【北京市时间变化特征分析案例3800字】

PAGE25北京市时间变化特征分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u29581北京市时间变化特征分析案例 183941.1基于AQI指数的变化特征 112631.1.1变化特征 152761.1.2首要污染物 2292361.2六项污染物的变化特征 5124841.2.1月变化特征 5142061.2.2年变化特征 61.1基于AQI指数的变化特征1.1.1变化特征环境空气质量指数即AQI指数，是2012年3月份国家发布的新的空气质量评价标准，监测PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3这6项污染物，每小时会更新一次数据，用来描述空气清洁或污染的程度[29]。根据中国重点城市空气质量历史查询网站得到的监测数据，对北京市2014-2020年日均AQI数据进行整理，并以月为单位进行分析汇总后得到图3-1：图3-1北京市2014-2020年日均AQI汇总从整体来看，日均AQI指数多分布于50-200，即污染程度处于优与中度污染之间。而全年中5-9月份重度污染和严重污染占比少，多为良和轻度污染，1-4、10-12月份重度污染和严重污染占比多，即春季和秋冬季会出现较多次数的重度污染天气。北京市地处北方，四季分明，秋冬季气温低，通常会于11月中旬至次年3月中旬进行集中供暖。而集中供暖多以燃煤、燃油的为燃烧原料，在其进行过程中会释放较多灰尘和有害气体，而且成分比较复杂，对环境质量会产生较大影响，所以会造成较多次数的重度污染天气出现。继续利用上述数据，以年为单位统计不同空气质量级别每年出现天数，结果如表3-1所示：表3-12014-2020年空气质量级别分布状况2014201520162017201820192020变化程度优4456637585861061.41良1281291301521621581720.34轻度污染86708575828867-0.22中度污染59614940232911-0.81重度污染3334301613410-0.70严重污染151597000-1.00自2013年12月实施新的环境空气质量标准以及之后一系列环境政策的发布，环境保护以及治理成为重点。北京市党委和政府积极明确责任、落实各项政策，持续加大去污产能力度，倡导资源能源节约，推动扬尘、挥发性有机污染物等重点领域的治理，致力于生态环境保护、绿色低碳发展、打赢这场污染防治攻坚战。在此背景下，北京市空气质量已有明显改善,在2014-2020年之间，优级天气同比增多1.41倍，严重污染天数降低整整一倍，从2014年的15天降至0天，且2018-2020年三年内严重污染均为0天。至2020年，优级天数106天，良级天数172天，轻度污染天数67天，中度污染11天，重度污染10天，严重污染0天，整体空气质量情况良好，优良天数率较高。对每年1-5月份、10-12月份，即容易出现污染程度较重的月份的空气质量级别进行汇总后发现，2014年优级天数只有37天，2020年优级天数上升为81天，2015年重度污染和严重污染天数达到45天，2019年降至4天。在上述分析中，得知秋冬季重度污染天气出现较频繁，经此次分析可知，前期污染依然相对严重，后期相应有所缓和。2013年9月正式实施的《大气污染防治行动计划》后，2017年北京市细颗粒物年均浓度控制在60μg/m³左右，但大气污染物排放强度仍保持在全国平均水平的4倍以上，大气污染防治任务依然艰巨。2017年随着《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》《国家环境保护标准“十三五”发展规划》等文件的相继发布，大气污染防治更加精确，突出特殊问题特殊对策，加之前期治理成果继续发挥作用，后期政策辅助，空气质量逐渐好转。1.1.2首要污染物各项污染物的空气质量分指数最高的污染物为首要污染物，即最严重的污染物,首要污染物的污染指数就是当天的空气质量指数。根据中国重点城市空气质量历史查询网站得到的各项污染物具体监测数据，利用数据计算PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3的空气质量分指数，据此得出2014-2020年每天的首要污染物，得到图3-2。图3-22014-2020年首要污染物占比情况总的来说，PM2.5占比最大，出现次数最频繁，2014年首要污染物为PM2.5的天数有207天，占比56.71%，为近七年最高，2020年降至94天，占比25.68%。2014-2020年PM2.5和PM10为首要污染物的天数均较高，但呈现出逐年递减的情况。O3、NO2则与之相反，占比逐年递增，其中O3在2019年占比达到42.74%，超越PM2.5成为首要污染物占比最大的污染物。在计算过程中发现CO、SO2并没有作为首要污染物出现过。在逐个计算数据的过程中，可以直观感受到首要污染物分布受季节影响。将每年的首要污染物按月份汇总得出图3-3。图3-32014-2020年首要污染物占比情况2014-2018年的首要污染物的分布大体上为春、秋以及冬季是PM2.5,夏季是O3；2019、2020年出现不同状况，春、夏及秋季首要污染物均为O3，只有冬季首要污染物为PM2.5。2014-2020年北京市环境空气中污染物组成结构变化明显，由PM2.5、PM10颗粒污染物转变以O3、NO2为主的气态污染物，其中颗粒污染物对人体的危害更大，而且空气质量表现出整体逐年变好的趋势，即政府针对颗粒污染物采取相关措施是精准有效的。O3为二次污染物，是光化学烟雾的主要成分，当其浓度为3-30μg/m³时会对人体有严重危害。随着经济发展，汽车和工业排放的增加成为必然，排放的污染物例如氮氧化物，在适宜的温度、光照等条件下就可以生成臭氧，臭氧污染在北美、欧洲、日本及我国的众多城市中成为普遍现象，O3为首要污染物占比情况增加幅度明显。当然，臭氧污染具有明显的季节性。1.2六项污染物的变化特征1.2.1月变化特征为了得出更加精确的大气污染物时间分布特点，本部分将2014-2020年六项污染物的监测数据进行分类汇总，以月为单位对空气中的污染物浓度进行分析。图3-4六项大气污染物浓度月份变化趋势据图3-4显示，全年中PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO整体呈U型分布，03呈倒U型分布。PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO浓度均从10月份开始逐渐升高，即供暖期开始后各项污染物浓度显著增高，其中PM2.5、SO2、NO2、CO峰值均发生在供暖期间内，PM10峰值出现在4月份，而03浓度在6月份达到峰值。PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO浓度整体呈U型分布，夏季低冬季高，主要是因为冬季大气环流相对较稳定，垂直方向上活动强度有所减缓，边界层高度也明显下降，大气静稳天数显著增加，扩散和稀释污染物的能力降低，同时在供暖期间伴随着大量燃煤会排放更多的污染物，引致污染物浓度显著增高。其中PM10与其他四项明显不同的是其峰值出现在4月份，3月份与4月份仅相差2μg/m³，且在1-4月份之间存在小U型浮动。沙尘暴是颗粒细小的沙尘悬浮于大气之中，同时叠加大气空间运动的作用而产生的。北京市作为沙尘暴高发地区之一，春季发生次数较多，其沙尘多源于内蒙古鄂尔多斯高原北部、库布其沙漠及北京周边裸露沙尘地区，而4月份是风沙天气爆发最频繁的月份，所以4月份虽然非供暖期，但是PM10浓度高。03与另外五项污染物呈现出完全相反的倒U变化趋势，峰值出现在6月份，浓度高达171.14μg/m³，推测因为夏季日照时间长，紫外线强烈，进一步催化了O3在大气中的化学反应。1.2.2年变化特征基于中国重点城市空气质量历史查询网站的监测数据，对PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3这6项主要大气污染物的日浓度值的统计时，发现大部分数据很大，远超国家标准。基于2014-2020年大气污染物日精确数据，结合国家环境空气质量二级标准，对每年超标天数进行分析。其中除CO单位为mg/m3，其他污染物单位均为ug/m3。表3-22014-2020年六项大气污染物超标天数年份PM2.5PM10SO2CONO2O320142652593162487620152542224142037320162372050619270201721418815186622018215182001585020191771380112071202014698007054二级标准357060440160由表3-2可以看出，除SO2、CO外，PM2.5、PM10、NO2、O3超标情况均较为严重。其中PM2.5、PM10、NO2在2014年超标天数均达到250天以上，占据全年68%以上，空气质量令人堪忧。2013年“大气十条”发布后，全国各地高度重视大气污染治理，北京市积极响应号召，于2014年拟定北京市首部大气污染防治法规，积极治理大气污染问题。这些年各种环保政策的不断出台，政府对环境的大力整治，空气质量状况改善情况显著。2014-2020年PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3这6项污染物达标天数均呈现递减趋势，在这之中NO2降低幅度最大，为71.77%，由2014年的248天降至70天；而SO2、CO降低为0天，在2020年浓度值全部达标。但直至2020年，PM2.5超标天数146天，PM10超标天数98天，大气污染防治行动仍需要继续加强。通过统计分析2014-2020年空气质量数据年均值后得到表3-3，发现北京市环境空气质量情况整体上逐渐好转，PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3整体均呈现下降趋势，其降低幅度依次为：SO2>PM2.5>PM10>CO>NO2>O3，SO2降低幅度最大达到82%，O3降低幅度仅4%且呈现波动下降。其中除CO单位为mg/m3，其他污染物单位均为ug/m3。表3-3六项大气污染物浓度年变化趋势年份PM2.5PM10SO2CONO2O32014145.43199.8635.432.1894.00169.862015137.57172.4321.862.2381.86169.862016125.14166.0016.711.9982.43164.14201798.29144.7111.291.7379.00168.86201881.00125.149.431.3266.29160.57201972.00115.717.571.2062.86165.57202065.0097.436.431.0850.00162.57变化幅度-0.55-0.51-0.82-0.50-0.47-0.04在生活取暖、发电厂作业、机动车的尾气排放以及许多工业生产过程中均会产生SO2。SO2作为主要大气污染物之一，其浓度大幅度降低是多方面措施综合作用的结果。首先是推进新能源的使用，北京市燃煤消费量从之前的3000万吨左右降到2020年的300余万吨，电力、燃气等领域清洁能源占比高达96%；结合推进相关作业由城区向远郊区转移的政策，从工业、电力、供暖等燃煤消费的重点领域推进压减燃煤工作，致力于从根源减少SO2的排放，在2018年年底，北京市四大燃煤电厂整体关停或停备，全市平原地区无煤化进程取得显著成果。其次是北京市重点治理移动源排放污染，确立系统精确的“车-油-路”机动车污染防治模式，结合改进技术、增加公共交通建设以及加大监管力度等措施降低机动车污染排放量，以此降低SO2的排放量。其中，O3不属于直接污染物，它是通过光化学反应得到的二次污染物，与PM2.5有一定的关系。据相关推测，因为PM2.5浓度在不断降低，雾霾天气得到缓解，而臭氧污染主要是在光照条件