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中山市臭氧与相关因素关系分析 　　摘要:根据中山市4个空气质量自动监测站的监测数据,统计2009年全市O?3、NOx的浓度值及气温、日照值。分析了它们的变化趋势和O?3与相关因素的相关关系。结果表明O?3、NOx的浓度值及气温、日照值有明显的季节和日变化规律,O?3与NOx浓度有较好的负相关性,O?3浓度与气温、日照有很好的正相关性,相关水平达到0.9以上。 　　关键词:O?3;NOx;气温;日照;相关性 　　中图分类号:X51 　　文献标识码:A 　　文章编号:1674-9944(2010)09-0110-04 　　 　　1 引言 　　环境空气中的臭氧(O?3),不是由污染源直接排放的污染物,它是氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在紫外光照射下,发生化学反应生成的二次污染物,是光化学烟雾污染的主要污染物之一。目前,许多国家都把臭氧浓度作为光化学烟雾污染的重要指标来实施监测[3]。光化学烟雾具有很强的氧化性和刺激性,它降低能见度,对人体的眼、喉、鼻,对动物、植物、各种材料都由很大的危害。 　　20世纪90年代之后,随着工业的迅猛发展,中国汽车油耗增高,污染控制水平较低,以致造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道氮氧化物(NOx)严重超过国家标准,汽车污染已成为主要的空气污染物,一些城市汽车排放浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾的潜在危险。随着中国汽车拥有量的激增,大城市氮氧化物污染逐渐加重,发生光化学烟雾的可能性越来越大。中山市也面临同样的情况,因此,有必要对中山市O?3的监测结果进行分析,并研究它与前体物NOx和相关气象因素(主要是气温和日照)的关系。 　　2 中山市空气质量数据统计 　　中山市有4个空气质量自动监测站点,均配有O?3 和NOx等项目的监测仪器,还配有各气象参数的监测系统,O?3 和NOx采用美国TE公司的49C型和42C型监测仪,气象参数采用METONE气象监测系统,根据4个站点每天的监测数据统计全市各项目的小时值和日均值。本研究统计了2009年各项目的小时平均值共24组数据,日均值共365组数据。 　　3 结果与分析 　　3.1 各项目的变化特征 　　3.1.1 月变化特征 　　从图1、图2和图3可以看出O?3、NOx、气温和日照的月变化趋势,各个项目都有明显的季节变化规律,气温和日照的四季变化比较突出,都??夏季较高,冬季较低,这也可以证明气温与日照有直接的关系。NOx的浓度在夏季较低,冬季较高,这与一般的污染物浓度的季节变化是一致的,因为夏季的气象条件有利于污染物的扩散,而冬季则反之;O?3的浓度变化则刚好相反,在气温较高、日照较强的夏季较高,冬季较低,这现象可能与O?3作为二次污染物的生成过程有关[2]。 　　3.1.2 时间变化特征 　　从图4、图5和图6可以看出O?3、NOx、气温和日照的时间变化趋势,各项目也有明显的日变化规律:气温和日照都有白天高夜间低的特点,正午12点,太阳辐射最强烈,日照达到最高值,气温也在午后14点达到最高值,只是比日照最大值出现的时间滞后了2h,这是因为大气需要时间加热才可升温;NOx的浓度白天较低,夜间较高,这与白天的扩散条件比较好,夜间的扩散条件比较差有关;O?3的浓度日变化规律与气温和日照的日变化规律相似,与NOx的浓度的日变化规律相反,夜间比较低,从0点到7点处于浓度较低的阶段,只有轻微的波动,在7点后O?3浓度开始大幅上升,在午后的14点到15点出现1天的峰值,随后O?3浓度又逐渐降低,日变化趋势与气温的日变化趋势基本一致,日变化规律与其他研究结果一致[ 1,4~6 ]。O?3浓度峰值比日照最大值出现时间也滞后了2h,这说明O?3的产生与太阳辐射密切相关,白天浓度高,夜间浓度低,而且O?3是由于太阳辐射而形成的二次污染物,只是反应同样需要时间。 　　3.2 各项目的相关关系 　　3.2.1 O?3与NOx的相关性分析 　　从图1和图7可见,O?3与NOx浓度的季节变化存在很好的负相关性,相关系数为-0.8079,相关性可以用方程?y?=-1.0454?x?+0.1737来表示。在季节变化规律中,NOx的最高值所对应的O?3浓度最低,出现在12月(冬季期间), 而O?3的最高值对应的NOx浓度最低,出现在7月(夏季期间),说明夏季7月份前体物NOx生成二次污染物O?3的反应比较强烈,发生光化学烟雾的可能性比较大,冬季12月份反应比较弱,发生光化学烟雾的可能性较小。 　　进一步从图4和图8可见,O?3与NOx浓度的日变化存在较好的负相关性,相关系数为-0.6502,相关性可以用方程?y?=-4.064?x?+0.3069来表示。在日变化规律中,O?3与NOx浓度的最高、最低值的反对应关系不如季节变化规