某市2001-2012空气质量初步分析
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某市2001-2012空气质量初步分析目的：新世纪以来，伴随着我国全面建设小康社会和加快推进社会主义现代化的发展要求，工业化、城市化进程加快，某市经济飞速发展，人们的生活水平也在不断提高。
与此相对应，环境污染加重，特别是空气污染；人们也越来越关注自己的生活环境。
通过初步分析某市2001-2012空气质量的变化情况，得到治理空气污染，提高空气质量的提示。
方法：利用空气质量日报数据，监测项目为SO2、NO2和PM10，发布形式为空气污染物指数、首要空气污染物、空气质量级别和空气质量状况，进行2001-2012连续12年的比较分析。
结果：某市呈现出空气污染物主要为PM10和SO2，NO2呈显著上升，在采暖期（冬春季）空气质量差，夏季空气质量较好。
结论：1.某市空气主要污染物为PM10和SO2，且峰值一般出现在冬季，具有很强的季节性。
2.2011年以前API指数整体呈下降趋势，2012年又略有回升，NO2为主要污染物的天数从2003年起有上升的趋势。
3.某市空气质量优良率2001-2012年提升明显。
1.1 研究背景及研究意义近些年来，伴随着某市经济社会的不断发展，某市呈现出空气污染物主要为SO2和PM10，NO2呈显著上升的特点[1-3]，形成了颗粒物和其他污染物并存的混合型污染模式。
随着全国经济的快速发展，同时在西部大开发的政策支持下，作为第二座亚欧大陆桥，某市的经济迅速发展，在城市化水平不断提高的同时，空气污染情况也呈现出了新的变化特征。
某市毗邻中亚各个国家，自古以来是沟通东西商贸的重要枢纽；作为新疆维吾尔族自治区的首府，是中国西部重要的经济、政治、文化中心。
某市区内三面环山，北部平原开阔。
它也是世界上离海洋最远的城市，属中温带大陆性干旱气候，最热的月份是7、8月份；最冷的月份是1月份，平均气温-15.2℃；每年冬天从11月开始到次年4月结束，长达150多天。
三面环山的乌市，北部好像一个朝向准噶尔盆地的喇叭口；由于天山屏障，冷空气往往滞留在盆地内[4-15]。
这样特殊的地貌特征和气候特征，使大气污染物不容易扩散，尤其是寒冷的冬天，取暖排放的空气污染物也滞留在盆地内。
调查研究发现PM10是某市冬季出现频数最高的首要污染物。
城市的空气污染问题日益严重，如雾霾天气发生的频率越来越高；同时，随着人们生活水平的提高，空气质量情况也受到更多人的关注。
本文意在分析2001年至2012年连续12年某市API指数年、季度、月度变化趋势、污染物浓度的变化趋势、大气中首要污染物的季节特征，以及气象影响因素等。
为提高某市的空气质量提供参考。
1.2研究内容随着某市工业化进程的加快，城市化水平的不断提高，空气污染的问题日益突出，受到了很多学者的关注和研究。
以前学者研究的内容有些所收集的数据短[6-15]，不足以解释某市空气质量变化的影响因素；有些学者只对污染物浓度的变化趋势进行研究[6-15]。
因此本文以某市作为研究对象，以2001年至2012年(连续12年)的逐日空气污染指数(Air Pollution Index，API)、空气污染状况及首要污染物观测结果为研究对象，利用SPSS等统计分析软件，从静态和动态两个方面分析某市空气污染指数年变化、季变化和月变化的特征，以此初步分析某市不同年份的空气质量。
1.3空气污染指数的概念空气污染指数(Air Pollution Index，API)是一种反映和评价空气质量的方法，是将常规监测的几种空气污染物浓度简化为单一概念性数值形式、并分级表示空气质量状况和空气污染程度的数值。
空气污染指数适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势，它的结果简明直观，使用方便。
1.4空气污染指数分级浓度限值空气污染指数根据环境空气质量标准与各污染物的生态环境效应以及它对人体健康的影响程度,来确定污染指数的分级数值和相应污染物浓度的限值。
空气污染指数范围为0-500,其中50、100、200分别对应于国家空气质量标准中日均值的I、II、III级标准的污染物浓度限值,500则对应于对人体健康产生严重危害时的浓度水平。
空气污染指数分级的浓度限值见表1。
目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物。
表1 空气污染指数分级浓度限值污染指数API污染物浓度(mg/m3)SO2 NO2 PM1050 0.05 0.08 0.05 100 0.15 0.12 0.15 200 0.8 0.28 0.35 300 1.6 0.565 0.42400 2.1 0.75 0.5 5002.620.940.61.5空气污染指数的计算方法空气污染分指数I i ,可由实测的浓度值按照分段方程计算。
当第i 种污染物浓度为C i时, C ij ≤C i ≤C i,j+1时其分指数 ji,j i,1j i,ij 1j i,ij i I )I -(I C -11C C -C Ii +++=++式中:I i 第i 种污染物的污染分指数C i 第i 种污染物的浓度监测值I i, j 第i 种污染物j 折点的污染分项指数值 I i, j+1第i 污染物的j+1转折点的污染分项指数值 C i, j 第j 转折点上i 种污染物的(对应于I i,j )的浓度限值 C i, j+1第j+1转折点上i 种污染物的(对应于I i, j+1)浓度限值各种污染物的污染分指数计算出以后,取最大者为该城市的空气污染指数API=max(I 1,I 2,…,I n )，该项污染物为该城市空气中首要污染物。
当各污染物的污染分指数值均小于50时,则不报告首要污染物。
1.6空气污染指数总结空气污染指数API 是一种定量、客观地反映和评价空气质量状况的指标，是将常规监测的几种空气污染物简化成单一的数值形式，是表征空气质量状况的一种方法。
它以数字的形式描绘空气质量状况、使公众能简明、清楚地了解空气质量的优劣，向公众提供及时、准确、易于理解的城市地区空气质量状况。
市民可以根据空气质量采取一定对策，保护身体健康。
一般将国家的环境空气质量一级标准作为空气污染指数50点的限值，将国家的环境空气质量二级标准作为空气污染指数100点的限值(环境空气质量标准，GB3095-1996)。
2. 数据来源及分析方法2.1 空气污染指数数据空气污染指数数据来源于国家环境保护部网站()公布的某市2001年1月1日至2012年12月31日10年每日的空气质量日报资料，选取了空气污染指数(API)、首要污染物和空气污染状况进行统计分析。
2.2分析方法本文利用SPSS 统计软件进行数据分析和汇总。
3. API 不同年份，季节和月份的变化3.1 API 的年度变化20406080100120140160200120022003200420052006200720082009201020112012年A P I图1 某市API 指数的年度变化从图1中可以看出，2001-2012年某市的API 指数都在50以上，均未达到国家空气质量I 级标准。
2001-2012年某市的API 指数呈波动性变化趋势。
2001年至2003年城市API 指数呈大幅下降的趋势，从2003年开始至2012年整体呈上升趋势。
具体来看，从2001年至2003年之前呈持续的下降趋势，2003年开始至2004年之前有一定的回升，从2004年到2005年之前有小幅度的下降，可在2005年到2006年开始之前急剧上升，随后又在2006年冬之后至2007年有一定的降落。
从2007年至2012年变动幅度不大。
从中我们可以看到，每次API 指数变化都与该年份冬季寒潮过境，沙尘天气出现次数过多有关。
2002年API 下降的速度变慢，2003年、2005年、2007年、2010年开始时，API 指数不同程度的上升。
2001年、2004年、2006年、2008年API 指数又有小幅度的下降。
某市每年采暖期（冬季）空气污染加重。
2001到2012年间，乌市主要采取燃煤供暖，因此常在冬季来临时会出现API 快速上升的现象，会对该年份的API 指数由较大的影响。
从某市历年政府报告中得到，1998年、2004年、2010年某市先后三次开展了“蓝天工程”项目[3]。
由此推出：1、2001年至2003年，某市API 指数的下降是由于1998年政府“蓝天工程”项目开展辐射而来的成果。
2、2003年至2004年，由于某市城市化进程的加快，城市人口增长迅速。
冬季采取期燃煤增多，导致空气污染加重。
3、2010年“蓝天工程”的再次开展对API 指数的增长有一定的抑制作用，但是由于城市能源消费量不断增长，污染物排放量也快速增加，因此效果并不明显。
3.2 API 的季度变化表3 不同年份API 的季节变化从表3中我们可以看出，每年某市API 指数的峰值都出现在冬季，夏季某市API 指数均在100以下，均达到国家空气质量II 级以上，空气质量较好；而冬季API 指数均在100以上，甚至超过200，空气质量较差。
2001-2012年某市冬季API 的指数最低出现在2010年和2011春季夏季秋季冬季2001 144 86 112 214 2002 100 65 104 207 2003 65 44 75 159 2004 77 50 89 159 2005 64 39 77 184 2006 86 53 97 214 2007 76 48 80 193 2008 80 67 93 179 2009 73 63 90 183 2010 84 68 96 134 2011 96 66 80 134 2012977678157年，最高出现在2001年和2006年，从2006年开始到2011年API指数整体呈下降趋势，2012年又略有回升。
冬季是某市的采暖期，又因为每年最冷的月份在冬季的1月份出现，燃煤取暖排放的空气污染增多，冬季空气质量较其他季节差。
政府也为控制采暖期空气污染物的排放做了很多努力，例如开展燃煤电厂减排、工业锅炉治理、企业搬迁等大气污染治理的项目。
在确保能源够用的情况下，有效降低大气环境污染物的排放。
2012年“煤改气”工程的完工对控制某市空气污染物的排放起到很大的作用[5]。
3.3 API的各月变化表4 不同年份的API月份变化年月1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2001 193 266 188 215 155 232 252 207 206 137 145 218 2002 204 191 139 154 145 150 181 184 188 140 109 135 2003 134 135 87 94 90 118 91 86 91 92 117 97 2004 173 90 59 82 59 79 74 89 74 94 97 105 2005 127 76 50 55 41 60 61 66 55 66 72 88 2006 89 63 47 51 37 47 50 69 57 66 64 72 2007 81 58 43 51 39 50 43 62 60 65 68 77 2008 86 74 41 47 41 63 52 69 70 73 65 79 2009 84 83 59 53 45 62 62 70 67 80 76 80 2010 102 88 80 75 64 75 71 90 76 87 72 76 2011 150 143 87 141 123 154 107 120 128 121 93 80 2012 244 163 147 107 248 253 145 147 154 127 167 114从表4中我们可以看出，某市2001年和2002年每月API指数均在100以上，空气质量较差，2003-2010年，API指数下降，空气质量有很大的改善，但2011-2012年各月API指数又有了较大的上升，到2012年时，API指数每月均超过100，空气质量较差。
