石家莊市大氣環(huán)境承載力研究

趙文英 劉小強 趙江偉 齊 然(河北省環(huán)境監(jiān)測中心站，石家莊 050037)

石家莊市大氣環(huán)境承載力研究

趙文英 劉小強 趙江偉 齊 然
(河北省環(huán)境監(jiān)測中心站，石家莊 050037)

環(huán)境承載力本質(zhì)上是環(huán)境系統(tǒng)組成與結構特征的綜合反映，超載率是指環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀超過該區(qū)域環(huán)境承載量閾值的百分比。應用該種方法進行環(huán)境承載力評價，可以從評價結果清晰地看出某地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與理想值或目標值的差距。本論文在石家莊市主要大氣污染物濃度超標指數(shù)分項測算的基礎上，集成評價形成環(huán)境污染物濃度超標指數(shù)的綜合結果，進而對2015年石家莊市大氣環(huán)境承載能力做出綜合評價，評價結果表明石家莊市大氣環(huán)境綜合承載力均呈超載狀態(tài)。

大氣環(huán)境；環(huán)境承載力；超載力

1 大氣環(huán)境承載力的概念

大氣環(huán)境承載力可定義為“在某一時期，某一區(qū)域，在某種狀態(tài)下環(huán)境對人類活動所排放的大氣污染物的最大可能負荷的支撐能力”。最大可能負荷是指人類活動產(chǎn)生的大氣污染物在排放規(guī)模、強度、速度等的限值。

目前衡量環(huán)境承載力的方法主要有兩種，一種是基于污染物總量-容量的方法，即通過污染物排放量與其環(huán)境容量的比值衡量環(huán)境承載力狀況；一種是污染物質(zhì)量濃度—標準方法，即通過超載指數(shù)衡量環(huán)境承載力狀況，這里，超載指數(shù)用超載率衡量。本研究采用后一種方法。

2 大氣環(huán)境承載力評估指標體系

大氣環(huán)境承載力評價指標是評價大氣環(huán)境承載力大小的重要依據(jù)。影響大氣環(huán)境承載力的因素復雜多樣，本研究主要從大氣環(huán)境質(zhì)量狀況出發(fā)，根據(jù)城市大氣環(huán)境質(zhì)量狀況的主要監(jiān)測指標與《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)中規(guī)定的各類大氣污染物濃度限值二級標準相對比，用“大氣污染物質(zhì)量濃度超載指數(shù)”表征大氣環(huán)境承載情況。

超載率是指環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀(通常用環(huán)境承載力評價指標中各單項指標的年均監(jiān)測值表示)超過該區(qū)域環(huán)境承載量閾值的百分比，環(huán)境承載量閾值是理論最佳值或者是預期要達到的目標值(通常用環(huán)境質(zhì)量標準限值表示)。超載率數(shù)值越大，超載指數(shù)越大，表明環(huán)境承載力能力越弱，環(huán)境質(zhì)量越差。

本研究采用2015年大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎來評價大氣環(huán)境承載力，評價范圍為石家莊市所轄17個縣(區(qū)、市)，評價指標包括 SO2、NO2、PM10、CO、O3和 PM2.5六個承載力要素的質(zhì)量濃度和標準限值。

3 大氣環(huán)境承載力評價方法

3.1 單指標大氣環(huán)境超載指數(shù)

以 SO2、NO2、PM10、CO、O3和PM2.5等主要污染物為考核指標，以各項污染物的標準限值表征環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類各種社會經(jīng)濟活動的閾值(限值采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)中規(guī)定的各類大氣污染物濃度限值二級標準)，不同區(qū)域各項污染指標的超標指數(shù)計算公式如下：

式中，R氣ij為區(qū)域j內(nèi)第i項大氣污染物濃度超標指數(shù)，Cij為該污染物的年均濃度監(jiān)測值，Si為該污染物濃度的二級標準限值，i=1，2，…，6，分別對應SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3。

3.2 大氣環(huán)境綜合超載率

計算公式如下：

式中，R氣j為區(qū)域j的大氣污染物濃度超標指數(shù)，其值為各類大氣污染物濃度超標指數(shù)的最大值。

4 評價數(shù)據(jù)來源

該城市共設立了25個大氣環(huán)境監(jiān)測評價點位，除主城區(qū)內(nèi)的8 個大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點(國控站)外，，另外還建有17 個縣級自動監(jiān)測點位(省控點)，本文以各監(jiān)測點位2015 年度的污染物濃度年日均值為評價基礎。

5 大氣環(huán)境承載力評價結果

根據(jù)上述評價方法，對石家莊市2015年的17個縣(區(qū)、市)的6種大氣污染物超載指數(shù)進行計算，并以此表征所在地的大氣環(huán)境承載力。

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)評價，2015年全市達到或優(yōu)于二級的優(yōu)良天數(shù)平均為180天，占全年總天數(shù)的49.3%；重度污染及以上天數(shù)平均為48天，占全年總天數(shù)的13.2%。超標天數(shù)中以PM2.5和PM10為首要污染物的較多，全省日均值平均超標率分別為46.6%和36.2%。

評價結果表明，導致石家莊市大氣環(huán)境承載超載嚴重的單指標為顆粒物，其中PM2.5為首要影響因素。全市范圍內(nèi)SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等各項污染物均有超載現(xiàn)象，其中單指標大氣環(huán)境超載率最嚴重的是PM2.5，其次為PM10。全市大氣環(huán)境綜合超載率為2.09。

石家莊市17個縣(市、區(qū))大氣環(huán)境均為超載狀態(tài)，大氣環(huán)境綜合超載最嚴重的城市是新樂市，超載指數(shù)為2.57；共有11個縣(市、區(qū))的大氣環(huán)境處于較高水平，超載指數(shù)在2.00以上；井陘縣、井陘礦區(qū)、鹿泉區(qū)、欒城區(qū)、元氏縣和藁城區(qū)的大氣環(huán)境處于中等水平，超載指數(shù)在1.50-2.00之間。相比情況下主城區(qū)大氣環(huán)境要好于周邊縣(市、區(qū))。

主要是因為石家莊所轄縣(市、區(qū))主要以高能耗的重工業(yè)為主，污染物排放量大，加之位于太行山東部，受山體阻擋，某種程度上阻斷了其境內(nèi)大氣與西北部地區(qū)大氣的傳輸，不利污染物擴散的地形條件，在沿山脈以東、以南的背風坡和平原交界處易形成污染物聚集區(qū)，一定程度上加重了石家莊市的大氣污染程度及其大氣環(huán)境超載。另外石家莊市各縣(市、區(qū))內(nèi)中小規(guī)模企業(yè)數(shù)量多、分布廣、治理措施不到位，以無組織面源排放為主，管控難度大，也是造成污染物排放強度大，污染程度重的重要原因。

6 研究小結

環(huán)境承載力本質(zhì)上是環(huán)境系統(tǒng)組成與結構特征的綜合反映，超載率是指環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀超過該區(qū)域環(huán)境承載量閾值的百分比。應用該種方法進行環(huán)境承載力評價，可以從評價結果清晰地看出某地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與理想值或目標值的差距。本論文在石家莊市主要大氣污染物濃度超標指數(shù)分項測算的基礎上，集成評價形成環(huán)境污染物濃度超標指數(shù)的綜合結果，進而對2015年石家莊市大氣環(huán)境承載能力做出綜合評價，評價結果表明石家莊市大氣環(huán)境綜合承載力均呈超載狀態(tài)，主要是因為石家莊所轄縣(市、區(qū))主要以高能耗的重工業(yè)為主，污染物排放量大，加之位于太行山東部，不利污染物擴散的地形條件，一定程度上加重了石家莊市的大氣污染程度及其大氣環(huán)境超載。同時石家莊市各縣(市、區(qū))內(nèi)中小規(guī)模企業(yè)數(shù)量多、分布廣、治理措施不到位，以無組織面源排放為主，管控難度大，也是造成污染物排放強度大，污染程度重的重要原因。

[1]杜穎.河北省經(jīng)濟增長與大氣污染關系研究[D].中國地質(zhì)大學(北京)，2016.

[2]李利軍，李曉越.基于大氣環(huán)境承載能力的京津冀新型城市群建設[J].上海城市管理，2016，(3)：53-61.

[3]張靜，蔣洪強，盧亞靈.一種新的城市群大氣環(huán)境承載力評價方法及應用[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2013，(5)：26-31.

Shijiazhuang Atmospheric Environmental Capacity Research

ZHAO Wenying LIU Xiaoqiang ZHAO Jiangwei QI Ran
(Hebei Provincial Environmental Monitoring Center，Shijiazhuang 050037)

The environmental bearing capacity is essentially environment system composition and the structure characteristics of the comprehensive reflection of overloading rate refers to the environmental quality status more than the percentage of the regional environmental capacity threshold. This method is applied to evaluate environmental bearing capacity，can see from the evaluation results clearly environment quality present situation and the ideal value in a region or the gap between the target. Chroma of main air pollutants in Shijiazhuang city this paper index component is calculated on the basis of integrated evaluation form the comprehensive result of chroma of environmental pollutants index，and then to Shijiazhuang makes out comprehensive evaluation of atmosphere environment bearing capacity in 2015，the evaluation results show that Shijiazhuang city are in overloaded the atmosphere environment bearing capacity of composite state.

atmospheric environment；environmental bearing capacity；overload

趙文英，碩士學位，高級工程師，從事大氣環(huán)境監(jiān)測與質(zhì)量管理工作

X21

A

1673-288X(2017)01-0138-02

項目資助：河北省重點城市細顆粒物空氣質(zhì)量持續(xù)改善與管理技術研究(201409007)

引用文獻格式：趙文英 等.石家莊市大氣環(huán)境承載力研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：138-139.