影响哈尔滨市空气质量因素分析

王红梅（黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150025）

1 概述

大气是人类赖以生存的基础物质，并且对植物生长、天气、气候等与地球相关的一切都有影响。城镇化进程的加快和工业的快速发展，是城市空气质量呈现出明显的下降趋势，为实现经济建设和人居环境的和谐持续发展，对于城市空气质量进行预测和有效控制是非常重要的。

2 空气污染主要指标的变化趋势分析

2.1 可吸入颗粒物

根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果，绘制哈尔滨市区PM10的月均浓度变化趋势见图1。哈尔滨市2006-2010年度可吸入颗粒物（PM10）月均浓度变化趋势可见图1。由图可知，近五年可吸入颗粒物（PM10）月平均浓度均在国家二级标准值附近波动，在每年的11月至2月的冬季取暖期，平均浓度都会高于国家二级标准，并且在每年的1月份达到全年的峰值，在每年的3月至10月期间，其平均浓度接近或略低于国家二级标准。在2006-2010年期间，可吸入颗粒物（PM10）月平均浓度基本能够维持在0.1 mg/m3左右，总体达到国家二级标准。

2.2 二氧化硫

根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果，绘制哈尔滨市区SO2的月均浓度变化趋势见图2。图2展示了哈尔滨市区的月均浓度。从图2可见，2006-2010年间哈尔滨市区的SO2月平均浓度均在国家二级标准值附近波动，在每年的12月至1月的冬季取暖期，平均浓度一般会高于国家二级标准，在每年的2月至11月期间，平均浓度都会低于或接近国家二级标准。2006-2010年期间其月平均浓度基本平稳维持在0.044mg/m3左右，总体达到国家二级标准。

图1 哈尔滨市PM10月均变化图

图2 哈尔滨市SO2月均变化图

2.3 二氧化氮

根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果，绘制哈尔滨市区NO2的月均浓度变化趋势见图3。图3是哈尔滨市区的NO2月均浓度变化图。从图3可见，2006-2010年间哈尔滨市区的NO2月平均浓度除个别月份之外均低于国家二级标准，2006-2010年期间二氧化氮月均浓度比较稳定，2007-2010年期间整体呈下降趋势。2006-2010年期间其月平均浓度基本平稳维持在0.052mg/m3左右，总体达到国家二级标准。降尘根据哈尔滨市2006-2010年空气质量监测月统计结果，绘制哈尔滨市区降尘的月均强度变化趋势见图4。从图4可见，2006-2010年间哈尔滨市区的降尘月平均强度逐年下降，整体呈下降趋势，但是均高于国家二级标准。2006-2010年期间其月平均强度基本平稳维持在14.53t/Km2·30d左右。

表1 哈尔滨市年间综合分值F及排序

图3 哈尔滨市NO2月均变化图

图4 哈尔滨市降尘月均变化图

3 空气质量主成分分析

选择对哈尔滨市空气质量有较大影响的四种空气质量污染物 PM10、SO2、NO2、降尘做为评价指标，根据2006-2010年度的年平均值进行计算研究。X1-PM10、X2-SO2、X3-NO2、X4-降尘。首先对这四个空气质量相关指标进行主成分分析，运用Matlab软件求出标准化矩阵的相关矩阵，再通过分析相关系数矩阵，计算得到其相应的特征值和贡献率。为初始因子载荷矩阵。

某种程度上，特征值是主成分影响力度大小的指标。将特征值大于1用作为主成分个数提取与否的纳入标准，若特征值小于1，则表明该主成分的解释力度不够强。只需提取其中三个主成分，即m=3，这三个主成分的积累贡献率达99.99%。其中主成分F1、F2、F3分别可以解释原始信息的37.5%、31.37%、31.12%。

可以计算得到综合分值，其代表了大气环境质量的总体水平，即反应了哈尔滨市空气质量的总体水平。表1列出了哈尔滨市2006-2010年间的综合分值F。

综合分值 F 代表者 PM10、SO2、NO2、降尘等四项空气质量指标的变化程度。污染程度越大，则F值越大；污染程度越小，则F值越小。通过分析可知，F值逐年降低（2007最高），说明2006-2010年期间哈尔滨市空气总污染程度的总体趋势是越来越轻，大气质量在逐年变好。

4 结论

通过对哈尔滨市的自然、社会及空气质量现状进行了分析，对哈尔滨市近五年（2006-2010年）的空气质量变化进行了研究评价。

（1）哈尔滨市近五年空气污染物现状总体分析表明，哈尔滨市的空气污染属于烟尘型污染，市区空气质量逐年好转。（2）近五年哈尔滨市空气污染物中，PM10的月平均浓度基本平稳维持在0.1mg/m3左右，SO2的月平均浓度基本平稳维持在0.044mg/m3左右，NO2的月平均浓度基本平稳维持在0.052mg/m3左右，三个污染物总体指标都达到国家二级标准。降尘的月平均强度基本平稳维持在14.53t/Km2·30d左右，并保持逐年下降趋势。（3）运用空气质量主成分分析法对哈尔滨市2006-2010年期间的空气污染物变化趋势进行了分析，市区空气质量总体趋好。

[1]袁美英，周秀杰，张桂华，等.天气形势对哈尔滨市空气质量影响的初步研究 [J].气象，2005，1（21）.