物元分析法在郑州市大气监测优化布点中的应用

河南HENAN科学SCIENCE．17No．2Ime1999物元分析法在郑州市大气监测孙中党(q丽丽雨优化点中的应用莉2450007)。郏环站450007)／学研究所，郑州(郑州市环境监理站，郑州u『l(郑州辐照中心，郑州450052)(河南农业大学，郑州450002)摘要利用物元分析法，在大气污染普查基础上，以郑州市污染最严重的季节(冬季)的数据为准，构造大气环境监测的标准物元矩阵，求出关联函数值，进行了大气监测点的优选，并与用模糊聚类选出的点位相比较，来验证郑州市目前已有监测子站建立的合理性，能代表郑州市整个区域，并以此证明物元分析法是环境监测优化布点的一种可靠的方法。关键词物元分析优化布点物元矩阵关联函数大气污染分类号————大气环境监测的摄首要问题之一是监测点的布设与选择，怎样使人、财、物力浪费摄小，使所选点具有代表性，是国内外研究热点问题之一。通常采用功能区网格优选法、数理统计筛选法和模糊聚类等方法进行了大气监测点的优化布设，在功能区网格优选过程中，由于各功能区的环境因子平均数一般彼此不等，因此对整个区域代表性较差JlJ，数理统计对多个环境因子独立分离，对其问的相互作用又不能用统计解决，模糊聚类法有多种标定方法，不同的标定方法存在结果不相同的问题，又易丢失信息，计算繁琐等【2-缺点。刚出现的像污染指数图法和人工神经网络布点法正处于研究探索之中，还有待于进一步探讨验证_6一。物元分析对解决各单项污染指标的不相容问题是有效的_3_3。可用于解决环境监测的多指标优化布点，由于其方法使用简便，评价结果直观，准确可靠，不失为大气监测优化布点中的一种好方法郑州市区大气污染的监测是由分布在市区内的四个大气自动监测子站承担的。虽然在建立子站时，位置选择经过论证，但由于监测资料不足，加之近年来民用燃料结构和布局发生了很大的变化，大气污染物排放量、排放源的分布差别增大。本研究是通过整个市区大气污染状况普查，试用物元分析法对郑州市区大气监测数据进行分析，优选出能代表郑州市区大气污染状况的监测点。1研究地概况1l地形地势郑州市位于河南省中部偏北地区，北临黄河，属黄河中下游，黄土丘陵地带与秦岭山系东端的嵩山相连接，东部地势平坦，易于污染物扩散，其地理位置为东径113。收到日期1999—0l06第一作者：孙中党男38岁高级工程师。／维普资讯http://www.cqvip.com1999年6月物元分析法在郑州市大气监测优化布点中的应用一19540，北纬34。45，面积93．7kin2。1．2气候郑州属暖温带大陆性季风气候，年平均气温14．3℃，全年主导风向为西北风(12％)，年平均风速为2l83．2m／s，年降水量为636．7mrn，年平均相对温度为66％。1．3社会经济郑州市区人口为110万，经济以纺、轻工业机械为主，交通发达，能源主要以煤碳为主．属煤烟型污染型城市。1．4大气状况从历年大气环境质量监测结果可知，郑州市区主要大气污染物是TSP，其次是so2、Nox，是明显的“煤烟型”污染。郑州民用气化率已达75．8％，用户2(】余万户，工业供热量为450t／h，民用采暖供热量为470MKC,al／h。民用煤总量自1993年以来已超过12万吨。2材料与方法2．1布点方法本研究的对象是整个市区，为使所获大气监测数据能较好地反映整个建成区的大气污染状况，同时考虑到布点的数量及实际监测能力，采用网格布点和功能区布点相结合方法确定采样点。同时在近郊设立清洁对照点1个，降尘清洁对照点2个，共布设采样点17个，每个采样点代表面积为5．0km2(2．0×2．5km)，所取功能区包括全市的工业区、商业区、交通区、居住区和一、二类混台区。其布点范围占当时建成区面积的90．7％。表1冬季(1月份)大气污染物浓度(12天均值)(mg／m3)Table1Theconcentrationofpollutantsinomac~phereduringthewinter2．2监测与分析方法在大气监测点优选过程中，严格按照质量保证原则进行。分析方法采用国标规定的分析方法．so2采用GB中规定的四氯汞钾溶液吸收一盐酸副玫瑰苯胺分光光度法，对Nq采用GB中盐酸萘乙二胺分光光度法，对TSP采用重量滤膜法。监测结果用物元分析方法分析，同时与模糊聚类、系统聚类方法的分析结果进行对比。2．3采样时间及频率采样监测共监测四个季度，每季度以典型月1、4、7、10月份，每月连续采样12天，其它每月采样5天，每天so2、Nox每2小时一次，TsP连续监测24小时，符维普资讯http://www.cqvip.com河南科学第l7卷第2期台高密度、长时间实际监测的基本要求。2．4监测结果取其重污染季节(冬季)来评价优选郑州市大气监测点位，重污染季节以1月份数据为代表，取其S、Nq、TSP的平均值如表1