武汉市空气质量时空分布特征及气象要素的影响

论文摘要

人口和经济的快速发展造成能源消耗量急剧增加的同时,使得有限的环境容量对大气污染物的容纳能力捉襟见肘,导致环境污染问题接二连三的发生。随着人们环保意识的逐渐觉醒,大气污染问题越来越受到国家、政府和人民的重视。本文利用2005-2017年从武汉市生态环境局获取的6种常规大气污染物(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3)浓度及相关气象数据,采用因子分析、聚类分析等多元统计分析方法对武汉市污染物的时空分布特征、污染物之间的相关性、污染物浓度与气象要素间的相关关系进行分析。主要研究结果如下:1.2005-2017年间,SO2、PM10、PM2.5、O3等污染物的年均浓度虽有小幅波动但总体呈下降的趋势,NO2年均浓度年际间波动较大,CO年均浓度值相对稳定。SO2年均浓度均低于对应的国家二级标准浓度限值,PM2.5、NO2年均浓度均高于对应的国家二级标准浓度限值。除2012年外,PM10年均浓度值均高于对应的国家二级标准浓度限值。2.武汉市6种污染物的季节、月均浓度变化均呈现明显的规律性。SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO的浓度冬季高、夏季低,O3的浓度变化则与前面5种污染物相反。SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO 5种污染物在12月、1月、2月的浓度明显高于其他月份,其中,1月份浓度最高,7月份浓度最低;而O3的浓度峰值在6月份出现,浓度谷值在12月份出现。3.不同污染物的逐时变化趋势并不一致,NO2和CO浓度峰值在3:00-4:00（不同季节会略有差异）出现,浓度谷值分别在15:00和17:00出现;SO2则在3:00出现浓度谷值或次谷值,而在早高峰时间段9:00-10:00出现浓度峰值。PM10与PM2.5在17:00-18:00出现浓度谷值,但峰值均不突出。O3的浓度变化与NO2浓度变化总体呈相反的趋势,浓度谷值在8:00-9:00出现,浓度峰值在18:00-19:00出现。4.PM10、NO2、CO浓度均呈现中心地区高于周边地区的特点,O3与SO2浓度空间分布特征则为周边地区高于中心地区,O3浓度高值区集中在武汉市北部地区,SO2高值区则集中在南部地区。综合各地区的污染物空间分布状况可知,工业高度发达的青山区,空气质量状况相对较差。因子分析和聚类分析的结果进一步表明,可将21个监测点位分为相对清洁的一类区、主要受O3、NO2影响的二类区以及污染相对较严重的三类区。5.对不同季节污染物与气象要素的相关性研究得出,同一污染物在不同的季节与气象要素的相关关系存在显著差异,例如,O3在春、夏、秋季与温度呈极显著正相关,而冬季无显著相关性;不同的污染物在同一季节与气象要素的相关性也并不一致,例如,夏季,SO2、PM10、O3均与相对湿度呈极显著负相关,但CO与相对湿度呈极显著正相关。各污染物间的相关性也明显不同,但SO2、NO2、PM10、O3、CO均与PM2.5存在显著正相关。需要指出的是,当降雨量和风速在一定的取值范围内时,能更有效的促进污染物的清除和稀释。6.一次典型的大气重污染过程分析结果表明,二次形成的细颗粒物是此次重污染过程的主要污染物,移动源和燃料的不完全燃烧均对此次重污染天气的形成有一定贡献。对PM2.5浓度与气象要素变化趋势的分析表明,低温、高压、高风速的情况下会导致污染物积累。对此次重污染过程中的21个监测点位进行因子分析和聚类分析后发现,由于不同类别天气提取的主成分个数且各主成分所代表的含义不同,监测点位的分类情况也有所差异,但各监测点位污染物浓度都会受到地理位置、本地污染源强度、气象要素三者共同影响。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吕钰莲

导师: 向荣彪

关键词: 武汉市,空气污染,时空分布特征,气象要素

来源: 华中农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 华中农业大学

分类号: X51;X16

DOI: 10.27158/d.cnki.ghznu.2019.000688

总页数: 77

文件大小: 4018K

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