2013～2020年北京大气PM2.5和O3污染演变态势与典型过程特征

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

来源：科学通报, 2022, 67(18): 1995-2007.

• PM2.5
• O3
• 大气污染
• 气象条件
• 气态前体物
• 颗粒物化学组成

细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)是我国当前最受关注的两种大气污染物,影响空气质量并危害人体健康.本文以2013～2020年北京大气污染物浓度水平和气象数据为基础,揭示PM2.5与O3污染的逐年变化特征及典型污染过程的“发生-发展-消除”规律.研究表明, PM2.5污染过程的发生频次、持续时间、峰值浓度均逐年下降;相比之下, O3污染过程的年际变化趋势不明显,在历年的5～7月中大约1/3时间处于O3污染过程;且在2018年, O3超标天数首次超过PM2.5超标天数,暗示O3可能正在取代PM2.5成为北京空气质量超标的主要污染物.通过剖析3次PM2.5污染过程、3次O3污染过程、3次PM2.5与O3双污染过程,发现PM2.5爆发时和O3爆发前对应着高氮氧化物(NOx)浓度. PM2.5超标天多发生在冬季及其前后,且一个污染过程持续时间较长, PM2.5浓度变化呈现横跨多天的山峰型或阶梯型;而O3超标天多发生在夏季及其前后, O3浓度呈现明显的日变化规律,即日间高夜间低;当O3污染持续时间较长时,可能发展成O3与PM2.5双超标,此时两种污染物的浓度会在时间序列上呈现一定的峰谷交替现象,且与温湿度的昼夜变化规律较为吻合.本研究结果可为相关部门明晰与协同控制PM2.5和O3提供一定的理论依据,在现阶段大气污染防治已取得长足进展的基础之上,进一步提升空气质量.

• 单位
  中国环境监测总站; 北京大学; 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