摘要
臭氧(O 3 )作为除了细颗粒物(PM 2.5 )外的又一重要污染物种,近年来在我国多地区呈现污染加剧现象,大气污染表现出 PM 2.5和 O 3同时超标的复合污染趋势,且 PM 2.5和 O 3同时超标情况越发明显。亳州市地处苏皖鲁豫交界区,位于京津冀和长三角城市群之间的走廊地带,易受到京津冀和长三角城市群气团输送的共同影响,近几年除疫情时期特殊情况影响外,该地区O3污染呈逐年加剧的态势,且呈现明显复合污染特征,因此针对亳州市这一城市开展 O3污染研究有着重要的意义。 基于数理统计分析方法,本研究对 2017年至2023年间亳州市PM2.5和O3污染演变特征进行了分析,通过近年来 PM2.5与 O3相关性分析,揭示了 PM2.5及 O3协同控制的重要性。同时采用耦合MCM机制的基于观测的模型(OBM)对2023年6月出现的典型O3污染过程进行了O3生成机制的研究,探讨了2023年4月至8月亳州市O3污染特征及O3生成敏感性,阐明了亳州市O3污染特征与生成机制。最后运用天气分型、正定矩阵因子分解模型及后向轨迹的方法解析了 PM 2.5-O 3复合污染影响因素、成因及来源。 研究结果表明:①在一次污染物排放大幅削减,二次污染物的形成表现出一定协同现象的情况下,PM 2.5及O 3的协同控制成为我国大气污染防治下一步工作的重点。②2023年4月至8月间OVOCs在TVOCs体积分数中占据了最大的比例,其中乙醛、丙醛和正丁醛是OVOCs中对OFP贡献最显著的物种。亳州市在4月和5月的O3生成受VOCs的控制,在6月至8月则受NOx的控制。利用OBM-MCM模型模拟表明在6月O 3污染期NO x对该站点O 3生成贡献最大,主要的关键VOCs物种为乙醛、乙烯和正丁醛等,亳州市O3本地光化学生成中,CH3O2+NO反应途径对O 3生成的贡献最大,为24.3%,O 3的光解对O 3去除贡献最大达到了68.7%。③亳州市 PM 2.5-O 3复合污染多发生在高压控制型天气下,日间高温低湿等气象条件促进 O 3污染的形成,夜间高湿及大气强氧化性促进 PM 2.5中硝酸盐、铵盐等二次组分的生成。④PM 2.5-O 3复合污染过程期间,亳州市PM 2.5主要来自二次生成、交通污染源、生物质燃烧源、燃煤源和扬尘源;挥发性有机物(VOCs)主要来自生物质燃烧源、交通污染源、油气挥发源、溶剂使用源、化石燃料燃烧源、居民生活排放源以及工业排放源;生物质燃烧源和交通污染源在 PM 2.5-O 3复合污染过程期间的贡献均较大。气团轨迹和区域污染形势结果显示,南北气团叠加和本地生成是2022年10月亳州市PM 2.5-O 3复合污染的主要原因。