空氣質量分析精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇空氣質量分析范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關鍵詞 EXCEL；環(huán)境空氣質量；AQI；自動計算

中圖分類號X3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）121-0227-03

2013年1月1日起，京津冀、長三角、珠三角等重點區(qū)域以及直轄市和省會城市等共74個城市按照環(huán)境空氣新標準《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-2012）要求進行監(jiān)測與評價。新標準增加了污染物監(jiān)測項目，嚴格了部分污染物濃度限值。空氣日報中，由包含六項污染物的空氣質量指數（AQI）替換了原來包含三項污染物的空氣污染指數（API），評價方法更加復雜，靠人工計算工作量非常大。一些軟件雖有自動統(tǒng)計功能，但也存在局限性，例如本單位的軟件尚不能統(tǒng)計AQI，上級環(huán)保部門數據庫雖然功能較齊全，但只能進行整年或者整月的統(tǒng)計，而且必須是上報后的數據才能統(tǒng)計出結果，時效性欠佳。EXCEL 2003是一款簡單易學且普及的軟件，使用門檻低，無人員權限限制。前人曾探討過應用EXCEL來計算評價單個AQI，但其在污染物濃度取值超出范圍及存在兩個以上首要污染物時存在漏洞，而且尚無對任意日期范圍內自動統(tǒng)計及自動生成圖表方面的研究。

本文介紹的EXCEL 2003軟件的應用結果，只要在相應單元格中輸入各項空氣污染物濃度日均值，excel可自動批量計算每日空氣質量指數，并顯示空氣質量級別及首要污染物、超標污染物；輸入需要統(tǒng)計的起止日期，EXCEL便能自動統(tǒng)計給定日期范圍內的有效天數，AQI最大值、最小值、均值及各級別空氣質量的天數等信息，并自動生成空氣質量各級別天數比例的餅狀圖；同時，輸入統(tǒng)計時段，可自動生成一張包含各污染物最大日均值、平均值、特定百分位數、單項污染指數、最大日超標倍數、超標率等項目的評價表，方便且直觀。

1原理

1.1空氣質量指數（AQI）的計算

污染物項目P的空氣質量分指數按式（1）計算：

環(huán)境空氣質量指數及空氣質量分指數的計算結果應全部進位取整數，不保留小數?？諝赓|量指數的范圍為0500，指數越大，級別越高，說明污染越嚴重。

1.2首要污染物及超標污染物的確定方法

AQI大于50時，IAQI最大的污染物為首要污染物，若IAQI最大的污染物為兩項或兩項以上時，并列為首要污染物。IAQI大于100的污染物為超標污染物。

1.3基本評價項目、評價標準及評價方法

基本評價項目包括二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）共6項。各項目評價執(zhí)行《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-2012）中的二級標準。

污染物濃度評價結果符合GB3095-2012和HJ663-2013的規(guī)定，即為達標。其中，污染物年評價達標是指該污染物年平均濃度（CO和O3除外）和特定百分位數濃度（SO2、NO2日均值的第98百分位數，CO、PM10、PM2.5日均值的第95百分位數，O3的日最大8小時滑動平均值的第90百分位數）同時達標。

2 應用EXCEL的函數公式編制相關統(tǒng)計表

EXCEL工作簿包含“日報AQI”、“環(huán)境空氣質量統(tǒng)計”和“主要污染物評價結果”三張EXCEL表格。我們設置白色背景的單元格為輸入區(qū)域，深綠色背景的單元格為字段區(qū)域，淺綠色背景的表格為函數自動統(tǒng)計結果的區(qū)域。

2.1“日報AQ1”表格的制作

表格的第一、二行用來顯示字段名，本表包含18列，A列至G列為輸入區(qū)域，分別用于輸入日期及六項基本空氣污染物的日均值、H列至R列為自動計算輸出區(qū)域，分別顯示六項污染物的空氣質量分指數IAQIn、AQI、空氣質量級別、空氣質量類別、首要污染物和超標污染物。見圖1。

根據空氣質量分指數IAQIn的計算方法，應用IF嵌套函數進行分段線性計算，同時應用ROUNDUP函數實現計算結果的進位取整，即可計算出相應污染物的質量分指數。以SO2為例說明空氣質量分指數的計算方法，在H3單位格內輸入公式：=ROUNDUP（IF（B3

這樣，只要在B3單元格中輸入一個SO2日均值濃度，H3單元格即自動顯示SO2的質量分指數。NO2、PM10、PM2.5、CO、O3的空氣質量分指數同理可得。

N3單元格利用MAX函數確定空氣質量指數AQI，同時利用IF、AND函數排除分指數均為0時的異常情況，公式為：=IF（AND（H3=0，I3=0，J3=0，K3=0，L3=0，M3=0），””，MAX（H3，I3，J3，K3，L3，M3））。

O3單元格利用IF嵌套函數實現對空氣質量級別的描述。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3

P3單元格利用IF嵌套函數實現對空氣質量類別的描述。公式為：=IF（O3=""，""，IF（O3="一級"，"優(yōu)"，IF（O3="二級"，"良"，IF（O3="三級"，"輕度污染"，IF（O3="四級"，"中度污染"，IF（O3="五級"，"重度污染"，"嚴重污染"））））））。

Q3單元格顯示首要污染物。AQI為空值或小等于50時，不顯示首要污染物。當有兩種或兩種以上首要污染物時，則能將所有首要污染物同時顯示。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3

R3單元格顯示超標污染物。AQI為空值或小等于100時，不顯示超標污染物。公式為：=IF（N3=""，""，IF（N3100，"二氧化硫"，""））&（IF（I3>100，"二氧化氮"，""））&（IF（J3>100，"可吸入顆粒物"，""））&（IF（L3>100，"一氧化碳"，""））&（IF（M3>100，"臭氧日最大8小時值"，""））&（IF（K3>100，"細顆粒物"，""））））。

將A3至R3的公式自動向下填充（假定向下填充至第10000行）。

對手動輸入的A列至G列進行數據有效性設置，可防止輸入不合適的數據而擾亂后期的統(tǒng)計結果。

2.2 “環(huán)境空氣質量統(tǒng)計”表格制作

如圖2，在深綠色背景的單元格內輸入需要統(tǒng)計的項目字段，預留B1、D1單元格，用來手動輸入統(tǒng)計起止日期。B2至B17單元格及D3至D8單元格為自動計算輸出區(qū)域，即顯示給定日期范圍內相應的統(tǒng)計數據。下面分別介紹：

B2單元格顯示給定日期范圍內AQI不為空值的天數，利用數組公式可實現：=SUMPRODUCT（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000

B3-B8單元格分別顯示給定日期范圍內不同質量類別的天數。以“優(yōu)的天數”為例，B3的公式為：=SUMPRODUCT（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000

D3-D8單元格分別顯示給定日期范圍內不同質量類別的天數比例，以“優(yōu)的天數比例”為例，D3的公式為：=B3/B2。

B9單元格顯示給定日期范圍內的AQI均值，保留整數。公式為：=ROUNDUP（AVERAGE（IF（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000

B10和B11單元格分別顯示給定日期范圍內AQI的最小值和最大值，以最小值為例，公式為：=MIN（IF（（日報AQI！$A$3：$A$10000>=B1）*（日報AQI！$A$3：$A$10000

B12-B17單元格分別顯示給定日期范圍內各首要污染物的天數。以“首要污染物為可吸入顆粒物的天數”為例，公式為：=SUM（N（（日報AQI！A$3：A$10000>=B1）*（日報AQI！A$3：A$10000

在C9：D17區(qū)域范圍內，插入餅狀圖，源數據選取“=環(huán)境空氣質量統(tǒng)計！C3：D8”，根據《環(huán)境空氣質量指數（AQI）技術規(guī)定（試行）》（HJ633-2012）規(guī)定選擇表征顏色，即生成給定日期范圍內的不同空氣質量級別天數比例的扇形圖，簡潔美觀。

為了避免輸入錯誤的日期格式，可在菜單欄“數據”-“有效性”中選擇“允許日期”，進行相應的設置即可。

2.3 “主要污染物評價結果”表格制作

“主要污染物評價結果”表格主要統(tǒng)計指定日期范圍內的各空氣污染指標的大值日均值、平均濃度、特定百分位數、單項指數、日最大超標倍數、超標率等。首先，設計好表格格式，輸入污染物指標名稱及評價項目，標記上深綠色背景，然后在需要利用EXCEL公式自動計算的單元格范圍標記上淺綠色背景，如圖3。

下面以二氧化硫為例說明各評價項目的計算公式。

B4單元格計算最大日均值，公式為：=MAX（IF（（日報AQI！A3：A10000>=E2）*（日報AQI！A3：A10000

B5單元格計算平均濃度，公式為：=ROUND（AVERAGE（IF（（日報AQI！A3：A10000>=E2）*（日報AQI！A3：A10000

B6單元格計算特定百分位數，公式為：=ROUND（PERCENTILE（IF（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=$E$2）*（AQI計算！$A$3：$A$10000

B7單元格計算單項指數，公式為：=ROUND（MAX（B5/0.06，B6/0.15），2）。

B8單元格計算最大日超標倍數，公式為：=IF（B4

B9單元格計算超標率，公式為：=ROUND（SUMPRODUCT（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=E2）*（AQI計算！$A$3：$A$100000.15））/SUMPRODUCT（（AQI計算！$A$3：$A$10000>=E2）*（AQI計算！$A$3：$A$10000

3 數據驗證

3.1 “日報AQI”批量計算結果的驗證

將我市2013年1月1日-2013年12月31日監(jiān)測的六項污染物日均值濃度復制到工作表“日報AQI”中，EXCEL自動計算得出分指數、空氣質量指數、首要污染物、超標污染物等結果，與福建省環(huán)境監(jiān)測數據管理信息系統(tǒng)中的統(tǒng)計結果完全一致。

3.2 “環(huán)境空氣質量統(tǒng)計”表及“主要污染物評價結果”表的計算結果驗證

在“環(huán)境空氣質量統(tǒng)計”及“主要污染物評價結果”表格的空白單元格分別輸入起始日期“2013-1-1”和終止日期“2013-12-31”，excel自動統(tǒng)計的結果與福建省環(huán)境監(jiān)測數據管理信息系統(tǒng)中的統(tǒng)計結果一致。

4 結論

用EXCEL編制公式來自動計算空氣污染指數及自動評價，只要電腦有EXCEL 2003以上版本就可以使用，不需要網絡連接，沒有權限限制，可以實時計算，成本忽略不計，而且隨著評價方法的改變，更改公式也很容易，是環(huán)境分析人員日常統(tǒng)計的好幫手。

參考文獻

[1]GB 3095-2012環(huán)境空氣質量標準[S].

[2]HJ 633-2012環(huán)境空氣質量指數（AQI）技術規(guī)定（試行）[S].

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【關鍵詞】綠植改善 室內環(huán)境 空氣質量

一、引言

隨著房屋的不斷建設，越來越有必要多進行室內空氣檢測，以確定室內空氣污染的實際情況。然后，才能對癥下藥進行有效的治理。但國內空氣質量檢測服務相關產業(yè)還并不成熟甚至空白，僅銷售昂貴的儀器，造成絕大多數家庭因無法承擔且長久來看意義并不是特別大而只是盡可能的多通風，僅以自己感官上的是否可以入住為主，這樣往往并不科學有著巨大的健康隱患。室內的空氣質量分析與調查是不可或缺的。而且秋季室內寒冷，冬季空氣較為干燥等問題一直對人們造成困擾，而分析后的空氣如何有效改善也是今后的研究方向。

二、綠植對教室空氣質量分析

1.調查問卷分析（共得數據48份）

圖一 第一天空氣清新度

圖二 第二天空氣清新度

圖一為第一天在教室沒有綠植的情況下對約48人在課堂上的{查與分析結果。2人覺得空氣質量很清新，1人覺得空氣清新，33人感覺空氣質量一般，10人覺得空氣很悶，2人覺得空氣悶?？傮w上給人空氣質量偏差的感覺。當所有的人離開，關閉所有門窗，放20綠蘿，等了一天，又對第一次調查后的人數再次進行調查問卷以檢測擺放綠植一天后給人的直觀感受的差異對比。在同一間教室的約47人進行的一項問卷調查顯示，如圖二所示。其中16人感覺空氣質量清新，29人感覺空氣質量一般，2人感覺空氣悶。通過比較植物的問卷顯示分析后，可以清楚地看到覺得清新的空氣的人數上升，覺得空氣悶的感覺的數量是0，空氣感到悶的人數也減少了很多。

三、改進方向

這些植物都是綠色的，如果可以用各種顏色的植物也可以給心情帶來積極的影響。植物有豐富的顏色、葉色、果色和顏色，創(chuàng)造了豐富多彩的分支，美化和豐富了城市景觀?？梢圆煌竟?jié)性的植物顏色的外觀與季節(jié)的顯示讓人們感受到流動的旋律的色彩，感受生活的節(jié)奏，帶給人們不同的心理效應，引起了聯(lián)想的各種各樣。在植物景觀設計中，植物色彩設計已成為一項重要的設計內容。早在公元前發(fā)現對人類健康的顏色效果，醫(yī)學的古希臘的父親，希波克拉提斯曾說：“色彩是人類的身體和心靈之間的橋梁”。在中國醫(yī)學界早已在臨床治療和康復護理的色彩理論的應用，提出了“色彩療法”，即通過看顏色病人眼觀，產生刺激，促進疾病和心理康復，起到治療的作用，與五種彩葉植物可以減輕視覺疲勞的人。

四、總結

放一些綠色植物，如吊蘭、杜鵑花，在室內（本實驗中使用的綠蘿）增加甲醛的吸收和增加小植物和其他的大植物，可以增加室內濕度，改善室內環(huán)境，因為綠色植物通過根部吸收的水，除了少數用來維持生命，其余部分將被釋放到空氣中。因此，買一些綠色植物和花放在冬天的房間，放一些植物在教室，有助于改善空氣，還可以提高學生的情緒和改善視覺疲勞，同時改善空氣環(huán)境，使課堂更加人性化，也能達到增加空氣濕度的目的。但要注意的是，房間不應該放太多的綠植，因為綠植會呼吸，會吸入氧氣，釋放二氧化碳。當天氣寒冷時，許多人選擇關閉窗戶，造成室內空氣不流通，花卉放置過多會增加室內空氣中的二氧化碳濃度，影響健康。

【參考文獻】

[1]楊曉敏.高校教室環(huán)境品質實測與評價[D].衡陽：南華大學，2013

篇(3)

[關鍵詞] 空氣質量 短期評價

1 引言

《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-1996）中對二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等空氣質量評價項目年平均和日平均的濃度限值有明確規(guī)定，但沒有各項目月平均和季平均的濃度限值，長期以來對月份、季度、半年等階段的空氣質量評價只能用項目濃度值、日均值超標率進行變化比較，而不能對空氣質量級別、空氣質量達標評價，也無法計算綜合污染指數，確定主要污染物。在空氣質量月報、季報及半年的質量分析中，能否用年平均標準進行評價一直是爭論的的焦點。《福建省環(huán)境質量評價方法技術規(guī)定》課題在對多年全省空氣質量監(jiān)測數據分析的基礎上，重點對2005年全省23個城市空氣質量監(jiān)測項目濃度值進行了月、季、年的比對分析。結果表明，我省空氣質量相對較穩(wěn)定，季度、半年的均值和年度均值較為接近，多數城市差別小于10％，季度、半年的空氣質量評價參照年度空氣質量評價是可靠的；但多數城市主要污染項目月均值與年均值相對誤差總體上大于季度、半年的相對誤差，僅少數城市二氧化硫、二氧化氮相對誤差范圍差別小于10％，約半數城市可吸入顆粒物的城市差別小于10％，因此，月份等短期空氣質量評價用年平均標準可靠程度較差。

2 數據分析

以2005年全省23個城市空氣質量監(jiān)測數據為基礎，分別計算各城市二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物的月、季度和半年監(jiān)測數據與相應的年均值的相對誤差和相對誤差的頻率分布[1]。考慮到采樣誤差和分析誤差，確定月、季度和半年監(jiān)測數據與年均值相對誤差范圍在-10％～10％以內，則表明月、季度和半年監(jiān)測結果與與年均值無明顯差異。

2.1 月監(jiān)測數據與年均值比較

2005年全省23個城市空氣質量月監(jiān)測數據與年均值誤差分布見表1、表2，由表1、表2可知，不同月份監(jiān)測數據與年均值相對誤差變化較大，多數城市冬季月監(jiān)測數據高于年均值、夏季月均值低于年均值,差別相對大，全省各項目平均月監(jiān)測數據基本是1、3、4、11、12月高于年均值，2、5、6、7、8、9月低于年均值；二氧化硫、二氧化氮平均月監(jiān)測數據與年均值相對誤差有8個月大于 -10％～10％范圍。

就相對誤差范圍在-10％～10％的城市比例而言，二氧化硫、二氧化氮的比例低于可吸入顆粒物，一年12個月中，二氧化硫、二氧化氮相對誤差范圍在-10％～10％的城市比例僅在40％左右，可吸入顆粒物的城市比例在50％左右；相對誤差范圍在-20％～20％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本在50％左右，可吸入顆粒物的城市比例基本大于60％；相對誤差范圍在-30％～30％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本大于60％，可吸入顆粒物的城市比例基本大于80％。

2.2 季度監(jiān)測數據與年均值比較

2005年全省23個城市空氣質量季度監(jiān)測數據與年均值誤差分布見圖1、圖2、圖3。由圖可知，季度監(jiān)測數據與相應的年均值的相對誤差的頻率分布基本呈正態(tài)分布。誤差范圍在-10％～10％的城市比例高于月監(jiān)測數據，一年四個季度，二氧化硫、二氧化氮在50％左右，可吸入顆粒物大于60％；相對誤差范圍在-20％～20％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本大于60％，可吸入顆粒物的城市比例基本大于80％；相對誤差范圍在-30％～30％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本大于80％，可吸入顆粒物的城市比例均大于90％。

從全省平均監(jiān)測值看，第一季度、第四季度略高于年均值，第二、三季度略低于年均值。

2.3 半年監(jiān)測數據與年均值比較

2005年全省23個城市空氣質量半年監(jiān)測數據與年均值誤差分布見表3，由表3可知，監(jiān)測數據與相應的年均值的相對誤差與季度的頻率分布基本基本相似，區(qū)別較大的是誤差范圍在-10％～10％的城市比例高于季度和月的相對誤差，上、下半年二氧化硫、二氧化氮的城市比例均大于55％，可吸入顆粒物大于80％；相對誤差范圍在-20％～20％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本大于70％，可吸入顆粒物的城市比例基本大于90％；相對誤差范圍在-30％～30％以內，二氧化硫、二氧化氮的城市比例基本大于80％，可吸入顆粒物的城市比例則達100％。

3 結論

3.1我省空氣質量相對較穩(wěn)定，季度、半年的監(jiān)測數據和年度均值較為接近，多數城市相對誤差范圍差別小于10％，因此，季度、半年的階段性空氣質量評價參照年平均標準進行評價是可靠的。

3.2 由于月監(jiān)測數據與年均值相對誤差總體上大于季度、半年的相對誤差，僅少數城市二氧化硫、二氧化氮相對誤差范圍差別小于10％，約半數城市可吸入顆粒物的城市差別小于10％，多數城市相對誤差范圍差別在30％左右，因此，每月空氣質量評價參照年平均標準進行評價可靠程度較差。

參考文獻

篇(4)

關鍵詞：二氧化硫；氮氧化物；總懸浮顆粒物；空氣污染指數；空氣質量指數

1 引言

隨著人們環(huán)保意識的加強，已逐步意識到環(huán)境空氣對人體健康的影響?？諝庵泻械奈廴疚镔|危害很大，二氧化硫形成工業(yè)煙霧，高濃度時使人呼吸困難，是著名的倫敦煙霧事件的元兇；進入大氣層后，在云中形成酸雨，對建筑、森林、湖泊、土壤危害大；易形成懸浮顆粒物，又稱氣溶膠，隨著人的呼吸進入肺部，對肺有直接的損傷作用。氮氧化物刺激人的眼、鼻、喉和肺，增加病毒感染的發(fā)病率，例如引起導致支氣管炎和肺炎的流行性感冒，誘發(fā)肺細胞癌變；形成城市的煙霧，影響能見度；破壞樹葉的組織，抑制植物生長；在空中形成硝酸小滴，產生酸雨。城市大氣顆粒物含有各種有機污染物， 與呼吸器官疾病發(fā)病率甚至死亡率等諸多不利健康效應之間關系密切?？倯腋☆w粒物(TSP)沉積在綠色植物葉面，干擾植物吸收陽光、CO2，放出O2和水分的過程，從而影響植物的健康和生長。殺傷微生物，引起食物鏈的改變，進而影響整個生態(tài)系統(tǒng)；遮擋陽光而可能改變氣候，這也會影響生態(tài)系統(tǒng)。

通過室內空氣質量評價可掌握室內空氣質量狀況及變化趨勢，展開室內污染的預測工作，評價室內空氣污染對健康的影響，弄清污染源( 如各種裝修材料、建筑涂料等)與室內空氣質量的關系，為建筑設計、衛(wèi)生防疫、控制污染提供依據。江蘇城市職業(yè)學院有3個校區(qū)，分別是定淮門校區(qū)，定淮門東校區(qū)，應天校區(qū)。本文正是基于校園空氣質量的重要性，在3個校區(qū)都現場采集空氣樣后帶回實驗室進行化學分析，對二氧化硫、 氮氧化物、總懸浮顆粒物這3項污染物進行了大量監(jiān)測采樣及分析在取得監(jiān)測樣本數據后，選擇相關評價方法對所調查的空氣環(huán)境質量做出分析評價。

2 采樣及分析方法

2.1 采樣方案

采樣時間為2010年4月，監(jiān)測點主要分布在江蘇城市職業(yè)學院3個校區(qū)校園中，具有一定代表性，能夠反映監(jiān)測范圍內空氣質量特征的地點，包括門衛(wèi)、學生宿舍、食堂、教學樓、實驗中心等5個點，采樣主要用空氣采樣器(流量為0~1L／min )、TSP采樣器進行現場監(jiān)測采樣，合理保存樣品后送往實驗室進行分析，并取得最后監(jiān)測數據。每個監(jiān)測點按空間大小不同設2~4個采樣點，均按小時平均濃度監(jiān)測，最終數據取其各采樣點數據的平均值。上午7點到晚上8點的數據代表白天測量值，其余數據代表夜晚測量值。

2.2 分析方法

根據校園環(huán)境的特點、實驗的可行性和代表性，本文主要對各監(jiān)測點二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物污染物進行了監(jiān)測分析，所用監(jiān)測分析方法見表1。

表1室內主要污染物監(jiān)測方法

污染物監(jiān)測方法依據

二氧化硫四氯化鉀吸收――鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法GB/T16128-1995

氮氧化物改進的Saltzman法GB12373-90,GB15435

總懸浮顆粒物重量法

3 評價方法及指標

3.1 評價方法

為了全面、綜合地評價校園室內空氣的質量狀況，本文主要采用空氣污染指數法和空氣質量指數法對校園空氣質量進行綜合評價。我國目前采用的空氣污染指數(API)分為5個等級，API值小于等于50，說明空氣質量為優(yōu)，相當于國家空氣質量一級標準，符合自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其它需要特殊保護地區(qū)的空氣質量要求；API值大于50且小于等于100，表明空氣質量良好，相當于達到國家質量二級標準；API值大于100且小于等于200，表明空氣質量為輕度污染，相當于國家空氣質量三級標準；API值大于200表明空氣質量差，稱之為中度污染，為國家空氣質量四級標準；API大于300表明空氣質量極差，已嚴重污染。

根據我國空氣污染特點和污染防治重點，目前計入空氣污染指數的項目暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物。隨著環(huán)境保護工作的深入和監(jiān)測技術水平的提高，將調整增加其他污染項目，以便更為客觀地反映污染狀況。

某種污染物的污染分指數(Ii)按下式計算：

Ii=(ci-ci,j)(ci,j+1-ci,j)(Ii,j+1-Ii,j)+Ii,j.

式中：ci，Ii分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數值；

ci，Ii,j分別為第i種污染物在j轉折點的極限濃度值和污染分指數值(查表 )；

ci,j+1，Ii,j+1分別為第i種污染物在j+1轉折點的濃度極限值和污染分指數值，

API＝max(I1,I2…Ii,…In)

空氣質量指數AQI是一種反映和評價空氣質量的方法，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數值形式、并分級表征空氣質量狀況與空氣污染的程度，其結果簡明直觀、使用方便，適用于表示城市的短期空氣質量狀況和變化趨勢。

API=imaxiav.

imax為質量分指數的最大值;

iav為質量分指數的平均值。

3.2 評價指標

國家通過大量的現場調研，確定室內污染物的種類、發(fā)生率及平均的污染水平，了解暴露――效應關系，確定可接受的效應水平，最終確定了適合我國國情的室內空氣質量標準 (GB／T18883-2002 )，因此室內污染物的評價都以此標準為評價指標，但因該標準中未規(guī)定TSP的標準值，而校園又屬于文教區(qū)，即環(huán)境空氣質量功能區(qū)中的二類功能區(qū)，所以對于污染物TSP的質量標準應執(zhí)行《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)中的二級標準。

4監(jiān)測結果與分析

4.1 監(jiān)測結果

各監(jiān)測點測得樣本數據，見表2，經過計算處理后，用空氣污染指數法API對各污染物和監(jiān)測點空氣質量狀況評價，目前計入空氣污染指數的污染物項目暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物。該指數所對應的污染物即為該區(qū)域的首要污染物。當污染指數API值小于50時，不報告首要污染物。而此次監(jiān)測的污染物濃度，經計算API值均為51~100之間，空氣質量狀況均為良，可正?；顒?，首要污染物均為TSP。

表2 各監(jiān)測點污染物監(jiān)測結果

校區(qū)監(jiān)測地點SO2濃度て驕值/mg?m-3

白天夜晚

NOX濃度て驕值/mg?m-3

白天夜晚

TSP濃度て驕值/mg?m-3

白天夜晚

門衛(wèi)0.040 80.040 20.0430.0410.1490.141

應天學生宿舍0.020 10.020 10.0230.0230.0990.099

校區(qū)食堂0.050 70.042 20.0410.0310.1440.131

教學樓0.019 00.011 00.0120.0080.0360.031

實驗中心0.020 80.020 80.0310.0310.1310.131

門衛(wèi)0.050 70.050 10.0500.0460.1520.151

定淮門學生宿舍0.007 00.007 00.0060.0060.0440.044

東校區(qū)食堂0.050 20.050 20.0390.0390.1410.141

教學樓0.011 00.011 00.0090.0090.0330.033

實驗中心0.015 80.015 80.0280.0280.1210.121

門衛(wèi)0.051 20.051 10.0520.0490.1510.144

定淮門食堂0.050 70.040 70.0410.0350.1440.133

校區(qū)教學樓0.031 00.031 00.0220.0220.0640.064

實驗中心0.01080.01080.0210.0210.1190.119

各監(jiān)測點測得樣本數據經過計算處理后，用空氣質量指數法對各污染物和監(jiān)測點空氣質量狀況評價的結果如下表3所示。表中各空氣質量分指數的大小說明了每種污染物對各監(jiān)測點的污染程度，其值越大則污染程度越重。而空氣質量指數AQI則說明所有污染物同時存在時各監(jiān)測點的總體空氣質量狀況，其值越小空氣質量狀況越好。

表3 空氣質量監(jiān)測結果及評價

校區(qū)監(jiān)測地點ISO2INOXITSPAQI空氣質量狀況

門衛(wèi)0.0690.1730.990.63輕度污染

應天學生宿舍0.0300.0830.330.22基本達到清潔

校區(qū)食堂0.1800.2400.560.42未污染

教學樓0.0320.090.670.42未污染

實驗中心0.0400.0490.880.53未污染

門衛(wèi)0.0790.1830.980.65輕度污染

定淮門學生宿舍0.020.0730.230.16基本達到清潔

東校區(qū)食堂0.180.240.560.43未污染

教學樓0.0280.070.550.34基本達到清潔

實驗中心0.030.0390.760.46未污染

門衛(wèi)0.0750.1780.150.64輕度污染

定淮門食堂0.180.240.560.43未污染

校區(qū)教學樓0.0320.090.670.42未污染

實驗中心0.030.0380.780.47未污染

4.2 試驗結果分析

4.2.1 各監(jiān)測點污染物濃度比較

從表2中可以看出，SO2各測點的日平均濃度在0.007~0.0512mg/m3之間，各測點的日平均濃度均達到《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)中的二級標準要求。氮氧化物各測點的日平均濃度在0.006~0.052mg/m3之間，各測點的日平均濃度均符合一級標準要求?？倯腋☆w粒物各測點日平均濃度值在0.033~0.152mg/m3之間，各測點的日平均濃度均達到二級標準要求。

（1）應天校區(qū)SO2濃度值的變化趨勢是：食堂>門衛(wèi)>實驗中心>學生宿舍>教學樓，氮氧化物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心>學生宿舍>教學樓，總懸浮顆粒物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心>學生宿舍>教學樓。

(2)定淮門東校區(qū)SO2濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心> 教學樓>學生宿舍，氮氧化物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心>教學樓>學生宿舍，總懸浮顆粒物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心>學生宿舍>教學樓。

(3)定淮門校區(qū)SO2濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂> 教學樓>實驗中心，氮氧化物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂> 教學樓>實驗中心，總懸浮顆粒物濃度值的變化趨勢是：門衛(wèi)>食堂>實驗中心>教學樓。

3個校區(qū)SO2、氮氧化物、總懸浮顆粒物白天夜晚變化趨勢均是白天濃度高于夜晚濃度。由于食堂使用燃料，會排放出一定量的污染物，以及門衛(wèi)靠近繁華道路，汽車尾氣的排放等因素，所以不同校區(qū)不同監(jiān)測點的監(jiān)測結果體現了一致性，即門衛(wèi)和食堂監(jiān)測點的SO2、氮氧化物、總懸浮顆粒物的濃度均是校區(qū)中濃度最高處。而教學樓和學生宿舍這2個監(jiān)測點濃度最低。定淮門東校區(qū)，教學樓、實驗中心、宿舍離交通干線較遠，而且校區(qū)植被綠化覆蓋率很高，所以3個校區(qū)中定淮門東校區(qū)，這3個監(jiān)測點的污染物濃度監(jiān)測值最低，而應天校區(qū)的宿舍區(qū)靠近馬路，所以污染物濃度檢測值相對其他校區(qū)而言較高。但是各個監(jiān)測點的環(huán)境污染指數值均為51~100之間，空氣質量狀況均為良，可正常活動，首要污染物均為TSP?？晌腩w粒物污染不容忽視。

4.2.2 各監(jiān)測點環(huán)境質量指數因素分析結果

分析表3可以得出以下結論，各個校區(qū)均是門衛(wèi)的監(jiān)測點污染最為嚴重，已是輕度污染，其余監(jiān)測點都是未污染。雖為未污染，但分析ITSP值，大多都是高于ISO2，INOx，而各空氣質量分指數的大小說明了每種污染物對各監(jiān)測點的污染程度，其值越大則污染程度越重，所以用AQI進一步驗證API，結論相同，就是3個校區(qū)內均是可吸入顆粒物污染嚴重。而實驗中心的空氣質量分指數雖很低，但由于應天校區(qū)實驗室內各種儀器、 揮發(fā)性藥品的大量存在，定淮門校區(qū)和定淮門東校區(qū)的計算機實驗中心，大量計算機的使用，使得實驗中心的總懸浮顆粒物濃度較高，因此實驗中心的環(huán)境改善不容忽視。而冬季，門窗緊閉，宿舍空間小，更易造成TSP污染加重，所以要特別注意通風，改善宿舍辦公室教學樓的TSP 污染情況。

5 結語

在所有監(jiān)測點取得樣本中， 對校園的空氣質量綜合評價結果討論后 ， 得出3個校區(qū)SO2、氮氧化物、可吸入顆粒物白天夜晚變化趨勢均是白天濃度高于夜晚濃度。3個校區(qū)應天校區(qū)的空氣質量略次于定淮門校區(qū)和定淮門東校區(qū)。3個校區(qū)空氣質量狀況均為良，可正?；顒?，首要污染物均為TSP。AQI分析結果與API分析結果一致，就是3個校區(qū)內均是可吸入顆粒物污染嚴重。3個校區(qū)，均是門衛(wèi)和食堂污染較為嚴重，AQI分析結果顯示門衛(wèi)屬于輕度污染區(qū)域。

參考文獻：

黃玉凱.室內空氣污染的來源、危害及控制.現代科學儀器，2002(4):3~9.

央 德,蘇廣和. 室內空氣質量對人體健康的影響.北京:中國環(huán)境科學出版社，2005.

張 虎. 改善室內空氣品質的對策與措施.住宅科技，2003(11 ):44~46.

吳忠標,趙偉榮.室內空氣污染及凈化技術.北京:化學工業(yè)出版社，2004.

中國標準出版社第二編輯室.大氣質量分析方法國家標準匯編.北京:中國標準出版社，2002.

Comprehensive Evaluation of Atmosphere Quality in Jiangsu City College

Dai Zhaoxia1,2,Chen Hairong2,WangShihe1

（1.School of Civil Engineering,Southeast University,Nanjing 211100,China;

2.Department of City Science,Jiangsu City College,Nanjing 210017,China）

篇(5)

Abstract： According to the monitoring data of satellite remote sensing， meteorological observation and the environmental air automatic station， the dust particles carried by northern sandstorm is an important source of air pollution of Jiangsu province in spring， and the dust weather tends to decrease year by year.

關鍵詞： 沙塵天氣；監(jiān)測數據；空氣質量

Key words： dust weather；monitoring data；air quality

中圖分類號：P425.5+5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）22-0082-02

0 引言

沙塵天氣是沙塵暴、揚沙和浮塵天氣的統(tǒng)稱，它是一種由大風將地面沙塵吹（卷）起、或被高空氣流帶到下游地區(qū)而造成的一種大氣混濁現象。根據能見度和風速可分為浮塵、揚沙、沙塵暴、強沙塵暴、特強沙塵暴五個等級。能見度≦1000m的沙塵天氣就是沙塵暴。沙塵微粒的啟動，即起沙，是沙塵暴發(fā)生發(fā)展的首要環(huán)節(jié)，也是關鍵環(huán)節(jié)。地表能否起沙，近地面沙塵濃度及其輸送特征如何，決定了沙塵暴能否形成。江蘇省沙塵天氣多發(fā)生在春季，利用衛(wèi)星遙感數據、氣象觀測資料和我省環(huán)境空氣自動站的監(jiān)測數據表明春季中國北方的沙塵暴所含的沙塵粒子在冷空氣的引導下可能進入江蘇，對環(huán)境空氣中可吸入顆粒物濃度將會產生較大的影響。

1 北方沙塵天氣影響我省的空氣質量分析案例

2010年江蘇省經歷了一次明顯的沙塵天氣，據分析沙塵推進方向基本是從江蘇西北部到東南方向擴展蔓延。從圖中很明顯看出沙塵天氣影響江蘇各市依次由北方地區(qū)擴展到長江流域及其以南地區(qū)，以致覆蓋整個江蘇的過程。受沙塵天氣影響，我省空氣質量顯著下降，可吸入顆粒物小時濃度值迅速上升到0.40mg/m3至0.99mg/m3之間。

3月19日至3月22日江蘇主要城市可吸入顆粒物濃度變化圖見圖1。

從圖1可看出沙塵推進方向基本是從江蘇西北部到東南方向蔓延（峰值依次從徐州，連云港，淮安，南京，蘇州顯示），沙塵天氣影響到各區(qū)域時，其可吸入顆粒物濃度基本穩(wěn)定在較高的位置，隨時間的推移其影響逐漸減弱，或受到氣象因素的影響，如降雨、大風等，其可吸入顆粒物濃度也隨之變小，最后達到穩(wěn)定。

2 沙塵天氣監(jiān)測技術

沙塵暴的收集主要分為地面和空中收集，主要運用沙塵暴衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術和沙塵暴激光雷達遙感監(jiān)測技術。

2.1 地面觀測：在沙塵暴源地區(qū)和主要移動路徑上，在現有選擇固定站點進行監(jiān)測；現有氣象觀測網中，選擇一些進行激光雷達觀測；利用地面多波段太陽光度計開展大氣光學厚度和譜分別觀測；近地層氣溶膠觀測網；大氣理化特性監(jiān)測等觀測方法。

2.2 衛(wèi)星觀測：開展衛(wèi)星遙感與常規(guī)大氣探測的綜合分析，獲取沙塵天氣起沙揚沙輸送過程中高分辨率的大氣動力結構信息；利用衛(wèi)星遙感獲取沙塵災害發(fā)生幾起移動的前兆性強信號；獲取沙塵暴源區(qū)及輸送路徑上的沙塵物理化學特性信息；衛(wèi)星-地基氣溶膠輻射性綜合觀測網?？罩型ㄟ^衛(wèi)星遙感監(jiān)測，主要拍攝衛(wèi)星云圖，監(jiān)測沙塵源地及移動路徑。我國主要利用靜止氣象衛(wèi)星紅外通道遙感監(jiān)測中國沙塵暴。

2.3 激光雷達觀測：國外對沙塵暴的研究從20世紀三十年代就開始了，從沙塵暴的時空分布、成因、結構、監(jiān)測和防治對策等方面建立激光雷達監(jiān)測網絡，用于實施監(jiān)測和預報沙塵活動情況。激光雷達是一種新型的地基或空基大氣遙感儀器，其具有探測距離大、精度高與可連續(xù)觀測等優(yōu)點，在觀測研究大氣垂直分布情況等方面具有廣泛應用。圖2顯示了2010年3月19日至2010年3月22日通過激光雷達觀測沙塵影響空氣質量變化的過程，從而可以看出沙塵運動軌跡。

從大氣環(huán)流形勢和沙塵軌跡進行分析看出沙塵暴天氣受蒙古國及內蒙古中西部影響顯著，所處的中緯度是盛行西風的地帶，也是極鋒活躍的地帶，在冬春季節(jié)易有大風天氣出現。由于內蒙古大部地區(qū)干燥少雨，植被稀疏，地表，一旦有大風，極易形成沙塵天氣。內蒙古地區(qū)沙塵天氣的分布趨勢為東部少、西部多，南部少、北部多，往年平均發(fā)生沙塵暴10～25天。

3 沙塵天氣變化趨勢

內蒙古2000-2011年春季沙塵天氣過程，平均每年為8.4次，比歷史平均少0.7次。截至目前，今年全區(qū)范圍內沙塵暴只出現2次，分別是2月27-28日和3月9日，去年同期則是6次，2011年是10次，2010年是13次。無論是次數、規(guī)模或危害程度今年均明顯減少。

近年雨水較多，尤其今年入春以來，雨雪天氣不斷，氣候條件好于往期。同時，近幾年政府主導的畜牧方式轉變，植樹造林工作的開展，使得植被明顯改善，植被覆蓋的增加是減少沙塵天氣的主要貢獻力量。近年來，按照建設中國北方最重要生態(tài)屏障的戰(zhàn)略目標，內蒙古相繼啟動實施了天然林保護、三北防護林、退耕還林、京津風沙源治理、退牧還草等重點生態(tài)建設工程。目前自治區(qū)五大沙漠周邊重點治理區(qū)域的沙漠擴展現象得到遏制，沙漠面積相對穩(wěn)定；五大沙地林草蓋度均有提高，沙地向內收縮。

參考文獻：

[1]馬超飛，馬建文，韓秀珍等.沙塵暴運移路徑及影響范圍遙感監(jiān)測[J].自然災害學報，2001，10（4）：222-227.

篇(6)

1中國環(huán)境檢測和治理技術現狀

1.1環(huán)境檢測和監(jiān)管有待加強

據了解，城市污染物項目眾多，各個種類的污染物監(jiān)管方式也五花八門，然而中國現在的相關監(jiān)管水平還難以達到高標準，監(jiān)管方式單一，缺乏和忽視對部分污染物的及時高效的監(jiān)管處置。

1.2監(jiān)管信息不精確

目前中國的監(jiān)測方式還處于較低階段，多領域的手段和技能尚不成熟，導致得到的相關數據不精確，因此所得結果不具有可信力，難以作為城市治理的基礎數據。

1.3部分檢測技術還待提升

目前我國的環(huán)境監(jiān)測的主要技術包括：一是無線傳感器網絡技術。這一技術的應用，有效地提高了環(huán)境監(jiān)測工作的時效性、針對性，促進了環(huán)境各項工作效率與準確性的提升。工作人員只需向基站相應的工作指令，基站會將相應的數據信息傳回到控制中心。此外，控制中心人員也可以直接訪問基站的數據庫，從中提取有價值的信息。這兩種方式都節(jié)約了信息數據獲取的效率，精簡了不必要的工作流程，提高了環(huán)境監(jiān)測與治理的工作效率。二是物理、化學技術。物理科學技術、高分子化學技術的發(fā)展，使得物理化學技術在環(huán)境監(jiān)測與治理中得以有效應用，促進了環(huán)境工作技術的提升。其中應用效果最好的物理化學技術為DOAS技術，這項技術主要應用在空氣環(huán)境監(jiān)測中。利用這項技術可有效檢測出空氣中各項氣體的濃度，通過對比空氣質量標準判斷當前空氣質量與空氣污染程度，從而制定相應的治理措施。此外，物理化學技術中的動態(tài)模壓法檢測技術常被用于水體質量檢測中，利用這項技術對相應水體的表層進行檢測，以此分析該部分水體的污染狀況。三是生物技術。環(huán)境技術人員將生物領域的細胞學、微生物學與生物學等內容與環(huán)境工程、計算機、化學等綜合一起，有效的生物技術，被廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測與治理中。主要的生物技術為PCR技術與生物大分子標記技術：PCR技術與其它應用技術相比，具備良好的準確性、快速性與簡便性，有效地提升了環(huán)境監(jiān)測的準確性與工作效率。生物大分子標記技術利于分析生物與環(huán)境的關系，從而引出相應的環(huán)境問題。因此，這項技術可對環(huán)境的問題進行明確警示，環(huán)境人員則根據生態(tài)相關性對其進行有效預防與治理，降低問題發(fā)生的幾率并提高解決問題的能力。所以生物大分子技術具有較強的實用性。雖然目前這些技術有一定的優(yōu)勢，但隨著社會的發(fā)展，人工智能技術在環(huán)境監(jiān)測中需要進一步創(chuàng)新與應用。

2在測量環(huán)境參數中，改變評測結果的可能

2.1物樣品質的作用

物樣品質高低影響環(huán)境評測的數據。各異的物樣容器甚至不一樣的運輸、保存流程都會改變物樣的品質。此外，需要布置采集點，且采樣方式對應特定環(huán)境，即使其它因素相同，環(huán)境要素的異樣也會影響布置方式。

2.2聯(lián)系的物件如科學儀器也會改變監(jiān)測結果

監(jiān)測信息一般需要昂貴的高級設備對物樣作專業(yè)比對。監(jiān)測儀器是用于觀察整體環(huán)境影響因子而準備的設備，它以相關因數的因子數作標準，判定出環(huán)境優(yōu)劣和變化方向。

3當前環(huán)境監(jiān)測與治理中的主要應用技術

3.1環(huán)境監(jiān)測與治理中的信息技術

就當前環(huán)境監(jiān)測與治理技術的總體發(fā)展情況來看，應用到的主要信息技術有PLC技術與無線傳感器網絡技術。信息技術的應用提高了環(huán)境監(jiān)測與治理的安全性與準確性，極大程度上促進了環(huán)境工作質量與水平的提升。其中PLC技術的耐熱性、防塵性及抗震性等性能極好，適合應用于條件較為惡劣的監(jiān)測環(huán)境中，有效降低了環(huán)境監(jiān)測人員工作的困難程度，并提升了工作的安全性。PLC技術可以應用在水環(huán)境監(jiān)測如水質、水位、水速，及對降水情況遠距離監(jiān)控，這對有關部門積極制定旱、澇災害的處理措施具有重要作用。要加強環(huán)境監(jiān)測與治理中的信息技術提升，需要建設水、固、氣各領域形成全面的監(jiān)控網。這同時側面反映了環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的規(guī)模是巨大的。據中國產業(yè)信息網數據，監(jiān)測行業(yè)“十二五”增速19%，預計“十三五”復合增速16%。按照16%的增速估計，2019年市場空間超過400億元。

3.2環(huán)境監(jiān)測與治理中的3S技術

3S技術即將GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感技術）、GPS（全球定位系統(tǒng)）三項技術整合應用到環(huán)境監(jiān)測與治理工作中，對相應的環(huán)境進行高精度、高效率的監(jiān)測工作。3S技術的應用不僅有利于提高環(huán)境監(jiān)測工作的效率與精準度，也利于促進工作的整體性與連續(xù)性。這是因為使用該技術不僅可以對環(huán)境指標進行有效的監(jiān)督與測量，還會利用3S技術綜合系統(tǒng)對所獲得的數據進行有效的分析與評價，通過調用相應的模型進行有效對比，從而得出較為精準的環(huán)境質量分析報告。如將3S技術應用到水環(huán)境監(jiān)測中，可有效得出水生生態(tài)環(huán)境現狀、水資源質量及水域變化等情況的分析報告。這對工作人員制定有效的治理措施，提高環(huán)境治理綜合效果具有重要作用。

3.3全面完善環(huán)境法規(guī)和治理規(guī)范

環(huán)保部門應加大環(huán)境審計的力度，完善相關的環(huán)境檢測和治理規(guī)范，監(jiān)測是方式，改變是目標。有關部門需要按照污染物排放標準和環(huán)保要求程度等擴充法規(guī)規(guī)范，確保當環(huán)境監(jiān)測查出污染物的排放超標違規(guī)時，即以相關法律舉措依法處置污染源頭。全面完善環(huán)境法規(guī)和治理規(guī)范要結合環(huán)境監(jiān)測數據來進行。生態(tài)環(huán)境部對環(huán)境監(jiān)測數據提了三字要求——“真”“準”“全”，即真實、準確、全面。在頂層設計層面，新環(huán)保法及兩高關于環(huán)境犯罪的司法解釋中對“篡改、偽造監(jiān)測數據”作出了明確規(guī)定，輕則懲處，重可入刑。地方政府如出現干預環(huán)境監(jiān)測機構和人員的情況，將被“留痕記錄”。更為值得注意的是，環(huán)境監(jiān)測機構及其負責人對其監(jiān)測數據的真實性和準確性負責。采樣與分析人員、審核與授權簽字人分別對原始監(jiān)測數據、監(jiān)測報告的真實性終身負責。近幾年來，環(huán)境監(jiān)測相關標準頻繁落地，如2018年出臺了大氣PM2.5網格化監(jiān)測系列的點位布設、技術要求和檢測方法、系統(tǒng)質保質控與運行、系統(tǒng)安裝和驗收技術指南；污染源源強核算系列的鋼鐵、水泥、制漿造紙等技術指南；土壤和沉積物11種元素的測定堿熔-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等。

篇(7)

關鍵詞：皖北地區(qū)； 大氣環(huán)境質量； 灰色聚類； 評價

中圖分類號： P185 文獻標識碼： A

引言

用于環(huán)境質量評定的方法很多, 常用的環(huán)境質量評價方法有綜合指數方法、分級評分法、數理統(tǒng)計方法等?；疑到y(tǒng)理論的方法是鄧聚龍教授在80 年代初提出并發(fā)展的. 它是把一般系統(tǒng)論、信息論、控制論的觀點和方法延伸到社會、經濟、生態(tài)等抽象系統(tǒng), 結合數學方法發(fā)展的一套關于解決信息不完備系統(tǒng)(即所謂的灰色系統(tǒng)) 的理論和方法, 具有模型簡單明了、概念清晰、宜于應用且結論可靠的特點。[9]本文在調查和分析皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量現狀的基礎上，利用灰色系統(tǒng)相關理論對皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量進行了綜合評價，為后期治理皖北地區(qū)大氣環(huán)境提供依據。

1.研究區(qū)概況

皖北地區(qū)包括安徽省淮河以北的縣市以及跨淮的縣市，包括安徽省的宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠、淮南六市的全部行政區(qū)域以及沿淮的滁洲市所轄的鳳陽縣和六安市所轄的壽縣。面積3914900公頃；人口2880萬。

2006年，安徽省工業(yè)增加值比2005年增長了27.1％，高于同期全國平均水平，低于同期中部6省29.3% 的平均水平；與2005年相比，工業(yè)COD排放量增加了4.4％，工業(yè)SO2排放量增加了0.8%，其中，工業(yè)COD排放量增加幅度在中部6省中最高?！笆濉逼陂g，安徽省環(huán)保系統(tǒng)將以改善空氣質量為目標，把皖北地區(qū)的淮南、淮北、蚌埠等出現酸雨污染的地區(qū)作為重點區(qū)域，把二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發(fā)性有機物等作為重點防控污染物，把火電、鋼鐵、有色、石化、水泥、化工等作為重點監(jiān)管行業(yè)，建立統(tǒng)一監(jiān)測、統(tǒng)一監(jiān)管、統(tǒng)一評估、統(tǒng)一協(xié)調的區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控工作機制。

2．灰色聚類評價法原理

灰色聚類是將聚類對象對不同聚類指標所擁有的白化數，按n 個灰類進行歸納整理, 從而決定或判斷聚類對象屬于哪一類灰色統(tǒng)計方法。 聚類對象為所研究的對象, 是要進行分析的所有研究對象的集合。[2]

本研究中大氣環(huán)境質量灰色聚類分析的基本步驟可分為以下五步:

(1) 確定聚類白化數dij；

記i=1，2，…，n為聚類對象；j=1，2，…，m為聚類指標；k=1，2，…，K為聚類灰數，即灰類。dij為第i個聚類對象對于第j個聚類指標的樣本值，D是以dij為元素的樣本矩陣。

(2) 確定灰色類的白化函數fik：參照國家規(guī)定的大氣環(huán)境質量分級標準本文將大氣環(huán)境質量分為三級，即有三個灰類。為使每一級別的白化函數與所有級別都存在隸屬關系，對灰色聚類法中的白化函數的“降半梯形”的結構改進后可采用下列三種基本圖形（見圖1）[3]。

圖1 白化權函數fjk

(3) 標定聚類權：采用超標加權法確定每個測點中各污染物的權重，即利用區(qū)域大氣環(huán)境中污染物指標的實測濃度與其標準值區(qū)間的比值來計算，以突出各測點中主

要污染物在評價中的影響程度，計算公式為：

= /且 =1=

其中，為第k個測點中第j個污染物的歸一化權重。為第j種污染物并將其取為第j種污染物各級標準的平均值。

(4) 確定聚類系數：=，表示第i個聚類對象對于第j個灰類的聚類系數，它反映了聚類樣本對灰類的關聯(lián)程度。構造聚類向量。

(5) 聚類評價：灰色聚類是根據聚類系數的大小來判斷所屬的類別。在聚類系數矩陣A的行向量中,聚類系數最大者所對應的灰類即是該評價對象所屬的類別。將各個對象同屬的灰類進行歸類,便是灰色聚類的結果,也是評價的結果。

3．皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量評價

為了認識皖北地區(qū)主要城市大氣污染現狀，本文利用灰色聚類方法對宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠和淮南等六個地級市的大氣環(huán)境質量進行評價。

3.1聚類樣本、聚類指標的確定及灰類的劃分

對皖北地區(qū)六個地級市的三項污染指標的監(jiān)測資料進行收集，監(jiān)測數據列于表1所

示，為皖北地區(qū)各類大氣污染物年平均濃度。

表1 皖北地區(qū)的大氣污染物年平均濃度(mg/m3)

地區(qū) 可吸入顆粒物

(PM10) 二氧化硫

(SO2) 二氧化氮

(NO2) 空氣質量達到及

好于二級的天數

淮 北 市 0.068 0.027 0.021 363

亳 州 市 0.062 0.034 0.046 365

宿 州 市 0.091 0.038 0.033 338

蚌 埠 市 0.092 0.02 0.022 332

阜 陽 市 0.089 0.028 0.028 354

淮 南 市 0.095 0.078 0.035 318

注：數據來源于《2007年安徽統(tǒng)計年鑒》

以皖北地區(qū)的宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠和淮南為聚類對象，2008年監(jiān)測的PM10、SO2、NO2三個評價因子為聚類指標，采用GB3095-96國家空氣質量標準的一級、二級、三級標準三個灰類為聚類灰數。表2為大氣環(huán)境灰類的劃分標準。

表2大氣環(huán)境灰度劃分標準(mg/m3)

污染物 灰度

1 2 3

PM10 0.05 0.10 0.15

SO2 0.02 0.06 0.10

NO2 0.04 0.04 0.08

3.2 聚類白化數的無綱化處理

無量綱化，也稱作數據的標準化、規(guī)格化，是一種通過數學變換來消除原始變量量綱影響的方法。在多指標綜合評價中涉及到兩類基本變量：一類是各評價指標的實際值，另一個是各指標的評價值。由于各指標所代表的物理涵義不同，因此存在著量綱上的差 異。這種異量綱性是影響對事物整體評價的主要因素。指標的無量綱化處理是解決這一問題的主要手段。

3.2.1 污染物濃度值的無量綱化處理

第i類聚類對象(i＝1，2，3)對于第k個聚類指標(k＝1，2，3，4，5)所擁有的白化數的表達式：

式中，Cki為原始的白化數，C0i為取表1中的灰類2的各污染物濃度值。處理后的白化數構成聚類白化數矩陣：

PM10 SO2 NO2

0.680 0.450 0.525 淮北市

0.620 0.567 1.150 亳州市

0.910 0.633 0.825 宿州市

0.920 0.333 0.550 蚌埠市

0.890 0.467 0.700 阜陽市

0.950 1.300 0.875 淮南市

3.2.2 大氣環(huán)境質量灰類的無量綱化處理

大氣環(huán)境質量灰類無量綱化處理的表達式：

式中，rij代表第i個污染物因子第j個灰類的灰數。對表2中各污染物的3個灰類無量綱化處理，rij計算結果如表3所示。

表3大氣環(huán)境質量灰度的無量綱化處理

污染物 灰度

1 2 3

PM10 0.50 1.0 1.5

SO2 0.33 1.0 1.67

NO2 1.0 1.0 2.0

3.3白化函數的厘定

大氣環(huán)境質量的3個等級用3個灰類來描述，每一個等級都有一個濃度范圍的界限，這個界限是一個灰數，灰數是一個區(qū)間的范圍，不是一個確切的值，在這個確定范圍內的任何一個白化值，其白化系數為1；而在范圍外的值，對某級的標準，則有個親疏程度。這種親疏關系可用白化函數的數學關系式來表達，根據表3可構造3種污染物的3白化函數如下：

灰類1的PM10，SO2，NO2的白化函數依次為：

111

f11(x) = f21(x) = f31(x) =

000

灰類2的PM10，SO2，NO2的白化函數依次為：

x

f12(x) =1 f22(x) =1 f32(x) =1

2-x

灰類3的PM10，SO2，NO2的白化函數依次為：

000

f13(x) =2x-2 f23(x) = f33(x) = x-1

111

3.4聚類權計算

3種污染因子分別對3個灰類權值表達式：

（i=1,2,3， j=1,2,3）

計算結果如表4所示：

表4大氣環(huán)境質量灰度的權值

污染物 權值

灰度1 灰度2 灰度3

PM10 0.167 0.333 0.500

SO2 0.110 0.333 0.557

NO2 0.250 0.250 0.500

3.5灰色聚類系數及灰色聚類矩陣計算與結果分析

聚類系數εki反映了聚類對象i對灰類k的隸屬程度。

灰色聚類是根據聚類系數大小來判斷各城市所屬的類別，其方法是將各個城市對各個灰類的聚類系數組成聚類行向量σi=[σi1，σi2，σi3]，在行向量中聚類系數最大的所對應的灰類既是這個城市所屬的類別，并把各個城市灰類進行歸納，便于灰色聚類結果。同時，我們還以安徽省大氣污染平均水平為對照點進行了指數評價，.兩種指標的評價結果見表5所示。

表5 皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量評價一覽表

地區(qū) 灰色聚類向量 判斷結果 指數法

評價結果

σi1 σi2 σi3

淮 北 市 0.447 0.430 0 1級 2.286

亳 州 市 0.411 0.410 0.075 1級 3.158

宿 州 市 0.340 0.674 0 2級 3.260

蚌 埠 市 0.386 0.531 0 2級 2.403

阜 陽 市 0.374 0.578 0 2級 2.785

淮 南 市 0.267 0.734 0.249 2級 4.581

從評價結果可以看出：(1)皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量總體狀況良好，除了淮北和亳州兩地的大氣質量為一級外，其余四個地區(qū)大氣質量皆為二級。根據灰色聚類向量的大小可以判斷，在這四個大氣質量為二級的地市中，蚌埠的大氣質量最好，而宿州和淮南的大氣環(huán)境質量最差。因此，開展皖北大氣環(huán)境治理，應重點放在大氣環(huán)境質量最差的宿州和淮南兩個地區(qū)。（2）對比兩種評價方法得到的評價結果，基本吻合。說明利用灰色聚類方法評價大氣環(huán)境質量是可行的，能夠準確評價出大氣環(huán)境的實際狀況。另外，綜合指數法僅對各評價區(qū)的大氣環(huán)境質量相對好壞程度進行了比較，卻未能考慮大氣質量分級界限的模糊性，截然將其進行分級，丟失模糊信息，不能客觀地反映大氣質量的實際情況。而灰色系統(tǒng)中的灰類白化權函數并不局限于在相鄰等級間將邊界模糊化，而是表示關于等級的信息覆蓋，因此在信息利用率和精度上均有較大的提高。

4．結論與討論

本文主要利用灰色聚類分析方法和綜合指數法，對皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量進行綜合的評定。以豐富該法在環(huán)境質量評價領域的應用。本文先通過綜合指數法對大氣環(huán)境做出評價，然后通過灰色聚類分析方法先確定污染物濃度值的無量綱化處理，然后確定大氣環(huán)境質量灰類的無量綱化處理，再通過確定白化函數，計算聚類權，從而計算出灰色聚類系數及灰色聚類矩陣，做出對皖北地區(qū)大氣環(huán)境質量的評價。從評價的結果可以看出，皖北地區(qū)的大氣質量總體狀況良好，除了淮北和亳州兩地的大氣質量為一級外，其余四個地區(qū)大氣質量皆為二級。根據灰色聚類向量的大小可以判斷，在這四個大氣質量為二級的地市中，蚌埠的大氣質量最好，而宿州和淮南的大氣環(huán)境質量最差。因此，開展皖北大氣環(huán)境治理，應重點放在大氣環(huán)境質量最差的宿州和淮南兩個地區(qū)。而且，通過兩種評價方法的比較發(fā)現，灰色系統(tǒng)中的灰類白化函數并不局限于在相鄰等級間將邊界模糊化，而是表示關于等級的信息覆蓋，因此在信息利用率和精度上均有較大的提高。

由于資料有限，本文只考慮了3種污染指標，如果再增加更多的指標，其評價結果將更能反映出皖北地區(qū)大氣污染現狀。

參考文獻

[1]安景文,韓朝,關紅,徐向陽.灰色聚類關聯(lián)分析法在大氣環(huán)境質量評價中的應用.數量經濟技術經濟研究.1999,12:69-71.

[2]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)基本方法[M].華中學院出版社,1987.

[3]肖井坤,殷佩海.大氣環(huán)境質量評定的灰色聚類模式.大連海事大學學報.2000,26(1):84-91.

[4]刑愛國,胡厚田,王仰讓.大氣環(huán)境質量評價的灰色聚類法.環(huán)境保護科學.1999,94:29-31.

[5]鄭永紅,姚淑萍,呂紅.等斜率灰色聚類法在大氣環(huán)境質量評價中的應用.環(huán)境保護.1995,6:20-22.

[6]朱慶峰,廖秀麗,陳新庚,等.用灰色聚類法對荔灣湖水質富營養(yǎng)化程度的評價[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2004,20(2):47-50.

[7]楊昆,孫世群.淮南市大氣環(huán)境質量的模糊綜合評價.合肥學院學報.2007,17(2):90-93.

[8]趙晨霞.灰色聚類法在鞍鋼大氣環(huán)境質量評價中的應用.遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技.1994,19(5)40-43.

[9]朱慶峰,張淑娟.灰色聚類法在大氣環(huán)境質量評價中的應用.廣州環(huán)境科學.2004,19(2):40-44.

[10] 張云海,馬雁軍,孫財濤,劉慶婺.灰色聚類評價在經濟區(qū)大氣環(huán)境質量評價中的應用.環(huán)境科學與技術.2010,33(6E):426-428.

[11]柳培文,錢明.灰色系統(tǒng)聚類法在大氣環(huán)境質量綜合評價應用中的修正.重慶環(huán)境科學.1999,21(6):7-9.

[12]譚春英,謝恒星,林建宏,張曉杰.灰色系統(tǒng)理論在煙臺市大氣環(huán)境質量分析和預測中的應用.安徽農業(yè)科學.2006,34(20):5161-5162,5170.