我国城市大气PM2.5与O3浓度相关性的时空特征分析

作者：裘彦挺; 吴志军^*; 尚冬杰; 张子睿; 徐楠; 宗韬谋; 赵罡; 汤丽姿; 郭松; 王帅; 刀谞; 王晓斐; 唐桂刚^*; 胡敏

来源：科学通报, 2022, 67(18): 2008-2017.

• 细颗粒物
• 臭氧
• 大气污染
• 相关性分析

近些年,我国大气PM2.5的质量浓度显著降低, O3污染加剧.为了厘清PM2.5和O3浓度相关性的时空差异,本研究分析了我国城市大气PM2.5浓度与O3日最大8 h滑动平均值(MDA8 O3)和大气总氧化剂(Ox=O3+NO2)浓度之间的相关性. 2015年以来, PM2.5与O3双超标天数大幅下降,现阶段双超标情况主要发生在京津冀地区的4～5月.在40°N以南的地区, PM2.5与O3浓度的相关性呈现显著的“南高北低、夏高冬低”的时空分布规律.较强的正相关关系出现在中纬度京津冀地区的夏季以及低纬度的珠江三角洲地区,表明这些区域O3和PM2.5的浓度具有相同的变化趋势;而在京津冀地区的冬季,由于PM2.5中一次组分占比增高以及较弱的O3光化学生成, O3和PM2.5浓度具有相反的变化趋势.不同于PM2.5与MDA8 O3之间的关系, PM2.5与Ox在不同季节均表现出较好的正相关性,表明我国大气的强氧化性驱动了PM2.5中二次组分的生成.在O3超标的情况下(MDA8 O3>160μg/m3), PM2.5和O3浓度的相关性与PM2.5浓度有关,当PM2.5浓度低于50μg/m3时, O3与PM2.5浓度具有较好的正相关性,呈现同步变化趋势;当PM2.5浓度进一步增加时,二者浓度具有相反的变化趋势,说明更高浓度的PM2.5可能会抑制O3生成.

• 单位
  北京大学; 中国环境监测总站; 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室; 环境科学与工程学院