论文总字数：14656字
目 录
1绪论 1
1.1研究的目的与意义 1
1.2国内研究进展 2
2 材料与方法 3
2.1数据来源 3
2.2研究方法 3
3 结合污染物浓度与气象数据分析乌鲁木齐大气环境污染效应 3
3.1乌鲁木齐空气质量状况 3
3.2污染物日均浓度变化规律 4
3.3污染物超标统计 5
3.4 污染物浓度月变化规律 5
3.5污染物浓度季节变化规律 6
3.6基于气体污染物的PM2.5浓度预测模型 7
3.7煤改气前后大气质量对比分析 9
4结论与展望 10
4.1结论 10
4.2展望 11
参考文献 11
致谢 12
乌市大气环境污染效应及其改善效果评估
洪月
，China
Abstract: Urumqi is a large developing northwest city with special terrain and complex weather.In 2012,Urumqi has taken measures to natural gas instead of coal heating system,or "coal to gas" policy to improve air quality in Urumqi played a certain role.This paper collected daily average concentration data of O3,NO2,PM2.5,PM10,SO2 in Urumqi from March, 2015 to February,2016.the diurnal variation of the concentration of atmospheric pollutants,monthly and seasonal variations of characteristics do an analysis and summary.The results showed that:(1)Atmospheric air quality has greatly been improved in Urumqi,there are 180 days are in good quality and there only 18 days are in serious pollution environment.(2)PM2.5, PM10, SO2, NO2 exceeded the rates were: 30.6%,33.3%, 0 and 13.9%.(3) the concentration of pollutants monthly variation summed up its seasonal variation is:O3:summergt; springgt; autumngt; Winter,PM2.5,PM10,SO2,NO2 concentration:wintergt; springgt; autumngt; summer.(4) PM2 .5 has high correlation with the concentration of pollutant gases, so we set up a multiple linear regression model for:CPM2.5=0.47999CPM10 0.2934650CSO2 0.8777CNO2-0.28108CO3-25.12042.（5）After coal to gas, the concentrations of PM10 and SO2 were decreased 10.14% and 78.17%, NO2 increased 8.75%.（6）After the project of coal to gas,the direct radiation and the average visibility was increased in winter.Haze day decline in the number of days a large proportion.
Key words: Air Pollutants;Atmospheric Environment;Coal to gas; Urumqi
1绪论
1.1研究的目的与意义
空气，是我们每天都呼吸着的无色无味的“生命气体”，空气质量关乎人类身体健康。大气环境是包含空气的化学性质、物理性质和生物性质的综合。人类的生活离不开大气环境，并时时刻刻都会受到其影响。近年来，随着工业化、城市化的进程加快和机动车数量快速增长等因素的影响，我国大、中型城市的空气质量正面临着巨大的挑战与考验，新疆首府乌鲁木齐市也未能幸免于难。由于大量人口涌入、经济发展带动的工业化的急速发展，曾一度导致乌鲁木齐大气环境处于严重污染程度，对人们的工作和生活、人类的身心健康、以及周边地区的自然生态环境产生了极大的影响。乌鲁木齐市在快速发展的过程中大气环境污染越来越严重，曾被世界卫生组织列为“世界十大污染城市”之一，作为国际大都市，乌鲁木齐市大气环境质量已成为人们关注的焦点。
乌鲁木齐市位于东经86°37’33"-88°58’24"，北纬42°45’32"-44°08’00"。地处新疆天山中段北麓、准格尔盆地南缘，三面环山，城中有红山的阻隔，属于典型的“河（山）谷型”城市，总面积达12000hm2,2008年底居住总人口达到273.24万人[1]，加之山峰的加热效应[2]、冷湖效应[3]会导致盆地低洼地区出现逆温。乌鲁木齐有着早晚温差大，冬季静风频率高，风速较小，逆温频率高的特点。特殊的地形和复杂多变的气象条件都不利于大气污染物的扩散和稀释，特别是以燃煤为主的能源结构，使乌鲁木齐的大气污染变得日趋严重，受到了社会的广泛关注。当地政府为了使冬季煤烟型污染程度不再加大，为了不影响经济与环境的共同发展，所以从1998年开始就启动了以集中供热和热电联产为主要手段的“蓝天工程”[4]，2012年，乌鲁木齐市委、市政府致力于改善冬季燃煤所造成的大气环境污染状况，决定实施“煤改气”工程，即以天然气代替原煤供暖供热，希望煤改气能源结构的调整对改善空气质量和人们生活环境有所帮助。天然气是一种较为清洁的燃料，它燃烧生成的废气中含硫量、含氮量比燃煤要低得多，燃烧形成的NOX相比于其他燃料要少，灰份也极少。政府部门和工业企业累计投资121亿元，据计算，“煤改气”工程实施后的冬季燃煤量将大大少于“煤改气”前，约500万t，相应SO2浓度也会大幅度下降[5]。对改善乌鲁木齐大气环境质量有显著成效。“煤改气”工程虽然对抑制大气环境的恶化起到了一定的作用，但因未涉及到乌鲁木齐市经济、生活对能源消耗的本质，且由于许多燃煤锅炉未加装脱硝设施，所以对减排作为大气污染物之一的NO2的作用是少之又少，其污染状况之所以长期被学界和政府忽视，主要是以往研究基本将重点放在SO2、PM2.5等高浓度污染物上。由此，为了生态环境不再继续收到破坏，为了保证居民身心健康，为了乌鲁木齐经济发展不再受到制约，我们将对乌鲁木齐市大气环境污染在“煤改气”前后做出更加完善的分析与评估。
本文利用乌鲁木齐2015年3月至2016年2月SO2、NO2、PM2.5等污染物浓度日平均数据，与2008年至2013年直接辐射、能见度、相对湿度等气象要素资料相结合，对比分析乌鲁木齐市实施“煤改气”能源结构调整前后大气环境质量变化，这不仅可以为乌鲁木齐在将来治理其他类型大气污染提供参考，同时也能使居民了解如今乌鲁木齐市大气环境质量的具体状况，以确保为身体的健康对污染物做好防护措施。大气环境的改善对拉动经济发展，促进社会和谐也具有重要的现实意义。
1.2国内研究进展
地球是人类赖以生存的家园，空气更是地球上所有生物赖以生存的最基本的要素。近年，国内外学者开展了大量的关于大气环境污染与防治方面的研究。自2012年以来，我国多地遭受了雾霾天气带来的恶劣影响，部分城市地区空气污染指数可吸入颗粒物浓度爆表[6]，上海、广州、珠海等沿海城市、经济发达地区的污染状况尤为突出。北京市于2014年3月1日出台了“大气污染防治条例”并规划了一系列防治措施。在制定的能源结构调整战略中以“煤改气”的能源结构调整最为突出。从环保角度来看，天然气燃烧后会大量释放NOX及水蒸气，如果与机动车所排放的VOCS、NOX互相反应将极有可能会恶化大气环境，加大大气被污染的因子与几率[7]。重庆市也是一个以烧工程锅炉和窑炉为主要能源结构的大型城市，重庆市主城区10t/h以下的工程锅炉和窑炉每年耗煤380万t，仅仅排出的SO2一种污染气体都达20多万t，占总排放量的82％，所以为了防止环境的继续恶化，重庆市决定改革，在主城区内对将近3000台燃煤锅炉使用天然气、电等清洁能源代替燃煤，通过煤改气工程的实施，发现不仅增加了经济效益，跟重要的是大大削减了SO2、NOX和烟尘的排放量，为清洁能源行动提供了很好的范例[8]。西安与乌鲁木齐同属北方城市且相聚较近，西安市从1997年开始实施煤改气工程，结果表明煤改气工程对城市TSP没有产生明显改善作用，在煤改气前NOX主要由煤炭燃烧和机动车尾气造成，煤改气后，机动车排放的尾气成为NOX主要污染源[9]。通过统计和分析乌鲁木齐市2001-2007年间能源消耗和大气质量等数据，对大气污染排放情况进行研究，得到影响大区污染的因素主要是地形和气象要素还有能源结构的不合理运用[10]。根据2003-2012年近十年气象要素常规数据对乌鲁木齐空气质量进行灰色关联分析，得到与空气质量关联度较大的八项指标，并建立多元线性回归模型，得到影响乌鲁木齐空气污染指标的主要因素集中在城市绿化与能源消耗及工业污染排放等方面；从聚类分析效果看，乌鲁木齐市“煤改气”工程对降低SO2浓度十分显著[11]。魏疆、陈学刚[12]等选用冬季污染最为严重的时段（1-2月），对“煤改气”前后乌鲁木齐市不同城区的SO2日均浓度变化进行了数理统计和方差检验分析，结果得出“煤改气”对降低SO2的浓度有非常显著的效果，只是降低幅度存在区域性差异，在乌市城南区SO2日均浓度基本达到国际环境空气质量二级标准，在城北SO2浓度略有降低但依然存在频率超标问题。
1.3国外研究进展
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