西安高新區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)及其防治對(duì)策

阮 幸 曹國良 蔣 琴 李 媛

（西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，西安 710055）

西安高新區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)及其防治對(duì)策

阮 幸 曹國良 蔣 琴 李 媛

（西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，西安 710055）

以西安高新區(qū)2007～2010年環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方法選取具有代表性的SO2、NO2、PM10作為評(píng)價(jià)因子，參照大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算污染因子權(quán)重分配系數(shù)和隸屬度，對(duì)西安高新區(qū)總體大氣環(huán)境質(zhì)量做出綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：西安高新區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量在逐年好轉(zhuǎn)，并達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但PM10年均濃度仍超標(biāo)，是大氣環(huán)境質(zhì)量的制約因子。為此，建議西安高新區(qū)應(yīng)緊緊抓住顆粒物大氣污染這一制約因子，加強(qiáng)對(duì)區(qū)域大氣污染源（鍋爐、除塵器等）調(diào)查及治理工作，如制定嚴(yán)格的施工企業(yè)揚(yáng)塵治理措施；加大檢查力度和執(zhí)法力度，如加大對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣年檢和抽檢的力度，對(duì)超標(biāo)排放的機(jī)動(dòng)車采取強(qiáng)制措施；完善環(huán)境管理制度，如建立年度環(huán)境報(bào)告書制度、廢物生命周期管理體系；加強(qiáng)信息平臺(tái)建設(shè)，在網(wǎng)上為企業(yè)提供清潔生產(chǎn)信息、廢物利用等信息。

西安高新區(qū)；大氣環(huán)境質(zhì)量；模糊綜合評(píng)價(jià)

西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)位于西安市西南郊，是1991年3月經(jīng)國務(wù)院首批批準(zhǔn)的國家級(jí)高新區(qū)。經(jīng)過多年的發(fā)展，西安高新區(qū)已成為中國中西部地區(qū)投資環(huán)境好、市場化程度高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為活躍的地區(qū)之一，成為陜西和西安最強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長極和對(duì)外開放的窗口。但高科技技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展已不再是衡量其競爭力的唯一指標(biāo)，環(huán)境的建設(shè)尤為重要，甚至?xí)?duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展帶來不利的影響。

鑒于西安高新區(qū)所在地西安市大氣環(huán)境污染現(xiàn)象一直比較嚴(yán)重，本文選取西安高新區(qū)主要的大氣污染物SO2、NO2、PM10作為評(píng)價(jià)因子，以2007～2010年SO2、NO2、PM10的監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)其平均濃度變化趨勢進(jìn)行分析，并運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)模型對(duì)西安高新區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步提出大氣污染防治具體措施。

1 大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法的選擇

大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法有多種，如主成份分析法、綜合指數(shù)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色聚類關(guān)聯(lián)分析法等。我國很多城市和地區(qū)普遍采用的是各種指數(shù)評(píng)價(jià)方法，即根據(jù)空氣環(huán)境中各個(gè)污染物的濃度，通過各種數(shù)學(xué)模式加以綜合換算，計(jì)算出環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。該類評(píng)價(jià)方法屬于一種相對(duì)的評(píng)價(jià)方法，忽略了濃度值間的統(tǒng)計(jì)差異性，對(duì)比性不強(qiáng)，未能十分完善地反映環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣；同時(shí)由于介入主觀因素過多，失去了對(duì)環(huán)境質(zhì)量結(jié)構(gòu)客觀性的準(zhǔn)確反應(yīng)；而且評(píng)價(jià)結(jié)論是抽象的描述性結(jié)論，社會(huì)公眾難于理解，削弱了評(píng)價(jià)結(jié)論的社會(huì)可接受性。

模糊綜合評(píng)價(jià)法，考慮了空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過隸屬度來描述大氣污染狀況，通過權(quán)重來表現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)在總體污染中的作用差異，充分體現(xiàn)了大氣環(huán)境系統(tǒng)中各因素間的不確定性、隨機(jī)性、模糊性，能有效地解決評(píng)價(jià)邊界模糊和監(jiān)測誤差對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。該方法評(píng)價(jià)結(jié)果綜合客觀，不僅考慮到污染因子的綜合作用，而且還考慮到高濃度污染因子的作用，結(jié)果不僅能反映大氣污染級(jí)別，還能反映各種污染物的隸屬情況。因此為了使評(píng)價(jià)結(jié)果更合理、可信，符合實(shí)際，本文采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法。

2 西安高新區(qū)模糊綜合評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)因子的選擇

根據(jù)西安高新區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工業(yè)布局，選擇SO2、NO2、PM10作為該區(qū)域大氣環(huán)境評(píng)價(jià)因子集U。根據(jù)具體監(jiān)測值作出主要污染物濃度變化趨勢圖，見圖1、圖2。

圖1 SO2、NO2、PM10年際變化趨勢Fig.1 Average Annual Variation Tendency of SO2, NO2, PM10

圖2 SO2、NO2、PM10月際變化趨勢Fig.2 Average Monthly Variation Tendency of SO2, NO2, PM10

2.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)的確定

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3095—1996《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及國家環(huán)保總局修改單（環(huán)發(fā)[2000]1號(hào)）中的規(guī)定，見表1，建立3級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)V=｛一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)｝。

表1 大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)污染物濃度標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standards of Density of Pollutant About the Appraisal of Air Environment Quality

2.3 建立隸屬函數(shù)

參照有關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合GB3095—1996《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》給出的三種指標(biāo)形式，建立如下隸屬函數(shù)：

一級(jí)

二級(jí)

三級(jí)

上式中ui表示第i種污染因子的實(shí)測值（i=1, 2,3）；vij表示第i種污染因子的第j級(jí)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（j=1, 2, 3）。

分別把各年SO2、NO2、PM10實(shí)測值ui和各級(jí)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)vij代入上式中, 得到單因子模糊關(guān)系矩陣R=[rij]。

2.4 確定權(quán)重集

由于SO2、NO2、PM10對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響程度不同，為了突出各年主要污染物在評(píng)價(jià)中的作用，采用大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中普遍使用的超標(biāo)加權(quán)法來計(jì)算各污染因子的權(quán)重，計(jì)算公式如下：

其中，uij為各污染因子的監(jiān)測濃度值，vi取評(píng)價(jià)因子i的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù)平均值，bij為2007～2010年第j年第i鐘污染物的權(quán)重系數(shù)。由各因子的權(quán)重系數(shù)構(gòu)成權(quán)重系數(shù)集B=｛bij｝。

2.5 模糊綜合計(jì)算

由三種大氣污染物的權(quán)重與對(duì)應(yīng)的單因子評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行模糊矩陣計(jì)算，A=B·R，即利用“∧，∨”算子（先取小后取大的方法）進(jìn)行模糊矩陣復(fù)合運(yùn)算。按照最大隸屬度原則確定各年的大氣環(huán)境質(zhì)量所屬級(jí)別，當(dāng)出現(xiàn)最大值有兩個(gè)的情況時(shí)，要考慮次大值貼近哪個(gè)，最終結(jié)論應(yīng)取偏向次大值的那個(gè)評(píng)語。將所得結(jié)果列于表2。

表2 大氣環(huán)境各污染因子權(quán)重及其質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)Table 2 The Pollution Factors Weight and Comprehensive Appraisal of Air Environment Quality

3 結(jié)果分析

由圖1可以看出，SO2年平均濃度在2008年達(dá)到最大，為0.051mg/m3，濃度變化具有明顯的反復(fù)性，這與城市內(nèi)部生活、生產(chǎn)等排污狀況得不到徹底控制和治理有很大關(guān)系。NO2年平均濃度呈平穩(wěn)變化，略有上升。PM10年平均濃度呈下降趨勢，但2010年出現(xiàn)反彈，略有上升。SO2、NO2年平均濃度符合國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，PM10年平均濃度均超標(biāo)。

由圖2可見，SO2、NO2、PM10總的變化趨勢基本一致，即夏季濃度較低，冬季濃度較高，呈寬“U”型。SO2濃度在1月、11月、12月濃度較高，在4～9月較低；NO2濃度在10月、11月、12月較高，3～9月較低，且各月平均濃度差異不大，呈較平滑曲線變化。PM10濃度在1月、11月、12月濃度較高，6～9月較低，且全年各月濃度均高于SO2和NO2，污染比較嚴(yán)重。

由表2各因子的權(quán)重系數(shù)可以看出，西安高新區(qū)2007～2010年大氣環(huán)境主要污染因子的主次順序基本為：NO2

分析可知，西安高新區(qū)近幾年大氣環(huán)境質(zhì)量在逐年變好，基本達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，SO2、PM10均有所控制，但2010年有小幅上升；NO2濃度、權(quán)重逐年上升，使得西安高新區(qū)煤煙石油混合型的污染特征越來越明顯。盡管高新區(qū)對(duì)PM10的治理成效顯著，但其濃度依然超標(biāo)，權(quán)重依然最大，是對(duì)大氣污染貢獻(xiàn)最大的污染物。

4 高新區(qū)空氣污染原因分析

由上文可知，西安高新區(qū)大氣環(huán)境屬煤煙石油混合型污染，PM10為大氣污染的主要污染因子。通過分析可知，影響西安高新區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量的因素主要有以下幾個(gè)方面：

4.1 氣象地形因素的影響

氣象、地形因素在空氣污染的形成中起著重要的作用。西安地處西北黃土高原的特殊地理位置—關(guān)中盆地，受大陸性季風(fēng)氣候影響產(chǎn)生大量自然塵和外來塵。尤其是冬天，空氣干燥、地表植被稀少，氣象條件不利于污染物擴(kuò)散，更易導(dǎo)致可吸入顆粒物超標(biāo)。此外，高新區(qū)處于西安市西南郊，西邊緊鄰郊區(qū)，大量農(nóng)業(yè)用地耕作過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的可吸入顆粒物污染，另外正處于加速建設(shè)期的高新區(qū)，大量建筑工地和建設(shè)用地產(chǎn)生的揚(yáng)塵也不容忽視，給大氣環(huán)境造成很大的壓力。

4.2 交通因素的影響

隨著西安高新區(qū)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建設(shè)的日趨完善，在高新區(qū)工作和居住的人變得越來越多，道路交通也變的日益繁忙。從2007年到2010年，機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量急劇增加（見表3），使得機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放越來越多，NO2污染越來越嚴(yán)重，同時(shí)產(chǎn)生的交通揚(yáng)塵也是可吸入顆粒物的主要來源，并且隨著車流量的不斷增加，交通揚(yáng)塵變得更為細(xì)小，更易擴(kuò)散，很大程度上增加了可吸入顆粒物的濃度。

表3 西安市機(jī)動(dòng)車輛數(shù)目Table 3 The Number of Moter Vehicle in Xi’an

4.3 能源結(jié)構(gòu)因素的影響

大氣中的SO2有90%是煤炭造成的，而西安正是一個(gè)以燃煤為主的煤煙污染性城市。特別是冬季采暖期，鍋爐燃燒排放大量含SO2、NO2、PM10的廢氣，排放量遠(yuǎn)超夏季。盡管西安高新區(qū)采取一定防治措施，大氣環(huán)境較之2007年有明顯的好轉(zhuǎn)，但隨著入駐企業(yè)、入住居民不斷增加，供熱、供氣壓力不斷增大，也加重大氣污染，使得SO2、PM10濃度出現(xiàn)些許反彈。

5 對(duì)策與建議

西安高新區(qū)作為陜西省唯一的國家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，是西安市經(jīng)濟(jì)的增長極。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展過程建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型開發(fā)區(qū)是目前西安高新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題，因而積極的改善西安高新區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量，使其不成為快速發(fā)展的障礙是目前必須要做的工作，那么應(yīng)該改變傳統(tǒng)末端治理的被動(dòng)污染治理模式，確立新型的環(huán)保理念，從以下幾個(gè)方面來采取措施：

5.1 加強(qiáng)環(huán)境管理與督察工作

作為西安高新區(qū)的政府部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)區(qū)域大氣污染源（鍋爐、除塵器等）的調(diào)查及治理工作，如制定嚴(yán)格的施工企業(yè)揚(yáng)塵治理措施；加大檢查力度和執(zhí)法力度，如加大對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣年檢和抽檢的力度，對(duì)超標(biāo)排放的機(jī)動(dòng)車采取強(qiáng)制措施；完善環(huán)境管理制度，如建立年度環(huán)境報(bào)告書制度、廢物生命周期管理體系；加強(qiáng)信息平臺(tái)建設(shè)，在網(wǎng)上為企業(yè)提供清潔生產(chǎn)信息、廢物利用等信息。

5.2 調(diào)整區(qū)域能源結(jié)構(gòu)

西安高新區(qū)的主要燃料消耗為煤，由燃煤帶來的SO2、飄塵排放量較大。西安高新區(qū)應(yīng)積極實(shí)施能源結(jié)構(gòu)替代方案，如將西安高新區(qū)內(nèi)燃煤鍋爐逐步改為燃用清潔能源的燃?xì)忮仩t；在企業(yè)內(nèi)推廣新型節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)備和節(jié)能工藝，淘汰能耗大、資源能源利用率低的工藝，并積極推廣再生能源的使用,推行清潔生產(chǎn)；進(jìn)一步擴(kuò)大城市集中供熱面積，提高城市熱化率。

5.3 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

西安高新區(qū)目前經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不甚合理，第二產(chǎn)業(yè)比例大，第三產(chǎn)業(yè)比重偏小。盡管西安高新區(qū)在十幾年的發(fā)展中，已形成以電子信息、裝備制造、生物醫(yī)藥和新材料及其他產(chǎn)業(yè)等主導(dǎo)行業(yè)，但是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)明顯滯后于工業(yè)發(fā)展，駐區(qū)企業(yè)中勞動(dòng)密集型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)比例較大，能耗高、效率低的企業(yè)比重偏高，在今后的發(fā)展中應(yīng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和升級(jí)，引進(jìn)高新技術(shù)，綠色招商，充分利用西安的科技優(yōu)勢、人才優(yōu)勢，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的理念建設(shè)生態(tài)型工業(yè)園區(qū)。

5.4 加大環(huán)境保護(hù)宣傳力度

大力開展節(jié)能降耗、使用清潔能源、推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)等環(huán)境宣傳教育活動(dòng)，發(fā)放環(huán)境保護(hù)宣傳資料，播放環(huán)境保護(hù)方面的視頻和電影，提高園區(qū)公眾的環(huán)保意識(shí)。

5.5 加強(qiáng)環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

加強(qiáng)園區(qū)綠化建設(shè)，采用立體綠化等多種綠化方式，增加植被覆蓋率，形成市區(qū)公園、街頭綠地、道路綠化的綠化體系，大力建設(shè)交通干道兩側(cè)綠化帶和工業(yè)區(qū)隔離帶。

［1］ 武永峰，馬瑛．西安大氣環(huán)境質(zhì)量分析與綜合評(píng)價(jià)研究［J］．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2001，24: 5-7.

［2］ 楊緒勤．模糊數(shù)學(xué)在大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］．上海環(huán)境科學(xué)，1989，8(1): 14-17.

［3］ 張戈，于大濤，郭麗麗．大連市區(qū)空氣質(zhì)量模糊綜合評(píng)判［J］．環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009，24-25.

［4］ 王穎，彭省臨，劉峰．模糊數(shù)學(xué)理論及其在大氣環(huán)境測評(píng)中的應(yīng)用［J］．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(3): 139-143.

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X022

A

1673-288X（2011）05-0049-04

阮幸, 研究生, 研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià).