2015-2020年湖北省PM_(2.5)和臭氧复合污染特征演变分析

摘要

为揭示湖北省PM_(2.5)和臭氧(O_(3))复合污染演变特征,基于湖北省17个地市的空气质量国控点和武汉市大气超级站组分监测数据,全面分析湖北省17个地市2015—2020年PM_(2.5)和O_(3)的时空变化特征及相关关系,探讨PM_(2.5)和O_(3)协同效应的成因机理.结果表明:①2015—2020年,湖北省PM_(2.5)显著改善,平均降幅为4.7μg/(m^(3)·a),但冬季负荷仍较高,主要集中于中部地区;O_(3)污染凸显,平均增幅为3.8μg/(m^(3)·a),污染集中在4—10月的暖季,东部地区最严重,近两年超标天数已与PM_(2.5)相当.②湖北省PM_(2.5)和O_(3)关联日趋密切,协同效应显著,日评价指标显示夏季二者呈显著正相关(相关系数为0.57),近两年当PM_(2.5)浓度≤50μg/m^(3)时,相关系数高达0.63;冬季PM_(2.5)浓度与Ox(O_(3)+NO_(2))浓度呈正相关,尤其2020年东部城市二者相关性高达0.46,显示大气氧化性对PM_(2.5)二次污染的重要性.③以武汉市为例,归纳PM_(2.5)和O_(3)复合污染的成因,暖季低PM_(2.5)背景下,高温、中等湿度和弱风速的气象条件以及VOCs和NO_(x)等前体物的高浓度排放,使得受VOCs主控的光化学反应加剧,易造成O_(3)污染,从而加强PM_(2.5)二次生成;冬季高的大气氧化性,叠加不利气象条件,促进颗粒物的二次生成,导致重污染时PM_(2.5)组分以硝酸盐等二次无机组分为主.研究显示,湖北省PM_(2.5)和O_(3)协同控制重点为,在保持现有NO_(x)控制力度基础上强化VOCs控制,遏制暖季和东部区域O_(3)浓度上升,加强冬季和中部PM_(2.5)治理.