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《西安市大气颗粒物PM2.5污染特征及其与降水关系研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，大气颗粒物PM2.5（粒径小于或等于2.5微米的颗粒物）污染问题日益突出，成为国内外关注的焦点。
作为中国西北地区的重要城市，西安市近年来也面临着严重的PM2.5污染问题。
本文旨在研究西安市大气颗粒物PM2.5的污染特征及其与降水的相互关系，为城市空气质量改善提供科学依据。
二、研究区域与方法（一）研究区域概况本文选择西安市作为研究对象，西安市作为中国西北部重要的政治、经济、文化中心，近年来城市发展迅速，同时也伴随着严重的空气污染问题。
（二）研究方法本研究采用文献综述、实地观测和实验室分析相结合的方法。
通过收集近几年的气象数据、空气质量监测数据以及降水数据，分析PM2.5的污染特征及其与降水的相互关系。
三、PM2.5污染特征分析（一）时间分布特征通过对西安市近几年的PM2.5浓度数据进行时间序列分析，发现PM2.5浓度在冬季和春季较高，夏季和秋季相对较低。
这主要与冬季和春季的气象条件以及供暖期有关。
（二）空间分布特征空间分布上，市区的PM2.5浓度普遍高于郊区。
工业区、交通干道附近的PM2.5浓度更高。
这说明工业生产和交通排放是PM2.5污染的主要来源。
（三）成分分析PM2.5的成分主要包括硫酸盐、硝酸盐、有机碳、元素碳等。
其中，硫酸盐和硝酸盐主要来自化石燃料的燃烧和大气化学反应。
四、PM2.5与降水的关系研究（一）降水对PM2.5的清除作用降水对大气中的PM2.5具有清除作用。
通过分析发现，降水过程中，PM2.5浓度会明显降低。
这主要是因为降水可以将大气中的颗粒物冲刷到地面。
（二）不同类型降水的影响不同类型降水对PM2.5的清除效果不同。
大雨、暴雨等强降水对PM2.5的清除效果更为明显，而小雨、毛毛雨等弱降水对PM2.5的清除效果相对较弱。
五、结论与建议（一）结论本研究表明，西安市大气颗粒物PM2.5污染严重，时间上冬季和春季较高，空间上市区高于郊区。
西安市空气污染特征及重污染天气成因研究西安市空气污染特征及重污染天气成因研究引言：随着经济的快速发展和城市化进程的加速，空气污染已经成为全球关注的焦点。
作为中国历史文化名城的西安，近年来也遭受着空气污染的困扰。
为深入了解西安市空气污染的特征及其重污染天气的成因，本文对西安市空气质量进行了研究，并探讨了引起重污染天气的因素。
一、西安市空气污染的特征：1. PM2.5和PM10浓度的上升：PM2.5和PM10是空气污染的主要指标之一，它们对人体健康的危害较大。
通过对西安市空气质量监测数据的分析，发现近年来西安市的PM2.5和PM10浓度呈逐年上升的趋势，尤其在冬季和春季更加明显。
2. 光化学烟雾：西安市位于黄土高原地区，日照充足，大气中的光化学反应活跃。
在夏季高温季节，大气中的光化学反应与工业排放物和机动车尾气等污染物相互作用，生成光化学烟雾。
这种烟雾会辐射长距离，并且在静风天气条件下会导致空气质量急剧恶化。
3. 重污染天气频发：在冬季，西安市常常出现重污染天气。
主要表现为天气稳定、风速低、逆温现象明显。
逆温现象会导致大气污染物在一定高度上积聚，形成“污染帽”，限制了大气污染物的扩散。
二、西安市重污染天气成因的研究：1. 气象条件：西安市位于内陆城市，受山脉和大气环流的影响较小，气象条件相对稳定。
在冬季，静风天气多，风速低，气温逆温现象集中。
这种气象条件不利于大气中污染物的扩散，容易造成污染物积聚，形成重污染天气。
2. 工业排放和能源消耗：西安市是一个重要的工业基地，工业排放和能源消耗是导致空气污染的重要因素。
特别是在冬季，燃煤取暖是主要的能源消耗方式，燃煤排放大量的二氧化硫、颗粒物和二氧化氮等污染物，严重影响了空气质量。
3. 机动车尾气排放：随着汽车保有量的增加，机动车尾气排放成为了空气污染的主要来源之一。
西安市的交通拥堵问题尤为突出，车辆停滞时产生的尾气排放无处散去，导致空气中的污染物浓度升高。
基于ARIMA模型的西安市空气质量指数的分析与预测1. 引言1.1 研究背景空气质量对人类健康和生活环境产生着重要影响。
随着工业化和城市化进程的加快，空气污染问题愈发突出，成为全球环境领域的热点问题之一。
西安市作为中国历史文化名城和重要的工业基地，其空气质量一直备受关注。
随着城市发展和人口增加，车辆排放和工业废气排放等污染源的增加，使得西安市空气质量问题日益突出。
通过对西安市空气质量指数进行分析与预测，可以更好地了解空气质量的变化规律，及时采取有效的污染防控措施，保障市民健康。
开展基于ARIMA模型的西安市空气质量指数的分析与预测具有重要的现实意义和深远影响。
本研究旨在通过ARIMA模型，对西安市空气质量进行深入研究，从数据收集与处理到模型应用，再到预测结果分析，为西安市空气质量管理提供科学依据。
通过本研究，不仅可为西安市空气质量改善提供参考，也有助于推动空气质量预测模型的发展和完善。
1.2 研究目的研究目的是通过建立基于ARIMA模型的西安市空气质量指数预测模型，实现对未来空气质量的准确预测。
通过对西安市空气质量数据的收集与处理，结合ARIMA模型的特点和原理，对西安市空气质量指数的变化规律进行分析和预测，为政府部门和市民提供科学依据，制定相应的环境保护和减排政策，促进城市空气质量的改善和环境保护工作的开展。
通过研究ARIMA模型在空气质量预测中的应用，探讨其在其他领域的适用性，丰富和完善ARIMA模型的理论体系，为未来相关研究提供参考和借鉴。
本研究旨在深入探讨ARIMA模型在空气质量预测中的实际应用，为环境科学领域的研究提供新的方法和思路，推动相关领域的发展和进步。
1.3 研究意义空气质量对人类健康和生活质量具有重要影响，而城市的空气质量受到诸多因素的影响，如工业排放、交通尾气和天气等。
西安市作为中国的一个重要城市，其空气质量一直备受关注。
通过对西安市空气质量指数的分析与预测，可以帮助政府制定相关规划和政策，进一步改善城市的空气质量，保障市民的健康和生活质量。
西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究近年来，西安市的大气污染问题日益突出，对人民的健康和社会经济的可持续发展带来了巨大的挑战。
为了更好地应对和解决大气污染问题，提高空气质量，必须深入研究西安市的大气污染的气象条件和建立有效的空气质量预报方法。
首先，对西安市的大气污染气象条件进行分析。
西安市位于黄土高原，地势较为平坦，形成了一个相对封闭的地理环境。
冬季，西安市容易出现严重的大气污染，主要是由于冷空气锁定和稳定的大气层导致污染物难以扩散。
同时，燃煤等工业和能源生产活动增加了大气污染物的排放。
夏季，西安市常常受到高温和强阳光照射，导致光化学反应加剧，臭氧浓度升高。
此外，西安市的地理位置也使得其易受到沙尘暴的影响，进一步加剧了大气污染的形成。
其次，研究空气质量预报的方法。
传统的空气质量预报方法主要基于大气污染物监测数据和天气参数，通过建立统计模型来预测空气质量的变化。
然而，这种方法存在检测数据的有限性和不准确性的问题。
近年来，随着人工智能和大数据技术的快速发展，基于机器学习和数据挖掘的空气质量预报方法逐渐受到关注。
这些方法通过分析海量的监测数据和气象要素，构建复杂的模型，并借助计算机的处理能力进行数据处理和预测，可以更准确地预测和评估空气质量的变化趋势。
针对西安市的大气污染问题，可以利用机器学习和数据挖掘技术开展空气质量预报的研究。
首先，收集并整理西安市过去的大气污染监测数据和气象要素数据，构建合适的数据集。
然后，在选择合适的机器学习模型和算法的基础上，对数据进行训练和预测，建立起西安市的空气质量预报模型。
为了提高预测的准确性，可以考虑引入更多的外部因素，如交通状况、工业排放等。
同时，结合当地的气象特点和环保措施，对预报模型进行调整和优化。
通过以上研究方法，可以更加全面地了解西安市的大气污染气象条件，并建立准确、可靠的空气质量预报模型。
这将有助于西安市制定科学有效的大气污染治理方案，实现空气质量的持续改善。
《西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，大气污染问题逐渐成为城市发展面临的严峻挑战。
作为我国西北地区的重要城市，西安市的大气污染问题日益突出，引起了社会各界的广泛关注。
本文旨在分析西安市大气污染的气象条件，并探讨空气质量预报的方法，以期为改善西安市的环境质量提供科学依据。
二、西安市大气污染气象条件分析（一）气候背景及污染特征西安市位于内陆地区，气候干燥，四季分明。
由于地形、气象条件及工业生产等多重因素影响，西安市的大气污染主要表现为颗粒物（PM10、PM2.5）和二氧化硫等污染物超标。
这些污染物主要来源于工业排放、交通尾气、建筑扬尘等。
（二）气象条件对大气污染的影响气象条件对大气污染的扩散和传输具有重要影响。
风速、风向、温度、湿度等气象因素均会影响污染物的扩散和浓度。
例如，静风、逆温等气象条件不利于污染物扩散，容易形成重污染天气。
因此，分析气象条件对大气污染的影响，对于预测和防治大气污染具有重要意义。
三、空气质量预报方法研究（一）现有预报方法概述目前，空气质量预报主要依据气象预报数据、污染源排放数据及大气扩散模型等。
常用的预报方法包括数值预报模型、统计预报模型及两者的结合应用。
其中，数值预报模型能够较好地模拟大气污染的扩散过程，而统计预报模型则根据历史数据对未来空气质量进行预测。
（二）新方法探索与应用1. 多源数据融合技术：通过融合气象数据、排放数据、卫星遥感数据等多源数据，提高空气质量预报的准确性和可靠性。
2. 机器学习与深度学习应用：利用机器学习和深度学习算法，建立空气质量预报的智能模型，提高预报的智能化水平。
3. 区域联防联控策略：考虑到区域性大气污染问题，采用区域联防联控策略，实现跨区域、多城市的空气质量联合预报和协同治理。
四、结论与展望（一）结论通过对西安市大气污染气象条件的分析及空气质量预报方法的研究，本文得出以下结论：1. 气象条件对西安市大气污染的扩散和传输具有重要影响，应充分考虑气象因素在空气质量预报中的作用。
《西安市雾霾天气成因及治理措施分析》篇一一、引言近年来，西安市频繁遭受雾霾天气的困扰，空气质量显著下降，严重影响了市民的生活质量和身体健康。
针对这一严峻问题，本文将对西安雾霾天气的成因进行深入分析，并提出有效的治理措施。
二、西安市雾霾天气成因分析1. 气候条件西安地处内陆，四季分明，冬季干燥寒冷。
在特定的气候条件下，大气层稳定，不利于污染物扩散，导致雾霾天气频发。
2. 工业排放随着经济的快速发展，西安的工业生产规模不断扩大，各类工厂、企业排放的污染物是雾霾天气形成的重要原因之一。
3. 交通排放随着汽车保有量的不断增加，机动车尾气排放成为雾霾天气的主要污染源之一。
此外，道路扬尘、建筑工地等也加剧了雾霾天气的形成。
4. 城市绿化不足城市绿化是缓解雾霾天气的重要手段之一。
然而，西安城市绿化水平相对较低，绿地面积不足，无法有效吸收和净化空气中的污染物。
三、治理措施分析1. 强化工业污染治理加强对工业企业的监管，严格控制污染物排放。
对于排放不达标的工厂，应采取限产、停产等措施，降低污染物排放量。
同时，鼓励企业采用清洁生产技术，减少有害物质的产生。
2. 改善交通结构优化交通结构，发展公共交通，鼓励市民使用公共交通工具。
加强交通管理，减少道路拥堵和车辆怠速排放。
此外，应推广新能源汽车，减少机动车尾气排放。
3. 增加城市绿化面积加大城市绿化投入，增加绿地面积，提高城市绿化水平。
通过植树造林、建设公园、增加绿地等方式，吸收空气中的污染物，净化空气质量。
4. 实施空气质量监测和预警机制建立空气质量监测站，实时监测空气质量状况。
一旦出现雾霾天气，及时发布预警信息，提醒市民采取防护措施。
同时，根据空气质量状况，采取相应的治理措施，降低污染物排放量。
5. 提高公众环保意识加强环保宣传教育，提高公众的环保意识。
鼓励市民积极参与环保活动，共同保护环境。
同时，加强学校环保教育，培养下一代环保意识。
四、结论综上所述，西安雾霾天气的成因是多方面的，需要从多个方面入手进行治理。
西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究西安市大气污染气象条件分析及空气质量预报方法研究引言：近年来，随着工业化进程的加快和城市化程度的提高，我国大气污染问题日益凸显。
作为我国重要的历史文化名城，西安市的大气污染问题不容忽视。
针对此问题，本文将对西安市的大气污染气象条件进行分析，并针对其特点研究空气质量的预报方法，旨在为相关政府部门提供科学依据和参考。
一、西安大气污染的气象条件分析1. 高湿度和气象逆温现象西安市地处内陆，季风和干旱气候交替影响，湿度相对较高。
在冬季，冷空气稳定，温度倒挂，形成气象逆温现象，促进大气污染物的积累。
2. 温度逆演条件与温度递减率西安市冬季的温度递减率较小，通常小于0.6℃/100m。
这种温度递减率不利于污染物的稀释扩散，造成大气污染物滞留时间较长。
3. 风速和地形对扩散能力的影响西安市位于低山丘陵地区，地理条件较为复杂，山地和峡谷等地形障碍物对大气扩散有一定的影响。
冬季北风较为频繁，但风速较低，扩散能力较差。
夏季南风较为常见，但由于污染源较多，扩散能力仍然受限。
二、西安市空气质量预报方法研究1. 数值模式预报方法利用大气数值模式，结合观测资料和气象网格数据，对污染物浓度进行模拟和预报。
该方法具有较高的精度和可靠性，但也存在计算量大和模式参数选择等问题。
2. 经验统计方法根据历史监测数据和气象要素的关联关系，拟合出经验统计模型，通过预测来预测未来的空气质量。
这种方法简单易行，但适用性有一定限制，对于特定的时期和情况需要进行相应的修正。
3. 气象物理模型方法结合气象和大气物理学理论，通过分析不同气象因素对污染物扩散和输送的影响，建立适用于西安市的气象物理模型，进而预测未来的空气质量。
这种方法在理论方面具有较高的可靠性，但对数据要求较高，需要准确的观测数据和模型参数。
结论：西安市大气污染问题需要多学科的综合研究和综合治理措施。
通过对西安市大气污染的气象条件进行分析，可以更好地理解和识别大气污染的形成机制。
《西安市大气颗粒物PM2.5污染特征及其与降水关系研究》篇一一、引言随着工业化进程的加快和城市化程度的提高，大气颗粒物污染已成为全球性的环境问题。
其中，PM2.5（细颗粒物）因其对人体健康和环境的危害尤为突出，受到广泛关注。
西安市作为我国西部地区的重要城市，近年来面临着严重的PM2.5污染问题。
本文旨在探讨西安市大气颗粒物PM2.5的污染特征，以及其与降水之间的关系，为西安市大气环境治理提供科学依据。
二、研究背景与意义PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，因其粒径小、比表面积大、活性强等特点，对人体健康和环境造成严重影响。
西安市地处内陆，气候干燥，加之工业排放、交通拥堵等因素，使得PM2.5污染问题日益严重。
因此，研究西安市PM2.5的污染特征及其与降水的关系，对于制定有效的空气质量改善措施、保护人民健康具有重要意义。
三、研究方法与数据来源本研究采用文献综述、实地观测和数据分析等方法。
数据来源于西安市环保局、气象局等相关部门提供的PM2.5浓度监测数据及气象数据。
通过分析PM2.5浓度的时空分布、来源及成因，探讨其与降水的相互关系。
四、西安市PM2.5污染特征分析1. PM2.5浓度的时空分布特征西安市PM2.5浓度呈现出明显的时空分布特征。
在时间上，冬季和春季PM2.5浓度较高，夏季和秋季相对较低。
在空间上，城市中心区域及工业区PM2.5浓度较高，郊区及农村地区相对较低。
2. PM2.5的主要来源及成因PM2.5的主要来源包括工业排放、交通尾气、建筑施工扬尘等。
其中，工业排放是主要的污染源之一。
此外，气象条件如风速、湿度、温度等也会影响PM2.5的浓度和分布。
五、PM2.5与降水的关系研究1. 降水对PM2.5的清除作用降水对PM2.5具有一定的清除作用。
在降水过程中，雨水能够冲刷空气中的颗粒物，降低PM2.5浓度。
然而，由于西安地区气候干燥，降水量较少，因此降水对PM2.5的清除作用有限。
西安市环境空气质量问题一、 问题重述大气环境是地球自然环境的重要组成部分之一。
近年来，随着我国经济社会的快速发展，大气中各污染物浓度显著增长，尤其是臭氧（3O ）和细颗粒物（ 2.5PM ）污染加剧，环境空气质量评价以及污染治理等问题再一次引起大众的关注。
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》，其中增加污染物监测项目，加严了部分污染物限值，以客观反映我国环境空气质量状况，推动大气污染防治工作；而之前的评判则以GB3095-1996为依据，通过空气污染指数（API ）判断空气质量。
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（SO 2）、二氧化氮（NO 2）、一氧化碳（CO ）、臭氧（O 3）、可吸入颗粒物10PM 以及细颗粒物 2.5PM 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。
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。
通过附件中给出的西安市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，回答以下问题：1) 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) 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。
二、 问题分析2.1 对空气质量的评价以及对新旧两种标准的对比分析1） 对空气质量进行评价时，应首先确定城市的总体污染程度，即该城市各阶段的空气质量级别和各级别之间的比例关系，据此通过数据的统计分析并利用Excel 做出相应图表；同时，选取的样本应足够大，应对近几年的数据进行处理，可以描绘API 随时间变化的折线图来说明西安市空气质量的变化特点。
西安地区环境空气PM2.5污染与雾霾治理研究西安地区环境空气PM2.5污染与雾霾治理研究近年来，西安地区的环境空气质量一直备受关注。
尤其是PM2.5污染和雾霾问题的日益严重，引发了公众的普遍关注。
那么，我们就来进行一项关于西安地区环境空气PM2.5污染与雾霾治理的研究。
首先，我们需要了解PM2.5污染和雾霾的形成原因。
PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要包括燃煤、汽车尾气、工业排放以及沙尘天气等排放源。
而雾霾是由大气中PM2.5等颗粒物和湿度等因素共同作用下形成的，它的主要成分是二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等。
针对西安地区的PM2.5污染和雾霾问题，我们需要进行具体的调查研究。
首先，我们可以通过采集空气样品，使用仪器对样品中的PM2.5进行监测和测量，了解其浓度情况。
同时，我们还可以对不同区域进行比较，分析其差异，探究污染源和气象条件的影响。
其次，我们可以调查和了解西安地区的工业排放情况、交通状况以及建筑施工情况，从而找出主要的污染源。
再次，我们可以分析西安地区的气象因素，如气温、湿度、风向风速等对PM2.5污染和雾霾的影响，从而为制定有效的治理措施提供依据。
针对西安地区的PM2.5污染和雾霾问题，我们需要制定相应的治理策略。
首先，应加强环保意识和法律法规宣传教育，引导公众减少尾气排放、限制燃煤等行为。
同时，应加强工业企业的环保监管，推广清洁能源和节能减排技术。
其次，应优化交通管理措施，减少机动车数量，提高交通设施建设和使用效率。
再次，应加强建筑施工的环保监管，采取措施减少粉尘和气体排放。
另外，还可以通过科技手段进行治理，如利用高效过滤器、湿式除尘器等设备捕捉和清除颗粒物。
对于西安地区的治理效果进行评价，我们可以通过再次采集空气样品，并与之前的结果进行对比，评估治理措施的有效性。
同时，我们还可以关注雾霾天气的频率和影响范围变化，分析其与治理效果的关系。
此外，我们还可以进行社会满意度调查，了解公众对治理措施的认可程度，从而为进一步改进提供建议。
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)一、问题重述1.1 背景介绍大气环境是指包围在地球外围的空气层，是地球自然环境的重要组成部分之一。
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，经济发达地区氮氧化物（NO x）和挥发性有机物（VOCs）排放量显著增长，臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染加剧，在可吸入颗粒物（PM10）和总悬浮颗粒物（TSP）污染还未全面解决的情况下，京津冀、长江三污染加重，灰霾现象频繁发生，能见度降角洲、珠江三角洲等区域PM2.5和O3低，环境空气质量评价以及污染治理等问题再一次引起大众的关注。
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。
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。
西安作为举世闻名的世界四大文明古都之一和中国重要的能源与工业城市，其工业化与城市化的快速发展对城市环境产生了重要影响，它的发展更是得到全国人民的密切关注。
然而随着西部大开发步伐的加快，一系列的不平衡问题也不断在凸显，其中空气环境质量问题扮演了十分重要的角色。
为了使西安的经济发展处于的和谐和社会友好的状态，我们就要对西安的环境质量监测数据做一系列的评估分析，找出环境发展的影响因素，并为解决这些不和谐因素贡献自己的力量，促进西安市社会经济的高效快速发展。
1.2 政策支持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》（GB3095-2012）（见附件2），其中增加污染物监测项目，加严部分污染物限值，以客观反映我国环境空气质量状况，推动大气污染防治；而之前的评判则以GB3095-1996（附件1）为依据，通过空气污染指数（API）判断空气质量。
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1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。
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。
1.3 需要解决的问题（1）请分别使用使用空气污染指数（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）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。
二．问题分析空气是地球上的生物赖以生存的物质，空气中含有很多物质，这些物质对生物本身是有益而无害的，但是随着我国第二产业的迅速发展，我国一些工业城市的污染越来越严重，例如西安就是以工业为主的城市，本文也对西安的空气污染指数进行了分析，我们知道物质过量的出现在空气中会给人类甚至各种生物带来一定的危害，我们需要采取一定的措施来改善空气环境。
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。
问题一：a.使用空气污染指数（API）（旧标准）对空气环境质量进行评价：一般是依据空气中污染物浓度的高低来判断。
以西安的实际具体情况分析，被计入控制污染指数(API)的污染物项目为：SO2、NO2、PM10。
因此我们2通过指标评价法和综合指数评价法等来对西安这个工业城市进行空气指数的模型建立与求解。
b.使用环境空气质量指数（AQI）对空气环境质量进行评价：充分地地考虑到了对信息的最大程度利用与对空气质量的综合客观分析。
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，每小时发布一次；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、NO2和PM10等三项，每天发布一次。
因此对于新的指标体系需要用更为严密的数学模型来描述和评估。
问题二：分析影响西安市空气质量的主要因素：a.工业污染（燃煤排放和生产中产生的尘及有机物）；b.来自道路、施工、裸露地面的扬尘；c.采暖小煤炉及采暖锅炉的民用燃煤排放；d.机动车尾气排放；e.餐饮、干洗等其他排放。
通过调查分析，我们认为在一定时期内，每天的汽车尾气和餐饮干洗等其他排放，即来源d和e可以看作是不变的。
我们只需要根据每天污染源数值的变化量，即工业污染、民用采暖、扬尘这三项指标进行空气质量的预报监测。
问题三：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。
通过问题一和问题二的研究分析，我们知道了西安市的主要污染物为PM10和PM2.5即一些可吸入的悬浮颗粒物或浮尘。
颗粒物的来源可分为天然来源和人为来源。
人为排放源有化石燃料燃烧产生的煤烟；工业生产、建筑产生的工业粉尘、金属尘、水泥尘等；汽车、飞机排气等。
天然源有土壤尘、火山灰、森林火灾灰、海盐粒等。
工业、交通是造成空气中悬浮颗粒或浮尘的主要原因。
因此我们先建立对于PM2.5未来一周（取2013年4月30日至5月6日）进行预测的数学模型，用EXCEL软件对数据进行预处理，画出散点图，通过观测图可以发现PM2.5的发展趋势符合回归模型，运用SPSS软件对前几周的PM2.5浓度数据进行多种模型拟合分析，得到指数平滑曲线。
3问题四：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。
经过严格的计算论证和分析，我们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一些切实可行的建议。
三、建模过程3.1 问题一：3.1.1 ( 一）模型假设1）评估标准为空气污染指数（API）（旧标准）2）忽略空气中在指标控制范围内的其他污染物；3）假设所给数据均有效；4）假设在较近一段时间内，不发生重大工业事故；5）假设在未来一段时间内，城市自然环境稳定，不发生一些较大的自然灾害，例如：地震、洪灾、海啸等；6）西安未来一段时间内，政府没有出台关于大规模工业的迁入迁出政策； 7）假设在较近的一段时间内，国家政治、自然环境稳定。
8）数据取自陕西省统计厅，具有使用价值。
(二）定义符号说明符号符号意义第i种污染物的污染指数IiC第i种污染物的浓度(mg/m3)i标准限度的上限Co标准限度的下限Cu标准污染指数的上限(mg/m3)IoI标准污染指数的下限(mg/m3)uA 常数45(三）模型建立( 1） 指标体系表3. 空气污染指数范围及相应的空气质量类别空气污 染指数 API 空气质 量状况 对健康的影响 建议采取的措施0～50 优 可正常活动51～100 良101～150 轻微污染 易感人群症状有轻加剧，健康人群出现刺激症状心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动151～200轻度污染 西安高压开关区 兴庆小区纺织城市人民体育场 高新西区So 2No 2 小寨O 3铅经开区 长安区CO CO 26201～250中度污染心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状 老年人和心脏病、肺病患者应在停留在室内，并减少体力活动251～300 中度重污染 >300 重污染 健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病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） 公式体系 西安市2007-2012的空气污染指数和空气质量状况进行了分析，采用了指标评价法和综合指数评价法分析了对空气污染最主要的物质，对每年每种物质用(u u i uo uo i I C C C C I I I +-⨯--=)( )这个式子计算它们的污染指数，那么计算得到的最大的值的那种物质即是西安市的主要污染物，我们发现对西安市空气影响最大的物质是10PM 。
