全球环境变化作业

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1、全国空气环境质量定量分析（东北师范人学地理科学学院2012级地科一班2012013205廖楚婷）摘要：首先选取全国各省会城市及直辖市（港澳台除外）2014年2月14日18:00的6个空气主要污染物（PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧），应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析；然后结合主成分分析结果，利用聚类分析方法得到了全国各省会城市及直辖市空气质量谱系图；最后在此基础上，探讨了各地空气质量的区域相似性和差异性。研究结果表明：利用主成分分析和系统聚类方法分析全国空气质量，不仅可以克服传统的基于人工选用指标进行综合分析所存在的数据不易处理的缺陷，而且结

2、果准确性髙，是一种新的尝试。关键词：空气质量；主成分分析；系统聚类；全国1、引言空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气屮污染物浓度的高低來判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度收到许多因素影响。近年来随着现代化和工业化的进程，我国大气污染状况十分严重，城市大气环境中总悬浮颗粒浓度普遍超标、二氧化硫污染保持在较高水平、机动车尾气污染物排放总量迅速增加、氮氧化物污染趋势加垂、全国形成多个酸雨区等，危害生态环境、影响人民群众身体健康，为了今后的可持续发展，本文研究选取了全国各省会城市及直辖市（港澳台除外）2014年2月14R18:00的6个空气主

3、要污染物浓度，应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析；然后结合主成分分析结果，利用聚类分析方法得到了全国各省会城市及育•辖市空气质量谱系图；最后在此基础上，探讨了各地空气质量的区域相似性和差异性。2、全国空气主要污染物浓度的“降维”分析2.1指标选取木文共选取6个指标。XI一一PM2.5。PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气屮，其在空气屮含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附

4、带有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。主要有自然源（土壤扬尘、海盐、植物花粉、抱子、细菌等）和人为源（燃煤与燃气或燃油排放的烟尘、交通工具尾气等）两种，但危害较大的是后者。X2——PMlOoPMIO是空气动力学当量直径小于等于10微米的可吸入颗粒物,又称为可吸入颗粒物或飘尘，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外,另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；X3——二氧化硫。二氧化硫（S02）是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫能形成工业烟雾，酸雨，对生活环境、人体健康造成

5、极大危害。二氧化硫还会在空气中形成悬浮颗粒物，乂称气溶胶，随着人的呼吸进入肺部，对肺有直接损伤作用。X4一一二氧化氮。二氧化氮是一种棕红色、高度活性的气态物质，在臭氧的形成过程中起着重要作用，还是光化学烟雾和酸雨的成因之一，所带来的环境效应多种多样，包括：对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响，大气能见度的降低，地表水的酸化，富营养化以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。X5——臭氧（03）在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20〜35公里的同温层下部的臭氧层中。在常温常压下，稳定性极差,在常温下可自行分解为氧气。臭氧具有强烈的刺

6、激性，吸入过量对人体健康有一定危害。X6——一氧化碳。一氧化碳（C0）是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不易与其他物质产生化学反应，故可在大气中停留2〜3年之久。一氧化碳极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕,头疼，重者脑细胞受到永久性损伤，其至窒息死亡；一氧化碳尤其对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性更大。2.2主要污染物间的相关性分析利用SPSS软件对原始数据做标准化处理，然后计算得出各污染物间之间的相关系数矩阵，其结果下表。相关矩阵VAR00001VAR00

7、002VAR00003VAR00004VAR00005VAR00006VAR000011.000.904.643.801-.458.585VAR00002・9041.000.721.732-.318.527VAR00003.643.7211.000.760-.416.725VAR00004.801.732.7601.000-.463.739VAR00005-.458-.318-.416-.4631.000-.569VAR00006.585.527.725.739-.5691.000从表一可以看出来，PM2.5与PM