基于API法的市區大氣環境的污染評價

摘 要：文章以中部某X城市的空氣污染程度、影響空氣質量的主要因素以及短期空氣污染情況的預測進行了分析研究。利用空氣污染指數API對該地區大氣環境進行了評測，同時也利用空氣質量指數AQI對相應大氣環境進行了進一步分析。根據研究分析結果提出較為客觀的合理化建議。

關鍵詞：空氣污染指數API；可吸入顆粒；空氣質量指數AQI

目前新標準中對大氣質量的監測主要是監測大氣中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入顆粒物（PM10，粒子直徑小于等于10μm）以及細顆粒物（PM2.5，粒子直徑小于等于2.5μm）等六類基本項目和總懸浮顆粒物（TSP）、氮氧化物（NOx）、鉛（Pb）、苯并[a]芘（BaP）四類其他項目的濃度。研究表明，城市環境空氣質量好壞與季節、城市能源消費結構等因素的關系十分密切。

1 X市大氣污染監測數據分析與處理

通過對X城市大氣污染物濃度監測數據、各區縣規模以上工業增加值以及氣象數據等多方面數據進行分類、總結。結合氣象數據，首先可通過各區縣API指數趨勢、X市API指數因素趨勢、API與生產總值相關性分析對X市空氣質量從API指數角度進行評價，然后通過各區縣AQI指數趨勢、X市AQI指數因素趨勢對X市空氣質量從AQI指數角度進行評價，最后對API指數與AQI指數評價結果進行對比、分析。利用用模糊數學綜合評價模型方法分析影響X市空氣質量的因素，本文主要考慮二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物（PM10），以及細顆粒物（PM2.5）四個主要污染因子。將大氣環境質量按照最大隸屬原則，劃分三個污染等級；根據污染等級利用降半階梯型求出隸屬函數；對X市四個代表區域的大氣污染物監測數據進行評價，結合隸屬函數得到模糊關系矩陣R；計算這四大因素所占的權重得到權重矩陣A；在此基礎上，得到模糊綜合評價矩陣B，反應出主要影響因子及其對各個污染等級的隸屬度。

2 空氣污染指數（API）評價

2.1 城市API值變化特點分析

結合X地區近幾年來的氣象數據，從如下X市2010～2012年的API趨勢圖可得，由于X市作為一供暖城市，每年11月至次年3月，大量的供暖鍋爐向空氣中排放廢氣，又由于X市的冬季干燥少雨雪，無法及時消除空氣中的可吸入顆粒物，很大程度上使每年的第一季度API季度平均值徘徊在100左右，常常是該年內最高峰，空氣質量狀況為Ⅱ或Ⅲ級。而后，隨著降雨量的增大，X的API指數逐漸好轉，空氣質量狀況維持在Ⅱ級。但2013年冬季的X市，由于長時間沒有降雨，API的平均指數創下了幾年最高，接近于120的值是一直處于輕微污染的情況下。由各個檢測點的數據比較發現，以圍繞X市市中心的幾個區的API值較高，然后逐漸向郊區遞減。現就檢測API指數時所監測的各項數據發展趨勢分析X空氣質量。

2.2 主要污染物分析

2.2.1 SO2：主要來源是集中供暖產生的廢氣。分析SO2的趨勢線可知，每年第一季度其濃度最高，第四季度次之，第三季度最低，這與采暖期污染源增加和非采暖期污染源減少相對應。每年的SO2污染濃度最大值與當年的最冷月相對應。

2.2.2 NO2：主要來源是汽車尾氣的排放。分析NO2的趨勢線可知，每年第一季度其濃度最高，第四季度次之，第三季度最低。其隨著X市車輛密度的增加而增加，呈正相關。

2.2.3 PM10：主要來源是汽車尾氣的排放、不合格煙塵排放。每年第一季度其濃度最高，第四季度次之，第三季度最低。由于可吸入顆粒物的濃度與綠化植被覆蓋率、最近降雨量相關，所以在降雨量最大的夏天，PM10值最低，在春秋季較高。每年的PM10最大值與當年的降雨量相對應。

2.3 環境空氣質量指數（AQI）評價

由于我國是從2013年起開始正式檢測AQI，所以結合X地區2013年來的氣象數據與X市2013年的AQI趨勢圖可得，由于X作為一供暖城市，大量的供暖鍋爐向空氣中排放廢氣，又由于X的2013年后干燥少雨雪，導致X的PM10與PM2.5值居高不下，使AQI指數在1、2月份保持在200以上，空氣質量狀況為五級重度污染，長期的霧霾天氣不宜出門，醫院患者明顯增多。而后，隨著3月的幾場降雨，X的AQI指數逐漸好轉，空氣質量狀況有一定改善。隨著供暖期的結束，X市的AQI指數出現明顯下降，空氣質量以改善為四級輕度污染。

API、AQI評價結果對比分析：由于AQI參與評價的污染物為細顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）6項，每小時發布一次；而API評價的污染物僅為SO2、NO2和PM103項，每天發布一次，而霧霾的主因-PM2.5并未納入其中。觀察API與AQI的趨勢圖可以明顯看到，因為關注到了細顆粒物，在供暖期1～2月份內，AQI指數要么比API高，要么等于API；在非供暖其3、4月份后，AQI與API指數一般相同。就數據的準確性而言，由于AQI采用的標準更嚴、污染物指標更多、發布頻次更高，其評價結果也更加接近公眾的真實感受、更準確。

3 結束語

環境空氣質量的監測與控制對X市環保部門提出意見：必須加強環境空氣質量監測能力建設。推進環境質量檢測與評估考核體系建設，優化X市的環境空氣質量監測點位，提高X市總體的環境空氣質量檢測水平，提升區域特征污染監測能力，X市的空氣質量處于一個急需治理的狀態，污染情況不容樂觀。主要污染物呈現為可吸入顆粒物PM10和細顆粒物PM2.5，同時二氧化硫與二氧化氮的影響依然沒有減弱。對此，環保部門應針對這兩個主要污染源進行監測控制。加快建設先進的環境空氣質量監測預警體系，按照新頒布的《環境空氣質量標準》，對細顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等監測指標，2012年在京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市、省會城市和計劃單列市開展監測，2013年在113個環境保護重點城市和環保模范城市開展監測，2015年在所有地級以上城市開展監測。作為X市政府應該堅持以人為本、親民務實的理念，把改善城市環境空氣質量作為提高市民生活質量的重要內容，開展專項整治工作，使城市空氣質量得到大幅度改善，城區環境空氣質量優良的天數逐年增長，營造百姓滿意生活環境。

參考文獻

[1]李旭芳，初鈞晗，于令達，等.北京市城區單監測點PM2.5質量濃度變化特征[J].北京師范大學學報（自然科學版），2011.

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