近十几年兰州空气污染变化及治理建议
近十几年兰州空气污染变化及治理建议
孙文杰;刘明;尹勤;仝纪龙;黄忠伟
【摘 要】兰州是甘肃省的省会,是西北的工业重镇,长期以来都面临大气污染方面的问题,严重制约着兰州经济社会的发展.近年来,兰州市采取了各种有效治理污染的措施,并取得了显著成果.本论述从气象条件、地理环境、人类活动等多个方面分析了兰州空气污染的原因,并应用Daniel趋势检验法对兰州市2001至2014年的空气质量数据资料进行处理分析,研究了兰州市空气污染状况及变化趋势.研究结果表明:兰州市空气质量总体上明显好转,空气污染指数API、主要污染物SO2,NO2和PM10浓度的spearman相关系数均是负数,各个数据参数随着时间推移都呈现下降趋势;兰州市的空气优良天数比例明显增加.兰州市的空气质量具有季节变化特点,冬春两季污染严重,夏秋较轻.近十几年,兰州冬春两季的API浓度明显下降,夏秋API变化不大,应该加大对冬春两季的治污投入.同时通过对数据进行线性拟合来对兰州市未来空气质量进行预估,结果显示兰州市API和SO2浓度已经达标,其余污染物也基本将在未来10年内达到标准.最后,对兰州市未来污染治理措施提出了一些建议.
【期刊名称】《甘肃科技纵横》
麻醉学就业前景【年(卷),期】2016(045)010
【总页数】6页(P8-13)
【关键词】兰州;空气污染;治理措施;变化趋势
【作 者】孙文杰;刘明;尹勤;仝纪龙;黄忠伟
【作者单位】兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000
【正文语种】中 文
【中图分类】X51演员毕彦君
DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.10.002
空气污染是全球面临的一个主要环境问题，也是影响人类生存与发展的最重要的环境风险因素之一。近年来，我国雾霾天气频发，引起了人们对城市空气污染问题的广泛关注。
兰州市的空气污染状况十分严重，曾在1998年被评为全球10大污染城市之一［1］。兰州有工业、生活、交通三大污染源，工业污染最严重，然后是生活和交通污染。兰州市大气污染带有明显的季节性特点，春季以沙尘浮尘等输入性污染为主，夏秋季以泥尘污染为主，冬季则以煤烟等低空面源污染为主［2］。由于煤烟、扬尘和机动车尾气的污染，加之兰州的气象条件，形成了严重的煤烟和机动车尾气复合型大气污染。本论述对2001至2014年兰州主要空气质量数据进行了处理分析，研究近十几年来兰州市空气质量的变化情况，并提出了自己的治污建议。
1.1　地理与气候因素
1.1.1　静风和逆温频率高
兰州是典型的山地城市，气流在河谷盆地内流通不畅，其主导风向为东北风，全年静风和小风日数占60%以上，特别是在冬季，静风频率高达81%左右［3］，各种污染源排放的大量污染物因大气流动不顺畅而不易扩散出去。兰州市逆温现象较为严重，兰州全年约有80%的天数出现逆温［3］，出现逆温现象持续时间长，抑制了兰州大气污染物的扩散与稀释。由于静风和逆温频率高，造成兰州市大气的稳定度较高，从而造成严重的大气污染。
1.1.2　干旱少雨
兰州市地处内陆，大陆性季风气候明显，气候干燥，是典型的半干旱内陆区。兰州市年均降水量少，且季节分布不均匀，不利于污染物的稀释和沉降；同时，气候干旱不利于植物生长，地表植被覆盖率不高也不利于污染物的净化［4］。因此干旱少雨的气象条件也是造成空气质量下降的原因之一。
1.1.3　自然降尘量大，春季沙尘暴和浮尘天气频发
兰州市城区道路扩建、旧城改造、建筑施工中二次扬尘的污染以及周边生态环境恶化引起的沙尘暴和浮尘天气，这是造成大气污染程度较重的另一个主要因素。位于兰州北边的九洲台是全国乃至世界风成黄土层最厚的地区，再加上河西地区沙尘暴频发，从而造成严重的自然降尘。沙尘暴和浮尘会使可吸入颗粒物浓度上升，从而使空气质量下降。
1.2　其他因素
1.2.1　能源结构单一，清洁燃料推广滞后
兰州是“一五”“二五”时期重点建设的老工业城市，工业生产结构以石油化工、电力、建筑材料生产、有冶金、机械加工和纺织为主导，“三高一低”型企业占工业增加值的一半以上，能源结构以煤炭为主。工业构成中，轻重工业分别占18%和82%，重工业中原材料和采掘业占77%，加工业仅占23%，重工业的能源年消耗量占总量的79.6%，其中86.8%一次性能源为煤炭［5］，全市工业生产、采暖供热能源均以燃煤为主。因此，燃煤导致的大气污染严重。
1.2.2　机动车数量迅猛增长，机动车造成的污染增加崭的拼音和组词
为什么电脑老是黑屏与其他城市一样，兰州市的空气质量也深受机动车数量增长的影响。汽车尾气对城市的污染日益严重，占到全市污染物总量的20%，机动车尾气排放的主要污染物为CO、HC、NOx［7］。随着机动车数量的不断攀升，加上兰州城市公共交通和路网建设不够发达，造成道路拥挤，堵车现象严重，汽车在市区怠速条件下行驶，尾气排放量增大，主要交通干道形成污染带，导致空气质量恶化。
1.2.3　产业结构和工业布局不尽合理电信怎么查话费
兰州是在“一五”至“三五”期间发展起来的以石油化工、机械制造、冶金等为主的重工业城市，是全国重要的石油化工基地，这种特殊的产业结构是造成兰州市大气污染的重要因素［8］。从区域来看，工业重点源的分布主要在西固区，西固区的大气污染也因此极为严重。
1.2.4　供热集中度低
近几年，随着集中供热在城市的大力推行，兰州市正在扩展集中供热的规模，但集中供热和联片供热的管网覆盖率仍比较低，仍存在集中供热度不高，锅炉容量小等问题。兰州市供热锅炉以循环流化床锅炉为主，近年来，大多数循环流化床锅炉进行了炉内喷钙脱硫治理，但由于设备的损坏程度比较高、脱硫成本高等原因，没有达到应有的效率。按照甘肃省环保厅要求，采用炉内喷钙脱硫措施的循环流化床锅炉未能稳定达标的，应该建设炉后烟气脱硫设施，但大多数企业因无法承受高成本，造成推行困难［9］。
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1.2.5　城市建设规模大，扬尘污染重
兰州市是一个典型的煤烟型城市，烟尘污染严重，地面扬尘也非常严重，同时由于城市建
设的发展，各个施工点此起彼伏，建筑、道路施工堆料以及无植被覆盖的大量裸露地面，造成了严重的地面扬尘。近年来，随着城市建设力度的加大，城市施工项目明显增多，由于施工项目没有严格落实相应的防尘措施，形成了新的尘源，造成了严重的二次扬尘污染。
2.1　数据介绍
兰州市空气质量数据来源于环保部数据中心的重点城市空气质量日报，中国空气质量在线监测分析平台历史数据和文献资料［10］。数据内容包括兰州市空气污染指数（API）以及主要污染物SO2、NO2和PM10的浓度，数据起止时间是2001至2014年，见表1所示。
（API：空气污染指数就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况，适合于表示城市的空气质量状况和变化趋势。）
2.2　数据处理方法
（1）用wps表格对数据处理，对兰州市空气质量数据进行作图分析以研究其变化过程，同
时利用Daniel检验法对空气质量变化趋势进行相关性分析。Daniel检验法［11］是对环境污染变化趋势进行相关性分析最常用的方法，也是环保部推荐使用的方法，它使用spearman秩相关系数，用于单因素小样本的检验，精确性高。
Daniel检验法介绍：时序为Y1，…，Yn，对应的污染数据为C1，…，Cn，将污染数据从小到大排序为X1，…，Xn，然后按（1）式计算这组数据的spearman秩相关系数rs，rs的范围为［-1，1］。之后将｜rs｜和临界值Wp比较，当｜rs｜＞Wp时，表明变化趋势有显著意义。若rs为负值，表明污染数据呈显著性下降趋势；若rs为正值，表明污染数据呈显著性上升趋势。当｜rs｜＜Wp时，表明变化趋势无显著意义，即污染变化平稳。
其中，di为Xi和Yi的差值，di＝Xi－Yi；N为时间周期。

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