（自然地理学专业论文）重庆主城区空气质量时空分布及其影响因素研究.pdf

目录 洲irllf lrrl rli ! i r h i y 18 8 2 7 7 6 摘要i a b s t r a c ，i i _ i i i 1 绪论1 1 1 选题背景1 1 2 国内外空气质量的研究现状2 2 重庆主城区概况4 2 1 自然地理概况4 2 2 社会经济概况4 3 资料来源与研究方法6 3 1 资料来源6 3 2 研究方法6 4 重庆主城区空气质量时间变化1 0 4 1 空气质量年变化1 0 4 2 空气质量季节变化1 3 4 3 空气质量月变化1 5 5 重庆主城区空气质量的空间分布2 3 5 1 空气质量年平均值的空间分布2 3 5 2 空气质量季平均值的空间分布2 4 5 3 空气质量月平均值的空间分布2 7 6 重庆主城区空气质量与其它省会城市的比较3 0 7 重庆主城区空气质量影响因素分析3 2 7 1 自然因素3 2 7 2 社会经济因素3 4 8 重庆主城区空气污染治理对策3 7 8 1 调整能源结构、推广清洁能源、进行清洁生产3 7 8 2 升级产业结构、调整产业布局3 7 8 3 改善城市道路结构，缓解交通拥堵3 8 8 4 控制扬尘污染3 9 8 5 加大主城区绿化面积3 9 8 6 继续严格控制主城区机动车尾气污染4 0 9 结论4 1 参考文献4 2 致谢4 4 i i 慨- r l - 公 两南大学硕十学伊论文摘要 重庆主城区空气质量时空分布及其影响因素研究 自然地理学专业硕士研究生孟小峰 指导老师徐刚教授 摘要 可吸入颗粒物( p m i o ) 、二氧化氮( n 0 2 ) 、二氧化硫( s 0 2 ) 的浓度以及空气污染 指数和综合污染指数的数值大小是衡量空气质量的重要指标。空气质量对人体的 健康有很大影响，因此，探索可吸入颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、空气污染指 数、综合污染指数的影响因素及其变化规律具有很重要的现实意义。 基于2 0 0 1 、2 0 0 5 、2 0 0 9 年重庆主城区n 0 2 ，s 0 2 和p m 的月浓度，2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城区n 0 2 ，s 0 2 和p m ，。浓度的年均值，2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城空气质量日 报( 不分区) ，2 0 1 0 年重庆主城区空气质量日报( 分区) ，全国省会城市不同年份空气 质量i 级天数对比分析，2 0 0 1 2 0 1 0 年空气质量级别分布比率，采用空气质量评价 方法、数理统计方法、g i s 空间分析方法，分析重庆主城区1 0 年来空气质量的年 际变化规律和年内季、月变化规律；绘制了重庆主城区空气污染指数的空间分布 图；确定重庆在全国省会城市空气质量排名中所处的位置。主要得出了以下规律 和结论： 2 0 0 1 2 0 1 0 年可吸入颗粒物( p m l o ) 、二氧化氮( n 0 2 ) 、二氧化硫( s 0 2 ) 的浓度 从整体上看大致成下降趋势。1 0 年来可吸入颗粒物的浓度一直高于国家二级标准 0 1m g m 3 的浓度限值，并且一直是重庆的首要污染物。二氧化氮的浓度比较低， 一直低于国家二级标准。二氧化硫的浓度呈下降趋势，但2 0 0 1 - 2 0 0 8 年一直高于 国家二级标准0 0 6m g m 3 的浓度限值，2 0 0 9 、2 0 1 0 低于国家二级标准。 2 0 0 1 - 2 0 1 0 年空气污染指数和空气综合污染指数在逐年的降低，满足优良的天 数越来越多，良好以上天数占全年比率越来越大，从2 0 0 1 年的5 6 7 增加到了2 0 1 0 年的8 5 2 。 从季度上看，第一季度空气质量比较差，第三季度的空气质量比较好。 从空间上看，大渡口区、渝中区、九龙坡区、沙坪坝区空气污染比较严重， 北碚区、渝北区的污染比较轻。 重庆与国内其它省会城市i 级天数占年度百分比相比较，重庆空气质量的排 名基本上处于中间位置，这既说明重庆市空气质量的保护与治理措施有待加强， 又说明重庆独特的自然地理环境对空气质量产生了影响。 k 铲 吨 两南大学硕十学伊论文 影响重庆空气质量的主 气候与气象因素、地形因素 交通、政策与污染控制措施 治理空气污染需调整能 市绿化面积、严格控制主城 关键词：空气污染指数 氮：重庆主城区 k - 两南大学硕十学伊论文 a b s t r a c t s p a t i a la n dt e m p o r a l d i s t r i b u t i o no fa i rq u a l i t ya n d i t si n f l u e n c i n gf a c t o r si nc h o n g q i n g p o s t g r a d u a t eo fm a j o ro fp h y s i c a lg e o g r a p h y ：m e n g x i a o f e n g s u p e r v i s i o n ：p r o f x ug a n g a b s t r a c t t h ec o n c e n t r a t i o no fp m t 0 、n 0 2 、s 0 2a n da i rp o l l u t i o ni n d e xa n da g g r e g a t i v e p o l l u t i o ni n d e xa r ei m p o r t a n ti n d e x e st om e a s u r ea i rq u a l i t y a i rq u a l i t yh a sg r e a t i n f l u e n c eo nh u m a nh e a l t h t h e r e f o r e ，e x p l o r i n gt h ei n f l u e n c ef a c t o r sa n dt h ec h a n g i n g l a w so f p m l o 、n 0 2 、s 0 2 、a i rp o l l u t i o ni n d e xh a sv e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e b a s e do n2 0 0 1 、2 0 0 5 、2 0 0 9m o n t hc o n c e n t r a t i o n so f p m l o 、n 0 2 、s 0 2i nc h o n g q i n g c i t y ，a n n u a lm e a n c o n c e n t r a t i o no fp m lo 、n 0 2 、s 0 2f r o m 2 0 0 1t o2 010 d a i l ya i rq u a l i t y ( n op a r t i t i o n ) f o r m 2 0 01 t o2 010 ，d a i l ya i rq u a l i t yi nc h o n g q i n gc i t y ( p a r t i t i o n ) ，t h e p e r c e n t a g eo fid a y sc o m p a r i s o n sw i t ho t h e rc a p i t a lc i t y ，t h er a t e so fa i rq u a l i t yl e v e l f o r m2 0 01t 0 2 010 7 t h r o u g ha s s e s s m e n tm e t h o d s ，m a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c s ，g i ss p a t i a l a n a l y s i sm e t h o d s ih a sc o n c l u d e dt h a tt h ey e a r 、s e a s o n 、m o n t h 、l a wo fa i rq u a l i t yi n c h o n g q i n gm a k e st h es p a t i a ld i s t r i b u t i o nf i g u r eo f a i rp o l l u t i o ni n d e x a tt h es a m et i m e ， t h i sp a p e rc o m p a r e st h ep e r c e n t a g eo fid a y sd u r i n g2 0 0 6t o2 010 w i t ho t h e rc a p i t a lc i t y ， t h i sp a p e rc o n c l u d e st h ef o l l o w i n gr u l e sa n dc o n c l u s i o n ： t h ec o n c e n t r a t i o no fp m l o 、n 0 2 、s 0 2r o u g h l yd e c l i n ed u r i n 9 2 0 0 1 2 0 1 0 。t h e c o n c e n t r a t i o no fp m i oh a sb e e nh i g h e rt h a nt h en a t i o n a ls e c o n d a r ys t a n d a r d ( o 1 m e d m 3 ) c o n c e n t r a t i o n l i m i t sa n dh a sb e e nt h ep r i m a r yp o l l u t a n t si nc h o n g q i n g n i t r o g e nd i o x i d ec o n c e n t r a t i o n s a r el o wa n dh a v eb e e nl o w e rt h a nt h en a t i o n a l s e c o n d a r ys t a n d a r d t h ec o n c e n t r a t i o n so fs 0 2r o u g h l yd e c l i n e b u tt h e yh a v eb e e n h i g h e rt h a n t h en a t i o n a ls e c o n d a r ys t a n d a r d ( 0 ：0 6m g m ) c o n c e n t r a t i o nl i m i t s d u r i n g 2 0 0 9t o2 010t h ec o n c e n t r a t i o n so fs 0 2a r eu n d e rt h en a t i o n a ls e c o n d a r ys t a n d a r d a i rp o l l u t i o ni n d e xa n dc o m p r e h e n s i v ep o l l u t i o ni n d e xi sr e d u c e dy e a rb yy e a r d u r i n g2 0 0 1 - 2 010 id a y sa n dg o o dd a y sa r em o r ea n dm o r e g o o dd a y sh a v ei n c r e a s e d f o r m5 6 7 i n2 0 0 1t o8 5 2 i n2 0 1 0 i nt h ef i r s tq u a r t e r , a i rq u a l i t yi sp o o r e r i nt h et h i r dq u a r t e r , t h ea i rq u a l i t yi sb e t t e r t h ea i rp o l l u t i o no fd a d u k o u 、y u z h o n g 、j i u l o n g p o 、s h a p i n g b aa r es e v e r e r t h e a i rp o l l u t i o no fb e i b e i 、y u b e ia r el i g h t e r i i i 一 c 印1 t a jc 1 吼t h i sp a p e rc o n c l u d e st h a tt h ea i rq u a l i t yi n c h o n g q i n gi sb a s i c 越l yi na 最e r 1n l s e x p j a m st h e c h o n g q i n ge n v i r o n m e n tp r o t e c t i v em e a s u r e ss h o u l d b e胁h e r e n n a n c e da n dt h i sa l s ot h a tt h ec h o n g q i n ge n v i r o n m e n t h a sac e n a i nr e l “o n s h i pw i t h u n i q u en a t u r a lg e o g r a p h i c a le n v i r o n m e n t jh em a l ni n n u e l l c ef a c t o r so f c h o n g q i n ga i rq u a l i t ya r en a t u r a la s p e c t sa 1 1 ds o c i a l e c o n o m l cf a c t o r s n a t u r a lf a c t o r si n c l u d et h ec l i m a t e m e t e o r o l o g i c a lf a c t o r sa n dt e 仃a i n 删o r s y h es o c i a le c o n o m i cf a c t o r si n c l u d ei n d u s t r i a l l a y o u ta n dt h ee n e r g y 咖c n 鹏、 t r a n s p o r t a t i o n 、p o l i c ya n dp o l l u t i o nc o n t r o lm e a ，s l l r e s c 。n 2 r 0 】a i rp 。i i u t i o ns h o u l da d j u s tt h ee n e r g ys t r u c t u r ei n d u s 讲a 1 1 a y o u t 、c 。n t r 0 1 b u i l d i n gd u s t 、i n c r e a s eu r b a n g r e e n i n ga r e a 、s t r i c t l yc 。n 昀lt h em a i nv e h i c l ee x h a u s l p 0 1 1 m i 。n 、p r o m 。t ec l e a ne n e r g y 、d e v e l 。pc l e a n e r p r o d u c t i o n 黟a d u a l l y k e yw o r d s ：a j rp 。i i u t i 。ni n d e x ；a g g r e g a t i v ep o i l u t i 。n i n d e x ：p m l 。：n 0 2 ： s 0 2 ；t h em a j o rd i s t r i c to f c h o n g q i n g 两南大学硕十学伊论文1 绪论 1 绪论 1 1 选题背景 随着经济的发展，大规模地使用包括石油和煤在内的能源和其他自然资源， 城市的污染问题越来越突出，环境压力越来越大，长期积累的环境风险开始出现，很 多城市的空气质量开始恶化，全球环境监测系统对世界主要城市空气污染水平进 行的监测表明，全世界有1 6 亿人生活在高二氧化硫和悬浮颗粒物造成的污染空气 中。且目前国内外众多的研究已经证实，空气污染物浓度的增加与城市居民一系 列发病和死亡终点的增加有关，如呼吸系统症状增加、肺功能降低、医院门急诊 和入院人数增加、慢性支气管炎发病率增加、长期或短期死亡率上升等【l j 。城市空 气污染对人体健康的影响和造成的损失严重制约了社会经济的发展，已成为当今 世界最为关注的问题之一。2 0 0 2 年，世界卫生组织估计，每年由于空气污染导致 的死亡人数高达8 0 万人，而亚洲地区空气污染引起的疾病负担最为严重。我国的 经济发展已取得了举世瞩目的成就，但是在环境问题上不能走西方国家的“先污 染，后治理 的道路，否则将为此付出高昂的代价。适合我国实际有效的空气污 染控制和治理的方法，以最小的投入获得最大的效益，走可持续发展之路，是解 决问题的关键。基于这种认识，重庆2 0 0 0 年初启动了总投资3 8 亿元的清洁能源 工程，使重庆成为中国第一个在城区内全面使用天然气、油、电等清洁能源的城 市。2 0 0 1 年以后，重庆市又启动了净空工程和蓝天行动，通过控制扬尘污染、燃 煤及粉烟尘污染、机动车污染、保护和建设城市生态环境等措施，使得重庆空气 质量满足二级天数的比例稳定在80 左右。2 0 0 5 年“雾都”重庆重现蓝天白云的 目的终于实现。在2 0 0 5 年签署的重庆宣言中，4 1 个国家和地区的1 2 4 个城市 市长或代表共同承诺，城市必须努力寻求一条既满足当代人生活质量，又确保子 孙后代生存的可持续发展道路。2 0 0 8 年7 月2 0 日，重庆市委三届三次全委会提出 了建设宜居重庆、畅通重庆、森林重庆、平安重庆和健康重庆的新目标新追求。 其中宜居重庆是指良好的城市环境，宜居城市必须有清净环保的城市环境。根据 市环保局官方网站最近开展的一项“政府应该在哪方面加大环境治理力度”的在线 调查显示，市民对治理空气污染的呼声最迫切。这项调查共有1 9 7 0 人参与投票， 4 3 认为应该治理城市空气污染。从这项调查我们可以看出，广大市民越来越关心 自己所居住城市的空气质量问题。目前，重庆投入巨资的目的是为了摘掉“雾都” 的帽子，这是一项十分重要的民心工程，不仅能改善空气质量，让市民能生活在 蓝天白云下，避免遭受浊雾之苦，更能改善了重庆的城市形象，促进重庆各个方 面的协调快速发展。 两南人学硕十学伊论文1 绪论 1 2 国内外空气质量的研究现状 n e h ak h a n n a ( 2 0 0 0 ) 利用多种污染物的综合评判给出了一种新的空气污染指 数( a p i ) 体系，并将此指数与美国环保局( e p a ) 的污染标准指数( p s i ) 进行了 对比，发现新的a p i 在某些时候更能反映污染气体对人体的危害，因为它是综合 评判的指标而p s l 只取决于浓度最高的污染物浓度拉1 。g k y r k i l i s 等( 2 0 0 7 ) 发 展了聚集空气质量指数并与美国环保局的对比发现前者能更好的揭示污染对健康 的影响。国外对影响空气质量的可吸入颗粒物的研究比较多b 1 。美国、日本等国家 在2 0 世纪7 0 年代就已用化学质量平衡法( c m b ) 对芝哥、华盛顿等许多城市t s p 的 来源做了大量的工作，取得了与实际情况相符合计算结果，为针对性地治理颗粒 物污染做出了重要贡献口3 。1 9 9 9 年英环保署对英国大气环境中的p m l o 作了一次全 面地源解析工作，认为道路交通、次颗粒物、以及由表层土壤、灰尘、海水泡沫 产生的颗粒物是p m 。的主要来源h 1 。1 9 9 8 - 1 9 9 9 年，m i k e l e p a g e 等在加拿大全国范 围对颗粒物进行源解析，结果显不同的地区呈现出不同的源成分组成分布，在以 工业为主的地区工业尘为大气颗粒物的主要贡献者，其他地区道路交通的贡献率 较大嘲。 国内利用空气质量指数( a i rq u a l i t yi n d e x ) 和污染物浓度变化对空气质量 进行研究的比较多，但利用综合污染指数( a g g r e g a t i v ep o l l u t i o ni n d e x ) 对空 气质量的研究比较少，而且大多是对时间上的研究，很少对同一地方的空气质量 在时间和空间分布上进行研究。司瑶冰等( 2 0 0 5 ) 利用1 9 9 0 - 2 0 0 2 年呼和浩特市 区空气污染物t s p 、s o 。、n o x 浓度的实际监测数据，分析得出呼和浩特市市区主要 以煤烟型污染为主，冬、春季比夏、秋季污染严重，采暖期比非采暖期污染严重， 市区中心污染最严重，污染物的排放量及大气的稳定度状态是城市大气污染的主 要影响因子，天气变化是城市大气污染物浓度变化的主导因素，局地环流是决定 城市污染物分布的关键因素陋1 。李国翠等( 2 0 0 6 ) 对石家庄市2 0 0 2 年1 月到2 0 0 4 年1 2 月空气质量达到中度及以上的典型污染日进行了统计分析，指出典型污染日 多出现采暖季节，出现时间具有相对连续性；污染日分为沙尘和非沙尘两类，气 象要素特征前者表现为风速大、湿度小、多正变压等锋后特征；后者则表现为地 面风小、湿度高、多逆温层、大大气层结稳定。鲁然英( 2 0 0 6 ) 利用2 0 0 1 - 2 0 0 5 年5 年4 7 个城市的空气质量日报数据，利用空气质量指数研究了这些主要城市空 气质量的时空分布状况。并且对城市环境质量进行了评价，确定了p m 。为主要城市 的首要污染物，比较了主要城市环境质量的优劣脚。石建慧( 2 0 0 8 ) 在呼和浩特 市大气环境质量及其影响因素的研究中，采用空气污染物负荷系数对空气质量 进行评价，确定s 0 ：、n 0 ：和p m 。为评价因子，通过1 9 9 7 2 0 0 7 年呼和浩特市区的主 2 两南人学硕十学伊论文1 绪论 要大气污染物的浓度变化数据，同时利用指数法进行相关浓度变化的分析，利用 d a m e l 的趋势检验方法分析呼和浩特市区主要大气污染物的浓度变化趋势，确定了 呼和浩特市区大气污染特征的影响因子，最后针对目前呼和浩特市区大气污染现 状提出九条预防措施归1 。 重庆市主要利用空气质量指数( a i rq u a l i t yi n d e x ) 和二氧化硫、氮氧化物、 总悬浮颗粒物的浓度对空气质量进行研究。唐燕秋，陈佳，熊强等在重庆市多年 空气污染指数分析及大气污染控制对策利用2 0 0 1 2 0 0 3 年重庆主城区空气质量指 数( a i rq u a li t yi n d e x ) 得出a p l 分布及变化规律，最后的结论是a p i 的变化规 律受季节及气象因素影响，并提出重庆主城区大气污染控制对策n0 i 。邓小红、宋仲 容和李晓( 2 0 0 7 ) 重庆市主城区大气环境质量变化分析及对策研究对重庆主城 区大气污染因子二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物近年来的变化进行了分析，并 对大气环境质量变化的影响因子及原因进行了研讨，提出了综合控制治理的对策 和措施，以期对重庆市经济大力发展和造就良好的人居环境提供有价值的依据和 理论指导3 。刘彦蓉( 2 0 0 6 ) 在重庆市能源结构变化对大气环境质量的影响 阐述重庆市能源结构变化对大气环境质量的影响n2 | 。刘永祺，李大鹏，倪长健 ( 2 0 0 9 ) 在重庆市大气污染特征及其影响因素分析通过对重庆市2 0 0 2 - 2 0 0 7 年 环境空气质量资料的分析，探讨重庆市大气污染的主要特征及其形成原因，最后 提出治理的对策u 引。 重庆空气质量研究大多也是时间上的研究，选取的空气质量指数的资料时间 跨度不大，做出的结论规律性不是很强，同时缺乏空间上的对照。本文选取的是 重庆主城区2 0 0 1 2 0 1 0 长达1 0 年的空气质量资料，对这些资料进行分析得出重庆 主城区空气质量的年、季、月变化规律以及空间变化规律，进而分析重庆空气质 量时空变化规律的形成原因，最后提出防治措施。 3 两南人学硕十学伊论文 2 重庆卞城区概况 2 重庆主城区概况 根据重庆市人民政府关于重庆特大城市、都市发达经济圈、城市规划区、 主城区等名称及相关范围界定的通知( 渝府发( 2 0 0 4 ) 4 4 号) ，重庆市主城区北 起澄江、木耳、复盛，南至一品、西彭、铜罐驿，东起明月山，西至缙云山，面 积2 7 3 7 k m 2 。在行政区划上，重庆主城区涉及渝中区、江北区、南岸区、沙坪坝区、 大渡口区、九龙坡区、巴南区、北碚区和渝北区，面积5 4 7 3 k m 2 。 2 1 自然地理概况 重庆主城区海拔一般为2 0 0 , - - , 1 0 0 0m ，属平行岭谷地貌，背斜发育成了较窄的 长条形山脉，与构造线一致，呈东北向伸展；向斜多发育成宽阔谷地，谷地内部海 拔一般为2 0 0 - - - 3 5 0m ，地貌主要是平坝、丘陵。山岭与谷地相间平行排列，构成 平行岭谷地貌景观。重庆属中亚热带湿润季风气候，年均温度在1 8 。c 左右，冬季 1 月份平均气温在6 8 。c ；夏季炎热，7 月和8 月f 1 最高气温在3 5 以上。日照总 时数1 0 0 0 - 1 2 0 0 小时，无霜期长。雨量充沛、常年降雨量1 0 0 0 1 4 5 0 毫米，主要 集中在夏季。重庆多雾，素有“雾重庆 之称，年平均雾日1 0 4 天。重庆气候主 要特征可概括为：冬暖夏热、春早秋短、热量丰富、霜雪极少、多云雾、少日照、 降水丰沛，但季节分配不均、雨热同季。 2 2 社会经济概况 重庆主城九区人口多，密度大。2 0 0 8 年主城区九区人口为5 9 5 4 8 万人，占重 庆市常住人口的1 8 2 8 ；主城区人口密度1 0 8 8 人k m 2 ，是重庆市平均人1 3 密度的 2 7 5 倍。主城区是重庆市核心经济区，长江上游最大的经济中心、西南工商业重 镇和水陆交通枢纽。 直辖以来，重庆主城区经济迅猛发展，g d p 年均增速1 1 3 ，高于全市平均 水平0 3 个百分点。2 0 0 8 年主城区地区生产总值2 2 4 9 2 8 亿元，占重庆市的4 4 1 3 ； 主城区人均生产总值3 7 8 万元人，是重庆市人均生产总值的2 1 倍n4 | ，是全国 平均水平的1 4 5 倍，与山东( 3 3 0 8 3 元人) 、辽宁( 3 1 2 5 9 元人) 、福建( 3 0 1 2 3 元 人) 等东部地区省份水平相当u 引。 经济的发展也对环境造成影响，给环境保护提出了挑战，在经济发展的同时 应该如何进行环境保护，是一个迫切需要解决的问题。尽管近年来重庆市出台了 一系列政策加大了空气污染的控制和治理，大气质量逐年好转，但重庆的空气污 染仍然较严重，从全国省会城市空气质量排名来看，重庆仍然处于中间靠后的位 置。这和重庆市的经济发展以及独特的自然地理因素有关。分析重庆主城区空气 4 两南人学硕十学伊论文2 雨庆土城区概况 质量的时空变化过程和规律，并分析其变化的原因，对进一步搞好重庆主城区大 气污染的控制和治理，具有重要的现实意义。 两南大。7 ：硕十学伊论文3 资利来源与研究方法 3 资料来源与研究方法 3 1 资料来源 第一，重庆市主城区月度空气质量公报( w w w c q g o v c n ) ，获得2 0 0 1 、2 0 0 5 、 2 0 0 9 年重庆主城区n 0 2 ，s 0 2 和p m 。的月浓度。 第二，重庆市环保局空气质量r 报( w w w c q e m c c n ：8 1 ) ，获得2 0 1 0 年重庆主 城区空气质量日报( 分区) 。 第三，2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆市环保状况公报( w w w c e p b g o v c n ) ，获得2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城区n 0 2 ，s 0 2 和p m 。浓度的年日均值；2 0 0 1 2 0 1 0 年空气质量级别分布 比率。 第四，中华人民共和国环境保护部数据中心 ( h t t p ：d a t a c e n t e r m e p g o v c n ) 获得全国省会城市不同年份空气质量i 级天 数；2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城空气质量日报( 不分区) 。 3 2 研究方法 3 2 1 空气质量评价方法 空气污染指数( a i rp o l l u t i o ni n d e x ) 是一种反映和评价空气质量的方法， 根据空气质量日报技术规定，选定n 0 2 ，8 0 2 和p m 。为评价参数，按照各项污染物 的时段平均浓度值分别计算各污染物的空气污染分指数，取三个污染物空气污染 分指数最大者作为区域或城市的空气污染指数。空气污染分指数最大者即为该区 域或城市中的首要污染物，按空气污染指数大小确定该区域或城市的空气质量级 别“刮。 空气污染指数的计算方法如下： ，= 筹( c 一) + 厶、 ( 1 ) c 大一c 小、 个7个 ( 1 ) 式中i 为某污染物的污染指数，c 为该污染物的浓度。公式中c 大与c 小在 a p l 分级限值表中( 表1 ) 最贴近c 值的两值，c 大为大于c 的限值，c 小为小于c 的限值。i 大与i 小为在a p l 分级限值表中最贴近i 值的两个值，i 大为大于i 的值， i 小为小于i 的值。污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。 各种污染物的污染分指数计算出以后，取最大者为该城市的空气污染指数 h p i = m a x ( i 。，i ：，i 。) ，该项污染物为该城市空气中首要污染物。当各污染物的污 染分指数值均小于5 0 时，则不报告首要污染物n7 1 。表2 是空气污染指数对应的空 6 两南大学硕十学伊论文3 资料来源。j 研究方法 气质量状况和级别引。 表1 环境质鼍标准( g b 3 0 9 5 - 1 9 9 6 ) t a b 1t h ee n v i r o n m e n tq u a l i t ys t a n d a r d s ( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) 表2 空气污染指数对应的空气质量级别 t a b 2 a i rp o l l u t i o ni n d e xl e v e lo ft h ec o r r e s p o n d i n ga i rq u a l i t y 空气污染指数空气质量状况与级别 0 5 0 5 1 - 1 0 0 1 0 1 1 5 0 1 5 l 一2 0 0 2 0 1 2 5 0 2 5 1 - 3 0 0 3 0 0 优( i ) 良( i i ) 轻微污染( i i i 。) 轻度污染( i i i 。) 中度污染i v 中度重污染i v 。 重污染v 空气综合污染指数方法也是一种反映和评价空气质量的方法。它是依据环境 质量标准将有关污染物浓度进行计算得到的无量纲指数，能直观、简明、定量地 描述和比较环境的污染程度。空气综合污染指数是各项空气污染物的单项分指数 的总和，可用于评价城市空气质量总体状况，年际变化以及各区空气污染程度的 比较。 空气综合污染指数的计算公式如下： 玎 p = 只_ 一 a ： ( 2 ) ，o t 7 项污染物评价标准执行环境空气质量标准g b 3 0 9 5 - - 1 9 9 6 ( 表3 ) 和空气综合污染 指数( 表4 ) 1 6 1 。 表3 空气质量二级评价标准( m g m 3 ) t a b 3a i rq u a l i t ya s s e s s m e n tc r i t e r i a 表4 空气综合污染指数分级标准 t a b 4a i rp o l l u t i o ni n d e xc l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d 3 2 2 数理统计方法 数理统计方法通过对基础数据的整理和分析，获得环境质量的统计值，所得 到的统计值可作为其它评价方法的基础资料，其作用是不可取代的。数理统计方 法对基础数据规律进行统计分析，求出有代表性的统计值，然后对照卫生标准， 做出环境质量评价。数理统计方法得出的统计值可以反映各污染物的平均水平及 其离散程度、超标倍数和频率、浓度的时空变化等。本文利用2 0 0 1 2 0 1 0 年的空 气质量同报和环境质量公报所获得的基础数据，通过数理统计方法得出主城区空 气污染指数年、月的平均值以及污染物浓度。然后对照卫生标准，得出结论。我 们选用的是环境空气质量g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ( 表1 ) 。 8 9 两南人学硕十学伊论文 4 重庆卡城区窄气质晕时问变化 4 重庆主城区空气质量时间变化 本文通过研究二氧化硫( s 0 。) 、可吸入颗粒物( p m ，。) 和二氧化氮( n o 。) 等主要污 染物的浓度变化及空气综合污染指数、空气污染指数的数值变化来分析重庆主城 区空气质量的时间变化。利用污染物浓度对空气质量进行评价，优点利用的是原 始的基础数据，没有经过数值转换，能准确的把握各污染物的污染情况，具有很 强的准确性，缺点是各个污染物数值单位有差异且对人体造成的危害机理不同， 导致污染情况的直观性不强，如s 0 ：的国家一级标准是o 0 2m g f f ，p m 。的是o 0 4 m g m 3 ，需要参照国家标准来表达污染物的污染情况。空气污染指数可以直观的反 映出一个地方空气质量的好坏但其突出的是单因子的作用，只突出了首要污染物 的影响，没有对其他污染物指数进行综合，只报出分指数最大的污染物和污染指 数，不能反映次要污染物的情况，如果单利用空气污染指数来研究重庆市主城区 的空气污染情况，那么结果可能有点偏颇n 引。综合污染指数考虑到了各个污染物， 它采用的是各项空气污染物的单项分指数的总和，能很全面的反映各个污染物的 情况，但是这种方法需要很详细的各个污染物的浓度情况，给本论文的资料收集 提出一个难题。 4 1 空气质量年变化 利用2 0 0 1 - 2 0 1 0 年的空气质量数据，通过对二氧化硫( s 0 ：) 、可吸入颗粒物( p m 。) 和二氧化氮( n 0 ：) 浓度的分析，然后对照环境空气质量标准g b 3 0 9 5 1 9 9 6 得出主城 区的空气质量状况和变化趋势。通过空气综合污染指数和空气污染指数( a p i ) 的 年变化数据，做出空气质量变化的趋势图更加直观的观察主城区2 0 0 1 2 0 1 0 年空 气质量的变化状况。 4 1 1 空气污染物浓度的年变化 2 0 0 1 - 2 0 1 0 年重庆主城区可吸入颗粒物年均浓度的平均值为0 1 2 4m g m 3 ，最 大年均浓度0 1 5 2m g m 3 ( 2 0 0 2 年) ，最小年均浓度0 1 0 2r a g m 3 ( 2 0 1 0 年) 。2 0 0 1 - 2 0 1 0 年重庆主城区可吸入颗粒物年均浓度总体呈下降趋势，从最高峰2 0 0 2 年的0 1 5 2 m g m 3 下降至2 0 1 0 年的0 1 0 2m g m 3 ，年均降低0 0 0 5m g m 3 ，2 0 1 0 年p m 。的浓度只 有2 0 0 2 年的6 7 1 0 。但长期以来主城区可吸入颗粒物的浓度超过国家二级标准 ( o 1 0m g m 3 ) 浓度界限值，最大超过倍率为0 5 2 倍，而且近十年来可吸入颗粒 物一直是重庆主城区的首要污染物。 2 0 0 1 - 2 0 1 0 年重庆主城区二氧化硫的平均值为0 0 8 0 3m g m 3 ，最大年均浓度 o 1 1 5m g m 3 ( 2 0 0 3 年) ，最小年均浓度0 0 4 8m g m 3 ( 2 0 1 0 年) 。2 0 0 1 - 2 0 1 0 年重庆 l o 两南人学硕十学位论文4 重庆主城区空气质号时间变化 主城区二氧化硫年均浓度总体呈下降趋势，从最高峰2 0 0 3 年的0 11 5m g m 3 下降至 2 0 1 0 年的0 0 4 8m g m 3 ，年均降低0 0 0 6 7m g m 3 ，2 0 1 0 年的s 0 ：浓度只有2 0 0 3 年的 4 1 7 4 。2 0 0 1 2 0 0 8 年二氧化硫的浓度超过国家二级标准( 0 0 6m g m 3 ) 浓度界限 值，最大超过倍率为0 9 2 倍。2 0 0 9 年、2 0 1 0 年二氧化硫浓度低于国家二级标准 ( 0 0 6m g m 3 ) 浓度界限值。 2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城区二氧化氮的平均值为0 0 4 5 3m g m 3 ，最大年均浓度 0 0 6 7m g m 3 ( 2 0 0 4 年) ，最小年均浓度0 0 3 7m g m 3 ( 2 0 0 9 年) 。重庆主城区空气 二氧化氮的浓度较低，总体也呈下降趋势，但下降幅度不大。从最高峰2 0 0 4 年的 0 0 6 7m g m 3 下降至2 0 0 9 年的0 0 3 7m g m 3 ，年均降低0 0 0 2 8m g m 3 ，2 0 0 9 年的n 0 2 浓度只有2 0 0 4 年的5 8 2 1 。2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城区二氧化氮的都达到了国家二 级标准( 0 0 8m g m 3 ) 的要求。 世 爱 ：器 嫌 螺 2 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 2 0 0 62 0 0 72 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 + 二氧化硫+ 二氧化氮+ 可吸入颗粒物 图12 0 0 1 2 0 1 0 年p m 。、s 0 2 、n 0 2 的浓度变化 f i g 1 t h ec o n c e n t r a t i o no fp m i o 、s 0 2 、n 0 2f r o m2 0 0 1t o2 0 1 0 随着二氧化硫( s o 。) 、可吸入颗粒物( p m 。) 和二氧化氮( n 0 2 ) 等主要污染物浓度 的降低，2 0 0 1 2 0 1 0 年重庆主城区空气优和良的频率在不断升高，轻度污染的频率 在不断地下降。2 0 1 0 年与2 0 0 1 年相比，主城区满足良好天数的比例上升了2 8 5 个 百分点，同时轻度污染和中度污染的频率在不断降低，轻度污染的比例2 0 1 0 年与 2 0 0 1 年相比下降了2 8 个百分点。这说明重庆主城区的空气质量在逐渐的好转。 两南大学硕十学伊论文4 重庆卡城r 卒气质帚时间变化 ! i ； i i 曼量曼曼! 曼曼曼曼曼曼! 曼! 曼曼曼曼! 曼曼曼曼 表52 0 0 1 2 0 1 0 年空气质晕级别分布比率( ) t a b 5t h er a t e so fa i rq u a l i t yl e v e lf r o m2 0 0 1t o2 0 1 0 4 1 2 空气质量的年变化 2 0 0 1 年以来，重庆主城区空气综合污染指数呈下降的趋势，从2 0 0 1 年的3 8 4 下降到2 0 1 0 年的2 3 1 ，下降了3 9 8 4 。与空气综合污染指数分级标准( 表4 ) 对比发现2 0 0 1 2 0 1 0 年中除了2 0 0 4 年是中度污染以外，其他年份都是轻污染。 表62 0 0 1 - 2 0 1 0 年空气综合污染指数及分指数 t a b 6t h ep o l l u t i o ni n d e xo ff r o m2 0 0 1t o2 0 1 0 1 2 两南大学硕十学伊论文4 重庆卞城区卒气质帚时问变化 2 0 0 1 年以来，重庆主城区的空气污染指数也是呈下降的趋势。从最高峰年的 1 0 2 ( 2 0 0 2 、2 0 0 3 年) 下降到2 0 1 0 年的7 5 ，下降了2 6 4 7 。与空气污染指数对 应的空气质量级别对比发现，2 0 0 1 - 2 0 1 0 年中除了2 0 0 2 、2 0 0 3 年是轻微污染以外， 其他年份都是良。 表72 0 0 1 - 2 0 1 0 年空气污染指数 t a b 7t h ea i rp o l l u t i o ni n d e xf i o m2 0 0 1t o2 0 1 0 从以上分析我们可以看出，无论是空气污染物浓度、空气综合污染指数，还 是空气污染指数( a p i ) ，在2 0 0 1 - 2 0 1 0 年间基本上是呈下降趋势的，这表明重庆 主城区的空气质量在逐渐好转。 4 2 空气质量季节变化 4