我国西部阿拉善沙漠是蒙古高原戈壁大沙漠最南部分，包括巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和乌兰布和沙漠三大沙漠。近期，研究所辛金元团队与内蒙古自治区环境监测总站联合研究发现，阿拉善沙漠夏季背景臭氧浓度高达100 µg/m³（约60 ppb），显著高于全球绝大多数其他自然背景区域。特别是在沙尘暴爆发期间，阿拉善由西到东（额济纳到贺兰山）不同人类活动影响区域的臭氧浓度均稳定地维持在100 µg/m³，表明整个沙漠区域受高浓度臭氧控制。

图1. 阿拉善沙漠的地理位置和观测站点（黄色阴影区域为中国沙漠分布）

图2. 阿拉善沙尘暴过程、中国及全球夏季臭氧背景浓度分布

沙漠地区自然和人为排放弱，臭氧前体物NOx与VOCs含量极低，弱人类活动区域昼夜臭氧浓度变化范围60-180 µg/m³，稳定的高浓度臭氧来源不明。对于这一现象，研究人员提出了多种可能的解释。一方面，阿拉善沙漠海拔高、太阳辐射强、大气干燥、广阔均匀的低比热沙漠表面为臭氧生成提供了有利环境。另一方面，沙漠日间强烈的对流有助于高层臭氧向下输送，且近地面对臭氧的消耗与滴定作用弱。而在人类活动影响强烈的阿拉善工业园区，臭氧浓度水平与日变化特征与东部城市相似，昼夜臭氧浓度变化范围10-200 µg/m³，表明在强人类活动区域，臭氧污染更受控于局地前体物排放导致的大气化学过程。

图3. 阿拉善不同区域沙尘天气PM₁₀和O₃分布（色标代表的NO₂、温度和风速）

研究指出培育耐臭氧植被对西部荒漠生态恢复有重要的意义；此外，揭示在沙漠环境中，人类活动对局地大气环境仍产生着重大影响。未来，双方将继续探究沙漠地区高臭氧浓度的来源与生成机制。本研究由国家重点研发计划和内蒙古自治区科技项目联合资助。

文章信息：

Xinbing Ren, Fang Wang, Bayi Wu , Shaoting Zhang, Lei Zhang, Xingjun Zhou, Yuanzhe Ren, Yongjing Ma, Feng Hao, Yongli Tian, Jinyuan Xin*. High summer background O3 levels in the desert of northwest China, Journal of Environmental Sciences, 151, 516-528, 2025. https://doi.org/10.1016/j.jes.2024.04.015