2013~2020年天津市PM_2.5-O₃污染变化趋势和影响因素分析

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：肖致美,李亚菲,高璟赟,李鹏,蔡子颖,郑乃源,张裕芬,戢运峰

单位：天津市生态环境监测中心, 天津 300191,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300071,天津市生态环境监测中心, 天津 300191,天津市生态环境监测中心, 天津 300191,天津市环境气象中心, 天津 300074,天津市生态环境监测中心, 天津 300191,南开大学环境科学与工程学院, 国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室, 天津 300071,天津市生态环境监测中心, 天津 300191

摘要：基于2013~2020年高时空分辨率的PM_2.5和O₃在线监测数据以及气象观测数据,利用KZ(Kolmogorov-Zurbenko)滤波耦合逐步回归等技术,对天津市PM_2.5和O₃浓度变化趋势、相互关系和影响因素进行了分析.结果表明,与2013年相比,2020年天津市PM_2.5浓度下降50.0%,O₃浓度上升25.8%.从月际变化来看,与2013~2017年相比,2018~2020年天津市PM_2.5浓度月际间差异逐渐缩小,O₃浓度从4月开始出现明显上升,污染发生时间节点提前.O₃与PM_2.5的相关性呈现明显的季节性分布特征,冬季整体呈负相关,夏季正相关且相关性比其他季节高.不同季节O₃与PM_2.5之间的拟合斜率与相关性系数整体呈正比例关系,拟合斜率与相关性系数的比值逐年升高说明PM_2.5对O₃生成的抑制作用逐年降低.2013~2020年,天津市PM_2.5浓度时间序列的长期分量呈显著下降趋势,其中污染源减排起主导作用,气象因素对PM_2.5长期分量的贡献在-3~6μg ·m-3.PM_2.5/CO与NO₂/SO₂之间关系由2013~2017年间的负相关转变为2018~2020年正相关,说明受减排的影响,NO_x对PM_2.5中二次组分形成的贡献潜势逐渐增加,PM_2.5中主要二次组分由硫酸盐逐渐转向硝酸盐.2013~2020年天津市O₃浓度时间序列的长期分量整体表现为上升趋势,前体物排放对O₃长期分量的贡献在2013~2018年上升,2019年后开始降低; 气象因素对O₃长期分量的贡献呈现明显的阶段性变化特点,2013~2016年下降,2016~2020年上升.与2013~2015年相比,2016~2020年夏季典型时段(11:00~16:00)O₃-NO₂间的拟合曲线向NO₂低值方向偏移,反映出该时段NO_x的减排取得一定效果,2019~2020年的拟合曲线整体下移,说明近两年NO_x和VOCs减排效果较明显,对降低O₃有重要作用.

关键词：天津,PM2.5,臭氧(O3),变化趋势,影响因素,