呼伦贝尔市大气环境污染特征分析.pdf

第 卷 第 期 年 月内 蒙 古 林 业 科 技 .收稿日期:修回日期:资助项目:内蒙古自然科学基金()内蒙古高等学校科研项目()作者简介:王煜()男内蒙古呼伦贝尔人在读研究生从事自然灾害监测与防治研究:.通信作者:贾旭()女内蒙古包头人讲师从事自然灾害监测与防治研究:.呼伦贝尔市大气环境污染特征分析王 煜贾 旭(内蒙古财经大学 资源与环境经济学院内蒙古 呼和浩特)摘 要:利用 年呼伦贝尔市的空气质量指数()、.、浓度监测资料分析了研究区季节和年际尺度的大气污染物特征并对.与、浓度之间的相关性进行分析 结果表明:年呼伦贝尔市、.、和 大气污染物浓度呈逐年减少的变化趋势冬季污染物浓度明显高于其他季节的浓度在研究时段内呈现略微增加的趋势在夏季浓度最高 指数变化表现为春季(.)夏季(.)冬季(.)秋季(.).和 浓度之间存在显著的相关性且.比 占据更大的比例大约为.与 浓度相关性不显著.与 和 的浓度呈极显著的正相关即.与 和容易相互叠加产生污染关键词:呼伦贝尔市大气污染物回归分析中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.(.)(.)(.)(.).(.).:随着工业化和城镇化进程的加快大气污染已经成为我国面临的最大环境问题之一 大气污染对生态环境、人类健康和区域气候变化均有较大的影响而化石能源燃烧是主要大气污染源之一其中烟尘和 等物质被认为是主要的大气污染物并且细颗粒污染较为严重 为了解决环境污染问题应制定预防措施着重针对大气污染的形成原因进行治理从而改善空气质量 通过这些措施可以帮助人类社会与自然环境实现和谐发展呼伦贝尔市地处内蒙古自治区东北部是中国优秀旅游城市、全国仅有的草原旅游重点开发区境内的呼伦贝尔大草原是世界四大草原之一因此大气环境质量备受世界各地游客和公众的关注本文通过对呼伦贝尔市 年 月 年 月 第 期王 煜等:呼伦贝尔市大气环境污染特征分析 的空气质量指数()、.、监测数据分析不同季节和年份各种污染物的变化趋势以此揭示该区域大气污染物的变化特征 通过建立线性回归分析模型研究大气中.与 浓度的关系分析.与、浓度之间的相关性为今后呼伦贝尔市的大气环境状况防控措施提供依据 研究区概况呼伦贝尔市地理坐标为 气候具有明显的地域分异特征以大兴安岭山脉为界岭东为季风气候区岭西为大陆性气候区 岭东区年降水量 之间岭西区年降水量在 之间 年均气温 无霜期 年均水面蒸发量 陆地蒸发量在 以上相对湿度介于 年均风速.土壤类型从东向西依次为黑土黑钙土栗钙土 第三次国土调查数据显示呼伦贝尔市土地利用现状为林地面积最大其次为草地、湿地、耕地、水域、城镇建设用地和交通运输用地园地面积最小 呼伦贝尔大草原是目前世界上保存最好的天然草原之一素有“世界著名草原”之称 植被类型主要分布有森林草原、草甸草原和典型草原三大类型 典型草原的优势物种有大针茅()、克氏针茅()、羊茅()、糙隐子草()和冰草()等 草甸草原的优势物种有贝加尔针茅()、羊草()和线叶菊()等 研究方法.数据来源 年 月 年 月呼伦贝尔市月平均、.、的监测资料数据来源于内蒙古生态环境网(:.)和中国空气质量在线监测分析平台(:.)的历史数据 是一个描述空气质量状况的无量纲指数共分为六级 根据环境空气质量指数()技术规定(试行)()每项空气污染物都对应一个空气质量分指数()这些分指数与各项空气污染物的质量浓度有关 当 大于 时分别计算出每项污染物的 取各项 的最大值作为 的值 此时被认为是首要的污染物(表、表)表 空气质量分指数及对应的污染物项目浓度限值.污染物项目浓度限值 平均()平均()()平均()平均()()平均()平均()平均()()平均()小时滑动平均().平均()()()()()()注:()、和 的 平均浓度限值仅用于实时报在日报中需使用相应污染物的 平均浓度限值()平均浓度值高于 的不再进行其空气质量分指数计算空气质量分指数按 平均浓度计算的分指数报告()平均浓度值高于 的不再进行其空气质量分指数计算空气质量分指数按 平均浓度计算的分指数报告.回归分析本文采用回归分析方法建立了.和 浓度的回归模型以此判断大气环境中.和之间的关系同时研究.与、浓度之间的相关性为呼伦贝尔市的大气环境状况防控措施提供依据进而能够科学地提出有侧重点的环境管理建议一元线性回归模型的基本结构形式为:式中:代表、和 等污染物浓度 代表.浓度 和 为线性回归方程拟合系数 内 蒙 古 林 业 科 技第 卷表 空气质量指数及相关信息.指数空气质量指数级别空气质量指数类别及表示颜色对健康影响情况建议采取的措施一级优绿色空气质量令人满意基本无空气污染各类人群可正常活动二级良黄色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极少数异常敏感人群应减少户外活动三级轻度污染橙色易感人群症状有轻度加剧健康人群出现刺激症状儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼四级中度污染红色易感人群症状进一步加剧可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者避免长时间、高强度的户外锻炼一般人群适量减少户外运动五级重度污染紫色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六级严重污染褐红色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 结果与分析.大气各污染物浓度变化特征.浓度变化特征 年呼伦贝尔市大气 浓度变化介于.之间 其中年 浓度明显高于其他年份 年、年、年、年浓度水平相近 浓度变化从 年呈现出逐年下降趋势 从季节尺度上看冬季(月、月、月和 月)的 浓度(平均值介于.)明显高于其他季节(图)其原因可能是呼伦贝尔正处于最寒冷的时间段煤炭的不充分燃烧产生 导致其浓度剧增123456789 10 11 12月份2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年50403020100NO2/（gm-3）35302520151050NO2/（gm-3）春季夏季秋季冬季季节图 浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()().和 浓度变化特征 年呼伦贝尔市.和 浓度变化特征基本一致其均值分别介于.和.之间变化趋势呈逐年降低趋势 年.和 的浓度明显偏高而 年大致相同 从季节尺度上看冬季出现大高峰 月和 月出现小高峰 月其浓度大幅度下降(图、图).、和 浓度变化特征由图 可知的平均浓度波动范围介于.且在年际尺度上显示出略微增加的趋势 从季节尺度上看夏季(月和 月)浓度最高(约.)春季和秋季相当(约.和.)冬季最小(约.)年呼伦贝尔市 浓度变化不大但总体呈减少趋势 浓度均值介于 第 期王 煜等:呼伦贝尔市大气环境污染特征分析 .的浓度在 年呈明显减少趋势而在 年有略微增加趋势其均值变化介于.从季节尺度上看冬季 和 浓度明显高于其他月份而在夏季二者浓度相对稳定(图、图)123456789 10 11 12月份80706050403020100PM2.5/（gm-3）6050403020100PM2.5/（gm-3）春季夏季秋季冬季季节2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 .浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()().123456789 10 11 12月份2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年100806040200PM10/（gm-3）120100806040200PM10/（gm-3）春季夏季秋季冬季季节2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()()123456789 10 11 12月份140120100806040200O3/（gm-3）1501209060300O3/（gm-3）春季夏季秋季冬季季节2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()()123456789 10 11 12月份1.00.80.60.40.20CO/（mgm-3）1.21.00.80.60.40.20CO/（mgm-3）春季夏季秋季冬季季节2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()()内 蒙 古 林 业 科 技第 卷春季夏季秋季冬季季节123456789 10 11 12月份35302520151050SO2/（gm-3）2520151050SO2/（gm-3）2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 浓度年际变化(左)和季节变化(右)特征.()().变化特征 年 均值介于.年间共计 个月本研究根据空气质量指数与级别判断标准 一级的时间为 个月占 二级的时间为 个月占(图)总体来看呼伦贝尔市的空气质量主要以优良为主出现污染天气的日数极少 变化从低到高为春季(.)夏季(.)冬季(.)秋季(.)即呼伦贝尔市秋季的空气质量最好其次为冬季春季空气质量相对较差 在 年、年、年、年的春季最高空气质量最差其他季节从 年 逐年下降整体上表现出逐年变好的趋势.与、浓度的回归分析.和 浓度的回归分析通过建立.和 浓度的回归模型以揭示.和 浓度之间的关系(图)对 年 月 年 月的月平均.和 浓度的数 据 进 行 分 析看 到.和 的 比 值 在.之间平均值为.由回归方程可知.和 存在显著的相关性(.)且细颗粒物对比粗颗粒物占据更大的比例大约为.因此.是环境监测中应该优先考虑关注的对象123456789 10 11 12月份806040200AQI/（gm-3）100806040200AQI/（gm-3）春季夏季秋季冬季季节2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年2015年2019年2016年2020年2017年2021年2018年2022年图 年际变化(左)和季节变化(右)特征.()()PM10/（gm-3）4.03.53.02.52.01.51.00.5y=?0.472 6x+?1.920 3R2?=?0.585?8-1.5-1.0-0.500.51.52.5PM2.5?/（gm-3）1.02.0图 .和 浓度的回归分析.和 浓度的回归分析随着全国范围内的各类污染物浓度的提高高浓度的 会和高浓度的.产生复合污染物可加深环境污染的程度 月平均.和 浓度的比值在.之间平均值为.回归分析结果显示.与 浓度存在不显著相关性(图)其原因是呼伦贝尔市的 浓度最高为夏季而.的浓度春季和冬季最高且.和 的污染主要出现在夏季炎热的时期呼伦贝尔市所处的纬度较高浓度相对低这在一定程度上减少了大气的复合污染 第 期王 煜等:呼伦贝尔市大气环境污染特征分析 -1.5-1.0-0.500.51.01.5O3?/（gm-3）PM2.5/（gm-3）2.52.01.51.00.5y=?0.074?x+?1.674 9R2?=?0.050?8图 .和 浓度的回归分析.和 浓度的回归分析主要来源于人类的生产生活排放的废气且在空气中通过水蒸气的作用与.相结合会产生雾霾严重影响人们的生产生活、身体健康和出行安全月平均.和 浓度的比值在.之间(图)平均值为.且二者存在极显著相关性(.)呼伦贝尔市.浓度在春季和冬季最高而该季节处于采暖期燃煤排放的 增加故.和 浓度呈现极显著相关性(.)因此在治理.污染的同时也应该降低 浓度PM2.5/（gm-3）2.52.01.51.00.5y=?0.159?9x+?1.418?6R2?=?0.148SO2?/（gm-3）-1.5-1.0-0.500.51.01.5-2.02.0图 .和 浓度的回归分析.和 的回归分析月平均.和 浓度的比值在.之间(图)平均值为.且二者存在极显著相关性(.)呼伦贝尔市.的浓度春季和冬季最高 的浓度最高也出现在春季和冬季PM2.5/（gm-3）2.01.51.00.5y=?0.266?9?x+?0.774?7R2?=?0.615?7NO2?/（gm-3）-1.5-1.0-0.500.51.01.52.0图 .和 浓度的回归分析.结论与讨论.结论()年呼伦贝尔市、.、和 大气污染物呈现逐年减少的趋势变化特征且在冬季污染物浓度明显高于其他季节 而 的浓度在研究时段内呈现略微增加的趋势且在夏季浓度最高()根据 变化特征呼伦贝尔市秋季空气质量最好其次为冬季和夏季而春季空气质量相对较差().和 浓度之间存在显著的相关性且.对 比 占 据 更 大 的 比 例 大 约 为.与 浓度存在不显著的相关性.与 和 的浓度呈现极显著的相关性即.与 和 容易相互叠加产生污染.讨论 年 浓度的季节变化特征显示冬季浓度明显高于其他季节其原因可能是呼伦贝尔市正处于最寒冷的时间段煤炭的不充分燃烧产生 导致其浓度剧增.和 浓度在冬季出现大高峰固定源的增加可能是其浓度增加的原因 月和 月出现小高峰可能是由于自然源的增加在夏季气温增加布朗运动加强进而导致.和 的浓度增加 月初局地风力增强致使 和.等粒子向大气中的扩散速度加快可能是其浓度大幅度下降的原因 此外通过.和 浓度的回归分析得到二者之间存在显著的正相关这表明二者具有共同的污染源且细颗粒物占比较大故.在环境监管中应该是优先考虑和关注的对象.与 和 浓度之间也表现为极显著的正相关在春季和冬季取暖期间燃烧化石能源释放出的 和 等在大气中滞留一次污染物与二次颗粒物共存可能加剧了.浓度的增加参考文献:周海军 文秀 刘涛 等.年锡林浩特市大气污染特征分析.内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)():.林海峰 辛金元 张文煜 等.北京市近地层颗粒物浓度与气溶胶光学厚度相关性分析研究.环境科学 ():.刘剑飞 邓寅生.平顶山市大气污染特征分析及防治.河南理工大学学报(自然科学版)():.于振波 刘薇 刘侨博 等.绥化市大气污染特征分析.哈尔滨商业大学学报(自然科学版)():.内 蒙 古 林 业 科 技第 卷 魏俊涛 杨晓春 杜萌萌 等.关中地区大气污染特征分析.陕西气象():.蔡婧.邯郸市曲周县大气污染特征分析.当代化工研究():.杨启帆.河南省大气污染特征分析及防治.河南科技():.焦涛 陆姗 阚慧.江苏省典型区域大气污染特征分析及对策措施浅析.江西化工 ():.赵雅君.乌兰察布市政府对本地区火电厂的环境污染监管研究.呼和浩特:内蒙古师范大学.苏日娅 那仁朝格图.近 年呼伦贝尔市大气污染影响因素分析.呼伦贝尔学院学报 ():.何佳玥 韩余 陈道劲 等.万盛大气污染特征分析及污染预报模型的建立.四川环境 ():.环境保护部科技标准司.环境空气质量指数()技术规定(试行):.北京:中国环境科学出版社.熊新竹 陶双成 高硕晗 等.北京典型主城区冬季大气污染特征分析.生态环境学报 ():.蒋培 陈慧 张品汉.大气污染成因及防治对策分析.资源节约与环保():.孙英杰.东北某区大气污染特征分析.化工设计通讯():.徐敬.北京城区单点气溶胶细粒子(.)观测分析与研究.北京:中国气象科学研究院.(上接第 页)熊波 陈学华 宋孟强 等.基于 和 的沙漠湖泊动态变化研究:以巴丹吉林沙漠为例.干旱区资源与环境():.金鸽 安慧君 虎日乐.年 年呼伦湖区域气候特征及其对水域面积的影响.石河子大学学报(自然科学版)():.万华伟 康峻 高帅 等.呼伦湖水面动态变化遥感监测及气候因素驱动分析.中国环境科学 ():.王冰 吕昌伟 何江 等.基于遥感的呼伦湖水体动态监测研究.环境科学与技术 ():.白美兰 郝润全 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