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1、第28卷第2期环境化学Vo.l28,No.22009年3月ENVIRONMENTALCHEMISTRYMarch2009环境监测*北京市夏季近地层大气臭氧浓度的变化特征分析臭氧是影响城市大气环境的重要污染气体之一,近地层臭氧主要是由人类活动所排放的NO和NMHC(非甲烷烃)等污染物在大气中经光化学过程产生.目前近地层臭氧浓度的形成和变化已成为大气环境研究的一个重要前沿课题.众多研究表明,高浓度的近地层臭氧会对人类健康、动植物生长和生态环境带来严重的危害近年来,北京市大气光化学污染不断加剧.尤其是在夏季,近地层臭氧浓度居高不下,成为影响北京大气环境质量的重要污
2、染物.本文对近地面的O及其前体物NO,NO和CO进行连续观测,对O的浓度变化特征及其相关影响因素进行了研323究,以便进一步了解臭氧浓度的变化规律.1样品的采集和分析于2005年7月1日2005年8月31日对O3及其前体物NO,NO2和CO进行连续观测.观测点位于中国科学院大气物理研究所325m气象塔院内(11622E,3958N).采样点设在东实验楼二楼楼顶(距地面高度约6m).采用美国热电环境设备公司生产的49C紫外光度法O3分析仪、42CTL高精度化学发光NONO2NOx分析仪和48C气体过滤相关法CO分析仪,分析O3,NO2,NO和CO浓度2
3、臭氧浓度的时间变化特征将2005年夏季观测的北京市O3小时浓度进行统计分析,其主要统计特征见表1.2005年7月和8月O3的最高小时浓度分别为1757910-9(体积分数)和1435310-9(体积分数),均超过了环境空气质量标准(GB3095-3-91996)二级标准规定的020mgm,约10010(体积分数),超标率达354%.O3浓度在观测期间有15d超标,7月份O超标率为455%,8月份O超标率为247%(见表1).O高浓度值多出现在每日午后13001600左右.333值得注意的是,2005年8月25日27日出现了连续的O3高浓度污
4、染.由此可以看出,北京市夏季臭氧超标率较高,光化学污染比较严重.表1夏季臭氧小时浓度均值统计特征日期样本数平均值(10-9)最大值(10-9)最小值(10-9)超标率/%200507681337117579<2455200508647281914353<2247夏季1328310217579<23543臭氧及其前体物浓度的日变化北京市夏季低地层O3浓度的日变化特征显著,呈典型的单峰型变化.O3在13001700左右浓度较高,1500左右出现最高值,而在1800至次日800,O3浓度较低.臭氧的这种变化特征与其前体物有着密切关系.白天
5、特别是13001700时段臭氧浓度较高,这是由于NOx和CO等在较强的太阳辐射下发生光化学反应生成O3;夜间由于低地层O3被高浓度的NOx反应所消耗,因而臭氧浓度较低.夜间NOx和CO浓度高,则主要是因为夜间风速较小,大气多处于稳定状态,且易出现逆温,不利于污染物的扩散,使得污染物在近地层积累.4臭氧与其前体物的相关性分析表2列出了2005年夏季臭氧及其前体物浓度之间的线性相关关系.由表2可以看出,O3浓度与NO2/NO呈明显的正相关关系,白天相关系数为089,夜间相关系数达092.白天O3浓度与NO,NO2,NOx和CO的浓度均呈高度负相关性,CO与O3的相关系
6、数为-095,NOx与O3的相关系数为-097.这主要是由于白天在有光照的条件下,O3的前体物NO,NO2,NOx和CO发生光化学反应生成O3而被消耗.而CO与NO,NO2和NOx在白天均呈很好的正相关性,CO与NO2的相关系数达083,CO与NOx的相关系数达092,表明NOx与CO同源,都主要来自汽车尾气的排放.由表2还可以看到,夜间O与各污染物的线性相关性较白天差.CO与NO的相关系数仅为049;O与NO,CO呈正相3x32关性,相关系数分别为061和072;O3与NO呈负相关性,相关系数为-078.2008年7月31日收稿*国家自然科学基金资助项目(
7、项目号:40675074)**通讯作者,Emai:lhjaq@jpueducn2期王丽丽等:北京市夏季近地层大气臭氧浓度的变化特征分析303表2O3与前体物NO,NO2,CO等的线性关系白天(07001800)NONO2NOxO3CONO2/NONO100056092-093080-091NO2100084-076083-056NOx100-097092-086O3100-095089CO100-083NO2/NO10
