1、 年 月 第 卷第 期收稿日期收稿日期：作者简介作者简介：姚姚萃萃（），），女女，硕士硕士，助理工程师助理工程师，研究方向为环境监测研究方向为环境监测。上海市虹口区上海市虹口区 和和复合污染特征分析复合污染特征分析姚 萃（上海市虹口区环境监测站，上海 ）摘要：基于 年上海市环境监测中心虹口区空气自动监测站监测数据，分析了上海市虹口区细颗粒物（）和臭氧复合污染特征及关联性。结果表明：年，细颗粒物污染水平总体呈下降趋势，冬春高、秋夏低。但臭氧污染没有得到明显改善且作为首要污染物的天数有缓慢上升趋势，与细颗粒物具有相反的季节趋势，表现为春夏高、秋冬低。细颗粒物和臭氧存在相同的前体物质氮氧化物和挥发性
2、有机物。复杂的反应机制导致臭氧作为首要污染物时期内，二者之间显著正相关；细颗粒物作为首要污染物时期内，二者之间显著负相关。细颗粒物和臭氧协同防控的关键是实现氮氧化物和挥发性有机物的协同减排。关键词：细颗粒物；臭氧；复合污染；氮氧化物；挥发性有机物中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，（），：；引言自 年 大气污染防治行动计划 发布以来，我国开展了以细颗粒物（）为首要目标的大气污染防治工作，污染治理成效显著，但与此同时，我国臭氧（）污染问题逐渐凸显，呈现出污染程度加重、影响范围扩大和污染时段延长的演变态势。和 对人体健康均有害，容易导致呼吸系统和心血管疾病。相关研究表明，未来在人口密
3、度大或者空气污染严重的区域，和 的健康危害可能更加严峻。上海市虹口区位于上海北部偏东，是上海市重要的中心城区之一，人口密集且老龄化相对严重。因此本文着重研究了该区域内 和 的复合污染特征，为进一步改善上海市虹口区空气质量、保证人民群众生命健康安全提供重要参考。DOI:10.16663/ki.lskj.2022.24.049姚萃：上海市虹口区 和复合污染特征分析环境与安全 和复 合 污 染 特 征 及 关 联 性分析 数据来源及评价标准本文相关浓度数据以及空气质量统计数据均来源于上海市环境监测中心虹口区空气自动监测站。根据 环境空气质量评价技术规范（试行）（）和 环境空气质量标准（），将 污染水
4、平划分为个等级：一级标准（清洁大气 ）、二级标准（轻度污染 ）和超标日（中 度污 染 ）；浓度采用日最大滑动平均值（）进行评价，将污染水平划分为个等级：一级标准（清洁大气 ）、二级标准（轻度污染 ）和超标日（中度污染 ）。和复合污染特征 年际变化特征 年，虹 口 区 空 气 污 染 超 标 日 中，和 作 为 首要污染物的天数 占 比 达 ，和 是虹口区空气环境中的主要污染物。图为 年 和各自年均浓度、超标天数和作为首要污染物天数的年度变化情况。从图中可以看出，年，年均浓度、超标天数和作为首要污染物天数基本均呈现逐年下降趋势。其中，年 平均浓度较 年下降了，作为首要污染物的天数较 年的 减少到
5、，年总体超标天数不足。这说明近年来上海市虹口区大气环境治理效果明显，切实改善了空气环境中细颗粒物污染情况。但是与 相比，的年均浓度和超标天数并没有明显的下降趋势，而且作为首要污染物的天数有缓慢上升趋势，在 年达到了近 ，远超同时期，这说明已成为继 之后影响虹口区环境空气质量的重要污染物，需要协同控制虹口区域内 和 复合污染。图 年 和各自年均浓度、超标天数和作为首要污染物天数的变化情况 月季变化特征图展示了 年 和的月季变化情况。由图可知，在 月份至次年月份浓度较高，季节上表现为冬春高、秋夏低的分布特征。这可能是因为总体而言，虹口区夏季相对于冬季，雨水较多，空气相对湿度较高，由于表面附着的水分
6、含量增加而增重，逐渐发生沉降，从而使 浓度下降。与 具有相反的季节趋势，具体表现为春夏高、秋冬低，在月份浓度较高。这可能是由于虹口区夏季温度较高，太阳辐射强度较高且光照时长较长，使大气光化学氧化能力升高，从而导致 污染严重。对比图中虹口区同一年中 和 的月均浓度数据可以发现，二者之间不是简单的线性关系。和 空气污染形成的原因非常复杂。这两种重要的污染物虽然具有不同的形成机制，但它们之间的相互作用导致了密切的关联性。具有复杂的物理和化学性质，这可能影响 的产生和消耗，而与大气氧化能力息息相关，因此也会影响二次 的形成 。因此有必要分析虹口区 和复合污染潜在的关联性，这对协调控制虹口区区域内复杂的
7、大气污染环境具有重要意义。和 污染关联性分析 同源性分析挥发性有机物（）和氮氧化物（）生成。形 成 机 理 非 常 复 杂，来 源 十 分 广 泛。分为一次气溶胶和二次气溶胶。二次气溶胶又包括了二次有机气溶胶和二次无机气溶胶。日常生活中人为排放的以及动植物释放的 导致大量二次有机气溶胶的生成，使大气中 总体浓度上升，。同时通过均相和非均相反应，大气中的 可以被氧化为，从而参与了二次无机气溶胶的 年 月绿 色 科 技（）第 期形成；和促进生成。一般情况下，光解生成 自由基，会与 反应生成。则 与 自 由 基 发 生 反 应，转 化 形 成 于 自由基，会与 发生反应。但在对流层中，主要依靠与 反
8、应消除，所以 间接导致了大气中 的积累，。因此，和 是 和 的共同前体物质。虹口区域内的工业废气、餐饮油烟、汽车尾气、汽修喷涂和非道路移动器械等 不 同 程 度 排 放 出 和，这 些 加 剧 了 和 的复合污染。图 年 和 月季变化情况 相关性分析通过分析 年虹口区整体 和 的浓度数据发现，和不存在明显线性关系。然而，图反映出 和 在不同月份和季节表现出不同甚至相反的相关性，冬季呈现出负相关性，夏季呈现出正相关性。这可能是因为冬季 多作为首要污染物，浓度较高，影响生成；而夏季多作为首要污染物，影响 生成。因此，图利用 软件对 年 和 分别作为首要污染物时期内的相关性进行分析，揭示其内在作用机
9、制。图（）为 年作为首要污染物时期内 和 的相关性。和 分别通过了 和 相关性分析，相关性系数分别为 和 （均通过 显著性检验），呈现出显著性正相关。这可能是因为该时期内浓度较高，大 气 氧 化 能 力 较 强，强 大 的 大 气 氧 化 性 促 进 和 氧化生成二次有机和无机气溶胶，二次气 溶 胶 的 增 加 最 终 导 致 了 和的 正相关，。图（）为 年 作为首要污染物时期内 和 的相关性。和 分别通过了 和 相关性分析，相关性系数分别为 和 （均通过 显著性检验），呈现出显著性负相关。这可能是两方面原因导致的。一方面，该时期内 浓度较高，细颗粒物可以直接散射或吸收太阳辐射间接改变云的光
10、学性质，从而整体降低了入射太阳辐射的光化学通量，这样光解速率降低抑制了周边的光解反应，最终减少 的产生；另一方面，过量 不利于 的生成，如果 浓度水姚萃：上海市虹口区 和复合污染特征分析环境与安全平高，的产生会被抑制。“、”反应，通常称为 滴定反应，这是一种重要的 去除过程，与污染源释放的 有关，。利用 软件对 年 作为首要污染物时期内的 日均浓度与 日均浓度进行相关性分析，结果通过 和 测试，相关性系数分别为 和 （均通过 显著性检验），呈现出显著性负相关，这与分析原因一致。图 年 和 分别作为首要污染物时期内的相关性 和协同防控建议通过以上分析可以发现，上海市虹口区 和复合污染受到气象因素
11、和前体排放物的影响，而人为控制气象因素较难，所以虹口区 和 协同防控的关键是实现前体物质 和 的协同减排。完善 和 监测体系要实现虹口区 和 的协同减排，必须明确该区域内 和 的种类、来源、以及时空分布特征等，以此有针对性的因地减排。应当完善和 长期监控机制，提升监测覆盖的范围，加强线上监测平台构建，从空气污染的实际情况出发，分别制定不同污染水平下的减排措施，。提高 和污染控制针对性由于 和 生成机制复杂，两者相互联系又相互区别。单一降低其中一方污染，很有可能引起另一方污染的加重，这也是当前 和协同防控面临的挑战。相关研究表明 和对和 减排的敏感度不同，不同 和 的减排比例对于改善 和 复合污
12、染的效果大不相同，。虹口区应当探索本区域内和 最佳减排比例，以此制定短期及中长期 和 协同防控方案。结论本文通过对上海市虹口区空气自动监测站 年 和 数据进行分析，得到主要结论如下。（）年，年均浓度、超标天数和作为首要污染物天数总体呈下降趋势。在 月至次年月浓度相对较高，季节上表现为冬春高、秋夏低；的年均浓度和超标天数没有明显的下降趋势，作为首要污染物的天数有缓慢上升趋势。在月份浓度相对较高，与 具有相反的季节趋势，具体表现为春夏高、秋冬低。（）虹口区 和污染具有关联性，二者存在相同的前体物质 和 。复杂的反应机制导致 和的相关性并非简单线性相关。作为首要污染物时期内，二者之间显著正相关；作为
13、首要污染物时期内，二者之间显著负相关。（）虹口区 和复合污染协同防控的关键是实现前体物质和 的协同减排。参考文献：黄志炯，沙青娥，朱曼妮，等我国 和臭氧污染前体物排放源清单的现状与质量评估科学通报，（）：，：，：，：，：，：，（下转第 页）年 月绿 色 科 技（）第 期经济研究，（）：阎坤 年来大气中二氧化碳浓度数据的趋势方程研究地球物理学进展，（）：方精云，郭兆迪，朴世龙，等 年中国陆地植被碳汇的估算中国科学（辑：地球科学），（）：吕洪刚，王海燕，姜亦飞，等西沙大气二氧化碳浓度变化特征研究海洋学报，（）：武鸣，范秋云长沙城区大气中二氧化碳浓度变化及与其他污染物相关性分析 四川环境，（）：周蕾
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16、中的实践应用研究 山东煤炭科技，（）：刘育滨，赵刘强，和景福二氧化碳回收技术应用山西冶金，（）：姚青，孙玫玲 年天津城区地面 和 的季节变化与相关性分析 环境化学，（）：贾超，袁涵，杨晟，等基于秩相关系数的区间数型水质量评价模型及其应用水力发电，（）：，贾晓芬，郭永存，黄友锐，等基于斯皮尔曼等级相关性的彩色图像椒盐噪点检测算法 中国科学技术大学学报，（）：张大海，杨宇辰，刘艳梅，等 基于 与 相关系数的混合直流线路纵联保护方法 电力系统保护与控制，（）：王长科，王思跃，刘广仁 北京城市大气 浓度变化特征及影响因素环境科学，（）：王平 南通市温室气体排放估算 中国环境监测，（）：王云霞中国城市温室气体排放影响因素分析：以苏州市为例 中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷），北京：中国环境科学出版社，：檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶 （上接第 页）戴海夏，安静宇，黄成，等 长江三角洲区域大气 和臭氧污染协同控制路径科学通报，（）：，：康平，侯静雯，冯浩鹏，等成都市 和复合污染特征及相互作用研究环境科学学报，（）：张涵，
