不同區(qū)域的城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

(青海省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，西寧 810007)

不同區(qū)域的城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

郭建芳張延安

(青海省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，西寧 810007)

依據(jù)環(huán)境保護(hù)部所發(fā)公告可見，全國(guó)不同區(qū)域的城市污染物側(cè)重點(diǎn)有所不同。因此，在評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況具體問(wèn)題具體分析，確定首要污染物和次要污染物。本文選取西寧市作為實(shí)例進(jìn)行分析，通過(guò)60位當(dāng)?shù)貙＜业恼{(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，計(jì)算各指標(biāo)的污染度，根據(jù)制定污染度規(guī)則篩選適宜的指標(biāo)，計(jì)算權(quán)重，構(gòu)建指標(biāo)體系。研究結(jié)果表明，此方法考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際發(fā)展情況，結(jié)合定量與定性，更具客觀性，對(duì)于各區(qū)域的環(huán)境管理部門更好地認(rèn)識(shí)掌握和管理城市環(huán)境空氣質(zhì)量都具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

城市環(huán)境空氣質(zhì)量；污染度分析法；指標(biāo)體系構(gòu)建

1 引 言

環(huán)境空氣質(zhì)量是空氣污染物和氣象因素的變化共同作用的結(jié)果，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響巨大[1-2]。社會(huì)生產(chǎn)生活的很多方面都影響著城市的空氣質(zhì)量，如由于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所引起的城市消耗燃料的種類和數(shù)量、類型構(gòu)成、污染物排放量、處理技術(shù)以及城市的綠地面積等[3]。因此，加強(qiáng)環(huán)境空氣質(zhì)量的管理，保障人體健康，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重任日益顯著。而針對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的管理，首要任務(wù)就是要認(rèn)識(shí)空氣質(zhì)量好壞，如污染物對(duì)空氣質(zhì)量的影響大小，對(duì)人體以及環(huán)境造成的傷害大小，哪些污染物對(duì)環(huán)境造成了影響。對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量作出科學(xué)的評(píng)價(jià)，對(duì)客觀認(rèn)識(shí)城市空氣質(zhì)量，并有效控制空氣污染物都具有顯著意義[4]。

環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)根據(jù)評(píng)價(jià)范圍的不同，可分為單點(diǎn)環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)、城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)和區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)。其中，城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)是針對(duì)城市建成區(qū)范圍的環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)。由我國(guó)環(huán)保部發(fā)的公告《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》可知，各省、自治區(qū)、直轄市可對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)中未作規(guī)定的污染物項(xiàng)目制定地方環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[5]?！董h(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[6]是根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況和環(huán)境保護(hù)要求適時(shí)修訂的。雖然本標(biāo)準(zhǔn)適用于全國(guó)范圍內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，但是由于地區(qū)差異巨大，社會(huì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同等原因都會(huì)導(dǎo)致地方環(huán)境空氣質(zhì)量不同，評(píng)價(jià)指標(biāo)也應(yīng)隨地方特點(diǎn)有所變動(dòng)，增添或刪減，以及綜合評(píng)價(jià)時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)有所不同。因此，各地方城市應(yīng)根據(jù)本地具體情況具體分析，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在全國(guó)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)上，制定本地相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

本文主要是針對(duì)不同區(qū)域的城市在進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)時(shí)，如何確定合適的指標(biāo)提供方法參考。結(jié)合定量與定性的思想，通過(guò)污染程度分析法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建。

2 指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 指標(biāo)選取原則

綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，所以評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取是否適宜將直接影響綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果[7]。因此建立科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是關(guān)鍵。梅卓華認(rèn)為在構(gòu)建環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)要遵循客觀科學(xué)性、系統(tǒng)整體性、可操作性等[8]。在項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選擇中，國(guó)家政府部門普遍采用準(zhǔn)則是SMART原則，即特定的、可度量的、可實(shí)現(xiàn)的、相關(guān)的、可跟蹤的。對(duì)于實(shí)際的評(píng)價(jià)問(wèn)題，需要靈活考慮應(yīng)用原則。

2.2 指標(biāo)初步選取

由于城市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響因素具有多樣性以及復(fù)雜性的特點(diǎn)，所以指標(biāo)的確定要根據(jù)實(shí)際情況具體問(wèn)題具體分析。針對(duì)不同的評(píng)價(jià)目的、內(nèi)容和方法，指標(biāo)的選取側(cè)重點(diǎn)也不同。如張?jiān)坪Ｔ趯?duì)沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)選取了PM10、SO2、NO2三項(xiàng)指標(biāo)[9]。閆偉樂(lè)在對(duì)石家莊工業(yè)大市進(jìn)行城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)也選取了SO2、NO2、PM10三大主要污染物濃度[10]。而楊志民等在對(duì)城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)選取了總懸浮顆粒物(TSP)、SO2、NO2三項(xiàng)污染物項(xiàng)目[11]。在國(guó)家層面上來(lái)說(shuō)，美國(guó)、英國(guó)、歐盟、中國(guó)等各國(guó)都建立了自己的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中所涉及的污染物相關(guān)項(xiàng)目并不完全相同，但目前O3、PM10、PM2.5、CO、SO2、NO2等污染物項(xiàng)目在各國(guó)空氣質(zhì)量指數(shù)計(jì)算中廣泛采用[12]。

本文在全國(guó)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)上，初步選取指標(biāo)?！董h(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》將環(huán)境空氣污染物劃分為基本項(xiàng)目、其他項(xiàng)目和未規(guī)定污染物項(xiàng)目三類，見表1。其中省級(jí)人民政府可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境污染特點(diǎn)，對(duì)未規(guī)定的污染物項(xiàng)目制定并實(shí)施地方環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[13]中，監(jiān)測(cè)的空氣污染物又多了11類，見表1。雖然這些污染物項(xiàng)目沒(méi)有納入環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，但它們也對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量造成了重大影響。因此不同地方城市應(yīng)根據(jù)自身環(huán)境實(shí)際情況，確定環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

表1 環(huán)境空氣污染物項(xiàng)目

2.3 指標(biāo)的篩選

為了在這些環(huán)境空氣污染物項(xiàng)目中，確定適宜某地方城市的環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，就需要對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行正確的篩選。篩選的方法有很多，如專家訪談法、對(duì)比法、德爾菲法等，這些方法雖然操作簡(jiǎn)單，但含有過(guò)強(qiáng)的主觀意識(shí)[14]。最好的方法就是將理論與實(shí)踐相結(jié)合來(lái)分析解決問(wèn)題。因此本文決定基于污染程度分析法以達(dá)到選取適宜指標(biāo)的目的。

污染程度分析法是以所有空氣污染物項(xiàng)目為分析指標(biāo)，通過(guò)邀請(qǐng)大量環(huán)境空氣污染管理理論與實(shí)踐的專家對(duì)這些污染項(xiàng)的評(píng)價(jià)，來(lái)獲得對(duì)所有污染物項(xiàng)目作理論分析的實(shí)證數(shù)據(jù)。然后以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的污染程度分析，來(lái)篩選針對(duì)地方情況的指標(biāo)。使用這種方法的主要步驟是：

(1)將污染物指標(biāo)的污染程度依次分為非常嚴(yán)重，嚴(yán)重，較嚴(yán)重，一般，不嚴(yán)重五個(gè)檔次，分別對(duì)應(yīng)5、4、3、2、1五個(gè)等級(jí)分值；

(2)通過(guò)大量調(diào)查，獲取專家對(duì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)；

(3)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；

(4)計(jì)算歸一化后各指標(biāo)的污染程度；

(5)根據(jù)污染程度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選。

2.4 指標(biāo)的權(quán)重

通過(guò)對(duì)指標(biāo)的篩選，已經(jīng)獲得了指標(biāo)的污染程度，由污染程度可知，不同類別的污染物項(xiàng)目的污染程度不同。從權(quán)重的角度來(lái)分析，每個(gè)指標(biāo)在其所組成的相關(guān)指標(biāo)組中所占的比例也就是它們各自的權(quán)重[15]。這就為指標(biāo)體系中的各級(jí)指標(biāo)權(quán)重確定提供了實(shí)際依據(jù)。

2.5 指標(biāo)體系建立

從指標(biāo)的分層來(lái)看，第一層是評(píng)價(jià)目的，即某城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系，將其定義為目標(biāo)層；第二層是根據(jù)環(huán)保部所發(fā)的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)公告所確定的類別，基本項(xiàng)目、其他項(xiàng)目和自定義項(xiàng)目，將其定義為要素層；第三層是具體的指標(biāo)層，也就是通過(guò)篩選后的相應(yīng)指標(biāo)。這樣，就構(gòu)成了完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，再根據(jù)各層各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重系統(tǒng)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3 實(shí)例結(jié)果分析

根據(jù)表1所獲得的較為全面的環(huán)境空氣質(zhì)量污染指標(biāo)，選取了西寧市作為實(shí)例，邀請(qǐng)了60位當(dāng)?shù)貙I(yè)人士對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同的評(píng)價(jià)目的、內(nèi)容和方法，指標(biāo)的選取也不相同，此方法可供參考。此案例就是評(píng)價(jià)各污染物對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的污染程度，以篩選污染程度較大者作為最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并確定相應(yīng)權(quán)重。在評(píng)價(jià)中，通過(guò)污染程度分析法來(lái)進(jìn)行指標(biāo)的篩選。評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

根據(jù)多元統(tǒng)計(jì)理論，污染度可以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果歸一化后各指標(biāo)值級(jí)權(quán)和的結(jié)果來(lái)確定，權(quán)值也可以根據(jù)每個(gè)指標(biāo)在其所組成的相關(guān)指標(biāo)組中所占的比例來(lái)確定。根據(jù)表2評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)各污染物項(xiàng)目分析結(jié)果見表3和表4。

根據(jù)污染程度等級(jí)劃分，可規(guī)定污染度小于2時(shí)，該指標(biāo)對(duì)環(huán)境空氣污染不嚴(yán)重，評(píng)價(jià)時(shí)可刪除；也可按評(píng)價(jià)目的或評(píng)價(jià)內(nèi)容選取污染度大于3或4或5的指標(biāo)。根據(jù)制定的規(guī)則篩選三級(jí)指標(biāo)，然后計(jì)算相應(yīng)權(quán)重，完整的指標(biāo)體系就構(gòu)成了。近期，西寧市環(huán)保局發(fā)布的環(huán)境空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的首要污染物是PM10，其次是PM2.5和O3。從最后的權(quán)值來(lái)分析，此結(jié)果也符合西寧市的實(shí)際情況。

表2 指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 指標(biāo)污染度分析結(jié)果

表4 指標(biāo)污染度分析結(jié)果

續(xù)表4

評(píng)價(jià)類別評(píng)價(jià)指標(biāo)指標(biāo)歸一化結(jié)果54321污染度權(quán)值ωi污染物自定義項(xiàng)目鎘(Cd)000.230.640.132.100.05汞(Hg)000.270.580.152.120.06砷(As)000.220.560.222.000.05六價(jià)鉻(Cr(Ⅵ))0.050.180.300.290.182.630.07氟化物(F)0.120.270.230.200.182.950.08降塵0.100.200.300.300.102.900.08氨000.330.550.122.210.06硫化氫000.320.530.152.170.06二硫化碳000.290.580.132.160.06硫酸鹽化速率000.250.500.252.000.05甲醛0.080.300.290.250.083.050.08總烴0.030.230.270.300.172.650.07甲苯和二甲苯0.030.250.250.270.202.640.07苯乙烯000.300.530.172.130.06硝基苯類000.270.560.172.100.05苯胺類000.230.590.182.050.05

4 結(jié) 論

環(huán)境空氣質(zhì)量對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響巨大。由于地區(qū)差異大，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同等原因?qū)е赂鲄^(qū)域的城市環(huán)境空氣質(zhì)量不同。因此，各區(qū)域的城市應(yīng)根據(jù)本地具體情況具體分析，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上制定本地標(biāo)準(zhǔn)，以更好的改善空氣質(zhì)量。本文通過(guò)污染程度分析法，在當(dāng)?shù)夭杉煽繑?shù)據(jù)，結(jié)合定量與定性的思想，對(duì)各指標(biāo)計(jì)算污染度。不僅可以幫助當(dāng)?shù)丨h(huán)境管理部門更好的認(rèn)識(shí)掌握當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣質(zhì)量問(wèn)題，根據(jù)污染度找出污染源并采取針對(duì)措施，改善空氣質(zhì)量，同時(shí)還提供了合理的指標(biāo)篩選方法，評(píng)價(jià)者可以根據(jù)評(píng)價(jià)目的和評(píng)價(jià)內(nèi)容制定規(guī)則篩選合適指標(biāo)。

[1]WANG Shuxiao，HAO Jiming.Air quality management in China：issues，challenges，and options[J].Journal of Environmental Sciences (China)：2012，24(1)：1001-0742.

[2]邵超峰，鞠美庭，張?jiān)７遥?突發(fā)性大氣污染事件的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32(3)：200-205.

[3]Westerlund J，Urbain J P，Bonilla J.Application of air quality combination forecasting to Bogota[J].Atmospheric Environment，2014，89(1)：22-28.

[4]王晨.保定市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)及影響因素分析[D].河北：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[5]環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB3095-2012[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[6]環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范(試行)：HJ663-2013[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

[7]竇培謙.城市環(huán)境安全模糊綜合評(píng)價(jià)方法研究[J].中國(guó)環(huán)境管理，2016(02)：89-93.

[8]梅卓華等.南京城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005，28(03)：81-82.

[9]張?jiān)坪?，馬雁軍，孫財(cái)濤等.灰色聚類評(píng)價(jià)在經(jīng)濟(jì)區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33(6E)：426-428.

[10]閆偉樂(lè).石家莊空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)及影響因素分析[D].西安：西北大學(xué)，2016.

[11]楊志民，田英杰，劉廣利.城市空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中的模糊支持向量機(jī)方法[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(05)：92-97.

[12]潘本鋒，李莉娜.環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)計(jì)算方法與分級(jí)方案比較[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2016，32(01)：13-16.

[13]環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范：HJ194-2005[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2005.

[14]侯學(xué)良.建設(shè)工程項(xiàng)目管理指標(biāo)的選取方法與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014.

[15]侯學(xué)良.基于循證科學(xué)的建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)施狀態(tài)診斷理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

OnBuildingtheComprehensiveEvaluationSystemofUrbanEnvironmentAirQualityinDifferentRegions

GUO Jianfang ZHANG Yanan

(Environment monitoring center station of Qinghai province，Xining 810007)

According to the notice of the ministry of environmental protection，we collected the pollution projects which decrease environment air quality and find that different cities have different pollution factors. Therefore，we should identify primary and secondary pollutants based on the specific problem in different cities，analysis of pollution degree should be consideration. In this paper，we use Xining as case to study. Result shows that，this method considers local actual development situation，combining quantitative and qualitative，has significant application value for environmental protection ministry to understand and manage the air quality of urban environment better.

urban environmental air quality；analysis of pollution degree；index system construction

郭建芳，工程師，從事環(huán)境管理工作

文獻(xiàn)格式：郭建芳 等.不同區(qū)域的城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：107-110.

X831

A

1673-288X(2017)06-0107-04