南京城区空气质量变化研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.研究背景及意义

城市作为经济活动和人口的高度密集区，其经济的高速发展及工业化进程的加快使得人口急剧增加，城市规模不断扩大。人类生产生活排放大量大气污染物，导致城市空气污染日益加重。城市环境空气质量在当今世界范围备受关注，而城市空气环境恶化问题在像中国这样的发展中国家更加严重。南京市近年来的发展较为迅速，而空气质量恶化的问题也日益突出。

本课题研究南京市近年来空气质量的年际变化趋势以及各个区空气质量的差异，分析区域发展、人口增长以及产业布局对于大气环境的影响。研究结果能够有效预测在城市化发展进程中可能存在的空气污染问题，对全国城市化进程中的空气质量评价和污染治理有着重要的参考意义。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

本课题以国内外已有的相关研究成果为基础，基于api指数分析了南京市2011至2016年的空气质量状况及变化趋势，一年不同月份和一天中的空气质量变化趋势，以及南京市不同气象监测点的监测结果差异。在此基础上，分析研究影响南京市空气质量的主要自然经济社会因素，并提出了合理化建议。

2.研究内容

3. 研究的方法与方案

1.研究方法

1.1文献综述法

笔者通过研究国内外专家学者的相关文献，总结出学术界在城市空气质量评价研究中的主流方法，为本课题的研究奠定基础。

1.2空气质量评价标准及首要污染物的确定

本研究的环境空气质量监测数据依照国家《环境空气质量标准》(GB3095－2012)中的二级标准进行统计。选取二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物 3 种污染物作为评价参数。具体统计标准见表1：

表1：环境空气污染物浓度限值(GB3095－2012) 单位：mg/m³

研究中的首要污染物的确定涉及到空气综合污染指数和污染物负荷系数，空气综合污染指数是表示空气受污染程度的综合指标，是各项空气污染物的单项因子指数的和，它可用来研究空气各项污染物的年际变化特征。其数值越大，就表明空气污染程度越严重。污染物负荷系数则是反映空气污染物对环境空气整体污染水平的污染贡献率的大小状况，根据其计算值来确定研究区环境空气中的首要和次要污染物。污染负荷系数最大的为首要污染物。

污染负荷系数计算公式为:

其中，综合污染指数计算公式为:

单项污染物的污染分指数计算公式为:

式中，P为空气综合污染指数；P_i为i项空气污染物的分指数； F_i为i项空气污染物的污染负荷系数。C_i为第i 项空气污染物浓度的年均值; S_i为 第i 项空气污染物的环境质量标准限制。

1.3相关的数据分析方法

1.3.1年际变化趋势分析法

该研究中分析空气质量的2011至2016年际变化趋势采用的是Daniel 趋势检验方法，又名Spearman秩相关系数法。公式如下：

式中，r_s为秩相关系数；n为时间周期数；x_i为年均值从小到大排列的顺序数；y_i为年先后排列顺序数。计算结果中，如果r_s值为正，则表示污染的增长，如果值为负，则表示下降，其绝对值的大小表示变化的强度。将r_s取绝对值同 Spearman 秩相关系数统计表中的临界值 W_p 比较。如果r_s≥W_p，则表明变化趋势有显著意义，反之则表明变化趋势无显著意义。可用此公式分别计算三种污染物的变化趋势。

1.3.2社会、经济、自然等因素与空气质量的相关程度分析

采用灰色关联分析法，确定不同环境因素对各污染物浓度的影响程度。灰色系统理论提出了对各子系统进行灰色关联度分析的概念，意图透过一定的方法，去寻求系统中各子系统（或因素）之间的数值关系。因此，灰色关联度分析对于一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析。

2.技术路线

3.可行性分析

该课程着眼于较受关注的城市空气质量问题，相关数据获取较为容易，采用的分析模型适应性强，数据计算相对简单，可行性较高。

4. 研究创新点

1.分析较为全面，既有空气质量的时间变化趋势分析，又有区域差异分析。而空气质量的随时间变化趋势的分析中，又分为年际变化、月际变化。

2.采用的首要污染物分析、spearman秩相关系数法和灰色关联分析法普适性强，能为相关的研究提供参考。

3.研究的内容有较大的参考意义，可以为南京及其他城市在城市化进程中出现的空气质量恶化的问题提供建议。

5. 研究计划与进展

2016.12-2017.2：收集资料和研究数据，确定论文题目，查阅相关资料。

2017.2-2017.3：在老师的指导下，拟定写作提纲和开题报告。

2017.3-2017.4：听取老师意见，撰写论文初稿，并交指导老师评审。