯著時(shí)，非常容易出現(xiàn)臭氧質(zhì)量濃度超標(biāo)的情況，但當(dāng)區(qū)域背景較低時(shí)，高臭氧污染事件的可能性較小，發(fā)生的低濃度污染事件主要為本地生成，控制臭氧的本地生成有助于減少臭氧污染發(fā)生。

圖 9 第一主成分重構(gòu)的O3日最大8 h質(zhì)量濃度及其差值時(shí)間序列Fig.9 The maximum 8 h concentration of ozone reconstructed by the first principal component and its difference time series

為進(jìn)一步明確氣團(tuán)輸送特征，本文選取臭氧質(zhì)量濃度較高的北海市和梧州市進(jìn)行分析，利用TrajStat軟件計(jì)算500 m高度氣團(tuán)的后向軌跡，每條軌跡模擬時(shí)長(zhǎng)為-48 h，同時(shí)添加該城市O3小時(shí)質(zhì)量濃度。圖10給出了2019年9月到達(dá)梧州和北海城區(qū)的后向軌跡簇，其中藍(lán)色軌跡為O3小時(shí)質(zhì)量濃度≥160 μg/m3的軌跡。從軌跡來向的范圍看，高濃度臭氧軌跡主要以廣東、湖南、湖北、福建和海南等地長(zhǎng)距離氣團(tuán)為主，與前文結(jié)論相符，說明區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控是有效控制高濃度O3的關(guān)鍵措施之一。

圖 10 梧州市和北海市超標(biāo)氣團(tuán)軌跡Fig.10 Exceeding trajectories in Wuzhou City and Beihai City

3 結(jié)論

(1)2015-2019年廣西近地面O3質(zhì)量濃度逐年增加，平均增長(zhǎng)率2.64 μg/(m3·a)。廣西全年O3質(zhì)量濃度整體上呈現(xiàn)雙峰形，春秋季增長(zhǎng)最快。春季O3質(zhì)量濃度的快速增加可能是由于本地生物質(zhì)燃燒和東南亞國家秸稈燃燒傳輸?shù)纫蛩氐挠绊?，秋季受臺(tái)風(fēng)外圍頻繁影響，O3污染愈發(fā)嚴(yán)峻。

(2)廣西2015-2019年O3污染全年均有發(fā)生。廣西南部沿海城市O3日超標(biāo)率明顯高于其他城市，近5年來臭氧日超標(biāo)率高值區(qū)由南向北逐步延伸。

(3)高溫、低濕條件會(huì)增加廣西O3污染事件的發(fā)生概率。氣溫高于10℃、濕度在40%-70%，O3濃度會(huì)較多地出現(xiàn)日超標(biāo)情況。近2年來臭氧日超標(biāo)的氣象條件逐步放寬，臭氧污染事件更易發(fā)生。

(4)對(duì)2019年9月廣西和華南區(qū)域O3質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，廣西解析出4個(gè)主成分，其中第一主成分(PC1)可以解釋64.58%的O3濃度，代表O3背景質(zhì)量濃度、區(qū)域傳輸和O3本地光化學(xué)反應(yīng)生成3個(gè)部分。在高臭氧污染日，廣西臭氧污染同時(shí)受本地生成和華南區(qū)域內(nèi)部輸送的影響，區(qū)域臭氧傳輸對(duì)廣西高臭氧污染事件有重大貢獻(xiàn)，而發(fā)生低濃度臭氧污染事件時(shí)主要為本地生成，控制臭氧的本地生成有助于減少臭氧污染發(fā)生。