運用PSR模型綜合評價大氣環境質量研究

肖紅 胥雯凱 申艷萍 趙敬 曹潤澤

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.084

摘 要：將PSR模型作為大氣環境質量綜合評價模的依據，從體現環境、社會、經濟是否協調發展的角度對許昌市2010年大氣環境質量現狀進行評價，從時間尺度上（2001—2010年）對許昌市大氣環境質量進行定量評估和動態趨勢分析。結果表明：2010年許昌市大氣環境質量處于較安全級別，2001—2010年大氣環境質量變化穩定且呈好轉趨勢。評價結果與實際情況相符。

關鍵詞：大氣環境質量 PSR模型 綜合指數法

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（a）-0084-04

大氣環境質量是城市環境質量綜合考核的重要組成部分，因此如何對大氣環境質量進行科學定量的評價成為人們關注的重點.目前，研究某地區大氣環境質量現狀的評價方法主要有污染指數法、層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關聯分析法、屬性識別分析法等，這些方法各具特色，但它們無一例外地只考慮了根據監測結果對大氣環境質量現狀污染級別的評價，而忽略了社會、經濟、人口、資源等因素對大氣環境質量的影響評價。筆者認為，大氣環境質量綜合評價應不僅全面系統地反映出該地區大氣環境質量狀況，也應反映經濟、社會、環境是否協調發展，污染控制手段是否有效可行，從而判斷該地區大氣環境質量是否安全，進而對影響大氣環境質量的“危險要素”甄別篩查，為進一步改善地區大氣環境質量提供科學的理論依據。

基于以上考慮，文章將世界經濟合作和開發組織（OECD）與聯合國環境規劃署（UNEP）共同提出的PSR模型（Pressure-State-Response；壓力-狀態-響應）作為大氣環境質量綜合評價的依據，該模型考慮了人類活動對環境的壓力，自然資源質和量的變化，人們對這些變化的響應，采取的減少、預防和緩解自然環境不理想變化的措施[1]。許昌市位于河南省中部，是中原城市群核心城市之一，文章以許昌市為例，初探大氣環境質量綜合評價模式，旨在對各中原經濟區大氣環境質量的綜合評價和判斷環境、社會、經濟是否協調可持續發展提供有益的借鑒。

1 評價模型

1.1 指標體系

依據壓力-狀態-響應概念模型建立指標體系[2]（見表1），系統壓力指標表征人類活動、自然資源等對大氣環境造成的壓力與負荷；系統狀態指標表征大氣環境質量的狀況；系統響應指標表征人類對大氣環境問題所采取的對策、措施或效果。

參考值的確定依據：（1）已有國家標準，采用較優級別標準作為安全值，較劣級別標準作為臨界值。如C8、C9、C10均采用《環境空氣質量標準》（GB3095-1996）一級標準值作為安全值，二級標準值作為臨界值。（2）國家或地方的發展規劃目標和環境保護計劃目標。如C6、C7分別依據《河南省環境保護模范城市考核指標》標準值7.4和17.6作為臨界值，取其值的50%作為安全值；C15依據《河南省環境保護模范城市考核指標》標準值40%作為臨界值，取其2倍值的80%作為安全值。（3）零值法。如C12將酸雨發生率為0作為安全值，酸雨發生率為50%作為臨界值；如C12、C13分別將同比SO2和煙塵排放減少幅度為0作為臨界值，取同比SO2和煙塵排放減少幅度為20%安全值。（4）類比標準。參考國內外處于領先水平、國內或省內平均水平城市的現狀值做安全值，采用國際或國內公認的較劣值為臨界值。如C1和C4分別采用城市人口密度和人均擁有汽車量較大的城市（深圳、上海等）的值作為臨界值，采用部分人口密度和人均擁有汽車量較小的中小城市的平均值作為安全值；如C2、C3分別采取河南省單位GDP能耗和單位GDP電耗較大的城市均值作為臨界值，單位GDP能耗和單位GDP電耗較小的城市均值作為安全值；C16采取河南省廢氣治理投資占GDP比重較小的城市作為臨界值，廢氣治理投資占GDP比重較大的城市作為安全值。

1.2 數據規范化處理

用大氣環境質量綜合指數值表述評價對象現狀與安全狀態的符合程度和向目標接近的速度。該值越接近1，就越安全；該值越接近0，就越不安全。歸一化處理計算公式如下。

對于數值越大越好的正向型指標：

Y= （1）

對于數值越小越好的負向型指標：

Y= （2）

式中：Xij為指標的現狀值；Xmax為指標參考值的最大值；Xmin為指標參考值的最小值。

1.3 權重的確定

對省市的環保專家、生態學家以及城市管理者進行Delphi問卷調查，在匯總專家調查結果的基礎上，按層次分析法原理，采用方根法，得到評價指標的相對重要性判斷矩陣，最后采用熵技術對AHP法確定的權系數進行修正得出權重值。

1.4 城市生態安全質量分級

參考國內外相關研究和成果，制定了大氣環境質量分級標準。具體見表2。

1.5 數據來源

數據來源于2010年《河南省統計年鑒》和《河南省環境質量報告書》、2001年至2010年《許昌市統計年鑒》和《許昌市環境質量報告書》。具體數據值見表3。

2 結果現狀評價

許昌市大氣環境質量綜合指數及項目層、指標層評價結果分別見圖1、圖2。

從圖1可知，2010年河南省和許昌市大氣環境質量級別均為較安全，許昌市大氣環境綜合指數為0.6784，略高于河南省平均水平。從許昌市項目層評價結果來看，系統狀態> 系統壓力>系統響應。

從系統壓力來看，許昌市所受壓力小于全省平均水平，且處于安全級別。由圖2系統壓力各指標層數值可知：C1（城市人口密度）和C5（森林覆蓋率）劣于省均水平外，其余6項指標均優于省均水平且處于較安全級別以上，這說明許昌市單位GDP能耗、電耗、單位工業增加值SO2排放強度和煙塵排放強度等指標處于河南省前列，并未對系統造成較大的壓力。城市人口密度較大和森林覆蓋率低主要是由于許昌市土地面積較小，僅占全省土地面積的3.0%，珍貴的土地資源使大面積植樹造林不能成為現實，但從城市建成區綠化覆蓋率（38.9%）、人均公園綠地面積（8.13 m2）等指標均優于全省平均水平，這在很大程度上彌補了森林覆蓋率低的不足。

從系統狀態來看，許昌市優于全省平均水平。各指標層數值均優于省均水平，除C8（PM10年平均值）處于臨界安全級別外，其余均處于安全級別。主要是因為許昌市的能源結構仍以燃煤為主，屬于煤煙型污染。

從系統響應來看，許昌市略高于全省平均水平。但從指標層來看，C14（廢氣治理投資占GDP比重）幾乎為0，說明在廢氣治理投資方面還未引起足夠的重視。

3 趨勢分析

從圖3許昌市2001年至2010年大氣環境質量變化情況可以看出，大氣環境質量總體比較穩定且有所好轉，綜合指數維持在臨界安全與較安全之間，年際間表現出2001—2007年間變化不大，2008—2010年明顯好轉的變化規律。系統壓力和系統狀態較好，基本維持在較安全級別以上，但2007年系統狀態降至臨界安全，主要是由于該年度SO2和NO2年均值同時高于往年造成的。系統響應能力整體較弱，維持在不安全與臨界安全之間，這主要與廢氣治理投資占GDP比重偏小有關。系統壓力、系統狀態和系統響應年際間變化規律與綜合指數相似。

采用國家環保局《環境質量報告書編寫技術規定》（1991年）推薦的Daniel的spearman秩相關系數法對2001—2010年許昌市大氣環境質量狀況進行趨勢分析。取0.05為顯著性水平，趨勢評價結果見表4。

4 結語

2010年許昌市大氣環境質量級別為較安全，綜合指數、系統壓力、系統狀態和系統響應均高于全省平均水平。影響許昌市大氣環境質量的限制性因素主要為城市人口密度較大、森林覆蓋率較低和廢氣治理投資水平較低。從2001年至2010年大氣環境質量狀況變化呈一定的階段性，2001年至2007年變化不大，而近3年上升較快，綜合指數和系統狀態變化穩定，系統壓力和系統響應呈顯著好轉趨勢，說明許昌市在“十五”與“十一五”期間大氣環境質量與社會經濟發展基本協調。

參考文獻

[1] 陳國階.論生態安全[J].重慶環境科學，2002，24（3）：1-4.

[2] 程春明.城市環境質量評價綜合指標體系研究之二大氣指標[J].中國環境監測，1995，11（3）：36-41.