广州市氮氧化物污染特征及成因分析

1广州市氮氧化物污染特征及成因分析梁桂雄（广州市环境监测中心站，广州，510030）详细摘要氮氧化物（NOX）是生成臭氧(O3)和形成光化学污染的主要前体物；NOX经过一系列的光化学反应生成硝酸盐气溶胶，引起城市能见度下降；NOX也是造成酸雨污染的主要致酸物质，中国的酸雨污染已经由单一的硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化。NOX污染已经成为中国大气污染的主要污染物，实行NOX的总量控制，实施NOX的控制战略，将作为“十一五”的重要环保工作。掌握NOX的污染特征是制定NOX污染控制战略的基础，国家“十五”科技攻关计划项目（2003BA614A）“重大环境问题对策与关键支撑技术研究”之第五课题（2003BA614A－05）“区域大气污染物总量控制技术与示范研究”，设立“城市氮氧化物控制战略研究”专题，目的是通过研究氮氧化物及其产生物臭氧的污染特征及相关性现状，研究氮氧化物污染控制战略研究。珠江三角洲是中国社会经济发展最快、经济最具活力的地区之一，而广州位于珠江三角洲地区中心地带，是中国华南地区的中心城市，工业和第三产业发达，是全国重点旅游城市之一，华南地区的交通、通讯枢纽。由于经济的高速发展，广州的人流物流十分繁忙，机动车保有量增长速度快，机动车尾气污染突出，广州环境空气的氮氧化物浓度在中国的大城市中处于前列，是典型的氮氧化物污染型城市。专题以广州为典型进行氮氧化物污染特征研究和污染控制战略研究，研究取得的结论较有代表性。本文是在专题研究的基础上，总结通过长期监测得出的氮氧化物污染统计特征，并深入分析这些污染特征与理论差异及原因，为研究实际的控制措施提供依据。研究以广州市多年的环境空气质量连续自动监测资料为基础，结合城市社会经济、自然地理环境、气候气象特点、污染源分布特征的调查，对大量监测数据运用数理统计和综合技术分析手段，统计分析氮氧化物污染的时间分布特征、区域空间分布特征，氮氮化物与其它污染因子、污染源排放分布关系；统计分析氮2氧化物中NO2与NOX比值（NO2/NOX）的时空变化特征，及与臭氧浓度变化的关系；最后综合以上对监测数据的统计分析结果，结合自然地理环境、气象因子、污染源分布特点，综合分析氮氧化物污染特征的原因。研究结果为：广州近年二氧化氮浓度在0.065~0.073毫克/立方米之间，但市中心区可达到0.080毫克/立方米，郊区则低于0.060毫克/立方米；二氧化氮月平均浓度最高值出现在每年的12月、1月和2月，最低值出现在5~9月，期间全市日均值没有超标；氮氧化物浓度日变化为双峰型，二氧化氮的两个峰值出现在早上的9~10时和晚上的7~9点，一氧化氮的两个峰值出现在早上的7~8时和晚上的10~11点，晚上峰值浓度大于早上峰值浓度，而二氧化氮峰值出现2~3小时后一氧化氮才出现峰值，有别于教科书指出的一氧化氮浓度峰值出现2~3小时后出现二氧化氮浓度峰值的论述；城市中心区的NO2与NOX浓度比值（NO2/NOX）约为0.50，郊区的比值则上升到约0.75；每年的5~6月和10月，NO2与NOX浓度比值（NO2/NOX）最高，约为0.70，同期臭氧浓度达到最高,变化显著相关；每天下午3~5点二氧化氮与氮氧化物浓度比值（NO2/NOX）出现峰值，臭氧浓度约在下午的2~4点出现峰值；氮氧化物与二氧化硫、可吸入颗粒物、一氮化碳浓度变化正相关显著,与臭氧负相关，NO2与NOX浓度比值（NO2/NOX）与臭氧正相关显著。结论是：广州氮氧化物污染变化受气候气象条件影响，表现明显的冬季较重，夏季较轻的季节性变化；NO2、NOX及其比值（NO2/NOX）的日变化特征，是受气象条件与污染源排放特点的共同影响结果的；NO2先于NO出现浓度峰值是氮氧化物污染新特征；NO2、NOX及其比值（NO2/NOX）与臭氧的极显著相关特性，说明目前氮氧化物仍是控制臭氧的关键因子。