摘 要

近年来武汉市雾霾天气出现的越来越频繁，了解雾霾天气的发生是由什么引起以及与什么有关是迫在眉睫的。而一旦涉及到雾霾的发生，那么对雾霾的诱发因子--大气颗粒物尤其PM2.5的时空分布的研究与探索便必不可少了。本论文以 2016 年武汉市21个国控点的大气颗粒污染物监测数据为基础，运用统计学和空间分析的相关方法，借助SPSS和Arcgis等分析手段，研究武汉市大气颗粒物时空分布的特征。主要研究结果如下：

（1）武汉市2016年全年全区中大气污染最为严重污染物就是PM2.5和PM10，其次是NO₂，污染最轻的是SO₂。

（2）武汉市城区2016年整体空气质量状况较好，但是依然存在许多大气污染较严重的情形，相比较而言2016年武汉市城区大气污染中最严重的是PM2.5和PM10，且这两种颗粒污染物污染情况具有一定季节性差异。

（3）大气颗粒物的浓度具有季节性规律。两者浓度都是冬季高，夏季低。

（4）在一天中，PM2.5和PM浓度的峰值基本都在早晨七八点左右，之后浓度水平会下降，到夜晚七点之后变化趋势比较稳定趋于小范围波动内波动。夜间，凌晨后浓度会比较高。

（5）PM2.5与其他大气污染物相关性较为明显，便于建立预测模型。

（6）PM2.5和PM10的浓度在空间分布特征上近乎一致，基本上两者的浓度分布的趋势都呈现出由内向外浓度逐渐降低的趋势，整体是呈现中心城区的浓度要高于外围城区，出现这种分异主要是和区域经济发展水平和工业发展程度有着很大的关联。

关键词：大气颗粒物；时空分布；PM2.5；PM10

Abstract

In recent years, the fog haze in Wuhan has become more and more frequent, and it is imminent to know what is happening and what is related to what haze is happening. And once involved in the occurrence of haze, then the haze of the induced factors - atmospheric particles, especially PM2.5 space-time distribution of the study and exploration is essential. Based on the data of atmospheric particulate pollutants in 21 cities in Wuhan City in 2016, the spatial and temporal distribution of atmospheric particulate matter in Wuhan was studied by means of SPSS and Arcgis, using statistical and spatial analysis methods. Below are key research findings：

(1) Wuhan City in 2016 the region's most serious air pollution is PM2.5 and PM10, followed by NO2, the lightest pollution is SO2.

(2) Wuhan city in 2016 the overall air quality is better, but there are still many serious air pollution situation, compared to 2016 Wuhan city air pollution is the most serious PM2.5 , and this The contamination of kinds of particulate pollutants has a certain seasonal difference.

(3) the concentration of atmospheric particulate matter has a seasonal law. Both concentrations are high in winter and low in summer.

(4) In the day, the peak values of PM2.5 and PM were all about seven or eight in the morning, and then the concentration level decreased, and the trend of stabilization tends to fluctuate within a small range after seven o'clock. Night, after the morning the concentration will be higher.

(5) PM2.5 and other air pollutants are more obvious, easy to establish the forecast model.

(6) The concentration of PM2.5 and PM10 is almost the same in spatial distribution, and the trend of concentration distribution .The overall concentration of PM2.5 and PM10 is higher than that of peripheral Urban areas, the emergence of this differentiation is mainly related to the economic development and industrial development has a great relationship.

Key words:atmospheric particles; time and space distribution; PM2.5;PM10 ;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究意义和目的 1

1.1.1研究意义 1

1.1.2 研究目的 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3研究内容和技术方案 4

1.3.1主要研究内容 4

1.3.2论文技术方案 4

第2章 研究理论与方法 5

2.1数据来源 5

2.2 数据分析的方法 5

2.2.1数据的分析工具及其介绍 5

2.2.2研究方法 6

2.3数据分析的过程 7

2.3.1数据质量的把控 7

2.3.2数据质量标准 7

第3章 武汉市大气颗粒物时空分布特征 8

3.1武汉市2016年大气污染物浓度状况简介 8

3.2武汉市城区2016年大气污染物浓度状况分析 9

3.3武汉市大气颗粒物浓度的季节性特征及月变化差异 10

3.4武汉市大气颗粒物浓度的日变化规律 12

3.5武汉市大气颗粒物浓度的年际变化特征 14

3.6 PM2.5浓度的影响因子分析 14

3.6.1相关分析 14

3.6.2因子分析 16

3.7 PM2.5与PM10的浓度空间分布特征 18

3.8本章小结 20

第四章 研究总结 21

4.1 研究内容总结 21

4.2 研究特色 21

4.3 不足与展望 22

4.3.1论文不足之处 22

4.3.2论文展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第1章 绪论

1.1 研究意义和目的

1.1.1 研究意义

随着工业化水平的加快，城市发展的速度也越来越快，武汉市作为全国超级城市，在2016年全市常住人口有1060.77万，常住人口城镇化率有79.3%。而众所周知，武汉市是除北京市之外具有高校最多的城市，武汉市现有高校达上百所，这便意味着在武汉市除了有一千万的常住人口之外，还有数百万的高校大学生作为流动人口在汉生活。如此庞大的人口数量随之带来的便是巨大的能源消耗，而大部分的能源消耗都会对空气污染产生一定的影响。而在另一方面，伴随着武汉市城镇居民生活水平的提高，机动车保有量也越来越高，人手一部车几乎成了武汉市居民的标配。那么私家车的增多所带来的除了交通问题之外更多的便是机动车尾气排放所造成的环境问题了。那么由上述等诸多因素所引起的空气污染问题带来的结果也是显而易见的，近年来武汉市的雾霾状况频发，就在前两天武汉市严重污染的空气质量还上了新闻的头条。因此武汉市的空气污染方面的问题研究是一个重要而又紧急的课题。空气污染问题不仅仅影响到一个城市的发展和建设，它更关乎到武汉市每个市民的身体健康和工作学习，所以空气污染这个大的背景与我们每一个人都息息相关。大气颗粒污染物作为对空气产生影响的一个主要方面，它能够降低空气的能见度、污染空气质量、影响人体的健康，对空气污染起着至关重要的作用，是我们改善空气质量治理空气污染的一个拦路虎。

大气颗粒污染物主要包括了PM2.5,PM10，二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物等，其中PM2.5和PM10都是我们评价环境质量的重要指标。据最新研究显示，较高的大气颗粒污染物浓度会引起人的呼吸道疾病、心脏病和肺部感染等诸多疾病。而PM2.5和PM10一般都会携带一些有毒物质，对人体的各个器官造成伤害，其他的大气颗粒污染物成分也都会危害环境和人类的健康，更可怕的是，过高浓度的大气污染物浓度会直接危害人的生命。

1.1.2 研究目的

据相关资料表明，武汉市2016年因为颗粒污染物感染所引起的呼吸道疾病甚至死亡的病例不在少数。国外一些学者研究发现，长期生活在空气质量较差污染较严重的环境中会使人类的人均寿命降低约5年。2016年12月份，武汉市环保局发布的《环境质量公报》相关数据显示，武汉市空气质量污染较为严重，PM2.5在2016年里大部分时间里其浓度值都未达到对应的国家二级标准。由此可知，大气颗粒污染物是目前和未来很长一段时间里武汉市空气污染的主要源头，也是进行大气污染研究所要面临的主要问题。因此，本论文旨在通过分析和研究武汉市大气颗粒污染物浓度的分布特征，研究其变化规律，对于预测和研究武汉市的大气污染情况，改善武汉市空气质量，缓解武汉市的大气污染问题以及减少每年武汉市雾霾天气发生的次数都具有重要的意义，同时深入的研究和了解大气颗粒污染物也有助于我们做出防治对策和应对手段，对建设一个更加健康更加宜居的武汉具有深远的影响。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

20世纪初期以来，由于第二次工业革命所带来的巨大影响，美国等不少资本主义国家工业化水平越来越高，工业发展的速度也越来越快，随之而来的也就出现了包括煤烟型污染、光化学污染和酸雨等各种关于大气环境的污染问题。而最初人们对大气污染相关的问题更多的关注点在酸雨和一些有机染料燃烧所带来的危害上，当时也没有人注意到雾霾现象。雾霾现象的出现就引发了人们对它的思考，也就使得人们的目光开始转向了PM2.5这一名词。