淺談城市化進程中大氣污染的環(huán)境影響評價研究

徐寧 張策 馮曉麗

摘 要：空氣質(zhì)量面臨多種威脅，可能對人類健康，農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響。對大氣環(huán)境的意識日益增強，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)控制和預(yù)測空氣質(zhì)量的活動日益增多。為此目的，最有效的工具是具有預(yù)測能力的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和空氣質(zhì)量建模系統(tǒng)。在存在空氣污染有害影響的區(qū)域中應(yīng)用模型的目的是對空氣質(zhì)量控制，緩解措施的評估以及特別是風(fēng)險分析和緊急情況的處理做出貢獻。除了本研究的技術(shù)部分，還將給出大氣污染環(huán)境風(fēng)險評估示例，深入地了解模型的性能和應(yīng)用程序問題。

關(guān)鍵詞：大氣污染;環(huán)境影響;評價模型;整治對策

引言

在過去的三十年中，我國社會經(jīng)濟迅速發(fā)展并穩(wěn)定增長。特別是我國的城市化建設(shè)，使得全國大部分地區(qū)的市區(qū)面積擴大了四倍，人口增加了兩倍。這種發(fā)展，一方面讓我國城鎮(zhèn)化率達到59.58%，逼近發(fā)達國家的80%;另一方面，卻也帶來了新的城市問題，特別是城市大氣污染問題。[1]城市化的快速過渡導(dǎo)致最嚴重的環(huán)境負擔(dān)，特別是空氣質(zhì)量和人體健康?；谏鷳B(tài)文明建設(shè)所需，新的發(fā)展旨在分散人口和經(jīng)濟活動，以減輕污染和居民生活質(zhì)量下降帶來的壓力。有鑒于此，對城市大氣污染環(huán)境正確評價，有助于社會各界更多的關(guān)注大氣污染，進而探索有效措施以減少城市大氣污染問題。

一、大氣污染評價模型

構(gòu)建大氣污染評價模型必須由氣象模型提供風(fēng)、溫度、壓力、濕度和其他氣象參數(shù)和城市大氣污染物排放量，以用于模擬空氣污染。其中，自然排放量是根據(jù)氣象條件從土地利用數(shù)據(jù)估算得出的。因此，一般模型系統(tǒng)由氣象和排放模型支持。[2]如果無法獲得建模和分析的數(shù)據(jù)，則動力學(xué)和化學(xué)計算的初始條件和邊界條件可以從大規(guī)模模型和分析中得出。

原則上，模型有其處理垂直和水平邊界條件的輸入數(shù)據(jù)的方式，并且可能具有不同的輸入數(shù)據(jù)源（例如，氣象參數(shù)和排放量）。它通常必須以特定方式根據(jù)其化學(xué)機制調(diào)整可用庫存所提供的揮發(fā)性有機化合物的排放量。[3]在本研究中，將組合模型和統(tǒng)一模型的系統(tǒng)簡稱為AEA（Atmospheric Environmental Assessment）系統(tǒng)，主要目標是對區(qū)域空氣質(zhì)量進行分析，評估和預(yù)報，并將其應(yīng)用于緊急事件中，并更好地預(yù)防大氣污染災(zāi)害。該模型通過大氣中化學(xué)物質(zhì)和運移的基本關(guān)系或通過此類物質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化（次要污染物）產(chǎn)生的次要物種的質(zhì)量平衡來構(gòu)建連續(xù)性方程。具體模型如下所示：

其中，P i和L i分別是化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生和損失，E i通過大氣介質(zhì)（例如汽車，煙囪，飛機）的來源排放的物種。K代表渦流擴散矩陣和v三維風(fēng)矢量。在AEA模型系統(tǒng)中，通過求解3D對流擴散方程，可以在遷移模型（AEA-CTM）中模擬大氣污染物的遷移。【4】在標準高度下，模型從地面延伸到100 hPa。對于特定的應(yīng)用，可以使用RACM的特殊版本，例如RACM-MIM，用于改進對生物源排放物的處理?？梢酝ㄟ^使用模型輸出來輕松分析與影響和風(fēng)險評估相關(guān)的PM 10的近地表濃度以及氣態(tài)空氣污染物（例如：NO 2，NO x，SO 2，CO，臭氧）。

二、評價模型應(yīng)用策略

該模型可以應(yīng)用于每日空氣質(zhì)量預(yù)報，通過散點圖以及偏差和RMSE估算值進行定期檢查，模型精度系統(tǒng)地取決于季節(jié)。盡管如此，定期評估表明該模型非常適合空氣質(zhì)量評估研究。通過將模擬的臭氧濃度與觀測值進行比較，對Auth系統(tǒng)進行評估。該模型在沒有嵌套網(wǎng)格的情況下運行，歸一化的標準差在0.8到1.2之間，這意味著建模值和觀測值具有可比較的變化幅度。相關(guān)系數(shù)大多在0.6-0.8之間變化，最大R為0.88。技能得分隨著無偏RMSE的增加而降低。

在實踐中，應(yīng)用該評價模型可以尋找可能的空氣污染源。以高排放情景作為基本情景和相同情景進行模型實驗，依據(jù)實驗的結(jié)果，重新評估工業(yè)區(qū)域的排放，并在實踐中最好減少排放，而應(yīng)將模型調(diào)整為現(xiàn)有的排放條件，以便更好地表示類似的影響。此外，應(yīng)用該模型還可以進行城市大氣污染環(huán)境風(fēng)險評估。設(shè)計出根據(jù)有害排放物的平均暴露程度對這些源周圍區(qū)域進行分類的地圖，并將其用于預(yù)防措施。

三、大氣污染整治措施

3.1 改善能源結(jié)構(gòu)

為了解決城市化進程中的大氣污染問題，我們必須改變傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)，在未來的能源選擇中更多地使用天然氣和其他一次能源，如天然氣、液化石油氣和電力。 此外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，太陽能、風(fēng)能等新能源也獲得了更多的應(yīng)用機會，因此，在未來城市化發(fā)展中應(yīng)更加重視能源的選擇和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

3.2 合理布置城市功能區(qū)

在城市化進程中，通過改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和重污染企業(yè)，保留清潔工業(yè)用地，加快污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換，改善城市空氣質(zhì)量。 加大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展力度，減少三類工業(yè)用地。 根據(jù)城市自身的實際情況和特點，合理確定城市各區(qū)域的功能定位，加強城市自身的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理布局商業(yè)區(qū)、文教區(qū)等各功能區(qū)，同時減少空氣污染，保證功能區(qū)有效發(fā)揮作用。

3.3 完善城市交通體系

利用經(jīng)濟杠桿原理，有關(guān)部門可以限制私人交通在市中心的通行，提高市中心區(qū)的停車價格，增加“交通堵塞費”等手段，減少市中心區(qū)的車輛數(shù)量。 同時，還可以積極鼓勵城市居民乘坐公共交通出行，減少車輛廢氣排放，減少空氣污染的影響。 此外，政府本身應(yīng)積極加強公共交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為城市居民提供良好的出行條件，不因控制空氣污染而影響人們原有的生活質(zhì)量和水平。

四、結(jié)論

綜上所述，對我國城市化進程中大氣污染的環(huán)境影響的評價，有助于在我國城市化進程中，在保持現(xiàn)有發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，進一步的降低城市化帶來的環(huán)境，特別是城市大氣污染問題，是在城市發(fā)展道路中，向著生態(tài)文明建設(shè)發(fā)展的必要措施。

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