近年来，中国区域性臭氧(O₃)污染过程发生的强度和频率都有所增加。中国环境科学研究院大气所高健研究员团队以PM_2.5和O₃协同管控目标为指引，开展了区域性污染过程管控策略研究。本研究成果以“我国中东部地区一次区域性O₃污染过程中O₃生成敏感性的变化及其对管控策略的启示”为题，于2024年1月发表在环境科学和技术领域国际期刊《Environmental Science & Technology》。该研究得到了大气重污染成因与治理攻关二期项目（项目编号DQGG2021101）和国家自然科学基金(项目编号42075182)的资助。

第一作者：张玉洁 副研究员

通讯作者：高健 研究员

通讯单位：中国环境科学研究院

论文DOI：

https://doi.org/10.1021/acs.est.3c03884

文章亮点

1、首次开展了基于观测的38城市O₃生成敏感性同步逐日变化研究；

2、首次提出了基于O₃生成敏感性演变的我国中东部地区88城市同步开展的分阶段前体物减排的区域性臭氧污染过程管控策略。

文章摘要

本研究采用地面测量、基于观测的OBM模拟以及区域空气质量(WRF-CMAQ)模型相结合的方法，分析了2021年6月19日至30日发生在我国中东部地区88个城市的典型持续性区域O₃污染过程。

图1 2021年6月19日-30日中国中东部地区88城市MDA8O₃，最高日平均气温，最高平均风速和平均日降水量的空间分布。

通过逐日O₃生成敏感性的分析发现，92%的城市在污染开始时的O₃生成处于VOC控制区或过渡区，随着污染过程的发展，O₃生成对NOx的敏感性在逐渐增加，特别是在污染最严重的城市，O₃的生成最终转变成为NOx控制区。

图2 区域性污染过程中O₃生成敏感性逐日变化（6月19-24日为区域性O₃污染过程第一阶段，6月25-30日为第二阶段）。

典型城市前体物减排比例测算发现，污染过程的VOCs和NOx的最优减排比例为1:1，与该年整个夏季的减排比例2:1相比，污染过程应对阶段NOx减排量应适度提高。

图3 2021年6月19-30日区域性污染过程和夏季6-9月我国中东部地区O₃生成敏感区发生变化的典型城市的前体物减排比例比较。

基于最优减排比例和敏感性的5种减排情景模拟发现，采取分阶段前体物管控方案，在污染初期削减20%VOCs和10%NOx，污染后半程强化NOx控制（削减20%VOCs和20%NOx），即可实现O₃浓度降低10%的目标，且不会出现因过度削减NOx造成的局部地区O₃反弹。

图4 我国中东部地区区域性O₃污染过程中五种减排情景的减排效果比较。