【摘 要】
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随着我国对环境污染监管和治理的加强,以PM2.5污染为主雾霾天气逐步得到改善,让我们重见了蓝天白云,但在蓝天白云下,看不见的臭氧污染问题正日益严重,PM2.5污染治理带来的空气质量改善效应(如优良天数增加)正被O3污染的增加而抵消,这一现象引起了公众的关注。本研究利用石河子市2017-2021年的观测资料和2021年全年的VOCs离线监测数据分析了石河子市不同时间维度臭氧的变化特征、影响因素、潜在
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随着我国对环境污染监管和治理的加强,以PM2.5污染为主雾霾天气逐步得到改善,让我们重见了蓝天白云,但在蓝天白云下,看不见的臭氧污染问题正日益严重,PM2.5污染治理带来的空气质量改善效应(如优良天数增加)正被O3污染的增加而抵消,这一现象引起了公众的关注。本研究利用石河子市2017-2021年的观测资料和2021年全年的VOCs离线监测数据分析了石河子市不同时间维度臭氧的变化特征、影响因素、潜在源区,最后再结合ARIMA和随机森林模型对石河子市臭氧进行回归预测分析,得出以下主要结论:(1)石河子市2017年至2021年O3小时浓度年分布形由低值区域向中值区域转化,2019年之后臭氧浓度由下降转为上升趋势。O3最大8小时浓度从2017年至2020年下降幅度逐年减小,并且在2021年开始上升。O3浓度季节分布形在春季以中高值分布为主,夏季以高值分布,秋冬以低值分布为主,臭氧季节平均浓度夏季>春季>秋季>冬季。2020年臭氧浓度季节变化出现“N”型。O3浓度月变化均呈现出“单峰型”,O3浓度日变化呈现出“双峰型“的特征。应加强石河子市臭氧污染的关注和防治,特别是在夏季每日的上升和高位保持阶段(10-18点)。(2)石河子市温度、风速以的增加对O3生成有促进作用,而大气压和湿度的增加对O3的生成有抑制作用,北风有利于石河子市O3的生成。PM2.5和PM10对O3的生成有抑制作用,NOx、NO2、CO虽然表现出负相关,但对O3的影响在不同时间维度和不同时间段存在差异,需要具体分析。VOCs种类对OFP的贡献在居民区和轻工业主要以芳香烃类和烯烃类为主,其中采暖期以烯烃列为主,非采暖期以芳香烃类为主。在重工区对OFP的贡献各阶段均以烯烃类为主。应加强对气象因素的监测结合取控制部分常规污染物以及臭氧前体物的排放,特别是对于生活区和轻工业区烯烃类和芳香烃类物质以及重工业区烯烃类的排放,可达到减少石河子市臭氧的污染的目的。(3)石河子市全年主要受到来自西北气流的影响。一部分是起源塔城地区的高空短距离气流。另一部分是起源哈萨克斯坦的地区的高空中长距离气流,此外起源五家渠市低空短距离气流虽然占比较小,但是对石河子市臭氧的影响也不容忽视。石河子市全年WPSCF和WCWT分析得出,来自哈萨克斯坦的东北部以及我国西北地区为石河子市全年O3主要贡献源区。(4)ARIMA模型对石河子市O3的预测在大的时间按尺度范围和短期O3浓度预测表现良好,可应用于石河子市较大时间间隔的短期的O3浓度预报预警。随机森林模型对于小尺度时间范围以及中长期预测具有较好的准确性。可应用于石河子市较小时间间隔的长期O3浓度预报预警。ARIMA模型和随机森林模型,可用于石河子市不同时间范围和时间长度的预测,可根据本地臭氧防治要求,选择相应的预测预警模型。
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