论文部分内容阅读
摘 要：空气质量面临多种威胁，可能对人类健康，农业和生态系统造成不利影响。对大气环境的意识日益增强，导致全球范围内控制和预测空气质量的活动日益增多。为此目的，最有效的工具是具有预测能力的监测网络和空气质量建模系统。在存在空气污染有害影响的区域中应用模型的目的是对空气质量控制，缓解措施的评估以及特别是风险分析和紧急情况的处理做出贡献。除了本研究的技术部分，还将给出大气污染环境风险评估示例，深入地了解模型的性能和应用程序问题。
关键词：大气污染;环境影响;评价模型;整治对策
引言
在过去的三十年中，我国社会经济迅速发展并稳定增长。特别是我国的城市化建设，使得全国大部分地区的市区面积扩大了四倍，人口增加了两倍。这种发展，一方面让我国城镇化率达到59.58%，逼近发达国家的80%;另一方面，却也带来了新的城市问题，特别是城市大气污染问题。[1]城市化的快速过渡导致最严重的环境负担，特别是空气质量和人体健康。基于生态文明建设所需，新的发展旨在分散人口和经济活动，以减轻污染和居民生活质量下降带来的压力。有鉴于此，对城市大气污染环境正确评价，有助于社会各界更多的关注大气污染，进而探索有效措施以减少城市大气污染问题。
一、大气污染评价模型
构建大气污染评价模型必须由气象模型提供风、温度、压力、湿度和其他气象参数和城市大气污染物排放量，以用于模拟空气污染。其中，自然排放量是根据气象条件从土地利用数据估算得出的。因此，一般模型系统由气象和排放模型支持。[2]如果无法获得建模和分析的数据，则动力学和化学计算的初始条件和边界条件可以从大规模模型和分析中得出。
原则上，模型有其处理垂直和水平边界条件的输入数据的方式，并且可能具有不同的输入数据源（例如，气象参数和排放量）。它通常必须以特定方式根据其化学机制调整可用库存所提供的挥发性有机化合物的排放量。[3]在本研究中，将组合模型和统一模型的系统简称为AEA（Atmospheric Environmental Assessment）系统，主要目标是对区域空气质量进行分析，评估和预报，并将其应用于紧急事件中，并更好地预防大气污染灾害。该模型通过大气中化学物质和运移的基本关系或通过此类物质的化学转化（次要污染物）产生的次要物种的质量平衡来构建连续性方程。具体模型如下所示：
其中，P i和L i分别是化学物质的产生和损失，E i通过大气介质（例如汽车，烟囱，飞机）的来源排放的物种。K代表涡流扩散矩阵和v三维风矢量。在AEA模型系统中，通过求解3D对流扩散方程，可以在迁移模型（AEA-CTM）中模拟大气污染物的迁移。【4】在标准高度下，模型从地面延伸到100 hPa。对于特定的应用，可以使用RACM的特殊版本，例如RACM-MIM，用于改進对生物源排放物的处理。可以通过使用模型输出来轻松分析与影响和风险评估相关的PM 10的近地表浓度以及气态空气污染物（例如：NO 2，NO x，SO 2，CO，臭氧）。
二、评价模型应用策略
该模型可以应用于每日空气质量预报，通过散点图以及偏差和RMSE估算值进行定期检查，模型精度系统地取决于季节。尽管如此，定期评估表明该模型非常适合空气质量评估研究。通过将模拟的臭氧浓度与观测值进行比较，对Auth系统进行评估。该模型在没有嵌套网格的情况下运行，归一化的标准差在0.8到1.2之间，这意味着建模值和观测值具有可比较的变化幅度。相关系数大多在0.6-0.8之间变化，最大R为0.88。技能得分随着无偏RMSE的增加而降低。
在实践中，应用该评价模型可以寻找可能的空气污染源。以高排放情景作为基本情景和相同情景进行模型实验，依据实验的结果，重新评估工业区域的排放，并在实践中最好减少排放，而应将模型调整为现有的排放条件，以便更好地表示类似的影响。此外，应用该模型还可以进行城市大气污染环境风险评估。设计出根据有害排放物的平均暴露程度对这些源周围区域进行分类的地图，并将其用于预防措施。
三、大气污染整治措施
3.1 改善能源结构
为了解决城市化进程中的大气污染问题，我们必须改变传统的能源结构，在未来的能源选择中更多地使用天然气和其他一次能源，如天然气、液化石油气和电力。 此外，随着科学技术的不断进步和发展，太阳能、风能等新能源也获得了更多的应用机会，因此，在未来城市化发展中应更加重视能源的选择和能源结构的调整。
3.2 合理布置城市功能区
在城市化进程中，通过改造传统产业和重污染企业，保留清洁工业用地，加快污染产业转换，改善城市空气质量。 加大高新技术产业发展力度，减少三类工业用地。 根据城市自身的实际情况和特点，合理确定城市各区域的功能定位，加强城市自身的基础设施建设，合理布局商业区、文教区等各功能区，同时减少空气污染，保证功能区有效发挥作用。
3.3 完善城市交通体系
利用经济杠杆原理，有关部门可以限制私人交通在市中心的通行，提高市中心区的停车价格，增加“交通堵塞费”等手段，减少市中心区的车辆数量。 同时，还可以积极鼓励城市居民乘坐公共交通出行，减少车辆废气排放，减少空气污染的影响。 此外，政府本身应积极加强公共交通网络建设，为城市居民提供良好的出行条件，不因控制空气污染而影响人们原有的生活质量和水平。
四、结论
综上所述，对我国城市化进程中大气污染的环境影响的评价，有助于在我国城市化进程中，在保持现有发展水平的基础上，进一步的降低城市化带来的环境，特别是城市大气污染问题，是在城市发展道路中，向着生态文明建设发展的必要措施。
参考文献：
[1]赵丹. 大气扩散模型AERMOD与CALPUFF的对比研究[C]. 中国环境科学学会（Chinese Society for Environmental Sciences）.2018中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）.中国环境科学学会（Chinese Society for Environmental Sciences）：中国环境科学学会，2018：501-505.
[2]牛思维. 大气环境保护目标责任制与考核评价制度的完善——从《大气污染防治法（修订草案）》第四条谈起[C]. 环境保护部政策法规司、中国环境资源法学研究会（Chinese Society of Environment and Resources Law （CSERL））、上海财经大学、上海政法学院.2014 年《环境保护法》的实施问题研究——2015 年全国环境资源法学研讨会（年会）论文集.环境保护部政策法规司、中国环境资源法学研究会（Chinese Society of Environment and Resources Law （CSERL））、上海财经大学、上海政法学院：中国法学会环境资源法学研究会，2015：787-791.
[3]李明明. 大气污染扩散模式在环境影响评价中的比较研究[C]. 中国环境科学学会.2011中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）.中国环境科学学会：中国环境科学学会，2011：506-511.
[4]周国飞. 大气环境质量评价、预测及优化方法进展[C]. 中国气象学会大气成分委员会、中国气象科学研究院.第26届中国气象学会年会大气成分与天气气候及环境变化分会场论文集.中国气象学会大气成分委员会、中国气象科学研究院：中国气象学会，2009：507-518.
关键词：大气污染;环境影响;评价模型;整治对策
引言
在过去的三十年中，我国社会经济迅速发展并稳定增长。特别是我国的城市化建设，使得全国大部分地区的市区面积扩大了四倍，人口增加了两倍。这种发展，一方面让我国城镇化率达到59.58%，逼近发达国家的80%;另一方面，却也带来了新的城市问题，特别是城市大气污染问题。[1]城市化的快速过渡导致最严重的环境负担，特别是空气质量和人体健康。基于生态文明建设所需，新的发展旨在分散人口和经济活动，以减轻污染和居民生活质量下降带来的压力。有鉴于此，对城市大气污染环境正确评价，有助于社会各界更多的关注大气污染，进而探索有效措施以减少城市大气污染问题。
一、大气污染评价模型
构建大气污染评价模型必须由气象模型提供风、温度、压力、湿度和其他气象参数和城市大气污染物排放量，以用于模拟空气污染。其中，自然排放量是根据气象条件从土地利用数据估算得出的。因此，一般模型系统由气象和排放模型支持。[2]如果无法获得建模和分析的数据，则动力学和化学计算的初始条件和边界条件可以从大规模模型和分析中得出。
原则上，模型有其处理垂直和水平边界条件的输入数据的方式，并且可能具有不同的输入数据源（例如，气象参数和排放量）。它通常必须以特定方式根据其化学机制调整可用库存所提供的挥发性有机化合物的排放量。[3]在本研究中，将组合模型和统一模型的系统简称为AEA（Atmospheric Environmental Assessment）系统，主要目标是对区域空气质量进行分析，评估和预报，并将其应用于紧急事件中，并更好地预防大气污染灾害。该模型通过大气中化学物质和运移的基本关系或通过此类物质的化学转化（次要污染物）产生的次要物种的质量平衡来构建连续性方程。具体模型如下所示：
其中，P i和L i分别是化学物质的产生和损失，E i通过大气介质（例如汽车，烟囱，飞机）的来源排放的物种。K代表涡流扩散矩阵和v三维风矢量。在AEA模型系统中，通过求解3D对流扩散方程，可以在迁移模型（AEA-CTM）中模拟大气污染物的迁移。【4】在标准高度下，模型从地面延伸到100 hPa。对于特定的应用，可以使用RACM的特殊版本，例如RACM-MIM，用于改進对生物源排放物的处理。可以通过使用模型输出来轻松分析与影响和风险评估相关的PM 10的近地表浓度以及气态空气污染物（例如：NO 2，NO x，SO 2，CO，臭氧）。
二、评价模型应用策略
该模型可以应用于每日空气质量预报，通过散点图以及偏差和RMSE估算值进行定期检查，模型精度系统地取决于季节。尽管如此，定期评估表明该模型非常适合空气质量评估研究。通过将模拟的臭氧浓度与观测值进行比较，对Auth系统进行评估。该模型在没有嵌套网格的情况下运行，归一化的标准差在0.8到1.2之间，这意味着建模值和观测值具有可比较的变化幅度。相关系数大多在0.6-0.8之间变化，最大R为0.88。技能得分随着无偏RMSE的增加而降低。
在实践中，应用该评价模型可以寻找可能的空气污染源。以高排放情景作为基本情景和相同情景进行模型实验，依据实验的结果，重新评估工业区域的排放，并在实践中最好减少排放，而应将模型调整为现有的排放条件，以便更好地表示类似的影响。此外，应用该模型还可以进行城市大气污染环境风险评估。设计出根据有害排放物的平均暴露程度对这些源周围区域进行分类的地图，并将其用于预防措施。
三、大气污染整治措施
3.1 改善能源结构
为了解决城市化进程中的大气污染问题，我们必须改变传统的能源结构，在未来的能源选择中更多地使用天然气和其他一次能源，如天然气、液化石油气和电力。 此外，随着科学技术的不断进步和发展，太阳能、风能等新能源也获得了更多的应用机会，因此，在未来城市化发展中应更加重视能源的选择和能源结构的调整。
3.2 合理布置城市功能区
在城市化进程中，通过改造传统产业和重污染企业，保留清洁工业用地，加快污染产业转换，改善城市空气质量。 加大高新技术产业发展力度，减少三类工业用地。 根据城市自身的实际情况和特点，合理确定城市各区域的功能定位，加强城市自身的基础设施建设，合理布局商业区、文教区等各功能区，同时减少空气污染，保证功能区有效发挥作用。
3.3 完善城市交通体系
利用经济杠杆原理，有关部门可以限制私人交通在市中心的通行，提高市中心区的停车价格，增加“交通堵塞费”等手段，减少市中心区的车辆数量。 同时，还可以积极鼓励城市居民乘坐公共交通出行，减少车辆废气排放，减少空气污染的影响。 此外，政府本身应积极加强公共交通网络建设，为城市居民提供良好的出行条件，不因控制空气污染而影响人们原有的生活质量和水平。
四、结论
综上所述，对我国城市化进程中大气污染的环境影响的评价，有助于在我国城市化进程中，在保持现有发展水平的基础上，进一步的降低城市化带来的环境，特别是城市大气污染问题，是在城市发展道路中，向着生态文明建设发展的必要措施。
参考文献：
[1]赵丹. 大气扩散模型AERMOD与CALPUFF的对比研究[C]. 中国环境科学学会（Chinese Society for Environmental Sciences）.2018中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）.中国环境科学学会（Chinese Society for Environmental Sciences）：中国环境科学学会，2018：501-505.
[2]牛思维. 大气环境保护目标责任制与考核评价制度的完善——从《大气污染防治法（修订草案）》第四条谈起[C]. 环境保护部政策法规司、中国环境资源法学研究会（Chinese Society of Environment and Resources Law （CSERL））、上海财经大学、上海政法学院.2014 年《环境保护法》的实施问题研究——2015 年全国环境资源法学研讨会（年会）论文集.环境保护部政策法规司、中国环境资源法学研究会（Chinese Society of Environment and Resources Law （CSERL））、上海财经大学、上海政法学院：中国法学会环境资源法学研究会，2015：787-791.
[3]李明明. 大气污染扩散模式在环境影响评价中的比较研究[C]. 中国环境科学学会.2011中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）.中国环境科学学会：中国环境科学学会，2011：506-511.
[4]周国飞. 大气环境质量评价、预测及优化方法进展[C]. 中国气象学会大气成分委员会、中国气象科学研究院.第26届中国气象学会年会大气成分与天气气候及环境变化分会场论文集.中国气象学会大气成分委员会、中国气象科学研究院：中国气象学会，2009：507-518.