福建省近地面臭氧前体物和气象因子的研究分析及控制对策建议

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:angelleosy
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近几年来,我国经济的快速发展导致了严重的大气污染,O3前体物在太阳紫外线的辐射下,发生光化学反应,使得近地面O3浓度显著上升,产生光化学污染,影响人们生活。福建省近地面O3污染凸显,成为空气的主要污染之一,因此,开展近地面O3污染特征及其影响因素研究,对了解福建省O3污染情况,掌握O3污染规律,提出O3污染的控制对策,对解决福建省大气问题,防治大气污染具有十分重要的意义。本研究通过对2016年~2018年(重点为2017~2018年)福建省(福州市、宁德市、厦门市、漳州市、泉州市、莆田市、三明市、龙岩市、南平市)九个地市国(省)控点的近地面O3浓度、前体物(包括VOCs、NOx、CO)和相应气象要素(温度、相对湿度、风速)数据进行分析,初步了解掌握福建省近地面O3浓度的时空变化规律,探讨NO2、CO等大气污染物以及对应气象要素对O3浓度的变化影响,并提出福建省近地面O3污染控制的对策建议。具体研究结果如下:(1)福建省近地面O3浓度在空间区域分布差异明显,表现为沿海城市(福州市、泉州市、厦门市、莆田市、漳州市、宁德市)O3月浓度普遍要高于内陆城市(南平市、三明市、龙岩市),并且除厦门市外,沿海五个城市的超标日天数要远高于内陆三个城市。沿海地区近地面O3浓度年平均值最大小时浓度值和最大日平均浓度值也基本高于内陆地区。此外,受郊区的植被覆盖量远高于城区影响,O3前体物VOCs排放量比城区高,从而导致郊区O3浓度明显大于城区。福建省近地面O3浓度时间变化规律明显。在季节变化上,由于福建省夏季降水量较大,相对湿度较高吸收了大量的紫外线,影响了O3的光化学反应。使得内陆地区夏冬季节O3浓度较低,春秋季节O3浓度较高;沿海地区O3浓度则是秋季>春季>冬季,夏季O3浓度则高低不定。O3月浓度变化基本呈现双峰型,一般情况下5月和9月会到达峰值;在6月和12月会出现谷值,这是由于福建省6月处于雨季,12月太阳紫外线是全年最弱的时期。O3日浓度变化呈现单峰型,8:00左右,太阳紫外线强度开始升高,O3的光化学反应逐渐加强,最高小时O3浓度一般出现在午后(13:00~15:00),冬季比夏季要晚一些。由于O3光化学反应在夜间停止,O3平均浓度值白天要高于晚上。受人类日常活动的影响,福建省近地面O3浓度变化“周末效应”明显。(2)O3前体物的光化学反应是生成O3的重要原因。近几年来福建省在控制NOx的排放量方面颇有成效,全省NOx排放量处于一个较低且稳定的范围。影响福建省近地面O3生成的前体物主要为VOCs,因此,本文着重研究了全省VOCs的排放量。2015年,全省VOCs总排放量为59万吨,重点排放行业为工业工艺过程、建筑涂料、机动车、油品储运销等,分别占30%、26%、10%、8%。而全省NOx排放总量为67万吨,重点排放行业为电力、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业、造纸和纸制品业等。另外随着福建省机动车数量逐年上涨,排放量也在不断增加。福建省移动源、工业排放和建筑涂料的VOCs排放量较大,应着重控制移动源、工业排放和建筑涂料的VOCs排放量。(3)结合福建省近地面O3浓度时空变化特征,分析O3和NO2、CO、PM2.5、PM10等大气污染物之间的相关关系,发现O3浓度与NO2和CO均呈现负相关且相关性较好,在NO2和CO浓度相对较高的时候,O3浓度较低,尤其在上午,太阳紫外线较强时,O3浓度与NO2和CO的相关性较好。但是近地面O3浓度相对于CO浓度有明显的滞后性。此外,研究还发现O3浓度与PM2.5及PM10之间也存在着密切的关系,研究表明,O3浓度与PM2.5及PM10浓度在11月-3月呈负相关关系,而4月-10月呈正相关关系。(4)风速、气温、湿度等气象条件将影响到福建省近地面O3浓度变化。福建省近地面O3前体物本地源排放占比较大,在同等条件下,风速越大,O3前体物浓度越低,近地面O3浓度越小;一般情况下,太阳紫外线辐射决定了温度的高低,而O3的光化学反应的强弱与太阳紫外线辐射有关,太阳紫外线越强O3浓度越高,因此在同等条件下,温度与O3浓度变化趋势呈正相关,温度越高,O3浓度越大;O3浓度变化趋势与相对湿度呈负相关,湿度越高,O3浓度越低。(5)针对福建省大部分地区属于VOCs控制区的特点,O3浓度的控制应以VOCs的控制为主,福建省VOCs排放污染来自于区域间传输,应强化联防联控,加强区域统筹领导和区域环境联合执法。强化执法督察,落实各部门责任。加强源头控制,应着重提出对工业源、生活源和移动源等方面VOCs的控制措施,促进企业升级,发展企业的清洁生产技术。加强源头预防,严格控制VOCs回收处理,加强末端治理。加强对机动车的监管,提升机动车燃油品质;加快环保节能车辆升级。加强社会污染控制,进行垃圾回收与分类,加强对焚烧污染的治理,减少污染排放。
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