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關(guān)鍵詞：城市空氣質(zhì)量；監(jiān)測(cè)方法；防治措施
中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0079-02
引言
空氣污染是空氣質(zhì)量中的常見現(xiàn)象，空氣污染從古代就有，只是以前空氣污染的程度小，人們的生活水平低，自然不會(huì)引起人們的重視，現(xiàn)代社會(huì)中空氣污染已經(jīng)成為各大城市的“通病”，我國(guó)正處在城市化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，不能放任空氣污染，走國(guó)外城市“先發(fā)展，再治理”的老路，因此必提高治理空氣污染的意識(shí)，完善城市空氣污染監(jiān)測(cè)方法，采用合理的解決措施，改善城市居民的生活環(huán)境，筆者就這些方面在下出具體的探析。
1 我國(guó)城市空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀和特點(diǎn)
1.1 我國(guó)空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀
根據(jù)近期城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測(cè)報(bào)告現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)階段城市空氣污染總體變化不大，局部地區(qū)還有改善的趨勢(shì)，但是城市空氣污染仍具有一定規(guī)模，國(guó)家政府對(duì)城市空氣污染做出了改善措施，取得了一定的效果，但是近幾年城市汽車尾氣排放、工業(yè)廢氣等因素，使得城市空氣質(zhì)量惡化，因此我國(guó)城市空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中做出了明確地規(guī)定，空氣中的二氧化硫、懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、鉛、氟化物等十種污物的濃度不能超過規(guī)定限制。從全國(guó)范圍來看，城市空氣污染物最主要的還是可吸入顆粒物和懸浮顆粒物，部分城市二氧化硫濃度較高，酸雨范圍和規(guī)?？傮w保持穩(wěn)定，大約為國(guó)土面積的百分之三十五左右。
1.2 我國(guó)城市空氣污染的主要特點(diǎn)
隨著我國(guó)改革開放不斷深入，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正在經(jīng)歷飛速發(fā)展的時(shí)期，城市化占有率逐年增加，但是部分人沒有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光，為了追求眼前的利益，以犧牲環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，造成了城市空氣污染，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模來看，我國(guó)也是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，缺乏城市空氣質(zhì)量的意識(shí)，在空氣治理過程中技術(shù)水平也整體落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，總體形勢(shì)不容樂觀，具體來說主要包括以下幾個(gè)方面：（1）城市綠化面積少。城市人口眾多，各種建設(shè)用地都很緊張，在有限的土地資源下，城市綠化就是在“夾縫中求生存”，人均綠化面積很少，綠化植物的作用就是進(jìn)行化光合作用，吸收空氣中的有毒氣體，但是有限的城市綠化不能滿足城市空氣污染的凈化，所以城市中單位空氣面積的污染物占空氣的濃度極大，對(duì)人體健康造成很大的傷害。（2）城市規(guī)劃不合理，缺乏整體意識(shí)。在我國(guó)城市化過程中管理者缺乏整體意識(shí)，大城市的發(fā)展就是“攤餅”式的對(duì)外擴(kuò)張，新興城市沒有整體合理的布局，粗放式管理模式造成了資源的浪費(fèi)，空氣中的污染物濃度普遍超標(biāo)，成為城市經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。另外根據(jù)最終的環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，部分地區(qū)空氣惡化的趨勢(shì)有所改善，可吸入顆粒物、懸浮顆粒物、二氧化硫、氟化物的濃度降低，達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市，占調(diào)查總數(shù)的百分之六十五左右，達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市數(shù)量，占調(diào)查總數(shù)的百分之三十五左右，該數(shù)據(jù)是根據(jù)全國(guó)三百五十個(gè)城市的空氣質(zhì)量報(bào)告總結(jié)出的，具有權(quán)威性。
2 城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法
現(xiàn)階段城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要包括簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)，其中簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)分為單因素和單指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)主要因素是多因素和多指標(biāo)，在對(duì)城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)過程中，可以采用新式監(jiān)測(cè)方法或者完善已有的監(jiān)測(cè)方法，主要目的還是真實(shí)可靠地監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量。
2.1 指數(shù)法
指數(shù)法主要內(nèi)容是在城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)時(shí)，根據(jù)在現(xiàn)實(shí)生活中采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過對(duì)比法得出空氣質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)的方法，指數(shù)法主要包括單因子指數(shù)法和綜合指數(shù)法。（1）單因子指數(shù)法。顧名思義，單因子指數(shù)法就是采用對(duì)照比較法和概率統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行比較，對(duì)單個(gè)污染物在空氣中的濃度進(jìn)行分析，該方法的優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)單明了，可以快速了解污染物對(duì)空氣的污染程度，但是缺點(diǎn)就是不能整體分析污染物之間的相關(guān)性。（2）綜合指數(shù)法。綜合指數(shù)法以采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過公式運(yùn)算得出的空氣污染程度的指數(shù)，該方法還可以細(xì)分為環(huán)境空氣污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法，分別表現(xiàn)為兩個(gè)方面：環(huán)境空氣污染指數(shù)僅僅依據(jù)的是采集數(shù)據(jù)的最大值，不注重其他方面的作用，通常情況下作用于空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的數(shù)據(jù)指標(biāo)評(píng)價(jià)中；綜合污染指數(shù)法的優(yōu)勢(shì)可以準(zhǔn)確表現(xiàn)出各個(gè)污染物之間的比例，可以體現(xiàn)出空氣污染的主要來源和次要來源，該方法目前主要應(yīng)用于空氣質(zhì)量報(bào)告中的各污染物在總體里的比例變化情況。
2.2 復(fù)雜數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)法
（1）模糊綜合評(píng)價(jià)法。模糊綜合評(píng)價(jià)法主要考慮的是各部分的關(guān)聯(lián)性，在評(píng)價(jià)過程中做到了定向、定量的針對(duì)性，模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果不僅可以反應(yīng)時(shí)間、空間等因子的相關(guān)性，可以清晰明了地觀察不同因子的關(guān)系，但是該評(píng)價(jià)法也有一定的劣勢(shì)，在采用線性加權(quán)模型的情況下，污染因子權(quán)重較少，然而污染因素較多的時(shí)候，評(píng)估結(jié)果會(huì)失去真實(shí)性，部分真正的有用信息不會(huì)得到重視，對(duì)城市空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)造成誤差。（2）灰色系統(tǒng)法。灰色系統(tǒng)法主要作用是利用推理知識(shí)進(jìn)行的空氣質(zhì)量的推演，主要內(nèi)容是通過已知的部分信息、數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色系統(tǒng)法的推演知識(shí)，對(duì)系統(tǒng)中的行為和規(guī)律詳盡的描繪出來，但是灰色系統(tǒng)法推論出的現(xiàn)象不是絕對(duì)的，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐恍┎豢煽咕艿囊蛩卦斐膳袛喑龅默F(xiàn)象與真實(shí)情況有一些誤差，這并不妨礙灰色系統(tǒng)法成為目前較好的城市空氣監(jiān)測(cè)方法之一，該方法的實(shí)踐操作方法分為灰色聚類法和灰色關(guān)聯(lián)法，完成對(duì)城市空氣質(zhì)量狀況監(jiān)測(cè)的任務(wù)。（3）物元分析法。物元分析法相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)算模型，在進(jìn)行城市空氣質(zhì)量狀況監(jiān)測(cè)過程中將物元分析法中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)、特征作為物元，統(tǒng)一進(jìn)行分析管理，運(yùn)算出的節(jié)域、權(quán)重建立健全評(píng)估模型，就可以得出想要的結(jié)論，物元分析法關(guān)聯(lián)度的最大值對(duì)應(yīng)級(jí)別應(yīng)該為評(píng)價(jià)級(jí)別。
2.3 城市空氣質(zhì)量狀況監(jiān)測(cè)方法的注意問題
城市經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，城市建設(shè)規(guī)模、城市功能區(qū)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布都在不斷發(fā)展的情況下，在對(duì)城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最優(yōu)的局面，因此要注意以下幾個(gè)問題。（1）選擇空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位時(shí)，要注意城市的可持續(xù)發(fā)展，統(tǒng)籌安排各方面的均衡發(fā)展，又要注重監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊環(huán)境的穩(wěn)定性，保障空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，才能評(píng)估正確的結(jié)果。（2）對(duì)于污染區(qū)域的監(jiān)測(cè)點(diǎn)安排，要摒棄錯(cuò)誤思想，主要包括城區(qū)邊界地帶污染較小的意識(shí)，保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)符合空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中的合理，準(zhǔn)確。（3）要根據(jù)城市人口和工業(yè)分布合理安置空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，具體操作如下：在人口密集的地區(qū)適當(dāng)?shù)脑黾颖O(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以更好的得出人們生活活動(dòng)對(duì)空氣的污染程度。在工業(yè)密集分布的地區(qū)，在工業(yè)區(qū)周邊和中心地帶增設(shè)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以便更好地做出工業(yè)活動(dòng)對(duì)空氣污染的評(píng)估報(bào)告。
3 城市空氣污染的防治措施
3.1 加強(qiáng)城市空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，從源頭開始控制污染源
運(yùn)用各種空氣污染監(jiān)測(cè)方法，全天候監(jiān)測(cè)城市空氣的質(zhì)量，保證對(duì)整個(gè)城市的空氣掌控，一旦某些區(qū)域發(fā)生空氣污染的現(xiàn)象，城市空氣監(jiān)測(cè)部門一定要做到及時(shí)曝光，讓社會(huì)的輿論道德壓力和政府有關(guān)部門的干預(yù)將空氣污染源扼殺在萌芽中，并且還可以喚醒城市居民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，用整個(gè)社會(huì)的力量去保護(hù)空氣質(zhì)量安全。
3.2 加強(qiáng)防治汽車尾氣排放對(duì)空氣的污染
人們的生活水平越來越高，城市汽車保有量基本飽和，大量的汽車不僅使城市交通變得擁擠，汽車尾氣還造成了空氣污染，因此政府相關(guān)部門嚴(yán)格按照機(jī)動(dòng)車環(huán)保制度，采用限制行車區(qū)域、時(shí)間等方式，減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染。還可以大力扶持公共交通、新能源汽車以及共享自行車等一系列手段，根本目的就是減少汽車尾氣對(duì)城市空氣的污染。
3.3 加強(qiáng)防治工業(yè)對(duì)空氣的污染
政府要制定有關(guān)工業(yè)排放廢氣的準(zhǔn)則，使工業(yè)廢氣的排放能被自然環(huán)境凈化，對(duì)于重度污染工業(yè)可以搬遷到遠(yuǎn)離城市的區(qū)域，對(duì)于城區(qū)工業(yè)的廢氣排放，一定要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)企業(yè)違規(guī)排放要嚴(yán)肅處理，不能給企業(yè)留下僥幸心理，并且還要鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展新型廢氣處理設(shè)備，盡量杜絕工業(yè)對(duì)城市空氣污染的現(xiàn)象。
3.4 加強(qiáng)城市綠化規(guī)劃
綠色植物是天然的空氣調(diào)節(jié)器，是凈化城市空氣的最主要手段，因此城市規(guī)劃時(shí)要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光，預(yù)留出足夠的綠化地區(qū)，并且合理規(guī)劃綠化地區(qū)的分布，實(shí)現(xiàn)綠化的功能最大化。
4 結(jié)束語
城市空氣污染問題日益成為制約城市進(jìn)一步發(fā)展的難題，因此監(jiān)測(cè)城市空氣質(zhì)量不僅解決了城市居民關(guān)注的民生問題，而且可以使城市走上可持續(xù)發(fā)展的道路，全社會(huì)應(yīng)該有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光，也要給子孫后代留下一片干凈的藍(lán)天，本文就城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法和防治措施進(jìn)行了具體探析，具有一定的參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 環(huán)境空氣質(zhì)量；準(zhǔn)確率；API
中圖分類號(hào) X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）121-0149-01
自2001年6月5日開始，我國(guó)47個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市已經(jīng)相繼開展了環(huán)境空氣質(zhì)量的日?qǐng)?bào)和預(yù)報(bào)工作。到目前為止，全國(guó)已有180個(gè)地級(jí)以上城市了環(huán)境空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)，其中90個(gè)地級(jí)城市還實(shí)行了環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)，并且通過地方電視臺(tái)、電臺(tái)、報(bào)紙和因特網(wǎng)等媒體向社會(huì)。環(huán)境空氣質(zhì)量周報(bào)、日?qǐng)?bào)和預(yù)報(bào)的相繼讓公眾及時(shí)的了解了環(huán)境空氣的質(zhì)量，對(duì)于環(huán)境保護(hù)起到了很好的宣傳作用。
1 全國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量的狀況
各個(gè)城市經(jīng)過了幾年的工作探索和實(shí)踐，結(jié)合自身實(shí)際，先后提出了各種空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的模式。大部分城市采用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式，這種模式是在環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)天氣系統(tǒng)與空氣污染的相關(guān)分析，建立了一套行之有效的環(huán)境空氣污染預(yù)報(bào)方案，經(jīng)常以SO2、NO2和PM10這三項(xiàng)環(huán)境空氣質(zhì)量指標(biāo)作為預(yù)報(bào)對(duì)象，建立多元回歸方程，實(shí)施了環(huán)境空氣污染濃度的統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)。同時(shí)，通過對(duì)多年的監(jiān)測(cè)結(jié)果和特殊污染狀態(tài)的分析，建立一套空氣污染特殊情況分析系統(tǒng)，對(duì)模式難以正確預(yù)報(bào)的特殊天氣和特殊污染狀態(tài)，用預(yù)報(bào)會(huì)商的方式作出“專家預(yù)報(bào)”。
相對(duì)于環(huán)境空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)而言，預(yù)報(bào)的意義和作用顯得更加重要和明顯，提高環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率更是重中之重。根據(jù)API為對(duì)象以及我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定，分析環(huán)境空氣質(zhì)量的預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差準(zhǔn)確率和預(yù)報(bào)級(jí)別準(zhǔn)確率是極為重要的。環(huán)境空氣質(zhì)量根據(jù)API的大小，定義了5個(gè)代表不同級(jí)別的污染狀況。級(jí)別準(zhǔn)確率要求預(yù)報(bào)的空氣質(zhì)量級(jí)別和實(shí)測(cè)的日?qǐng)?bào)空氣質(zhì)量級(jí)別要一致。
2 影響環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的因素
預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率與日?qǐng)?bào)API的變化是相關(guān)的，影響API的因素主要有兩方面，即天氣系統(tǒng)的變化和污染源排放的變化。其中環(huán)境空氣污染與氣象系統(tǒng)有著密切的關(guān)系，不同的天氣狀況對(duì)環(huán)境空氣污染有著不同的影響，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率也依靠于氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
2.1 天氣系統(tǒng)的變化
2.1.1 降水
降水對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的影響是非常明顯的，降水可以沖刷環(huán)境空氣中各種污染物，可以減少顆粒物的濃度，大部分城市環(huán)境空氣污染重的首要污染物都是PM10，降水可以提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。但是，當(dāng)天氣狀況比較晴朗向降水天氣轉(zhuǎn)變的時(shí)候，或者降水天氣向晴朗天氣轉(zhuǎn)變的時(shí)候，發(fā)生的環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率會(huì)有所下降，并且預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差超過30或者級(jí)別誤差超過一級(jí)的現(xiàn)象也容易在此時(shí)發(fā)生，同時(shí)當(dāng)降水量比較小，比如毛毛雨天氣的時(shí)候，PM10的濃度有時(shí)候反而會(huì)上升，這時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率也會(huì)下降。
2.1.2 能見度
能見度對(duì)空氣質(zhì)量也有很大的影響，能見度高說明了空氣中污染物PM10的濃度低，造成這種能見度下降的主要因素有降水、霧、霾等等。經(jīng)過分析，表明當(dāng)能見度
2.1.3 溫度以及風(fēng)向的變化
溫度的變化會(huì)影響冷暖氣團(tuán)的變化，當(dāng)溫度變化發(fā)生劇烈的時(shí)候，空氣質(zhì)量也會(huì)隨之發(fā)生很大的變化，例如：冬春兩季大風(fēng)降溫的天氣、夏季強(qiáng)降水降溫的天氣狀況都會(huì)減輕城市污染物的濃度。有統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)兩日平均溫度的溫差超過5攝氏度的時(shí)候，兩天日?qǐng)?bào)的API絕對(duì)誤差超過30的可能性將會(huì)超過50%。
風(fēng)速與污染物濃度有著較為顯著的負(fù)相關(guān)，在靜風(fēng)或者威風(fēng)的時(shí)候，不利于污染物的擴(kuò)散，特別是當(dāng)天氣連續(xù)的晴朗、風(fēng)速也不大的時(shí)候，污染物濃度將會(huì)急劇上升，此時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率就會(huì)下降。PM10的主要來源是揚(yáng)塵和建筑塵，如果風(fēng)向?qū)M10濃度的影響不大，受城市局部亂流的影響，將會(huì)抵消不利風(fēng)向的作用。
2.1.4 逆溫
研究表明在環(huán)境空氣的污染中，當(dāng)API超過100大部分的時(shí)候都發(fā)生了逆溫天氣，可見逆溫天氣的時(shí)候容易出現(xiàn)高污染，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率會(huì)受到影響。
2.2 污染源排放的變化
污染源排放有本地污染和外部污染的分別，其中本地污染包括焚燒秸稈和大規(guī)模的城市基礎(chǔ)建設(shè)，每年的5、6月份，農(nóng)業(yè)收割時(shí)會(huì)焚燒秸稈，大量的濃煙導(dǎo)致了環(huán)境空氣的污染；大規(guī)模的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也會(huì)引起環(huán)境空氣的污染，拆遷、建筑工地和運(yùn)輸?shù)热菀桩a(chǎn)生大量的揚(yáng)塵，特別是在監(jiān)測(cè)子站附近的建筑工地對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響會(huì)更大，這些污染都會(huì)影響環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
而受西北沙塵暴影響是典型的外部污染的例子。西北沙塵暴發(fā)生的時(shí)候API會(huì)大幅度的上升，甚至超過4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，API預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的偏差也是比較大的。
3 總結(jié)
綜上所述，影響環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的因素由天氣系統(tǒng)的變化和污染源排放的變化。為了提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，我們應(yīng)該獲取更加詳盡的未來天氣的氣象資料，包括24小時(shí)之內(nèi)溫度的變化、降水的變化、風(fēng)速風(fēng)向的變化、能見度的變化以及逆溫發(fā)生的情況等等，加強(qiáng)對(duì)不同天氣情況下的污染變化趨勢(shì)的研究，結(jié)合實(shí)際及時(shí)調(diào)整預(yù)報(bào)模式。加強(qiáng)對(duì)污染源排放的動(dòng)態(tài)分析，建立污染源排放的動(dòng)態(tài)信息庫(kù)，研究污染源排放的動(dòng)態(tài)變化和空氣污染變化的關(guān)系。增加對(duì)外來源的預(yù)測(cè)和監(jiān)督攻讀，特別是大范圍的污染。加強(qiáng)預(yù)報(bào)的專家分析能力，培訓(xùn)預(yù)報(bào)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，
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注意培養(yǎng)他們對(duì)有關(guān)氣象資料的分析能力。開展空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報(bào)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，這樣才能提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：空氣污染；AQI；聚類分析；區(qū)域劃分；可持續(xù)發(fā)展
中圖分類號(hào)：X823 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2015）015-0000-02
一、前言
AQI是空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index）的簡(jiǎn)稱，是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)，是2012年3月國(guó)家的新空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化氮、二氧化硫、臭氧、一氧化碳等六項(xiàng)。AQI是將這6項(xiàng)污染物用統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的呈現(xiàn)，即報(bào)告每日空氣質(zhì)量的參數(shù)。AQI不僅描述空氣清潔或者污染的程度，更是為居民提供了室外空氣環(huán)境的參考。
研究表明，空氣污染對(duì)健康造成了顯著的負(fù)向影響，特別是當(dāng)季節(jié)交替變換時(shí)，空氣質(zhì)量在伴隨著氣象因素的同時(shí)作用，會(huì)加劇呼吸道系統(tǒng)疾病的患病率；并且，空氣污染指數(shù)的空間分布形勢(shì)是按照由海向內(nèi)陸遞增，不同城市之間的空氣質(zhì)量狀況有著明顯的相互聯(lián)系，具有區(qū)域性特點(diǎn)；最后，城市機(jī)動(dòng)車保有量及工業(yè)排放對(duì)空氣質(zhì)量有著相當(dāng)大的影響。
根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633―2012）規(guī)定：空氣污染指數(shù)劃分為0-50（優(yōu)）、51-100（良）、101-150（輕度污染）、151-200（中度污染）、201-300（重度污染）和大于300（嚴(yán)重污染）六檔，對(duì)應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個(gè)級(jí)別，指數(shù)越大，級(jí)別越高，說明污染越嚴(yán)重，對(duì)人體健康的影響也越明顯。
二、描述性分析
全文數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部的數(shù)據(jù)中心，共搜集了全國(guó)161個(gè)主要城市2014年全年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，我們每個(gè)城市一年中空氣質(zhì)量等級(jí)的天數(shù)做了整理，整理后的表格如表1（因表格太長(zhǎng)，只列出前10行）：
首先關(guān)注空氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)，有26個(gè)城市在一年中空氣質(zhì)量有100天以上為優(yōu)，僅有6個(gè)城市空氣質(zhì)量都達(dá)到優(yōu)的天數(shù)超過了半年?？梢?，我國(guó)空氣質(zhì)量普遍不是很好。
隨后關(guān)注空氣質(zhì)量為良的天數(shù)。有85個(gè)城市有200天以上空氣質(zhì)量達(dá)到良，但250天以上的城市就只剩13個(gè)。可見，空氣質(zhì)量多數(shù)天數(shù)達(dá)到良的城市數(shù)量也偏少。此時(shí)空氣對(duì)絕大多數(shù)人無害。
從空氣質(zhì)量為不同程度污染的角度，有45個(gè)城市輕度污染的天數(shù)在100天以上，沒有一個(gè)城市輕度污染的天數(shù)是在200天以上；50天以上中度污染的城市有17個(gè)，中度污染天數(shù)最多的有58天；只有23個(gè)城市一年中沒有重度污染的情況；所有城市中嚴(yán)重污染的天數(shù)平均數(shù)為3天，有63個(gè)城市一年中沒有出現(xiàn)過嚴(yán)重污染的情況。
由此可見，全國(guó)空氣質(zhì)量普遍不是太好。我們猜想，空氣質(zhì)量狀況與行政區(qū)域以及其主要的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)類型有關(guān)。
三、聚類分析
聚類分析的基本思想是由于我們所研究的樣品或指標(biāo)之間存在不同程度的相似性，以一些能夠度量樣品或指標(biāo)之間相似程度的指標(biāo)量作為劃分類型的依據(jù)，相似程度較大的樣品聚合成一類。
我們使用R軟件，采用聚類分析中的快速聚類（kmeans）方法，根據(jù)對(duì)一年中每天AQI的記錄值，對(duì)所有城市進(jìn)行kmeans聚類分析，將161個(gè)城市分成6類。得到結(jié)果如下：
第一類：陽(yáng)泉市、濟(jì)南市、淄博市、棗莊市、東營(yíng)市、濰坊市、濟(jì)寧市、泰安市、萊蕪市、臨沂市、聊城市、濱州市、菏澤市、鄭州市、開封市、洛陽(yáng)市、平頂山市、安陽(yáng)市、焦作市、三門峽市、西安市、銅川市、寶雞市、咸陽(yáng)市、渭南市、庫(kù)爾勒市；
第二類：秦皇島市、承德市、張家口市、太原市、大同市、長(zhǎng)治市、臨汾市、呼和浩特市、包頭市、赤峰市、鄂爾多斯市、沈陽(yáng)市、大連市、鞍山市、撫順市、本溪市、丹東市、錦州市、營(yíng)口市、盤錦市、葫蘆島市、長(zhǎng)春市、吉林市、哈爾濱市、牡丹江市、煙臺(tái)市、威海市、延安市、蘭州市、嘉峪關(guān)市、金昌市、西寧市、銀川市、石嘴山市
第三類：武漢市、宜昌市、荊州市、長(zhǎng)沙市、株洲市、湘潭市、岳陽(yáng)市、常德市、張家界市、柳州市、桂林市、重慶市、成都市、自貢市、瀘州市、德陽(yáng)市、綿陽(yáng)市、南充市、宜賓市、烏魯木齊市
第四類：齊齊哈爾市、大慶市、寧波市、溫州市、衢州市、舟山市、臺(tái)州市、麗水市、福州市、廈門市、泉州市、南昌市、九江市、廣州市、韶關(guān)市、深圳市、珠海市、汕頭市、佛山市、江門市、湛江市、茂名市、肇慶市、惠州市、梅州市、汕尾市、河源市、陽(yáng)江市、清遠(yuǎn)市、東莞市、中山市、潮州市、揭陽(yáng)市、云浮市、南寧市、北海市、?？谑小⑷齺喪?、攀枝花市、貴陽(yáng)市、遵義市、昆明市、曲靖市、玉溪市、拉薩市、克拉瑪依市
第五類：北京市、天津市、石家莊市、唐山市、邯鄲市、邢臺(tái)市、保定市、滄州市、廊坊市、衡水市、德州市。
第六類：上海市、南京市、無錫市、徐州市、常州市、蘇州市、南通市、連云港市、淮安市、鹽城市、揚(yáng)州市、鎮(zhèn)江市、泰州市、宿遷市、杭州市、嘉興市、湖州市、金華市、紹興市、合肥市、蕪湖市、馬鞍山市、青島市、日照市
據(jù)此可將全國(guó)分為6塊大的區(qū)域：山東大部，陜西和山西東部；山東北部，河北南部，內(nèi)蒙古，陜西、甘肅；武漢、湖北、湖南、廣西、重慶、桂林；京津冀等地；上海、江蘇、浙江以及山東沿海；其他地區(qū)。
由此可見，空氣質(zhì)量狀況具有區(qū)域性，相鄰城市空氣質(zhì)量相似；具有中心擴(kuò)散性，如以濟(jì)南等重工業(yè)污染較重的城市為中心，其周邊城市空氣質(zhì)量也受到影響；沿海地區(qū)與經(jīng)濟(jì)比較不發(fā)達(dá)的地區(qū)空氣質(zhì)量普遍較好。
四、政策建議
通過對(duì)城市空氣狀況的聚類分析以及對(duì)所劃分的區(qū)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析，可以看出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的確會(huì)在一定程度上影響城市空氣質(zhì)量。為了使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境相適應(yīng)，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)快速可持續(xù)發(fā)展，我們提出以下建議：
1.提高城市綠化率。綠植是大自然的天然空氣清新劑，能夠增加空氣濕度，提高空氣中的氧氣含量，并吸收二氧化碳，吸附粉塵微粒，減少熱島效應(yīng)，減少噪音，美化環(huán)境，可謂是一舉多得。
2.大力發(fā)展公共交通，減少私家車的使用。最直觀的影響便是交通擁堵。研究發(fā)現(xiàn)，其對(duì)空氣質(zhì)量帶來的影響也是相當(dāng)可觀的。當(dāng)然這與我們的公共交通不夠發(fā)達(dá)也有一定的關(guān)系。因此我們提倡大力發(fā)展公共交通，鼓勵(lì)人們公交出行綠色出行。
3.大力發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)空氣質(zhì)量的影響也是相當(dāng)顯著的，并且具有區(qū)域擴(kuò)散性。我們現(xiàn)階段應(yīng)大力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型，既要促發(fā)展，又要保環(huán)境。
4.控制人口密度。人口過多帶來的問題不僅僅是交通擁擠，使得人均占有耕地面積減少以及水資源等資源短缺，也增加了能源的消耗，需要消耗越來越多的能源物質(zhì)，需要提供更多的石油、煤、天然氣等能源物質(zhì)，當(dāng)然這些能源物質(zhì)的使用也會(huì)增加空氣的污染。因此必須嚴(yán)格控制人口數(shù)量。追求可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量三線城市方差性分析主成分分析
一、背景
1.地區(qū)發(fā)展的差異
空氣質(zhì)量?jī)?yōu)劣程度[1]與一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，它直接影響到投資環(huán)境和居民的健康，因此越來越受到政府和公眾的廣泛關(guān)注。城市化建設(shè)是發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，但是該過程往往會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染不斷加?。淮蟪鞘泄I(yè)集中、大量消耗化石燃料，高密度建筑群又不利于污染物的擴(kuò)散，因此一般一些發(fā)展城市的空氣污染現(xiàn)象異常嚴(yán)重。人們?cè)诟惺苤鞘谢瘞淼谋憷耐瑫r(shí)，也深深的體會(huì)到了苦澀的回報(bào)――城市空氣質(zhì)量問題。
隨著城市的發(fā)展，各個(gè)城市[2]之間在經(jīng)濟(jì)上出現(xiàn)了顯著性的差別，城市逐漸被分為了幾個(gè)等級(jí)。目前國(guó)內(nèi)常見的一線、二線、三線城市最早起源于房地產(chǎn)市場(chǎng)，現(xiàn)在已演變成城市綜合實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力的劃分。專家介紹說，常規(guī)的劃分指標(biāo)包括:綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、城市發(fā)展規(guī)模（建設(shè)水平、人口、面積等）、輻射帶動(dòng)力與影響力、交通通達(dá)能力等許多層面；簡(jiǎn)單來說，政治地位、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、城市規(guī)模、區(qū)域輻射力是劃分一線、二線、三線城市的主要標(biāo)準(zhǔn)。
2.空氣質(zhì)量指標(biāo)
新聞報(bào)道中經(jīng)常出現(xiàn)的空氣質(zhì)量指數(shù)[3]（英文：Air Quality Index, AQI）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的非線性無量綱指數(shù)。其數(shù)值越大、級(jí)別和類別、表征顏色越深，說明空氣污染程度越嚴(yán)重，對(duì)人體的健康危害也越大。AQI分級(jí)計(jì)算是參考的標(biāo)準(zhǔn)是GB 3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，參與評(píng)價(jià)的污染物為PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO等六項(xiàng)；所以，AQI采用的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)、污染物的指標(biāo)更多、頻次更高，其評(píng)價(jià)的結(jié)果也將更加接近公眾的真實(shí)感受。
本文主要研究的是通過中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的全國(guó)主要城市空氣質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)據(jù)，分析城市發(fā)展與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系，而且城市環(huán)境空氣質(zhì)量直接反映城市規(guī)劃建設(shè)管理水平，影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，關(guān)系城市居民生活質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市作為政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)中心、建筑密度、人口密度、交通車輛密度的不斷膨脹，各類能源的消耗也與日俱增；而且空氣質(zhì)量的治理不是一兩項(xiàng)指標(biāo)就可以奏效的，而是需要通過綜合防治、長(zhǎng)效管理才能得以恢復(fù)，走向良性循環(huán)的道路。
二、一二三線城市之間空氣質(zhì)量的差異性分析
選取一二三線城市中具有代表性的城市5-10月份（數(shù)據(jù)來自：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站）每月份的各個(gè)空氣質(zhì)量因素的平均值，具體數(shù)據(jù)見下表（選取了部分?jǐn)?shù)據(jù)）：
表1 各線城市在2013年5-10月的空氣質(zhì)量因素
1.差分析理論
方差分析[4]是用于兩個(gè)及兩個(gè)以上樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗(yàn)。由于各種因素的影響，研究所得的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)波動(dòng)狀，造成波動(dòng)的原因可分成兩類，一是不可控的隨機(jī)因素，另一是研究中施加的對(duì)結(jié)果形成影響的可控因素。
方差分析的基本原理是認(rèn)為不同處理組的均數(shù)間的差別基本來源有兩個(gè)：
第一，隨機(jī)誤差，如測(cè)量誤差造成的差異或個(gè)體間的差異，稱為組內(nèi)差異，用變量在各組的均值與該組內(nèi)變量值之偏差平方和的總和表示，記作SSw，組內(nèi)自由度dfw。
第二，實(shí)驗(yàn)條件，即不同的處理造成的差異，稱為組間差異。用變量在各組的均值與總均值之偏差平方和表示，記作SSb，組間自由度dfb。
總偏差平方和SSt=SSb+SSw。組內(nèi)SSw、組間SSb除以各自的自由度(組內(nèi)dfw=n-m，組間dfw=m-1，其中n為樣本總數(shù)，m為組數(shù))，得到其均方MSw和MSb，一種情況是處理沒有作用，即各組樣本均來自同一總體，MSb/MSw≈1。另一種情況是處理確實(shí)有作用，組間均方是由于誤差與不同處理共同導(dǎo)致的結(jié)果，即各樣本來自不同總體。那么，MSb>>MSw(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于)。MSb/MSw比值構(gòu)成F分布。用F值與其臨界值比較，推斷各樣本是否來自相同的總體。
2.數(shù)據(jù)分析結(jié)果
分析結(jié)果如下表：
表2 空氣質(zhì)量指標(biāo)的各個(gè)因素和城市之間的方差分析圖
從表中可以看出：
影響空氣指標(biāo)的各個(gè)因素大部分具有顯著性差異，綜合評(píng)判空氣質(zhì)量的AQI在一二三線城市之間具有顯著性差異；PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2，五項(xiàng)指標(biāo)在一二三線城市之間具有顯著性差異，這幾個(gè)指標(biāo)和工業(yè)發(fā)展的C排放、汽車尾氣等具有明顯的關(guān)系，所以，從圖表中可以看出城市的發(fā)展程度與空氣質(zhì)量因素之間密切相關(guān)。
三、一二三線城市空氣質(zhì)量指數(shù)的主成分分析原理和方法實(shí)現(xiàn)
1.主成分分析理論
主成分分析[5]是數(shù)學(xué)上數(shù)據(jù)降維的一種方法。其基本思想是設(shè)法將原來眾多的具有一定相關(guān)性的指標(biāo)X1，X2，…，XP（比如p個(gè)指標(biāo)），重新組合成一組較少個(gè)數(shù)的互不相關(guān)的綜合指標(biāo)FM來代替原來指標(biāo)。那么綜合指標(biāo)應(yīng)該如何去提取，使其既能最大程度的反映原變量Xp所代表的信息，又能保證新指標(biāo)之間保持相互無關(guān)（信息不重疊）。
設(shè)F1表示原變量的第一個(gè)線性組合所形成的主成分指標(biāo)，即 ,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，每一個(gè)主成分所提取的信息量可用其方差來度量，其方差Var(F1)越大，表示F1包含的信息越多。常常希望第一主成分F1所含的信息量最大，因此在所有的線性組合中選取的F1應(yīng)該是X1，X2，…，XP的所有線性組合中方差最大的，故稱F1為第一主成分。如果第一主成分不足以代表原來p個(gè)指標(biāo)的信息，再考慮選取第二個(gè)主成分指標(biāo)F2，為有效地反映原信息，F(xiàn)1已有的信息就不需要再出現(xiàn)在F2中，即F2與F1要保持獨(dú)立、不相關(guān)，用數(shù)學(xué)語言表達(dá)就是其協(xié)方差CoV(F1,F2)=0 ，所以F2是與F1不相關(guān)的X1，X2，…，XP的所有線性組合中方差最大的，故稱F2為第二主成分，依此類推構(gòu)造出的F1、F2、……、Fm為原變量指標(biāo)X1，X2，…，XP第一、第二、……、第M個(gè)主成分。
2.主成分分析的數(shù)據(jù)分析
影響各個(gè)城市空氣質(zhì)量的因素有很多，在分析城市發(fā)展程度與影響空氣質(zhì)量指標(biāo)之后，為進(jìn)一步說明提取的主成分對(duì)城市空氣質(zhì)量的影響，對(duì)一二三線城市中的代表城市進(jìn)行進(jìn)一步主成分分析（以北京為例）：
表3主成分與原有變量的權(quán)重關(guān)系
結(jié)合圖表和理論分析得出，
第一主成分：Z1=0.216*X1+0.240*X2+0.153*X3+0.216*X4+0.198*X5+0.066*X6-0.135*X7-0.134*X8
第二主成分：
Z2=0.156*X1+0.072*X2+0.270*X3-0.034*X4-0.121*X5+0.253*X6+0.288*X7-0.287*X8
第三主成分：
Z3=0.215*X1+0.221*X2-0.155*X3+0.440*X4-0.454*X5-0.559*X6+0.158*X7+0.168*X8
由于三個(gè)主成分達(dá)到了99.291%的信息貢獻(xiàn)累計(jì)值，所以，基本上可以完全涵蓋原有變量信息，則得出衡量空氣質(zhì)量的新的關(guān)系式：
Z=49.202%*Z1+35.956%*Z2+14.133%*Z3
用上述分析方法，對(duì)一二三線城市中選取的城市進(jìn)行主成分分析[6]，取各個(gè)城市半年內(nèi)的主成分值的平均值表示這段時(shí)間的影響數(shù)值，得出如下分析表：
圖4部分城市各個(gè)主成分的數(shù)值
經(jīng)過主成分分析，原來評(píng)價(jià)各個(gè)城市的八個(gè)因素，縮減為現(xiàn)在的一到三個(gè)，明顯減少了分析量，為后續(xù)的分析提供了參考依據(jù)，更容易分析出數(shù)據(jù)間的規(guī)律，也使得空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)問題更易分析，但是，通過主成分分析中的主成分提取，并不能用來評(píng)價(jià)各個(gè)城市的空氣質(zhì)量指數(shù)。
圖表中的主成分Z1，一線城市明顯大于二線城市，二線城市小于三線城市，并不能得出相應(yīng)的變化規(guī)律；圖表中的主成分Z2，二線城市明顯大于一線城市，一線城市又明顯大于三線城市，部分地區(qū)沒有第二主成分，這樣也不能分析出相應(yīng)的變化規(guī)律；而圖表中的第三主成分Z3，僅有一個(gè)城市有，顯然第三主成分不是分析的重點(diǎn)，也沒有提供相應(yīng)的分析結(jié)論，不具有參考價(jià)值。
整個(gè)成分分析的結(jié)果如圖3所示，部分一線城市大于二線城市，二線城市大于三線城市；如果根據(jù)這個(gè)結(jié)果，可以得出和前面分析類似的結(jié)論：空氣質(zhì)量指數(shù)的污染程度和城市的發(fā)展程度成正比。但是，部分?jǐn)?shù)據(jù)不符合該變化規(guī)律。所以，在對(duì)問題進(jìn)行主成分分析時(shí)，不能簡(jiǎn)單的從簡(jiǎn)化問題的角度分析，這樣會(huì)導(dǎo)致最終的分析結(jié)果和原來結(jié)果不一樣；在進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，一定要結(jié)合實(shí)際問題的規(guī)律進(jìn)行分析。
四、結(jié)論及建議
我國(guó)城市空氣污染的一個(gè)重要的特征是煤煙型污染，煤炭燃燒排除大量煙塵，是主要的城市空氣污染源。以煤炭為主的能源消費(fèi)形成的城市空氣污染已經(jīng)威脅到人民群眾的健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。另外，城市機(jī)動(dòng)車保有量在不斷增加，由于城市人口密集，交通運(yùn)輸量加大，機(jī)動(dòng)車排氣污染在城市空氣污染中所占的比例也不斷上升，從圖表分析可以看出PM2.5和PM10在空氣污染中占主要比重，我們從天氣狀況也可以看出，城市陰霾天氣不斷出現(xiàn)，據(jù)2007年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，我們空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市僅占2.4%，可想而知空氣污染給我們帶來了多大的影響。
一二三線城市之間的空氣質(zhì)量具有顯著性差異，在分析影響空氣質(zhì)量的主成分時(shí)，將一二三線城市分開分析，分析結(jié)果顯示在城市發(fā)展過程中的污染物種類基本相同，而它們的比重隨著城市發(fā)展加快也有所增加。
目前，我們城市的空氣污染已經(jīng)危害到了人們正常的生活，由霧霾引起的呼吸道疾病也逐漸增多，研究表明，中國(guó)引起慢性呼吸道疾病的主要決定因素是城市空氣污染。并且城市的污染也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，就北京來說，2012年北京持續(xù)一周的霧霾天氣給北京帶來直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)120億，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
我國(guó)應(yīng)該重點(diǎn)治理城市環(huán)境污染，從一下兩個(gè)方面出發(fā)：一方面是治理工廠排放的污染物和煤炭的燃燒量；另一方面限制城市汽車的擁有量或者發(fā)展新能源供汽車使用。我們堅(jiān)信，主要我們從現(xiàn)在開始，從自身做起，每個(gè)企業(yè)家從自身企業(yè)做起，從減少一塊煤、一度電、一升油開始，在不久的將來，我們的空氣質(zhì)量一定會(huì)發(fā)展的很好，我們一定可以為我們自己和子孫后代創(chuàng)造一片藍(lán)天。
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環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司司長(zhǎng)羅毅說,12月受大范圍空氣重污染過程影響,74個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量總體狀況同比、環(huán)比均轉(zhuǎn)差。74個(gè)城市PM10、PM2.5和NO2濃度同比、環(huán)比均有所上升,SO2濃度同比有所下降,環(huán)比有所上升,CO超標(biāo)率同比和環(huán)比均有所上升,O3超標(biāo)率同比持平,環(huán)比有所下降。74個(gè)城市平均達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為55.6%。其中,廈門、福州、昆明、惠州、江門、?？诤蜕钲诘?個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為100%,東莞、中山和珠海等15個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在80%~100%之間,重慶、寧波和秦皇島等13個(gè)城市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在50%~80%之間,保定、邯鄲和濟(jì)南等39個(gè)城市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例不足50%。超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)最多,其次是PM10。
按照城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)評(píng)價(jià),12月空氣質(zhì)量相對(duì)較差的后10位(從第74名到第65名)城市分別是保定、邢臺(tái)、衡水、邯鄲、石家莊、廊坊、濟(jì)南、鄭州、唐山和哈爾濱;空氣質(zhì)量相對(duì)較好的前10位(從第1名到第10名)城市分別是?？?、惠州、廈門、福州、深圳、昆明、肇慶、東莞、貴陽(yáng)和江門。
12月,我國(guó)北方地區(qū)全部進(jìn)入采暖期,受采暖期污染物排放量大和不利氣象條件影響,我國(guó)除華南地區(qū)外,均出現(xiàn)了重污染天氣。其中京津冀及周邊地區(qū)污染程度最重、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng),12月該區(qū)域先后出現(xiàn)5次明顯重污染過程,保定、衡水市一度出現(xiàn)連續(xù)8天的重度及以上污染天氣。與2014年同期相比,京津冀區(qū)域13個(gè)城市PM2.5月均濃度全部升高,其中北京市同比升高166.7%;京津冀周邊的太原、呼和浩特、濟(jì)南和鄭州市PM2.5月均濃度同比分別上升了15.6%、41.7%、92.8%和49.5%。
京津冀區(qū)域13個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在12.9%~80.6%之間,平均為34.9%。其中,張家口市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為80.6%,秦皇島、承德2個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在50%~80%之間,保定、邯鄲、衡水等10個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例不足50%。超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)最多,其次是PM10。
北京市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為35.5%,超標(biāo)天數(shù)中首要污染物均為PM2.5,其中重度污染7天,嚴(yán)重污染6天,重度及以上污染天數(shù)同比增加11天。
長(zhǎng)三角區(qū)域25個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在29.0%~93.5%之間,平均為54.2%。其中,溫州、臺(tái)州、衢州、麗水和舟山等5個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在為80%~93.5%之間,寧波、嘉興和湖州等7個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在50%~80%之間,徐州、無錫和宿遷等13個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例不足50%。超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)最多,其次是PM10。
基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為智慧環(huán)保的信息與收集平臺(tái)，能夠使用戶和環(huán)保信息高度耦合，實(shí)現(xiàn)環(huán)?！案笍氐母兄?、“更全面的互聯(lián)”和“更智慧化應(yīng)用”。通過整合全國(guó)190個(gè)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機(jī)上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】APP 空氣質(zhì)量 系統(tǒng)
2015年中國(guó)移動(dòng)終端將超5億，隨著4G網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)的普及，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期， 移動(dòng)APP成為了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的主流，未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將更多基于云的應(yīng)用和云計(jì)算上。基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為智慧環(huán)保的信息與收集平臺(tái)，能夠使用戶和環(huán)保信息高度耦合，實(shí)現(xiàn)環(huán)?！案笍氐母兄薄ⅰ案娴幕ヂ?lián)”和“更智慧化應(yīng)用”?；贏PP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過整合全國(guó)190個(gè)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機(jī)上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。
1 建設(shè)目標(biāo)
基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過整合全國(guó)190個(gè)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機(jī)上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)以下七個(gè)功能，包括AQI時(shí)報(bào)及預(yù)測(cè)、城市AQI統(tǒng)計(jì)、AQI小知識(shí)、空氣質(zhì)量排名、自動(dòng)站查詢、在線數(shù)據(jù)查詢、GIS展示及查詢功能。
2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容
2.1 數(shù)據(jù)建設(shè)要求
（1）支持ANSI/ISO SQL-89、ANSI/ISO SQL-92標(biāo)準(zhǔn)；
（2）支持中文漢字內(nèi)碼，符合雙字節(jié)編碼；
（3）支持主流廠商的硬件平臺(tái)及操作系統(tǒng)平臺(tái)；
（4）具有良好的伸縮性；
（5）支持主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如：TCP/IP、IPX/SPX、NETBIOS及混合協(xié)議；
（6）具有良好的開放性，支持異種數(shù)據(jù)庫(kù)的互訪；
（7）支持對(duì)大型異種數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問；
（8）支持分布式事務(wù)及兩階段提交功能；
（9）具有支持并行操作所需的技術(shù)，如：多服務(wù)器協(xié)同技術(shù)、事務(wù)處理的完整性控制技術(shù)等；
（10）支持聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP，要求能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速裝載、高效的并發(fā)處理和交互式查詢；
（11）支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)加密及相應(yīng)冗余控制；
（12）應(yīng)具有強(qiáng)的容錯(cuò)能力、錯(cuò)誤恢復(fù)能力、錯(cuò)誤記錄及預(yù)警能力；
（13）應(yīng)避免數(shù)據(jù)庫(kù)死鎖的出現(xiàn)，一旦死鎖能夠自動(dòng)解鎖。
2.2 系統(tǒng)構(gòu)架要求
2.2.1 先進(jìn)性
采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)、成熟的技術(shù)和設(shè)備，及市場(chǎng)覆蓋率高、標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品。具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念，及一定的超前性，不僅要滿足到當(dāng)前的實(shí)際需要，而且要考慮將來的發(fā)展需求。
2.2.2 實(shí)用性
應(yīng)充分考慮資源、環(huán)境和人等因素，以人為本，采用高科技手段，進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，以減少系統(tǒng)操作的復(fù)雜性，使用戶最方便地實(shí)現(xiàn)各種功能。
2.2.3 可靠性和可用性
具有容錯(cuò)功能，管理、維護(hù)方便，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單。
2.2.4 開放性
系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用現(xiàn)有的國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開放技術(shù)、開放結(jié)構(gòu)、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口，可以支持遠(yuǎn)程圖像傳輸和遠(yuǎn)程控制，同時(shí)利于今后的擴(kuò)展和升級(jí)。
2.2.5 云計(jì)算功能
系統(tǒng)必須是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且是虛擬化的資源，必須具有云計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心、辦公中心、控制中心等功能結(jié)構(gòu)。
2.3 開發(fā)環(huán)境要求
（1）基于Android技術(shù)架構(gòu)；
（2）系統(tǒng)具備快速響應(yīng)能力。通常情況下，頁(yè)面顯示響應(yīng)時(shí)間不超過3秒，查詢處理響應(yīng)時(shí)間不超過5秒；
（3）系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行要求：提供7X24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行，平均年故障時(shí)間不超過8小時(shí)；
（4）適配尺寸要求：支持主流手機(jī)屏幕尺寸；
（5）數(shù)據(jù)庫(kù)要求：支持主流數(shù)據(jù)庫(kù)和國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)；
（6）中間件要求：支持主流中間件和國(guó)產(chǎn)中間件。
2.4 核心模塊及實(shí)現(xiàn)功能
AQI時(shí)報(bào)及預(yù)測(cè)主要展示內(nèi)容包括：昨天、今天與未來三天的天氣狀況；實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量AQI、等級(jí)、首要污染物；實(shí)時(shí)AQI的京津冀排名；未來三天的的空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)情況；根據(jù)不同的空氣質(zhì)量給出相應(yīng)的健康影響提示和建議；空氣質(zhì)量AQI等級(jí)圖例；可以顯示數(shù)據(jù)更新時(shí)間；空氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源等信息。
城市AQI統(tǒng)計(jì)主要統(tǒng)計(jì)2種情況：主要城市24小時(shí)空氣質(zhì)量情況；城市30天空氣質(zhì)量情況。
AQI小知識(shí)為方便用戶快速了解AQI的相關(guān)名詞定義，本系統(tǒng)提供了AQI相關(guān)知識(shí)的名詞解說便于用戶查詢。
空氣質(zhì)量排名：系統(tǒng)應(yīng)提供對(duì)空氣質(zhì)量相關(guān)排名功能。從空氣質(zhì)量和相關(guān)綜合指數(shù)為數(shù)據(jù)對(duì)河北省、京津冀乃至全國(guó)的多維度排名，使得管理人員能夠?qū)ξ沂械目諝赓|(zhì)量狀況與其他地市對(duì)比了解。主要分為3類排名情況：京津冀AQI實(shí)時(shí)排名；全國(guó)城市AQI實(shí)時(shí)排名；全國(guó)城市綜合指數(shù)月度排名。
自動(dòng)站查詢：系統(tǒng)可以對(duì)各區(qū)域空氣自動(dòng)站AQI監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，能夠?qū)⒏鞅O(jiān)測(cè)點(diǎn)位的實(shí)時(shí)AQI數(shù)據(jù)及濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行展示并以站點(diǎn)為單位進(jìn)行查詢。具體展示空氣自動(dòng)站的如下數(shù)據(jù)：空氣自動(dòng)站名稱；所屬地區(qū)；空氣質(zhì)量AQI；空氣質(zhì)量等級(jí)；首要污染物；污染物監(jiān)測(cè)濃度（包括：SO2，NO2，CO，O3，O3 8小時(shí)均值，PM2.5，PM2.5 24小時(shí)均值，PM10，PM10 24小時(shí)均值）；數(shù)據(jù)時(shí)間。
在線數(shù)據(jù)查詢：系統(tǒng)提供對(duì)各個(gè)空氣自動(dòng)站今天與昨天的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)對(duì)比變化趨勢(shì)的查詢功能。以柱狀圖的形式顯示當(dāng)天站點(diǎn)的AQI、各空氣污染物的實(shí)時(shí)小時(shí)均值和近30天的日均值，并且給出環(huán)比數(shù)值，供用戶對(duì)比分析。還可以指定統(tǒng)計(jì)時(shí)間，查詢歷史數(shù)據(jù)。
GIS展示及查詢：為了實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量AQI數(shù)據(jù)的直觀查詢，系統(tǒng)可通過地圖查詢空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位，并且能夠?qū)崿F(xiàn)通過地圖的放大、縮小、定位等功能，精確了解具體站點(diǎn)的信息，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)信息的快速查找。在地圖中，會(huì)默認(rèn)顯示所有空氣自動(dòng)站，并且會(huì)在各個(gè)空氣自動(dòng)站的圖標(biāo)上展示該站點(diǎn)的空氣質(zhì)量AQI，另外，站點(diǎn)圖標(biāo)的顏色也會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)的AQI數(shù)值而變化，便于用戶迅速、直觀的了解到各個(gè)站點(diǎn)的空氣質(zhì)量。用戶點(diǎn)擊各個(gè)站點(diǎn)還可查看該站點(diǎn)的如下數(shù)據(jù)：站點(diǎn)名稱；空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)AQI；空氣污染物實(shí)時(shí)濃度；空氣質(zhì)量等級(jí)。
環(huán)保部當(dāng)日了2015年12月京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市等74個(gè)城市空氣質(zhì)量狀況。
環(huán)境護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司司長(zhǎng)羅毅介紹,12月受大范圍空氣重污染過程影響,74個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量總體狀況同比、環(huán)比均轉(zhuǎn)差。74個(gè)城市PM10、PM2.5和NO2濃度同比、環(huán)比均有所上升,SO2濃度同比有所下降,環(huán)比有所上升,CO超標(biāo)率同比和環(huán)比均有所上升,O3超標(biāo)率同比持平,環(huán)比有所下降。74個(gè)城市平均達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為55.6%。其中,廈門、福州、昆明、惠州、江門、?？诤蜕钲诘?個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為100%,東莞、中山和珠海等15個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在80%~100%之間,重慶、寧波和秦皇島等13個(gè)城市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在50%~80%之間,保定、邯鄲和濟(jì)南等39個(gè)城市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例不足50%。超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)最多,其次是PM10。
按照城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)評(píng)價(jià),12月空氣質(zhì)量相對(duì)較差的后10位(從第74名到第65名)城市分別是保定、邢臺(tái)、衡水、邯鄲、石家莊、廊坊、濟(jì)南、鄭州、唐山和哈爾濱;空氣質(zhì)量相對(duì)較好的前10位(從第1名到第10名)城市分別是?？?、惠州、廈門、福州、深圳、昆明、肇慶、東莞、貴陽(yáng)和江門。
羅毅介紹,12月,我國(guó)北方地區(qū)全部進(jìn)入采暖期,受采暖期污染物排放量大和不利氣象條件影響,我國(guó)除華南地區(qū)外,均出現(xiàn)了重污染天氣。其中京津冀及周邊地區(qū)污染程度最重、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng),12月該區(qū)域先后出現(xiàn)5次明顯重污染過程,保定、衡水市一度出現(xiàn)連續(xù)8天的重度及以上污染天氣。與2014年同期相比,京津冀區(qū)域13個(gè)城市PM2.5月均濃度全部升高,其中北京市同比升高166.7%;京津冀周邊的太原、呼和浩特、濟(jì)南和鄭州市PM2.5月均濃度同比分別上升了15.6%、41.7%、92.8%和49.5%。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,12月,京津冀區(qū)域13個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在12.9%~80.6%之間,平均為34.9%。其中,張家口市達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為80.6%,秦皇島、承德2個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例在50%~80%之間,保定、邯鄲、衡水等10個(gè)城市的達(dá)標(biāo)天數(shù)比例不足50%。超標(biāo)天數(shù)中以PM2.5為首要污染物的天數(shù)最多,其次是PM10。
關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；污染損害指數(shù)；開封市
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2011）-08-0153-2
0 引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，城市規(guī)模擴(kuò)大，城市環(huán)境問題也日益突出，特別是城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況的惡化給人們的生產(chǎn)和生活帶來了諸多的影響，并將成為制約今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一[1-4]。本研究利用開封環(huán)境空氣質(zhì)量定點(diǎn)監(jiān)測(cè)資料，探討城市發(fā)展過程中空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)及其影響因素，并提出建議和對(duì)策，為有關(guān)部門進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)估提供參考。
1 開封市環(huán)境空氣污染狀況
上世紀(jì)末，開封市空氣煙塵污染較為嚴(yán)重。據(jù)資料顯示，開封市空氣污染以煤煙型為主，煤煙型污染是以塵和SO2為代表的污染類型[5]。主要污染因素有：氣候和人為原因造成的風(fēng)沙揚(yáng)塵、建筑施工塵，燃煤污染，機(jī)動(dòng)車尾氣污染和飲食業(yè)煙塵油煙污染等[6]。近幾年，市有關(guān)部門對(duì)燃煤鍋爐和飲食業(yè)煙塵油煙污染進(jìn)行了集中整治，并加強(qiáng)施工工地現(xiàn)場(chǎng)管理，采取措施防止揚(yáng)塵，環(huán)境空氣狀況有所改觀，但環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻。
2 數(shù)據(jù)收集與處理
2.1 數(shù)據(jù)來源
文中所用數(shù)據(jù)來自開封市空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、1999-2008年河南省統(tǒng)計(jì)年鑒和1999-2008年開封市環(huán)境狀況公報(bào)。
按人口和功能區(qū)布點(diǎn)法，開封市環(huán)境監(jiān)測(cè)站在城區(qū)設(shè)立了4個(gè)環(huán)境空氣質(zhì)量常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為：龍亭旅游品商場(chǎng)（商業(yè)、旅游及居住混合區(qū)），紗廠（工業(yè)、居住混合區(qū)），柴油機(jī)廠（工業(yè)、交通混合區(qū)）、世紀(jì)星幼兒園（交通、居住混合區(qū)）。
1999-2008年的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)SO2、NO2、TSP（2004年以后為PM10）的年均值見表1。
表1 1999-2008年開封市主要空氣污染物濃度（mg/m3）[6]
注：由于測(cè)量項(xiàng)目不同，大氣顆粒物1999-2003年以總懸浮顆粒物為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，2004-2008年以可吸入顆粒物為監(jiān)測(cè)指標(biāo)。
另附：
表2 各主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]
2.2 數(shù)據(jù)分析處理方法
本研究先采用污染損害指數(shù)法來分析污染因子對(duì)開封市環(huán)境空氣質(zhì)量的危害程度，然后通過國(guó)內(nèi)外常用的污染趨勢(shì)定量分析方法――相關(guān)系數(shù)法來分析開封市大氣污染的變化趨勢(shì)[8，9]。
除此之外，本研究還進(jìn)行了各主要污染物年際變化分析，探討各污染物的濃度與城市人口數(shù)量、市GDP總值、工業(yè)企業(yè)數(shù)量、民用汽車總量等因素之間的關(guān)系，旨在找出對(duì)環(huán)境污染貢獻(xiàn)較大的因素，為決策部門提供參考意見。
3 結(jié)果分析
3.1 整體空氣質(zhì)量的污染狀況分析
3.1.1 單因子的污染損害指數(shù) 國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了多種環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，常見的有污染指數(shù)法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色聚類法等。但這些方法都存在各自的不足[10，11]。污染損害指數(shù)公式是我國(guó)學(xué)者李祚泳借鑒空氣污染損害率評(píng)價(jià)法后提出的，能應(yīng)用于多種污染物的空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)[12-15]。
空氣污染損害指數(shù)公式[13]如下：
其中xj為用下式表示的污染物j濃度的相對(duì)值：
兩式中：Ij――空氣污染物的污染損害指數(shù)；
Cj――污染物j的實(shí)測(cè)濃度；
Cjo――為污染物j的設(shè)定的“基準(zhǔn)”濃度值（表3）。
表3 空氣污染物的“基準(zhǔn)”濃度值[13]
根據(jù)空氣污染損害指數(shù)公式，計(jì)算出各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的污染損害指數(shù)見表5。
3.1.2 污染損害綜合指數(shù) 受m種污染物污染的空氣污染損害綜合指數(shù)計(jì)算公式為[13]:
式中：Wj――為污染物j的歸一化權(quán)值（表4）。
表4 環(huán)境空氣質(zhì)量級(jí)別與污染損害指數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[13]
由上述公式計(jì)算出歷年污染損害綜合指數(shù)見表5。
表5 1999-2008年開封市主要空氣污染物污染損害指數(shù)
整體上看，開封市近十年總體狀況為輕度污染。2004年污染損害綜合指數(shù)達(dá)19.7，中度污染，為歷年環(huán)境空氣質(zhì)量最差的一年。從各污染物單因子損害指數(shù)來看，以TSP與PM10為代表的大氣顆粒物污染貢獻(xiàn)最大，全年污染損害指數(shù)均值超過12.5。
3.2 主要大氣污染物的變化趨勢(shì)分析
污染趨勢(shì)定量分析方法――相關(guān)系數(shù)法采用了Daniel趨勢(shì)檢驗(yàn)，使用了Spearman相關(guān)系數(shù)，公式如下[16,17]：
式中：N――時(shí)間周期（年）；
di――變量Xi和Yi的差值，即：di=Xi-Yi；
Xi――周期Ⅰ到周期N按濃度值從小到大排列的序號(hào)；
Yi――按時(shí)間排列的序號(hào)。
如果rs為正值表示呈上升趨勢(shì)，若rs為負(fù)值則表示有下降趨勢(shì)。用秩相關(guān)系數(shù)rs與Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較，若rs>Wp，則變化趨勢(shì)顯著，有意義；若rs
3.2.1 大氣顆粒物 1999-2007年，無論監(jiān)測(cè)指標(biāo)是TSP還是PM10，年均值均超過國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，只有2008年P(guān)M10年均值未超標(biāo)，TSP歷年超標(biāo)率為100%，PM10歷年超標(biāo)率為80%。從污染損害程度方面分析，2004年的污染損害指數(shù)為歷年最高，達(dá)21.5，屬中度污染；2008年損害指數(shù)最低，為7.9，屬輕度污染。對(duì)1999-2008年連續(xù)10年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）、污染物損害指數(shù)（表5）及趨勢(shì)進(jìn)行分析，TSP的rs=-0.6，│rs│ Wp（0.9）。結(jié)果表明：大氣顆粒物為主要污染物；1999-2003年開封市環(huán)境空氣中TSP濃度處于下降趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)不顯著；2004-2008年P(guān)M10濃度也處于下降趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)顯著。
3.2.2 SO2與NO2 開封市熱能源以煤為主，SO2主要來自煤炭燃燒。1999-2003年開封市大氣環(huán)境中的SO2濃度呈逐年上升的趨勢(shì)。從2004年起呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，到2008年SO2濃度年均值減少到歷年最低值0.038mg/m3。近十年間，SO2濃度除了2003、2004和2006年超標(biāo)之外，其余7年均低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為30% 。SO2年平均值為0.056mg/m3，接近國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)閾值。污染損害指數(shù)屬于輕度污染。經(jīng)檢驗(yàn)，1999-2008年SO2的rs=0.236
NOx濃度全年變化較為平穩(wěn)，近十年都控制在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。由圖4可看出2001-2008年，開封市NOx變化規(guī)律與SO2大體一致。經(jīng)檢驗(yàn)，NOx的rs=0.03
3.2.3 NOx/SO2 近十年間，空氣中各種污染物濃度呈現(xiàn)出不同的消長(zhǎng)趨勢(shì)，使開封市空氣污染的總體特征也發(fā)生改變。總體看來，開封市環(huán)境空氣污染為煤煙型污染，但在2001年之前環(huán)境空氣污染更接近汽車尾氣型污染，2000年NOx/SO2的比值[18]是10年間的最高值1.389。2001年以后，除了個(gè)別年份有所波動(dòng)之外，NOx/SO2的比值總體表現(xiàn)出緩慢增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2003年NOx/SO2的rs=0.943>Wp（0.829），說明2003-2008年NOx與SO2的比值呈明顯上升趨勢(shì)。若按此趨勢(shì)發(fā)展，并考慮到民用汽車擁有量的增長(zhǎng)，開封市環(huán)境空氣有可能會(huì)由煤煙型污染轉(zhuǎn)化為煤煙和汽車尾氣復(fù)合型污染。
4 結(jié)論
（1）1999-2004年開封市整體環(huán)境空氣質(zhì)量介于輕度污染和中度污染之間，自2004年來各監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)環(huán)境空氣的綜合損害指數(shù)逐年下降，且SO2與PM10的濃度年均值呈明顯下降趨勢(shì)，可見近年整體環(huán)境空氣質(zhì)量在提高。隨著環(huán)保工作力度的進(jìn)一步加大，開封市整體環(huán)境空氣質(zhì)量有從輕度污染轉(zhuǎn)為清潔的可能性。
（2）通過對(duì)各主要污染物濃度年均值損害指數(shù)和變化趨勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物（TSP、PM10）近十年年均污染損害指數(shù)最大，達(dá)到中度污染，其濃度呈逐年降低趨勢(shì)。SO2和NOx的污染損害程度較小，2006-2008年間污染狀況有較明顯改善。
（3）自2003年起，SO2和NOx的比值呈顯著上升趨勢(shì)，由此可說明開封市環(huán)境空氣正由煤煙型污染向煤煙和汽車尾氣復(fù)合型污染轉(zhuǎn)化。
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