時間：2024-02-02 15:05:11
序論：在您撰寫空氣質量分析時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
2018年整個省內的空氣質量明顯好轉，但針對不同的縣市因為受小范圍的影響，各有區別，現在我們針對望城的今年6月和7月以及去年的6月和7月對比一下各項參數來分析一下原因和改善方法。
望城2017年6、7月與2018年6、7月各項污染指數（2018年7月為1-21號數據）
2017-6月單項指數
2017-6月單項指數排名
2017-7月單項指數
2017-7月單項指數排名
2018-6月單項指數
2018-6月單項指數排名
2018-7月單項指數
2018-7月單項指數排名
PM2.5
0.63
53
0.43
42
0.69
30
0.63
63
PM10
0.49
48
0.47
66
0.54
43
0.5
56
NOX
0.6
90
0.62
90
0.55
90
0.45
89
SO2
0.15
54
0.18
62
0.1
23
0.08
23
CO
0.28
55
0.28
77
0.25
28
0.22
31
O3
0.86
78
0.82
87
1.05
81
0.82
84
綜指和排名
3.01
82
2.8
87
3.18
79
2.7
78
從此表可以看出，并不是綜合指數低排名就會一定前進，全省各個縣市區的污染源及治理重點肯定存在差異，而綜合指數的計算方法及統計規則同樣會對綜合指數有直接影響，不過綜合指數能大體代表著本地的空氣質量狀況。
同時，全省各個縣市區的空氣質量各項污染物的指數受各種氣候條件及氣象有很大影晌，而湖南地型多樣，氣候氣象條件也非常復雜，各地污染物指數受影響度不一樣，不同的地形在強光降雨大風等不同條件下存在著明顯區別。
7月5號的降雨，從下午三點開始，因為范圍小，形成的氣流差和地形輸送通道，望城經開區PM2.5出現連續五個小時的中度和重度污染，而其它的地方受影響時間一般平均為兩到三個小時。這說明經開區氣流的流通和擴散緩慢，容易出現累積。從氮氧化物和臭氧的數據來看也確實如此。
天然排放的NOx,主要來自土壤和海洋中有機物的分解，屬于自然界的氮循環過程。 人為活動排放的NO，大部分來自化石燃料的燃燒過程，如汽車、飛機、內燃機及工業窯爐的燃燒過程；也來自生產、使用硝酸的過程，如氮肥廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。空氣中的NO和NO2通過光化學反應，相互轉化而達到平衡。.大氣中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃燒和植物體的焚燒,以及農田土壤和動物排泄物中含氮化合物的轉化。
臭氧不是人類直接排放的污染。它是由氮氧化物（NOx）和揮發性有機化合物（VOC）在日光（sunlight）中的紫外線作用下反應產生的。工業生產設施、電力設施、機動車尾氣、汽油燃燒產物、化學溶劑的排放等等，是空氣中氮氧化物和揮發性有機化合物的來源。如果這些污染物能夠盡快擴散，也就不容易形成臭氧。但是，如果沒有風使得污染物擴散不利，就會積累到較高濃度；再加上氣溫高、光照強，就會產生出大量臭氧。
由此可以看出，望城經工區氮氧化物和臭氧數據超高，排除其它的因素，本身地形所導致的氣象影響也是原因之一。這也是我們處理臨時突發狀況的思路之一。
從顆粒物指數明顯可以看出，今年顆粒物污染明顯比去年上升，主要原因排除其它的因素影響，眾多的基建項目是主因。
一氧化碳和二氧化硫，從此表可以看出，跟全省各地的趨勢大體一致，呈現有規則的下降趨勢。說明在環境的治理上區環保局工作還是非常有成效。
從此表可以看出，要想改變目前排名落后的情況，讓空氣質量達到均衡改善，重點是顆粒物臭氧和氮氧化物。
一，城市工業環境整治，區內或近郊都存在一些具有一定大氣污染的工廠。對于這些工廠，我們不僅要政府需明確污染排放許可證頒發的法規和管理流程，，還需嚴格按照國家相關部門的要求，要求工廠進行廢氣的處理，達到環保要求。目前隨著環境治理的深入，這已經達到了一個平衡點，但不能松懈。
二，揚塵污染對造成城市空氣中顆粒物污染的影響越來越突出。揚塵是指地表松散顆粒物質在自然力或人力的作用下進入環境空氣中形成一定粒徑范圍的空氣顆粒物，主要分為土壤揚塵、施工揚塵、道路揚塵和堆場揚塵。目前，揚塵污染是造成顆粒物污染的主要原因。
造成揚塵污染的主要來源：
1，不利的氣候條件導致的自然塵揚塵的天然來源主要是裸露地表，各種沉降在地面上的氣溶膠粒子等都是揚塵的天然來源。在不利氣候條件下，這些顆粒物就會從地表進入空氣中。
2，建筑揚塵近年來，我國正處于城市基礎設施建設的高峰時期，建筑、拆遷、道路施工及堆料、運輸遺灑等施工過程產生的建筑塵不斷增多，已成為TSP污染的重要原因之一。在施工過程中，由于管理措施不夠完善，一些工地粗放式施工。料堆遮擋不夠完整、嚴密，造成容易起塵的物料、渣土外逸；不能及時清理和覆蓋建筑垃圾、渣土等；施工現場的路面不能及時清掃、出入工地的機動車不能及時沖洗等等，均易產生建筑揚塵。
3，、堆放物塵各類工業鋼渣、粉煤灰、堿渣的堆放場、垃圾堆放場、原煤堆放場等是揚塵的又一重要來源。在我國城市中，各類物料堆放場隨處可見，并且大多數都沒有采取有效的防塵措施，在不利的氣象條件下，其對大氣中揚塵污染的貢獻是很大的。
4，道路揚塵交通運輸過程中灑落于道路上的渣土、煤灰、灰土、煤矸石、沙土、垃圾等各種固體，以及沉積在道路上的其他排放源排放的顆粒物，經往來車輛的碾壓后形成粒徑較小的顆粒物進入空氣，形成道路交通塵。由于道路兩旁綠化不好、清掃方式不合理、路面灑水頻次不夠、緊靠重點建設工程現場的路段清掃不及時等諸多因素，造成路面塵土飛揚。
5，露天燒經營場所因為沒有配備相應的排煙除塵設備，致使產生大量的有毒有害煙塵和異味氣體，對空氣造成了嚴重污染。
顆粒物污染涉及的部門很多，包括環保、城建、園林、交通、環衛、房屋等行政管理部門，因此當地人民政府的作用至關重要。政府要明確各有關行政管理部門的職責，組織協調各職能部門，同時按照屬地原則，實行分區負責制，形成政府主導，各部門各負其責、各區政府齊抓共管的工作機制，有效地遏止顆粒物污染。
一、加強對建筑工地的揚塵管理
城市建成區內的所有建筑工地(包括拆遷工地)周邊必須設置圍擋，土堆、料堆要有遮蓋或噴灑覆蓋劑；指定專人清掃工地路面，要按規定使用預拌混凝土，有攪拌站的，必須采取控制揚塵措施；施工道路要硬化，在公路出口處設置清除車輪泥土的設備，確保車輛不帶泥土駛出工地；施工工地要隨時灑水。城市道路建設工地實行封閉式施工。嚴禁在車行道上堆放施工棄土，要采用灑水、遮蓋物或噴灑覆蓋劑等措施防治揚塵。政府職能部門要負責監督和管理建筑、道路施工工地的防塵工作，和施工單位簽定揚塵防治責任書，對未達到環保要求的工地要限期整改；對逾期未達到環保要求的，要依法責令其停工整頓。在建地域的裸地應隨建設工程的結束時間而完成綠化工程。
二、加強對煤臺、礦場、料堆、灰堆的揚塵管理
所有煤臺、礦場、料堆、灰堆必須密閉、半密閉堆放或噴灑覆蓋劑。鍋爐除塵器下灰必須以袋裝方式收集和運輸。政府職能部門要定期對煤臺、礦場、料堆、灰堆防塵措施進行監督檢查，對違反規定的，要依據有關法規責令其限期整改并預以處罰。
三、加強對露天燒烤的管理
采取疏堵結合的方式，建立封閉的集中燒烤場所，配備相應排煙除塵設備，積極引導燒烤業主到園內營業；加大執法檢查力度，依法取締露天燒烤業戶，同時改變過去的單一部門、單一手段的執法為多部門聯合、人性化執法。
二、四、以治理道路揚塵為重點，繼續深入開展“洗路降塵”行動
實施了道路灑水和沖洗作業，減少路面“積塵”；增加機掃面積，降低作業“揚塵”；強力開展“清臟治亂”行動，推行小街巷衛生管理專業化。
氮氧化物是生成臭氧的重要物質之一，與城市臭氧濃度和光化學污染緊密相關。同時，氮氧化物還是城市細粒子污染的主要來源。
目前流動源增加造成的氮氧化物污染問題日益突出，氮氧化物已成為少數大城市空氣中的主要污染物。造成大氣污染的主要指NO和NO2。人類活動排放的NOx主要來自各種燃料的燃燒過程，其中工業窯爐和汽車排放最多。此外，硝酸的生產或使用過程，氮肥廠，有機中間體廠，有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產過程也有NOx的生成。 氮氧化物的治理，強化總量減排指標體系，制定區域和重點企業氮氧化物污染總量控制目標。此外，在控制氮氧化物污染的同時，應同時兼顧臭氧、揮發性有機化合物等其他污染物的協同控制，以達到改善環境質量和降低污染減排成本的目的。
臭氧污染主要出現在夏季，這是因為汽車、工廠等污染源排入大氣的揮發性一次污染物，在強烈的紫外線照射下，使原有的化學鏈遭 到破壞，發生光化學反應，生成臭氧等二次污染物。臭氧污染的出現，一般從每年的4月份開始，一直持續到10月，其中6月至8月的濃度比較高。
臭氧的形成，主要與空氣中的揮發性有機化合物（VOCs）的含量有關。 近地面臭氧是典型的二次污染物，是由空氣中的氮氧化物（NOx）和揮發性有機化合物（VOCs）在強烈陽光的照射下，通過十分復雜的光化學反應生成的。 揮發性有機物(VOCs)是形成臭氧的重要前體物。需要通過調整優化產業結構，控制揮發性有機物排放，來減輕污染物的排放量。
涉揮發性有機物排放的“散亂污”企業，主要為涂料、油墨、合成革、橡膠制品、塑料制品、化纖生產等化工企業，使用溶劑型涂料、油墨、粘 劑和其他有機溶劑的印刷、家具、鋼結構、人造板、注塑等制造加工企業以及露天噴涂汽車維修企業等。嚴格禁止露天噴涂，重點加強對建筑裝飾、汽車 維修等行業的監管，全面取締露天和敞開式噴涂作業。
在交通污染源方面，所有加油站禁止銷售普通柴油，全部供應符合國六標準的車用汽柴油。在高排放車輛通行的主要道口，逐步安裝固定式遙感監測設備，配備移動式遙感監測設備，篩查柴油貨車和高排放汽油車。加強重型柴油車排放道路執法檢查和限行區域管控，重點在貨運通道、交通主要干線、城市建筑工地周邊等重型柴油車出現頻次較多的路段，抽檢尾氣。 城市建成區，禁止使用冒黑煙高排放工程機械(含挖掘機、裝載機、平地機、鋪路機、壓路機、叉車等)，加快淘汰高排放的工程機械、農業機械等設備。
在工業污染源方面，重點推進石化及煤化工、精細化工、工業涂裝、包裝印刷、橡膠制品業等行業揮發性有機物污染防治。
在生活源方 面，加強對建筑裝飾、汽修、干洗、餐飲等生活源揮發性有機物治理，同時結合民用散煤清潔化治理、生物質秸稈焚燒等工作，減少民用散煤和生物質燃燒的揮發性 有機物排放，并嚴控露天燒烤等。
關鍵詞：空氣污染；層次分析；判斷矩陣；排名
環境問題是當前世界各國普遍關注的問題之一，是21世紀人類面臨的重大挑戰。亞洲雖然國家眾多城市眾多，但是不同的國家引起空氣污染的污染物種類和污染指數不同，所以各個國家的污染嚴重程度不同。而且城市空氣污染是多種不同污染物綜合作用的結果。根據亞洲11個城市的空氣質量調查情況，如何評價這11個城市空氣污染嚴重程度，這是本文所要著重研究的問題。
空氣中的污染物主要有SO2、SPM（懸浮顆粒物）、NOх、CO，一般分為三級，其中超過WHO指標100%以上為Ⅲ（非常嚴重污染）；超過WHO指標，達到100%以下為Ⅱ（中度嚴重污染）；符合WHO指標或少量超過為Ⅰ（低度污染）。根據聯合國環境規劃署《全球環境展望2003》（中國環境科學出版社2003）的記載，這11個城市空氣中SO2、SPM、NOх、CO的質量分別是：（1）曼谷為Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ；（2）北京為Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（3）加爾各答為Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（4）新德里為Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（5）雅加達為Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ；（6）卡拉奇為Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ；（7）馬尼拉為Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ；（8）孟買為Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（9）漢城為Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（10）上海為Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ；（11）東京為Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ。
一、建模的建立（表1）
1、將研究目標（Z）、因素（P）、對象（C）按相關關系構建層次結構圖，這三個層次最高層是目標（Z），中間層是因素（P），最低層是排序城市（C）。
2、給出SO2，SPM，NOх，CO兩兩成對比較的判斷矩陣A。再進行層次單排序及其一致性檢驗。A的給出主要是依據SO2，SPM，NOх，CO在空氣污染中的重要程度及對人群的影響在研究中發現二氧化硫亦會導致死亡率上升，尤其是在懸浮顆粒物的協同作用下。2000年，研究人員對北京的兩個居民區作了大氣污染與死亡率的相關值研究。研究結果表明，大氣中二氧化硫的濃度每增加1倍，總死亡率增加ll%；總懸浮顆粒物濃度每增加1倍，總死亡率增加4%。由此可以說明二氧化硫的影響較顆粒物的影響大很多。SO2，SPM，NOх都會引起呼吸系統疾病，而且SO2和NOх的水溶物還是酸雨的主要成分。所以SO2和NOх對空氣質量的影響比SPM的影響大。再從SO2和NOх的來源來比較，可以看出城市中的SO2和NO的污染水平相當。SPM的污染水平次之，但也是緊隨其后。而SO2、SPM、NOх、CO中CO對環境的影響最小。據此給出SO2、SPM、NOх、CO兩兩成對比較的判斷矩陣。由Perron－Frobenions定理，非負矩陣存在正的最大模特征值，對應著正的特征向量。借助Matlab軟件進行求取最大模特征根及相應特征向量的計算，再將所求的特征向量單位化后得到的就是因素P對目標Z相對重要性的權重，記為W。
λmax=4.0206；CI=0.0069；RI=0.90；CI/RI=0.0077；CR＜0.1
因為CI/RI
3、給出最低層對中間層的各個因素的判斷矩陣并進行分析。由于各個城市只存在污染程度的不同，所以只需給出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間的關系即可。我所給出的關系是Ⅰ/Ⅰ=1，Ⅱ/Ⅱ=1，Ⅲ/Ⅲ=1，Ⅲ/Ⅰ=5，Ⅲ/Ⅱ=4，Ⅱ/Ⅰ=3。在這個關系的基礎上，給出了最低層C：{C1，C2，C3，C4，C5，C6}對于中間層p：{P1，P2，P3，P4}各個因素的判斷矩陣，并用MATLAB進行了類似的計算，顯示出了對P1，P2，P3，P4的權重。結果如下，從結果中我們清楚地看到對這四個因素的排序都有滿意的一致性，真正的反映了C在P1，P2，P3，P4中所占的比重。
λmax=6.0881；CI=0.0176；RI=1.24；CI/RI=0.0142；CR＜0.1
同理我們可以求出P2－C、P3－C、P4－C的相應數據。
4、層次總排序（見表3）即C層對目標Z的總排序。
方法是將P－C所得到的四個經過單位化的特征向量作為列向量構成6×4矩陣，和由P對目標Z的權量構成的4×1矩陣做乘法，結果即是11個城市的空氣污染嚴重程度的權重向量，那么數值較大的數所對應的城市空氣污染程度就比較嚴重。
總排序一致性的檢驗：
CR=（0.3849×0.0176+0.1428×0+0.3849
×0+0.0879+0）/1.24=0.005463
CR
此結果有說明總排序有非常滿意的一致性。
二、結果分析和模型討論
從模型層次總排序的結果，我們很清楚的看到C對目標Z的權重C2>C4>C1>C5>C3>C6。那么C1―C6所對應的城市的空氣污染程度也有同樣的排序。由此我們得到了11城市的污染嚴重程度排序，結果如下：（1）北京、漢城；（2）雅加達；（3）曼谷、馬尼拉；（4）上海；（5）加爾各答、德里、卡拉奇、孟買；（6）東京。
這個模型的結論從另一個側面反映了所給的原始數據所代表的實際情況。結論顯示北京和漢城的空氣污染程度在11個國家里最嚴重。對于北京從實際出發，我們可以找到一點答案。首先，中國是亞洲人口最多的國家，而且北京作為中國的首都，政治文化的中心，必然是人口積聚的中心。人口密集，交通擁擠，工業生產規模愈來愈大，能流物流高度集中，使得空氣污染日益加劇。其次，問題的數據來自于1992年，當時的中國發展還比較落后，而且進行改革開放也才初見成效。對環境污染的認識還很粗淺，對環境污染的治理也不夠徹底，治理方法還比較初等。除此以外，還有一個不容忽視的因素，我國大氣污染物的主要來源主要是煤，當時城市中的能源消耗也主要是煤，燃煤排放的污染物占燃燒的96%。在眾多因素的影響下，北京當時的環境水平還不是很高，與北京這座歷史名城成為世界級都市還有很大差距。那么近年來北京變化比較大，到處高樓聳立，綠樹成蔭，工廠，汽車所排放的氣體都要符合一定的標準，對環境污染的治理也卓見成效，隨著科技的進步，一些新的能源發揮著巨大的作用，北京的環境正發生著巨大的變化。
參考文獻：
1、王祥榮.生態與環境[M].東南大學出版社,2000.
2、奚旦力.環境與可持續發展[M].高等教育出版社,1998.
3、聯合國環境規劃署.全球環境展望2000[M].中國環境科學出版社,2000.
關鍵詞 EXCEL；環境空氣質量；AQI；自動計算
中圖分類號X3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）121-0227-03
2013年1月1日起，京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市和省會城市等共74個城市按照環境空氣新標準《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）要求進行監測與評價。新標準增加了污染物監測項目，嚴格了部分污染物濃度限值。空氣日報中，由包含六項污染物的空氣質量指數（AQI）替換了原來包含三項污染物的空氣污染指數（API），評價方法更加復雜，靠人工計算工作量非常大。一些軟件雖有自動統計功能，但也存在局限性，例如本單位的軟件尚不能統計AQI，上級環保部門數據庫雖然功能較齊全，但只能進行整年或者整月的統計，而且必須是上報后的數據才能統計出結果，時效性欠佳。EXCEL 2003是一款簡單易學且普及的軟件，使用門檻低，無人員權限限制。前人曾探討過應用EXCEL來計算評價單個AQI，但其在污染物濃度取值超出范圍及存在兩個以上首要污染物時存在漏洞，而且尚無對任意日期范圍內自動統計及自動生成圖表方面的研究。
本文介紹的EXCEL 2003軟件的應用結果，只要在相應單元格中輸入各項空氣污染物濃度日均值，excel可自動批量計算每日空氣質量指數，并顯示空氣質量級別及首要污染物、超標污染物；輸入需要統計的起止日期，EXCEL便能自動統計給定日期范圍內的有效天數，AQI最大值、最小值、均值及各級別空氣質量的天數等信息，并自動生成空氣質量各級別天數比例的餅狀圖；同時，輸入統計時段，可自動生成一張包含各污染物最大日均值、平均值、特定百分位數、單項污染指數、最大日超標倍數、超標率等項目的評價表，方便且直觀。
1原理
1.1空氣質量指數（AQI）的計算
污染物項目P的空氣質量分指數按式（1）計算：
環境空氣質量指數及空氣質量分指數的計算結果應全部進位取整數，不保留小數?？諝赓|量指數的范圍為0500，指數越大，級別越高，說明污染越嚴重。
1.2首要污染物及超標污染物的確定方法
AQI大于50時，IAQI最大的污染物為首要污染物，若IAQI最大的污染物為兩項或兩項以上時，并列為首要污染物。IAQI大于100的污染物為超標污染物。
1.3基本評價項目、評價標準及評價方法
基本評價項目包括二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）共6項。各項目評價執行《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）中的二級標準。
污染物濃度評價結果符合GB3095-2012和HJ663-2013的規定，即為達標。其中，污染物年評價達標是指該污染物年平均濃度（CO和O3除外）和特定百分位數濃度（SO2、NO2日均值的第98百分位數，CO、PM10、PM2.5日均值的第95百分位數，O3的日最大8小時滑動平均值的第90百分位數）同時達標。
2 應用EXCEL的函數公式編制相關統計表
EXCEL工作簿包含“日報AQI”、“環境空氣質量統計”和“主要污染物評價結果”三張EXCEL表格。我們設置白色背景的單元格為輸入區域，深綠色背景的單元格為字段區域，淺綠色背景的表格為函數自動統計結果的區域。
2.1“日報AQ1”表格的制作
表格的第一、二行用來顯示字段名，本表包含18列，A列至G列為輸入區域，分別用于輸入日期及六項基本空氣污染物的日均值、H列至R列為自動計算輸出區域，分別顯示六項污染物的空氣質量分指數IAQIn、AQI、空氣質量級別、空氣質量類別、首要污染物和超標污染物。見圖1。
根據空氣質量分指數IAQIn的計算方法，應用IF嵌套函數進行分段線性計算，同時應用ROUNDUP函數實現計算結果的進位取整，即可計算出相應污染物的質量分指數。以SO2為例說明空氣質量分指數的計算方法，在H3單位格內輸入公式：=ROUNDUP（IF（B3
這樣，只要在B3單元格中輸入一個SO2日均值濃度，H3單元格即自動顯示SO2的質量分指數。NO2、PM10、PM2.5、CO、O3的空氣質量分指數同理可得。
N3單元格利用MAX函數確定空氣質量指數AQI，同時利用IF、AND函數排除分指數均為0時的異常情況，公式為：=IF（AND（H3=0，I3=0，J3=0，K3=0，L3=0，M3=0），””，MAX（H3，I3，J3，K3，L3，M3））。
O3單元格利用IF嵌套函數實現對空氣質量級別的描述。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3
P3單元格利用IF嵌套函數實現對空氣質量類別的描述。公式為：=IF（O3=""，""，IF（O3="一級"，"優"，IF（O3="二級"，"良"，IF（O3="三級"，"輕度污染"，IF（O3="四級"，"中度污染"，IF（O3="五級"，"重度污染"，"嚴重污染"））））））。
Q3單元格顯示首要污染物。AQI為空值或小等于50時，不顯示首要污染物。當有兩種或兩種以上首要污染物時，則能將所有首要污染物同時顯示。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3
R3單元格顯示超標污染物。AQI為空值或小等于100時，不顯示超標污染物。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3100，"二氧化硫"，""））&（IF（I3>100，"二氧化氮"，""））&（IF（J3>100，"可吸入顆粒物"，""））&（IF（L3>100，"一氧化碳"，""））&（IF（M3>100，"臭氧日最大8小時值"，""））&（IF（K3>100，"細顆粒物"，""））））。
將A3至R3的公式自動向下填充（假定向下填充至第10000行）。
對手動輸入的A列至G列進行數據有效性設置，可防止輸入不合適的數據而擾亂后期的統計結果。
2.2 “環境空氣質量統計”表格制作
如圖2，在深綠色背景的單元格內輸入需要統計的項目字段，預留B1、D1單元格，用來手動輸入統計起止日期。B2至B17單元格及D3至D8單元格為自動計算輸出區域，即顯示給定日期范圍內相應的統計數據。下面分別介紹：
B2單元格顯示給定日期范圍內AQI不為空值的天數，利用數組公式可實現：=SUMPRODUCT（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000
B3-B8單元格分別顯示給定日期范圍內不同質量類別的天數。以“優的天數”為例，B3的公式為：=SUMPRODUCT（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000
D3-D8單元格分別顯示給定日期范圍內不同質量類別的天數比例，以“優的天數比例”為例，D3的公式為：=B3/B2。
B9單元格顯示給定日期范圍內的AQI均值，保留整數。公式為：=ROUNDUP（AVERAGE（IF（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000
B10和B11單元格分別顯示給定日期范圍內AQI的最小值和最大值，以最小值為例，公式為：=MIN（IF（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000
B12-B17單元格分別顯示給定日期范圍內各首要污染物的天數。以“首要污染物為可吸入顆粒物的天數”為例，公式為：=SUM（N（（日報AQI！A$3：A$10000>=B1）*（日報AQI！A$3：A$10000
在C9：D17區域范圍內，插入餅狀圖，源數據選取“=環境空氣質量統計！C3：D8”，根據《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ633-2012）規定選擇表征顏色，即生成給定日期范圍內的不同空氣質量級別天數比例的扇形圖，簡潔美觀。
為了避免輸入錯誤的日期格式，可在菜單欄“數據”-“有效性”中選擇“允許日期”，進行相應的設置即可。
2.3 “主要污染物評價結果”表格制作
“主要污染物評價結果”表格主要統計指定日期范圍內的各空氣污染指標的大值日均值、平均濃度、特定百分位數、單項指數、日最大超標倍數、超標率等。首先，設計好表格格式，輸入污染物指標名稱及評價項目，標記上深綠色背景，然后在需要利用EXCEL公式自動計算的單元格范圍標記上淺綠色背景，如圖3。
下面以二氧化硫為例說明各評價項目的計算公式。
B4單元格計算最大日均值，公式為：=MAX（IF（（日報AQI！A3：A10000>=E2）*（日報AQI！A3：A10000
B5單元格計算平均濃度，公式為：=ROUND（AVERAGE（IF（（日報AQI！A3：A10000>=E2）*（日報AQI！A3：A10000
B6單元格計算特定百分位數，公式為：=ROUND（PERCENTILE（IF（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=$E$2）*（AQI計算！$A$3：$A$10000
B7單元格計算單項指數，公式為：=ROUND（MAX（B5/0.06，B6/0.15），2）。
B8單元格計算最大日超標倍數，公式為：=IF（B4
B9單元格計算超標率，公式為：=ROUND（SUMPRODUCT（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=E2）*（AQI計算！$A$3：$A$100000.15））/SUMPRODUCT（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=E2）*（AQI計算！$A$3：$A$10000
3 數據驗證
3.1 “日報AQI”批量計算結果的驗證
將我市2013年1月1日-2013年12月31日監測的六項污染物日均值濃度復制到工作表“日報AQI”中，EXCEL自動計算得出分指數、空氣質量指數、首要污染物、超標污染物等結果，與福建省環境監測數據管理信息系統中的統計結果完全一致。
3.2 “環境空氣質量統計”表及“主要污染物評價結果”表的計算結果驗證
在“環境空氣質量統計”及“主要污染物評價結果”表格的空白單元格分別輸入起始日期“2013-1-1”和終止日期“2013-12-31”，excel自動統計的結果與福建省環境監測數據管理信息系統中的統計結果一致。
4 結論
用EXCEL編制公式來自動計算空氣污染指數及自動評價，只要電腦有EXCEL 2003以上版本就可以使用，不需要網絡連接，沒有權限限制，可以實時計算，成本忽略不計，而且隨著評價方法的改變，更改公式也很容易，是環境分析人員日常統計的好幫手。
參考文獻
[1]GB 3095-2012環境空氣質量標準[S].
[2]HJ 633-2012環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）[S].
關鍵詞：聚類分析 空氣質量 集中治理污染源
Based on clustering analysis of air quality analysis
Wang Shuai
(College of mechanical Engineering, South East University, Nanjing, 211189)
Abstract: this paper make use of cluster analysis method to study the district shenzhen city air quality problem, the main pollutant SO2, NO2 and PM10 readings - which were taken, CO and O3 undertake an analysis, get the relationship between the content of each pollutant, and the correlation degree, find the main area is polluted, combined with its geographical position to judge the main pollution sources, to the same kind of area with the same method for centralized management.
Keywords: clustering analysis; air quality; centralized management; pollution sources;
中圖分類號：Q938.1+4文獻標識碼： A 文章編號：
由于空氣的擴散作用，導致對空氣環境的治理有一定的盲目性，不能做到對癥下藥，導致效果不佳。將空氣檢測數據進行聚類分析找出污染問題相近的區域進行其中治理，使方案更加有針對性。
1 數據來源
本文所有的數據都收集自深圳市環境空氣質量時報.空氣質量時報對深圳各區的空氣主要污染物的濃度進行檢測，進行評級。
2 聚類分析
聚類分析方法聚類分析方法聚類分析方法聚類分析方法聚類分析關注于根據一些不同種類的度量構造一些相似的對象組成的群體。關鍵的思想去確定對分析目標有利的對象分類方法。在聚類分析前，首先把數據標準化為Z-分數，采用系統聚類(Hierachical Cluster) 方法，用音差平方和法(Ward法)計算歐幾里得(Eudlidean)距離。聚類分析依據的基本原則是：直接比較樣本中各事物之間的性質，,將性質相近的歸為一類，而將性質差別比較大的分在不同類。也就是說，同類事物之間的性質差異小，類與類之間的事物性質相差較大。其中歐式距離在聚類分析中用得最廣，它的表達式如下：其中Xik表示第i個樣品的第k個指標的觀測值，Xjk表示第j個樣品的第k個指標的觀測值，dij為第i個樣品與第j個樣品之間的歐氏距離。若dij越小，那么第i與j兩個樣品之間的性質就越接近。性質接近的樣品就可以劃為一類。 當確定了樣品之間的距離之后，就要對樣品進行分類。分類的方法很多，本節只介紹系統聚類法，它是聚類分析中應用最廣泛的一種方法。首先將n個樣品每個自成一類，然后每次將具有最小距離的兩類合并成一類，合并后重新計算類與類之間的距離，這個過程一直持續到所有樣品歸為一類為止。分類結果可以畫成一張直觀的聚類譜系圖。
3. 問題分析
3.1分析方法
本調查所采用的是聚類分析法，通過SPSS軟件進行統計分析。對問卷進行統計處理得到原始數據表（見表1）。利用SPSS軟件得到聚類成員（見表2）和聚類中心（見表3）。同時進行R型聚類即對變量進行分類（見表4）。
表1 原始數據
表2 聚類成員
表3 聚類中心
表4 聚類表
圖1樹狀圖
3.2結果分析
由聚類分析的計算結果可以看出,原變量之間的差異不大 ,根據表2所示可知，污染區域可以分為兩類，第一類包含16個區域，第二類有兩個區域即鹽山和葵涌，由聚類中心（表3）可以看出，第一類是以SO2、NO2、PM10為主要污染物的區域，而第二類則以O3為主要污染物。從表4可以看出各類中各區域之間的相近程度。從圖1中可以更為直觀的看出福永、光明、橫崗、觀瀾和沙井，相近程度更大，而寶安、龍華和華僑程度相近。南油、荔園和荔香相近。圖中線條長度表示相近程度。
4 結論
聚類分析法表明，可以將全市分為兩個大的空氣質量區，一區中的十六個區域，主要治理SO2、NO2、PM10為主，而二區以O3的治理為主。由于空氣的擴散作用可知，某一區域的作用會影響到周圍一大片區域的空氣環境，所以可以結合所屬于同一類的區域之間的地理位置關系和該區的主要污染物，對區域內的主要污染源進行排查，從而準確找到相關問題的根源，避免了盲目性。
參考文獻(Reference)
[1]汪應洛.系統工程[M].北京：機械工業出版社.2009.54-60.
[2]方開泰.實用多元統計分析[M].上海:華東師范大出版社.1989.291-302.
[3]王學仁,王松桂.實用多元統計分析[M].上海:上?？萍汲霭嫔?1990.270-272.
[4]方開泰.實用多元統計分析[M].上海:華東師范大學出版社.1989.291-302.
[5]李冬梅，陳軍霞.聚類分析法在公交網絡評價中的應用[J].河北科技大學學報.2012(3)
【關鍵詞】 冬季濃霧氣象 環境空氣質量 節能減排
冬季濃霧氣象主要是由大量懸浮在地面空氣中的細小水滴，或者細小的冰體所形成的氣溶液物質，從而在空氣中生產水汽凝結的物質，最終形式冬季濃霧氣象。并且，在最近幾年，我國工業和化工等行業的高速發生，對我國空氣環境造成了嚴重的影響，尤其是在冬季的時候，由于天氣相對較為寒冷，為濃霧天氣的形成提供了便利的條件。同時，冬季濃霧氣象的形成，在很大程度上就會降低空氣的透明度，盡管大霧天氣本身具有凈化空氣的作用，但是在濃霧氣象的背景下，在一定程度上就會造成大氣污染，不利于污染物的分散和凈化，嚴重的影響了我國空氣的質量，使我國長期的處于霧霾中，對我國社會的發展也是非常不利的。
1 空氣質量信息和數據的主要來源
在我國最近幾年發展的過程中，城市空氣的質量變得越來越差，尤其是我國的冬季。在這樣的情況下，我國形成了113環保重點城市空氣質量檢測形式。并且，隨著我國現代化信息技術的不斷發展，我國有關部利用信息化網絡技術形式，對冬季空氣中的SO2、NO2、以及PM10等物質的成分，進行全面的監控。并且，在對空氣質量信息和數據獲取的過程中，我國有關部門可以利用自動方法，對冬季的環境質量，進行實時的監控，并且對其信息和數據進行準確的獲取。一般情況系下，其監控的時間為前一天中午的12點，一直到當天中午的12點，其時間為24個小時，對其空間污染的信息和數據進行全面的獲取和。通過利用這樣的形式，可以完全的了解冬季濃霧氣象污染的程度，并且制定有效的解決方案，提升我國冬季空氣污染的質量，尤其是針對我國的北方地區。
2 對冬季空氣質量信息和數據進行分析
2.1 冬季濃霧氣象發生的次數
在最近幾年中，根據我國冬季濃霧氣象統計的情況，例如：圖1所示，我國冬季發生的大尺度的濃霧天氣現象發生的次數達到500多次，其每年大約發生次數為70-120次，其主要的原因是：由于我國冬天相對較為寒冷，尤其是在我國北方，大燃燒的煤炭物質，往往是導致冬季濃霧氣象發生的重要因素。因此，在我國空氣環境不斷發展的過程中，將我國重點的城市作為的空氣環境監測和整治的重點地區，作為我國113城市空氣環境質量重點管理地區。同時，在我國有關部門冬季霧濃度的情況，有所環節，并且呈下降的趨勢。總的來說，我國每年冬季的大霧天氣的對我國城市的空氣的發展，造成了嚴重的影響，其時間的周期也是相對較長的。
2.2 冬季濃霧氣象天數所帶來的影響
根據我國有關部門的統計和分析，在最近的幾年中，我國重點將治理月份放在了11、12、1月份。在冬季濃霧氣象不斷治理的過程中，其發生大霧天氣的次數、每年也在不斷的減少，并且天數超標的次數也在不斷的有所減少。因此，冬季濃霧氣象的天數多少，對城市空氣的質量，也會造成嚴重的影響。總而言之，影響城市空氣環境質量相對較差的時間，大部分都在冬季，并且對其城市空氣環境質量影響的程度，冬季濃霧氣象的天數是作為重要因素，同時每發生一次，其冬季濃霧氣象持續的時間也相對較長。
2.3 冬季濃霧氣象造成的影響
盡管我國有關部門對冬季濃霧氣象進行了有效的治理，但是由我國各個行業發展的速度相對較快，其中污染物并沒有進行完善的清除。由于冬季濃霧在空氣的上部都到溫層的干擾，這樣就導致污染物形成堆積的現象，懸浮在半空中，對人們的日常生活造成了嚴重的影響。并且，在冬季濃霧氣象中，含有大量的一氧化碳，人體在日常生活的過程中，會大量的吸入一氧化碳，因此人們在日常生活的過程中，經常會感受頭疼的現象，引發一些其它的疾病。
3 結語
綜上所述，本文對冬季濃霧氣象的環境空氣質量進行了簡要分析和闡述，也只有這樣才能在制定有效的解決措施，環節我國冬季濃霧氣象的程度，以此我國人們的日常生活帶來了相對優勢空氣環境。
參考文獻：
[1]劉從容，卜憲云.冬季濃霧氣象條件下的環境空氣質量分析[J].環境保護科學，2012，05：1-2.
[2]王海艷，熊坤，孔劍君，張艷玲，張時英.大霧天氣對城市環境中空氣質量的影響及危害[J].氣象與環境科學，2015，S1：76-77.
關鍵詞：福州市；春節期間；空氣質量；煙花爆竹
中圖分類號：X831
文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）10006003
1 引言
春節是中國傳統節日，中國城市空氣質量存在春節效應。福州市從2007年開始，煙花爆竹由“禁放”改為“限放”，規定市區限制燃放煙花爆竹地區即三環路以內地區、晉安區新店鎮、馬尾區馬尾鎮、羅星街道在農歷臘月二十四至正月十五的6：00～23：00時段（其中除夕和初一為全天）允許燃放煙花爆竹[1]。煙花爆竹燃放的解禁有利于增加節日期間歡樂祥和的氣氛，但由此導致的環境污染問題也受到廣泛關注[2～5]。研究中選取 2017 年春節期間福州6個國控環境空氣自動監測點的環境監測數據，分析評估了春節期間燃放煙花爆竹對福州市城區空氣質量的影響。
2 監測數據來源
2.1 站點分布
目前福州市國控環境空氣自動監測點位共6個，分別是五四北路、楊橋西路、紫陽、師大、快安和鼓山（圖1）。其中，五四北路、楊橋西路、紫陽、師大監測點位于城區三環內，快安監測點位于三環外馬尾鎮，鼓山監測點位于遠離人口密集區的鼓山風景區內。五四北路、楊橋西路、紫陽、師大、快安等5個點位為國控評價點，鼓山點位為國控對照點。
2.2 數據來源
福州市環境監測中心站空氣自動站，采集了春節期間（1月27日至2月2日）福州市五四北路、紫陽、師大、楊橋西路、快安和鼓山等6個國控點位的AQI、PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3的小時數據。
3 結果與分析
3.1 春節期間福州市環境空氣質量總體情況
2017年春節期間（1月27日至2月2日）福州市城區空氣質量指數（AQI）小時變化趨勢如圖2。除夕（1月27日）白天空氣質量級別為一級，空氣質量狀況屬于優；除夕至初一凌晨，AQI急劇升高，形成一個波峰，最大值達到200，空氣質量狀況出現中度污染；凌晨過后AQI下降，初一、初二、初三、初四（1月28日、 1月29日、1月30日、1月31日） AQI日平均值在50～100之間，空氣質量維持在二級良水平，其中初二（1月30日）9：00出現一個波峰，AQI值為140，空氣質量狀況出現輕度污染；初五、初六（2月1日、2月2日）空氣質量為優。
表1為2016～2017年同期福州市春節期間空氣質量級別變化。2017春節期間，同2016年同期相比，空氣質量有4d從優變為良。經計算，1月27日至2月2日福州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3的平均濃度分別為46.3 μg/m3、50.3 μg/m3、5.7 μg/m3、15.6 μg/m3、74.9 μg/m3，比2016年同期分別增長96.4%、65.3%、-9.1%、-60.2%、90.5%。PM10、PM2.5、03濃度的同比大幅度增加和SO2、NO2濃度的同比下降，可能與春節期間污染物排放量和氣象條件有關。
春節期間，大量人口返鄉，城區車流量明顯降低，同時全部工地基本停工，工業生產活動也基本停止，常規污染源減少，污染物排放量也明顯減少。@種情況下，春節期間污染物濃度應比污染源沒有消減時低，然而表1顯示，2017年春節期間空氣質量比2016年同期差，分析原因，春節是人們燃放煙花爆竹較為集中的時段，春節期間煙花炮竹燃放是空氣質量同比較差的主要原因。
3.2 除夕夜污染物濃度變化
根據《福州市煙花爆竹燃放管理規定》（市政府令第35號）[1]，福州市市區限制燃放煙花爆竹地區在春節期間6：00～23：00允許燃放煙花爆竹，其中除夕和初一為全天。且除夕至初一凌晨為傳統煙花爆竹燃放時間，所以除夕至初一這個階段城區燃放煙花爆竹量較多，污染較為嚴重。因此，本研究選擇除夕（2017年1月27日）18：00至初一（2017年1月28日）17：00 這一時間段進行分析。
3.2.1 PM2.5、PM10的濃度變化
除夕（2017年1月27日）當天18：00各監測站點PM2.5小時濃度還保持在35 μg/m3以下，空氣質量處于優的水平；約19：00開始，各站點PM2.5小時濃度開始逐步上升，直至23：00PM2.5小時濃度還維持在75 μg/m3以下，空氣質量處于良的水平；除夕23：00到初一（2017年1月28日）2：00，各站點PM2.5小時濃度急劇上升，紫陽站點0：00時PM2.5達到小時濃度最大值250 μg/m3，空氣質量處于重度污染的水平；隨時間推移，除快安站點外，其余站點PM2.5小時濃度開始下降，五四北路、楊橋西路、紫陽站點從初一3：00開始，PM2.5小時濃度均保持在75 μg/m3，空氣質量處于良的水平；快安站點，PM2.5小時濃度初一4：00躍升至峰值 418 μg/m3，空氣質量處于嚴重污染的水平，隨后濃度下降，至初一12：00降至75 μg/m3以下。1月27日18時至1月28日17時PM2.5小時濃度變化如圖3。PM10小時濃度變化趨勢同PM2.5一致。PM10小時濃度最高值出現在初一凌晨1：00的師大站點，小時值為444 μg/m3。1月27日18時至1月28日17時PM10小時濃度變化如圖4。
對照點鼓山站點PM2.5、 PM10小時濃度只存在輕微變化，夜間略有升高，并很快回落，PM2.5最高濃度未超50 μg/m3，說明遠離人口聚集區的鼓山風景區內幾乎沒有煙花爆竹燃放， PM2.5濃度、PM10濃度受影響小。而城區的各站點出現了明顯的污染高峰時段，短時間內造成了污染。紫陽、五四北路、楊橋西路站PM2.5、 PM10小時濃度最大值都出現在0：00～1：00，且PM2.5、 PM10小時濃度回落較快。師大站、快安站污染高峰卻明顯滯后，且持續時間較長。分析原因，由于 27日夜至28日凌晨福州出現持續弱西北風，污染物有明顯的向東南輸送過程，市區下風向的師大站、快安站可能疊加了城區污染輸送和附近污染源排放。另外快安站點的凌晨1：00-4：00PM2.5小時濃度遠高于其他站點，結合2017年福州市區春節、元宵兩節期間燃放煙花爆竹的規定分析，福州市今年三環內實行煙花爆竹限燃，只允許在除禁燃區外燃放500響以下爆竹、小型煙花，而三環外的快安無限燃，大型爆竹煙花燃放可能是造成快安站點PM2.5小時濃度遠高于其他站點的原因。
3.2.2 SO2的濃度變化
SO2小時濃度變化趨勢和PM2.5、 PM10變化趨勢類似，濃度波峰出現在初一凌晨0：00～1：00，最大小時值出現在初一凌晨0：00，小時值高達91 μg/m3。對照點鼓山站點SO2小時濃度只存在輕微變化，其余站點都出現明顯的波峰，其中濃度最高值出現在紫陽站點，快安站點回落速度較慢。1月27日18時至1月28日17時SO2小時濃度變化如圖5?？梢?，煙花爆竹的集中燃放直接影響了SO2的濃度值，這是引起SO2 污染的重要因素。
3.2.3 NO2的濃度變化
NO2小時濃度變化趨勢不如SO2那樣明顯。NO2的小時濃度峰值出現在初一凌晨0：00，然后逐漸下滑，初一白天有次高峰。對照點鼓山站點同城區其他站點變化趨勢類似，變化幅度也相差不大?？梢?，煙花爆竹的燃放對 NO2的濃度影響不明顯。另外，同2016年同期對比，NO2小時濃度大幅度低于2016年同期，這可能與春節期間機動車流量減少， 致使NO2排放減少有關[7]。1月27日18時至1月28日17時NO2小時濃度變化如圖6。
3.2.4 O3的濃度變化
O3小時濃度變化趨勢不同于PM2.5、 PM10和SO2。各站點O3的小時濃度峰值出現在初一15：00左右，最高濃度為122 μg/m3，這主要與中午太陽輻射最強有關。O3的小時濃度在初一凌晨0：00～1：00出現低值。對照點鼓山站點在煙花燃放集中的除夕22：00到初一9：00幾個小時內O3的小時濃度則高于城區各個站點。這與王占山等[8，9]的研究一致，即NOx（NO+NO2）濃度較高時，O3在NO 的作用下生成NO2和O2，故有可能導O3的生成速率小于消耗速率，從而導致煙花爆竹燃放高峰期O3濃度下降。1月27日18時至1月28日17時O3小時濃度變化如圖7。
圖7 2017年1月27日18時至1月28日17時
各國控點O3小時濃度
2017年5月綠 色 科 技第10期
4 結論
春節期間福州市城區空氣質量受煙花爆竹燃放的影響顯著。除夕夜煙花爆竹的大量集中燃放使得除夕夜成為空氣污染高峰時段，其中煙花爆竹的大量集中燃放對PM10和 PM2.5濃度有很大影響 ，短時內濃度上升，對SO2濃度有明顯影響，對NO2影響相對較小，O3濃度則明顯降低。另外氣象條件也是影響環境空氣質量的重要因素。
參考文獻：
[1]
福州市人民政府.福州市煙花爆竹燃放管理規定[R].福州：福州市人民政府，2006.
[2]Moreno T， Quevol X， Alasluey A， et al. Recreational atmospheric pollution episodes： Inhalable metalliferous particles from firework displays[J]. Atmospheric Environment，2007，41（5）：913～922.
[3]李令軍，李金香，辛連忠，等. 北京市春節期間大氣污染分析[J]. 中國環境科學，2006，26（5）：537～541.
[4]金 軍，王 英，李令軍，等. 北京春節期間大氣顆粒物污染及影響[J]. 環境污染與防治，2007，29（3）：229～232.
[5]王占山，張大偉，李云婷，等. 2014 年春節期間北京市空氣 質量分析[J]. 環境科學學報，2015，35（2）：371～378.
[6]李春福. 春節期間燃放煙花爆竹對城市環境的影響分析[J]. 環境保護與循環經濟，2009（1）：45～46.
[7]楊志文，吳 琳，元 ，等. 2015 年春節期間天津煙花爆竹燃放對空氣質量的影響[J].中國環境科學，2017，37（1）：69～75.
[關鍵詞]井下空氣 污染物 高斯擴建模型 多污染源
中圖分類號：X820 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0296-02
Using Improved Gaussian Expansion Model to Analysis Mining
Yan Xi-rui
（Mechanical and electronic engineering institute，Shandong University of Science and Technology， Qingdao 266590， China）
[Abstract]In order to study the source and composition of the interaction between them，which from the working face inside mine，the paper will bring the Gauss expansion model in to evaluate the air quality inside mine，and improve the model to establish the optimized Gauss expansion model and air pollutants dispersion with multiple pollution sources，which depend on the physical truth of the work environment inside mine.Finally，based on the established optimized model，simulating the content of air pollutants inside mine during different periods in a day by using MATLAB.As the result suggested，optimized Gauss expansion model do have some application value to evaluate the air quality inside mine in theory.Air pollutants are multi-sources，and during different periods，the content and distribution of air pollutants can be different as well
[Key words]mining air； pollutants； Gaussian expansion model； source
0 引言
近年來，隨著我國煤礦開采的強度和力度不斷的增加，在井下工作過程中產生的大量的污染物，對環境和工作人員的健康造成了一定的影響，由于大量的空氣污染物，造成了人體健康損害、勞動力下降從而嚴重制約了國民經濟的發展。因此研究怎樣改善作業環境質量，明確工作面中污染物的來源、成分以及對人體的危害具有重要的意義。
在井下空氣空氣污染物的研究與評價工作中，前人已經做出了巨大的貢獻。王海橋等人研究分析了礦井風流的年齡和礦井空氣的品質[1]；褚召祥、姬建虎等人綜合的考慮了空氣溫度、濕度以及焓等參數，提出了以礦井空氣吸熱能力來衡量礦井工作熱環境[2]；劉偉強、周英烈等人基于物元模型，結合相應權重得到關于井下空氣品質標準等級的關聯度，最終求出井下空氣質量的評價結果[3]。以往的研究都具有重大的意義。本文在前人研究的基礎上，引入高斯擴建模型，將其運用到了井下空氣的研究與評價當中，并且針對該模型以往研究的不足之處進行優化，在此基礎上，綜合考慮了井下空氣污染物普遍存在生產過程中的每一個環節的現狀。最后，運用MATLAB對礦井不同時間段的空氣污染物進行了模擬評價。
1 高斯擴建模型的建立
1.1 高斯擴建模型的導出
由正態分布假設可以導出下風向任意一點X（x，y，z）處污染氣體濃度的函數為[4]：
但是在實際生產過程中，由于頂底板、圍巖的存在污染物擴散是有界的。故假設地面是一鏡面，對污染物氣體起全反射作用，并采用像源法進行處理。
任意一點p處的濃度為兩部分的貢獻之和：一部分為底板反射作用增強的污染物濃度；另一部分是自由空間內的污染物濃度。該處的污染物濃度就相當于不存在限制時由位于（0，0，H）的實源和位于（0，0，H）的像源在P點處所造成的污染物濃度之和。
實源的貢獻為：
像源的貢獻為：
故高架連續點源高斯煙云擴散公式為兩部分之和得：
1.2 煙云抬升高度計算
煙云抬升高度的影響因素包含許多，主要有：污染源的初始速度和方向、井下環境風速及風速隨高度的變化率、排放口直徑、溫度、初始溫度以及井下空氣的穩定性。根據大量的現場實驗和工程實踐，可得煙云抬升高度的近似計算公式為：
式中γ1、α1、γ2及α2稱為擴散系數，由實驗確定系數，在相當長的x距離內為常數。
2 建立優化的高斯擴建模型
將1中已建立的模型應用到實踐當中，發現高斯模型的峰值幾乎全部低于實測值，峰值濃度出現的距離較實測距離相差較遠[5]。針對當前普遍使用的煙雨擴散模型的計算結果存在偏差的缺點，現對已建立的高斯擴建模型進行優化處理。
筆者認為造成這種誤差的原因除了模型本身的誤差外，還可能與抬升高度H和平均風速u的計算方法存在誤差有關。此外，高斯擴散模型中僅考慮了風速對污染物濃度的影響，未能考慮到污染物在擴散過程中污染物本身以及井下環境間的相互作用，如高濕高熱的環境、掩體裂隙的吸附、污染物成分之間的化學反應所造成的污染物濃度的變化。就上述誤差的原因，對現在的高斯擴建模型進行如下的優化改進：
由于抬升高度與污染物濃度成反比關系，可以設
結合上述公式可得抬升公式：
因此抬升的平均風速為：
污染物擴散層的平均風速為：
將式（4）帶入并積分得
式中：T為風速垂直變化參數。
高濕高熱的環境、巖體裂隙的吸附、污染物成分之間的化學反應等因素造成的污染物濃度的變化會造成源強Q發生變化。引入削減系數為λ，表示高熱高濕等因素對污染物濃度削減作用的大小，λ與各因素強度的關系是：
式中：P，R，…，N為各因素的強度，a，b是經驗系數，分別為a=1.5，b=0.5由于各個因素導致的污染物濃度減小，所以對源強的修正為：
綜上，優化后的高斯擴建模型為：
3 多污染源空氣污染擴散模型的建立
井下生產中掘進、鑿巖等環節生產大量粉塵，因此井下空氣污染物不是單一的。
據多污染源排放和井下環境特點，建立工作面多源排放空氣污染物的平流擴散方程。
空氣污染物的擴散手井下風的平流和湍流擴散影響，建立直角坐標系，取x軸與風向相同，因此湍流擴散可忽略，且風速和污染物排放強度不隨時間變化，為定值。則從污染源排放氣態污染物的濃度分布遵從平流擴散方程：
4 工程實例
當風速為km/s時建立上風和下風L公里處，污染物質濃度的預測模型。據假設，風速沿x軸正方向，恒為正；對上風向L公里處的有害氣體濃度計算時，方向沿x軸負方向，為負；對上風向L公里有害氣體濃度計算時，方向沿x軸正方向，為正。因此問題轉化為求（L，0，z）和（-L，0，z）兩處污染氣體濃度，則污染物質濃度的預測模型為
運用MATLAB程序將相應數據帶入，得某礦井在早8點、中午12點、晚9點空氣污染濃度分布圖（見圖1、2、3）
5 結論
（1） 本文考慮風速對污染物濃度的影響和污染物擴散過程中污染物本身與環境間的相互作用對抬升高度H和平均風速u的影響，改進了計算方法，將模型本身的參數與環境因素相結合，得出優化的高斯擴散模型
（2） 基于優化后的高斯擴散模型計算方式，對不同因素影響下井下空氣污染物的擴散規律給出更精確的計算模擬方法，優化后的模型計算結果更接近實際，提高空氣污染物的計算精確度。因此，對提高井下空氣污染的控制水平和改善井下工作環境具有一定的指導作用。
參考文獻：
[1] 王海橋.礦井風流年齡與礦井空氣品質分析[J].中國安全科學學報，1998，8（5）：24-27
[2] 褚召祥，姬建虎，張習軍.礦井空氣吸熱能力分析與應用[J].煤炭科學技術，2012，40（1）：70-73
[3] 劉偉強，周英烈.基于物元模型的礦井空氣品質綜合評價研究[J].礦業研究與開發，2015，35，（3）：61-63
[4] 張斌才，趙軍.大氣污染擴散的高斯煙雨模型及其GIS集成研究[J].環境監測管理與技術，2008，20（5）：17-19
[5] 孫志寬.高斯煙雨擴散模型再研究[J].環境與可持續發展，2013，5：107-109
