鄭州市2014—2017年大氣污染特征分析

趙云潔 王怡素 閆新慶

摘 要：2017年1月，國家發(fā)展改革委在《關(guān)于支持鄭州建設(shè)國家中心城市的復(fù)函》中提出，推進(jìn)鄭州建設(shè)國家中心城市，相關(guān)意見中要求建設(shè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展城市。本文利用鄭州市2014—2017年空氣質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，對鄭州市空氣質(zhì)量進(jìn)行了研究分析并做出趨勢分析，為鄭州市的合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大氣污染 PM2.5 數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（a）-0110-02

1 研究對象與方法

本文利用鄭州市2014—2017年空氣質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，對鄭州市空氣質(zhì)量進(jìn)行了研究分析并做出趨勢分析，為鄭州市的合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

本文總體應(yīng)用指標(biāo)對比分析法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向、縱向及綜合比較得出結(jié)論；深入數(shù)據(jù)內(nèi)部應(yīng)用分組分析法，把所研究的總體按照一個或幾個標(biāo)志劃分為若干部分，加以整理，進(jìn)行觀察、分析，揭示其內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律；為找出數(shù)據(jù)的動態(tài)發(fā)展規(guī)律應(yīng)用時間序列及動態(tài)分析法，根據(jù)已編制好的時間序列，繪制曲線圖，得到直觀認(rèn)知；空氣質(zhì)量狀況是綜合多因素的作用結(jié)果，應(yīng)用綜合評價分析法做出恰當(dāng)評價[1]。以上方法的實(shí)現(xiàn)基于R，一款集統(tǒng)計分析與圖形顯示于一體的統(tǒng)計分析軟件。

2 研究內(nèi)容空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）

空氣質(zhì)量等級分一到六級，對應(yīng)類別：優(yōu)、良、輕度污染、中度污染、重度污染、嚴(yán)重污染。

圖1（a）圖可以看出3年以來空氣質(zhì)量優(yōu)良占比約為50%，其中良好天數(shù)占比最大，柱狀圖右側(cè)可以看出存在極端天氣值。圖1（b）圖可以看出極端值多出現(xiàn)在每年的12月份或1月份，數(shù)據(jù)存在一定的季節(jié)規(guī)律[2]。

3 主要大氣污染物（PM2.5，PM10，O3）研究

圖2明確展現(xiàn)出了PM2.5和PM10的季節(jié)性變化規(guī)律，冬季污染最為嚴(yán)重，其次是秋季和春季，夏季最輕。單看PM2.5，從年度變化角度來看，與2015年相比，2016年和2017年春夏兩個季度的PM2.5均值降低了很多，春季降幅分別達(dá)到了29.8%和29.4%，夏季降幅更是達(dá)到了35.8%和30.9%。與2014年相比，2015年和2016年秋季的PM2.5均值降低了很多，降幅分別為21.9%和28.7%。冬季均值2016年大幅增加，其余年份相對平穩(wěn)（冬季在統(tǒng)計學(xué)意義上不顯著）。在PM2.5的數(shù)據(jù)點(diǎn)上有一條整體回歸線，可以看出PM2.5在空氣中的含量隨時間的推移整體呈下降趨勢，也就說霧霾情況總體來說有所改善。

為了能更細(xì)致地描述鄭州地區(qū)的空氣污染狀況，按中國空氣質(zhì)量等級劃分標(biāo)準(zhǔn)將空氣質(zhì)量分為一般污染（PM2.5日均濃度介于75?g/m3和150?g/m3）和嚴(yán)重污染（大于150?g/m3）[3]。然后按年份和季節(jié)標(biāo)度分析污染天數(shù)占比。

圖3左側(cè)可看出，3年來，鄭州優(yōu)良空氣天數(shù)約占52%，即約有一半時間人們處于污染狀況中，其中，36%時間為一般污染，11%時間為嚴(yán)重污染；16年空氣質(zhì)量狀況較前兩年有所改善。

得益于環(huán)境治理力度的不斷提升，近年來，細(xì)顆粒物濃度普遍有所下降，但臭氧（O3）卻在不知不覺持續(xù)惡化。臭氧在常溫下是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，是一種強(qiáng)氧化劑，吸入呼吸道會導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷，臭氧還會破壞人體的免疫機(jī)能，臭氧超標(biāo)對人體和動植物健康都有負(fù)面影響。臭氧污染帶有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)。

圖4有兩個明顯特征，首先，O3有明顯的季節(jié)性特征，相反于霾的污染，O3含量往往在夏季達(dá)到峰值；其次，O3含量持續(xù)增長，增長勢頭迅猛，17年尤為嚴(yán)重，季均值均已超過國家標(biāo)準(zhǔn)（日最大8h平均：一級100?g/m3；二級160?g/m3）。

最后通過熱圖簡要分析一下6種污染物之間的關(guān)系：

從圖5我們可以看出，O3和其余幾個變量呈負(fù)相關(guān)，除O3外的變量之間呈正相關(guān)，其中PM2.5和PM10、CO的正相關(guān)性較強(qiáng)，O3和SO2和CO的負(fù)相關(guān)性較強(qiáng)。所以防治霧霾要從防塵和控制CO排放為側(cè)重點(diǎn)，而防治O3污染要以控制氮氧化物的排放為主。

4 結(jié)語

綜上所述，鄭州的空氣污染治理不僅關(guān)系到本地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，還關(guān)系到中原城市群的發(fā)展，支撐著中部地區(qū)的崛起。在人文意識方面要在全市范圍內(nèi)營造人人關(guān)心環(huán)境保護(hù)、人人重視環(huán)境保護(hù)的良好氛圍。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉紅云，孟慶茂.縱向數(shù)據(jù)分析方法[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2003，11（5）：586-592.

[2] PC Rd，M Ezzati，DW Dockery，et al.Fine-particulate air pollution and life expectancy in the United States[J].New England Journal of Medicine，2009，360（4）：376-386.

[3] 李金香，虞統(tǒng)，趙越，等.北京市大氣PM10環(huán)境背景值的計算方法探討[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2007，27（9）：1525-1533.