降水量变化对大气污染物浓度影响分析.pdf

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1、2 0 1 1-0 8-1 6收稿日期：作者简介：金维明（1 9 5 2-），男，高级工程师。研究方向：环境监测。摘要：系统分析了年南通市城区中大气自动监测站和降水监测点位数据，得出：年间逐年降水量与二氧化硫年均浓度呈现高度线性负相关，其它时空降水量与大气污染物浓度分布中呈现非线性显著性负相关。降水量大污染物浓度就小，反之就大。年 年平均降水量，比年 年平均降水量多出，大气污染指标 年平均浓度下降幅度为：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮无变化。年的平均季度降水量夏季最大为，对应的夏季大气污染物最小均值为：可吸入颗粒物、二氧化硫；年平均季度降水量冬季最小为，对应的冬季大气污染物季最大均值为：可吸

2、入颗粒物为、二氧化硫和二氧化氮。关键词：20012010102006201051083.49mm200120055244.97mm50.013mg/m0.009 mg/m10467.97mm0.073mg/m0.026mg/m10137.84mm0.104 mg/m0.034mg/m0.036mg/mAbstractKey wordsCLC numberX131.13333333中图分类号：文献标识码：X131.1A降水量；大气污染物平均浓度；高度；线性负相关；非线性显著性负相关This paper analyzes the air automatic monitoring station a

3、nd precipitation monitoring data from 2001 to 2010 inNantong City,conclusion shows:precipitation and sulfur dioxide annual average concentrations are highly negative linear correlation in10 years,other temporal precipitation and atmospheric pollutants concentration distribution shows nonlinear signi

4、ficant negativecorrelation.Pollutant concentrationislowunder precipitation,whereas it is high.Average annual rainfall is1083.49 mm of 2006 2010,which is 244.97 mm more than that of 2001 2005.Decline rates of average concentrations of air pollution indexes in 5 years are asfollow:respirable particula

5、te matter is 0.013 mg/m,sulfur dioxide is 0.009 mg/m,nitrogen dioxide has no change.In 10 years,maximum average quarter precipitation in summer is 467.97 mm,the corresponding atmospheric pollutants minimum values are:respirable particulate matter 0.073 mg/m,SO 0.026 mg/m;minimum average quarter prec

6、ipitation in winter is 137.84 mm,thecorresponding atmospheric pollutants maximum values are:respirable particulate matter 0.104 mg/m,SO 0.034 mg/M m and NO0.036mg/m.Precipitation;AtmosphericAverage Pollutant Concentration;Highly Negative Linear Correlation;NonlinearSignificant Negative Correlation33

7、333333222城市空气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项大气污染物浓度变化倍受公众关注。大气污染物来源于工厂、交通、矿山和饮食行业，相配套的空气净化设备应运而生。从南通市2 0 0 1 2 0 0 5 年和2 0 0 6 2 0 1 0 年两分5 年环境质量报告书中可知，通过调整产业结构，节能减排和应用清洁能源逐步减少大气污染物排放量，从而达到天蓝、树绿、水清、人体健康的目标。本文应用江苏省南通市区2 0 0 1 2 0 1 0 年城中大气自动监测站、降水测点大气污染物和降水量监测数据，系统分析其数据的时空分布，以及数据之间的相关程度，得出市区大气污染物逐年逐月变化规律和相关程度。南通

8、市区建成区面积3 8 1.2 6 k m，人口8 4.3 4 万人。年平均气温1 6.5 1 6.9，年平均日照时数1 环境监测情况与统计方法概述1.1 市区面积、人口与气候特征2降水量变化对大气污染物浓度影响分析Analysis on Impact of Precipitation Variation onAtmosphericPollutants Concentration金维明（江苏省南通市环境监测中心站，江苏南通2 2 6 0 0 6）降水量变化对大气污染物浓度影响分析金维明2 3 1 9 0 2 2 2 5 8 h，年平均降水量8 2 2 1 2 8 6 m m。选择南通市区城中大气

9、自动监测站和降水测点。城中子站属文化区，位于老城区十字街中心东北偏北方位约3 5 0 m 处，东经1 2 0 5 4 2 0 ,北纬3 1 5 8 1 处。本次取得大气数据1 08 8 7个，降水数据4 8 5 个。按环境质量综合评价技术导则（H J/TX X-2 0 0 4）要求，计算可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮浓度和降水量4 个监测项目逐年、逐月平均值。用“简单线性相关系数”，描述两个变量线性相关的程度。并用费希尔（R.A.F i s h e r）的 检验法，检验空气中污染物浓度和降雨量之间是否存在线性相关关系。首先，提出假设：H:P=0；H：P 0，并按以下公式计算统计量：2 0 0

10、 1 2 0 0 7 年、2 0 1 0 年降水量较低为7 6 3.1 11 0 1.2 m m，相对应的可吸入颗粒物浓度较高为0.0 8 5 0.1 1 6m g/m；2 0 0 8 2 0 0 9 年降水量较高为1 1 5 8.9 12 8 2.5 m m，相对应的可吸入颗粒物浓度较低为0.0 7 2 0.0 8 2 m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关的程度=-0.4,=1.3 3=2.3 0 6,仅存在非线性显著性负相关，见图1 和表1。1.2 测点位置、获取数据1.3 监测数据的数理统计方法2.1 逐年平均降水量与大气污染物浓度对应与相关关系 1 33 3 rtrtt01

11、0.0 5/2，(-2)2 降水量与大气污染物分析结果2.1.1 降水量与可吸入颗粒物浓度变化及相关性n图1 P M 浓度与降水量逐年变化1 0式中-2 为自由度。根据自由度和给定的显著性水平=0.0 5，查表中的临界值：如果值大于临界值，则拒绝原假设，接受备择假设；反之，接受原假设。用“简单线性相关系数”，描述两个变量线性相关的程度。按三级划分：0.4 为低度线性相关；0.4 0.7 为显著性相关；0.7 1 为高度线性相关。natttRRrrr0.0 5/2，(-2)n 2 2.1.2 降水量与二氧化硫浓度变化及相关性2 0 0 1 2 0 0 7 年、2 0 1 0 年降水量较低为7 6

12、 3.1 1 1 0 1.2 m m，相对应的二氧化硫浓度较高为0.0 3 3 0.0 4 5 m g/m；2 0 0 8 2 0 0 9 年降水量较高为1 1 5 8.9 1 2 8 2.5 m m，相对应的二氧化硫浓度较低为0.0 1 3 0.0 2 4 m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关系数=-0.9,=4.9 3=2.3 0 6,两变量存在线性高度负相关，见图2 和表1。33rtt0.0 5/2，(-2)n图2 二氧化硫浓度与降水量逐年变化二氧化硫降水量0.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 01 5 0 01 0 0 05 0 00P M1 0降水量0

13、.1 50.1 00.0 50.0 01 5 0 01 0 0 05 0 00表1 南通市区城中子站大气污染物与降水量逐年与逐月相关系数 值和 检验值rt环境保护科学第3 8 卷第2 期2 0 1 2 年4 月2 4 2.1.3 降水量与二氧化氮浓度变化及相关性2.2.1 降水量与可吸入颗粒物浓度变化及相关性2.2.2 降水量与二氧化硫浓度变化及相关性2.2.3 降水量与二氧化氮浓度变化及相关性2.3.1 1 0 年间前5 年与后5 年平均降水量和大气污染物平均浓度变化情况2 0 0 1 2 0 0 5 年、2 0 1 0 年 降 水 量 较 低 为 7 6 3.1 1 1 0 1.2 m m

14、，相对应的二氧化氮浓度较高为0.0 2 2 0.0 3 8 m g/m；2 0 0 8 2 0 0 9 年降水量较高为1 1 5 8.9 1 2 8 2.5 m m，相对应的二氧化氮浓度较低为0.0 1 5 0.0 3 0 m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关系数=-0.6,=1.8 7=2.3 0 6,仅存在非线性显著性负相关,见图3 和表1。降水量从1 月份5 6 m m 增加到7 月份2 0 8.8 m m，再下降到 1 2 月份3 0.5 m m；可吸入颗粒物从1 月份的0.1 1 1 m g/m 下降到8 月份的0.0 5 7 m g/m，再上升到1 2 月份的0.1 1

15、 3 m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关系数=-0.5,=1.6 5=2.2 2 8 1,仅存在非线性显著性负相关,见图4 和表1。降水量从1 月份5 9m m 增加到7 月份2 0 8.8m m，再下降到1 2 月份3 0.5m m；二氧化硫从1 月份的0.0 3 8m g/m 下降到9 月份的0.0 2 0m g/m，再上升到1 2 月份的0.0 4 0m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关系数=-0.4，=1.1 3=2.2 2 8 1,仅存在非线性显著性负相关，见图5 和表1。降水量从1 月份5 6m m 增加到7 月份2 0 8.8m m，再下降到 1 2 月

16、份3 0.5m m；二氧化氮从1 月份的0.0 3 6m g/m 下降到9 月份的0.0 2 2m g/m，再上升到1 2 月份的0.0 3 8 m g/m。经简单线性相关分析，两个变量线性相关系数=-0.5,=1.7 0=2.2 2 8 1,仅存在非线性显著性负相关，见图6 和表1。2 0 0 6 2 0 1 0 年平均降水量是10 8 3.4 9m m，比2 0 0 1 2 0 0 5 年平均降水量的8 3 8.5 2m m 多出2 4 4.9 7m m。可吸入颗粒物5 年平均浓度由0.0 9 8m g/m 下降到0.0 8 5 m g/m，下降幅度为0.0 1 3 m g/m；二氧化硫5

17、 年平均浓度由0.0 3 7m g/m下降到0.0 2 8m g/m，下降幅度为333rttrttrttrtt0.0 5/2，(-2)0.0 5/2，(-2)0.0 5/2，(-2)0.0 5/2，(-2)nnnn图3 二氧化氮浓度与降水量逐年变化图4 P M 浓度与降水量逐月变化图5 二氧化硫浓度与降水量逐月变化图6 二氧化氮浓度与降水量逐月变化2.2 逐月平均降水量与大气污染物浓度变化及相关关系2.3 降水量与大气污染物浓度5 年对应关系33333333333331 00.0 60.0 40.0 20.0 03 0 02 0 01 0 001 2 3 4 5 6 7 8 91 01 1 1

18、 2二氧化氮降水量0.1 50.1 00.0 50.0 03 0 02 0 01 0 00P M1 0降水量1 2 3 4 5 6 7 8 91 01 1 1 2二氧化氮降水量0.0 60.0 40.0 20.0 01 5 0 01 0 0 05 0 00二氧化硫降水量1 2 3 4 5 6 7 8 91 01 1 1 20.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 02 5 02 0 01 5 01 0 05 00降水量变化对大气污染物浓度影响分析金维明2 5 0.0 0 9 m g/m；二氧化氮平均浓度变化不大，见表2。4 33333333333333333333333333

19、5 表2 城中子站平均降水量与大气污染物平均浓度5 年差距2.3.2 1 0 间降水量和大气污染物季节平均浓度变化情况年2 0 0 1 2 0 1 0 年的1 0 年平均季度降水量夏季最大为4 6 7.9 7 m m，其次是春季为1 8 8.3 9 m m，再其次是秋季1 6 6.8 0 m m，冬季最少是1 3 7.8 m m。可吸入颗粒物季平均浓度排列夏季最小是0.0 7 3 m g/m，秋季为0.0 9 1 m g/m，春季为0.0 9 9 m g/m，冬季最大是0.1 0 4 m g/m。二氧化硫季平均浓度排列夏季最小是0.0 2 6m g/m，秋季为0.0 3 0 m g/m，春季为

20、0.0 3 1m g/m，冬季最大是0.0 3 4 m g/m；二氧化氮季平均浓度排列秋季最小是0.0 2 8 m g/m，夏季为0.0 2 9m g/m，春季为0.0 3 5m g/m，冬季最 大是0.0 3 6 m g/m，见表3。为什么1 0 年季平均降水量秋季比春季要小，1 0 年季平均大气污染物浓度中可吸入颗粒物和二氧化硫为什么没有对应降水量为次高呢？可以解释为秋季付高热带高压控制长江中下游地区3 个月之久，辐散气流较强便于可吸入颗粒物和二氧化硫的扩散，虽然降水量小于春季，可吸入颗粒物和二氧化硫浓度仍不是次高；二氧化氮季均最低浓度为什么出现在降水量不大的秋季而不是夏季，冬、春季却能遵

21、循这一规律。可以理解为二氧化氮在空气中是一不稳定物质，受到夏秋季的太阳光直射影响。2 0 0 1 2 0 1 0 年间，城中子站可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮逐年年均浓度与逐年年均降水量，除二氧化硫呈现为高度线性负相关外，可吸入颗粒物和二氧化氮存在非线性显著性负相关；2 0 0 1 2 0 1 0 年1 0 年月平均数据表明，城中子站可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮月均浓度与月均降水量存在非线性显著性负相关。2 0 0 1 2 0 0 7 年、2 0 1 0 年降水量较低为7 6 3.1 1 1 0 1.2 m m，相对应的大气污染物的浓度较高，可吸入颗粒物为0.0 8 5 0.1 1 6

22、m g/m，二氧化硫0.0 3 3 0.0 4 5 m g/m，二氧化氮0.0 2 2 0.0 3 8 m g/m。2 0 0 8 2 0 0 9 年降水量较高为1 1 5 8.9 1 2 8 2.5 m m，相对应的大气污染物浓度较低，可吸入颗粒物为0.0 7 2 0.0 8 2 m g/m，二氧化硫0.0 1 3 0.0 2 4 m g/m，二氧化氮0.0 1 5 0.0 3 0 m g/m。2 0 0 6 2 0 1 0 年5 年平均降水量是1 0 8 3.4 9 m m，比2 0 0 1 2 0 0 5 年5 年平均降水量多出2 4 4.9 7 m m。大气污染指标5 年平均浓度下降幅

23、度为：可吸入颗粒0.0 1 3 m g/m；二氧化硫0.0 0 9 m g/m；二氧化氮没有什么变化。2 0 0 1 2 0 1 0 年的1 0 年平均季度降水量夏季最大为4 6 7.9 7 m m，可吸入颗粒物季平均浓度夏季最小为0.0 7 3 m g/m，二氧化硫季平均浓度夏季最小为0.0 2 6 m g/m；1 0 年平均季度降水量冬季最少为1 3 7.8 4 m m，可吸入颗粒物季平均浓度冬季最大为0.1 0 4 m g/m，二氧化硫季平均浓度冬季最大为0.0 3 4 m g/m，二氧化氮季平均浓度冬季最大为0.0 3 6 m g/m。3.1 降水量与大气污染物浓度逐年与月平均相关性3

24、.2 降水量与大气污染物浓度逐年时空分布变化3.3 降水量前后5 年平均变化对大气污染物浓度的影响3.4 1 0 年间降水量和大气污染物浓度季度平均值分布情况（下转第5 2 页）3 分析结论表3 城中子站1 0 年平均季度降水量与大气污染物1 0 年平均浓度分布环境保护科学第3 8 卷第2 期2 0 1 2 年4 月2 6 胞的溶胞作用较弱。考察了盐酸和氢氧化钠对污泥中蛋白质的提取效果，以及不同操作因素对盐酸提取污泥中蛋白质的影响，可得到如下结论：相对于氢氧化钠提取方法，盐酸提取法不仅有利于污泥中蛋白质的提取操作，而且可以较好的确保蛋白质结构不被破坏；升高操作温度、提高污泥浓度、增加盐酸浓度以

25、及适当延长操作时间有利于污泥中蛋白质的提取；蛋白质浓度随温度呈先慢后快的增长趋势3 结论，随污泥浓度呈线性增加，而随盐酸浓度呈先快后慢趋势增加；在一定的操作温度和时间下，污泥浓度和盐酸浓度存在一个较佳比例，该比例下操作可以使提取液中的蛋白质浓度达到最大值。参 考 文 献 1 张义安，高定，陈同斌，等.城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析 J .生态环境，2 0 0 6，1 5(2)：2 3 4-2 3 8.2 S e a r sKJ,A l l e m a nJE,G o n gW L.F e a s i b i l i t yo f u s i n gu l t r a s o n i

26、ci r r a d i a t i o nt or e c o v e ra c t i v eb i o m a s sf r o mw a s t ea c t i v a t e ds l u d g e J .J o u r n a l o f B i o t e c h n o l o g y，2 0 0 5,1 1 9(4):3 8 9-3 9 9.3 G o n z eE,P i l l o t S,V a l e t t eE,e t a l.U l t r a s o n i ct r e a t m e n t o f a na e r o b i ca c t i v

27、a t e ds l u d g ei nab a t c hr e a c t o r J .C h e m i c a lE n g i n e e r i n ga n dP r o c e s s i n g,2 0 0 3,4 2(1 2):9 6 5-9 7 5.4 S r i d h a r M K C,P i l l a i S C.P r o t e i n s i n w a s t e w a t e r a n d w a s t e w a t e r s l u d g e J .J o u r n a l Wa t e r P o l l u t i o n C

28、o n t r o l F e d e r a t i o n,1 9 7 3,4 5(7):1 5 9 5-1 6 0 0.5 M o n i q u eR,E l i s a b e t hG N,E t i e n n eP.A h i g hy i e l dm u l t i-m e t h o de x t r a c t i o np r o t o c o l f o rp r o t e i nq u a n t i f i c a t i o ni na c t i v a t e ds l u d g e J .B i o r e s o u r c e T e c h

29、n o l o g y,2 0 0 8,9 9(1 6):7 4 6 4-7 4 7 1.6 P a r kC,N o v a kJ T,H e l mt h e r e f o r e,e t a l.E v a l u a t i o no f t h ee x t r a c e l l u l a rp r o t e i n s i nf u l l-s c a l ea c t i v a t e ds l u d g e s J .Wa t e r R e s e a r c h,2 0 0 8,4 2(1 4 8):3 8 7 9-3 8 8 9.7 赵庆祥.污泥资源化 M .

30、北京：化学工业出版社，2 0 0 2.8 赵顺顺，孟范平.剩余污泥蛋白质作为动物饲料添加剂的营养性和安全性分析 J .中国饲料，2 0 0 8，(1 5)：3 5-3 8.9 陈苏，孙丽娜，孙铁珩.城市污泥处理处置技术及资源化利用研究 J .生态科学，2 0 0 6，2 5(4):3 7 5-3 7 8.1 0 H w a n gJ i y e o n,Z h a n gL e i,S e oS u n k e u n,e t a l.P r o t e i nr e c o v e r yf r o me x c e s s s l u d g ef o r i t s u s ea s a

31、 n i m a l f e e d J .B i o r e s o u r c eT e c h n o l o g y,2 0 0 8,9 9(1 8):8 9 4 9-8 9 5 4.1 1 陈玉辉，华佳，霍苗，等.酸循环水解制备剩余污泥水解蛋白质的试验研究 J .湖北大学学报，2 0 0 6,2 8(4):4 1 7-4 1 9.1 2 汪常青,梁浩,李亚东，等.利用剩余污泥制备泡沫灭火剂的试验研究 J .中国给水排水,2 0 0 6,2 2(9):3 8-4 2.1 3 L e r c h R N，B a r b a r i c k K A，A z a r i P.S e w a

32、g e s l u d g e p r o t e i n s:i.E x t r a c t i o nm e t h o d o l o g y J .J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l Q u a l i t y,1 9 9 3,2 2(3):6 2 0-6 2 4.1 4 C h i s h t i S S,H a s n a i n S N,K h a n MA.S t u d i e s o n t h e r e c o v e r y o f s l u d g ep r o t e i n J .Wa t e r R e s

33、 e a r c h,1 9 9 2,2 6(2):2 4 1-2 4 8.1 5 L a uD CW.U t i l i z a t i o no f s e w a g es l u d g ea s ar e s o u r c ef o r p r o t e i n J .C o n s e r v a t i o n a n d R e c y c l i n g,1 9 8 0,4(3):1 9 3-2 0 0.1 6 C h o i HB,H w a n gKY,S h i nEB.E f f e c t so na n a e r o b i cd i g e s t i o

34、 no fs e w a g es l u d g e p r e t r e a t m e n t J .Wa t e rS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,1 9 9 7,3 5(1 0):2 0 0-2 0 7.1 7 K e p pU,M a c h e n b a c hI,We i s zN,e t a l E n h a n c e ds t a b i l i s a t i o no fs e w a g es l u d g et h r o u g ht h e r m a l h y d r o l y s i s-t h

35、r e ey e a r so f e x p e r i e n c ew i t hf u l ls c a l ep l a n t J Wa t e rS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y，2 0 0 0，4 2(9)：8 9-9 6 1 8 C h uCP,C h a n gBV,L i a oGS,e t a l.O b s e r v a t i o n so nc h a n g e si nu l t r a s o n i c a l l yt r e a t e dw a s t ea c t i v a t e ds l u d g

36、 e J .Wa t,R e s,2 0 0 1，3 5（4）：1 0 3 8 1 0 4 6.1 9 肖本益，刘俊新.不同预处理方法对剩余污泥性质的影响研究 J .环境科学，2 0 0 8，2 9（2）：3 2 7-3 3 1.2 0 S o h n KD，N e p p o l i a n B，C h o i H E f f e c t o f s o i l o r g a n i c m a t t e r(S O M)a n d s o i l t e x t u r e o n t h e f a t a l i t y o f i n d i g e n o u s m i c

37、r o o r g a n i s m s i ni n t e r g r a t e do z o n a t i o n a n d b i o d e g r a d a t i o n J .J o u r n a lo fH a z a r d o u sM a t e r i a l s,2 0 0 8,1 5 0(3):8 0 9-8 1 7 2 1 A z i z e A E n z y m a t i c t r e a t m e n te f f e c t so n d e w a t e r a b i l i t y o fa n a e r o b i c a

38、l l y d i g e s t e d b i o s o l i d s-I:P e r f o r m a n c e e v a l u a t i o n s J P r o c e s s B i o c h e m i s t r y，2 0 0 5，4 0(7)：2 4 2 7-2 4 3 4 2 2 L o w e r y O H,R o s e b r o u g hN J,F a r r A L,e t a l.P r o t e i nm e a s u r e m e n t w i t ht h e F o l i n p h e n o l r e a g e

39、n t J .J B i o l C h e m,1 9 5 1，1 9 3(1):2 6 5-2 7 5.（上接第2 6 页）参 考 文 献综上所述：2 0 0 1 2 0 1 0 年1 0 年间，位于南通市城区中心文化区的城中大气自动监测站和降水测点监测数据分析表明：1 0 年间降水量与二氧化硫浓度逐年均值存在高度线性负相关，其它时空分布中的大气污染物浓度与降水量之间普遍存在一个非线性显著性负相关。降水量大污染物浓度就小，反之就大。说明：区域性降水量不但对农作物生长产生重要影响，而且对净化环境空气中的大气污染物起到十分重要的作用。因此，搞好区域内植树造林，防止水土流失，保持空气湿度，保护和

40、保持生态小气候，对建设蓝天工程非常重要。1 金维明.主要气象因素对可吸入颗粒物浓度影响规律探讨 J .中国环境监测，2 0 0 9，1 4 0（4）:7 1-7 5.2 王京芳.东西部地区环境质量的统计分析与追溯 J .环境保护科学,2 0 1 0，3 6（2）:7 1-7 5.3 王加权,吴劲兵,李如中.酸雨研究进展与问题探讨 J .水科学进展,2 0 0 4,1 5(4):5 2 7-5 3 0.4 王 新 堂.山 东 城 市 酸 雨 分 布 及 其 与 气 象 要 素 的 关 系 J .山 东 气象,2 0 0 5,2 5(2):2 6-2 8.5 赵志龙.我国酸雨状况及综合对策研究 J .矿冶,2 0 0 7,1 6(3):6 4-6 8.环境保护科学第3 8 卷第2 期2 0 1 2 年4 月5 2