天津市空气质量变化趋势及主要影响因子分析.doc

天津市空气质量变化趋势及主要影响因子分析＊ 潘 琳 齐 庚 申 ＃ 王 伟 孙 宝 盛 （天津大学环境科学与工程学院 ，天 津 ３０００７２） 摘 要 空气质量作为重要的环境问题 ，影响着城市人口健康和经济发展 。 利 用 天 津 市 环 境质量各种年报资料 ，综 合 运 用 灰 色 聚 类 、关联模型对天津市空气质量现状 、影响因素做出分析 。 结 果 表 明 ，天 津 市 整 体 空 气 质 量 呈 上 升 趋 势 ，２００４ 年后灰色聚类结果 均 为 二 类 ，且一类聚类系数在逐渐增大 ；空气质量的变化是多种因素共同作 用 的 结 果 ，天 津市工业废 气 排放及能源消耗为最主 要 的 影 响 因 素 ，城市绿化水平与年空气质量达标率有很强的相关性 ，而 汽 车 尾 气 、集中供 热 等其他因 素 的作 用也在一定程度 上 影 响空气 质 量 。 最后提出改善天津市空气质量的建议 ，包括控制工业废气排放 、调整产业结构及能源结构 、有效控制汽车尾气及集中供热 、加 大资金投入及管理等 。 关 键 词 空 气 质 量 灰 色 聚 类 灰 色 关 联 影 响 因 子 城 市 空 气 质量受到越来 越 多 人 的 关 注 ，国 内 外 在 环 境 空 气 质 量 管 理 方 面 也 采 用 了 多 种 方 法 ，例 如 ： 空 气 污 染 指 数［１］、模 糊 综 合 评 价［２］、物 元 分 析［３］、主 成 分 分 析 、层 次 分 析［４］等 ，对 空 气 质量的预测多集中 在 神 经 网 络［５－７］、非 线 性 运 算［８］和 灰 色 系 统 方 面 ，各 种 方 法 的 相 互 结 合 和 补 充 ，使 预 测 精 度 不 断 提 高 。 研 究 表 明 ，城 市 空 气 质 量 是 由 自然过程和人类排放 共 同 决 定 的 ，不 仅 气 象 条 件 对 空气污染浓度影响很 大［９，１０］，各 种 人 类行 为 促使 空气 污染源增加也给城 市 空 气 质 量 带 来 巨 大 的 压 力［１１］。 空 气 质 量 影响着人口健 康 和 城 市 发 展 ，对 其 进 行 整 体 分 析 具 有 重 要 意 义 。由 于 所 获得的环境空气 数 据 是 不 完 全 的 ，可 以 将 其 视 为 灰 色 系 统 ，笔 者 采 用 灰 色 理 论 分 析 天津市空气质 量的关键影响因子 ，以 期为 天津 市空气污 染总量的控制与消减提供依据 。 空 气 质 量 分 为 ３ 个 灰 类 ，对 聚 类指标进行无量纲处 理 后进行聚类分析 。 影 响 因 子 分 析 １．３ 分 别 将 ＳＯ ＮＯ ＰＭ ２、 ２、 年 均 值 以 及 年 空 气 质 量 １０ 达 标 率作为参考序列 Ｘ ，各 影 响 因 素 序 列 记 为 ， Ｘｉ ０ 将 与参考序列呈负相关 关 系 的 影响 因 素 序 列 进 行 倒 数 化 算 子 变 换 ，记 为 ＸｉＤ，参 考 序 列 与 影 响 因 素 序 列 在ｋ 时 刻 的 关 联 系 数 为ε（ｋ），则 第ｉ 列 相 关 因 素 的 关 联 度（γ ）为 ： ｉ ｍ １ γｉ ＝ ｍ ∑ε（ｋ） （１） ｋ＝１ 式 中 ：ｍ 为 时 间 点 总 数 。 根据关联度的排序 ，找 出 影 响 较 大 的 因 子 。 结 果 分 析 ２ 空气质量年际变化评价 根 据 空 气污染物浓度变化 （见 图 １），天 津 市 空 气 质 量 整 体 呈 现 上 升 趋 势 。２００１—２００８ 年 ，每 年 全 市 空气质量达到或优于 二 级 的 天 数 呈 逐 年 递 增 。 全 市 空 气 中 ＰＭ１０ 年 均 值 除 在 ２００６、２００９ 年 有 小 幅 波 动 外 ，其余年份均逐年下降 ，年 均 值 为０．０８８～０．１６７ ｍｇ／ｍ３，２００１—２００６ 年 未 达 到 ＧＢ３０９５—１９９６ 二 级 标 准 ，２００７—２００９年 达 标 。 全 市 ＳＯ２ 年 均 值 变 化 分 ２个 阶 段 ，２００１—２００５ 年 ，年 均值表现为上升 态 势 ， ２００１年 年 均 值 为０．０５４ ｍｇ／ｍ３，２００５ 年 达 到 近 年 来 ２．１ 分 析 方 法 １ 数 据 来 源 采 用 ２００１—２００９ 年 天 津 市 环 境 状 况 公 报 中 ＳＯ２ 、ＮＯ２ 、ＰＭ１０ 年均值以及年空 气 质量 达标率 作 为 主 要 分 析 对 象 ，其 相 关 影 响 因 素 年 际 值 全 部 来 源 于 天 津 市 环 境 状 况 公 报 、《天 津 统 计 年 鉴 》和 《天 津 年 鉴 》。 １．１ 空 气 质 量 评 价