山东省城市区域空气污染的时空变化特征研究

发布时间：2017-09-19 03:43

  本文关键词：山东省城市区域空气污染的时空变化特征研究

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【摘要】：随着工业化、城市化进程的快速推进,社会生产经营活动的日益增多,城市生态环境压力与日俱增。能源结构分配不合理、化工企业污染源排放、机动车尾气污染等一系列现象应运而生,城市区域内的大气污染源和空气污染物不断增加,导致全国性雾霾天数增多、各种呼吸道疾病患者数量急剧上升,空气污染问题日趋严重,制约并冲击着城市的可持续发展。当前,空气污染问题已得到国内外学者的广泛重视,研究城市空气质量问题,有利于准确掌握城市空气污染现状,为加强空气污染防治、提高城市环境质量提供可行性建议。本文以山东省17城市为研究对象,时间跨度为2013年12月1日至2015年11月30日,数据源为6种常见大气污染物浓度PM2.5、PM10、SO2、CO2、CO、O3的日均浓度值,主要研究内容及研究结果如下：(1)通过分析首要污染物的时空变化规律,得到首要污染物的组成比例中,PM2.5、PM10、O3所占比例较高,是影响城市空气质量的关键性因子,从而确定将PM2.5、PM10、O3作为城市空气质量评价指标。(2)本文以山东省17城市研究时段内的AQI均值为数据基础,探究山东省城市空气质量的特征规律。最终得到各城市AQI空间差异性显著,AQI值由西部内陆城市向东部沿海城市逐渐减小,空气质量由差转好。AQI季节性变化规律为,夏季AQI值最低,空气质量最优,冬季AQI值最高,空气污染最严重,春秋季节AQI值差异较小,17城市的总体季节变化规律较为一致。(3)基于17城市AQI(空气质量指数)值,运用系统聚类方法,最终将山东省城市划分为6类城市区域,运用单因素方差分析对分类结果进行验证,得到6类区域的分类结果是合理的。通过统计每个城市区域不同污染级别的天数,得到6类城市区域空气质量由优到劣排名依次为鲁东1类城市、鲁东2类城市、鲁北城市、鲁南城市、鲁中城市、鲁西城市。(4)按照山东省17城市分类结果,在确定好空气质量评价指标的基础上,进步分析6类城市区域PM2.5、PM10、O3的时空分布特征,得到：空间范围内,PM2.5、PMlo浓度分布规律与AQI值的分布规律一致,浓度值由高到低排列为：鲁西城市、鲁中城市、鲁南城市、鲁北城市、鲁东2类城市、鲁东1类城市；03空间浓度分布特征与AQI值的分布特征存在差异性,浓度值由高到低排列为：鲁东1类城市、鲁北城市、鲁中城市、鲁东2类城市、鲁南城市、鲁西城市。时间分布特征为：6类城市PM2.5、PM1o季节分布规律与AQI季节分布规律一致,浓度较高值出现在冬季,浓度较低值出现在夏季；PM25、PM10高值月份主要分布在12月至翌年3月,浓度低值主要集中在6月-9月；O3季节变化特征与AQI存在差异性,其季节曲线大体呈“M”型,浓度高值主要出现在5—8月,浓度低值月份为12月至翌年2月；总体看来,山东省大多数城市PM25、PM10、O3的季节、月份浓度呈逐年降低趋势,空气质量整体向好。(5)在研究山东省城市空气污染时空变化规律的基础上,探究城市空气质量的影响因素,得到影响PM2.5、PM10、03浓度的主要气象因子是平均温度和气压另外,地理位置、产业结构、机动车尾气排放、冬季采暖也是影响城市空气质量的重要因素。
【关键词】：山东省 城市区域 空气质量 系统聚类分析 时空变化
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X51
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 研究背景与意义16-18
• 1.1.1 研究背景16-18
• 1.1.2 研究意义18
• 1.2 研究内容、思路与创新点18-21
• 1.2.1 研究内容18-19
• 1.2.2 研究思路19-20
• 1.2.3 研究创新点20-21
• 第二章 城市空气污染理论研究21-26
• 2.1 城市空气污染21-22
• 2.1.1 城市空气污染的概念21
• 2.1.2 城市空气污染的危害21-22
• 2.2 国外城市空气污染研究22-24
• 2.3 国内城市空气污染研究24-26
• 第三章 城市区域空气污染评价方法26-35
• 3.1 空气质量指数法26-27
• 3.1.1 空气质量指数的确定方法26
• 3.1.2 首要污染物的确定方法26-27
• 3.2 构建城市区域空气质量指标体系27-33
• 3.2.1 首要污染物空间分布特征27-28
• 3.2.2 首要污染物季节分布特征28-32
• 3.2.3 空气质量评价指标的选取32-33
• 3.3 聚类分析法33-34
• 3.4 单因素方差分析34-35
• 第四章 山东省城市区域空气污染特征35-61
• 4.1 山东省城市概况35-36
• 4.2 数据的来源与处理36-37
• 4.2.1 空气质量指标数据36
• 4.2.2 气象指标数据36-37
• 4.3 城市区域划分及区域空气污染规律分析37-61
• 4.3.1 AQI时空分布特征37-41
• 4.3.1.1 AQI空间分布特征37-38
• 4.3.1.2 AQI季节分布特征38-41
• 4.3.2 基于AQI的山东省城市聚类分析41-44
• 4.3.3 山东省城市区域空气时空分布特征44-59
• 4.3.3.1 城市区域空气质量现状44-48
• 4.3.2.2 城市区域污染物空间分布特征48-50
• 4.3.2.3 城市区域污染物时间分布特征50-59
• 4.3.4 本章小结59-61
• 第五章 空气质量影响因素分析61-68
• 5.1 气象因素对空气质量的影响61-63
• 5.2 地理位置对空气质量的影响63-64
• 5.3 产业布局对空气质量的影响64-66
• 5.4 其他因素对空气质量的影响66-68
• 第六章 措施与建议68-70
• 第七章 结论与展望70-73
• 7.1 主要结论70-71
• 7.2 研究不足与展望71-73
• 参考文献73-80
• 附录80-98
• 后记98-99
• 攻读学位期间参与课题与发表论文99

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本文编号：879304