20世纪90年代以来粤港澳大湾区臭氧污染研究进展_范绍佳.pdf

第 43 卷第 1 期2023 年 1 月Vol.43，No.1Jan.，2023环境科学学报Acta Scientiae Circumstantiae20世纪90年代以来粤港澳大湾区臭氧污染研究进展范绍佳1，2，*，王海潮1，2，*，卢骁1，2，何国文1，2，曹天慧1，21.中山大学大气科学学院，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），珠海 5190822.广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站，广州 510275摘要：粤港澳大湾区是我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一，在国家发展大局中具有重要战略地位.20世纪90年代以来，粤港澳三地政府在空气质量监测、空气污染治理方面做了大量工作，粤港澳大湾区颗粒物浓度持续下降，但臭氧浓度快速增长，臭氧已成为粤港澳大湾区首要污染物.为深化粤港澳大湾区臭氧污染研究及臭氧污染防控，本文综述了粤港澳大湾区20世纪90年代以来臭氧污染观测研究的主要 进展，回顾了臭氧监测网络建立、臭氧浓度水平及其时空变化特征、臭氧生成和污染输送的气象过程、区域臭氧来源解释等方面的研究发现，提出新时期粤港澳大湾区臭氧研究的建议.关键词：粤港澳大湾区；臭氧污染；气象影响；来源解释；研究进展文章编号：0253-2468（2023）01-0001-18 中图分类号：X51 文献标识码：AProgresses on ozone pollution in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area since 1990sFAN Shaojia1，2，*，WANG Haichao1，2，*，LU Xiao1，2，HE Guowen1，2，CAO Tianhui1，21.School of Atmospheric Sciences，Sun Yat-sen University，and Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory（Zhuhai），Zhuhai 5190822.Guangdong Provincial Observation and Research Station for Climate Environment and Air Quality Change in the Pearl River Estuary，Guangzhou 510275Abstract：As one of the most open and economically dynamic regions in China，the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（GBA）plays an important role in the national development.Since the 1990s，the government have made great efforts in establishing the air pollutants monitoring network and improving the air quality.The rapidly mitigation of particulate matter（PM2.5）pollution in this region was confirmed by the continuous monitoring data，while the ozone have been increasing fast and has become the primary air pollutant in the GBA now.In order to further deepen the understanding of surface ozone pollution in the GBA，this review summarizes the main progresses on the studies of ozone pollution basing on monitoring network data since the 1990s.We mainly focus on the following issues，including the history of ozone monitoring network establishment，the ozone levels，the variation characteristics of ozone spatiotemporal distribution，meteorological factors driven for surface ozone pollution and transportation，and the source apportionment.At last，some suggestions on future ozone research in the GBA are proposed.Keywords：Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area；ozone pollution；meteorological influences；source apportionment；review1引言（Introduction）对流层臭氧（O3）主要由氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）在太阳光照射下发生复杂大气物理化学过程生成，属于典型的二次污染物，是造成区域大气复合污染的重要因素之一.臭氧也是一种温室气体，不仅影响气候变化，同时会改变大气氧化能力、影响局地空气质量，有害人类健康与植物生长（中国环境 DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0454范绍佳，王海潮，卢骁，等.2023.20世纪90年代以来粤港澳大湾区臭氧污染研究进展 J.环境科学学报，43（1）：1-18FAN Shaojia，WANG Haichao，LU Xiao，et al.2023.Progresses on ozone pollution in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area since 1990sJ.Acta Scientiae Circumstantiae，43（1）：1-18收稿日期：2022-10-14 修回日期：2022-11-29 录用日期：2022-12-05基金项目：广东省科技计划项目（科技创新平台类）（No.2019B121201002）；广东省重点领域研发计划项目（No.2020B1111360003）；广东省基础与应用基础研究重大项目（No.2020B0301030004）作者简介：范绍佳（1962），男，E-mail：；*责任作者，E-mail：；环境科学学报43 卷科学学会臭氧污染控制专业委员会，2020）.粤港澳大湾区（以下简称大湾区）由广东省的广州、深圳、珠海、佛山、惠州、东莞、中山、江门、肇庆9市和香港、澳门2个特别行政区组成.为提供准确的空气质量数据，协助粤港澳三地政府了解珠江三角洲区域的空气质量状况及污染问题，广东省环境监测中心和香港特别行政区环境保护署于20032005年联合构建 粤港珠江三角洲区域空气监控网络，2005年11月30日起每日向公众发布珠江三角洲区域空气质量监测结果，2014年9月网络优化扩展增加澳门测站并更名为粤港澳珠江三角洲区域空气监测网络.华南区域气象中心2003年开始建设大气成分观测业务站网，主站广州番禺大气成分站2004年开始观测.2019年2月中共中央、国务院印发 粤港澳大湾区发展规划纲要，2019年10月中山大学牵头建立了广东省野外科学观测研究站“环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站”，开展环珠江口湾区气候环境与空气质量变化的连续观测.臭氧污染问题非常复杂.发达工业化国家在近百年来分阶段出现且仍未解决的臭氧污染问题，在粤港澳大湾区近30年快速发展过程中也逐步凸显.根据 粤港澳珠江三角洲区域空气监测网络2021年监测结果 报告，与2006年监测结果相比，2021年监测网络测得的SO2、NO2、PM10的年平均值分别下降了84%、40%、45%，但O3年平均值上升了34%，变化趋势曲线见图1a.20172021年广东省生态环境厅发布的年度环境状况公报（http：/）表明，5 年期间珠三角 9 市首要污染物主要为 O3，且占比逐年上升，分别为46.5%（2017年）、55.5%（2018年）、60.7%（2019年）、66.8%（2020年）和71.4%（2021年）.20172021年珠三角9市首要污染物占比如图1b所示.粤港澳大湾区臭氧污染形势严峻（Wang et al.，2019；Yang et al.，2019a；赵伟等，2021；Li et al.，2022b），已成为大湾区对标美国旧金山湾区、纽约湾区、日本东京湾区等国际先进大湾区的焦点问题之一.2017年 以来已有多篇针对全球和全国尺度臭氧污染相关研究综述（Wang et al.，2017；2022b；Fu et al.，2019；Lu et al.，2019a；Xu，2021）.其中，Wang等（2017）总结了臭氧浓度、气象条件和化学前体物对臭氧的影响以及臭氧对作物和人体健康的危害.Lu等（2019a）从日变化、季节变化和年际变化的角度总结了臭氧化学生成敏感区的时空特征.Lu 等（2019b）从自然源、化学和输送的角度总结了气象和气候对对流层臭氧的影响.Fu 等（2019）总结了对流层臭氧的年际和年代际变化规律以及相关的化学-气候相互作用.Xu（2021）利用最新的研究总结了臭氧浓度水平及时空分布特征、描述臭氧污染的指标以及臭氧对人体健康、农作物和树木的危害.Wang等（2022b）总结了影响臭氧的气象和化学驱动因素、臭氧对新冠疫情封城期间人类活动减排的响应、图120062021年粤港澳大湾区环境空气质量变化趋势（a.20062021年监测网络污染物浓度年平均值趋势变化（数据引自粤港澳珠江三角洲区域空气监测网络2021年监测结果报告），b.20172021年珠三角9市首要污染物占比（数据引自广东省生态环境厅发布的 年度环境状况公报）Fig.1Change trend of ambient air quality in Guangdong Hong Kong Macao Greater Bay Area from 2006 to 2021（a.Annual average variation of air pollutants in Monitoring Network from 2006 to 2021（Data from the Guangdong-Hong Kong-Macao Pearl River Delta Regional Air Quality Monitoring Network A Report of Monitoring Results in 2021），b.Proportion of primary pollutants in 9 cities of PRD from 2017 to 2021（Data from the report on the state of Guangdong provincial ecology and environment）21 期范绍佳等：20世纪90年代以来粤港澳大湾区臭氧污染研究进展最新的化学过程、臭氧对作物和其它植被的影响以及最新的政府干预措施.但这些综述还没有对粤港澳 大湾区臭氧污染研究进行系统的梳理.因此，本文系统收集20世纪90年代以来粤港澳大湾区关于臭氧及其前体物的研究文献资料，综述粤港澳大湾区臭氧及其前体物的观测网络、臭氧的时空分布特征、气象因素对臭氧污染的影响、臭氧的过程分析及来源贡献研究主要成果，提出粤港澳