安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量模糊綜合評(píng)價(jià)

方降龍 劉鵬

摘要 以二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）和可吸入顆粒物（PM10）作為評(píng)價(jià)因子，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)與分析。結(jié)果表明，可吸入顆粒物是安徽省的首要污染物，但銅陵市有所不同，首要污染物為二氧化硫。模糊綜合評(píng)價(jià)顯示，安徽省大氣環(huán)境受到一定程度的污染，16個(gè)市中黃山市的大氣環(huán)境綜合質(zhì)量最好。近年來(lái)，安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量有所改善，但改善幅度較小。

關(guān)鍵詞 大氣環(huán)境質(zhì)量；模糊數(shù)學(xué)；綜合評(píng)價(jià)；安徽省

中圖分類號(hào) S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）26-09094-03

Comprehensive Fuzzy Evaluation of Atmospheric Environmental Quality in Anhui Province

FANG Xiang-long et al （Anhui Academy of Environmental Science Research， Hefei， Anhuii 230022）

Abstract Based on three pollution factors sulfur dioxide （SO₂）， nitrogen dioxide （NO₂）， particulate matter with particle size below 10 microns （PM10）， atmospheric environmental quality in Anhui Province were evaluated by utilizing fuzzy comprehensive evaluation method.The results suggest that the most important pollution factor in Anhui Province is PM10， while in Tongling City is SO₂.Comprehensive fuzzy evaluation indicates that atmospheric environment was polluted in a certain extent.Huangshan is the best city of the atmospheric environmental quality.In recent years， atmospheric environmental quality in Anhui Province improves slightly.

Key words Atmospheric environmental quality； Fuzzy mathematics； Comprehensive evaluation； Anhui Province

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加速，大氣污染物排放量與日俱增，以顆粒物（Particulate Matter，PM）和二氧化硫（SO₂）為代表的煤煙型污染尚未得到有效解決，由大量排放的SO₂、二氧化氮（NO₂）與揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，VOCs）導(dǎo)致的以細(xì)顆粒物（PM2.5）、臭氧（O₃）、酸雨等為代表的二次污染也呈加劇態(tài)勢(shì)。盡管近年來(lái)，人們對(duì)大氣污染的認(rèn)識(shí)逐步加深，在污染控制策略上實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)源治理到集中控制、從城市環(huán)境整治到區(qū)域聯(lián)防、從濃度控制到總量控制的轉(zhuǎn)變，但大氣污染形勢(shì)仍十分嚴(yán)峻。根據(jù)《氣候變化綠皮書：應(yīng)對(duì)氣候變化報(bào)告（2013）》統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)平均霧霾天數(shù)為29.9 d，較常年同期偏多10.3 d，為1961年以來(lái)歷史同期最多^[1]?？梢?jiàn)，大氣環(huán)境污染已成為不容回避的客觀現(xiàn)實(shí)。

近年來(lái)，安徽省經(jīng)濟(jì)社會(huì)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。然而，大氣污染問(wèn)題卻日漸突出，一些城市污染天氣出現(xiàn)的頻次和污染程度都在增加，已嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅人民群眾的身體健康。加之地處華東，緊靠我國(guó)大氣污染相對(duì)較重的長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)圈，使得安徽省大氣環(huán)境的內(nèi)部條件和外部條件都很不利。鑒于當(dāng)前較為嚴(yán)峻的大氣污染形勢(shì)，開(kāi)展有針對(duì)性的安徽省大氣污染防治對(duì)策研究勢(shì)在必行。

要制定行之有效的安徽省大氣污染防治對(duì)策，首先需要了解安徽省大氣環(huán)境的污染現(xiàn)狀。有鑒于此，筆者收集了2006～2012年安徽省各市的環(huán)境質(zhì)量公報(bào)，選取SO₂、NO₂和可吸入顆粒物（PM10）3項(xiàng)主要污染物作為評(píng)價(jià)因子，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)與分析。

1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

1.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

參考原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-1996）及其修改單，選取常規(guī)污染因子SO₂、NO₂和PM103項(xiàng)污染物作為評(píng)價(jià)因子。相應(yīng)地，安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)如表1所示^[2-3]。

1.2 評(píng)價(jià)方法 該研究擬利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)法基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，適合各種非確定性問(wèn)題的解決^[4]。

模糊綜合評(píng)價(jià)法有如下3個(gè)要素：

① 被評(píng)價(jià)對(duì)象的各因素組成的集合，設(shè)為因素集U：U={u₁，u₂，…，un}，n為評(píng)價(jià)因素的總數(shù)。對(duì)于該次評(píng)價(jià)，筆者選取SO₂、NO₂和PM103項(xiàng)污染物作為評(píng)價(jià)因子，即U={SO₂，NO₂，PM10}。

②評(píng)語(yǔ)組成的判斷集，設(shè)為評(píng)價(jià)集V={v₁，v₂，…，vm}，m為評(píng)語(yǔ)的數(shù)量。該次評(píng)價(jià)依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-1996）及其修改單把3項(xiàng)污染物評(píng)判為3種級(jí)別，即V={1，2，3}。③單因素的判斷，即對(duì)單個(gè)因素ui（i=1，2，…，n）的評(píng)價(jià)，得到V上的模糊集 （ri1，ri2，…，rim），所以它是從U到V上的一個(gè)模糊映射f。

f：U→F（V）

ui∣→（ri1，ri2，…，rim）

模糊映射f可確定一個(gè)模糊關(guān)系R（n×m階評(píng)價(jià)矩陣），由所有單因素評(píng)價(jià)的F集組成，其矩陣形式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2012年安徽省16個(gè)市SO₂年均濃度介于0.015～0.053 mg/m3之間，均滿足GB 3095-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限值要求，其中黃山市年均濃度最低，而銅陵市年均濃度最高。全省范圍內(nèi)，僅黃山市和淮北市SO₂年均濃度達(dá)到GB 3095-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限值要求，分別為0.015、0.020 mg/m3。2012年安徽省各市NO₂年均濃度最小值為0.017 mg/m3（黃山市），最大值為0.044 mg/m3（六安市），在GB 3095-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限值范圍之內(nèi)。全省除六安市外，其余15個(gè)市NO₂年均濃度都達(dá)到了GB 3095-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2012年合肥市PM10年均濃度最大，約0.107 mg/m3，超過(guò)GB 3095-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限值范圍，PM10污染已經(jīng)顯著到危害性程度。池州市PM10年均濃度最小，約0.053 mg/m3?？v觀全省，未有一個(gè)市PM10年均濃度達(dá)到GB 3095-1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。

在對(duì)安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀有所了解的基礎(chǔ)上，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)2012年該省大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。首先，按式（4）計(jì)算得到16個(gè)市SO₂、NO₂和PM10的評(píng)價(jià)權(quán)重（圖1）。就全省平均而言，2012年3項(xiàng)大氣污染物的評(píng)價(jià)權(quán)重分別為0.28、0.24、0.48，顯然PM10的評(píng)價(jià)權(quán)重高于另外兩項(xiàng)污染物，說(shuō)明PM10是對(duì)安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量影響最大的污染因子。

圖1還清晰地顯示，各市3項(xiàng)污染因子的評(píng)價(jià)權(quán)重存在著顯著差異。但總體上全省16個(gè)市中，15個(gè)市的首要污染因子都是PM10，且合肥、淮北、蚌埠、阜陽(yáng)、馬鞍山等市PM10的評(píng)價(jià)權(quán)重均超過(guò)了0.50，這與前面PM10是安徽省首要污染因子的結(jié)論一致。

值得注意的是，與其他15個(gè)市顯著不同，銅陵市SO₂的評(píng)價(jià)權(quán)重約為0.44，要高于NO₂和PM10的評(píng)價(jià)權(quán)重（分別為0.18和0.38），說(shuō)明銅陵市的首要污染物為SO₂。因此，在制定具體的大氣污染防治對(duì)策時(shí)應(yīng)有所區(qū)別。

呈現(xiàn)逐年變小的趨勢(shì)，說(shuō)明銅陵市的大氣環(huán)境質(zhì)量正逐年改善。用f（x）=2.09-0.08×（x-2006） （其中，x為相應(yīng)年份）可很好擬合改善的趨勢(shì)，擬合相關(guān)系數(shù)達(dá)0.89。顯然，銅陵市大氣環(huán)境質(zhì)量的改善幅度要明顯高于全省平均水平。

3 總結(jié)

為掌握安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，筆者收集和整理了該省各市的環(huán)境質(zhì)量公報(bào)數(shù)據(jù)，以SO₂、NO₂和PM10作為評(píng)價(jià)因子，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)該省大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）2012年安徽省16個(gè)市SO₂年均濃度均滿足國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；PM10年均濃度除合肥市未能滿足國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其余各市都達(dá)到了國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。與SO₂、PM10相比，NO₂污染較小，全省除六安市外， NO₂年均濃度都能達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）安徽省PM10的評(píng)價(jià)權(quán)重明顯高于SO₂和NO₂，說(shuō)明PM10是安徽省的首要污染物，需要加強(qiáng)治理。與其他市有所不同，銅陵市的首要污染物為SO₂，因此在制定有針對(duì)性的大氣污染防治對(duì)策時(shí)應(yīng)該有所區(qū)別。

（3）模糊綜合評(píng)價(jià)指數(shù)顯示，安徽省的大氣環(huán)境質(zhì)量一般。就不同的市而言，黃山市的大氣環(huán)境綜合質(zhì)量最好，而合肥市最差。近年來(lái)，安徽省大氣環(huán)境質(zhì)量有所改善，但改善的幅度較小。相比之下，銅陵市大氣環(huán)境質(zhì)量改善程度要優(yōu)于全省平均水平。

參考文獻(xiàn)

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