TROPOMI和地面监测的京津冀臭氧前体物及生成敏感性分析

来源：中国环境科学杂志2025年第12期北京时间：

作者：王新辉, 沈秀娥, 姜磊, 张健, 孙爽, 李磊, 宋小可

单位：1. 北京市生态环境监测中心, 北京 100048;2. 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室, 北京 100048

摘要：基于TROPOMI卫星遥感数据与地面监测数据,分析了京津冀2019至2023年O3及其前体物HCHO、NO2的时空变化特征及相关关系,进一步探讨了O3生成敏感性、O3-NOx-VOCs控制区的演变趋势及影响因素.结果表明:京津冀O3浓度整体呈南高北低、先降后升的时空分布特征,污染天数下降约30%;O3浓度与气温呈显著正相关(Pearson系数r=0.85,P<0.001).HCHO与NO2柱浓度高值区集中在京津廊/京津唐及石家庄-邯郸-邢台城市群,研究期间HCHO柱浓度下降约3%.NO2柱浓度下降约12%.HCHO受气温影响明显,NO2则主要受人类活动驱动.基于5~9月臭氧污染高发季(OPHF)的逐日数据,O3浓度与HCHO、NO2柱浓度的非线性关系符合O3-NOx-VOCs化学反应机制模型,京津冀整体O3浓度在HCHO/NO2柱浓度比(FNR)为4.0时达到峰值,过渡状态对应的FNR范围为3.2~4.9;年度O3浓度峰值时对应FNR呈下降趋势.不同城市, O3浓度与FNR拟合曲线存在差异,但相关系数均高于0.65.2019~2023年OPHF季O3-NOx-VOCs控制区总体由协同控制区向VOCs控制区转变,VOCs控制区面积增长约23%,表明未来降低O3浓度应重点关注VOCs减排.臭氧生成敏感性受人类活动影响明显,FNR与NO2、CO、HCHO柱浓度的相关系数分别为-0.86、-0.67、0.14(P<0.001).气象因素中气温和湿度对FNR影响显著,其相关系数分别为0.88和0.41(p<0.001).

关键词：臭氧生成敏感性,HCHO,NO2,京津冀,TROPOMI

基金资助：北京市科技计划(Z231100003823018)