我国城市环境空气污染物相关性分析(0506)

南开大学本科生毕业论文（设计）中文题目：我国城市环境空气污染物相关性分析外文题目：CorrelationAnalysisofCityAmbientAirPollutantsinChina学号：1210949姓名：刘俊恺年级：2012级专业：环境科学系别：环境科学学院：环境科学与工程学院指导教师：姬亚芹完成日期：关于南开大学本科生毕业论文（设计）的声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或没有公开发表的作品内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。学位论文指导教师签名：年月日南开大学环境科学与工程学院2012级本科生毕业论文I摘要随着城市化和工业化进程的加快，城市空气污染日益严重，影响了人们正常的生产生活，危害人体健康。在传统煤烟型污染尚未得到有效控制的形势下，又兴起了以细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）、酸雨为特征的区域性复合型空气污染。为了探究不同污染物浓度之间的关系，文章收集了京津冀、长三角、珠三角三个区域部分城市在2014年、2015年的大气污染物浓度数据，计算得到Spearman相关系数，进行相关性分析。结果表明，不同的污染物浓度之间大多表现为正的线性相关，而臭氧除外。臭氧与其他污染物浓度之间不存在显著的线性相关，或是表现为负的线性相关。各种污染物之间，相关系数最大的是可吸入颗粒物与细颗粒物，而第二大的组合并不固定，随地区和月份而变化。从全年数据看，京津冀地区相关系数第二大的是细颗粒物与一氧化碳，长三角、珠三角地区是细颗粒物与二氧化氮。关键词：大气污染物；城市环境；相关性分析南开大学环境科学与工程学院2012级本科生毕业论文IIAbstractWiththeacceleratedprocessofurbanizationandindustrialization,theurbanairpollutionisincreasinglyserious,affectingpeople'snormalproductionandlifeandendangeringhumanhealth.Thetraditionalcoal-burningpollutionhasn’tbeeneffectivelycontrolled.Butthecompoundatmosphericpollutionfeaturingparticulatematter2.5(PM2.5),ozone(O3)andacidrainhasalreadyemerged.Inordertoexploretherelationshipbetweentheconcentrationsofdifferentpollutants,theauthorcollectedtheatmosphericpollutantconcentrationdataofthreerepresentativeareas(Beijing-Tianjin-Hebei,YangtzeRiverdelta,thePearlRiverdelta)in2014and2015,calculatedtheSpearmancorrelationcoefficientsandmadecorrelationanalysis.Resultsindicatethatthereisapositivelinearcorrelationbetweentheconcentrationsofanytwokindsofpollutantsexceptozone.However,thereisnosignificantlinearcorrelationsbetweentheconcentrationsofozoneandsomepollutants,andthereisnegativelinearcorrelationbetweenozoneandotherpollutants.ThecorrelationcoefficientbetweenPM10andPM2.5isalwaysbiggest,whilethesetofpollutantswithsecondbiggestcorrelationcoefficientvarieswiththeregionsandseasons.Keywords：Atmosphericpollutants;urbanenvironment;correlationanalysis南开大学环境科学与工程学院2012级本科生毕业论文III目录摘要.............................................IAbstract............................................II目录...............................................III第一章引言..........................................1一、选题背景..........................................1二、研究思路..........................................2第二章我国城市大气污染现状..........................2一、大气污染物排放负荷大..............................3二、日益严重的复合型大气污染..........................3第三章研究区域、数据及研究方法......................4一、研究区域与数据来源................................4二、Spearman相关系数..................................5第四章京津冀区域污染物相关性分析....................6一、全年污染物浓度数据分析............................6二、分季节的相关性分析................................8第五章长三角区域污染物相关性分析...................11一、全年污染物浓度数据分析...........................11二、分季节的相关性分析...............................12第六章珠三角区域污染物相关性分析...................14一、全年污染物浓度数据分析...........................14二、分季节的相关性分析...............................16南开大学环境科学与工程学院2012级本科生毕业论文IV第七章结论.........................................18参考文献............................................20致谢..............................................21刘俊恺我国城市环境空气污染物相关性分析1第一章引言一、选题背景城市环境保护是一个国家环境保护的重要组成部分。随着我国城市化进程的加快，城市环境保护在国家环境保护中的地位日趋重要，城市环境污染治理也成为国家实施区域治理的重要内容。在中国，城市群成了拉动经济快速发展的引擎，其中，又以长三角、珠三角、京津冀城市群为代表[1]。经济快速发展的同时，由于一直以来实行的粗放型经济增长模式，城市环境质量遭到了不可避免的破坏。2013年，在全国范围内出现了严重的雾霾，京津冀、长三角、珠三角城市群都未能幸免。我国大气污染防治形势依然严峻，传统煤烟型污染尚未得到有效控制，区域性复合型大气污染日益兴起，这种新型的大气污染以细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）、酸雨为特征[2]。2012年10月，中国环境保护部发布了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，提出以区域大气污染防治管理体系应对更加复杂、范围更广的区域性复合型大气污染[3]。规划范围包括京津冀、长三角、珠三角地区，以及辽宁中部、山东、武汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸、山西中北部、陕西关中、甘宁、新疆乌鲁木齐城市群共13个重点区域[4]。这些区域是我国最富经济活力的城市群所在地，同时大气污染相对突出。面对日益严重的城市大气污染，本课题希望通过对我国城市环境空气污染物进行相关性分析，为进一步探究不同污染物的浓度影响机制，以及大气污染物浓度的影响因素提供参考。目前，国内外对于不同的大气污染物之间相关性的研究相对较少，大多研究关注的是不同区域、不同气候条件下大气状况的对比，或是关注大气污染物与其他因素如气候条件、疾病、能见度的相关性。贲继东（2012）在分析长春市气候条件与空气污染状况时指出，风力、风向是污染物扩散的重要影响因素，而湿度对于污染物扩散过程更复杂，可能抑制扬尘，但也可能引起危害更大的酸雾[5]。罗杰、林楚雄、陈嘉晔等（2012）在对深圳市大气能见度与污染物相关性分析后，得出结论，可吸入颗粒物（PM10）对大气能见度影响最大，而二氧化硫（SO2）、刘俊恺我国城市环境空气污染物相关性分析2二氧化氮（NO2）对能见度影响较小[6]。元松林（2015）则从健康角度出发，得出了房颤与大气质量存在相关性的结论[7]。国内也有较少的研究关注了部分大气污染物之间的相关性。王占山、李云婷、陈添等人（2014）通过分析北京市区的臭氧及其前体物的浓度，发现臭氧浓度周末高于工作日，而且其前体物CO、NO、NO2浓度与臭氧浓度存在负相关性[8]。武鸣、范秋云（2013）发现长沙城区大气中CO2浓度与颗粒物相关性较低，而与SO2、NO、NO2、CO相关性较强[9]。郑煜、邓兰（2014）对哈尔滨市区的PM2.5浓度与其他大气污染物进行了分析，发现O3与PM2。5浓度相关性不显著，而PM2.5浓度与SO2、PM10、NO2、CO浓度显著性相关[10]。二、研究思路本文计划以“三区十群”规划中的京津冀、长三角、珠三角为代表进行我国城市环境空气污染物的相关性分析。这三个地区有着中国最大的城市群，方别位于华北、华东、华南，其不同的气象条件可能会对不同空气污染物之间的相关性产生影响[11]。本文将分别收集汇总三个区域中重点监测城市的大气空气质量数据，包括PM2.5、PM10、SO2、O3、NO2、CO浓度在2014年与2015年两年间的每日数据，分析上述六种污染物之间的相关性。另外，本文还计划分析不同的季节下，上述六种污染物之间的相关性是否会呈现出不同的特点。第二章我国城市大气污染现状作为一个人口大国，我国一直面临着严峻的环境压力。改革开放之后，我国经历了快速的工业化和经济发展。粗放式的发展方式带来了城市大气质量的恶化。以煤炭为主的能源结构曾为我国北方城市带来严重的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染[12]。为此，“十一五”规划提出了主要污染物总量控制的目标，例如将二氧化硫排放总量减少10%。近年来，频繁出现的雾霾天气使大气污染防治面临新的挑战。2012年，环保部出台文件，提出了环境空气质量指数（AQI）取代空气污染指数（API），并且将细颗粒物和臭氧加入新的环境空气质量标准[13]。目前，我国面临的大气污染防治形势依旧严峻，一方面，原有的煤烟型污染没有得到完全控制；另一方面，大气污染又呈现出区域性、复合性的新特点。我们需要刘俊恺我国城市环境空气污染物相关性分析3面临以细颗粒物、臭氧、酸雨为特征的在更广阔的区域内多种污染物共存的挑战。一