2015-2022年我国华北地区冬季PM2.5-O3复合污染及特征分析

摘要：

以往关于大气PM2.5-O3 复合污染的研究主要集中在夏季,尚较缺乏对严峻的冬季复合污染问题的关注,为了解冬季大气PM2.5-O3 复合污染过程,该文基于 2015-2022 年冬季(1-2 月)空气质量地面监测、气象数据等资料,结合统计方法分析了我国华北地区冬季大气PM2.5-O3 复合污染的特征及驱动因素.结果表明:2015-2022 年冬季,我国南方主要城市复合污染天数呈显著下降趋势(-0.8～-0.2 d/a),这与我国采取一系列措施降低了PM2.5 浓度有关;但在我国北方地区,特别是华北地区冬季大气PM2.5-O3 复合污染天数却呈现显著的上升趋势(0.2～0.7 d/a).针对华北地区较为严峻的复合污染形势,挑选出 19 d区域性的复合污染天进行重点分析.在气象因素方面,复合污染发生时华北上空 500 hPa高空存在反气旋环流异常、850 hPa高空存在偏南风异常,地面午后(10:00-18:00)平均温度(0.43～5.27℃)偏高、平均风速(-4.19～-0.22 m/s)偏小.在化学过程方面,冬季华北地区发生复合污染的城市观测站点中PM2.5 与O3 浓度之间呈显著正相关(R=0.45,P<0.05),而在非复合污染的城市观测站点则表现为负相关(R=-0.68,P<0.05).进一步对比华北地区复合污染城市观测站点与非复合污染城市观测站点Ox(Ox=NO2+O3)和NO2 浓度的拟合斜率(分别为 0.62、0.55)、PM2.5 与CO浓度的比值(分别为 0.07、0.06)以及Ox的浓度(平均值分别为 124.40、113.47 μg/m3),定性地表明了华北地区冬季O3 浓度的升高与活跃的光化学反应有关,同时较高的O3 浓度也可能导致了更多的二次PM2.5 生成.研究显示,我国华北地区复合污染呈现加剧的态势且往往伴随着活跃的光化学反应,亟需进一步深入研究厘清复合污染发生时的大气化学过程.

关键词：PM2.5-O3协同控制、冬季O3、PM2.5、华北地区、气象因素、化学过程

所属期刊栏目：36

分类号：X51(大气污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金No.42205114

在线出版日期：2023-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1061-1071