近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析_张菊
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北京市空气污染的成因和对策在当今社会,空气污染成为全球性的环境问题,北京市作为中国首都和重要的经济中心,也面临着严峻的空气污染问题。
本文将就北京市空气污染的成因和对策展开讨论。
一、成因1. 工业排放:北京市的工业化进程快速发展,大量的工厂和企业排放出大量废气和有害物质,如二氧化硫、二氧化氮等,形成了工业源污染。
2. 交通尾气:北京市居民数量众多,汽车尾气排放成为空气污染的重要因素之一。
尤其是高峰时段,车辆拥堵引发的尾气排放更加严重。
3. 燃煤污染:北京市仍然有一部分地区依赖燃煤供暖,燃煤过程中排放的灰尘、二氧化硫等有害物质对空气质量产生负面影响。
4. 自然因素:北京市处于山地与平原的过渡地带,大风天气时,沙尘暴天气频繁,带来的沙尘颗粒物也是空气质量下降的重要因素。
二、对策1. 优化能源结构:加大对清洁能源的开发和利用力度,减少对煤炭等传统能源的依赖。
同时,推动工业企业采用低污染和高效能的生产技术,减少工业废气排放。
2. 交通管理措施:加强交通管理,推广公共交通工具的使用,鼓励居民步行和骑行出行,减少机动车数量,减轻交通尾气对空气的污染。
3. 清洁供暖改造:继续推动燃煤供暖区域的清洁能源改造,鼓励使用天然气、电力等清洁能源供暖,减少燃煤对空气的污染。
4. 加强环境监测:增加空气质量监测站点,及时监测并发布空气质量信息,提高居民的环境意识,引导居民采取相应的防护措施。
5. 加强国际合作:加强与国际社会的合作,借鉴其他国家和地区的经验和做法,共同应对全球性的空气污染问题。
通过以上对策,可以有效遏制北京市的空气污染,改善居民的生活环境。
当然,解决空气污染问题需要长期坚持和广泛的参与,需要政府、企业和居民共同努力,只有共同协作,才能使北京市的空气质量不断提升,为人民创造更加宜居的环境。
北京市空气污染的成因和对策北京,作为中国的首都和国际化大都市,一直以来备受关注。
然而,空气污染问题却成为了这座城市发展过程中的一个严峻挑战。
造成北京市空气污染的原因是多方面的。
首先,能源结构不合理是重要因素之一。
长期以来,煤炭在北京市的能源消费中占据较大比重。
煤炭的燃烧会释放出大量的污染物,如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。
虽然近年来北京在能源结构调整方面取得了一定成效,但仍有改进的空间。
其次,机动车保有量的持续增长也是导致空气污染的重要原因。
随着经济的发展和居民生活水平的提高,北京市的机动车数量不断增加。
汽车尾气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等有害物质,对空气质量产生了负面影响。
再者,工业排放不可忽视。
北京周边存在一些工业企业,它们在生产过程中排放的废气如果处理不当,会对大气环境造成污染。
此外,城市建设和施工活动带来的扬尘也是污染源之一。
大规模的建筑施工、道路修缮等工程会产生大量的扬尘,在风力作用下扩散到空气中,加重了空气污染。
还有气象条件的影响。
北京地处北方,冬季风小且干燥,不利于污染物的扩散。
在特定的气象条件下,污染物容易积聚,导致空气质量下降。
为了有效应对北京市的空气污染问题,我们需要采取一系列综合的对策。
在能源结构调整方面,应进一步加大清洁能源的使用比例,如太阳能、风能、水能等。
同时,提高煤炭的利用效率,加强对煤炭燃烧过程中的污染治理。
对于机动车污染,一方面要加强交通管理,优化交通规划,鼓励公共交通和绿色出行方式,如地铁、公交、自行车等。
另一方面,要不断提高机动车的排放标准,加快老旧车辆的淘汰更新,推广新能源汽车。
对于工业排放,要严格执行环保标准,加强对企业的监管,确保废气达标排放。
同时,推动工业企业的转型升级,发展绿色产业和高新技术产业。
在控制扬尘方面,加强对建筑工地和道路施工的管理,要求采取有效的防尘措施,如洒水降尘、设置围挡、覆盖物料等。
此外,加强气象监测和预报,根据气象条件及时采取应急措施,如限制工业生产、工地施工等,以减少污染物的排放。
北京空气污染情况分析北京是中国的首都,也是一个人口密集的大城市。
由于工业发展和交通运输的增加,北京的空气污染问题已经引起了人们的广泛关注。
本文将对北京的空气污染情况进行分析。
首先,北京的主要污染源可以分为三类:工业污染、机动车尾气排放和大气气候条件。
工业污染主要来自于燃烧和化学工艺过程中的废气排放,包括工厂、电厂和锅炉等。
机动车尾气是北京最主要的空气污染源之一,源于私人车辆和公共交通工具的排放。
而大气气候条件,如温度、湿度和风向等,也会影响污染物的扩散和沉降。
其次,北京的空气质量状况在近年来有所改善,但仍然严重受到污染。
根据中国环境保护部的数据,北京的PM2.5浓度在过去几年中呈现出下降的趋势,但仍然远高于国家和世界卫生组织的标准。
PM2.5是一种直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们对人体健康有害,并且能够导致呼吸系统疾病和心血管疾病。
此外,北京的空气中也存在其他有害物质,如二氧化硫、二氧化氮和臭氧等。
在应对空气污染的过程中,北京市政府采取了一系列措施。
首先,限制工业污染物的排放。
北京市对一些高排放企业进行了搬迁或关停,并加强了污染物排放监管。
其次,限制机动车的使用。
北京实行了限行措施,根据车牌尾号轮换一定的限行日,以减少机动车尾气对空气的污染。
另外,北京市还推广了电动车和公共交通工具的使用,以减少尾气排放。
此外,采取控制燃烧过程中的氮氧化物排放、加强城市绿化和改善大气气候条件等措施也有助于改善空气质量。
然而,北京的空气污染问题仍然存在一些挑战。
首先,北京的经济发展速度较快,工业生产和交通运输需求仍然高涨,这使得空气污染的源头难以彻底消除。
其次,有些地区的环境监管和执法措施仍然不够严格,导致污染物排放无法得到有效控制。
另外,大气气候条件也会对污染物的扩散和沉降产生影响,这是一个难以完全控制的因素。
综上所述,北京的空气污染问题在近年来有所改善,但仍然严重。
政府已经采取了一系列措施来应对空气污染,包括限制工业污染物排放、限制机动车使用和改善大气气候条件等。
北京的空气污染问题与解决方案北京作为中国的首都和政治、经济中心,自然也是人口密集城市,而城市的高密度人口和工业化进程给环境带来了巨大的挑战。
其中,最显著的挑战之一就是空气污染问题。
北京的空气污染一直是城市居民和政府部门关注的焦点,并且也成为全球关注的焦点。
本文将探讨北京的空气污染问题,分析其原因,并提出解决方案。
一、北京空气污染问题的原因1.工业排放北京地区拥有大量的工业企业,这些企业的生产活动不可避免地伴随着大量的工业排放物的排放。
这些工业排放物包括二氧化硫、氮氧化物、粉尘等,对大气环境造成了污染。
2.交通运输随着城市化进程的加快,北京的机动车数量不断增加,而机动车尾气排放是导致城市空气污染的主要源头之一。
汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物等有害物质在大气中聚集,导致空气质量下降。
3.燃煤污染燃煤是北京地区的主要能源之一,在冬季取暖季节尤其突出。
燃煤排放不仅包括二氧化硫、氮氧化物等污染物,还释放出大量的颗粒物,对空气质量造成严重影响。
4.区域传输北京位于华北平原,周围环境的影响也会导致北京的空气污染问题。
在适宜气象条件下,区域大气扩散受限,使得周边地区的污染物传输到北京地区,加剧了北京的空气污染程度。
二、北京空气污染问题的影响1.健康影响空气污染对人体健康造成严重影响。
长期暴露在有害的大气环境中会导致呼吸系统疾病的增加,同时也会导致心血管疾病、肺部疾病等疾病的发病率增加。
2.生态破坏空气污染也会对生态环境造成破坏,影响植被的生长,破坏生态系统的平衡,对野生动物、水生生物等造成威胁。
3.社会稳定空气污染问题也会对城市的社会稳定造成影响。
居民对恶劣的大气环境感到担忧和不满,容易产生情绪波动,对社会和谐稳定造成不利影响。
三、解决北京空气污染问题的方案1.优化产业结构北京地区应当加大力度优化产业结构,减少传统高污染行业的产能,引导企业转型升级,推动清洁生产,减少工业排放。
2.推广清洁能源加大对清洁能源的扶持力度,推广太阳能、风能等清洁能源的利用,减少对传统能源的依赖,减少燃煤污染。
北京市空气质量状况的研究分析一、背景介绍北京市是中国的首都城市,也是国家的政治、文化、科技、经济中心。
然而,由于经济增长过快、能源消耗负荷过大、交通拥堵等问题,空气质量成为了北京市面临的一大环境问题。
为了更好地了解北京市空气质量状况,本文对该问题进行研究分析。
二、问题阐述北京市的大气污染主要包括PM2.5、PM10、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧等多种污染物,这些污染物对人体健康和环境造成了不良影响。
同时,北京市空气质量受到大气扩散条件和气象等自然因素的影响。
因此,本文主要对北京市空气质量状况进行分析,了解污染物的来源和分布情况,以及受自然因素的影响情况。
三、北京市空气质量状况分析1. 污染物来源北京市的污染物可以分为点源污染和面源污染,其中点源污染主要来自汽车尾气、工业企业废气排放等,面源污染主要来自房屋供暖、焚烧农作物和垃圾等。
同时,北京市还受到周边地区的污染物传输的影响。
2. 污染物分布情况北京市各个区城区和郊区的污染物分布情况存在差异,其中城区污染物浓度较高,在工业企业聚集区、交通拥堵路段和居民密集区的污染物浓度尤为明显。
而郊区由于其自然环境较好,污染物浓度相对较低。
3. 受自然因素的影响情况北京市的空气质量也受到自然因素的影响,比如风向、风速、湿度、气压和温度等。
在天气晴朗、无风、高气压的情况下,污染物容易积聚,导致污染物浓度上升。
四、改善空气质量的措施在分析北京市空气质量状况的基础上,可以采取以下措施改善北京市的空气质量:1. 减少点源污染源头,推行清洁生产;2. 限制汽车使用,推广新能源车辆,提供公交、地铁等公共交通工具;3. 推进煤改气、煤改电等清洁能源的使用;4. 强化空气质量监测和预警体系,及时发布污染物浓度数据和做好公众舆情应对工作;5. 联合周边地区共同应对大气污染问题。
五、结论通过对北京市空气质量状况的分析,可以看到其存在的问题和取得的成果。
虽然北京市采取了很多措施减少污染物排放并取得了一定的成果,但是其仍然面临着如何平衡发展和空气质量的问题。
北京市空气污染特征及污染治理对策北京市作为中国的首都和经济中心,面临着严重的空气污染问题。
近年来,北京的空气质量一直处于不断恶化的趋势,给居民的健康和生活带来了巨大的困扰。
本文将探讨北京市空气污染的特征以及可能的治理对策。
首先,北京市空气污染的主要来源是工业排放、汽车尾气和燃煤。
工业排放是污染的主要原因之一,特别是大气中的工业废气排放含有大量的颗粒物、二氧化硫等有害物质。
汽车尾气排放也是一个重要的污染源,尤其是高峰小时段,交通拥堵时汽车尾气排放的有害物质更为集中。
此外,北京市的供暖主要使用燃煤,燃煤产生的二氧化碳、二氧化硫和颗粒物等物质会加剧空气污染。
其次,北京市空气污染的特征是季节性和区域性差异明显。
在夏季,高温、强辐射和少雨等因素共同影响下,北京市的臭氧浓度较高,严重影响人体的呼吸系统和视力。
而在冬季,由于燃煤供暖,PM2.5的浓度会迅速上升,空气污染的程度达到峰值。
此外,北京市的空气污染也存在区域性差异,城区和郊区的空气质量差异较大,主要由于工业集中区域的工业废气排放和燃煤供暖的影响。
针对北京市空气污染的治理,需要综合运用多种手段和措施。
首先,应加强对工业排放的监管和治理。
建立严格的排污许可制度,对工业企业的废气排放进行严格监测,限制和减少对空气质量的影响。
同时,提倡和推广清洁生产和高效环保技术,减少工业废气的排放量。
其次,要采取措施减少汽车尾气的排放。
加强对车辆尾气排放的监管,推广和普及清洁能源汽车,减少对空气质量的不利影响。
此外,推动城市公共交通的发展,减少汽车的使用,也是改善空气质量的有效途径。
另外,减少燃煤供暖对空气质量的影响也是治理空气污染的关键。
加强对燃煤锅炉的治理和升级改造,推广清洁能源的使用,如天然气、电力和太阳能等,减少煤炭的使用量。
此外,加大对违规燃煤行为的处罚力度,增加煤炭价格等措施也可以起到一定的治理效果。
最后,公众的环保意识和参与也是治理空气污染的重要环节。
加强宣传教育,提高公众对空气污染的认识和了解,增强环保意识。
北京大气环境质量现状及其解决办法5篇范文第一篇:北京大气环境质量现状及其解决办法论北京大气环境质量随着北京城市规模的扩大、人口的增加和经济的飞速发展,大气污染曾一度达到十分严重的程度。
与此同时,人们对大气环境质量也越来越重视。
我通过查找近几年来北京大气环境质量数据来分析今年的大气环境,分析影响北京空气质量的主要因素并提出了改善北京大气环境质量的措施。
大气质量是城市或区域环境质量中一个非常重要的方面。
大气污染是复杂的现象, 是自然和人为环境条件复杂相互作用的结果;在特定时间、空间的大气污染物浓度受到诸多因素影响。
为此, 分析与总结北京近年来与社会进步、经济发展相关的大气环境变化情况, 探索大气环境变化的主要控制因素, 对北京的社会、经济、环境可持续协调发展具有重要意义。
北京是中国的首都。
北京市的社会、经济发展迅速,特别是进入21世纪以后,北京的社会、经济发展速度尤为明显。
北京的地形地貌有着自己鲜明的特点:西北地形高、东南地形低。
而综合气象条件的分析表明:北京从气流上讲实际上是一个大盆地,形成了特殊的大气环流效应,很难依靠自然环境来净化,这就使得污染问题更加突出。
我在网上查阅到了以上海大气质量指数统计的北京自2006年以来的空气质量数据,以GB3095—1996的二级标准进行评价,北京市在2006年之后一直处于中度污染阶段,但总体有所好转,向大气质量标准发展,曾于2008年最为接近大气质量标准;经调查得到2012年不完整数据,北京各区县空气中二氧化硫年平均浓度范围在0.022至0.042毫克/立方米,二氧化氮年平均浓度范围在0.030至0.064毫克/立方米,可吸入颗粒物年平均浓度范围在0.082至0.126毫克/立方米。
北京空气中的污染物容易凝聚主要有以下两方面的原因:一是因为污染物排放量大。
“汽车尾气、工业污染,工地扬尘等污染因素众多,污染物的组成也很复杂,形成了复合型污染,这在全世界都是很少见的,也使得大气环境比较脆弱。
北京地区雾霾气候特征及影响因子分析北京地区雾霾气候特征及影响因子分析一、引言近年来,北京地区频繁出现严重的雾霾天气,给环境和人类健康带来了巨大的威胁。
为了更好地了解雾霾气候特征及其影响因子,本文将对北京地区雾霾天气进行分析和研究。
二、雾霾气候特征分析1. 雾霾频次分布特征通过分析北京地区雾霾频次的分布特征,发现其呈现明显的季节性变化。
冬季是雾霾最为严重的季节,而夏季雾霾频次相对较低。
此外,内蒙古高原和华北平原的地形对北京地区雾霾天气的形成也起到了重要的影响。
2. 雾霾持续时长特征雾霾持续时长通常呈现出两种类型,即短时强雾霾和长期温和雾霾。
短时强雾霾主要出现在冬季,而长期温和雾霾则多见于春秋季。
这种特征是由北京地区地理环境、气象条件和污染物排放等因素综合影响所导致的结果。
3. 雾霾强度分布特征通过对北京地区雾霾强度的分析发现,其在城区和远郊地区的强度存在明显差异。
城区的强度较高,而远郊地区则较低。
这主要是由于城市建设和工业污染等因素导致了城区大量的污染物排放,进而加剧了雾霾的程度。
三、影响因子分析1. 大气环流大气环流对雾霾的形成和发展起着重要的影响。
冬季,Siberian High的南下会导致冷空气的入侵,使湿度增加、温度下降,从而有利于雾霾的形成。
夏季,西南气流的控制使得北京地区相对干燥,雾霾频率较低。
2. 化学反应化学反应在雾霾形成过程中起到重要的作用。
二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等污染物在大气中的氧化和反应会生成硫酸盐、硝酸盐和有机物等细颗粒物质,进而形成雾霾。
此外,化学反应还会增加云滴的数量,形成云雾。
3. 人类活动排放人类活动排放对雾霾的形成和发展起着至关重要的影响。
北京地区工业、交通和能源消费等人类活动所排放的大量污染物成为雾霾的主要来源之一。
此外,农业活动和生物质燃烧等也会产生一定的污染物,进而加剧雾霾的程度。
四、影响与对策1. 健康影响雾霾对人体健康造成严重危害,包括呼吸道疾病、心血管疾病、癌症等。
北京空气污染问题现状分析及对策研究一、阐明问题本文从北京近年来空气质量状况为切入点,通过媒体报道、调查访问等方式详细分析北京空气污染问题,并且明确衡量空气质量、污染程度的具体项目和数值,以及各项指标与人体生理心理健康、社会活动等的关系及影响程度,强调治理空气污染的必要性和急迫性。
通过全面分析北京空气污染问题的主要原因,明确主要污染源与各项空气污染指标之间的关系。
通过综合分析内部因素与外部因素,权重短期利益与长远利益、局部效益与总体效益,结合技术、经济、政治、人文、社会各方面因素,找出治理北京空气污染问题的最优方案,在合理期限内改善空气质量,从空气质量数据指标和居民主观感受两个方面都能达到特定要求。
二、系统分析2.1系统总体目标本文从北京近年来空气质量状况为切入点,通过媒体报道、调查访问等方式详细分析北京空气污染问题,并且明确衡量空气质量、污染程度的具体项目和数值,以及各项指标与人体生理心理健康、社会活动等的关系及影响程度,强调治理空气污染的必要性和急迫性。
通过全面分析北京空气污染问题的主要原因,明确主要污染源与各项空气污染指标之间的关系。
通过综合分析内部因素与外部因素,权重短期利益与长远利益、局部效益与总体效益,结合技术、经济、政治、人文、社会各方面因素,找出治理北京空气污染问题的最优方案,在合理期限内改善空气质量,从空气质量数据指标和居民主观感受两个方面都能达到特定要求。
2.3系统环境分析2.4系统功能分析2.5系统结构分析系统要素4->2->7->5->1法规制度的落实保证资金投入,增加了新能源的使用,减少了化石能源消费量,而化石能源消费量进一步影响空气污染治理设备,进而影响粗放型企业数量。
2->6->1加大资金投入从而增加绿化面积进而减少粗放型企业数量。
4->3->9->8法规制度的落实增强了公民的环保意识,使公民转变出行方式,从而增加了公共交通规模,进而减少了私家车的数量。
第26卷第11期2006年11月环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu m stantiaeV o.l 26,N o .11N ov .,2006基金项目:国家自然科学基金(No .70573105);中国科学院知识创新课题(N o .I NF105-SCE -02-06;KZCX3-S W -424)Supported by t h e NationalNatural S ci en ce Foundation ofC h i na (No .70573105)and t he Pro j ect ofKnow ledge Innovati on of t he Ch i nese Acade m y of Sciences (No .I NF105-SCE -02-06;KZCX3-SW -424)作者简介:张 菊(1980—),女,硕士研究生;*通讯作者(责任作者),E -m ail :hm iao @rcees .ac .cn Biography :ZHANG J u (1980—),fe m al e ;*Corresponding au t hor E -m ail :hm iao @rcees .ac .cn张菊,苗鸿,欧阳志云,等.2006.近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析[J ].环境科学学报,26(11):1886-1892Zhang J ,M i ao H ,Ouyang Z Y ,et a l .2006.A m b i ent air qualit y trends and d ri vi ng f act or anal ysis since 1980’s i n B eiji ng [J ].Acta Scienti ae C ircum stanti ae ,26(11):1886-1892[免审稿件]责任编辑提示:本刊欢迎广大读者针对免审稿件提出各种意见近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析张菊,苗鸿*,欧阳志云,王效科中国科学院生态环境研究中心系统生态国家重点实验室,北京100085收稿日期:2005-04-30 录用日期:2006-09-27摘要:利用北京环境空气质量定点监测资料,研究了北京市城近郊区近20年来环境空气质量的变化趋势及其影响因素.结果表明,从年际变化看,SO 2、降尘、B [a ]P 浓度显著下降,而NO x 、CO 浓度和O 3超标情况显著上升,空气污染处于由煤烟型向机动车尾气型转变的过程中,表现出典型的复合污染特征.年内变化显示,采暖期污染比非采暖期严重,尤其SO 2在采暖期浓度是非采暖期的5.7倍.从空间分布上看,TSP 、降尘、O 3表现为近郊区污染重于城区;SO 2、NO x 、CO 表现为城区污染重于近郊区.空气污染源增加的压力与环境保护措施的相互作用是驱动北京市近20年环境空气质量变化的主要因素.产业结构的变化、重点污染源的整治、能源结构调整、能源的清洁使用、机动车尾气排放标准的提高等对保护环境空气质量起到一定作用.关键词:环境空气质量;趋势分析;影响因素;SO 2;NO x ;O 3;大气颗粒物;北京文章编号:0253-2468(2006)11-1886-07 中图分类号:X51 文献标识码:AAmb ient a i r quality trends and dr i vi ng factor analysis si n ce 1980’s i n Be iji ng ZHANG Ju ,M I A O H ong *,OUYANG Zh i y un ,WANG X iaokeS t ate Key Lab of Syste m s Eco l ogy ,Research C en t er for E co -E nvironm ental Sciences ,The Ch i n ese Acade m y of Sciences ,Beiji ng 100085R ecei ved 30April 2005; accepted 27Septe m ber 2006Ab stract :Change of t h e a mb ien t air qualit y i n the u rban and s uburb areas ofBeiji ng since 1980's was ana l yz ed.The dat a w as referred from the long -t er m m on it ori ng stati on s w hich w ere t h ree stati on s in t he u rban area and f our at the s ubu rb of Beijing .The res u lt s ho w ed t hat ,d iff eren t poll u tan t s h ad d ifferent trends .SO 2had fl u ct uan t i ncrease bef ore 1998and then declined .As a who l e ,it s ho w ed a downw ard tenden cy i n thes e 20years .H o w ever ,NO x ,CO and ozone pollution als o i ncreased firs t t h en f e ll ,taken 1998as a w at ershed .Bu t they had t h e si gnifi cant upw ard t endenci es i n t hese t wo decades .Duri ng t h is peri od ,dustfall and B [a ]P con ti nuou sl y declined sign ifican tl y .TSP ,P M 10and Pb had no si gnificant trends bu t redu ce a littl e .The reason of air poll u tion had changed fro m coal bu rning pattern t o m i xed patt ern incl uding bot h traffic exhau st and coal bu r n i ng .Seasona ll y ,poll u tion l evelw as heavier i n heating season from Nove m ber to n extM arch ,t h an t hat i n non -heati ng s eason fro m A pril to Oct ober .For examp l e ,SO 2concentrati on i n heati ng season w as 5.7ti m es h i gh than t h at i n non -heating s eas on.As t o t he poll u tion s patial distri bu tion ,TSP ,dustf all and ozone pollution w ere heavi er in t he subu rb ,w hil e SO 2,NO x and CO concentrati on s w ere h i gh er i n t h e u r b an area .The i n creasi ng sou rces caused m ore poll u ti on t hese years ,wh ile m any envir on m ental p r o t ecti on polici es i m p l e m en t ed to redu ce .Th is i n t eracti on w as t he m ai n d rivi ng fact or t hat cau s ed t h e above change .I m prove t h e energy efficiency ,redu ce poll u ti on sou rces ,u se clean energy and i m p l e m en t advanced environm en t a l st and ard s had contri bu t ed t o redu ce the po ll uti on ,especiall y si nce 1998.K eywords :a m b i en t air quality ;trend anal ysis ;d ri ving factor ;SO 2;NO x ;O 3;airborne particu l ate ;Beijing1 引言(Intr oduction )空气污染是目前突出的城市环境问题.空气污染危害人类健康,影响植物生长,损坏文物古迹,降低能见度,给城市居民的生活带来严重的不利影响(Eng l e rt ,2004;K an et al .,2004).而城市空气质量DOI 牶牨牥牣牨牫牰牱牨牤j 牣hjkxxb 牣牪牥牥牰牣牨牨牣牥牪牬11期张 菊等:近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析与城市经济社会的发展紧密相关.发达国家大多经历了“先污染、后治理”,空气质量先恶化后改善的过程(羌宁,2003).B aldasano 等(2003)对20世纪90年代后200多个发达国家和发展中国家主要城市的空气质量进行了比较、研究,认为目前世界范围内污染物浓度存在下降趋势,其中SO 2浓度持续下降,NO 2浓度已接近WHO 的标准.目前污染物浓度下降的世界趋势也得益于更多更严格标准的发布.但是在较贫穷的国家和低收入水平的国家里,空气污染物的浓度仍然很高,而且随着这些国家的进一步发展,污染也更加严重.目前亚洲的颗粒物污染比较严重,而臭氧在全部分析点均超标,已成为全球性问题.空气污染是自然和人为环境条件复杂相互作用的结果.随着工业发展和能源利用的增长,城市空气污染水平迅速升高(M ayer ,1999).Kahn(1997)的研究证明,制造业的发展对颗粒物有显著影响.而W ise 等(2005)发现气象条件的变化能影响美国西南部40%~70%的臭氧变化和20%~50%的颗粒物变化.北京市社会经济发展迅速,1983~2003年20余年里地区生产总值约增长20倍,年均增长率约15%,是美国和日本经济腾飞时期GDP 增长率的约3.8倍和1.6倍(安格斯 麦迪森,2003).同期北京人口由954.1×104人增至1456.4×104人,能源总消耗量由2407.7×104t a -1标准煤增至4707.5×104t a -1标准煤,机动车保有量增长了13.9倍,给首都环境质量和生态状况带来较大压力.北京的环境空气质量不仅远远差于欧洲及北美城市,即使与国内大城市相比也相对较差(黄成等,2003).因此,研究北京空气污染特征及其影响因素对控制空气污染有重要科学意义.本文利用北京环境空气质量定点监测资料,试图探讨城市发展过程中空气质量变化趋势及其影响因素,以期揭示快速发展的超大城市环境空气的演变规律,并为北京空气污染控制提供科学依据.2 研究方法(M ethods )2.1 环境空气监测站布局北京市城市空间布局从1980年代中期开始一直依照同心环路思想向外扩展.三、四、五环分别于1990年代中期、2001年、2003年建成,目前六环路即将全线通车(王如松等,2004).二、三、四、五、六环分别距市中心约3~4k m 、6k m 、9k m 、10~15km 、25km.二环以内是以旧城为主构成的城市中心区,是主要的城区.三环以外六环以内,是主要的近郊区.北京市环境空气质量长期定点监测的监测点从城市中心向外环状辐射分布,与北京市城市空间布局相吻合.城区监测点3个,近郊区监测点4个,其分布如图1所示.图1 北京市城近郊区空气质量监测站点示意图F i g .1 A ir qu alit y m on itori ng stati ons i n t he u rban and s ubu rb area of Beiji ng1887环 境 科 学 学 报26卷2.2 数据来源本文采用1983~2003年北京市环境空气质量长期定点监测数据,以SO 2、NO x 、CO 、TSP 、P M 10、降尘、Pb 、B [a ]P 等污染物浓度及O 3超标天数等主要项目的各定点之均值进行年际和年内污染分析,并探讨城区与近郊区污染空间差异.文中所用数据来自1983~2003年的北京统计年鉴、北京市环境状况公报(h ttp ://w ww .b jepb .gov .cn /bjhb /tabid /69/M ore M odule D /445M /o r eTaI D /66/D e faul.t aspx )以及顾家橙的文章(h tt p ://w ww .sd i n f o .ne.t cn /h jinfo /hji n f o /b eijinghb.ht m )等.2.3 分析方法使用Daniel 趋势检验方法(又名Spear m an 秩相关系数法)分析北京空气污染物的变化趋势及其统计学显著性特征(曲格平,2002),公式为:r s =1-6∑n i =1(x i -y i)2/[n 3-n ](1)式中,r s 为秩相关系数;n 为时间周期数;x i 为年均值从小到大排列的序数;y i 为年先后排列序数.r s 值的正负分别表示污染的增长和下降,其绝对值的大小表示变化的强度.将秩相关系数r s 的绝对值与Spear m an 秩相关系数统计表中的临界值W p 进行比较.如果|r s |≥W p ,则表明变化趋势有显著意义.根据北京空气污染物浓度总体变化态势,本文用Daniel 趋势检验分别分析各污染物近20年的总体变化趋势和1998年前、1998年后的阶段变化.3 结果(Results )3.1空气污染物的年际变化趋势根据空气污染物浓度变化特征,北京环境空气污染变化趋势可以分为2个阶段,即:1983~1998年,各类污染物浓度总体表现为上升态势,环境空气质量下降;1998~2003年,各类污染物均呈下降趋势,环境空气质量有所改善.用Dan iel 趋势检验分析各污染物变化趋势,结果表明,不同的污染物表现出不同的演变轨迹(图2).近20年降尘(p <0.01)、B [a ]P (p <0.01)总体呈显著下降趋势(图2a ).特别在1998年前,其它污染物均呈上升趋势时,只有降尘(p <0.01)和B [a ]P (p <0.05)显著下降.SO 2(p <0.05)呈现先上升,后下降,总体显著下降趋势(图2b ).特别是1998年后,下降趋势显著(p <0.05).图2 空气污染物的年际变化趋势Fig .2 Annu al trends of poll u ti ons188811期张 菊等:近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析 近20年NO x (p <0.01)、CO (p <0.05)、O 3超标情况(p <0.05)呈现先上升,后下降,总体显著上升趋势(图2c ).特别是1998年前,NO x (p <0.01)、CO(p <0.01)显著上升.1998年后,CO 显著下降(p <0.01).而TSP 、P M 10、Pb 均为下降趋势,但趋势不显著(图2d ).3.2空气污染总体特征演变趋势自1983年以来,空气中不同污染物浓度表现不同的消长趋势,从而使北京空气污染的总体特征也发生改变.1984年,NO x /S O 2的浓度比值为0.563,SO 2浓度高、污染重,体现煤烟型污染的特征.近20年NO x /S O 2的比值除个别年份有所波动外,总体表现出快速增加的态势,2003年达到最高值2.164,NO x 污染迅速增加(图3).同时,由于SO 2的浓度自1998年以来持续下降,但仍在采暖季节普遍超标,因此,北京空气污染总体特征可以认为是处于由煤烟型向汽车尾气型转变的过渡阶段,表现为复合污染特征.图3 NO x 与S O 2比值的年际变化F i g .3 Annual change of t he rati o ofNO x t o SO 23.3采暖期和非采暖期空气污染的比较每年的11月至次年的3月是北京的供暖期.近20年来,北京市SO 2、NO x 、C O 、TSP 、Pb 、B [a ]P 等污染物采暖期平均浓度均显著高于非采暖期平均浓度(p <0.01)(图4).SO 2的采暖期与非采暖期差异最大,采暖期均值是非采暖期均值的5.66倍.TSP 差异最小,采暖期均值是非采暖期均值的1.29倍.3.4空气污染物的空间变化近20年来,北京市SO 2、NO x 、CO 城区平均浓度显著高于近郊区平均浓度(p <0.01),而近郊区TSP (p <0.05)、降尘(p <0.01)、O 3(p <0.01)污染显著高于城区(图5).Pb 、B [a ]P 的城区与近郊区间污染差异不显著.图4 北京采暖期与非采暖期污染物浓度比较F i g .4 Co m paris on of poll u tan t concen trations bet w een heating andnon -h eati ng seas on i n Beijing图5 北京市城区与近郊区污染物比较F i g .5 C o m parison of po ll u t an ts bet w een t he urban and s ubu r b areaof Beiji ng3.5环境空气质量变化的影响因素自1983年以来,北京市人口与经济发展迅速,能源使用量与机动车数量高速增长,为环境空气质量带来了巨大压力.与此同时,北京市也采取了一系列保护环境空气的措施,主要包括产业结构的变化、重点污染源的整治、能源结构调整、能源的清洁使用、机动车尾气排放标准的提高,以及其它生态1889环 境 科 学 学 报26卷环境保护措施等.空气污染源增加的压力与环境空气保护措施的相互作用是驱动北京市环境空气质量近20年变化的主要因素.3.5.1 产业结构的变化 从发达国家的情况来看,产业结构调整是减少经济增长过程中能源、资源消耗同步增长的关键性措施,也是改善环境质量的极为重要的途径(曲格平,1998).近20年北京市产业结构已由第二产业为主转变为第三产业为主. 1983和2003年北京地区生产总值中三产所占的比例分别为4.41%、64.12%、31.47%和2.61%、35.81%、61.58%.其中工业的比例由56.54%降至28.17%.产业结构由能耗高、污染重的产业为主转变为能耗低、污染轻的产业为主,是驱动北京环境空气质量好转的因素之一.在整体产业结构调整同时,产业能耗不断降低,也是环境空气质量趋好的影响因素.1983年北京万元GDP平均能耗为10.46t标煤,若以此值计算,2003年北京市能耗约38316×104t标煤,是实际能耗的8倍.事实上,2003年北京万元GDP平均能耗是1983年的3/25,其中工业万元GDP平均能耗与1983年相比削减了约81%.3.5.2 重点排放源的综合整治 北京市约50%的重点工业污染源,特别是电力和化工等重污染企业,分布于近郊.企业生产排放的大量工业烟尘和粉尘,造成近郊区TSP和降尘的污染比城区多约3%~10%.对这些污染源进行治理、搬迁,要求其使用先进污染控制技术手段,实行总量控制、限制达标,对减轻北京空气污染起了一定作用.如目前通过锅炉脱硫等技术手段,可去除废气中90%以上的硫和95%以上的尘(邱荣贵,2004).据不完全统计,北京近年来搬迁或停产的工业污染源有200个以上,完成的治理项目1700个以上.2003年与1997年相比,北京工业SO2、烟尘和粉尘的排放量分别减少了约54%、77%和83%.3.5.3 能源结构的变化与能源的清洁使用 在有组织排放中,90%的SO2和80%的颗粒物由燃煤排放.北京长期以煤为主要能源,特别采暖期用煤量是非采暖期的2倍左右(戴和武等,1997),导致煤烟型污染比较严重,影响全年空气污染物浓度平均值水平.SO2浓度近20年的采暖期均值是非采暖期均值的5.66倍.而据估算,相同产热量下燃用煤炭与燃用清洁能源天然气所排放的SO2之比约为119∶1,排放颗粒物之比约为615∶1(曲格平,1998).调整能源结构中煤炭的比例,以清洁能源替代煤炭,对减轻空气污染有重要作用.近年来北京能源结构有所调整,按折合为标煤计算,原煤消耗量占能源总消耗量的比例由2000年的36.65%降至2003年的32.74%,天然气消耗的比例由3.14%升至5.47%.同期SO2年均浓度由0.071m g m-3降至0.061m g m-3,1998~2003年间天然气供应量与SO2年均浓度间有显著相关关系(图6,r=0.9522, p<0.05).图6 天然气供应量与S O2浓度关系F i g.6 Rel ationship b et w een nat u ral gas supp l y and SO2由于能源结构很难短时间内大幅变化,因此,目前在调整结构的同时注意清洁有效地利用煤炭也是有利于提高环境空气质量的因素之一.北京市政府1998年颁布的《低硫优质煤及制品标准》明确要求采暖用煤含硫量小于0.5%,与华北地区商品煤平均硫分0.92%(戴和武等,1997)相比,燃用相同量的煤将减少近一半的SO2排放.1998~2002年北京低硫优质煤使用量与SO2年均浓度间有显著相关关系(图7, r=0.9547,p<0.05).图7 低硫优质煤使用量与S O2浓度关系F i g.7 Relati ons h i p bet w een l o w-su lf u r coal u s age and SO23.5.4 机动车尾气的控制 北京市机动车保有量由1983年的13.4×104辆增至2003年超过×106189011期张 菊等:近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析辆,平均年递增约15%.1987~2002年间机动车保有量与NO x 浓度有显著相关关系(图8,r =0.8067,p <0.01).污染源的大量增加是导致空气质量下降的重要影响因素.提高机动车尾气排放标准对污染源增加产生的压力起到了一定制衡作用.1999年起北京执行相当于欧洲90年代初机动车排放标准的《北京市轻型汽车排气污染排放标准》,新增轻型汽车NO x 排放减少了80%(金东星,1998).以标准实施后的2003年与标准实施前的1998年相比,北京市大气中NO x 平均浓度下降了约13%.图8北京市大气中NO x 与机动车保有量关系Fig .8 Relati on s h i p bet w een quan tit y of veh icl es and NO xcon cen trati on 3.5.5 其它 颗粒物是目前北京市首要污染物.特别P M 10和P M 2.5等小颗粒物浓度高且下降趋势不显著,存在二次污染现象(王京丽等,2004).除人为污染源增多外,颗粒物受自然因素影响较大.约20%左右的颗粒物源于土壤风沙等自然类型源(张晶等,1998).北京在夏季降水多有利于改善空气质量的自然因素影响下,颗粒物浓度比年均值低约20%~30%.冬春季不利自然条件下,如北京采暖期约一半时间气象条件稳定、春季气候干燥多境内外风沙、冬春季植被覆盖较差等,颗粒物浓度比年均值高约10%~30%.2000~2002年,计入沙尘天气影响与不计入相比,P M 10年均质量浓度提高约0.015mg m -3(邱启鸿,2004).自然条件和人为污染的交错影响,使颗粒物污染的规律表现复杂.如1994年是北京近20年来降水最丰沛的一年(813.2mm ),但由于西北三环大面积施工,以及春季多风沙天气,导致TSP 年平均浓度反而达0.395m g m -3,为近年最高.如何有效控制颗粒物污染有待深入研究.O 3超标情况近年来逐渐突出.除气温高、相对湿度小、光照充足、风速较小等必要气象条件外(Ane ja et al .,2000;段欲晓等,2001),北京O 3污染的地区分布特征还与地方性气候变化有关(北京市地方志编纂委员会.2003).北京常在中午前后风向由北转南,光化学反应生成的O 3易被西北郊的监测点监测到,呈现郊区O 3污染比城区严重的趋势.机动车排放的大量NO x 、CO 、C H 化合物等是产生O 3的前体物(S ill m an ,1999),近年发现VOC s 对O 3形成也有影响(Ste i n et a l .,2005;Lin et a l .,2005).O 3的形成机理与控制对策尚需进一步研究.4 结论(Conc l u sions )1)北京环境空气污染变化趋势分为2阶段:1983~1998年总体环境空气质量下降;1998~2003年环境空气质量有所改善.年际变化显示,SO 2、降尘、B [a ]P 浓度显著下降,而NO x 、CO 浓度和O 3超标情况显著上升,空气污染处于由煤烟型向机动车尾气型转变的过程中,表现出典型的复合污染特征.年内变化显示,采暖期污染比非采暖期严重,尤其SO 2采暖期浓度是非采暖期的5.7倍.从空间分布上看,TSP 、降尘、O 3表现为近郊区污染重于城区;SO 2、NO x 、C O 表现为城区污染重于近郊区.2)空气污染源增加的压力与环境空气保护措施的相互作用是驱动北京市环境空气质量近20年变化的主要因素.产业结构的变化、重点污染源的整治、能源结构调整、能源的清洁使用、机动车尾气排放标准的提高等对保护环境空气质量起到一定作用.3)颗粒物、O 3等成为目前主要污染物,对其来源、形成机理、控制对策等的研究有待加强.责任作者简介:苗 鸿(1965—),女,中国科学院生态环境研究中心副研究员.主要从事生态评价和环境管理研究.References :A nej a V P ,Ada m s A A ,A r ya S P .2000.An ob s ervati onal basedanal ysis of ozone trends and p roducti on f or u rban areas i n North Carolina [J ].Che m os phere -G lobalC hange S cience ,2:157—165Ba l das ano J M ,Valera E ,Ji m énez P .2003.Air quality dat a fro m l argeciti es [J ].The Science of the Total Environm en t ,307:141—165Beiji ng Annals Comp ilati on C o mm ittee .2003.Beiji ng annals m unici pa lad m i n 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