城市空气污染对周边区域空气质量的影响

分类：论文范文 发表时间：2020-09-11 08:49

　　摘要 ：京津冀地 区是全球 以 PM，为首要污染物的空气污染最严重的区域之 一 ，并 已严重制约区域发展。大区域尺度上 (例全国 尺度 )开展城市与其周边区域的 PM，的研究通常直接 比较二者的浓 度差异 ，以定量地评估 城市 PM 污染对周边 区域 的影 响， 但这种方法在小 区域较难精细地 刻画城 市对周 边 区域 的影 响的方 向性 和距离性 差异 。利 用京津冀 地 区 13个城市 2000年 ， 2005年 ，2010年 ，2015年 PM，浓度和土地覆 盖类 型数 据 ，以城市重 L,N城市边界的平均距 离为基本距离 ，建立每个城市的一级 (一倍基本距离 )和二级(二倍基本距 离)缓冲区 ，然后将缓 冲区分成 8个象限 ，以定量分析城市 PM，污 染对周边 J25=域影 响的方 向性和距离差异 。结果发现 ：(1)2000- 2015年 ，京津冀城市群各地 级市与 周边区域空 气质量 时空分布分 为 以下两 种模式 ：第 一 种模式是城 区浓度高 ，周边 区域低 ；第二种模式是城区浓度低 ，周边 区域高且 浓度差异 很小。 (2)各 地级市对 周边 区域 影响 程 度和范围呈上 升趋势 ，并且这种影响具体 表现在距离性 和方 向性两方 面：① 大部 分城市距离城 区越远 ，受城市 PM，污染 的潜 在影响越大。②2000-2015年 ，除天津 、廊坊 、衡水和沧州 ，其余城 市空气污染 对周边影 响的方向性特征差 异 显著。通过建立 城市空气污染对周边 区域定量化方法并在京津冀开展实证研究 ，拓 展了城市空气 污染对周边 区域 空气质量影 响研究的方法体 系 ．为定量地开展城市化的生态环境效应研究提供了方法和实证拓 展。

　　关键词 ：PM，；京津冀 ；方 向；距离

　　近年来 ，由于快速城市化引起 的城市扩张、人 口增加 、以及能源消耗的不断上升等 ，导致 了我国空气污染 问题愈发严重l1]，波及范 围越来越广l6]，持续时间越来越长。而这种污染通常呈现一种综合性污染 ，主要包 括本地源污染和外来污染 ，本地源污染会归结 为城市 内部剧烈的污染排放 ，例 如机动车、燃煤 和工业扬尘等 ， 而外来污染受气象因素影响 ，具有区域扩散性_7]。目前对空气污染 的空间溢 出效应 的研究也越来越得到学 者的重视 ，大多集 中于对 SO ，PM。以及 PM，等在不 同省市之间的空间溢出效应 的探究 _1。‘H]，有研究表明一 个地 区的 PM，污染受周围其他 (省 、市 )的影响 ，并且在重点城市之间空间溢出效应也较强[1。 。空气污染 溢出效应研究主要以监测点数据为主 ，考虑省市之 间较大范围 ，缺乏考虑城市空气 污染对周边 区域较近距离 的影响 ，并且 以往研究发现城市是 PM，污染 的主要源头[1，同时因 PM，粒径小 ，大气留存时间较长 ，会在气 象条件和污染浓度差异的作用下 ，由上风向向下风向，由高浓度 向低浓度区域扩散 ，进而对城市周边区域产生 影响，所以会随着污染物浓度 的升高 以城市 为单核心 的空气污染 也会 造成 区域性 即城市周边 区域 的严重 污染 。

　　1 评 估 方法

　　为探究小区域尺度上城市空气污染对周边区域的影 响，可建立 以下模型 。即以城市重心到城市边界 的平 均距离为基本距离参考 ，利用 ArcGIS对每个城市 区域进行一级 (一倍距离)、二级 (二倍 距离)…i级 (i倍距 离 )缓冲区分析 ，然后对缓 冲区进行 个象 限分割，定 量分析城市 PM 污染 对周边 区域影响的方向性 和距离 差异 。

　　2 典 型研 究 区选择 与数 据预 处理

　　京汁呃城 『f『群(陶 2)是 ¨前以 PM，为首要污染物 的全球 气污染最 为严重 的1)‘=域之 一，作为中 的“ ‘ 郜圈”． I1l『~,LIE方经济的暖要核心I，包括北 巾 、 天津市 以技~,f-lE省的保定 、脚I11、廓坊 、石家庄 、禁 岛 、 张家 口、承德 、沧州 、邯郸 、 、衡水 l3个地级 m 在 2016 … 环 境 状 况 公报 【fI 爪 ，求 津冀 城 市 舯 2016 年 PM，I1 、I均 浓 度 为 71t~g／m ，十『{¨：2015 J‘ 胝 ．但j 离 nt 十绀 织 的 阶段 空 气质 量 标 准 35 tn f¨仃较 大 的差距

　　3 主 要 结果与 讨论

　　图 1 评 估 模型 8罄 f{I．()一 表 1 d强 il[tIKn0等级 ．j川 10f℃& 【≮．【!f】It，心 } K域 ：l— 求 1¨ h 图 2 京 津 冀 地 区 图 Fig．2 l'hereigonofBeijing-3、ianjin—Hebe 3．1 各地 级市 城 与 周边 Ix：域 空气 质量 时空 分 京津 J)J芟市群各地级市城市 域与周边区域 气质带时空分布( 3)昕示 ，可直观 映lxizk．~大 境 顷 量的变化 、北京和天津作为京津篦城市群的核心功能I，城市化发 瞍较高 ，所 以它 I)(城 人 质精 化 较 明 、 2000年 ，北京 、石家庄 、保 等城市 区域 PM 浓瞍高于一二级缓 IIx：浓度 l1_差异较 人；衙水、沧州 fll 埘 城 市区域 PM 也高了：一二绒缓冲 浓度，但差 蚌很小，近似相等；而人津城Ix：PM 浓度低 J 缎缓 冲 浓度 ，差异也很小。从一二级缓冲区浓度看 ，除天津 、秦皇岛和承德外 ，其余城市及其周边区域距离城区越远 ， PM，浓度 越低 。

　　4 结论 与政 策

　　图 4 城市 PM2． 对周边影响分布图 Fig．4 Thedistribution map ofimpactofurban airpollution on itssurrounding areas 为有效评估城市空气污染对周边区域影响 ，建立了城市空气污染对周边影响的定量方法，并 以京津冀区 域开展实证研究 ，利用 2000、2005、2010、2015年的 PM，数据 、土地覆盖类型数据验证模型的可行性 ，进而得 到以下结论 ：

　　(1)2000—20l5年 ，京津冀城市群各地级市与周边 区域空气质量时空分布分为以下两种模式 ：第一种模 式是城区浓度高 ，周边区域低 ；第二种模式是城 区浓度低 ，周边区域高且浓度差异很小。

　　(2)各地级市对周边 区域影响程度和范 围呈上升趋势，并且这种影 响具体表现在距离性 和方 向性两方 面：①大部分城市距离城 区越远 ，城市 PM，对周边区域 的影响越大。(~)2000-2015年 ，除天津 、廊坊 、衡水和沧州 ，其余城市空气污染对周边影响的方 向性特征差异明显 。例如 ：北京城市 区域对周边 区域影 响大一直保 持在西北部地区；而天津 、沧州 、衡水 、廊坊对周边区域影响很小 ，方 向性特征不明显。

　　参 考文献 (References)

　　[1] 王浩 ，高健 ，李慧 ，王涵 ，李轶 ，王淑 兰 ，柴发 合．2007-2014年 北京地 区 PM25质量 浓度 变化 特征．环境 科学 研究 ，2016，29(6)： 783—790．

　　[2] ZhangH，XieB，ZhaoSY，ChenQ．PM25andtroposphericO3inChinaandananalysisoftheimpactofpollutantemissioncontro1．Advancesin ClimateChangeResearch，2014，5(3)：136-141．

　　[3] 毛宁 ，李益稹．基于主成分分析 的全 国主要城市空气质量评价．现代商贸工业 ，2014，26(10)：49．50．

　　作者别 同，韩立建 ，何 亮 ' ，田淑芳 ，周伟奇 ，李伟峰 ，钱雨果

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