畢業(yè)論文-南陽市大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀、預(yù)測及防治對策研究

1、PAGE 11編號：08009110221南陽師范學(xué)院2012 屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目： 南陽市大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀、預(yù)測 及防治對策研究 完 成 人： 班 級： 2008-02 學(xué) 制： 4 年 專 業(yè)： 地理科學(xué) 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012-03-31 目 錄摘要(1)0引言(1)1南陽市大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀(2)1.1南陽市大氣環(huán)境污染季節(jié)變化分析(2)1.2南陽市大氣環(huán)境污染綜合分析(4)2南陽市大氣環(huán)境污染的預(yù)測(6)2.1大氣環(huán)境污染預(yù)測方法(6)2.2南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量的變換趨勢(7)3南陽市大氣環(huán)境污染的對策(9) 3.1 南陽市大氣環(huán)境污染原因分析(9) 3.2

2、南陽市大氣環(huán)境污染的對策(9)4結(jié)語(10)參考文獻(10)Abstract(11)第11頁 (共11頁)南陽市大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀、預(yù)測及防治對策研究 摘要: 根據(jù)南陽市環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測結(jié)果，運用空氣綜合污染指數(shù)法對南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量進行評價。從近幾年南陽市的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀出發(fā)，采用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法對大氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢進行分析,剖析了南陽市大氣污染的主要原因, 并從科技、經(jīng)濟、行政等方面找出相應(yīng)改善大氣污染的對策,為防治大氣污染提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞: 大氣環(huán)境污染；現(xiàn)狀；變化趨勢; 對策建議0引言南陽市位于河南省的西南部，北靠伏牛山、東扶桐柏山、西依秦嶺、南臨漢江、三面環(huán)山，海

3、拔高度在72.2米至2212.5米之間。地理坐標位置為東經(jīng)1105811349，北緯32173348。南陽地勢呈階梯狀，山區(qū)、丘陵、平原面積大體各占三分之一, 屬亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候, 位于我國南北氣候和東西高度過渡帶, 四季分明, 光照充足, 雨量充沛, 河流密布, 氣候宜人。年平均氣溫14.415.7，年降雨量在3001100毫米之間，年主導(dǎo)風(fēng)向東北風(fēng), 次主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng), 年平均風(fēng)速為1.72.1 m / s, 年平均氣壓為1001.41001.9hpa，無霜期220240天，年平均日照時數(shù)2047小時。近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，南陽市已初步形成：油堿化工、機械電子、裝備制造、電力能源、冶

4、金建材、紡織、中醫(yī)藥、光電和汽車零部件等產(chǎn)業(yè)。但在經(jīng)濟增長的同時，中心城區(qū)的建設(shè)框架逐漸加大,市區(qū)人口快速增長，工業(yè)迅猛發(fā)展，污染物的排放也隨之增多。那么如何控制污染改善城市大氣環(huán)境狀況，這成了最值得我們關(guān)注的問題。本文通過對近幾年環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的分析，對南陽市大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及變化進行分析，同時提出了改善大氣環(huán)境質(zhì)量的對策。1 大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀近年來南陽市環(huán)境監(jiān)測站分別對大氣中的二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等項目進行監(jiān)測, 采用中晟泰科1000系列空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng), 對城市空氣質(zhì)量進行連續(xù)自動監(jiān)測。其中, 二氧化硫采用紫外熒光法監(jiān)測, 二氧化氮采用化學(xué)發(fā)光法監(jiān)測, 可吸入顆粒

5、物采用射線法監(jiān)測1。二氧化硫(SO2 )、二氧化氮(NO2 )、可吸入顆粒物(PM10 ) 評價標準執(zhí)行環(huán)境空氣質(zhì)量標準( GB3095- 1996)二級標準2, 采用環(huán)境空氣平均綜合污染指數(shù)(P)、污染負荷系數(shù)(fi)、進行評價。平均綜合污染指數(shù)(P)是用來評價環(huán)境空氣狀況的重要指標。1.1 南陽市大氣環(huán)境污染季節(jié)變化分析根據(jù)南陽市環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，我們分別對二氧化硫( SO2 ) 、二氧化氮( NO2 ) 、可吸入顆粒物( PM10 )均值濃度進行分析；圖 1 二氧化硫濃度月變化由圖示可知：二氧化硫濃度月均最低值0.023 mg /m3，最高值0. 064 mg /m3, 高峰值出現(xiàn)在12月，

6、除12月外其他月份變化不大。總的來說：冬季污染最重，秋季次之，春、夏季污染較輕。各點位月均值都達到環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準。圖 2 二氧化氮濃度月變化由圖示可知：全年二氧化氮濃度月均最低值0.020 mg /m3，最高值0.032mg /m3，相對于二氧化硫濃度各月份間有波動，10月到12月濃度較高, 較低值出現(xiàn)在7、8月份, 季節(jié)變化為秋冬季較高, 春夏季較低。圖 3 可吸入顆粒物月變化由圖示可知：全年可吸入顆粒物濃度最低值0.081 mg /m3, 最高值0.125 mg /m3，10月最高，較低值出現(xiàn)在7、8、9月份，相對波動較大。 污染程度為秋冬季較重, 春夏季較輕。綜合分析可知：南陽市環(huán)

7、境空氣質(zhì)量季節(jié)變化規(guī)律為秋冬季春夏季。造成這種現(xiàn)象的主要原因有:（1）由于南陽市冬季寒冷, 冬季取暖期大量燃煤造成煤煙污染；（2）南陽是一個農(nóng)業(yè)市，秋季農(nóng)民大量的焚燒秸稈也加劇了空氣的污染；（3）南陽市降雨集中在夏季，同時夏季植被茂盛空氣易得到凈化, 所以質(zhì)量最佳。秋冬季節(jié)干旱少雨，空氣得不到及時洗滌、凈化。 污染源分散、面廣, 且靜風(fēng)率高, 不利于污染物擴散, 空氣污染最重。 1.2 南陽市大氣環(huán)境污染綜合分析 研究中通常采用空氣綜合污染指數(shù)法對大氣環(huán)境質(zhì)量進行評價3，對南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量評價則選擇南陽市中的3種主要污染物，即二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物作為評價指標，其計算公式如下：P=

8、 （1） pi= （2）式中: P 空氣綜合污染指數(shù); pi 第i項空氣污染物的分指數(shù); Ci 第i項空氣污染物的平均濃度值;Si 第i項空氣污染物的環(huán)境質(zhì)量標準限值;n 計入空氣綜合污染指數(shù)的污染物項數(shù)。 評價標準采用環(huán)境空氣質(zhì)量標準( GB309521996 修正版) 中的年均濃度值二級標準，所得空氣綜合污染指數(shù)對照城市空氣質(zhì)量等級分級方法4(表1) 。表1 城市空氣質(zhì)量等級分級方法 等級 1 2 3 4 5 6綜合污染數(shù)6污染狀況良好較好輕污染中污染重污染嚴重污染首先，按照優(yōu)化布點原則，我們在中心城區(qū)設(shè)置3個有代表性的采樣點位, 設(shè)置條件和采樣技術(shù)條件執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和國家有關(guān)標準的

9、規(guī)定。采樣點位見表2。表2 環(huán)境空氣監(jiān)測點位編號 位置 功能區(qū)1#市區(qū)內(nèi)二類區(qū)2#市區(qū)西北二類區(qū)3#市區(qū)西南二類區(qū)注: 二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)。通過對各個監(jiān)測點的二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物的監(jiān)測研究，我們得出如下數(shù)據(jù)。表3 南陽市建成區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量評價 測點 二氧化硫 二氧化氮 可吸入顆粒 P值 級別描術(shù) Pi fi Pi fi Pi fi 1#0.52 0.260.35 0.181.13 0.560.67良2#0.50 0.27 0.36 0.200.96 0.530.61良3#0.43 0.270.26 0.170.89 0.560.53良市區(qū)0.

10、48 0.270.32 0.180.99 0.550.60良污染負荷排序 2 3 1 圖4 主要污染物負荷比綜合分析可知：南陽市空氣綜合污染指數(shù)(P值)為0.60, 質(zhì)量級別為良好。市區(qū)3個測點空氣質(zhì)量均為良。環(huán)境空氣三項主要污染物中, 可吸入顆粒物是首要污染物, 其次為二氧化硫, 南陽市建成區(qū)污染特征仍以煤煙型為主。據(jù)統(tǒng)計資料分析，南陽市廢氣及煙塵、粉塵排放量所占比重較大的行業(yè)分別是電力行業(yè)和非金屬礦物制造業(yè)(含水泥制造業(yè))。南陽電廠、南陽卷煙廠、天冠企業(yè)集團、普康集團等數(shù)十家大型企業(yè)的燃煤廢氣排放量較大,是主要污染源。此外，個體浴池、居民爐灶和飲食爐灶中使用原煤者仍占不小比例，基本無消煙除

11、塵設(shè)備且遍布整個城區(qū)，煤炭燃燒后的廢氣、煙塵未經(jīng)處理直接無組織排放于空氣中,得不到很好的擴散，造成總懸浮顆粒物濃度有部分超標現(xiàn)象。2 大氣環(huán)境污染的預(yù)測2.1 大氣環(huán)境污染預(yù)測方法對大氣環(huán)境質(zhì)量進行預(yù)測能為環(huán)境污染的防治與治理提供保障。要對城市大氣環(huán)境進行預(yù)測，首先要弄清城市的大氣污染源。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口的膨脹，污染源結(jié)構(gòu)不斷變化，城市大氣污染源日益嚴重。污染源可分自然污染源和人為污染源。自然污染源由自然現(xiàn)象和特定的自然地理環(huán)境所致、如沙塵(暴) 、花粉、局地揚塵等; 人為污染源中最主要的就是工業(yè)污染, 它排量大, 污染物為小顆粒物、二氧化硫等無機物和一些有機物,對人體危害較大。其次為汽車

12、污染,汽車排放的主要成分除二氧化碳外, 還有鉛、氮氧化合物等對人體危害極大的物質(zhì)。第三類污染源為居民生活污染,主要是居民冬季取暖煤煙污染為主,還生活垃圾的排放。第四類為城建等污染,主要為塵埃。影響大氣擴散的因素有風(fēng)、湍流、溫度結(jié)層和大氣穩(wěn)定度等5。復(fù)雜的地形影響局地動力和熱力場，如風(fēng)場、水平溫度場等，所以城市的地理環(huán)境條件極大地影響大氣污染物的擴散。常見的預(yù)測方法有許多，如：2.1.1 Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法 該方法一般至少要采用四個期間的數(shù)據(jù)，通過給出的時間周期和相應(yīng)的大氣環(huán)境污染物均值濃度，運用公式計算出秩相關(guān)系數(shù)3。通過對算得的秩相關(guān)系數(shù)的正負，以及其絕對值同Spearman秩相

13、關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值WP的進行比較來預(yù)測大氣環(huán)境的變化。2.1.2 高斯模式計算法 高斯模式的坐標系是把排放口在地面上的投影點作為原點；X軸正向沿平均風(fēng)向水平延伸，左側(cè)為正；Y軸在水平面上垂直X軸；Z軸垂直于水平面，向上為正。煙流中心的平均路徑沿X軸或平行于它移動。那么，可以通過公式來計算下風(fēng)向任一點的污染物濃度6。2.1.3 灰色預(yù)測法 大氣環(huán)境是多因素多層次的復(fù)雜系統(tǒng)，各因素間相互制約、相互影響7。大氣污染也是由多種因子綜合作用的結(jié)果，灰色預(yù)測法把大氣環(huán)境視為灰色系統(tǒng)，污染物則是在一定范圍內(nèi)變化的灰色量，根據(jù)GM（1,1）模型來研究大氣污染的趨勢。2.1.4 箱式模式計算法 它常用于區(qū)域

14、下墊面和封閉地形條件下的大氣污染物濃度的預(yù)測8。假定區(qū)域在混合層以下的氣層中污染物混合均勻，污染源定常，沿區(qū)域場區(qū)長度方向的平均速度不隨時間變化，不及擴散物質(zhì)的化學(xué)變化，由公式計算大氣污染平均濃度。2.2 南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量的變換趨勢 根據(jù)近年來對南陽市大氣中二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物的年際濃度變化，我們可以對南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢有所了解。通過對二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物各項指標數(shù)據(jù)變化的分析，有助于我們實施有效的措施來改善大氣的質(zhì)量。大氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢分析采用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法。該方法一般至少應(yīng)采用四個期間的數(shù)據(jù)。具體方法是: 給出時間周期Y1 Yn, 和其

15、相應(yīng)數(shù)值C (即月均值、季均值或年均值C1 Cn ), 將C 從大到小排列好。秩相關(guān)系數(shù)的計算公式如下:rs = 1-6di2N3- N di = Xi - Yi式中di-變量Xi 和變量Yi 的差值;Xi 周期1到周期N 按相應(yīng)的值從小到大排列的序號;Yi按時間順序排列的序號。將秩相關(guān)系數(shù)rs 的絕對值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中(見表4)的臨界值WP 進行比較。當rs WP 則表明變化趨勢有顯著意義: 如果rs是負值, 則表明變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢; 如果rs是正值, 則表明變化呈上升趨勢或加重趨勢; 當rs WP 則表明變化趨勢沒有顯著意義, 說明變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。表4 秩相關(guān)系

16、數(shù)rs 的臨界值(WP) N 5 6 7 8 9 10 12 14 0.050.90.8290.7140.6430.60.5640.5060.456 0.110.9430.8930.8330.7830.7460.7120.645 N1618202224262830 0.050.4250.3990.3770.3590.3430.3290.3170.306 0.10.6010.5640.5340.5080.4350.4650.4480.432注: 表中0.05、0.1為顯著性水平(單側(cè)檢驗)通過對近年來南陽市區(qū)的二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物等項目的年際變化的分析，我們得出如下表5所示結(jié)論：表5

17、 南陽市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量年度表年份 SO2 NO2 PM10 平均綜合 空氣質(zhì)量 首要/ (mg/m3) / (mg/m3) / (mg/m3) 污染指數(shù) 評價 污染物2005年0.040 0.0350.114 0.75 良好 PM102006年 0.045 0.0350.112 0.80 良好 PM102007年 0.034 0.0300.097 0.64 良好 PM102008年 0.024 0.0210.099 0.55 良好 PM102009年 0.029 0.0260.099 0.60 良好 PM10rs -0.8 -0.8-0.5 -0.8 由表可知：秩相關(guān)系數(shù)rs 均為負值, 且在

18、0.05置信度水平下rs WP, 年均值變化比較穩(wěn)定; 平均綜合污染指數(shù)有所下降, 污染程度基本不變。2005 年、2006年二氧化硫、二氧化氮及可吸入顆粒物年均值明顯較高,同時可吸入顆粒物年均值超標； 2007 - 2009年各污染物含量穩(wěn)中有降，可吸入顆粒物年均值均達標, 說明南陽市建成區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量有所改善, 大氣環(huán)境質(zhì)量基本穩(wěn)定, 持續(xù)保持在良好水平，首要污染物依然是可吸入顆粒物，我們應(yīng)加大強度使污染物含量降至最低。3 大氣環(huán)境污染的對策3.1 南陽市大氣環(huán)境污染原因分析 對于南陽市大氣環(huán)境的污染，主要從自然因素和人為因素兩方面進行分析。自然因素方面表現(xiàn)在：南陽市雨量充沛但降雨夏季集中

19、，春、冬、秋偏少，夏季植被茂盛空氣易得到凈化，質(zhì)量最佳。但其他時候空氣得不到及時洗滌、凈化，同時靜風(fēng)率高, 不利于污染物擴散, 空氣污染相對嚴重。人為因素表現(xiàn)在：（1）隨著經(jīng)濟的發(fā)展，南陽市的工、礦、電力企業(yè)等也在迅速發(fā)展，由此對煤炭的需求也日益增多，煤煙排放量也逐漸增大；（2）近幾年，隨著人們生活水平的提高，公路上行駛的車輛也隨之增多，而汽車尾氣的排放對大氣環(huán)境的污染起一定作用；（3）南陽是一個農(nóng)業(yè)大市，耕地面積大，每到農(nóng)忙過后，大量秸稈的處理成了一大難題，而農(nóng)民大量的焚燒秸稈無疑加重了南陽市的大氣環(huán)境污染狀況。此外,個體浴池、餐飲業(yè)、居民爐灶等基本無消煙除塵設(shè)備，煤炭燃燒后的廢氣、煙塵未經(jīng)

20、處理直接無組織排放于空氣中，得不到很好的擴散，造成總懸浮顆粒物濃度有部分超標現(xiàn)象。3.2 南陽市大氣環(huán)境污染的對策從南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及演變趨勢預(yù)測來看,大氣環(huán)境質(zhì)量趨向好轉(zhuǎn), 建成區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量基本穩(wěn)定, 持續(xù)保持在良好水平, 這與我市近年來不斷加大大氣污染防治力度密不可分。但隨著南陽市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)的加快, 能源消耗量將大幅增加，大氣環(huán)境污染的治理依然是重中之重。為了能更好的改善環(huán)境空氣質(zhì)量, 讓人民群眾呼吸清潔的空氣, 建議應(yīng)從以下幾個方面努力:（1）加強對燃煤工業(yè)企業(yè)的管理，改造以耗煤為主的生產(chǎn)工段。改善能源結(jié)構(gòu), 發(fā)展清潔能源。逐步以氣代煤。加強對市區(qū)內(nèi)小作坊式燃煤大灶

21、的監(jiān)督管理, 調(diào)整燃料結(jié)構(gòu), 實行清潔生產(chǎn), 減少煙氣污染。從而減少煙塵、廢氣排放量, 改善環(huán)境質(zhì)量，確保大氣污染物排放量控制在區(qū)域總量控制指標內(nèi)10。（2）加強城市汽車尾氣監(jiān)管, 禁止超標排污車輛上路行駛。加強宣傳力度，鼓勵出行多乘公交車，或者根據(jù)時間來限制私家車的出行，這樣不但減少了危機的排放還緩解了交通壓力。改善城區(qū)道路, 推行清潔燃料和綠色交通, 減少尾氣污染。（3）加強油煙廢氣整治工作，同時國家應(yīng)大力發(fā)展電力事業(yè)，降低電費，引導(dǎo)城市居民進行廚房革命，以減輕生活煤灶對大氣污染；（4）加強環(huán)境教育, 增加環(huán)保意識，加強對焚燒秸稈的管理力度，找到合理利用秸稈的新方法。（5）搞好城市綠化是防

22、治城市大氣污染的重要生物措施。綠色植物是天然的空調(diào)器，義務(wù)衛(wèi)生防護員。為此政府應(yīng)制止對綠化的侵占；新建項目時，在留足綠地面積的同時，必須留足綠化資金。（6）以增強城市的可持續(xù)發(fā)展能力為根本出發(fā)點, 通過優(yōu)化工業(yè)布局, 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 改善能源構(gòu)成, 控制污染排放。構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 發(fā)展低能耗、低污染和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。4 結(jié)語經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口的急速膨脹，能源的消耗也突飛猛漲，由此帶來的環(huán)境壓力越來越重。但在這樣的情況下，通過南陽市領(lǐng)導(dǎo)及人民的共同努力，南陽市大氣環(huán)境質(zhì)量在平穩(wěn)中趨向好轉(zhuǎn)。但是，我們?nèi)孕枥^續(xù)努力在發(fā)展經(jīng)濟的同時不忘自己的環(huán)保事業(yè)。在經(jīng)濟上合理優(yōu)化工業(yè)布局，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，

23、把南陽建設(shè)成為一個經(jīng)濟強大環(huán)境宜人的城市。參 考 文 獻1 國家環(huán)境保護總局、空氣和廢氣監(jiān)測分析方法編委會.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法M . 第四版. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2003.2 國家環(huán)境保護總局、國家技術(shù)監(jiān)督局. GB3095 - 1996環(huán)境空氣質(zhì)量標準 S . 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2002.3 河南省環(huán)境監(jiān)測中心. 河南省環(huán)境質(zhì)量報告書編寫技術(shù)導(dǎo)則(暫行) . 河南: 河南省環(huán)境監(jiān)測站, 20044 鄒長武, 熊建秋. 大氣環(huán)境質(zhì)量分析與評價研究的新進展J . 四川環(huán)境,2002 ,21 (3) :17 - 19 ,35.5 劉景良.大氣污染控制工程M.中國輕工業(yè)出版社，2002.1.6 日橫山長之，北林興二，足力芳寬.于春普譯.大氣環(huán)境評價方法M，1982.1.7 肖井坤, 殷佩海. 大氣環(huán)境質(zhì)量評定的灰色聚類模式J . 大連海事大學(xué)學(xué)報, 2000 ,26 (1) :84 - 88 ,91.