空气的性质篇1

论文关键词：大气预浓缩系统气质联机衍生物

论文摘要：通过美国Entech公司Summa罐采集大气样品，7100型大气预浓缩系统提取和富集样品中的挥发性有机物，省去了繁琐的有机物提取和净化工序，避免和有机溶剂接触，将样品直接输入气质联机进行分析。利用这种方法定性分析了某油罐区的大气成分，结果表明该地区大气中含有成分复杂的环己烷、苯和萘的衍生物，这些化合物的浓度远远大于居民区同类化合物的含量。

近年来，挥发性有机物(VOCs)污染问题日益受到人们的关注和重视，在很多国家的环保标准中，VOCs都是必检项目。针对国内还没有同时测定多种挥发性有机物的检测标准，本文根据监测实际需要，对大气预浓缩气质联用法分析大气中的挥发性有机物做了初步研究和探讨，以期气质联用仪在环境监测中更好地发挥作用。

1、实验部分

1.1仪器

美国Agilent公司7890A-5975C型气质联机，美国Entech公司7100型大气预浓缩系统，3100型Summa罐清洗系统，4600A型动态气体稀释仪，7032型Summa罐自动进样仪。

1.2标准气

美国ScottSpecialtyGases公司配制的EPATO-14标准气体，底气为高纯氮气，每种成分的体积含量约为1.0×10-6。采用美国Entech公司4600A型动态气体稀释仪配制6个不同浓度(1.0×10-9，2.0x10-9，4.0×10-9，8.0×10-9，10.0×10-9，20.0×10-9)的标准气体。

1.3工作条件

1.3.1气相色谱条件色谱柱：DB-1(60m×320um×1.00um)；进样口温度：250℃；进样方式：分流进样；分流比：10：1；载气：高纯氦气(纯度99.999％)；色谱柱流速：1mL/min；柱温箱升温程序：35℃保持5分钟，以5℃每分钟从35℃升温到120℃，120~C保持5分钟，以30℃每分钟从120℃升温到220℃，220℃保持5分钟。

1.3.2质谱条件质谱扫描质量范围：m/z＝40-250；积分器：RTE积分器；最小峰面积：占最大峰的0.5％。

1.3.3样品采集条件利用Summa罐(3.2L)采集大气样品，24小时内进样400mL测定。

1.4实验原理

Entech公司大气预浓缩系统的核心技术是三个冷凝模块，它们分别除去样品中的氮气、惰性气体以及二氧化碳和水，留下挥发性有机化合物(VOCs)，VOCs经过浓缩后进入气相色谱分离，通过质谱检测样品组分，得到的信号经NIST(美国国家标准与技术研究院)谱库检索得出定性报告，通过TO14标准气体外标法定量分析了36种挥发性有机物的含量。

2、结果和讨论

2.1某油罐区大气中VOCs的定性分析

分析结果显示该区大气中含有复杂的饱和烷烃、环烷烃、苯和萘的衍生物，以及少量的醛、酮。但是由于色谱柱的分离能力有限，保留时间位于2.29分钟和2.57分钟的色谱峰的匹配度较低，很可能是未能分离的混合物。该油罐区大气的总离子色谱图如图1所示，数据见表1。从油罐区大气与居民区大气的叠放谱图(图2)中可以看出，油罐区大气中含有大量的挥发性有机物。

2.2某油罐区大气中VOCs的定量分析

根据设定的分析条件测定6个不同浓度的标准气体，得到6个不同浓度值的化合物数据文件，用NIST库检索定性，建立浓度一响应值的回归方程，根据回归方程计算出待测组分的浓度，分析结果如表二所示。由定量结果可见，该油罐区大气中卤代烃的含量很低。

3、结论

利用大气预浓缩气质联机的方法测定大气中的挥发性有机物，不仅能同时测定多种挥发性有机物，避免了其他检测器在定性方面的不足，而且能够快速得到定量数据，更重要的是让实验员摆脱了有机溶剂，真正实现了无毒无害作业，让环境保护工作变得更安全、便捷和有效，因此，这种方法在挥发性有机物的测定方面将有更广泛的应用。

空气的性质篇2

论文摘要：中国城市空气质量信息公开仍停留在初级水平，公开程度、信息完整性、及时性、用户友好性都较弱。北京市作为中国城市空气质量信息公开较为先进的城市，仍然存在许多不足与改进空间。本文选取了美国加利福尼亚州作为参照，在中美城市空气信息公开对比中发现，在信息完整性、及时性和用户友好性方面，北京市与加州存在一定差距。以此提出建议：在中国以北京为代表的城市空气信息公开中，可通过提高污染物监测点的信息全面性、拓展信息的系统性、提高信息公开的用户友好性、建立公众反馈机制及参与平台等四方面提高我国城市空气信息公开程度、建立起一套更为有效、科学的城市空气信息公开机制。

论文关键词：城市空气质量；信息公开；中美对比

一、研究背景

随着城市工业的发展和人民生活水平的提高，空气质量极其信息公开问题得到越来越多的关注。北京是目前中国空气质量信息公开做得最好的城市，但其距离发达国家仍然存在较大差距。例如美国加州，其专门设置了一个“加州空气资源委员会”，用于于空气质量相关的信息、政策以及作为与公众的交流平台，对我国的信息公开提供极高的指导意义与借鉴价值。

因此，本文基于对加州空气资源委员会信息公开平台的研究，选取北京市作为我国的比较城市，在两个城市空气质量公开平台的对比中，总结加州空气质量公开的先进性，发现我国城市信息公开的不足，以此对中国城市空气质量信息公开平台提出改进建议与意见。

二、北京与加州现状对比及问题分析

目前北京市与加州信息公开存在很大差距，北京信息公开平台主要为两个网站：北京市环保局网站及北京市环境保护监测中心；而加州建立了一个“加州空气资源委员会”（airresourcesboard）网站，涵盖了极其全面的信息。通过对比发现，两个城市的信息公开平台主要有以下三大差距：信息的完整性、及时性、用户友好性。本文就这三个方面展开详细对比分析。

（一）完整性

北京与加州在完整性上的差距主要反映在污染物的报告、监测点的设置、数据的完整性及时间跨度上。

1、污染物的报告

中国目前空气质量信息公开仅公开三种主要污染物：二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫，而对于入肺颗粒物（PM2.5）的报告处于试验阶段。在“空气质量日报”中仅公布每个监测点对应的空气污染指数、首要污染物、级别与空气质量状况。监测的污染物种类少、污染物有关内容少。

相比北京市，加州空气质量共公开了包括：碳黑，一氧化碳，二氧化碳，烟雾系数，氢化硫，光散射，甲烷，二氧化氮，一氧化氮，非甲烷烃化物（nonmethanehydrocarbons），臭氧，PM2.5，PM10，二氧化硫，总烃化物等在内的共26项污染物。且其中对于最近关注较多的PM2.5设置了专门的一个对加州监测PM2.5项目的介绍。

2、监测点的公开

目前在全北京市，在几大区域仅设有27个监测点：东城东四、东城天坛、西城官园、西城万寿西宫、朝阳奥体中心、朝阳农展馆、海淀万柳、海淀北部新区、海淀北京植物园、丰台花园、丰台云岗、石景山古城、亦庄开发区、门头沟龙泉镇、房山良乡、通州新城、顺义新城、昌平定陵、昌平镇、大兴黄村镇、大兴榆伐、平谷镇、怀柔镇、密云镇、密云水库、延庆镇、延庆八达岭。平均每个区仅有两个监测点。且除了列举监测点外，无其他任何对监测点的描述。

而加州共有监测点433个，每个县约有8个，对监测点设立了特别的信息门户，被称作“有质量保证的空气监测点信息门户”，其中对433个监测点依照不同依据进行了三种分类，以便于查询：（basin）、县（country）、区域（district）。同时还专门设置了“州及当地空气监测网络计划”（stateandlocalairmonitoringnetworkplan），对监测点的情况进行了详细的介绍。其关于监测点信息的周密性、完整性都远优于北京市。

3、数据的完整性

北京空气质量公布的数据仅日报反映了表格式的信息，但这些仅对NO2、SO2、可吸入颗粒物（PM10）和试验中的PM2.5这四种污染物检测信息中常常有数据缺失，例如，4月20日海淀万柳监测点就出现了24小时的二氧化氮检测数据缺失，且并未对缺失进行说明。而所新增公布的PM2.5所公布数值为浓度值，没有对浓度进行相应说明，也没有监测地点差异，其检测地点称为“监测中心综合观察实验室”。

而加州公开的信息中，虽然数据也有缺失。但关于每个县的检测设备不同，且会对数据缺失进行一定情况说明。

4、时间的完整性

北京空气日报仅报告了当日24小时的数据，若需查询，只能进行不同日期的“空气质量日报”查询；相比而言，加州空气质量报告的时间跨度广、时间层次多、与时间相应的数据类型广：其可选择报告当日每小时的空气状况，或播报最近7天每天空气质量状况的最大值或平均值，还可跟踪最大值所出现的日期及时间点。

（二）及时性

加州公布所有有检测点的信息都会在一天之内公布，常规空气污染物如SO2、NO2、可吸入颗粒的公布达到了1小时内。而北京目前空气质量的日报更新较为及时，这是需要肯定的。对NO2、SO2、PM10的报告大约在1小时内，而关于PM2.5的报告大约在1小时30分内。但月报目前只更新至2011年12月，现已经2012年4月结束。其他公开信息几乎没有更新，而加州在其他对应信息的提供如相关PM2.5的知识、空气质量新标准修改等相关联信息内容上更新非常及时。

（三）用户友好性

1、信息的可理解性

北京空气质量公开网站有一个地图，用形象方式反映北京几大区域的空气质量由好到差的状况，但其示意图的颜色和实际地图对不上号，对公众的理解产生混淆。而另一方面，其报告的浓度或空气污染指数无法让公众理解，缺乏一个对数值转化成现实理解情况的标杆。

而在加州方面，用户可根据不同的需求获得不同类型的图表，且对于每一个图，都有现实监测数据与达标值或限值的对比线，可以直接让民众了解特定时间段内污染物超标或达标的情况。

2、辅助的宣传教育手段

北京空气质量的公开仅仅是公开一些指标数据，而加州的网站还将宣传教育手段直接渗透到空气质量信息公开的过程中去。例如，在对每日观测点的空气质量预测数据中，页面在显眼的位置设置了“减少污染小贴士”（tipstoreducepollution），内容清晰明了。

3、信息反馈与交流

北京市空气质量检测的网站上仅有一项公众参与反馈的方式：设置了一个网上调查，仅有一个问题：“您认为网站上哪些内容还需充实和完善？”答案三选一：信息公开、网上服务、公众开放。除此之外，没有任何信息反馈与互动渠道。

而加州有详细的环境监测网络指南（airmonitoringwebmanual），该指南中附有所有有关污染物监测的表格、工具使用的下载，且明确表达了对公众的参与与监督的鼓励。不仅如此，加州空气质量公开网站还设置了人性化的“常见问题简答”（frequentlyaskedquestions），涵盖了公众对于空气质量信息公开的各种疑惑及解答，极好地搭建起政府和公众两方干系人直接交流的平台。

三、结论与政策建议

从以上的对比分析中可以发现，北京市作为中国的首都城市，虽然在我国信息公开中处于先进水平，反映在主要污染物报告相对全面、信息公布相对及时，但其目前存在的问题较多、仍有极大的改进空间。参考加州经验，对我国城市空气质量环境信息公开提出以下建议：

（一）污染物与监测点的公布应更加全面、有意义

在目前北京每区平均只有两个监测点的基础上，应该考虑增设一些更有代表性的监测点，比如主要的居民区、某个工业企业旁、公路边，这些监测点一方面可以反映公众在不同的生产生活活动时对环境的影响程度，另一方面也提示了从事这些生产生活活动的公众应该减小对环境的危害，起到社会监督的作用。

而在监测点更合理的基础上，每个监测点所检测的污染物也应该有所拓展、有所侧重。例如，公路边的监测点，不仅应该检测北京现有的NO2、SO2、PM10，还应该在此基础上增加对NO(X)以及PM2.5的检测，同时对这些污染物进行有侧重点的分析。让民众可以有针对性地把握空气质量的整体状况和细节状况。

（二）拓展信息的系统性

在公布污染物及监测点的基础上，应引入与城市空气质量相关的其他系统信息。可以参照加州，在指标公布的同时，有充分的链接信息能够让公众明白每个指标的含义，同时建立指标与病理的联系，特别是易感人群在怎样的空气质量情况下会出现哪些状况。进一步可以引入环保小贴士，正如加州空气质量网站的设计，将宣传教育手段与信息公开直接相结合起来。

（三）提高信息公开的用户友好性

信息公开的目的之一就是在让公众获得清晰信息的同时，对信息进行理解并予以反馈。建立一个用户友好的城市空气质量信息公开平台，日报信息必不可少，但同时还必须有用户自主查询信息的机制。加州建立了用户了解空气质量信息的最基础门户，其查询内容简单清晰，不仅仅使用表格，还有地区示意图及折线图的形式为用户清晰阐释了各个地区的污染情况。北京可以从此角度出发，在信息的同时考虑系统和信息给公众带来的阅读感受，这对信息公开也有着重要的意义。

空气的性质篇3

人类文明的发展伴随着对自然环境的破坏，特别是工业革命之后，世界各国都发展到了一个新的水平，但是工业革命所带来的不仅是人类社会飞速的发展，更伴随着对于自然环境更大的破坏。自从工业革命之后，大气，森林，海洋，土壤都不同程度的受到了工业革命的破坏，而这其中对于人们影响最大的就要数对大气的污染了，一直到现在，大气污染仍然是一个十分严峻的问题。为了使人们的日常生活可以正常进行，气象部门对于空气污染程度进行准确的报告，以便于控制空气污染程度就显得尤为重要。因此，一定要严格的对空气质量进行检测，并对空气污染数据进行建模。

关键词：

空气污染；监测；建模

近年来，随着我国工业企业的迅猛发展，人们的生活水平逐渐提高，人们也越来越重视空气质量和居住环境，但是，在经济迅猛发展的同时，各种不断发展的企业也给环境造成了巨大的破坏，使得我国的空气质量大幅度下降，在我国的大部分地区都出现了不同程度的雾霾天气，给人们的生活带来了许多负面的影响，因此，治理空气污染就成为了人们热议的话题。但是，要治理空气污染，必须要先做好对空气污染的监测和建模工作。通过对空气污染的监测数据进行建模，从而根据监测数据，对污染环境的工业进行整治，最终提高空气质量。

1浅谈空气污染监测

1.1空气污染监测的必要性

人类社会的发展一直都伴随着对自然环境的破坏，这带来了严重的环境污染问题，主要表现在水污染严重、空气质量下降、森林面积减小三方面上，其中，空气质量下降是对人们影响最为广泛的，例如：pm2.5、二氧化硫等可吸入颗粒物以及有害气体可以进入人体，对人的消化道以及肺造成较大的损害，而悬浮在空气中的颗粒物会使空气能见度降低，严重威胁人们的出行安全。由此可见，空气污染问题已经严重影响到了人们的正常生活，因此，必须要治理空气污染，而要治理空气污染，就必须对空气质量进行监测，这样才能对空气质量有较深入的了解，相关部门才能正确做出决策，选择正确的方法来改善空气污染的现状。

1.2空气污染监测的现状

建国以来，我国一直致力于发展工业，综合国力水平大幅度提高，但是却严重的污染了环境。为了改善环境污染，我国已经颁布了一系列的环保条例，并将环境监测作为环境保护的一项基础工作，形成了较全面的监测范围，具有很强的专业性。目前，我国已经在各地方设立了环境监测站，引进了先进的仪器设备对空气污染进行监测。主要是对环境空气进行监测，测定空气中污染物的成分、含量等信息，并通过这些信息对空气环境质量进行评价。现阶段，我国的空气污染监测主要分为环境空气污染源监测、环境空气质量监测、特定目的应急监测等三种，在整体的环境监测上并没有漏洞，但是由于采取的一些监测手段，设备等较为落后，导致监测结果不够准确，因此，需要采取一些更为科学的监测措施进行弥补，同时还要加快对监测技术的革新。

1.3加强空气污染监测的方法

空气污染监测与人们的生活密切相关，所以做好空气污染监测工作是极为重要的。工作人员首先要做的是明确监测内容，当对空气污染源进行监测时，主要监测的是烟尘、粉尘、二氧化硫等物质；当对空气质量进行监测时，主要监测的是二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、可吸人悬浮颗粒物等物质。其次，工作人员要对所使用的仪器进行定期的护理，防止因设备出现故障而导致无法收集数据或监测结果出现偏差。除此之外，监测工作的准确度还取决于使用设备的先进程度，所以环境检测站的工作人员要注意引进先进的空气污染监测仪器和空气质量分析设备，使得工作人员可以及时地总结出空气污染指数及相应的空气质量等数据，这样才能切实加强空气污染监测工作的准确度。

2空气污染数据建模的概述

2.1空气污染数据建模的必要性

首先，对空气污染数据建模是对空气污染监测工作的补充，因为一组空气污染数据只能代表该地区在某一时间的空气质量，而不能反映出在接下来一段时间的变化趋势以及对周边地区的影响，但是空气总是相对流动的，每个地区的空气质量变化都会对其他地区的空气质量造成影响，这就体现了对空气污染数据建模的重要性。科学、合理的进行建模会大大的提高空气质量检测工作的效率，建模得到的数据也能在很大程度上反映出一大片区域在近些时间段内的空气质量变化。这样虽然在前期的工作量会加大，但是在建模之后，就会大大减少监测工作的工作量。

2.2空气污染数据建模的注意事项

空气污染数据建模是一项复杂的工作，需要考虑多方面不同的因素，这其中最应该注意的是要明确空气污染监测的监测对象，空气污染监测主要包括污染源对环境影响的监测和城市环境空气质量的监测，这两种应该分开进行讨论，如果是前者，建模所考虑和调查的主要因素就是污染源，从污染源出发讨论对空气造成的影响；如果是后者，应当监测的数据就变成了空气质量，通过对空气质量的监测，探讨该片地区污染物的分布规律，从而进行治理。除此之外，还要确定污染源的状况，不同的污染源应该采取不同的方式进行建模工作，相关人员应该事先调查清楚污染源的状况和分布，确保建模工作的顺利进行。

2.3空气质量监测点的选取原则

合理地选择空气质量监测点是空气污染建模工作的重中之重，不同的监测点应当具备不完全相同的地质地形条件，每个监测点都应当由其代表性，例如：不同的污染源、不同的海拔高度、不同的土壤条件等等，只有把所有的情况都考虑进去，建模的结果才会更加准确。除此之外，还需要考虑建模工作的实际情况，如果只是间实行的进行监测，就需要多设置一些监测点，防止出现偶然情况，使得建模结果出现较大的偏颇；如果是要进行长期的监测，就少设置一些监测点，毕竟过多的监测点会消耗掉大量的人力物力。工作人员应当充分考虑监测点的选取，形成一个覆盖全地区的监测点网，更好的完成空气质量监测工作。

3结束语

空气质量监测工作的重要性不言而喻，我国的空气质量监测工作虽然也在迅猛发展，但是其中还是存在着或多或少的问题，这些问题的存在使得工作人员对于空气质量的预报总是不那么准确，但是，相信当空气质量的监测部门做好空气质量监测与建模工作以后，我国的空气质量预报的准确度会逐步提升，只有这样，环境保护部门才能有针对性的采取一定措施来治理空气污染，使得我国的空气污染程度得到控制，人们的生命安全得到保障。

参考文献

[1]李希灿,程汝光,李克志空气环境质量模糊综合评价及趋势灰色预测系统工程理论与实践,2013(4)56-58.

空气的性质篇4

关键词：空气质量指数；气象条件；相关性；逐步回归

中图分类号X16文献标识码A文章编号1007-7731（2017）14-0161-05

Abstract：Basedontheobservationaldataofthedailyairqualityindex（AQI）andthemeteorologicalelementsinChuzhouCityin2015，therelationshipbetweenthecharacteristicsofairqualitychangeandthemeteorologicalconditionsinChuzhouCitywasanalyzed.Theresultsshowthatcomparedwiththepreviousyear，theairqualityinChuzhouin2015hasnotbeeneffectivelyimproved，andthetrendoffurtherdeterioration.Airqualityforthehighestlevelofthehighestfrequency，followedbymildpollution，themainpollutantstoPM2.5-based.ThereweresignificantdifferencesinseasonalAQIandobviousseasonalvariationcharacteristics.TheAQIwasthehighestinwinterandthefluctuationrangewasthehighest.ThesummerAQIwasthelowestandthefluctuationrangewasthesmallest.AQIwassignificantlycorrelatedwithmeanpressure，meantemperature，dailyminimumtemperature，dailyrangeoftemperature，meanwindspeed，dailyprecipitationandAQIofthedaybefore.TheAQIregressionequationbasedonmeteorologicalelementshasagoodeffectontheoveralltrendandaveragestatefittingofAQIthroughouttheyear，buttheabilitytofittheextremevalueisinsufficient.

Keywords：Airqualityindex（AQI）；Meteorologicalcondition；Correlation；Stepwiseregression

城市空气质量与气象条件密不可分[1-4]，国内学者对空气质量时空分布特征[5]、空气污染指数节气分布[6]、空气污染变化特征[7]、首要污染物浓度变化[8-9]与气象要素的关系进行了研究，不同城市空气质量特征分析具有一定的共性，但地区差异也很明显[10]。

作为南京都市圈主要成员和皖江城市带承接转移示范区重要一翼，滁州市自2008年开启“大滁城建设”，随着城市规模与GDP总量的快速增长，城市空气的污染问题也日益突出。2016年5月12日，因环境质量未得到有效改善，环境执法力度亟待加强，滁州市被国家环保部点名通报。目前，针对滁州市的空气质量变化与气象条件关系的研究尚属空白，本文主要分析了2015年滁州市空气质量指数（AQI）[11-12]与主要污染物变化特征，并探讨AQI与气象要素之间的关系，为滁州市AQI预测及大气污染防治提供一定的参考。

1资料与方法

1.1资料来源自2015年1月1日起，滁州市环境监测站（监测点分别位于市老年大学、监测站和市人大宾馆）执行新的环境空气质量标准[11]，监测并空气质量指数（AQI）[12]代替原有的空气污染指数（API）[13]。2015年滁州市空气质量日报（逐日AQI、首要污染物、各污染物日均浓度）由滁州市环境保护局提供；2009―2014年滁州市空气质量月报来源于滁州市环境保护局数据中心；2015年对应时段的气象资料来源于滁州国家基本气象站地面观测数据。

1.2分析方法根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012），依AQI数值将城市空气质量划分为6级（见表1）。AQI是定量描述空气质量状况的无量纲指数，空气质量分指数IAQI是单项污染物（PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3）的空气质量指数，AQI=max{IAQI1，IAQI2，…，IAQIn}。AQI大于50时，IAQI最大的污染物为首要污染物，若IAQI最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物，IAQI大于100的污染物为超标污染物。AQI与各污染物浓度月平均值为全月日值平均，数据分析使用SPSS18.0软件。

2结果与分析

2.1空气质量时间分布特征

2.1.12015年空气质量概况图1为2015年1月1日至12月31日，滁州市不同空气质量类别所占日数的百分比，由图1可见，滁州市2015年出现频率最高的空气质量等级为二级良，占年总日数的58.4%；其次为三级轻度污染，出现频率为20.8%；再次为一级，出现频率为13.7%；中度污染、重度污染出现频率分别为5.5%、1.6%；2015年未出现严重污染，优良空气质量等级占年总日数的比率（也称为空气质量达标率）为72.1%。年平均AQI为85.5，峰值为258，出现在10月16日。首要污染物主要为PM2.5，全年出现272d，其次为PM10、NO2，出现日数分别为41d、6d，可见造成2015年滁州市大气污染的主要因素是细颗粒物PM2.5。

图2为2009―2015年滁州市空气质量达标率变化，由图2可见，2009―2015年平均空气质量达标率为90.5%，2009―2012年滁州市空气质量达标率较为稳定，保持在96%以上，2013―2014年达标率降至85%左右。2015年滁州市空气质量达标率再次出现明显下降，与2014年相比，降幅为15.0%，其中空气质量类别为优的比率下降5.8%；与2009―2014年均值相比，空气质量达标率降幅达到21.5%。由此可见，随着城市的快速发展，空气污染问题逐步显现，与环保部通报相符，2015年滁州市空气质量未能得到有效改善，还有进一步恶化的趋势。

2.1.2AQI月变化特征运用SPSS18.0软件对2015年滁州市各月AQI进行方差分析（见表2），结果显示，F分布的观测值为9.686，对应的概率ρ值小于0.001，所以认为，在显著性水平为0.01的前提下，2015年滁州市各月AQI存在显著差异。

图3为2015年滁州市AQI月平均值和标准差变化，由图3可知，2015年各月平均AQI均在50以上，其中1、2、5、10、12月这5个月份月平均AQI超过年均值，为污染高发月份，其中5月和12月空气质量类别为优的日数均为0。AQI最大值出现在12月，达到126.9，空气质量最差，月空气质量达标率仅为32.3%，1月次之，AQI为106.9；3月AQI最低，为62.3，空气质量最好，月空气质量达标率达到96.8%，7―9月AQI较低且变化平缓。比较各月平均AQI的标准差可以发现，12月标准差最大，其次是10月、1月；3月标准差最小，其次是9月、8月，这与AQI的变化趋势基本一致，即AQI较大时，空气质量变化幅度大，AQI较小时，空气质量相对比较稳定。

2.1.3AQI季节变化特征对2015年滁州市四季AQI进行方差分析（见表3），结果显示，F分布的观测值为18.530，对应的概率ρ值小于0.001，所以认为，在显著性水平为0.01的前提下，2015年滁州市四季AQI存在显著差异。

图4为2015年滁州市四季AQI平均值和标准差变化，从图4可以看出，滁州市AQI有明显的季节变化特征，春、夏、秋、冬四季AQI平均值分别为77.3、72、83.9、109.3，冬季AQI平均值最高，夏季AQI平均值最低，这说明2015年滁州市冬季空气质量最差，其次是秋季和春季，夏季空气质量最好。从AQI的标准差变化也可以看出，AQI在夏季变化波动最小，春季、秋季次之，冬季波动最大，与四季AQI的变化趋势一致。滁州市冬季并无集中供暖，AQI却呈现出冬季最高，夏季最低的态势，其原因可能是冬季大气层结较稳定，静稳天气多，大气污染物不易扩散[14]，而夏季对流旺盛，降水增加，利于污染物的扩散和沉降。

2.2AQI与气象条件的关系

2.2.1AQI与气象要素相关性分析利用滁州国家基本气象站观测数据分析2015年逐日AQI（2015年1月2日至2015年12月31日）与气象要素的相关特征，选取的气象要素包括平均气压、平均气温、日最高气温、日最低气温、气温日较差、平均相对湿度、平均风速、日降水量以及前一日AQI，分析结果如表4所示。由表4可知，AQI与平均气压、平均气温、日最低气温、气温日较差、平均风速、日降水量以及前一日AQI在0.01水平上均显著相关。其中，AQI与前一日AQI相关系数达到0.651，呈显著的正相关关系，说明空气质量变化存在累积和稀释的过程，具有一定的延续性[15]。AQI与平均气压显著正相关，说明气压对AQI有显著的负效应，即气压越高，AQI越高，空气质量越差。这是由于高压系统控制下大气层结相对稳定，污染物不易扩散；当低压系统控制时，近地面污染物随空气辐合上升，易于扩散，降低污染物浓度[16]。AQI与平均气温显著负相关，说明气温对AQI有显著的正效应，即气温越高，AQI越低，空气质量越好。这是因为气温越高，近地面对流活动越强，大气层结越不稳定，污染物易于扩散[16]。这与2015年滁州市空气质量的季节变化特征相符，夏季空气质量最好，冬季空气质量最差。AQI与平均风速显著负相关，说明风速对AQI有显著的正效应，即风速越高，AQI越低，空气质量越好。这是由于大风天气有利于污染物扩散，降低污染物浓度，提高空气质量；当风速较小时，污染物因扩散条件差易累积，影响空气质量[16]。AQI与日降水量显著负相关，说明降水对AQI有显著的正效应，即降水量越高，AQI越低，空气质量越好。这是因为降水对空气中的污染物有冲洗、溶解等作用，有利于污染物湿沉降，可在一定程度上减少近地面污染物浓度[16]。

2.2.2基于气象要素的AQI回归方程建立与拟合效果检验选取与AQI显著相关的气象要素（平均气压、平均气温、日最低气温、气温日较差、平均风速、日降水量）以及前一日AQI共7个因子作为自变量，以AQI为因变量Y，进行多元线性逐步回归分析[17-18]，建立基于气象要素的AQI回归方程，拟合效果最好的回归方程（1）如下：

为检验回归方程的拟合效果，利用方程（1）对2015年（1月2日至12月31日）滁州市AQI进行拟合，并与AQI观测数据进行对比，如图5所示，回归方程的拟合值与AQI实测值变化基本一致，拟合效果较好。对两组数据的统计量进行分析，观测数据的平均值为85.53，最大值258，最小值24，标准差为39.097；拟合数据的平均值为85.20，最大值198，最小值-11，标什钗28.920。由此可见，观测数据的波动幅度明显大于拟合数据，回归方程对全年AQI的总体变化趋势和平均值拟合效果较好，但对极值的拟合能力较差，拟合结果更趋于平均。

3结论与讨论

（1）2015年滁州市空气质量达标率为72.1%，与上年相比，下降15%；与2009―2014年均值相比，降幅达到21.5%，空气质量未得到有效改善。空气质量为良的等级出现频率最高，占年总日数的58.4%，其次为轻度污染，出现频率为20.8%。首要污染物主要为PM2.5，全年出现272d，是造成2015年滁州市大气污染的主要因素。

（2）2015年滁州市年平均AQI为85.5，最大值为258，出现在10月16日。各月AQI存在显著差异，12月平均AQI最高，均值为126.9；3月平均AQI最低，为62.3，AQI均值越高，该月空气质量变化幅度越大，空气质量越不稳定。四季AQI也存在显著差异，有明显的季节变化特征，冬季AQI均值最高，波动幅度最大，夏季AQI均值最低，波动幅度最小。

（3）相关性分析表明，AQI与平均气压、气温日较差、前一日AQI显著正相关；与平均气温、日最低气温、平均风速、日降水量显著负相关。其中，AQI与前一日AQI相关系数达到0.651，说明空气质量的变化存在累积和稀释的过程，具有一定的延续性，空气质量指数预报需考虑这一因素。基于气象要素建立的AQI回归方程对全年AQI的总体变化趋势和平均状态拟合效果较好，但对极值的拟合能力不足，甚至出现不符合逻辑的负值，回归方程需进一步优化，选取更多的气象要素，并结合近地面与高空天气形势进行分析，提高拟合效果。

（4）受资料限制，滁州市环境监测站自2015年1月1日起，才开始监测并AQI数据，本研究仅对2015年一年的AQI进行分析讨论，样本数量有限，建立的回归方程存在局限性。本研究未对PM2.5、PM10、NO2等主要污染物浓度的时空分布规律及其与气象条件的关系展开深入研究，未来可结合新增数据样本，进一步开展分析探讨，为滁州市大气污染防治工作提供有力参考。

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空气的性质篇5

关键词空气质量指数；时间变化；影响因子；河南郑州

中图分类号X823文献标识码A文章编号1007-5739（2015）14-0213-03

StudyonTemporaryChangesandItsImpactingFactorsofAtmosphericQualityinZhengzhouCity

ZHENGJing-gang

（SchoolofUrbanPlanningLandscaping，XuchangUniversity，XuchangHenan461000）

AbstractBasedonthedetecteddataofnationalenvironmentalstation，thedailychanges，andmonthlychangesofatmosphericqualityindexfromJanuarytoDecemberin2014wereanalyzed，andthecorrelationofPM10，PM2.5，SO2，NO2，COandatmosphericqualityindexwerediscussed.Theresultsshowedthattherewasdifferentfrequencypollutantprocessineachmonth.Thedaysofatmosphericqualityindexmorethan100were25and24daysthatisrecordedinNovemberandJanuary，nextto21daysinOctoberandDecember.Incontrast，only5dayswererecordedinJuly.TherewasasignificantlinearcorrelationofPM10andPM2.5atmosphericqualityindex.However，therewerenotsignificantcorrelationofSO2，NO2andatmosphericqualityindex.Moreover，therewassignificantexponentialfunctioncorrelationofCOandatmosphericqualityindex.

Keywordsatmosphicqualityindex；temporalchanges；impactfactors；ZhengzhouHenan

空气质量指数是定量描述空气质量状况的无量纲指数[1]，参与空气质量评价的主要污染物有PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO。空气质量按照空气质量指数大小分为6级，即0～50、51～100、101～151、151～200、201～300和大于3006档，与空气质量的优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染6个类别相对应，指数越大，级别越高，表明空气污染越严重，对人体的健康危害越大[2]。

围绕城市空气质量与影响因子研究，国内外学者做了大量研究。Jamie等[3]通过对英国5个城市的研究，确定了城市密度与其生态环境指标之间的关系。Gretchent等[4]通过对亚特兰大12种空气污染物的长期监测，分析了各类空气污染物所承担的健康风险率之比的各种误差，以及与其真值之间的关系。茆长荣等[5]研究了合肥市2001―2003年PM10的时空分布特征，分析了的PM10形成原因及影响因素。王伟武等[6]认为，杭州市空气中的SO2、NO2、O3浓度受人为的生产、生活和交通的不同程度的影响，其中，地表温度、城镇建设用地比例、人口密度、道路比例是影响SO2、NO2、O3浓度分布的重要因子。王岩等[7]分析了聊城市超标污染物与交通流量之间的关系，研究结果表明，PM10浓度与交通量有较高的相关性，而CO浓度与交通量无显著相关性。

近年来，随着经济的快速发展，郑州市的人口和城市规模迅速增加，其大气环境污染也日益加剧。李钢等[8]运用灰色预测建立了GM模型，预测了郑州市未来3年PM10、SO2、NO2浓度的变化趋势，他们认为，郑州市未来空气主要污染物为PM10，城市空区污染属典型煤烟型污染。薛帅征等[9]研究了2009―2012年郑州市空气质量的季节变化规律，结果表明，郑州市空气质量夏季最好，秋、春季次之，冬季最差。

本文以国家环保总站的监测数据为基础，分析了2014年1―12月郑州市空气质量指数的日变化、旬变化和月变化规律；同时，采用单因素评价法，研究了郑州市PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO与空气质量的相关性，并构建了其数学模型，以期改善郑州市大气环境质量提供科学依据。

1资料与方法

1.1研究区概况

郑州市位于河南省中部偏北，地理位置为东经112°42′～114°14′，北纬34°16′～34°58′，北临黄河，西依嵩山。郑州市属暖温带大陆性气候，其特点是春季多风，冷暖多变；夏季炎热多雨，水热同期；秋季清爽，日照充足；冬季干燥，风多雨少。全年主导风向SSE，冬季主导风向WNW。年平均气温14.4℃，7月最热，平均气温27.3℃，1月最冷，平均气温0.2℃，年平均降雨量为640.9mm，无霜期220d，全年日照时间约2400h，全市总面积7446.2km2，市区面积1010.3km2，全市总人口697.7万人，中心城区人口322万人。

1.2研究方法

郑州市2014年1―12月每日大气的PM10、SO2、NO2、CO浓度数据来源于国家环保总站，每日空气质量指数和PM2.5浓度数据由当日环保总站提供的小时浓度计算其平均值获得。

2结果与分析

2.1郑州市空气质量日变化

以天数为横轴，以郑州市1―12月每日空气质量指数为纵轴，绘制了郑州市1―12月空气质量指数逐日变化曲线（图1）。

1月空气质量指数大于100的天数达到了24d，1月共出现了4次污染过程，分别是4―11日、13―19日、22―24日和26―31日。2月空气质量指数大于100的天数为20d，2月出现了4次污染过程，分别是1―3日、7―8日、12―17日和19―27日，1―3日的污染过程虽然较短，但空气质量指数却高达200，明显高于7―8日的135。3月空气质量指数大于100的天数为16d，先后发生了6次污染过程，即1―4日、9―10日、13日、16―19日、25―26日和29―31日。虽然9―10日和25―26日的污染时间都持续了2d，但前后2次的污染程度差异显著，9―10日的空气质量指数日均值为124，而25―26日的空气质量指数日均值高达195，二者相差了71。4月空气质量指数大于100的天数为20d，先后出现了6次污染过程，即1―5日、7―10日、12―13日、15―18日、20―22日和29―30日。其中，12―13日的污染最严重，空气质量指数日均值高达157。5月空气质量指数大于100的天数为13d，先后出现了3次污染过程，即1日、18―22日、25―31日。6月空气质量指数大于100的天数为15d，先后出现了3次污染过程，1日、6―11日、13―19日和30日。7月空气质量指数大于100的天数为5d，共出现了2次污染过程，6―7日的污染过程持续2d，空气质量指数日均值为114，13―15日污染过程持续3d，其空气质量指数日均值为122。8月空气质量指数大于100的天数为8d，先后经历了4次污染过程，即1―2日、9―11日、14日和18―19日。9月空气质量指数大于100的天数为9d，先后经历了3次污染过程，即1日、7―10日和24―27日。10月空气质量大于100的天数为21d，先后经历了3次污染过程，即3―11日、17―26日和29―30日，其中，3―11日的污染过程持续了9d，其空气质量指数日均值高达188，17―26日的污染过程持续了10d，其空气质量指数日均值为165，29―30日的污染过程虽然只持续了短短2d，但空气质量指数也高达185。11月空气质量大于100的天数为25d，先后经历了4次污染过程，即1日、4―6日、9―11日和14―30日，其中14―30日的污染过程持续了17d，空气质量指数日均值高达214，在此过程中，21日、22日2d的空气质量指数分别达到400和412，空气污染程度达到严重污染等级。12月空气质量大于100的天数为21d，先后经历了5次污染过程，即2―3日、6―10日、14―15日、18―20日和23―31日，其中23―31日的污染过程持续了9d，其空气质量指数日均值高达183。

2.2郑州市空气质量月变化

为了研究郑州市空气质量的月变化规律，计算了郑州市2014年1―12月各月空气质量指数的日平均值，绘制了郑州市1―12月空气质量月变化曲线，如图2所示。可以看出，郑州市1―12月空气质量月变化可以划分为3个阶段，即缓慢下降、相对稳定和急剧上升。其中，1―7月为缓慢下降阶段，空气质量指数由1月165下降为7月的86，月均下降幅度约为11；7―9月3个月空气质量指数无显著变化，其月均值为85；9―11月为急剧上升阶段，空气质量指数由9月的84上升到11月的170，上升幅度高达86；与11月相比，12月的空气质量指数又有所下降。同时，1月、2月、11月3个月的误差棒明显高于其他月份，变异系数分别高达45%、47%和50%，显著高于7月的22%。

2.3郑州市空气质量影响因子分析

为了进一步阐明影响郑州市空气质量的主要大气污染成分，我们采用单因素评价法，研究了郑州市2014年1―12月空气质量指数的日均值与其PM10、PM2.5、CO、NO2和SO2的相关性（图3）。研究结果表明，PM2.5、PM10与空气质量指数呈极显著线性相关，其相关方程分别为：

Y=0.8755X-21.027R2=0.9666

Y=1.053X+19.816R2=0.8508

式中，Y分别为PM2.5和PM10浓度，X为空气质量指数。

CO和NO2与空气质量指数呈显著性相关，其相关方程分别为：

Y=1.0173e0.0043XR2=0.5307

Y=23.461Ln（X）-61.828R2=0.4172

式中，Y分别为空气中的CO和NO2浓度，X为空气质量指数。

SO2与空气质量指数相关性不明显，其相关方程为：

Y=0.7775X0.7963R2=0.2674

式中，Y为空气质量指数，X为空气中的SO2浓度。

3结论与讨论

研究结果表明：2014年1―12月，郑州市每月均有不同次数的污染过程出现，其中，1月、11月空气质量指数大于100即轻度污染出现的天数最多，分别为25、24d，其次为10月、12月的21d，再次为2月、4月的20d，7月轻度污染出现的天数最少，仅为5d。由此认为，造成这种结果的原因可能主要与气候有关。1月正值郑州市的冬季，燃煤集中供暖增加了空气中的颗粒物及SO2、NO2等污染气体浓度，导致空气污染严重。10月是河南的秋收季节，郑州市及其周边地区农作物的秸秆焚烧必然会加剧郑州市的空气污染。而7月正值盛夏，由于郑州市气候为典型的雨热同季，7月的频繁降雨在很大程度上改善了郑州市的大气环境质量。该结论与薛帅征等[9]的研究结果相一致。

郑州市1―12月空气质量的月变化可划分为缓慢下降、相对稳定和急剧上升3个阶段。其中，1―7月为缓慢下降阶段，7―9月为相对稳定阶段，9―11月为急剧上升阶段。

郑州市1―12月空气质量指数的日均值与其PM10、PM2.5、SO2、NO2、和CO的相关性研究结果表明，PM10、PM2.5与空气质量指数呈极显著线性相关，CO和NO2与空气质量指数呈显著相关，而SO2与空气质量指数相关性不显著。由此可见，影响郑州市空气质量的主要污染物是PM2.5和PM10，该结论与李钢等[8]提出的郑州市城市污染属典型的煤烟型污染相一致。因此，如果想从根本上改善郑州市的空气质量，必须首先调整能源产业结构，降低燃煤取暖的比重，减少大气颗粒物排放；其次，采取有力措施，将作物秸秆回收处理，进行生物质能深度开发利用，逐步改善郑州市周边地区的大气环境质量。

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空气的性质篇6

【关键词】环境空气质量自动监测质量管理研究

环境空气质量自动监测系统是一个包括多项内容的综合性系统，能够实现对环境空气质量的自动监测，以便于能够及时的了解我国环境空气质量，及时的进行管理与控制。本文首先从我国目前环境空气质量自动监测系统现状出发进行了分析，然后研究并且提出了环境空气质量自动监测质量管理研究体系，希望能够确保我国环境空气质量自动监测系统的有效运行。

一、环境空气质量自动监测系统的发展现状分析

随着科学技术水平的不断提高，环境空气质量自动监测系统取得了一定的发展，我国已经有多个地区实现了环境空气质量自动监测。但是，随着环境空气质量自动监测系统的不断发展，一些问题开始逐渐暴露出来。

（一）环境空气质量自动监测质量管理力度不够

虽然环境空气质量自动监测系统已经初显成效，但是，环境空气质量自动监测质量管理力度还不够，缺乏有效的监测管理手段，环境空气质量自动监测管理人员自身专业技能水平不强，不能有效的解决监测过程中出现的问题，从而使得环境空气质量监测数据不够准确，不能及时的传递环境空气质量信息。

（二）环境空气质量自动监测体系不健全

环境空气质量自动监测体系还不够健全，还没有建立起全国统一的质量监测体系。许多环境空气质量自动监测部门，缺乏相应的监测管理设备，许多比较先进的环境空气质量自动监测方法还不能有效的得到使用，从而使得监测技术不够规范，监测结果不够准确。

（三）环境空气质量自动监测方法和手段不够成熟

由于许多环境空气质量自动监测机构缺乏相应的技术设施，从而使得监测数据不准，业务水平不高，不能及时的发现环境空气问题，并及时的得到解决。除此以外，我国的环境空气质量自动监测方法以及手段都不够成熟，不能及时的应对各种问题，一些原有的环境空气质量监测方法还没有及时的更新，从而不能有效的确保数据的准确性。

二、环境空气质量自动监测质量管理有效方法

（一）不断建立与健全环境空气质量自动监测管理体系

我国要根据实际情况，不断建立与健全环境空气质量自动监测管理体系，积极构建出从国家到各个具体区域的全方位自动监测体系，从而形成一套比较完整的监测质量控制体系，以确保我国环境空气质量自动监测系统的有效运行。我国还要建立起相应的仪器设备管理体系，对仪器设备的购买、验收、保存、使用以及日常维护过程都要实行控制，严格规范仪器设备的操作步骤及其操作方法，确保设备处于正常运行状态，从而确保环境空气质量监测数据的准确性。

（二）不断完善环境空气质量自动监测管理规章制度

只有建立起完善的环境空气质量自动监测管理规章制度，才能确保监测的准确性。为此，我国要不断完善环境空气质量自动监测管理规章制度，明确各个部门的运行机制及其责任分工，明确对各个环节的要求以及相应的惩罚机制，真正做到有章可循。除此以外，还要完善环境空气质量自动监测远程控制系统，以便能够实时监督环境空气质量状况，降低人为因素对环境空气的影响。

（三）不断改革环境空气自动监测体制机制

环境空气质量自动监测体制机制一定要不断的进行改革，确保环境空气监测数据真实可靠。国家环境空气监测应该由监测总部门进行直接管理，监测数据也应该由国家和地方共享，地方环境空气监测部门要根据地区实际情况建立起本区域内的环境空气质量监测体系，可以由省级环境空气监测机构进行直接管理，但是，不管是国家环境空气监测还是地方环境空气监测体系，都应该统一按照全国统一的环境空气自动监测标准进行技术规范。与此同时，还应该加强对社会运营机构的管理工作，要明确各运营机构的具体工作内容和工作要求，建立起日常监督检查机制，逐步规范社会运营机构的运营行为。

（四）加强对环境空气自动监测管理人员的培训工作

环境空气自动监测管理人员是环境监测过程中的一个重要环节，为此，一定要加强对环境空气自动监测管理人员的培训工作。要不断探索并且建立起环境空气自动监测管理人员奖惩制度，规范管理人员的行为，让他们都能够明确自己的责任，做好自己的工作，确保环境空气自动监测质量。所有环境空气自动监测管理人员应该积极参加相应的教育和培训，不断提高自身能力，以便能够解决各种问题，确保环境空气质量自动监测质量。

（五）加大环境空气质量自动监测管理和惩处力度

环境空气质量自动监测管理部门要加大监管力度，对于监督检查过程中发现的不规范行为一定要及时的进行上报和惩处，对一些虚假捏造监测数据人员依法追究刑事责任，对一些多次提醒屡教不改的人员要进行开除，或者是多次整理改革都不到位的机构要终止与他们的合作，只有这样，才能起到警示和教育作用，从而真正确保监测数据的准确性，确保环境空气质量自动监测体系能够正常运行。

三、结束语

综上所述，本文通过对环境空气质量自动监测系统现状出发进行了分析，然后提出了相应的环境空气质量自动监测管理措施，希望能够真正确保自动监测系统的有效进行，确保监测数据的准确性，以便能够及时的了解和评估我国环境空气质量，及时的制定环境空气控制策略，实现对环境空气质量的有效管理。

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