PM2.5的主成分分析.doc

信息与计算科学专业学年论文

论文题目PM2.5的相关因素分析姓名黄坤兰学号3111342127指导教师谢海
中文摘要为了研究PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物（PM10）等5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系。对武汉市2013年1月-8月份的PM2.5质量浓度、影响因素数据资料进行整理统计，运用典型相关分析及其MATLAB分析PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物之间的相关性及其关系，结果显示：PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物的相关系数为0.8336，可见相关系数比较接近于1，说明PM2.5和二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物的复相关性很强，这五项分指标对PM2.5的质量浓度影响还是很大的；而对于这五项污染物指标进行了主成分分析，并运用spss软件进行了详细的相关性分析，得出贡献率，并算出每个变量的累计贡献率，然后根据累计贡献率所占的百分比，分出第一主成分和第二主成分；然后用spss计算出第一主成分的值、第二主成分的值和综合主成分的值，进而得出各个变量的排名情况，从而知道二氧化硫对PM2.5的影响比较大，从而可以推测出PM2.5形成的机理与这几个变量的紧密相关程度。
桂林理工大学理学院信息与计算科学专业学年论文（2011级）
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PM2.5的相关因素分析
学生姓名：黄坤兰学号：3111342127指导教师：谢海

摘要：为了研究PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物（PM10）等5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系。对武汉市2013年1月-8月份的PM2.5质量浓度、影响因素数据资料进行整理统计，运用典型相关分析及其MATLAB分析PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物之间的相关性及其关系，结果显示：PM2.5与二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物的相关系数为0.8336，可见相关系数比较接近于1，说明PM2.5和二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物的复相关性很强，这五项分指标对PM2.5的质量浓度影响还是很大的；而对于这五项污染物指标进行了主成分分析，并运用spss软件进行了详细的相关性分析，得出贡献率，并算出每个变量的累计贡献率，然后根据累计贡献率所占的百分比，分出第一主成分和第二主成分；然后用spss计算出第一主成分的值、第二主成分的值和综合主成分的值，进而得出各个变量的排名情况，从而知道二氧化硫对PM2.5的影响比较大，从而可以推测出PM2.5形成的机理与这几个变量的紧密相关程度。
关键词：PM2.5；相关性；相关系数；主成分分析

1前言
由于工业的发展越来越迅猛，进而产生了一系列环境问题，尤其是近年来空气质量越来越严重，所以有部分专家专注研究这方面，找出这些问题的产生的因素。发现细颗粒物影响空气质量也占了很大一部分。细颗粒物是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，也称PM2.5、可吸入肺颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量（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成，但它对空气重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，表面积大，活性强，易附带有毒、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的影响更大。而可吸入颗粒物也叫PM10，是指空气动力学直径小于10微米的细颗粒。戴海夏等的研究表明城区中大气PM2.5日平均浓度与居民日死亡数之间存在明显关联，浓度上升总死亡数上升。最近这几年，城市PM2.5的研究日益引起公众的广泛关注。已有研究表明，我国大陆城市大气中PM2.5约占PM10的50%~70%，已成为影响环境空气质量的主要污染物之一。
有研究表明，AQI监测指标中的二氧化硫，二氧化氮，一氧化碳是在一定环境条件下形成PM2.5前的主要气态物体。所以为了了解PM2.5（含量）与其它5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系进行分析。对武汉2013年1月-8月份的二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、PM2.5、可吸入颗粒物这六个变量的质量浓度进行分析。而我们根据贡献率的大小，然后分析各个变量的影响大小。对于贡献率的概念，即贡献率是分析经济效益的一个HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/605645.htm"指标。它是指有效或有用成果数量与资源消耗及占用量之比，即产出量与投入量之比，或所得量与所费量之比。计算公式：贡献率（%）=贡献量（产出量，所得量）/投入量（消耗量，占用量）×100%贡献率也用于分析经济增长中