赵云洁 王怡素 闫新庆

摘 要：2017年1月，国家发展改革委在《关于支持郑州建设国家中心城市的复函》中提出，推进郑州建设国家中心城市，相关意见中要求建设绿色低碳可持续发展城市。本文利用郑州市2014—2017年空气质量检测数据，对郑州市空气质量进行了研究分析并做出趋势分析，为郑州市的合理规划提供科学依据。

关键词：大气污染 PM2.5 数据分析

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（a）-0110-02

1 研究对象与方法

本文利用郑州市2014—2017年空气质量检测数据，对郑州市空气质量进行了研究分析并做出趋势分析，为郑州市的合理规划提供科学依据。

本文总体应用指标对比分析法，对数据进行横向、纵向及综合比较得出结论；深入数据内部应用分组分析法，把所研究的总体按照一个或几个标志划分为若干部分，加以整理，进行观察、分析，揭示其内在的联系和规律；为找出数据的动态发展规律应用时间序列及动态分析法，根据已编制好的时间序列，绘制曲线图，得到直观认知；空气质量状况是综合多因素的作用结果，应用综合评价分析法做出恰当评价[1]。以上方法的实现基于R，一款集统计分析与图形显示于一体的统计分析软件。

2 研究内容空气质量指数（AQI）

空气质量等级分一到六级，对应类别：优、良、轻度污染、中度污染、重度污染、严重污染。

圖1（a）图可以看出3年以来空气质量优良占比约为50%，其中良好天数占比最大，柱状图右侧可以看出存在极端天气值。图1（b）图可以看出极端值多出现在每年的12月份或1月份，数据存在一定的季节规律[2]。

3 主要大气污染物（PM2.5，PM10，O3）研究

图2明确展现出了PM2.5和PM10的季节性变化规律，冬季污染最为严重，其次是秋季和春季，夏季最轻。单看PM2.5，从年度变化角度来看，与2015年相比，2016年和2017年春夏两个季度的PM2.5均值降低了很多，春季降幅分别达到了29.8%和29.4%，夏季降幅更是达到了35.8%和30.9%。与2014年相比，2015年和2016年秋季的PM2.5均值降低了很多，降幅分别为21.9%和28.7%。冬季均值2016年大幅增加，其余年份相对平稳（冬季在统计学意义上不显著）。在PM2.5的数据点上有一条整体回归线，可以看出PM2.5在空气中的含量随时间的推移整体呈下降趋势，也就说雾霾情况总体来说有所改善。

为了能更细致地描述郑州地区的空气污染状况，按中国空气质量等级划分标准将空气质量分为一般污染（PM2.5日均浓度介于75?g/m3和150?g/m3）和严重污染（大于150?g/m3）[3]。然后按年份和季节标度分析污染天数占比。

图3左侧可看出，3年来，郑州优良空气天数约占52%，即约有一半时间人们处于污染状况中，其中，36%时间为一般污染，11%时间为严重污染；16年空气质量状况较前两年有所改善。

得益于环境治理力度的不断提升，近年来，细颗粒物浓度普遍有所下降，但臭氧（O3）却在不知不觉持续恶化。臭氧在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，是一种强氧化剂，吸入呼吸道会导致肺功能减弱和组织损伤，臭氧还会破坏人体的免疫机能，臭氧超标对人体和动植物健康都有负面影响。臭氧污染带有明显的季节性特点。

图4有两个明显特征，首先，O3有明显的季节性特征，相反于霾的污染，O3含量往往在夏季达到峰值；其次，O3含量持续增长，增长势头迅猛，17年尤为严重，季均值均已超过国家标准（日最大8h平均：一级100?g/m3；二级160?g/m3）。

最后通过热图简要分析一下6种污染物之间的关系：

从图5我们可以看出，O3和其余几个变量呈负相关，除O3外的变量之间呈正相关，其中PM2.5和PM10、CO的正相关性较强，O3和SO2和CO的负相关性较强。所以防治雾霾要从防尘和控制CO排放为侧重点，而防治O3污染要以控制氮氧化物的排放为主。

4 结语

综上所述，郑州的空气污染治理不仅关系到本地区的可持续发展，还关系到中原城市群的发展，支撑着中部地区的崛起。在人文意识方面要在全市范围内营造人人关心环境保护、人人重视环境保护的良好氛围。

参考文献

[1] 刘红云，孟庆茂.纵向数据分析方法[J].心理科学进展，2003，11（5）：586-592.

[2] PC Rd，M Ezzati，DW Dockery，et al.Fine-particulate air pollution and life expectancy in the United States[J].New England Journal of Medicine，2009，360（4）：376-386.

[3] 李金香，虞统，赵越，等.北京市大气PM10环境背景值的计算方法探讨[J].环境科学学报，2007，27（9）：1525-1533.