近期南京臭氧超标原因分析(答读者问)

6月2日为背景场同步型。南京、滁州、马鞍山O₃-8h均超过220 μg/m³，PM2.5也偏高；南京风速1.5 m/s、滁州1.5 m/s、马鞍山1.5 m/s，均偏低，水平输送不强，但低风速促进区域滞留。风向上，滁州为西北，南京为东南，马鞍山为西西南，点位间并不支持单一方向长距离输送，因此该日更应解释为区域共同积累叠加近邻交换，而非某一城市单向输入南京。

6月4日为北向扰动下的平原承接型。南京风向北西北，滁州和马鞍山为北，扬州O₃-8h升至205 μg/m³，为四点最高。风速约1.8—1.9 m/s，输送能力中等偏弱，但边界层在扬州达到737 m，利于平原侧混合和臭氧生成。扬州更像东北平原通道的承接/二次转化端，南京和滁州则处于背景高值与前体物补给交汇区。

6月5—8日为扩散清除型。东到东东南气流背景下，风速普遍升高，南京、滁州、马鞍山PM2.5快速下降，O₃-8h低于阈值。此阶段通道作用以稀释和外排为主，南京不再表现为稳定受体，而是与周边共同进入区域清洁背景。

6月10—11日为西南—沿江再生与多通道同步型。南京6月10—11日风向为南西南，马鞍山为南西南至南，滁州为西西南，四点O₃-8h同步升高。马鞍山位于南京西南沿江方向，距离近，且6月10日马鞍山O₃-8h为184 μg/m³，高于南京171 μg/m³；6月11日马鞍山、扬州均达204 μg/m³，滁州205 μg/m³，南京191 μg/m³。该阶段核心不是单向“马鞍山输送南京”，而是沿江西南通道提供前体物和臭氧高值背景，南京及东北区域侧共同承接并再生成。由于风速仅1—2 m/s，长距离输送证据有限，结论应限定为近邻交换和区域同步再生占主导。

本周期区域通道图式可概括为：低层前体物蓄水池—午后臭氧释放—沿江和平原通道再分配。

从监测数据对照GB 3095—2026二级过渡期二级参考看，6月1日至6月11日期间，南京O₃日最大8小时均值共有5天高于参考水平，分别为6月2日、6月3日、6月4日、6月10日和6月11日；6月1日处于接近但未突破状态，6月5日至9日总体低于参考水平，其中6月8日为阶段低谷。若从5月31日一并观察，5月31日也为接近参考水平但未突破。也就是说，6月以来南京臭氧已出现5个超标日，且过程呈“两段式”：第一段集中在6月2日至4日，第二段出现在6月10日至11日。

第一段超标的成因具有明显的前体物累积和光化学爆发特征。6月1日NO₂较前日上升约42.9%，BLH下降约18.0%，表明近地层扩散转差，NOx等臭氧前体物在城市冠层内积累。到6月2日，O₃-8h较前日上升约50.7%，PM2.5同步上升约76.3%，NO₂继续上升约23.3%，说明臭氧并非孤立升高，而是在前体物充足、辐射增强、氧化性提高的背景下与二次颗粒物共同增强。该日不仅O₃高于参考水平，PM2.5也达到偏高状态，是本时段最典型的复合污染日。

6月3日至4日臭氧仍维持超标，原因在于前一日强氧化过程之后，O₃及其前体物体系没有被降水或强冷空气彻底清除。6月3日O₃-8h虽较6月2日下降约29.7%，但仍处于参考水平以上；6月4日又较前日回升约9.9%。这说明第一轮过程不是单日尖峰，而是由区域背景、残余层臭氧、NOx和VOCs持续供给共同维持的多日过程。南京位于长江下游沿江城市带，O₃可以在较深边界层和残余层中保留并再混合，导致即便近地面NO₂有所下降，午后O₃仍可维持较高。

第二段超标出现在6月10日至11日，其成因与第一段相比更偏向臭氧主导。6月8日O₃-8h出现明显低谷，NO₂/O₃升至约1.07，反映NO滴定和光化学受抑；但当日晚间至6月9日清晨，PM2.5、NO₂、CO和SO₂相对同步抬升，显示近地层稳定和本地排放累积。6月9日PM2.5较前日上升约91.3%，O₃-8h也回升约73.8%，表明污染体系正在由夜间累积向日间氧化转换。到6月10日，PM2.5下降约15.9%，但O₃-8h上升约51.3%，形成“颗粒物稀释、臭氧增强”的典型转换；6月11日O₃-8h继续上升约11.7%，且实时综合状态显示首要污染物为O₃，说明臭氧已成为主导污染物。

从标准达标情况看，6月5日至9日O₃-8h低于二级参考，其中6月5日至7日主要受较高BLH和扩散改善影响，6月8日则受NO滴定、光化学不足或云量湿度变化等因素共同影响出现低谷。6月9日虽然O₃较6月8日明显回升，但仍未突破参考水平，更多表现为由颗粒物累积向臭氧增强过渡。6月10日至11日重新超标，说明前期改善并未代表臭氧生成条件根本解除，而是气象和化学相态短暂切换后的再次增强。

造成6月以来南京臭氧超标的首要原因是初夏高温辐射背景下的光化学反应增强。臭氧不是直接排放物，而是NOx和VOCs在太阳辐射下发生一系列自由基反应形成。南京城市交通、工业燃烧、沿江产业活动和生活源共同提供NOx与VOCs，白天NO₂被快速光解，VOCs氧化产生过氧自由基，推动O₃连续生成。日内结构也支持这一判断：清晨NO₂较高，午后NO₂下降而O₃升高，夜间O₃被NO滴定后再进入次日循环。

第二个原因是边界层作用具有双重效应。对PM2.5而言，边界层抬升通常有利于稀释；但对O₃而言，较高BLH可能带来残余层臭氧向近地面补给，并削弱近地面NO滴定。6月11日BLH处于本阶段高位，O₃-8h仍继续升高，说明臭氧受垂直混合和区域背景影响明显。也就是说，不能把高BLH简单理解为空气质量改善，至少对臭氧而言，高BLH在晴热条件下可能放大午后峰值。

第三个原因是南京的地理和城市空间结构有利于臭氧区域叠加。南京低海拔沿江通道开阔，周边丘陵起伏又会在弱风夜间加强局地滞留。沿江产业带、交通走廊和人口活动高强度区为前体物提供持续来源；白天随着边界层发展，这些前体物在更大混合层内发生氧化，形成区域性O₃累积。O₃寿命相对较长，容易跨城市输送并在残余层保存，因此6月2日和6月10日至11日的臭氧超标不能仅解释为本地即时排放增强，更应理解为本地排放、区域背景和气象扩散条件耦合后的结果。

第四个原因是降水清除缺位。6月1日至11日没有出现有效降水过程，缺少对颗粒物、可溶性前体物和部分反应中间体的湿清除，也缺少云雨过程对太阳辐射的持续削弱。因此，即使6月5日至8日臭氧阶段性降低，前体物体系和区域背景仍可在晴热条件恢复后迅速再激活。6月10日至11日的再次超标正体现了这种再激活机制：夜间积累提供前体物，白天辐射和边界层发展触发臭氧生成。

从PM2.5与O₃协同关系看，6月以来南京并非单纯“颗粒物低、臭氧高”的线性关系。6月2日出现PM2.5和O₃同步偏高，说明强氧化环境可同时推动臭氧和二次颗粒物生成；6月10日则更接近颗粒物下降、臭氧上升的权衡结构。该差异提示，南京臭氧超标原因需要区分不同阶段：6月2日至4日更偏复合污染和区域氧化性增强，6月10日至11日更偏高温光化学、边界层夹卷和区域O₃背景叠加。

关键判断。 按GB 3095—2026二级过渡期日值参考，O₃日最大8小时均值二级限值为160 μg/m³。南京6月2日至11日期间，O₃-8h分别为229、161、177、133、135、132、65、113、171、191 μg/m³。因此，6月以来截至6月11日，南京已有5天臭氧超标，分别是6月2日、6月3日、6月4日、6月10日和6月11日；6月5—9日为达标，其中6月8日受降温和降水扰动影响，臭氧明显降低。若按占标率看，6月2日约为143%，6月3日约为101%，6月4日约为111%，6月10日约为107%，6月11日约为119%。这说明南京并非连续单调恶化，而是经历了“前期超标—中期达标—后期再超标”的阶段性过程。

证据链。 前期6月2—4日，南京臭氧超标与区域背景场同步偏高有关。6月2日南京O₃-8h为229 μg/m³，同时滁州223 μg/m³、马鞍山232 μg/m³、扬州187 μg/m³，四个方向点均超过160 μg/m³，说明臭氧污染不是南京单点孤立形成，而是南京都市圈近邻区域共同进入高臭氧背景。此时南京PM2.5也达到67 μg/m³，超过60 μg/m³参考值，NO₂为74 μg/m³，风速仅1.5 m/s，具备前体物累积和二次生成条件。6月3日虽然有降水且边界层高度降至492 m，但南京O₃-8h仍为161 μg/m³，刚超过阈值，说明前期臭氧背景和前体物库没有被小降水完全清除。6月4日南京O₃-8h回升至177 μg/m³，扬州达到205 μg/m³，提示北向扰动和平原承接区的二次生成仍在持续。

中期6月5—8日南京臭氧达标，主要是扩散和气象条件转好。6月5—7日南京风速升至3.2—4.3 m/s，边界层高度维持795—855 m，PM2.5降至21—27 μg/m³，O₃-8h降至132—135 μg/m³。6月8日最高气温降至24.2℃，并有降水扰动，O₃-8h进一步降至65 μg/m³。这表明臭氧降低并非单靠某项排放变化，而是风速增强、温度降低、光化学反应减弱和区域背景清洁共同作用。

后期6月10—11日再次超标，是典型的臭氧再生过程。南京6月10日O₃-8h为171 μg/m³，6月11日为191 μg/m³；同期滁州为172和205 μg/m³，扬州为166和204 μg/m³，马鞍山为184和204 μg/m³，区域同步性非常强。南京这两天最高气温达到32℃和33.8℃，湿度降至45.9%和40.8%，风速仅1.7—2.0 m/s，NO₂仍有51—61 μg/m³。也就是说，清晨和夜间前体物有条件累积，午后在高温、较强光化学反应和边界层混合作用下转化为臭氧。

机制解释。 南京6月以来臭氧超标的直接原因是O₃-8h超过160 μg/m³；深层原因则是区域输送、近邻交换和本地光化学转化叠加。前期的超标更偏“区域背景场同步抬升”：南京、滁州、马鞍山、扬州同时高值，低风速使污染物不易稀释，NO₂等前体物为臭氧生成提供基础。后期的超标更偏“雨后/降温后再生”：6月8日臭氧被压低，但6月9日PM2.5和NO₂已经回升，6月10—11日温度升高、湿度下降、降水停止后，光解速率恢复，自由基链反应增强，臭氧迅速反弹。

还需要注意PM2.5下降并不必然带来臭氧下降。6月10—11日PM2.5低于6月2日，但臭氧仍超标，这是因为颗粒物减少后遮光减弱，光化学生成效率恢复；同时低湿条件下降低了自由基被气溶胶表面损失的程度，形成臭氧“隐性反弹”。因此，南京臭氧问题不能简单归因于某一天本地排放增加，而应理解为前体物储备、气象窗口、边界层混合和区域通道共同触发。

管理与复核启示。 后续若南京再次出现最高气温超过32℃、湿度降至约40%—60%、风速低于2 m/s、NO₂中高位、周边滁州—马鞍山—扬州同步抬升的组合，应提前判定为臭氧超标风险窗口。复核时不宜只看南京单点，还应同步检查西北皖东方向、东北苏中平原方向和西南沿江方向的O₃-8h、NO₂、PM2.5、边界层和风向变化。若马鞍山、滁州或扬州午后臭氧先于或同步抬升，南京的超标风险将显著增加；若南京NO₂清晨偏高且午后湿度快速下降，则本地二次转化贡献也会增强。

因此，截至6月11日，南京6月以来臭氧超标天数为5天；主要原因不是单一排放源或单一输送方向，而是区域背景高值、近邻通道交换、NO₂前体物储备、高温低湿低风速和午后光化学转化共同作用。