山东省环境空气中PM2.5与O3的复合污染特征与时空变化趋势
张淼1,丁椿2,孟赫3,高健4,李彦1,王桂霞1,林晶晶1,许杨1
1. 山东省生态环境监测中心，山东 济南 250101
2. 中科三清科技有限公司，北京 100029
3. 山东省青岛生态环境监测中心，山东 青岛 266003
4. 中国环境科学研究院，北京 100012
山东省PM2.5-O3复合污染特征突出，空间差异性明显，本文基于2016—2020年国控和省控环境空气自动监测站监测数据以及同期各气象代表站气象监测数据，分析PM2.5和O3时空分布的变化特征，初步探究其与气象因子及前体物的关系.
结果表明：
①2016—2020年山东省空气质量逐步改善，优良天数比例上升了7.1%，重污染天数比例下降了3.5%. 除O3年评价值上升9.6%以外，SO2、PM10、PM2.5、CO和NO2的浓度均下降，降幅依次为61.3%、29.8%、28.6%、26.3%和11.4%. 各市PM2.5年评价值均下降(范围为18.4%~34.9%)；除德州市外，其他15市O3年评价值均上升，滨州市的升幅(30.8%)最大. 1月PM2.5平均浓度最高，呈现先下降后上升的年变化趋势，6月O3平均浓度最高，且逐年上升. ②山东省PM2.5和O3均呈现内陆地区高于沿海地区的分布特征，PM2.5浓度在西部内陆地区较高，O3浓度在中北部内陆地区较高，PM2.5-O3复合污染特征在中西部地区较明显. 统计期间共计出现PM2.5-O3复合污染日224 d，分布在2—11月，出现天数逐年减少. ③为探究PM2.5-O3复合污染的影响因素及气象特征，进行相关性分析及气象因子阈值筛查，结果表明，PM2.5日均浓度和O3_8 h (臭氧日最大8小时滑动平均值)与其主要前体物和气象因子均呈现相反的相关关系，且对不同因子的响应有一定区域性差异. 当气温为14.9~24.1 ℃、相对湿度为55.5%~75.1%、风速为0.6~2.9 m/s、气压为992.8~1 018.8 hPa时PM2.5-O3复合污染易于发生，该条件下大部分城市的气温、相对湿度和气压平均值介于PM2.5和O3污染单独发生时的对应因子平均值，但平均风速小于PM2.5和O3污染单独发生的平均风速. 研究显示，“十三五”期间山东省PM2.5浓度波动下降，O3浓度波动上升，二者的协同关系日趋明显，气象因素对PM2.5和O3的生成和累积有一定影响.