目录
一．问题重述 (2)
二．问题简要分析 (2)
三．模型假设与符号说明 (3)
四．模型的建立与求解 (3)
1）问题一 (3)
2）问题二 (10)
3）问题三 (13)
4）问题四 (17)
五．模型优缺点分析 (19)
六．参考文献 (20)
七．附录 (20)
问题重述
近年来，随着我国经济社会的快速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，而环境质量评价是认识和研究环境质量的一种科学方法，环境空气质量评价是环境质量评价的一个重要分支，人们对环境空气质量评价以及污染治理等问题愈加重视。因此在2012年2月29日国家环保部发布了新修订的《环境空气质量标准》。目前新标准中对大气质量的监测主要是监测大气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入颗粒物（PM10，粒子直径小于等于10μm）以及细颗粒物（PM2.5，粒子直径小于等于2.5μm）等六类基本项目和总悬浮颗粒物（TSP）、氮氧化物（NO x）、铅（Pb）、苯并[a]芘（BaP）四类其他项目的浓度。因此本文将从这些方面与季节、城市能源消费结构等因素来进行分析：
（1）分别使用空气污染指数（API）和环境空气质量指数（AQI）对西安市的空气质量进行评价，并对评价结果进行对比、分析；
（2）分析影响西安市空气质量的原因；
（3）对未来一周（取2013年4月30日至5月6日）西安市空气质量状况进行预测；
（4）试就环境空气质量的监测与控制对西安市环保部门提出建议。
问题简要分析
对于问题一，首先要用MATLAB设计API和AQI的算法，能够对大量数据进行运算。其次需要对两组不同标准得出的污染指数进行大小比较。由于2013年之前没有对部分污染物进行观测，无法用新旧标准进行对比，所以舍去2013年之前的数据。这里可以采用作图法，比较同一天不同标准的空气污染指数，从而得出新标准比旧标准更为严格的预想，这也就是对评价结果的对比。分析则主要从工业发展，人民生活水平提高及能源种类改变等方面导致的污染物所占空气污染的比重，从而分析出新标准的可行性，正确性。同时分析在旧标准下各市API 和全市平均API随时间的变化，考虑旧标准的可行性。
对于问题二，影响空气质量的原因有很多。主要是有燃料、建筑材料和生活垃圾的燃烧会产生大量的污染物，从而影响空气质量。而燃料则与季节，西安所处的地理位置所决定的消费能源种类（如西安是无法大规模利用潮汐能或风能进行发电），和工业发展水平密切相关，随着工业水平的不断提高，人们对工厂数量的需求在不断增加，而对燃料的能量利用也更加充分。其中的建筑材料与生活垃圾的变质焚烧与人民收入、人口密度密切相关。其次是气温、天气状况也或多或少的对污染物在空气中的散播有一定的影响。考虑
对于问题三，建立基于灰色系统理论的模型预测。灰色系统理论认为对既含有已知信息又含有未知或非确定信息的系统进行预测，就是对在一定方位内变化的、与时间有关的灰色过程的预测。尽管过程中所显示的现象是随机的、杂乱无章的，但毕竟是有序的、有界的，因此这一数据集合具备潜在的规律，灰色预测就是利用这种规律建立灰色模型对灰色系统进行预测。根据预测结果对未来一周西安市空气质量状况进行预测。
对于问题四，基于上述三问所得出的结论，再结合自己所观察到的实际
情况，针对环境空气质量的监测与控制问题来对西安市环保部门提出建议。
模型假设：1.假设筛选出的影响因素之间是相互独立的；
2.假设风向对西安市空气质量无明显影响；
符号说明：
API 空气污染指数旧标准
AQI 空气污染指数新标准
X 真实AQI
X1 依次累加值
Z1 紧邻均值生成
B B矩阵
Y Y矩阵
a、b 估计参数
yc 未来七天预测值
模型的建立与求解
（一）
利用MATLAB软件进行编程，系统地计算出各年各区县的API,AQI指数，程序及各年的具体数值见附录。
利用EXCEL表格中2010到2013年来各地数据计算结果画出空气质量指数发展趋势，
通过2013年各种污染物的API，用新旧两种标准的定义得出API和AQI的值。其中，因为2013年之前没有全面的污染物监测结果，新旧标准取法进行比较，所以舍去；其次，对于由于测量原因导致某天的监测数据缺乏，这些天的数据也应舍去。这样，算出13个典型区域和全市平均的两组值，在污染指数——时间图像里作图。
如图，依次是13区与全市平均三种污染物不同时间的API图像。其中时间是从2010年1月1日到2013年的4月26日
组表一
纺织城
高压开关厂
草滩
高新西区
广运潭
经开区
临潼区
曲江文化集团
市人民体育场
小寨
兴庆小区
阎良区
长安区
全市平均
表二：全市平均三种污染物API与时间关系图
由图可以看出这三种的污染物，尤其是SO2和NO2没有显著的增加，但是污染在近几年确实成为人们关注的焦点，所以很有必要对新增的污染物进行监测，考虑其他污染物对空气质量的影响，和对人体的健康影响。
而且，通过对新旧标准所作图形的比较（表三和表四）我们可以发现主要有三点：AQI整体高于API，且差距幅度不大，AQI和API的值普遍有下降趋势。分析：1.首先，说明了AQI比API更为严格，即要求更高，对城市的空气质量有了更为客观评价，且能发现新的主要污染物，对城市作出正确的治污方案及时保护和改善环境具有重要意义。2.新旧标准的差距不大，也说明旧标准的的正确性和新标准的可行性。差距不大说明API对空气质量的评估是合理的，其次说明AQI规定的新增污染物对环境的影响不可忽略但是同样可以治理（因为
AQI的值不高）。3.下降趋势反映了客观实际，即政府对改善空气质量做出了努力，以及能源消费结构的调整对环境污染的减轻也有作用。
表三：全市平均AQI与API在同一时间数值
表四：长安区AQI与API在同一时间数值
（二）影响空气质量的原因有很多。如，季节，能源消费结构，人口数，工业发展程度，绿化面积，年降水量人均GDP等。
由于季节和能源结构无法（）进行加权，我们考虑利用表二污染物的API 随时间的变化,总结出季节与坏境质量的关系。同时以其中的代表污染物来分析总体变化。
季节变化对空气质量的影响：西安市的空气质量问题直接关系到城市的经济发展和生态环境建设，也影响着西安在世界大都市的地位。近几年，政府对空气质量的改善也越来越重视。根据我们日常生活经验可以知道城市的空气质量问题又与所经历的季节有着一定的关系。因此我们将西安市全市平均的其中三种污染物API根据时间顺序进行排序作图比较，从而得到表二。
观察图表，我们可以看出API值在冬春季节处于峰值，而在夏秋季节处于谷值。因此我们不难看出在冬春季的空气污染相较于夏秋季来说更加严重。在冬春季，西安市政府和各企业需要给市民们供暖，因此燃煤的大量消耗所造成的空气污染就会大大增加，因此在冬春季的API值会高于夏秋季。综上可得出，季节的变化对空气质量不可忽视的影响。
能源结构与空气质量的影响：如图，是2013年各污染物API随时间的变化曲线，从图中可以看出，其中PM2.5，PM10，NO2的API较高，成为影响环境质量的主要因素。
PM2.5主要的来源是从地表扬起的尘土，含有氧化物矿物和其他成分。海盐是颗粒物的第二大来源，其组成与海水的成分类似。一部分颗粒物是自然过程产生的，源自火山爆发、沙尘暴、森林火灾、浪花等。
PM2.5还可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的燃烧造成的。在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。
NO2除自然来源外，主要来自于燃料的燃烧、城市汽车尾气。此外，工业生产过程也可产生一些二氧化氮。另外闪电也可以产生NO2,在闪电时由于空气中电场极强，空气分子被撕裂而导电雷电电流通过时产生大量的热,使已经呈游离状态的空气成分N2、O2结合。
因此PM2.5 ，NO2燃料污染源就是燃煤、扬尘和机动车的排气污染。特别是在冬季，燃煤的需求大量增加，采煤、燃煤过程会产生大量灰尘。而机动车燃料的不完全燃烧也会产生大量粉尘。因此大量消费化学燃料极大增加了PM2.5、NO2的值.改善能源消费结构，使用风能天然气等清洁能源，可以极大减少这几种主要的空气污染物。
表五：2013.1.1至2013.4.26日各污染物API
其次首先，运用主成分分析对高维变量系统进行最佳综合与简化，同时客观确定各个指标的权重，从而筛选出权重较大的指标，确定敏感因子。
用主成分分析法对影响空气质量的原因：工业生产总值，人均GDP ，绿地面积，公路里程，铁路营业
表六
6394544289.82389158445631763283013576482079330.35405895251315603285213586548724406.95533851062465616287714896620578488.8257945327424370930261492年底总人口(人)地区生产总值(亿元)工业总产值（人均GDP （元）绿地面积（km2）公路里程（km ）铁路营业（km ）6682168525.85673822479063815304714786744977577.29715152885994443278915406880111646.13639481294844116301015366948369734.867361510106284238329815437025939826.68837936311831423878621522
5.1.1主成分分析模型的建立与求解
()1数据的标准化处理
1,2,,1,2,,ij j
ij j
x x y i n
j j s -=
==
其中ij x 为第i 个分区第j 个指标的值，,j j x s 为第j 个指标的样本均值和样本标准差。如图表五。
表七
()2计算数据表()ij I J y ?的相关矩阵S 。 ()3求
S 的J 个特征值:12J λλλ≥≥≥ ,以及对应的特征向量12,,,J u u u ,
它们标准正交12,,,J u u u 称为主轴。
()4求主成分: 1
1,2,,1,2,,J
k j j
j Z u X j J k J ===Λ=Λ∑
()5精度分析:通过求累计贡献率E 来判断,1
1
m
J
K j K j E λλ===∑∑ ,一般要求取
E > 85 %的最小m 值,则可得主平面的维数m,从而可对m 个主成分进行综合分析。
()6在获得特征向量与特征值,并确定主超平面的维数之后,可以计算主因子
载荷矩阵,其计算公式为: 12
J m J m D U ??=Λ
其中1
20000000
M M M ?Λ?
?Λ=
? ?
根据西安市空气质量影响的7个因素，得出结果m=1
表八
在获得特征值和特征向量后，计算正交旋转后的主因子载荷矩阵,结果如表七所示。
表 九
由初始因子载荷矩阵可知：
主成分（1）中各因子载荷值，从正方向看，影响因子比较大的是地区生产总值，工业生产总值，人均GDP,公路里程。 问题（三）：
（1）曲线拟合模型建立
将计算得到的各城市2013.1.1到2013.4.19年AQI 值进行3次曲线拟合，公式为
321234()***f x q x q x q x q =+++ （5.1.3）
该计算利用MATLAB 软件进行，得到1q 、2q 、3q 、4q 四个参数
-0.000306031118553856，0.03010283482402795，1.42487130155911，
114.656329357445，利用MATLAB 软件进行三次曲线拟合。 （2）灰度预测模型建立
将相关数据（数据见附录）的AQI 值写入数据列
(0)(0)(0)(0){(1),(2),,(8)}x x x x = （5.1.4）
经过一次累加，得到
(1)(1)(1)(1){(1),(2),,(7)}x x x x = （5.1.5）
假设(1)x 满足一阶常微分方程
(1)
(1)dx ax u dt
+= （5.1.6）
(1)(1)00()t t x x t ==当时的解为
0()(1)(1)0()().a t t u u x t x t e a a --?
?=-+???
? （5.1.7）
由于年分是离散值，所以公示变为
(1)(1)(1)[(1)].ak u u
x k x e a a
-+=-+ （5.1.8）
灰色建模的途径是一次累加序列（1.2.3）通过最小二乘法来估计常数a 与u 。
利用查分代替微分，保留(1)(1)x 做初值，又因等间隔(1)1,t t t ?=+-=故公式（5.1.9）变为
(0)(1)(0)(1)(0)(1)(2)(2),(3)(3),..............................(7)(7).x ax u x ax u x ax u ì?+=???+=??í????+=???
（5.1.10） 写成向量形式
(0)(1)
(0)(1)(0)(1)
(2)[(2),1](3)[(3),1](7)[(7),1]a x x u a x x u a x x u ???=-???
???
????=-???????????=-???????
（5.1.11） 如果用矩阵表示
(1)(1)
(0)1(1)(1)
(0)12(1)(1)(0)12[(2)(1)]1(2)[(3)(2)]1(3).1[(7)(6)]1(7)x x x a x x x u x x x ??
??-+????-+??
?
???=????????????-+??????
（5.1.12） 令
(0)(0)(0)T ((2),(3),,()).y x x x N = (1)(1)
12
(1)(1)12
(1)(1)12[(2)(1)]1[(3)(2)]1,,[()(1)]1x x a x x B U u x N x N ??-+??-+????==??????
??-+-????
则（5.1.12）式就变为y BU =，其最小二乘估计为
1?
?()?T T a U B B B y u -??==??
??
（5.1.13） 把估计值??a
u 与代入（1.2.10），得到时间相应方程 ?(1)(1)???(1)(1)??ak u u x k x e a a -?
?+=-+???
? （5.1.14）
因为得到的是一次累加序列的拟合值，所以要用减法还原，即得到原始序列的拟
合值。
(3)曲线拟合求解
所作图像如图表八，虽然没有进行拟合，但是同样可以看出曲线拟合的误差较大，误差值不会仅仅大于10%。所以采用这一方法拟合预测是不准确的
表十
（5）灰度预测模型求解
表十一
测
所算相关数据如下：
X= 134.2,287.5，230.5，245.9
X1=134.2，421.7，652.2，898.1
Z1=277.95，536.95，775.15
a=0.0856，b=300.02886
yc=213.9,196.3,180.1,165.4,151.8,139.4,127.9
所以接下来的七天AQI的预测值如表十二所示
表十二
（四）在现代科技不断发展的社会，人工监测的程序不断的减少，环境空气污染特征已由煤烟型向复合型转变，区域性大气细颗粒物和臭氧污染不断加重，所以需要我们进行更加科学的监测。
为此，建议：
一、使监测点的选择更加合理化、科学化
在质量监测的环节中就对全自动化监测的过程提出了更高的要求，我们要选择更能够真实贴切的反映出整个城市大气质量的监测点，避免一些人为的因素来影响空气监测的结果。选取的监测点也应该实时变更，避免长期在一个位置上导致监测产生的误差甚至是失误不断累积增大。
二、建立并完善空气环境质量监测与分析责任制
由环保部门召集有关专家共同分析影响环境空气质量的原因，主要包括：1、所分析时段环境质量监测结果及变化情况；2、主要污染因子以及重点污染源的监测状况；3、根据环境管理阶段性目标对环境质量状况、存在问题、变化原因和发展趋势进行综合分析；4、提出有针对性和可操作性的环境管理对策和建议。
而根据前三个问题的分析，环保部门应该着重监测西安市对空气环境污染严重的项目，如：NO
、PM2.5、PM10等。
2
建立健全各级环境空气质量责任制。根据《中华人民共和国环境保护法》第十六条“地方各级人民政府，应当对本辖区的环境质量负责，采取措施改善环境质量。”的规定，建立环境空气质量目标责任制。根据环境空气质量季度分析会和点评会的要求，政府要采取有效措施，改善本辖区的环境空气质量。对影响本辖区的环境空气质量负责，政府领导要在季度点评会上做出解释并提出明确有效的整改办法。
三、建立污染源信息数据分析研究平台，及时公开环境空气质量信息
《中华人民共和国环境保护法》第十一条规定“国务院和省、自治区、直辖市人民政府的环境保护行政主管部门，应当定期发布环境状况公报”。建议运用污染源普查，建立污染源信息数据分析研究平台；本着以人为本，维护公众环境权益的原则，及时通过媒体向市民公开季度环境空气质量状况（尤其是PM2.5
监测结果）和季度点评的结果。其目的，一是维护公众的环境知情权，取得公众的理解；二是提高公民保护环境的责任意识，鼓励公众参与，争取公众对环境保
护工作的支持；三是接受公众的监督，提高环境监管能力和效率。这样一来也能更好的促进环保部门的工作。
四、研究大气环境容量，对未来环境空气污染物进行预测，提早预防与治理环境空气污染
目前的污染物排放总量控制是建立在环境统计基础上的，属事后管理，而只有研究和查清大气环境容量，才能明确知道还有多少环境容量空间可以发展新上项目，转变为事前管理。运用大气环境容量研究成果，政府在制定污染物排放总量控制计划时会更科学合理；环保部门在项目审批时有更科学的依据可循，对那些污染物排放量大，超过环境容量极限允许的新项目坚决不予批准。
五、加强大气污染综合整治，减少大气污染物排放量
提高环境空气质量是一项艰巨的、复杂的、长期的系统工程，需要加强大气污染综合整治和全社会的共同努力。不管是目前监测的PM10还是将来新标准的PM2.5，提高环境质量的关键是减少污染物排放，只有污染物浓度降低了，污染物排放总量减少了，环境空气质量才能真正得到提高，生态环境才能改善。
为此建议：一是大力推动清洁生产审核，从源头减少大气污染物排放量；二是加大重点工业污染源治理力度，减少污染物排放总量；三是研究开发新型能源，加大能源结构优化调整；四是完善绿色大公交系统，使低碳出行成为自觉行动；五是强化机动车排气污染监督管理，防治机动车尾气污染；六是强化扬尘污染控制，实施增雨减污工程。
六、重视优化产业结构调整，推进经济社会科学发展新跨越
建议运用污染源普查成果开展优化产业结构研究，通过降低污染源排放强度，为经济社会科学发展新跨越服务：一是根据污染源普查结果，分析、研究各区域、各主要行业、主要污染源排放强度的现状与趋势；二是结合主要污染物总量控制计划要求，提出各区域、主要行业、主要污染源排放强度应控制的极限范围；三是根据污染源排放强度优化产业结构，进一步促进产业结构升级，优化城区整体布局；四是加大环境监督管理力度，提高环境管理成效，为改善和提高环境空气质量、实现经济社会科学发展新跨越奠定坚实基础。
七、加强联防联控，与其他城市、地区合力监测、治理环境空气污染
打破行政区划界限，将区域大气环境作为整体进行统一协调和管理，着力于“统一规划、统一监测、统一监管、统一评估、统一协调”的大气污染区域联防联控工作。建议加强与其他省市之间环保部门的合作，共同开展空气质量监测，建立灰霾预警监测网络；联系气候特征，分析灰霾天气的演变规律；加强灰霾期的气象和环境因子监测，发布灰霾天气预警信号。在此基础上，完善酸雨、灰霾和光化学烟雾预警预报机制，提升大气污染防治整体水平，为科学跨越发展保驾护航。
模型优缺点
优点：
（1） 利用坐标图趋势对污染物API 的值的变化趋势进行预测，科学，
且具有普遍意义；并且利用在同一坐标系下对两标准进行比较，清楚明了，省去大量计算，结果的分析与事实更为接近；利用MATLAB 软件大大减少了数据输入的工作量，节约时间； （2） 对不可量化的因素比如季节，能源结构，采取分开讨论的方法，
注重了分析方法的科学性；采用了主成分分析法，消除了指标间的相互影响，减少了指标选择的工作量，更加客观地反映了各因素与空气质量的关系；
（3） 建立的灰度预测模型，切实量化了西安市未来七天的空气质量
状况
（4） 本文所有模型，整个过程思路清晰、计算简单、评价结果客观。 缺点：
由于数据的光滑度不是很好，灰色模型在进行预测时难免会带来一定的误差，基于正弦函数变换的改进GM(1.1)模型，在已建立的模型上提高光滑度，从而提高预测精度。
设非负原始数据虚序列为递增序列：
{}(0)(0)(0)(0)(0)(1),(2),,(),(1)1X x x x n x => 其中
将序列()()()()()()(){}
0000
1,2,,X x x x n = 进行标准处理，使得对任意的i ，标
准化后的(0)()x i 均在区间[,]2
π
π内。
(1)X 由一阶生成模块建立GM(1.1)模型,对应的白化微分方程为:
(1)(1)()
()dx t ax t u dt +=
GM(1.1)模型的差分形式为:
(0)(1)()(),2,3,,x k az k u k n +==
展开得到：
(0)(0)(0)(0)
(0)(0)(2)(2)
1(3)(3)
1()()
1x z a x z u x n z n ????
-????
-??
????=
????????????????-?????
其中，(1)
()z k 为背景值为：
(1)(1)(1)1
(1)[(1)()],1,2,,12
z k x k x k k n +=++=-
记(0)(0)(0)[(2),(3),,()],[,]Y x x x n a u =Φ=
(0)(0)
(0)(2)1(3)1()
1z z B z n ??
-??-?
?=???
??-???
则得待辨识向量的最小乘解为：
1?()T T B B B Y -Φ
= 白化微分方程的离散解为：
(1)(1)?(1)[(1)]ak u u x
k x e a
a
-+=-+ 还原到原始数据为：
(0)(1)(1)(1)*(0)(0)???(1)(1)()(1)[(1)]??()arcsin ()a ak
x
k x k x k u e x e a
x
k x k π-+=+-=--=-
最后将标准化后的
*(0)
()x k 还原为 (0)()x k 。
参考文献
（1）《西安统计年鉴》1980年~2012年（中国知网）；
（2）中华人民共和国环境保护部 《环境空气质量指数（AQI ）技术规定》 中国环境科学出版社
（3）首都师范大学《运筹学》第七章灰度预测模型课件ppt
（4）姜启源，数学模型（第三版） [M]，北京：高等教育出版社， 2003。
附录
程序代码：
Api 的程序
a=load('d:\2010.txt') %读取数据 b=a(:,1) c=a(:,2) d=a(:,3)
for k=1:30
AQI(k)=max(max(b(k),c(k)),d(k)) end
*******************************************************************
AQI 的程序
a=load('d:\2010.txt')
目录 一、问题重述 (2) 二、模型假设 (3) 三、符号说明 (4) 四、问题分析 (4) 五、模型的建立与求解 (6) 5.1问题一的解法与评价 (6) 5.1.1 AQI与API的计算 (6) 5.1.2 API与AQI的对比与分析 (8) 5.2.1 模型的建立 (10) 5.2.2 模型的求解 (10) 5.2.2季节及其他因素的影响 (14) 5.3问题三模型的建立与求解 (16) 5.3.1模型Ⅰ：时间序列模型 (17) 5.3.2模型Ⅱ：BP神经网络模型 (18) 5.4问题四的解析 (22) 六、模型的评价与优化 (23) 6.1模型的优点 (23) 6.2模型的缺点 (23) 6.3模型的优化 (23) 七、参考文献 (24)
一、问题重述 随着我国经济社会的快速发展，大气环境污染随之加重，雾霾现象频繁发生，从而对各地空气质量构成巨大压力，环境空气质量评价标准以及污染治理等问题再次引起大众的关注。 2012年2月29日之前，我国以《环境空气质量标准》为依据，通过空气污染指数（API）主要监测大气中的SO2、NO2和可吸入颗粒物等来判断空气质量；近几年，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地NOX和VOCS排放量显著增长，O3和细颗粒物污染加剧，目前包括京津冀、长三角、珠三角的城市群，以及各省省会，全部实施了新的空气质量标准GB3095-1996，以及新的空气质量评价体系，即空气质量指数（AQI）。 新标准中对大气质量的监测主要是监测大气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮
（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入颗粒物（PM10）以及细颗粒物（PM2.5）等六类基本项目和总悬浮颗粒物（TSP）、氮氧化物（NOX）、铅（Pb）、苯并[a]芘（BaP）四类其他项目的浓度。此外，研究表明，城市环境空气质量好坏与季节、城市能源消费结构等因素的关系十分密切。 现有市13个监测点从2010年1月1日至2013年4月28日污染物浓度的监测数据，本文需要回答以下问题： 问题一：分别利用附件给出的空气污染指数（API）（旧标准）和环境空气质量指数（AQI）（新标准）对市的空气质量进行评价，并对两种评价结果进行对比、分析，得出结论； 问题二：根据问题一的结论及附件所给资料，建立模型分析影响城市空气污染程度的主要因素是什么？ 问题三：对未来一周（取2013年4月30日至5月6日）市空气质量状况进行预测； 问题四：根据上述结论，试就环境空气质量的监测与控制对市环保部门提出建议。 二、模型假设 1)假设题目给出的各组数据真实可信，不考虑人为因素，具有统计、预测意义。 2)假设影响大气环境的各项因素不会出现非预期的剧烈变化。 3)假设相关数据具有独立性，各个指标也不相互影响。 4)空气质量相同等级的污染程度相同。 5)不考虑突发事件或造成的空气质量突变。
空气质量指数评价方法 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。 1、分级 2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原有的空气污染指数（API）。AQI共分六级，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。当PM2.5日均值浓度达到150微克/立方米时，AQI即达到200；当PM2.5日均浓度达到250微克/立方米时，AQI即达300；PM2.5日均浓度达到500微克/立方米时，对应的AQI指数达到500。 2014年9月17日北京市空气质量指数[1] 空气质量按照空气质量指数大小分为六级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大。 根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）规定：空气污染指数划分为0－50、51－100、101－150、151－200、201－300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。[2] 空气污染指数为0－50，空气质量级别为一级，空气质量状况属于优。此时，空气质量令人满意，基本无空气污染，各类人群可正常活动。[2] 空气污染指数为51－100，空气质量级别为二级，空气质量状况属于良。此时空气质量可接受，但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响，建议极少数异常敏感人群应减少户外活动。[2] 空气污染指数为101－150，空气质量级别为三级，空气质量状况属于轻度污染。此时，易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状。建议儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼。[2] 空气污染指数为151－200，空气质量级别为四级，空气质量状况属于中度污染。此时，进一步加剧易感人群症状，可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响，建议疾病患者避免长时间、高强度的户外锻练，一般人群适量减少户外运动。[2] 空气污染指数为201－300，空气质量级别为五级，空气质量状况属于重度污染。此时，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群普遍出现症状，建议儿童、老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内，停止户外运动，一般人群减少户外运动。[2] 空气污染指数大于300，空气质量级别为六级，空气质量状况属于严重污染。此时，健康人群运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病，建议儿童、老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动。[2] 2、区别 AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别。 AQI常识普及版 AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项；而API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物仅为SO2、
. 装订线 “工大杯”第十四届西北工业大学数学 建模竞赛暨全国大学生数学建模竞赛选拔赛题目 B题 剪切线 学院第队
装订线 B题：市环境空气质量问题 摘要 本文是研究市的空气质量问题，评价近年来空气质量水平，依据可参考数据建立数学模型，根据影响其空气质量的可能的原因，求得各原因对空气质量的影响程度；并通过建立数学模型预测未来的空气质量。 针对问题一，通过对市13个监测点从2010年1月1日至2013年4月28日污染物浓度监测数据，计算13个区的空气污染指数API和环境空气质量指数AQI（其中因缺少2013年之前的PM2.5、O3、CO而可能造成AQI数值的大幅度改变，本文将在问题解答过程中予以说明），分别用该两种数据对市的空气质量进行评价，对比两种评价结果，分析两种方法的优劣，得出比较全面的关于市空气质量的结论。 针对问题二，由问题一所得的市13区近年来空气质量状况以及各类大气污染物的浓度的变化，结合市2010年1月至2013年2月各区县规模以上工业增加值和市对应时间段的气象资料，我们采用灰色关联分析法建立数学模型，分析气温和工业增值两种原因与空气质量之间的关联度。 针对问题三，根据上述处理过的数据，建立灰度预测模型，以上述分析结果为基础预测未来一周2013年4月30日至5月6日的空气质量状况。 针对问题四，由以上问题分析结果作为基础，我们对于市空气质量状况有了大致的了解，依据市空气质量和污染特点，我们对市环保部门就有关空气质量的监测与控制提出我们的意见。
关键词：空气质量、AQI、API、灰色关联度分析法、灰度预测法 一、问题重述 大气是地球自然环境的重要组成部分之一。近年来，随着经济社会的快速发展，氮氧化物（NO x）和挥发性有机物（VOCs）排放量与日俱增，臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染加剧，可吸入颗粒物（PM10）和总悬浮颗粒物（TSP）污染高居不下，引发大众对空气质量的关注，也使得污染治理、环境保护显得尤为重要。 然而，作为省会，西部工业、经济、文化重点区域和人口密集城市近来雾霾天气频发，因此的空气质量水平更应受到各界广泛关注。 我们依据国家环保部发布新修订的《环境空气质量标准》（GB3095-2012），对大气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入颗粒物（PM10，粒子直径小于等于10μm）以及细颗粒物（PM2.5，粒子直径小于等于2.5μm）等六类基本项目的浓度，计算环境空气质量指数（AQI）和之前的旧标准GB3095-1996，计算空气污染指数（API）来判断空气质量。且据研究表明，城市环境空气质量好坏与季节、城市能源消费结构等因素的关系十分密切。 我们利用现有的市13个监测点从2010年1月1日至2013年4月28日污染物浓度监测数据、各区县规模以上工业增加值和地区从2010年1月1日至2013年4月28日气象数据，对以下问题进行了研究探讨：
Abatement of Nuisances Regulations (Air Quality), 1992 - Summary Ambient standards for air pollutants are set out in these regulations. Part A. -- Gasses Pollutant Chemical Formula Concentration Time period (in milligrams per cubic meter) ?Ozone - O3 - 0.230 0.5h; 0.160 24 hours ?Sulfur Dioxide SO2 - 0.500 0.5h; 0.280 24 hours; 0.060 1 year ?1,2 Dichloroethane CH2ClCH2Cl - 6.0 0.5 hour; 2.0 24 hours ?Dichloromethane CH2Cl2 - 6.0 0.5 hour; 3.0 24 hours ?Toluene C7H8 - 10.0 24 hours ?Tetrachloroethylene C2Cl4 - 5.0 24 hours ?Trichloroethylene C2HCl3 - 1.0 24 hours ?Hydrogen Sulfide H2S - 0.045 0.5 hour; 0.015 24 hours ?Styrene C8H8 - 0.100 0.5 hour ?Formaldehyde CH2O - 0.100 0.5 hour ?Carbon Monoxide CO - 60.0 0.5 hour; 11.0 8 hour ?Nitrogen Oxides(as NO2) NOx - 0.940 0.5 hour; 0.560 24 hours Part B -- Suspended Particulate Matter Pollutant Chemical Formula Concentration Time period (in milligrams per cubic meter) ?Suspended Particulate Matter - 0.300 3 hours; 0.200 24 hours; 0.075 1 year ?Respirable Particulate Matter - 0.150 24 hours; 0.060 1 year ?Vanadium (in Suspended Particulate Matter) - V 0.001 24 hours ?Sulfate Salts SO4 - .025 24 hours
环境空气质量监测规范 （试行） 第一章总则 第一条为防治空气污染，规范环境空气质量监测工作，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》的有关规定，制定本规范。 第二条本规范规定了环境空气质量监测网的设计和监测点位设臵要求、环境空气质量手工监测和自动监测的方法和技术要求以及环境空气质量监测数据的管理和处理要求。 本规范适用于国家和地方各级环境保护行政主管部门为确定环境空气质量状况，防治空气污染所进行的常规例行环境空气质量监测活动。 第三条国务院环境保护行政主管部门负责国家环境空气质量监测网的组织和管理，各县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门可参照本规范对地方环境空气质量监测网进行组织和管理。 第二章环境空气质量监测网 第四条设计环境空气质量监测网，应能客观反映环境空气污染对人类生活环境的影响，并以本地区多年的环境空气质量状况
及变化趋势、产业和能源结构特点、人口分布情况、地形和气象条件等因素为依据，充分考虑监测数据的代表性，按照监测目的确定监测网的布点。 监测网的设计，首先应考虑所设监测点位的代表性。常规环境空气质量监测点可分为4类：污染监控点、空气质量评价点、空气质量对照点和空气质量背景点。 第五条国家根据环境管理的需要，为开展环境空气质量监测活动，设臵国家环境空气质量监测网，其监测目的为：（一）确定全国城市区域环境空气质量变化趋势，反映城市区域环境空气质量总体水平； （二）确定全国环境空气质量背景水平以及区域空气质量状况； （三）判定全国及各地方的环境空气质量是否满足环境空气质量标准的要求； （四）为制定全国大气污染防治规划和对策提供依据。 第六条各地方应根据环境管理的需要，按本规范规定的原则，设臵省（自治区、直辖市）级或市（地）级环境空气质量监测网（以下称“地方环境空气质量监测网”），其监测目的为：（一）确定监测网覆盖区域内空气污染物可能出现的高浓度值； （二）确定监测网覆盖区域内各环境质量功能区空气污染物的代表浓度，判定其环境空气质量是否满足环境空气质量标准的
摘要 本文对天西安市的空气质量进行了深入的研究。运用综合指数评价法和回归分析等方法对其空气质量进行了分析，综合各种因素建立了以下所述几种模型，并结合统计学方法，利用SPSS软件和EXCEL进行模型的求解。 1、首先对2007-2013年的空气污染指数和空气质量状况进行了分析，采用了综合指数评价法分析了最主要的空气污染物质，并计算出它们的污染指数。分别使用空气污染指数（API）（旧标准）和环境空气质量指数（AQI）对西安市的空气质量进行评价（新标准），并对评价结果进行对比、分析； 2.运用线性相关法，分析了工业污染、民用采暖和扬尘对空气质量不同程度上的影响； 3、分别运用指数平滑法、SPSS回归分析法对西安过去近一个月的主要污染物浓度变化情况进行多种模型拟合分析，对未来一周（取2013年4月30日至5月6日）西安市空气质量状况进行了预测； 4、经过严格的计算论证和分析，针对西安市主要的环境污染因素和检测控制评价标准方面的缺陷和不足提出了一些切实可行的建议。 [关键词]综合指数评价指数平滑法回归分析 线性相关主要污染物建议
目录 一、问题重述 (1) 1.1 背景介绍 (1) 1.2 政策支持 (1) 1.3 需要解决的问题 (2) 二、问题分析 (2) 三、建模过程 (4) 3.1 问题一 (4) 3.1.1 模型一 (4) 1.模型假设 (4) 2.定义符号说明 (4) 3.模型建立 (5) 4.模型求解（API指数法） (6) 5.结果分析 (8) 3.1.2 模型二 (8) 1.模型假设 (8) 2.定义符号说明 (9) 3.模型建立 (9) 4.模型求解（AQI指数法） (9) 5.结果分析 (10) 3.2 问题二 (11) 3.2.1 工业污染因素分析 (11) 3.2.2 民用采暖因素分析 (14) 3.2.3 扬尘因素分析 (15) 3.2.4 主要影响因素总结分析 (15) 3.3 问题三 (16) 3.3.1 模型一 (16) 1.模型假设 (16) 2.定义符号说明 (16) 3.模型建立 (16) 4.模型求解 (17) 3.3.2 模型二 (19) 1.模型假设 (19) 2.定义符号说明 (20) 3.模型建立 (20) 4.模型求解 (21) 3.4 问题四 (22) 四、模型的稳定性分析 (22) 五、模型的修正与完善 (22) 六、模型的推广与应用 (23) 七、模型的评价 (23) 八、参考文献及附录 (23)
装订线 摘要 本文对西安市的空气污染程度、影响空气质量的主要因素以及对西安市未来一周空气污染情况的预测进行了分析研究。利用空气污染指数API对西安市大气环境进行了评测，同时也利用空气质量指数AQI对相应大气环境进行了进一步分析并将两者作比较。利用模糊数学评价模型建立合理的综合评价，对空气污染原因进行研究。通过平滑指数法对西安市的空气污染趋势进行分析，预测未来一周的空气污染情况。根据研究分析结果提出较为客观的合理化建议。 问题一使用Excel对西安市大气污染物浓度监测数据、各区县规模以上工业增加值以及气象数据等多方面数据进行分类、总结。本文结合气象数据，首先通过各区县API指数趋势、西安市API指数因素趋势、API与生产总值相关性分析对西安市空气质量从API指数角度进行评价，然后通过各区县AQI指数趋势、西安市AQI指数因素趋势对西安市空气质量从AQI指数角度进行评价，最后对API指数与AQI指数评价结果进行对比、分析。 问题二采用模糊数学综合评价模型方法分析影响西安市空气质量的因素， 本文主要考虑二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物(PM 10)，以及细颗粒物(PM 2.5 ) 四个主要污染因子。将大气环境质量按照最大隶属原则，划分三个污染等级；根据污染等级利用降半阶梯型求出隶属函数；对西安市四个代表区域的大气污染物监测数据进行评价，结合隶属函数得到模糊关系矩阵R；计算这四大因素所占的权重得到权重矩阵A；在此基础上,得到模糊综合评价矩阵B,反应出主要影响因子及其对各个污染等级的隶属度。 问题三采用指数平滑法模型，结合相关数据运用Excel软件进行数据统计，考虑到污染级别不同和首要污染物的种类两个因素来对西安市未来一周（2013年4月30日至5月6日）的空气质量状况进行预测。 最后本文根据以上研究分析得出的结论，结合西安市具体情况、主要环境污染因子等，对西安市环保部门提出有关环境空气质量检测与控制方面的合理性意见。并就当下倡导建设环境友好型和资源节约型社会出发，对如何兼顾经济发展与环境保护给出指导性建议。最后就西安市未来一周的空气质量预测给出出行和生活方面的建议。 关键词：空气质量指数AQI，空气污染指数API，模糊数学法，隶属度，相对权重，指数平滑法，可吸入颗粒，细颗粒物，二氧化硫，二氧化氮
城市空气质量的评估与预测 一．问题的提出 1.1背景介绍 环境空气质量指标与人们的日常生活息息相关，同时也在城市环境综合评价中占有重要地位，根据已有的数据，运用数学建模的方法，对环境空气质量进行科学合理的评价，预测与分析是一个很具有实用价值的问题。 目前我国城市环境空气质量评价的主要依据是API值的二级达标天数，即根据已有的API分级制，计算城市的二级空气质量达标天数并以之作为该城市空气质量的评价。 然而，这种评价方法虽然有利于城市空气质量管理，但是API分级制具有统计跨度大且较为粗略的特点，不适合对城市的空气质量做综合客观的评价，因此，我们应该提出更为科学合理的评价方法。 关于环境空气质量已有多方面的研究，并积累了大量的数据，原题附录1-10就是各城市2010年1-11月空气质量的观测值，可以作为评价分析与预测的研究数据。 1.2 需要解决的问题 1)利用附件中数据，建立数学模型给出十个城市空气污染严重程度的科学 排名。 2)建立模型对成都市11月的空气质量状况进行预测。 3)收集必要的数据，建立模型分析影响城市空气污染程度的主要因素是什 么？ 二、基本假设 1.表中的API值是准确的，忽略仪器测量误差对测量数据造成的影响 2.API值对不同污染物的危害程度具有可度量性，即：相同API值对应的不同污染物危害程度相等。 3.根据附录中的数据，API首要污染物为二氧化氮的天数在十个城市2010年的观测数据中仅出现一次，二氧化氮对空气质量的综合评价的影响忽略不计。
三、问题的分析 3.1 提出新的空气质量评价方法对城市污染程度排名应该注意的问题。 总的来说，提出一种科学合理的评价方法，应该以各城市的空气污染指数（API）观测数据为基础，对不同城市空气质量进行量化综合评价，这个综合评价在符合空气质量实际的同时，应该较为细致与直观，既能够体现该城市空气质量的整体水平，又能够方便地对不同城市的空气质量进行合理客观的对比。 第一．传统的API指数评价制度具有较大的局限性，其主要原因是API空气质量分级制具有跨度较大的特点，举例来说，以可吸入颗粒物或二氧化硫为最大污染物计算，API数值51到100都属于二级,对应的日均浓度值是51到150微克/立方米。这种分级制度对观测数据进行了较大幅度的简化，分级制的数据较为简洁，仅以级次衡量城市的空气质量水平，有利于部分问题的决策，但是，这种简化的级次评分制浪费了大量的观测信息，不适合对一个城市的空气质量进行长期的管理，评价，与预测，更不利于对城市空气质量进行细致客观的评价与城市之间污染程度的对比。 所以，新的评价体制应该充分地考虑到对信息的最大程度利用与对空气质量的综合客观分析。 第二．空气污染程度的评价最为直观与简便的方法是计算观测时间区间上的平均值，但是这种简便的数据处理方法具有较大的局限性，结合污染物种类与API 观测数据值分析，问题可以归结为基于API数据的综合评价问题，故可以引进综合评价问题的方法对平均值计算法进行适当的修正与改进，建立基于综合评价方法的评分体制，对空气质量进行评分与排序。 第三．这个对空气质量的综合排名问题以不同种类的污染物的API数值为基础，以对十个城市的污染程度进行综合排名为最终目的，具有一定的层次性，因此，还可以可以考虑建立以对十个城市的污染物排序为决策层，以不同种类的污染物API数据为准则层，以十个待评城市为方案层的选优排序问题，根据层次分析方法，确定方案层对决策层的“组合权重”，从而达到建立层次分析模型对十个城市污染程度进行综合排名的目的。 3.2 对成都11月份空气质量进行预测问题的分析 1）对成都十一月空气质量进行合理的预测，我们应该对数据进行有效的分析处理，考虑多方面因素，建立数学模型进行综合预测，通过对数据的初步观测，并作出成都市自2005年1月1至2010年11月4日的月平均API值折线图（如图3-1所示），我们发现，数据不具有很好的规律性，无法用一个确定的函数去描述，又通过对问题的分析，我们认为对空气质量的预测问题是一个针对环境系统的预测问题，而环境系统具有系统内部作用因素较多，系统内部各因素作用关系复杂的特点，因此，针对数据和问题的特点，我们考虑建立灰色预测模型，利用灰色系统分析方法，对数据进行有效利用，并作出最合理的预测。
数学建模论文
A题空气质量评价 摘要 本文主要研究空气质量评价的相关问题，为突出改进之后的模型中的实时特性而对数据做了必要的省略处理，然后在现有的国家最新空气污染物监测标准（HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定）的基础上利用半集均方差原理对现有空气质量计算模型进行改进。在论证修正后模型可行性的基础上再对模型加以优化，最后利用优化后的模型对附表二中的各项监测结果得出其空气质量指数。 针对问题一，由于目标模型十分强调实时性，于是把附表一中臭氧8小时平均值﹑细颗粒物24小时平均值﹑可吸入颗粒物24小时平均值做了必要的省略处理。联系实际分析论证了现有模型的局限性，并在此基础上采用半集均方差原理对现有模型进行改进，结果顺利得到优化后的计算模型。 针对问题二，考虑到优化后的计算模型并没有对不同的污染物的危害做出差异化的评价，而是直接取表中所有污染物的AQI平均值进行分析。所以引入层次分析法根据污染物的危害性对不同的污染物赋予相应的权重，对半集均方差公式进行合理修正，最后得到修正后的空气质量计算模型。再代入附表二中的数据即得到各个观测点的空气质量指数。详细的matlab实现程序见附录二。 【关键词】一维插值半集均方差层次分析加权法优化后的半集均方差
1 问题重述 空气质量指数（AQI ）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。其数值越大、级别和类别越高，说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。 空气质量指数实时报一般是发布每个每一整点时刻的空气质量指数。 实时报的指标包括二氧化硫(SO2)、氧化碳(CO)、二氧化氮 (NO2)、臭氧(O3)1小时平均值、臭氧(O3)8小时平均值、一颗粒物(粒径小于等于10μm)、细颗粒物(粒径小于等于2.5μm)的1小时平均值和24小时平均值共计9个指标。福建1中列出了某地区11个城市过去7个时刻的空质量指标取值和相应的空气质量指数。 (1) 建立一种新的空气质量指数计算模型，并比较与现有计算模型的区别。 (2) 利用新的计算模型计算附件2中各个观测点的空气质量指数。 2 基本假设 （1）附表一和附表二中的数据是利用统一的污染物监测仪器并按照统一的测量方法测量得到的。 （2）附表一中的原有的空气质量指数（AQI ）是按照国家最新出台的统一标准（HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定）进行计算的。 （3）由于国家最新出台的标准中并没有PM2.5和PM10一小时平均浓度限值，所以计算时采用PM2.5和PM10二十四小时平均浓度限值近似代替。 （4）观测点的测量仪器所测量的不同种污染物浓度之间相互独立，互不影响。 （5）所测量的各个观测点附近的空气污染程度在测量的时刻较为稳定，不发生剧烈变化。 （6）在研究各种指标集对某物影响的过程中，不仅指标集中的最大值具有最重要的作用，次大值等的作用也不容忽视，甚至具有与最大值类似的影响。 （7）大气中各种污染物对环境和人类的危害程度是不一样的。 3 符号说明 p IAQI 污染物项目P 的空气质量分指数； P 污染物项目P 的质量浓度值； Hi BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的高值位； Lo BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的低值位； Hi IAQI 表1中与Hi BP 对应的空气质量分指数； Lo IAQI 表1中与Lo BP 对应的空气质量分指数；
国内10大空气质量最佳城市 当全国人民都在对抗雾霾时，您是否想知道国内十大空气质量最佳城市里有谁，你是不是迫不及待地想要远离雾霾，摆脱口罩，逃 离你的头顶上的那一片灰色空间呢?别急，为你盘点冬季“吸氧”买 房好去处，国内有这么一些地方，景色宜人，最最重要的是空气质 量优良! NO.10杭州 杭州是典型的江南气候。冬天如同江南其他地方有些湿冷，若是打算晚上在西湖边散步，应多穿些防寒保暖的衣服。此时玉泉的梅 花正在吐香，如果能够碰上一场雪落在梅花上那就更美了。 NO.9中山 广东省中山市位于珠江三角洲中南部，北眺广州，毗邻港澳等地，民风纯良，环境优美，是中国近代伟大的革命先行者孙中山先生的 故乡。中山市属亚热带季风气候，主要气候特点是光照充足，雨量 充沛。冬季的中山天气稍凉，要带件大衣。 中山旧称“香山”，因境内五桂山多奇花异草而得名，直至 1925年，为纪念去世的孙中山先生，香山易名为中山，沿用至今。 这里气候宜人，空气甚佳，好的连心情每天也是极好的。 NO.8湛江 湛江市位于广东省最西端，属亚热带海洋性季风气候，有全省最长的海岸线，空气质量很好。湛江市物产资源丰富，海鲜、珍珠以 及大量热带水果让这里的商埠总是异常繁荣。如果来到湛江生活， 不但气候空气好而且物产也是极为丰富的。 NO.7厦门
厦门又名鹭岛，源于这里清新的空气和优美的环境。由于环境和其厚度额原因吸引白鹭前来栖息，这里可以享受美景、美食还有在 轻信的空气了享受慢生活。有人说喜欢厦门的原因，是因为这个城 市中所有的颜色都是强对比度的。大海，天空，草木，花朵，都能 牵连着看风景的人的心情，心情也会随着它们纯粹的颜色一起，明 快起来。上天想宠爱一个人，想温暖一个人的心，就把这个人轻轻 地放到厦门和她一起在厦门生活去。 NO.6广州 广州又称羊城，是广东省的首府。很多去过广州的人都很难找到一个恰当的形容词来描述广州，它没有大上海的雕栏玉砌，没有老 成都的悠闲从容，也没有水乡古镇的婉约风情，有的只是那么一点 实在、安稳、通透，或者一点张扬、浮躁和暧昧。 NO.5泉州 一座拥有14处国家级、40处省级、数百处市级重点文物保护单 位的古城，现在的泉州民风依然古朴，市民真诚、热情。行走在城 市中间，千古遗风依然会在不经意间多次闪现。漫步其间，眼前全 是前朝旧影，既古朴清雅又精致婉约，既内敛深沉又舒展奔放。趁 现在泉州的知名度还不高，一些老城区还未改造，想去泉州买房， 赶早。 NO.4台州 NO.3福州 “有福之州”这样的美好意味，仿佛去一趟就能变成有福之人似的。福州还有一样外人很少了解的好处，这里的温泉无论是从水温 还是水质、分布来说都远比西安华清池的强，您要是能来这里生活，那就是天天贵妃级待遇了…… NO.2温州 NO.1三亚
环境空气质量综合评价方法的改进及应用 发表时间：2020-01-13T09:23:49.173Z 来源：《防护工程》2019年18期作者：王楠[导读] 但是还不够完整，还需要在测试中更加全面、更加的准确。除此之外，还需要做好防治措施，从而有效的提高当前的环境空气质量。 江苏润环环境科技有限公司江苏南京 210000 摘要：近些年来随着经济的提高，我国开始越来越重视环境问题，特别是环境空气质量综合评价方法越来越多，通过评价结果提出的决策大大的提高了当前的空气质量。不过，近年来，由于大气的区域性，且近些年来新技术的出现，带来了复合型的污染，使得现有的评价方法无法满足当前社会发展的需求，具有一定的局限性。本文通过对当前环境空气质量的综合评价现状进行了阐述，提出了具体的应用措施。 关键词：环境空气质量；综合评价；改进 在当前的环境管理中运用环境空气质量的综合评价，能够从各方面掌握当前空气质量的情况，以及未来质量发展的大致趋势，根据多种数据准确科学的描述出环境被污染的程度，从而反映出当前的环境问题。对于当前对环境空气质量进行检测的趋于来说，目前最重要的任务就是要对当前环境空气质量的现状问题进行检测并分析，获取有效的信息，从而根据问题能够提出具体的措施，进而改善环境。所以，在一定程度上必须要尽量的客观，而空气质量综合评价方法的出现十分客观，一方面使得当前的环境整改程度增大，一方面也增强了当前的社会公众环境保护的意识。 一、我国当前的环境空气质量综合评价现状 从上个世纪八十年代以来，我国在全国范围内积极的开展了环境空气质量综合评价的工作，而且每个省市都认真的进行每年、每五年的环境质量报告书。从2000年六月开始，国家对重点城市开展了空气质量的日报，时至今日已经一百二十多个重点城市。该日报会对每天每小时的空气状况进行实时公布，包括二氧化硫、二氧化氮以及可吸入颗粒物的浓度。从当前来看，用于空气质量的综合评价方法有很多，主要有人工神经网络法、模糊聚类法等等。对于当前情况单个城市范围内的空气质量进行评价主要是当前发行的九六年版本《环境空气质量标准》为主要的准则，然后采取各种诸如空气污染指数法、综合污染指数法等等方法对当前空气质量做全面的分析统计[1]。不过随着时间的发展，新的标准要求需要更加的科学化，准确化，所以在空气质量综合评价的要求十分高。 二、空气质量综合评价方法的改进与应用措施 1、短期评价与长期评价相结合 从当前来看，日常中，对于环境空气质量的综合评价通常采用的是空气的污染指数法，该方法一般把空气质量从重度污染到最终的优进行七个层次的评价。不过，在所有的七个评价当中，只有优和良代表的空气质量良好，其余则表示空气质量不佳。而对于年度的空气质量浓度评价来看，通常是只分成几个层次，也就是一级、二级、三级到最后的劣三级。在国际上很多的国家对当前的环境空气质量进行评价时，除了会按照每年的均值进行评价之外，还会对一些短期比如每日的评价规定具体的评价统计标准，也就是将年度的和短期的进行综合评价，从而对当前地区的环境空气质量进行判定。就拿美国来说，美国提出了三年为一周期的规定，即在周期内，PM10的日平均浓度每年不得超过标准规定一次。规定PM2.5年均质量浓度的同时，日均浓度需每年第98百分位数质量浓度的3年平均不得超过35mg/m3；SO2 和 NO2 也有类似的达标统计要求。所以我国在进行评价方法的整改时，可以在控制污染物平均浓度的基础上对每天的超标率进行一定的控制，在一定的时间段内规定能够超标的次数，从而实现长期与短期的综合评价结合。此外，在评价当前污染物浓度的时候，需要考虑其数值的最大、最小值以及中值等信息，从而能够全面的对当前空气质量的总体特征进行评价。 2、空气综合污染指数与最大污染指数相结合 所谓的污染指数指的是根据当前指定的环境质量标准，把所有相关的污染物浓度按照不容类型污染物来进行归一，从而进行叠加，使得最终的简单量纲指数为一[2]。而所谓的空气综合污染指数就是把每个不同的污染物因子进行指数的整合，也就是说，所谓的最大污染指数就是最大的空气污染物的单项因子指数。 从当前我国对于所有重点城市的综合污染水平来看，这些数据是将同一污染指数下的空气污染相对水平与综合污染指数进行比较得到的。表1为部分重点城市中综合污染指数较大的十五个城市。表1 综合污染指数、最大污染指数及空气质量级别
中华人民共和国国家标准环境空气质量标准 添加时间：[2004-05-27]创建人：管理员 GB 3095－1996 (代替GB 3095－82) 国家环境保护局1996－01－18批准1996－10－01实施 前言 根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，为改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，特制订本标准。 本标准从1996年10月1日起实施，同时代替GB3095－82。 本标准在下列内容和章节有改变： －标准名称； －3.1－3.14(增加了14种术语的定义)； －4.1－4.2(调整了分区和分级的有关内容)； －5.(补充和调整了污染物项目、取值时间和浓度限值)； －7.(增加了数据统计的有效性规定)。 本标准由国家环境保护局科技标准司提出。 本标准由国家环境保护局负责解释。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。 本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。 2 引用标准 GB/T 15262空气质量二氧化硫的测定──甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法 GB 8970空气质量二氧化硫的测定──四氯汞盐副玫瑰苯胺分光光度法
GB/T 15432环境空气总悬浮颗粒物测定──重量法 GB 6921空气质量大气飘尘浓度测定方法 GB/T 15436环境空气氮氧化物的测定──Saltzman法 GB/T 15435环境空气二氧化氮的测定──Saltzman法 GB/T 15437环境空气臭氧的测定──靛蓝二磺酸钠分光光度法 GB/T 15438环境空气臭氧的测定──紫外光度法 GB 9801空气质量一氧化碳的测定──非分散红外法 GB 8971空气质量苯并[a]芘的测定──乙酰化滤纸层析荧光分光光度法 GB/T 15439环境空气苯并[a]芘的测定──高效液相色谱法 GB/T 15264空气质量铅的测定──火焰原子吸收分光光度法 GB/T 15434环境空气氟化物的测定──滤膜氟离子选择电极法 GB/T 15433环境空气氰化物的测定──石灰滤纸氟离子选择电极法 3、定义 1.总悬浮颗粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物。 2.可吸入颗粒物(Particular matter less than 10 μm，PM10)：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物。 3.氮氧化物(以NO2计)：指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。
校园空气质量监测及评价 摘要：以嘉应大学的空气质量状况为研究对象，在欲监测环境内进行布点和采样；对校园空气中SO2和NOx进行连续检测和分析，采用了分光光度计的方法测量吸光 度，测定SO 2、NO x 的日均浓度，计算空气污染指数(API)；以此来判定校园空气 污染指数及污染现状。 结果表明：汽车尾气排放是校园的一大主要污染源，车辆的行驶也是校园噪声的主要来源，校园的总体空气质量状况总体为良好。 关键词：SO 2 、NOx、校区空气污染指数（API） 1 引言 校园是大学生在在校内学习和活动的外界环境，校园作为一个特定外在环境，其人口密集程度大，所处环境状况复杂，其环境质量好坏不仅直接关系到师生的身心健康，更是威胁到这一代人日后的成长发展。而近年来，随着我国经济的高速发展，各地区院校的发展进程也不断加快，校园环境状况日益恶劣。 而当前关于环境质量监测方面的研究大都倾向于天气质量及城市概况交通的空气品质问题分析，关于校园环境问题的研究相对较少。因此，本文通过对校园环境进行即使的环境监测与评价可掌握校园空气质量状况及变化趋势，展开校园空气污染的预测工作，评价校园空气污染对健康的影响，弄清污染源与空气质量的关系，提出相应改进措施，对控制校园区域污染是很有必要的。通过本次试验，也掌握测定空气中SO2、NOx和TSP的采样和监测方法。 2 实验部分 2.1 理论分析 2.1.1 空气中SO 2 的测定原理 测定空气中SO 2 常用方法有四氯汞盐吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法和紫外荧光法等。本实验采用四氯汞盐吸收—副玫瑰苯胺分光光度法。 空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，
《室内空气质量标准》编制说明 一、制定标准的目的和意义 室内空气污染不仅破坏人们的工作和生活环境，而且直接威胁着人们的身体健康。这主要是因为：（1）人们每天大约有80%以上的时间是在室内度过的，所呼吸的空气主要来自于室内，与室内污染物接触的机会和时间均多于室外。（2）室内污染物的来源和种类日趋增多，造成室内空气污染程度在室外空气污染的基础上更加重了一层。（3）为了节约能源，现代建筑物密闭化程度增加，由于其中央空调换气设施不完善，致使室内污染物不能及时排出室外，造成室内空气质量的恶化。 室内空气污染包括物理、化学、生物和放射性污染，来源于室内和室外两部分。室内来源主要有消费品和化学品的使用、建筑和装饰材料以及个人活动。如（1）各种燃料燃烧、烹调油烟及吸烟产生的CO、NO2、SO2、可吸入颗粒物、甲醛、多环芳烃（苯并[a]芘）等。（2）建筑、装饰材料、家具和家用化学品释放的甲醛和挥发性有机化合物（VOCs）、氡及其子体等。（3）家用电器和某些办公用具导致的电磁辐射等物理污染和臭氧等化学污染。（4）通过人体呼出气、汗液、大小便等排出的CO2、氨类化合物、硫化氢等内源性化学污染物，呼出气中排出的苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物；通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌等生物污染物。（5）室内用具产生的生物性污染，如在床褥、地毯中孳生的尘螨等。 室外来源主要有（1）室外空气中的各种污染物包括工业废气和汽车尾气通过门窗、孔隙等进入室内。（2）人为带入室内的污染物，如干洗后带回家的衣服，可释放出残留的干洗剂四氯乙烯和三氯乙烯；将工作服带回家中，可使工作环境中的苯进入室内等。 目前我国对于住宅和办公建筑物室内空气质量缺乏系统的标准，为了控制室内空气污染，切实提高我国的室内空气质量，在借鉴国外相关指标、标准的基础上，结合我国的实际情况，参考国内现有的标准，特制定《室内空气质量标准》。 二、本标准中条文的依据 (一) 室内空气质量标准依据 表1 室内空气质量标准依据 污染物名称标准值依据 二氧化硫SO20.50 mg/m1h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 二氧化氮NO20.24 mg/m 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 一氧化碳CO 10 mg/m3 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 二氧化碳CO2室外浓度以上 1260 mg/m3 8 h ASHREA 62-1999 氨NH30.20 mg/m3 1 h 前苏联工业企业设计卫生标准（CH245-71）臭氧O30.1 6mg/m3 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》
关于空气质量的调查报告 前言：目前，我国经济正迅速发展,工业、城市规模的扩大，人口膨胀，这些都使大气污染不断加剧,直接威胁着国民经济的可持续发展和人民生命健康,开展空气污染的预测和治理已迫在眉睫.。作为学生，我们首先应该提高相关方面的知识，提高保护空气质量的意识。引言：学习关于空气质量的有关知识，阅读相关文献，理论联系实际，加强保护空气质量意识，并且提出相关建议。 研究方法：查阅资料，整理概括，考查实际，思考及反思。 正文：空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。衡量某个区域的空气质量达到几级标准主要就是看这个地方空气中各种污染物如可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）的浓度达到几级标准。 目前,中国空气污染指数（API）监测指标包括PM10和PM2.5。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是
地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测，大多通行对PM10进行监测。 在这种情况下，为了更好地反映环境污染变化趋势，为环境管理决策提供及时、准确、全面的环境质量信息，为使我国大气环境预测、预报工作与国际接轨，加大环污染控制力度，预防严重污染事件发生，开展城市空气质量报告及空气污染预报工作是十分必要的。《2000年中国环境状况公报》指出：中国城市空气状况与前几年相比有所好转，但整体的污染水平仍较严重。在受到监测的338个城市中，大气环境质量符合国家一级标准的城市不到3%，空气污染指数高于三级的城市占到了63.5%，其中有112个城市的平均污染指数达到了四级，属重度污染。目前严重影响中国城市空气质量的污染物为悬浮颗粒物（TSP）或称为可吸入颗粒物（PM10，即直径在10微米以内的悬浮颗粒物）。由于可吸