大數(shù)據(jù)背景下的哈爾濱大氣污染時空分布規(guī)律挖掘.pdf

1、近年來隨著哈爾濱市工業(yè)化進程的迅速發(fā)展，帶來了全市大氣污染問題的日益顯著。政府及民眾對改善惡化全市空氣質(zhì)量環(huán)境的需求迫切，因此對城市居住環(huán)境大氣治理已迫在眉睫?？諝赓|(zhì)量是影響百姓生活及發(fā)展的主要城市環(huán)境問題，而空氣質(zhì)量中的大氣主要污染物的濃度含量已受到越來越多的人們的重視，并將其視為城市空氣是否良好的重要指標。
　　本文以哈爾濱市主城八區(qū)（道里區(qū)、道外區(qū)、南崗區(qū)、香坊區(qū)、平房區(qū)、松北區(qū)、呼蘭區(qū)、阿城區(qū)）為研究區(qū)域，采用哈爾濱市環(huán)境

2、監(jiān)測中心站12個空氣質(zhì)量監(jiān)測點（嶺北、松北商大、阿城會寧、南崗學(xué)府路、太平宏偉公園、道外承德廣場、香坊紅旗大街、動力和平路、道里建國街、平房東輕廠、呼蘭師專、省農(nóng)科院）每小時采集的6種主要大氣污染物(SO2、NO2、O3、CO、PM10、PM2.5)監(jiān)測數(shù)值及中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取的2013至2016年地面氣象數(shù)據(jù)為研究對象，通過計算獲取逐年、逐月、特殊時期日、逐時的算術(shù)平均值評價哈爾濱市建成區(qū)環(huán)境質(zhì)量水平。通過不同時間尺度分析主要污染物及

3、空氣質(zhì)量變化規(guī)律;通過采用空間插值及疊加分析的方法借助ARC GIS空間分析工具，研究區(qū)域性空氣質(zhì)量差異、變化規(guī)律。通過編程方式集成R語言相關(guān)性分析數(shù)據(jù)挖掘工具包，研究各污染物同氣象因素（氣溫、氣壓、濕度、風速）之間的相關(guān)關(guān)系;通過數(shù)據(jù)分析挖掘展現(xiàn)的結(jié)果深入分析區(qū)域性污染產(chǎn)生原因并提出治理建議，為哈爾濱市今后大氣污染防治提供相關(guān)研究參考。
　　研究結(jié)果顯示，在時間尺度上哈爾濱空氣質(zhì)量逐年向好，優(yōu)良空氣質(zhì)量天數(shù)逐年增加，2013年至

4、2016年AQI指數(shù)1月至3月逐月走低，在非采暖期AQI能夠以接近全年最低值保持數(shù)月，在10月至12月AQI逐月走高。采暖期及非采暖期每日逐小時污染物濃度具有明顯的時間分布規(guī)律，在早上8時至9時，晚間20時至21時，是一天中污染物濃度最高的時間段，早上產(chǎn)生原因為供暖或生產(chǎn)鍋爐起爐所致，晚間產(chǎn)生原因為城市機動車流量增大帶來的尾氣排放所致。在空間尺度上，哈爾濱大氣污染存在區(qū)域性差異，區(qū)域性污染較為嚴重并常年頻發(fā)重污染天氣的區(qū)域為南崗學(xué)府路站

5、點區(qū)域及太平宏偉公園站點區(qū)域附近。區(qū)域性大氣污染嚴重程度同大氣主要污染企業(yè)及秸稈焚燒等污染來源具有強烈關(guān)系。大氣主要污染物同氣象因素具有相關(guān)性關(guān)系，且冬季采暖期兩者關(guān)系逐年呈相似規(guī)律。采暖期內(nèi)出現(xiàn)逆溫及較大濕度是導(dǎo)致重污染天氣的主要原因，污染物濃度與風速呈現(xiàn)顯著負相關(guān)，NO2與風速相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)為-0.66，PM2.5與風速相關(guān)系數(shù)-0.59。在影響AQI指數(shù)的污染物中PM2.5為首要污染物，且影響程度依次為PM25＞PM10＞N