區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)建設需求分析

李東紅

（蘭州市西固生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，甘肅 蘭州 730060）

近年來，我國的大氣環(huán)境污染問題越來越嚴重，不僅對人們的生存環(huán)境造成了巨大危害，同時也嚴重影響了人們的生活質量，大氣環(huán)境污染治理已經(jīng)成為當前社會重點關注的問題。科學技術的發(fā)展也為大氣污染防治工作提供了更好的技術支持。在治理大氣污染時需要應用科學的治理技術，不斷提升大氣污染治理工作的水平，促進空氣質量的有效提升，只有這樣才能實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的目標[1]。通過對當前階段我國大氣環(huán)境治理工作的分析，發(fā)現(xiàn)其中仍然存在一些問題，所以今后應進一步加強區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)的建設，全面掌握實際建設需求，并采取科學合理的措施，不斷提高我國區(qū)域大氣環(huán)境污染治理水平。

1 我國區(qū)域大氣污染現(xiàn)狀分析

近年來，大氣污染問題越來越嚴重，對城市生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞，人們長期處于這種環(huán)境中還容易誘發(fā)各種呼吸道疾病，嚴重危害了人們的身體健康。同時城市中的大氣能見度也在不斷降低，經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的霧霾現(xiàn)象。城市大氣污染問題是經(jīng)過長時間演變而形成的，在不同的時間段污染程度也有所差異。一直以來我國對大氣污染的治理工作十分重視，從2010年開始就針對污染物、污染源、大氣問題和污染區(qū)域等方面展開相關研究，對采集到的各種數(shù)據(jù)信息進行分析和整理，通過對各項數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)污染源數(shù)量在不斷增多，污染物類型也越來越豐富，并且這種現(xiàn)象隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展變得越來越明顯。比如，原來主要是在工業(yè)發(fā)展過程中產(chǎn)生的污染物，現(xiàn)在又出現(xiàn)了機動車、揚塵、二次無機氣溶膠等污染物。根據(jù)空氣自動監(jiān)測站得到的空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以分析出導致城市污染問題越來越嚴重的原因，比如城市化建設進程的不斷加快，城市經(jīng)濟發(fā)展水平的快速提升，交通行業(yè)越來越發(fā)達，車流量不斷增大等，造成向城市大氣中排放出大量的廢氣，對城市大氣環(huán)境造成嚴重污染[2-3]。另外，隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，在城市中出現(xiàn)了越來越多的工程建設項目；城市人口數(shù)量的不斷增多，使人口密集程度越來越高，對城市的空氣流通造成了一定影響；城市的熱導效應，最后都會導致城市空氣污染問題越來越嚴重。

2 大氣污染的特點分析

2.1 含菌量較高

由于中國城鎮(zhèn)化建設步伐的不斷加快，城市人口的總量也在日益擴大，又因為城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中所預留的城市綠化面積較小，導致了大量的病菌存在于空氣環(huán)境中，特別是在城市邊緣的工業(yè)園區(qū)，其排放出的廢氣中病菌含量要高出很多，若直接把這種帶有病菌的廢氣釋放到城市大氣環(huán)境中，會造成城市大氣環(huán)境中含菌量的大大增加，從而容易引發(fā)各種傳染病[4]。此外，在人流量較大的商業(yè)區(qū)、步行街以及大型超市等這些公共場所，因為人員來往比較頻繁，人口也比較密集，所以氣體中存在的病菌數(shù)量也要高于其他地方。

2.2 懸浮顆粒物含量較高

有關資料表明，造成城市大氣自然環(huán)境受到污染的最主要的物質是懸浮顆粒物和可吸入顆粒物，而這些物質在大氣自然環(huán)境中的含量都較高，會對大氣質量形成較大的危害，在這些污染中，二氧化硫是一種很常見的環(huán)境污染氣體，其不但會污染大氣環(huán)境，而且本身也具有一定毒性，會對人們的身體健康產(chǎn)生很大的影響。

2.3 煤煙型污染是主要污染來源

我國工業(yè)的快速發(fā)展離不開煤炭資源的支持，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大部分企業(yè)都會使用煤炭作為燃料，這也是導致我國出現(xiàn)大氣污染問題的主要原因。特別是在一些工業(yè)能源中，雖然燃煤的生產(chǎn)占比已經(jīng)超過了百分之五十以上，但部分工廠在生產(chǎn)過程中，不具備良好的生產(chǎn)技術水平，缺乏先進的空氣凈化裝置，并且只注重追求更高的經(jīng)濟效益。盡管企業(yè)的生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益得到了很大程度地提升，但是也排放出了大量的工業(yè)廢氣，從而對區(qū)域大氣環(huán)境造成了嚴重破壞。

2.4 發(fā)展中城市大氣污染日益嚴重

當前階段，我國的一些中小型城市仍處在發(fā)展的初級階段，把經(jīng)濟效益視為發(fā)展的第一要求，在這樣的背景下，很多城市的工業(yè)企業(yè)和行政單位均未有效管理環(huán)保相關工作，同時這些城市在實施新生產(chǎn)管理模式時，也大多以粗放的經(jīng)營方式為主，不但導致出現(xiàn)了比較嚴重的土地資源浪費問題，而且還對大氣環(huán)境產(chǎn)生了無法挽回的破壞。

3 信息技術對大氣污染治理的支撐作用

3.1 促進整合與共享 助力區(qū)域協(xié)同治理大氣污染

大氣環(huán)境和大氣生態(tài)都具備整體性特征，因而形成了“區(qū)域”，這種“區(qū)域”是呈自然分布狀態(tài)，不會受到行政區(qū)劃的影響。因此，針對區(qū)域霧霾等污染問題，必須基于大氣等環(huán)境要素的整體性采取相應的措施。信息技術的快速發(fā)展可以為區(qū)域大氣污染治理工作提供技術支持，通過先進的信息技術能夠獲取相關數(shù)據(jù)信息，并以此為基礎建立完善的數(shù)據(jù)處理平臺，有助于打破部門與行政區(qū)劃的壁壘，形成針對區(qū)域某一特定大氣環(huán)境問題的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務協(xié)同平臺[5]。區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)將針對解決區(qū)域性大氣環(huán)境問題，以落實國務院發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》，切實改善空氣質量的相關工作要求為核心，開展跨部委的系統(tǒng)建設，增強各相關部委之間以及中央對地方大氣污染防治工作進展、工作成效的把控，推動大氣環(huán)境日常化管理、定量化考核水平的不斷提高。同時，系統(tǒng)可借此形成跨部委的數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計和分析能力。

3.2 增強定量化分析能力與輔助決策水平

科學地應用先進的信息技術可以促進大氣污染防治工作定量化水平的有效提升，具體體現(xiàn)為兩個方面：一方面，通過各類大氣污染分析模型，并充分結合大氣環(huán)境質量、大氣污染物排放量及排放特征的時空分布等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對區(qū)域大氣質量現(xiàn)狀、污染原因、污染變化情況以及污染治理效果做出定量化的分析和評價，從而使大氣環(huán)境狀況的評估結果變得更加準確可靠[6]。另一方面，通過將具體的治理措施參數(shù)化，定量評估現(xiàn)有的大氣污染防治措施對區(qū)域大氣污染進行削減的效果，再結合對污染來源和變化趨勢的量化分析，為區(qū)域大氣污染防治對策的制定提供決策支持，為區(qū)域限批、能源結構調整等具體管理措施的制定提供數(shù)據(jù)支持，為提升大氣環(huán)境管理的科學決策水平提供輔助決策的平臺與技術。

4 系統(tǒng)需求分析

4.1 系統(tǒng)總體業(yè)務需求架構

區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)按照時間維度共分為三個業(yè)務域：大氣環(huán)境狀況評估、大氣污染源管理與污染物減排、區(qū)域大氣環(huán)境管理決策支持。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)調度與綜合分析等功能的建設實現(xiàn)“說清大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀，說清污染物總量，說清污染成因，說清變化趨勢”的建設目標。

4.1.1 大氣環(huán)境狀況評估部分的建設內容

主要是對過去大氣污染治理成果及環(huán)境質量的評估，對大氣污染發(fā)生的規(guī)律、對造成污染的重點區(qū)域和重點行業(yè)污染源進行識別，為環(huán)境管理部門核實污染治理效果、應對污染天氣提供數(shù)據(jù)支持。

4.1.2 大氣污染源管理與污染物減排部分的建設內容

該部分是實現(xiàn)對當前大氣污染源的有效管理。通過結合系統(tǒng)大氣污染防治行動計劃的目標任務要求，實現(xiàn)計劃考核的定量化、日常化和動態(tài)化，為有效提高大氣污染防治管理水平提供平臺支撐[7]。

4.1.3 區(qū)域大氣環(huán)境管理決策支持預測部分的建設內容

該部分面向未來，通過分析大氣污染物總量與大氣環(huán)境質量之間的關系，為動態(tài)調整大氣污染防治方案提供定量化支持，通過區(qū)域空氣質量的中長期預測、預警為“十三五”期間大氣污染防治工作提供定量化的數(shù)據(jù)支持。

5 區(qū)域大氣污染防治系統(tǒng)建設的重點功能需求

5.1 對區(qū)域大氣環(huán)境質量進行評估

按照一定的時間順序，合理利用相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法，對地方大氣環(huán)境質量的狀況和改善效果作出全面評價，同時通過對地方大氣環(huán)境的風向和風速等主要氣象條件作出評估，為大氣污染治理工作人員及時掌握空氣污染防治效果提供了很大便利，也可以使地方大氣污染效果實現(xiàn)動態(tài)的有效評估[8]。采用該種方法，可以使區(qū)域大氣環(huán)境質量評價工作更加完備，使之產(chǎn)生了相應的可預測性價值。

5.2 對區(qū)域大氣污染的成因進行分析

通過對區(qū)域大氣污染因素進行分類，其重點是識別各地區(qū)顆粒物的污染總量以及各地區(qū)、各產(chǎn)業(yè)的整體污染情況，了解不同范圍內的重點污染地區(qū)和重點污染源，并由環(huán)保監(jiān)測部門對其結果進行核實，從而確定各個地區(qū)的減排成效。還可以通過地區(qū)聯(lián)合的形式對地區(qū)的大氣污染問題實施有效管理，從而減少外部因素以及其他環(huán)境影響因素對地區(qū)大氣污染因素分析所造成的干擾。特別是在實施地區(qū)聯(lián)合的環(huán)境分析工作時，還必須要掌握各個地區(qū)內的主要空氣污染因素，這樣才能提高大氣環(huán)境狀況檢測功能的實效性，使系統(tǒng)的準確性得到進一步提高。

5.3 污染源監(jiān)管與量化考核

根據(jù)國家制定的工業(yè)大氣環(huán)境污染治理條例，在對工業(yè)大氣污染問題進行治理時，就必須對地區(qū)環(huán)境污染狀況進行綜合考核和評價，在實施監(jiān)測工作時，就必須關注地區(qū)范圍內的機動車廢氣污染、工業(yè)廢氣污染等問題，并通過嚴格控制燃煤和油品供給，使工業(yè)大氣環(huán)境污染整治工作取得比較理想的效果。在實施全面化的工業(yè)大氣污染源管控措施時，必須建立全面、科學的工業(yè)大氣環(huán)境污染治理考核制度，并將其運用到各個地區(qū)內，并進步一明確相關責任，這樣才能實現(xiàn)對工業(yè)大氣污染源的定量考評目的。

5.4 區(qū)域大氣污染物的排放預測

在區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)的建設過程中，需要將全國范圍內大氣污染物的總排放量作為重點關注內容，主要涉及二氧化硫、氨氧化物、細顆粒物和揮發(fā)性有機物等諸多因素，做好這些污染物排放的預測工作，同時對大氣整體環(huán)境特征展開分析，并進行減排能力預估，通過采用這些方法能夠準確預測出區(qū)域大氣污染物的排放情況。

6 系統(tǒng)建設關鍵技術分析

6.1 污染源排放清單

在大氣環(huán)境污染治理系統(tǒng)建設過程中，污染源排放清單發(fā)揮著十分重要的作用，它既屬于起始的科學數(shù)據(jù)，同時又是對環(huán)境污染狀況進行分析的重要依據(jù)，對大氣環(huán)境中化學演變過程的深入研究具有先決意義，可以協(xié)助科研人員通過模擬二次污染，全面掌握某一區(qū)域的環(huán)境污染狀況，同時還有助于制定合理的節(jié)能減排方法[9]。對污染嚴重的大氣進行治理，最重要的是要嚴格遵循國家制定的相關政策，最后形成相應的區(qū)域污染清單，具體過程如下：首先對污染源進行劃分，然后對系統(tǒng)進行確認，最后對污染清單計算空間范圍作出判斷，其中還包括污染源排放量的計算方法，并對人類活動水平的數(shù)據(jù)進行詳細地研究，而且要做好數(shù)據(jù)分析工作，最后是對質量作出合理控制。

6.2 區(qū)域大氣復合污染來源分析

全面分析研究大氣顆粒物的主要產(chǎn)生原因，合理采用化學、物理以及數(shù)學等學科知識，對大氣環(huán)境中的顆粒污染物來源展開分析，從而明確顆粒污染物產(chǎn)生的實際原因。在具體鑒別過程中需要應用多種先進方法，比如源清單法、源模型法和受體模擬法等。在對區(qū)域大氣環(huán)境污染問題進行處理過程中，應建立科學完善的防治管理系統(tǒng)，此外還應確保實現(xiàn)動態(tài)控制的目的，成功構建出原模型與受體模型，并將這兩種不同的模型結合到一起，利用模型來全面分析區(qū)域大氣顆粒污染物產(chǎn)生的原因，進而采用量化的方法得出污染源貢獻數(shù)值及其相關分擔率，并展開定量分析。

6.3 區(qū)域空氣質量預報

空氣質量數(shù)字預測方法，在當下是一種比較關鍵的環(huán)境空氣質量預測技術，該技術涉及到的基本內容是大氣環(huán)境動力學方面的知識。合理利用空氣質量數(shù)字預測方法對區(qū)域的空氣質量進行分析，全面掌握大氣環(huán)境污染物在空氣中的各種物理及化學反應，并將實際反應過程描述出來，接下來再合理利用數(shù)字統(tǒng)計方法，對區(qū)域大氣污染物的濃度以及具體分布情況進行預測。區(qū)域大氣污染治理系統(tǒng)，主要是利用中國科學院大氣環(huán)境污染物研究所研制的嵌套網(wǎng)格空氣質量預報模擬系統(tǒng)來開展具體的工作流程。

6.4 區(qū)域大氣環(huán)境承載能力評估

區(qū)域大氣環(huán)境的承載力是指在一定時期內或在某種狀況下，相同區(qū)域大氣環(huán)境可以承載的人類活動閾值。在區(qū)域大氣污染治理系統(tǒng)中包括我國海洋三維天氣歷史數(shù)據(jù)、大氣環(huán)境污染源動態(tài)排放清單、海洋土地利用變動統(tǒng)計信息等，將這些信息輸入到空氣質量模型中，該系統(tǒng)將對全年范圍內的時間范圍、重點污染物和大氣環(huán)境容量進行動態(tài)統(tǒng)計。

6.5 大氣污染區(qū)域輸送規(guī)律

大氣污染物區(qū)域的傳輸路徑主要是指在一定區(qū)域或者時段內的穩(wěn)定性風帶現(xiàn)象，其屬于在這一地域的空間范圍或者局部區(qū)域范圍內連續(xù)發(fā)生的穩(wěn)定歐拉風場現(xiàn)象，其空間或者時間范圍具有特定的相繼性或者連續(xù)性，并且通常呈現(xiàn)出多頻次特征。區(qū)域大氣污染的預防與管理，主要采用的方法是軌道聚類分析、管道梯度彌散辨識等方法，并利用這些方法對帶污染區(qū)域的輸送狀況、輸送規(guī)律以及聚集狀況等進行分析并最終確定，繼而得到一個中心點，然后把這個中心點當作既定目標，將相應的輸送路徑計算出來。

7 結語

在當前階段，我國大氣環(huán)境管理機制中還存在著一些問題，尚未建立起比較完善的政府制約與獎勵制度，在此種背景下，建立健全生態(tài)文明法律法規(guī)，對區(qū)域大氣污染的防治管理工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。在開展大氣污染防治與管理的相關工作時，必須要全面分析并掌握政策和市場之間的關系，充分認識中國經(jīng)濟社會發(fā)展的具體要求，并分析大氣環(huán)境的特點，同時還應注重提高人們對大氣環(huán)境污染問題的重視程度，只有這樣，才能保證相關部門從意識層面順利實施大氣生態(tài)環(huán)境的保護工作。