影响哈尔滨市空气质量因素分析
2013-09-14王红梅黑龙江建筑职业技术学院黑龙江哈尔滨150025
王红梅(黑龙江建筑职业技术学院,黑龙江 哈尔滨 150025)
1 概述
大气是人类赖以生存的基础物质,并且对植物生长、天气、气候等与地球相关的一切都有影响。城镇化进程的加快和工业的快速发展,是城市空气质量呈现出明显的下降趋势,为实现经济建设和人居环境的和谐持续发展,对于城市空气质量进行预测和有效控制是非常重要的。
2 空气污染主要指标的变化趋势分析
2.1 可吸入颗粒物
根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果,绘制哈尔滨市区PM10的月均浓度变化趋势见图1。哈尔滨市2006-2010年度可吸入颗粒物(PM10)月均浓度变化趋势可见图1。由图可知,近五年可吸入颗粒物(PM10)月平均浓度均在国家二级标准值附近波动,在每年的11月至2月的冬季取暖期,平均浓度都会高于国家二级标准,并且在每年的1月份达到全年的峰值,在每年的3月至10月期间,其平均浓度接近或略低于国家二级标准。在2006-2010年期间,可吸入颗粒物(PM10)月平均浓度基本能够维持在0.1 mg/m3左右,总体达到国家二级标准。
2.2 二氧化硫
根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果,绘制哈尔滨市区SO2的月均浓度变化趋势见图2。图2展示了哈尔滨市区的月均浓度。从图2可见,2006-2010年间哈尔滨市区的SO2月平均浓度均在国家二级标准值附近波动,在每年的12月至1月的冬季取暖期,平均浓度一般会高于国家二级标准,在每年的2月至11月期间,平均浓度都会低于或接近国家二级标准。2006-2010年期间其月平均浓度基本平稳维持在0.044mg/m3左右,总体达到国家二级标准。
图1 哈尔滨市PM10月均变化图
图2 哈尔滨市SO2月均变化图
2.3 二氧化氮
根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果,绘制哈尔滨市区NO2的月均浓度变化趋势见图3。图3是哈尔滨市区的NO2月均浓度变化图。从图3可见,2006-2010年间哈尔滨市区的NO2月平均浓度除个别月份之外均低于国家二级标准,2006-2010年期间二氧化氮月均浓度比较稳定,2007-2010年期间整体呈下降趋势。2006-2010年期间其月平均浓度基本平稳维持在0.052mg/m3左右,总体达到国家二级标准。降尘根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果,绘制哈尔滨市区降尘的月均强度变化趋势见图4。从图4可见,2006-2010年间哈尔滨市区的降尘月平均强度逐年下降,整体呈下降趋势,但是均高于国家二级标准。2006-2010年期间其月平均强度基本平稳维持在14.53t/Km2·30d左右。
表1 哈尔滨市年间综合分值F及排序
图3 哈尔滨市NO2月均变化图
图4 哈尔滨市降尘月均变化图
3 空气质量主成分分析
选择对哈尔滨市空气质量有较大影响的四种空气质量污染物 PM10、SO2、NO2、降尘做为评价指标,根据2006-2010年度的年平均值进行计算研究。X1-PM10、X2-SO2、X3-NO2、X4-降尘。首先对这四个空气质量相关指标进行主成分分析,运用Matlab软件求出标准化矩阵的相关矩阵,再通过分析相关系数矩阵,计算得到其相应的特征值和贡献率。为初始因子载荷矩阵。
某种程度上,特征值是主成分影响力度大小的指标。将特征值大于1用作为主成分个数提取与否的纳入标准,若特征值小于1,则表明该主成分的解释力度不够强。只需提取其中三个主成分,即m=3,这三个主成分的积累贡献率达99.99%。其中主成分F1、F2、F3分别可以解释原始信息的37.5%、31.37%、31.12%。
可以计算得到综合分值,其代表了大气环境质量的总体水平,即反应了哈尔滨市空气质量的总体水平。表1列出了哈尔滨市2006-2010年间的综合分值F。
综合分值 F 代表者 PM10、SO2、NO2、降尘等四项空气质量指标的变化程度。污染程度越大,则F值越大;污染程度越小,则F值越小。通过分析可知,F值逐年降低(2007最高),说明2006-2010年期间哈尔滨市空气总污染程度的总体趋势是越来越轻,大气质量在逐年变好。
4 结论
通过对哈尔滨市的自然、社会及空气质量现状进行了分析,对哈尔滨市近五年(2006-2010年)的空气质量变化进行了研究评价。
(1)哈尔滨市近五年空气污染物现状总体分析表明,哈尔滨市的空气污染属于烟尘型污染,市区空气质量逐年好转。(2)近五年哈尔滨市空气污染物中,PM10的月平均浓度基本平稳维持在0.1mg/m3左右,SO2的月平均浓度基本平稳维持在0.044mg/m3左右,NO2的月平均浓度基本平稳维持在0.052mg/m3左右,三个污染物总体指标都达到国家二级标准。降尘的月平均强度基本平稳维持在14.53t/Km2·30d左右,并保持逐年下降趋势。(3)运用空气质量主成分分析法对哈尔滨市2006-2010年期间的空气污染物变化趋势进行了分析,市区空气质量总体趋好。
[1]袁美英,周秀杰,张桂华,等.天气形势对哈尔滨市空气质量影响的初步研究 [J].气象,2005,1(21).