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1、不同城市空气质量及其成因探究,组员：陈红 陈天元 陈兴伟 孙东峰,PM2.5（细颗粒物）,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒，也称为可入肺颗粒物。 PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响很大。 PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。（化学燃烧过程）,PM10（可吸入颗粒物）,把空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。 由于飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害；又由于它能在大气中长期飘
2、浮，易将污染物带到很远的地方，导致污染范围扩大，同时在大气中还可为化学反应提供反应床。 可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行驶的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。（机械过程）,SO2,大气中的二氧化硫即来自人为污染又来自天然释放。 天然源的二氧化硫主要来自陆地和海洋生物残体的腐解和火山喷发等。 人为源的二氧化硫主要来自化石燃料的燃烧。,AQI（空气质量指数）,空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、
3、臭氧、一氧化碳等六项。,四城市PM2.5月变化、日变化对比,石家庄pm2.5含量连月居高不下、起伏明显；三亚、拉萨处于低水平，变化不大。,四城市PM10月变化、日变化对比,四城市SO2月变化、日变化对比,四城市AQI月变化、日变化对比,影响大气污染物浓度的因素,城市功能定位,城市工业现状对比,石家庄 吉林 三亚 拉萨,石家庄,全市规模以上工业企业2537家，共有37个工业门类。 其中主要包括皮革毛皮羽毛绒及其制品业（废水）、黑色金属冶炼及压延加工业（废气、废水、固体废物、噪声）、医药制造业（废气、废水、地下水污染）、非金属矿物制品业（废气）、纺织业（废水）、化学原料及化学制品制造业（废气、废水
4、）、石油加工和炼焦业（废气、烟尘）、通用设备制造业（废气、废水）。,石家庄市工业分布图,石家庄市工业分布图,吉林：我国重要的老工业基地,通过产业布局的调整,初步形成了江北、 九站、江南、哈达湾四大工业集中区。,吉林市,吉林市工业分布图,三亚：企业主要包括文化产业、旅游产业、动漫产业，基本无高污染的能源产业。 拉萨：拥有一个工业区，三个工业园；旅游产业 企业主要包括印刷业、农产品加工业、畜牧业。,三亚市工业分布图,拉萨市工业分布图,石家庄,石家庄市地处中低纬度亚欧大陆东缘，临近太平洋所属渤海海域，属于温带季风气候。太阳辐射的季节性变化显著，地面的高低气压活动频繁，四季分明，寒暑分明，雨量集中于夏
5、秋季节。干湿期明显，夏冬季长，春秋季短。 石家庄的PM10污染浓度与风速成U形分布曲线,即当风速偏小或当风速超过某一临界值时,PM10浓度普遍偏高。下面分两种情况加以说明: (1) 小风,仅考虑周边有沙尘时的情况。当地面风速较小且气象条件不利于污染物稀释扩散时,在适当的高空风的作用下,周边上游地区的沙尘等污染物经平流输送和沉降,在近地层造成污染物积聚,在本地形成浮尘、霾等能见度较差的重污染天气。 (2) 大风,当风速较大时,可将上游的沙尘输送到本地上空,同时大风将本地大量的地表灰尘、沙粒带到空中,两者叠加,在本地部分地区产生沙尘暴、扬沙天气,造成PM10浓度的迅速升高。,吉林,吉林地区属大陆性
6、季风气候区,在全国干湿气候分区中,地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增,降水自东向西递减。 春季较短,干燥多风;夏季西太平洋副热带高压常与东南移动的贝加尔湖的冷空气交汇于此,温热多雨。秋季天高气爽,日夜温差大;冬季漫长,在强大的蒙古高压控制下,气候寒冷而干燥。具有四季分明,雨热同季,干湿适中的气候特征。,吉林市地形平坦,风速较高。夏季,东南风盛行,也有渤海补充的湿气过境。秋季,可形成持续数日的晴朗而温暖的天气,温差较大,风速较春季小。 风速在每年 4 个季节当中与空气中颗粒物浓度相关性最显著，其次是温度和能见度，降水量只有在夏季才与颗粒物浓度相关较好。风速和颗粒物浓度的关系先体现为
7、负相关，但达到一定阈值时，变化成为正相关关系。 浓度的变化主要由于人类活动的规律性，再加之偶尔出现的逆温现象和大风天气等的影响。夏季颗粒物浓度变化不大， 人类活动的规律性对其的影响依然存在， 但污染物水平和垂直扩散条件较好。 吉林冬季气温低，取暖燃煤造成大气污染是PM10的浓度显著增加。且冬季易出现逆温,地面风速也很小,PM10停留在低层大气很小的空间范围内,难以得到迅速的扩散和迁移,使其浓度增大。,吉林,三亚,三亚地处低纬度，属热带海洋性季风气候区，年平均气温25.7C，气温最高月为6月，平均28.7C；气温最低月为1月，平均21.4C。全年日照时间2534小时。年平均降水量1347.5MM
8、。素有“天然温室”之称。,拉萨,拉萨地处西藏中部稍偏东南，雅鲁藏布江中上游北部及其支流拉萨河流域及西北地区，高原温带半干旱季风气候。 拉萨PM10浓度季节差异表现明显。这是由于冬季,早晚气温较低，大气层结较稳定,空气对流弱、湍流小,易出现逆温,地面风速也很小,PM10停留在低层大气很小的空间范围内,难以得到迅速的扩散和迁移,使其浓度增大。春季早晨气温偏低,大气层结较稳定,逆温出现次数较多。而且春季天气干燥,植被还未完全返青,易出现扬沙或沙尘天气,使得PM10质量浓度增大。夏季气温偏高,大气处于不稳定状态,空气对流活动强,不易出现逆温,有利于PM10质量扩散迁移,并且夏季(68月)雨水相对较多,
9、对空气的净化作用明显,空气质量较好。进入秋季(911月)PM10质量浓度有一个明显的升高趋势,一直到冬季的1月份达到年内最高值。总体来讲拉萨市的PM10浓度季节性变化规律明显。,城市中气溶胶质量密度与观测时的气象要素关系密切,如气温、气压、相对湿度、风速风向等都会对大气颗粒物的稀释和扩散产生影响,各种因素共同作用于这一复杂过程,但往往在特定条件下,某种因子起主导作用,其它因子起协同作用其中,相对湿度、风速、气温是影响大气污染程度的主要气象因子;PM10浓度与相对湿度呈较好的负相关,与风速在冬季呈较好的负相关,除夏季气温与PM10浓度呈正相关外,其它季节呈负相关。PM10污染物浓度都有较好的负相
10、关关系,即降水量增加、温度升高、相对湿度增大、风速增加(PM10除外)会导致污染物浓度减小。根据季节差异计算的相关系数表明,污染物浓度与降水量、相对湿度基本呈现负相关;与温度、日照时数的正、负相关随着污染物以及季节的不同而有所不同,与风速相关不显著。,拉萨,各类地形对大气污染的影响,西高东低，地貌呈阶梯式分布 -以石家庄为例 四面环山，拦截效应明显 -以吉林为例 临海地区，海洋性气候影响 -以三亚为例 河谷地形，高原大气环流影响 -以拉萨为例,石家庄,石家庄位于河北省中南部，地处山西台背斜和河滩台向斜的过渡地带, 市域跨太行山地和华北平原两大地貌单元。地貌类型复杂多样, 有中山、低山丘陵、盆地
11、和平原, 而且分布集中连片, 错落有序. 由井陉县西南边缘的中山、低山向东下降为丘陵, 而后由一系列山麓坡积裙和洪积扇共同组成山麓坡积洪积平原, 逐渐过渡为洪积冲积扇平原, 地貌类型组合呈阶梯状分布. 这些特定的地理因素，使石家庄的大气污染面临严峻的挑战。由于东南风的作用，石家庄上空的可吸入颗粒物和其他污染物质随风西移，当遇太行山脉的阻挡后，又转向东移，返回原地。而与此类似，当刮西北风的时候，由于太行山脉这一巨大的屏障，使西北风被拦截在山西境内，一些污染物质也无法被刮走，而只能继续停留在石家庄的上空。,石家庄地形,由于东南风的作用，石家庄上空的可吸入颗粒物和其他污染物质随风西移，当遇太行山脉的
12、阻挡后，又转向东移，返回原地。 当刮西北风的时候，由于太行山脉这一巨大的屏障，使西北风被拦截在山西境内，一些污染物质也无法被刮走，而只能继续停留在石家庄的上空。,吉林,吉林市位于长白山区向松辽平原过渡地带，由于不同时期的大地构造运动，地势由东南向西北逐渐降低，形成中山山区低山丘陵区峡谷湖泊区河谷平原区四大地貌景观。中心城市四面环山，当各种大气污染物随季风漂移时，会起到阻挡的作用，使得污染物不易扩散出去。,吉林地形,三亚,三亚的地形从陵水北边进入三亚，背面是连绵起伏的山川，其城市趋势是南高北低。城市的地域发展是狭长，东西长，是91公里，南北厚度是51公里。独特的地形，构成了三亚城市的特色，就是山
13、、海、河、城四位一体。山就是连绵起伏的从亚龙湾开始的，以西是靠山。进入乐东，到崖城，北边是山，南面是丘陵地带。 三亚受海风，尤其是大量的台风影响，污染物可以得到很好地扩散。,三亚地形,拉萨,拉萨地区位于雅鲁藏布江中游北部及其支流拉萨河流域。 地形地貌是典型的河谷地形，属藏南山原宽谷，特征是山峦重叠，山高坡陡，沟谷纵横，沟深谷狭。具体表现为西部高、东部低，北部高、南部低。 受地形和高原大气环流影响，拉萨市空气稀薄，气压低；太阳辐射强，日照时间长；气温低，昼夜温差大；降雨量少，湿度低；与、旱季分明，冬春季干旱少雨，多大风等特点。大气污染物分布与雨、旱季有较好的相关性。 当前拉萨市大气中SO2含量极低，是因为拉萨目前工业化程度低，燃煤锅炉和用煤量少所致。,拉萨地形,文化传统对空气质量的影响,中华民族有着几千年的历史，传承下来的节日集中体现着不同地区 不同族群的特殊文化，特别是全国各族人民都要庆祝除夕佳节（1.31）、 元宵（2.14）、拉萨的藏历新年（3.1）等盛大的节日庆典活动，如烟 花鞭炮的燃放，无疑对城市空气质量有着重大的影响。,结语 新型城市化建设的道路还很漫长，经济发展的过程，污染在所难免，全面推进新一轮空气污染综合整治行，还城市一片蓝天，还需要我们迎难而上，积极探索治理大气污染新思路，达到经济与环境的双赢。,Thank you !,