基于PSR模型的漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量評價研究

袁緒英 張君 王暉 萬晨峰 吳宜進

摘要：中國經(jīng)濟發(fā)展進入新時代，環(huán)境問題日益突出。產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)中的大氣環(huán)境質(zhì)量問題已成為社會經(jīng)濟發(fā)展的焦點，研究大氣污染防治迫在眉睫．漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量研究以可持續(xù)發(fā)展理論、生態(tài)價值理論以及環(huán)境價值理論為理論依據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，運用LCA和PSR模型構(gòu)建產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量評價指標體系，評價漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園的大氣環(huán)境質(zhì)量結(jié)果表明：漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)國內(nèi)的大氣環(huán)境質(zhì)量有下降趨勢，SO2濃度變化趨勢相對較大，NO2濃度變化趨勢較為平緩，TSP污染指數(shù)呈下降趨勢．該研究對產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量的改善提供技術(shù)支撐

關(guān)鍵詞：大氣環(huán)境質(zhì)量；PSR模型；LCA評價；漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園

中圖分類號：X820.2 文獻標志碼：B

前言

中國的經(jīng)濟發(fā)展正進入一個嶄新的時代，大氣環(huán)境質(zhì)量問題在諸多問題中表現(xiàn)得尤為明顯，特別是在工業(yè)園區(qū)的建設(shè)中，大氣環(huán)境質(zhì)量問題已成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重點，對大氣污染防治的研究刻不容緩。很多國內(nèi)外學者對此進行了研究。魏競超等基于PSR模型理論，構(gòu)建出一套具有法治特征的黃河流域環(huán)境安全評價指標體系，并以2019年和2020年的黃河流域河南段環(huán)境治理工作為例子，對該模型進行檢驗。孫娟等基于PSR模型理論，運用北京市1999年-2018年的社會經(jīng)濟統(tǒng)計指標及大氣環(huán)境質(zhì)量指標數(shù)據(jù)，構(gòu)建了北京大氣環(huán)境質(zhì)量PSR模型指標體系，并根據(jù)指標變化趨勢進行了相關(guān)性分析。肖紅等以PSR模型作為大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價模型的基礎(chǔ)，通過是否能體現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟、社會協(xié)調(diào)發(fā)展的角度對許昌市社會經(jīng)濟評價與大氣環(huán)境質(zhì)量定量評價及動態(tài)趨勢分析。前輩的方法大多運用構(gòu)建指標體系評價法并根據(jù)變化趨勢進行預(yù)測分析等對大氣環(huán)境質(zhì)量進行評估，這些方法可以客觀的評價到大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，預(yù)測其發(fā)展趨勢并有效的進行控制。基于上述研究，文章以武漢漢南通用航空衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園為例，基于PSR模型和LCA評價對園區(qū)環(huán)境質(zhì)量進行評價，該評估模型能有效可靠地評估產(chǎn)業(yè)園區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量。

1研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源

漢南衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園位于武漢市漢南區(qū)，地處長江中游，東臨江漢平原。土壤為第四季黃褐色底粘土，土層較深，地質(zhì)環(huán)境好，無大斷層，地震烈度為三級。整個地區(qū)是一個單一的地貌環(huán)境，屬于江漢平原邊緣模糊地帶。

在文章的寫作過程中，通過研究統(tǒng)計年鑒和項目監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取相關(guān)資料，了解了國內(nèi)外經(jīng)濟建設(shè)項目建設(shè)對環(huán)境因素影響評價的一系列研究進展，詳細了解有關(guān)環(huán)境影響評價的書籍、期刊、論文等，積累了理論基礎(chǔ)知識。

1.2PSR模型

PSR模型引入了因果思維，直觀地反映了壓力、狀態(tài)和對生態(tài)系統(tǒng)問題的反應(yīng)之間的關(guān)系。它還被廣泛應(yīng)用于區(qū)域環(huán)境可持續(xù)性指標系統(tǒng)、水和土壤指標系統(tǒng)以及環(huán)境保護投資分析。

壓力－狀態(tài)－響應(yīng)指標體系框架遵循長期發(fā)展的一般概念，采用邏輯因果模型確定相關(guān)指標，并將參與長期發(fā)展的區(qū)域劃分為不同類型。可以從壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個角度來確定相關(guān)指標。PSR模型的框架結(jié)構(gòu)見圖1。

PSR模型框架提供了一種關(guān)注系統(tǒng)生態(tài)變化過程因果邏輯的評價方法，將人類活動與生態(tài)環(huán)境等因素直接聯(lián)系起來。在人類社會活動日益增多的情況下，人為因素成為影響的主要來源。自然壓力和人類活動的壓力會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，增加壓力的結(jié)果是會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能的不斷退化。并且隨著人類活動的加強，響應(yīng)壓力也不斷加大，但惡化狀態(tài)在短時間內(nèi)難以恢復(fù)。

研究區(qū)的環(huán)境影響是一個復(fù)雜的交互系統(tǒng)，包含了多個方面如社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境、能源和生態(tài)等。因此，量化PSR指標體系模型可以充分表達環(huán)境破壞與環(huán)境受到的壓力之間的因果關(guān)系。

1.3LCA評價指標體系

LCA評價體系指標是一個完整的生命周期編譯和評價工具，用于綜合分析一個產(chǎn)品或服務(wù)及其擴展，以及其對相應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的潛在影響。將相應(yīng)的生命周期評價能力指標管理體系框架設(shè)計結(jié)構(gòu)分為四個相關(guān)的研究步驟。

根據(jù)指標體系中的產(chǎn)業(yè)園區(qū)環(huán)境影響評價，對通用航空衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園區(qū)進行環(huán)境影響識別和篩選，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，綜合各評價指標與產(chǎn)業(yè)園區(qū)生產(chǎn)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，建立了產(chǎn)業(yè)園區(qū)環(huán)境影響評價體系。在產(chǎn)業(yè)園區(qū)環(huán)境影響評價指標體系表中，研究區(qū)環(huán)境影響評價作為整個層次模型的總目標，是模型的最高層次，第二層次分別為壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個項目層。第三層次分別是人類的社會活動、社會影響、環(huán)境影響指標、資源和能源指標、經(jīng)濟社會狀態(tài)指標、長期發(fā)展的基本狀況以及人類為推動可持續(xù)發(fā)展進程而實施的一系列的措施。最下層是經(jīng)過產(chǎn)業(yè)園區(qū)環(huán)境影響因素識別后篩選的準確表征各個要素特征的評價指標。見表1。

生命周期清單分為四個不同的領(lǐng)域，分別是目標定義、相應(yīng)范圍、影響因素分析及相應(yīng)解釋，在這四個領(lǐng)域中，庫存分析和影響評估尤為重要。庫存分析是先對個別產(chǎn)品或服務(wù)及其周邊環(huán)境進行全面的研究，進而通過對個別產(chǎn)品的研究來對整個生命周期區(qū)域的投入和產(chǎn)出進行綜合研究。影響評價指的是預(yù)測和評價在這一過程中對環(huán)境影響的重要性，通過這個過程的實施來對整個系統(tǒng)進行顯著性評價。事先根據(jù)特殊要求做出投入，指定LCA輸出類型，然后合理分類，并給出相應(yīng)的各指標投入和產(chǎn)出的累計指標。

2結(jié)果與分析

評價指標體系的重點在于環(huán)境可持續(xù)性和承載力的界限。與環(huán)境評價項目不同的是，評價指標體系特別注重對臨時累積和間接環(huán)境影響的預(yù)測和評價。此外，生態(tài)環(huán)境的影響程度主要基于時間、范圍和恢復(fù)，生態(tài)環(huán)境指標也需要更多的關(guān)注。通用航空衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園的環(huán)境影響分析需要對工作進行三維評價，并了解被評估區(qū)域的環(huán)境分析能力。

對于發(fā)展通用航空和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園區(qū)來說，一般對這樣的產(chǎn)業(yè)園區(qū)進行數(shù)據(jù)分析可能比較缺乏，在運用PSR模型進行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，可以選擇一種初步的估算方法，對環(huán)境影響和初步指標數(shù)據(jù)進行幾個方面的分析，例如生態(tài)和能源資源以及社會和經(jīng)濟方面。通過以上步驟，從而確定漢南通用航空衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園環(huán)境影響評價指標體系。

通用航空和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園對大氣環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：施工期間揚塵；工業(yè)企業(yè)、汽車營運期間排放的廢氣；主要污染因子為SO2、TSP、PM10、PM2.5、NO等特征污染因子。為了解研究區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，研究對2018年和2020年武漢市環(huán)保局網(wǎng)站公布的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況進行了對比評價。參考監(jiān)測結(jié)果見表2。

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2018年研究區(qū)NO2、PM10、PM2.5及O3這幾項數(shù)值判定為不達標。SO2的年平均值和CO的日平均值均能滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級標準的年平均值要求。NO2、PM10和PM2.5的年平均值不能滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級標準的年平均值要求；最大超標準倍數(shù)分別為0.25、0.26和0.51。超標的原因不僅與空氣污染物擴散的氣象條件差有關(guān)，還與周邊建筑工地、交通道路污染、機動車尾氣污染等因素有關(guān)。O3的日平均值也超標，主要與氮氧化物和揮發(fā)性有機化合物的排放有關(guān)。2020年經(jīng)過對大氣中污染物的整治各項指標的監(jiān)測值均在標準值范圍內(nèi)。經(jīng)監(jiān)測推斷得出結(jié)論：大氣中的主要污染物有煤煙、NOx、SO2、氟化物、煤煙、顆粒物、苯酚和H2S。其中，煙氣、NOx、SO2和顆粒物的排放量最大。2020年經(jīng)過處理減少了一定的排放量后，均未超過標準要求。

運輸過程中產(chǎn)生的懸浮顆粒物（TSP）主要來自汽車駕駛產(chǎn)生的二次道路粉塵。大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測因子標準指數(shù)對比見圖2。

如圖2所示，總體看來，在2015年至2020年間，SO2濃度上升趨勢較大，由0.32上升至0.42；NO2濃度上升趨勢較小，變化幅度在0.12至0.13之間；TSP指數(shù)在2015年至2020年間變化最大，從0.35下降為0.26。隨著產(chǎn)業(yè)園各項規(guī)劃建設(shè)的逐步完成，TSP指數(shù)開始下降。根據(jù)2015年至2020年的大氣環(huán)境質(zhì)量標準指數(shù)的發(fā)展趨勢預(yù)測出2025年大氣環(huán)境質(zhì)量發(fā)展指數(shù)的走向。因此產(chǎn)業(yè)園區(qū)必須加強對塵土的控制，建議更新灰塵管理方法和設(shè)備以達到最大的控制效果。為了避免污染土壤和水污染，建議覆蓋原料填埋場。同時應(yīng)合理控制開發(fā)規(guī)模，增加綠地的使用面積，利用綠地的凈化功能，逐步改善環(huán)境。加強污染物的排放量，減少廢氣排放。增加企業(yè)的監(jiān)督管理，提升當?shù)卮髿猸h(huán)境質(zhì)量。LCA評價用于工業(yè)園區(qū)的環(huán)境評價過程，它是根據(jù)規(guī)劃生命周期建立的，以反映政策或規(guī)劃的各個方面對環(huán)境的影響。最終說明是對系統(tǒng)實施效果進行評價后所能得到的最終標準和結(jié)論。

3結(jié)論

產(chǎn)業(yè)園區(qū)主要的污染物是SO2、NO2和TSP等。產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量有下降趨勢，其中，SO2濃度變化趨勢相對較大，NO2濃度變化趨勢較為平緩，TSP污染指數(shù)呈下降趨勢。PSR模型所包含的三個指標的變化并不是同步的。壓力指標的總體變化導(dǎo)致健康狀況持續(xù)惡化和漸進的病理演變，即人類干擾的增加；狀態(tài)和響應(yīng)指標的總體形態(tài)相似。針對產(chǎn)業(yè)園建筑粉塵的散射建議封鎖產(chǎn)生灰塵的地方，安裝排氣屏蔽控制塵埃。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園大氣環(huán)境質(zhì)量評估仍然是我們國家在塵埃污染期間環(huán)境評估的研究主題。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園的大氣污染控制和溫室氣體排放的減少以及臭氧層保護等方面的研究還不多。因此有必要將衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)園區(qū)的功能特點與指標體系結(jié)合起來進行大氣環(huán)境質(zhì)量的評價。綜上，文章所建立的產(chǎn)業(yè)園區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價體系在一定程度上彌補和豐富了中國大氣環(huán)境質(zhì)量評價的內(nèi)容，對產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)發(fā)展有一定的借鑒意義。今后可進一步完善大氣環(huán)境質(zhì)量評價體系，將研究成果應(yīng)用到實際中，旨在提高環(huán)境科學研究的現(xiàn)實作用和意義。