廣州市大氣污染特征及成因研究

論文題目：廣州近十年大氣污染特征與變化分析中文摘要以2000—2010年廣州市國控測點的空氣環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測結(jié)果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過GIS軟件ArcMap分析2000年——2010年廣州市大氣污染特征和主要污染物的變化規(guī)律。闡明廣州市區(qū)主要大氣污染物SO2，NO2，PM10的年際變化特征、地域分布特征、季節(jié)變化特征。結(jié)果表明2000年——2004年廣州大氣污染呈上升趨勢。2004年后，廣州加大了大氣污染整治力度，嚴峻的污染形勢得到緩解，污染總體呈下降趨勢。09年達到最低，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物年平均濃度達到國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準要求。2010年亞運會期間廣州市空氣質(zhì)量每天均達標。另外，還發(fā)現(xiàn)各污染物質(zhì)量濃度存在明顯的季節(jié)變化規(guī)律,冬季和秋季污染較嚴重，夏季較輕。關(guān)鍵詞：廣州市，大氣污染特征，SO2，NO2，PM10AbstractBasedontheairpollutiondataofGuangzhoucountriescontrolpoint,thecharacteristicsofatmosphericpollutionandthechangeruleofmajorpollutantsduring2000～2010inGuangzhouwereanalyzedItusestheGISsoftwareArcMap.Iclarifyintramuralvariability,geographicdistributioncharacteristics,andseasonalvariationcharacteristicsofGuangzhoumajorurbanatmosphericpollutantswhichcallSO2,NO2,andPM10.TheresultsindicatethattheconcentrationsofPM10,SO2andNO2wereincreasedduring2001~2004.Since2004,Guangzhouincreasedairpollutioncontroldynamicstoeasethepollutionsituation.Theairpollutionisoveralldrop.Theyearaverageconcentrationofso2,no2andpm10metthesecondlevelofthenationalambientairqualitystandard.Theatmosphericqualityisgenerallygood.Duringthe2010Asiangames,theGuangzhouairqualityreachesthestandardseveryday.Inaddition,italsofoundthateachpollutantconcentrationpresentedobviousseasonalchange.Theairpollutionwassevererinwinterandmilderinsummer.Keywords：Guangzhou,Atmosphericpollutioncharacters,Sulfurdioxide,nitrogendioxide,inhalableparticles1引言

41.1研究意義

41.2

國內(nèi)外研究情況

42數(shù)據(jù)及處理

52.1研究數(shù)據(jù)來源

52.2研究方法

52.2.1API的算法

52.2.2具體的處理步驟

53結(jié)果與分析

63.1

廣州市大氣污染總體情況

63.2

廣州市污染物變化情況

83.2.1年度變化情況

83.2.2分析近3年廣州的大氣污染情況的改善情況

133.2.3季節(jié)變化差異

134、建議

175、結(jié)論

17參考文獻

181引言1.1研究意義先讓我們來關(guān)注一則2011年03月31日來自南方日報的新聞：在維持了近一年的“優(yōu)良”之后，記錄廣州空氣質(zhì)量的API數(shù)值在本月出現(xiàn)了兩次超過100的記錄，這也意味著廣州的空氣再次出現(xiàn)了“輕微污染”。廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站專家表示，從歷史記錄看，3月份歷來都是輕微污染出現(xiàn)幾率較大的時節(jié)，而就整個一季度而言，廣州的空氣質(zhì)量好于往年。這則新聞再次引發(fā)人們的思考，究竟廣州亞運會期間及延續(xù)的一段時間廣州空氣良好的狀態(tài)是否只是曇花一現(xiàn)？最近氣溫多變，每晚開電腦查詢未來七天的天氣預(yù)報已成一種習慣。要是某一天，大氣API值成為人們每天必查的內(nèi)容。那時治理大氣污染已經(jīng)不再是政府或相關(guān)組織企業(yè)的事情，而是真正的深入到人們的生活。不過我不希望那時空氣污染已經(jīng)嚴重到必須每天關(guān)注的地步。大氣污染問題一直是我國的主要環(huán)境問題之一。近些年由于我國的機動車數(shù)量逐年增多，一些大城市開始出現(xiàn)煤煙和機動車尾氣型的復(fù)合污染現(xiàn)象。在不久的將來，中國的機動車制造工業(yè)將有可能成為重點的產(chǎn)業(yè)部門，人民生活水平的提高也會使得越來越多的機動車進入城市。然而，機動車排放的污染物對于大氣質(zhì)量的影響也是不可忽視的。在城市的建設(shè)和發(fā)展中必須面對機動車數(shù)量的迅速增長和大氣質(zhì)量改善之間的矛盾，煤煙和機動車尾氣型的復(fù)合污染的防治將是城市環(huán)境治理的重要一環(huán)。廣州市是目前我國NO_x大氣濃度年均值前列的南方城市，其機動車保有量也居于全國前列，是比較典型的大氣復(fù)合型污染城市[1]。對廣州市大氣污染規(guī)律和成因的研究有助于掌握在大氣復(fù)合型污染中，機動車排放的污染物對城市大氣質(zhì)量的綜合影響，為今后大氣污染防治工作提供科學的依據(jù)。1.2

國內(nèi)外研究情況城市是一個高度依賴能源、物質(zhì)和信息輸入、輸出，以維持其自身不斷發(fā)展龐大的開放體系。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口、城市工業(yè)和機動車輛也不斷增加。與此同時，城市大氣環(huán)境問題也日顯突出并引起人們的普遍關(guān)注和政府的高度重視。很多國家制定了嚴格的標準以控制大氣污染。如美國國會于1990年通過了《清潔大氣法修正案》控制SO2的排放量。同時對一些重點源實行排污許可證制度[2]。日本就大氣污染物的總量控、限制燃料使用、控制機動車污染等方面制定了《大氣污染防治法》[3]。我國也建立了一整套適合國情的大氣污染控制政策體系，并使大氣環(huán)境得到較好的改善。目前，關(guān)于城市大氣環(huán)境的研究如城市大氣污染特征、大氣污染物濃度與氣候環(huán)境、大氣污染監(jiān)控及預(yù)警、大氣污染的治理技術(shù)和污染源區(qū)的分析等均取得了很多成果。2數(shù)據(jù)及處理2.1研究數(shù)據(jù)來源本文數(shù)據(jù)來源于廣州環(huán)保監(jiān)測站和廣州環(huán)保局環(huán)境質(zhì)量通告。選取其中九個監(jiān)測站2000——2010年大氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，分別是西村監(jiān)測站、寶崗監(jiān)測站、吉祥路監(jiān)測站、體育東監(jiān)測站、麓湖監(jiān)測站、赤沙監(jiān)測站、黃埔大沙監(jiān)測站、番禺市橋監(jiān)測站和花都新華監(jiān)測站，對廣州市大氣污染物SO2，NO2，PM10（Suspendedparticulatematterwithaerodynamicdiameterlessthan10μm）也稱可吸入顆粒，是指空氣動力學徑小于或等于10μm的大氣顆粒物。主要來源人類活動如工廠、家庭、交通運輸、建筑施工等生的廢氣、煙塵、揚塵以及自然起源如火山噴發(fā)林火災(zāi)、海水泡沫而進入大氣的火山灰、煙塵粒和被風吹起的揚塵等[4]。2.2研究方法2.2.1API的算法我國目前的環(huán)境空氣質(zhì)量標準分為三級，按照國家要求廣州市執(zhí)行二級標準。目前被國家列入空氣環(huán)境質(zhì)量考核的指標有3項，分別是二氧化硫、可吸入顆粒物和二氧化氮。空氣污染指數(shù)(API)是一種反映和評價空氣質(zhì)量的數(shù)量尺度方法，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)數(shù)值形式，并分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。當某種污染物濃度Ci,j≤Ci≤Ci,j+1時，其污染分指數(shù)Ii=[(Ci-Ci,j)/(Ci,Cj+1-Ci,j)]×(Ii,j+1-Ii,j)+Ii,j[5]式中：Ii第I種污染物的污染分指數(shù)；Ci第I種污染物的濃度值；Ii,j第I種污染物j十1轉(zhuǎn)折點的污染分項指數(shù)值；Ci,j第j轉(zhuǎn)折點上I種污染物的(對應(yīng)于Ii,j+1)；Ci,j+l第j十1轉(zhuǎn)折點上I種污染物(對應(yīng)于Ii,j+1)濃度值；各種污染參數(shù)的污染分指數(shù)都計算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)APIAPI＝max(Il，I2……Ii……In)

2.2.2具體的處理步驟（1）a、選取每個監(jiān)測站2000年、2005年、2010年的大氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，輸入Arcmap操作軟件。對廣州地區(qū)進行插值操作，得到廣州地區(qū)的大氣污染情況分布圖b、根據(jù)它們年度的差異，利用ArcMap歸一化后生成年際差異的三維圖，并進行分析研究。并找出各污染物結(jié)合當?shù)貧庀笳镜谋O(jiān)測資料，對廣州地區(qū)大氣污染物SO2，NO2，PM10分布特征和變化規(guī)律進行了認真的研究。（2）選取2008——2010年這3年的大氣質(zhì)量數(shù)據(jù)分析大氣污染的近況，和季節(jié)變化特征3結(jié)果與分析3.1

廣州市大氣污染總體情況表12000——2009年廣州市SO2，NO2，PM10濃度年均值

SO2(毫克/m3)NO2(毫克/m3)PM10(毫克/m3)2000年0.0450.061----2001年0.0510.0710.0732002年0.0580.0680.0822003年0.0590.0720.0992004年0.0770.0730.0992005年0.0530.0680.0882006年0.0540.0670.0762007年0.0510.0650.0772008年0.0460.0560.0712009年0.0390.0560.07

數(shù)據(jù)來源于廣州市環(huán)保局環(huán)境質(zhì)量通告以下是根據(jù)2000——2009年廣州市SO2，NO2，PM10濃度年均值得出的EXCEL折線圖圖1

2000——2009年廣州市SO2，NO2，PM10濃度年均值由圖12000——2009年廣州市SO2、NO2、PM10濃度年均值數(shù)據(jù)得到的折線圖表明廣州大氣污染自2000年到2004年一直呈上升趨勢，2004年污染最為嚴重，究其原因，2004年廣州全市完成工業(yè)總產(chǎn)值5749.48億元，比2003年增長19.7%，工業(yè)燃煤總量1742.02萬噸，同比增長11.75%；燃油總量172.07萬噸，同比增長19.72%。能源消耗量的大幅上升導致工業(yè)企業(yè)二氧化硫排放量增加，僅省屬廣東粵華發(fā)電有限責任公司二氧化硫年排放量就達3.43萬噸，占全市排放總量的近五分之一。由于煤、油供應(yīng)緊張，企業(yè)難于采購低硫煤、低硫油，30.4%的企業(yè)使用高硫煤，36.4%的企業(yè)使用高硫油，一些企業(yè)的脫硫治理設(shè)施未正常運轉(zhuǎn)。全省遭遇40年來最嚴重的干旱，全年降水量減少三至四成，登陸臺風少，強對流天氣少，不利于污染物的擴散和稀釋。廣州市有20％左右的大氣污染物來自于珠三角地區(qū)，受到區(qū)域污染的影響。所以污染才那么嚴重。之后廣州加大了治理力度。[6]2005年，廣州市空氣質(zhì)量得到明顯改善，環(huán)境空氣質(zhì)量由三級標準提高到二級標準，優(yōu)良天數(shù)332天，占全年總天數(shù)的91.0％，比2004年提高7.9個百分點；環(huán)境空氣中被列入國家考核的二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等指標均達到國家城市環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準[7]針對2004年環(huán)境空氣質(zhì)量下滑的嚴峻形勢，以控制二氧化硫超標排放為突破口，強化機動車、揚塵和飲食業(yè)油煙污染治理，綜合整