大氣前沿 | 我國大氣O3污染成因及影響因素綜述
2023-03-14 1149 分享
導讀
近年來我國O3污染現象頻發，制約著我國環境空氣質量優良天數比例的提高，弄清O3污染成因及影響因素對科學防治O3污染具有重要意義。本文在整理分析大量已有研究基礎上，梳理關于對流層O3污染形成機理方面的認識，將O3污染成因按影響程度大小分為主要內在原因、關鍵外在因子和重要影響因素，其中，前體物排放處于高位及高反應活性前體物的化學轉化是O3污染形成的主要內在原因，環境因子及氣候條件是關鍵外在因子，三維立體傳輸 (平流層輸入、垂直混合及水平傳輸) 是重要影響因素。未來我國需要從以下幾個方面繼續深入研究：① 加強PM2.5與O3復合污染成因機理和協同控制機制的科學研究；② 深化O3污染成因與來源的科學研究及應對措施研究；③ 科學優化大氣O3評價指標；④ 持續推進O3污染防控措施實施。
2015—2021 年，我國 337 個地級及以上城市 O3濃度呈波動上升趨勢，2019 年全國 O3日最大8h第90百分位濃度的平均值 (148 微克/立方米)為近 7 年最高，較 2015 年上升 20%。2015 年北京市及周邊地區、山東省中西部、長三角地區、成都平原局地 O3年評價值 (全年日評價值的第 90 百分位數)超 160 微克/立方米，10 余個城市超180 微克/立方米(如北京市為203 微克/立方米)；而 2019 年京津冀及周邊地區、汾渭平原、珠三角地區、大部分長江中游地區 O3年評價值超160 微克/立方米，50 余個城市超 180 微克/立方米(如揚州市、南京市、臨汾市、無錫市分別為 187、188 、189、190 微克/立方米)，O3逐漸成為制約大氣環境質量提高的重要指標，因此O3污染是目前我國亟需攻克的大氣污染問題之一。
研究表明：對流層 O3的形成與前體物 VOCs 和 NOx 密切關聯，前體物排放處于高位及其化學轉化是 O3 污染形成的主要內因。
環境因子和氣候條件是O3污染形成的關鍵外在因子。當前體物排放量較大時，若環境因子和氣候條件有利于 O3及其前體物擴散，則O3污染較輕；反之，即使當地前體物排放量較低，仍可能由于環境或氣候條件因素不利于 O3及其前體物擴散導致嚴重的O3污染發生。
三維立體傳輸 (平流層輸入、垂直混合及水平傳輸) 是 O3 形成的重要因素，污染物在傳輸過程中發生形成 O3 的相關化學反應。一般情況下，三維立體傳輸不是地表O3污染的主要原因，但對O3污染形成具有一定影響。