毕业论文-南阳市大气环境污染的现状、预测及防治对策研究

1、PAGE 11编号：08009110221南阳师范学院2012 届毕业生毕业论文（设计） 题 目： 南阳市大气环境污染的现状、预测 及防治对策研究 完 成 人： 班 级： 2008-02 学 制： 4 年 专 业： 地理科学 指导教师： 完成日期： 2012-03-31 目 录摘要(1)0引言(1)1南阳市大气环境污染的现状(2)1.1南阳市大气环境污染季节变化分析(2)1.2南阳市大气环境污染综合分析(4)2南阳市大气环境污染的预测(6)2.1大气环境污染预测方法(6)2.2南阳市大气环境质量的变换趋势(7)3南阳市大气环境污染的对策(9) 3.1 南阳市大气环境污染原因分析(9) 3.2

2、南阳市大气环境污染的对策(9)4结语(10)参考文献(10)Abstract(11)第11页 (共11页)南阳市大气环境污染的现状、预测及防治对策研究 摘要: 根据南阳市环境监测站监测结果，运用空气综合污染指数法对南阳市大气环境质量进行评价。从近几年南阳市的大气环境污染现状出发，采用Spearman 秩相关系数法对大气环境质量变化趋势进行分析,剖析了南阳市大气污染的主要原因, 并从科技、经济、行政等方面找出相应改善大气污染的对策,为防治大气污染提供科学依据。关键词: 大气环境污染；现状；变化趋势; 对策建议0引言南阳市位于河南省的西南部，北靠伏牛山、东扶桐柏山、西依秦岭、南临汉江、三面环山，海

3、拔高度在72.2米至2212.5米之间。地理坐标位置为东经1105811349，北纬32173348。南阳地势呈阶梯状，山区、丘陵、平原面积大体各占三分之一, 属亚热带季风型大陆性气候, 位于我国南北气候和东西高度过渡带, 四季分明, 光照充足, 雨量充沛, 河流密布, 气候宜人。年平均气温14.415.7，年降雨量在3001100毫米之间，年主导风向东北风, 次主导风向西南风, 年平均风速为1.72.1 m / s, 年平均气压为1001.41001.9hpa，无霜期220240天，年平均日照时数2047小时。近年来随着经济的发展，南阳市已初步形成：油碱化工、机械电子、装备制造、电力能源、冶

4、金建材、纺织、中医药、光电和汽车零部件等产业。但在经济增长的同时，中心城区的建设框架逐渐加大,市区人口快速增长，工业迅猛发展，污染物的排放也随之增多。那么如何控制污染改善城市大气环境状况，这成了最值得我们关注的问题。本文通过对近几年环境空气监测数据统计的分析，对南阳市大气环境污染现状及变化进行分析，同时提出了改善大气环境质量的对策。1 大气环境污染的现状近年来南阳市环境监测站分别对大气中的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物等项目进行监测, 采用中晟泰科1000系列空气质量自动监测系统, 对城市空气质量进行连续自动监测。其中, 二氧化硫采用紫外荧光法监测, 二氧化氮采用化学发光法监测, 可吸入颗粒

5、物采用射线法监测1。二氧化硫(SO2 )、二氧化氮(NO2 )、可吸入颗粒物(PM10 ) 评价标准执行环境空气质量标准( GB3095- 1996)二级标准2, 采用环境空气平均综合污染指数(P)、污染负荷系数(fi)、进行评价。平均综合污染指数(P)是用来评价环境空气状况的重要指标。1.1 南阳市大气环境污染季节变化分析根据南阳市环境监测数据，我们分别对二氧化硫( SO2 ) 、二氧化氮( NO2 ) 、可吸入颗粒物( PM10 )均值浓度进行分析；图 1 二氧化硫浓度月变化由图示可知：二氧化硫浓度月均最低值0.023 mg /m3，最高值0. 064 mg /m3, 高峰值出现在12月，

6、除12月外其他月份变化不大。总的来说：冬季污染最重，秋季次之，春、夏季污染较轻。各点位月均值都达到环境空气质量二级标准。图 2 二氧化氮浓度月变化由图示可知：全年二氧化氮浓度月均最低值0.020 mg /m3，最高值0.032mg /m3，相对于二氧化硫浓度各月份间有波动，10月到12月浓度较高, 较低值出现在7、8月份, 季节变化为秋冬季较高, 春夏季较低。图 3 可吸入颗粒物月变化由图示可知：全年可吸入颗粒物浓度最低值0.081 mg /m3, 最高值0.125 mg /m3，10月最高，较低值出现在7、8、9月份，相对波动较大。 污染程度为秋冬季较重, 春夏季较轻。综合分析可知：南阳市环

7、境空气质量季节变化规律为秋冬季春夏季。造成这种现象的主要原因有:（1）由于南阳市冬季寒冷, 冬季取暖期大量燃煤造成煤烟污染；（2）南阳是一个农业市，秋季农民大量的焚烧秸秆也加剧了空气的污染；（3）南阳市降雨集中在夏季，同时夏季植被茂盛空气易得到净化, 所以质量最佳。秋冬季节干旱少雨，空气得不到及时洗涤、净化。 污染源分散、面广, 且静风率高, 不利于污染物扩散, 空气污染最重。 1.2 南阳市大气环境污染综合分析 研究中通常采用空气综合污染指数法对大气环境质量进行评价3，对南阳市大气环境质量评价则选择南阳市中的3种主要污染物，即二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物作为评价指标，其计算公式如下：P=

8、 （1） pi= （2）式中: P 空气综合污染指数; pi 第i项空气污染物的分指数; Ci 第i项空气污染物的平均浓度值;Si 第i项空气污染物的环境质量标准限值;n 计入空气综合污染指数的污染物项数。 评价标准采用环境空气质量标准( GB309521996 修正版) 中的年均浓度值二级标准，所得空气综合污染指数对照城市空气质量等级分级方法4(表1) 。表1 城市空气质量等级分级方法 等级 1 2 3 4 5 6综合污染数6污染状况良好较好轻污染中污染重污染严重污染首先，按照优化布点原则，我们在中心城区设置3个有代表性的采样点位, 设置条件和采样技术条件执行环境监测技术规范和国家有关标准的

9、规定。采样点位见表2。表2 环境空气监测点位编号 位置 功能区1#市区内二类区2#市区西北二类区3#市区西南二类区注: 二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区。通过对各个监测点的二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物的监测研究，我们得出如下数据。表3 南阳市建成区环境空气质量评价 测点 二氧化硫 二氧化氮 可吸入颗粒 P值 级别描术 Pi fi Pi fi Pi fi 1#0.52 0.260.35 0.181.13 0.560.67良2#0.50 0.27 0.36 0.200.96 0.530.61良3#0.43 0.270.26 0.170.89 0.560.53良市区0.

10、48 0.270.32 0.180.99 0.550.60良污染负荷排序 2 3 1 图4 主要污染物负荷比综合分析可知：南阳市空气综合污染指数(P值)为0.60, 质量级别为良好。市区3个测点空气质量均为良。环境空气三项主要污染物中, 可吸入颗粒物是首要污染物, 其次为二氧化硫, 南阳市建成区污染特征仍以煤烟型为主。据统计资料分析，南阳市废气及烟尘、粉尘排放量所占比重较大的行业分别是电力行业和非金属矿物制造业(含水泥制造业)。南阳电厂、南阳卷烟厂、天冠企业集团、普康集团等数十家大型企业的燃煤废气排放量较大,是主要污染源。此外，个体浴池、居民炉灶和饮食炉灶中使用原煤者仍占不小比例，基本无消烟除

11、尘设备且遍布整个城区，煤炭燃烧后的废气、烟尘未经处理直接无组织排放于空气中,得不到很好的扩散，造成总悬浮颗粒物浓度有部分超标现象。2 大气环境污染的预测2.1 大气环境污染预测方法对大气环境质量进行预测能为环境污染的防治与治理提供保障。要对城市大气环境进行预测，首先要弄清城市的大气污染源。随着经济的发展，人口的膨胀，污染源结构不断变化，城市大气污染源日益严重。污染源可分自然污染源和人为污染源。自然污染源由自然现象和特定的自然地理环境所致、如沙尘(暴) 、花粉、局地扬尘等; 人为污染源中最主要的就是工业污染, 它排量大, 污染物为小颗粒物、二氧化硫等无机物和一些有机物,对人体危害较大。其次为汽车

12、污染,汽车排放的主要成分除二氧化碳外, 还有铅、氮氧化合物等对人体危害极大的物质。第三类污染源为居民生活污染,主要是居民冬季取暖煤烟污染为主,还生活垃圾的排放。第四类为城建等污染,主要为尘埃。影响大气扩散的因素有风、湍流、温度结层和大气稳定度等5。复杂的地形影响局地动力和热力场，如风场、水平温度场等，所以城市的地理环境条件极大地影响大气污染物的扩散。常见的预测方法有许多，如：2.1.1 Spearman 秩相关系数法 该方法一般至少要采用四个期间的数据，通过给出的时间周期和相应的大气环境污染物均值浓度，运用公式计算出秩相关系数3。通过对算得的秩相关系数的正负，以及其绝对值同Spearman秩相

13、关系数统计表中的临界值WP的进行比较来预测大气环境的变化。2.1.2 高斯模式计算法 高斯模式的坐标系是把排放口在地面上的投影点作为原点；X轴正向沿平均风向水平延伸，左侧为正；Y轴在水平面上垂直X轴；Z轴垂直于水平面，向上为正。烟流中心的平均路径沿X轴或平行于它移动。那么，可以通过公式来计算下风向任一点的污染物浓度6。2.1.3 灰色预测法 大气环境是多因素多层次的复杂系统，各因素间相互制约、相互影响7。大气污染也是由多种因子综合作用的结果，灰色预测法把大气环境视为灰色系统，污染物则是在一定范围内变化的灰色量，根据GM（1,1）模型来研究大气污染的趋势。2.1.4 箱式模式计算法 它常用于区域

14、下垫面和封闭地形条件下的大气污染物浓度的预测8。假定区域在混合层以下的气层中污染物混合均匀，污染源定常，沿区域场区长度方向的平均速度不随时间变化，不及扩散物质的化学变化，由公式计算大气污染平均浓度。2.2 南阳市大气环境质量的变换趋势 根据近年来对南阳市大气中二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物的年际浓度变化，我们可以对南阳市大气环境质量的变化趋势有所了解。通过对二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物各项指标数据变化的分析，有助于我们实施有效的措施来改善大气的质量。大气环境质量变化趋势分析采用Spearman 秩相关系数法。该方法一般至少应采用四个期间的数据。具体方法是: 给出时间周期Y1 Yn, 和其

15、相应数值C (即月均值、季均值或年均值C1 Cn ), 将C 从大到小排列好。秩相关系数的计算公式如下:rs = 1-6di2N3- N di = Xi - Yi式中di-变量Xi 和变量Yi 的差值;Xi 周期1到周期N 按相应的值从小到大排列的序号;Yi按时间顺序排列的序号。将秩相关系数rs 的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中(见表4)的临界值WP 进行比较。当rs WP 则表明变化趋势有显著意义: 如果rs是负值, 则表明变化呈下降趋势或好转趋势; 如果rs是正值, 则表明变化呈上升趋势或加重趋势; 当rs WP 则表明变化趋势没有显著意义, 说明变化稳定或平稳。表4 秩相关系

16、数rs 的临界值(WP) N 5 6 7 8 9 10 12 14 0.050.90.8290.7140.6430.60.5640.5060.456 0.110.9430.8930.8330.7830.7460.7120.645 N1618202224262830 0.050.4250.3990.3770.3590.3430.3290.3170.306 0.10.6010.5640.5340.5080.4350.4650.4480.432注: 表中0.05、0.1为显著性水平(单侧检验)通过对近年来南阳市区的二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物等项目的年际变化的分析，我们得出如下表5所示结论：表5

17、 南阳市区环境空气质量年度表年份 SO2 NO2 PM10 平均综合 空气质量 首要/ (mg/m3) / (mg/m3) / (mg/m3) 污染指数 评价 污染物2005年0.040 0.0350.114 0.75 良好 PM102006年 0.045 0.0350.112 0.80 良好 PM102007年 0.034 0.0300.097 0.64 良好 PM102008年 0.024 0.0210.099 0.55 良好 PM102009年 0.029 0.0260.099 0.60 良好 PM10rs -0.8 -0.8-0.5 -0.8 由表可知：秩相关系数rs 均为负值, 且在

18、0.05置信度水平下rs WP, 年均值变化比较稳定; 平均综合污染指数有所下降, 污染程度基本不变。2005 年、2006年二氧化硫、二氧化氮及可吸入颗粒物年均值明显较高,同时可吸入颗粒物年均值超标； 2007 - 2009年各污染物含量稳中有降，可吸入颗粒物年均值均达标, 说明南阳市建成区大气环境质量有所改善, 大气环境质量基本稳定, 持续保持在良好水平，首要污染物依然是可吸入颗粒物，我们应加大强度使污染物含量降至最低。3 大气环境污染的对策3.1 南阳市大气环境污染原因分析 对于南阳市大气环境的污染，主要从自然因素和人为因素两方面进行分析。自然因素方面表现在：南阳市雨量充沛但降雨夏季集中

19、，春、冬、秋偏少，夏季植被茂盛空气易得到净化，质量最佳。但其他时候空气得不到及时洗涤、净化，同时静风率高, 不利于污染物扩散, 空气污染相对严重。人为因素表现在：（1）随着经济的发展，南阳市的工、矿、电力企业等也在迅速发展，由此对煤炭的需求也日益增多，煤烟排放量也逐渐增大；（2）近几年，随着人们生活水平的提高，公路上行驶的车辆也随之增多，而汽车尾气的排放对大气环境的污染起一定作用；（3）南阳是一个农业大市，耕地面积大，每到农忙过后，大量秸秆的处理成了一大难题，而农民大量的焚烧秸秆无疑加重了南阳市的大气环境污染状况。此外,个体浴池、餐饮业、居民炉灶等基本无消烟除尘设备，煤炭燃烧后的废气、烟尘未经

20、处理直接无组织排放于空气中，得不到很好的扩散，造成总悬浮颗粒物浓度有部分超标现象。3.2 南阳市大气环境污染的对策从南阳市大气环境质量现状及演变趋势预测来看,大气环境质量趋向好转, 建成区环境空气质量基本稳定, 持续保持在良好水平, 这与我市近年来不断加大大气污染防治力度密不可分。但随着南阳市经济的快速发展和城市建设的加快, 能源消耗量将大幅增加，大气环境污染的治理依然是重中之重。为了能更好的改善环境空气质量, 让人民群众呼吸清洁的空气, 建议应从以下几个方面努力:（1）加强对燃煤工业企业的管理，改造以耗煤为主的生产工段。改善能源结构, 发展清洁能源。逐步以气代煤。加强对市区内小作坊式燃煤大灶

21、的监督管理, 调整燃料结构, 实行清洁生产, 减少烟气污染。从而减少烟尘、废气排放量, 改善环境质量，确保大气污染物排放量控制在区域总量控制指标内10。（2）加强城市汽车尾气监管, 禁止超标排污车辆上路行驶。加强宣传力度，鼓励出行多乘公交车，或者根据时间来限制私家车的出行，这样不但减少了危机的排放还缓解了交通压力。改善城区道路, 推行清洁燃料和绿色交通, 减少尾气污染。（3）加强油烟废气整治工作，同时国家应大力发展电力事业，降低电费，引导城市居民进行厨房革命，以减轻生活煤灶对大气污染；（4）加强环境教育, 增加环保意识，加强对焚烧秸秆的管理力度，找到合理利用秸秆的新方法。（5）搞好城市绿化是防

22、治城市大气污染的重要生物措施。绿色植物是天然的空调器，义务卫生防护员。为此政府应制止对绿化的侵占；新建项目时，在留足绿地面积的同时，必须留足绿化资金。（6）以增强城市的可持续发展能力为根本出发点, 通过优化工业布局, 调整产业结构, 改善能源构成, 控制污染排放。构建循环经济型的产业结构, 发展低能耗、低污染和高新技术产业。4 结语经济的快速发展，人口的急速膨胀，能源的消耗也突飞猛涨，由此带来的环境压力越来越重。但在这样的情况下，通过南阳市领导及人民的共同努力，南阳市大气环境质量在平稳中趋向好转。但是，我们仍需继续努力在发展经济的同时不忘自己的环保事业。在经济上合理优化工业布局，调整产业结构，

23、把南阳建设成为一个经济强大环境宜人的城市。参 考 文 献1 国家环境保护总局、空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法M . 第四版. 北京: 中国环境科学出版社, 2003.2 国家环境保护总局、国家技术监督局. GB3095 - 1996环境空气质量标准 S . 北京: 中国环境科学出版社, 2002.3 河南省环境监测中心. 河南省环境质量报告书编写技术导则(暂行) . 河南: 河南省环境监测站, 20044 邹长武, 熊建秋. 大气环境质量分析与评价研究的新进展J . 四川环境,2002 ,21 (3) :17 - 19 ,35.5 刘景良.大气污染控制工程M.中国轻工业出版社，2002.1.6 日横山长之，北林兴二，足力芳宽.于春普译.大气环境评价方法M，1982.1.7 肖井坤, 殷佩海. 大气环境质量评定的灰色聚类模式J . 大连海事大学学报, 2000 ,26 (1) :84 - 88 ,91.