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为辨识北京市大气污染物变化规律相同的区域,筛选监测网络中表征冗余信息的监测点,使用正矩阵因子分解法和聚类分析法对北京市大气质量监测网络进行分析与评价。分析对象包括北京市8个监测点PM10、SO2、CO和NO2等主要大气污染物。
正矩阵因子分解法对PM10网络解析出3个因子,对应北京市PM10污染变化特征相同的3个区域,区域l包括车公庄与石景山古城,该区可以考虑撤销或迁移1个监测点;区域2区监测点密度较大,存在表征冗余信息的监测点,可以考虑撤销或迁移部分监测点。区域3包括定陵。对SO2监测网络解析出6个因子,分别对应北京市SO2污染变化特征相同的6个区域,其中区域1包括石景山古城点,区域2包括定陵点,区域3包括农展馆和天坛点,区域4包括奥体中心点,区域5包括车公庄和前门点,区域6是东四点。区域3和区域5可以考虑撤销或迁移一个监测点。对CO网络解析出5个变化规律相同的区域。区域1包括定陵点,区域2包括东四点,区域3包括石景山古城点,区域4包括前门、奥体中心和农展馆,区域5包括天坛点,区域6包括车公庄点。区域4的前门、奥体中心和农展馆3个监测点受机动车影响较大,可以考虑撤销或迁移部分监测点。对NO2网络解析出5个变化规律相同的区域。区域1包括石景山古城,区域2包括东四、农展馆、天坛和车公庄,区域3包括奥体中心,区域4包括定陵,区域5是前门。区域2可以考虑撤销或迁移部分监测点。
聚类分析北京市PM10监测网络,定陵为一类,前门,农展馆,天坛和奥体中心为一类,车公庄和石景山古城为一类。对于SO2监测网络,可以分为5类,分别对应变化规律相同的区域。其中前门、东四和农展馆为一类,车公庄和古城为一类,其他定陵、天坛和奥体中心分别为一类。对于CO监测网络,8个监测点可以分为6类,其中奥体中心、农展馆和前门为一类,其他定陵,石景山古城,车公庄,东四和天坛分别为一类。对于NO2监测网络,8个监测点可以分为6类,其中东四、农展馆和天坛为一类,其他车公庄、石景山古城、前门、奥体中心和定陵监测点分别为一类。聚类分析结果表明北京市大气监测网络存在冗余信息的监测点,可以根据分区结果考虑撤销或者迁移部分监测点,优化监测网络。
正矩阵因子分解法和聚类分析法解析结果对PM10、CO的解析结果是一致的,对NO2的解析结果有细微的差别,但是对SO2网络解析结果差别较大。两种方法对SO2解析结果存在差别的原因主要是:SO2排放特征不同于其他污染物,SO2采暖期与非采暖期浓度变化幅度大,采暖期浓度大的数值,其变化特征可能掩盖非采暖期较小的浓度值,聚类分析简单的使用监测点相关性并不能完整的反应污染物的空间分布特征。基于上述考虑,认为PMF对SO2的解析结果略好于聚类分析。