空氣質(zhì)量評價(jià)論文

時(shí)間:2022-04-05 11:35:00

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空氣質(zhì)量評價(jià)論文

1空氣質(zhì)量指數(shù)

空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)通常由空氣的清潔或污染程度來反映,其重點(diǎn)是評估人群呼吸某一段時(shí)間(短期或長期)的污染空氣后對健康的影響情況。在實(shí)施AQI之前,我國衡量空氣質(zhì)量的指標(biāo)是空氣污染指數(shù)(API),它以SO2、NO2和PM10為指標(biāo),將各污染物濃度簡化計(jì)算為單一無量綱指數(shù),并分級表征空氣質(zhì)量優(yōu)劣。但隨著區(qū)域性復(fù)合污染和光化學(xué)煙霧污染的日益突出,API評價(jià)體系已不能很好地反映我國現(xiàn)階段復(fù)雜的空氣污染狀況。因此,在借鑒國外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,我國將評價(jià)指標(biāo)改為了AQI。與API相比,AQI也沿用無量綱指數(shù)來描述空氣質(zhì)量狀況,但評價(jià)指標(biāo)增加到了6項(xiàng),更加真實(shí)全面地反映了空氣質(zhì)量。AQI評價(jià)主要突出單項(xiàng)污染指標(biāo)的作用,即空氣質(zhì)量級別取決于某一污染物質(zhì)量濃度對應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)(IAQI)??梢姡珹QI計(jì)算簡便,根據(jù)對人體健康影響最大的某項(xiàng)污染物來衡量空氣質(zhì)量狀況,有助于人們直觀了解空氣污染狀況。但當(dāng)空氣中各類污染物質(zhì)量濃度差異較大時(shí),AQI會(huì)掩蓋污染物對空氣的總體影響狀況,丟失大量有用信息,這對研究者分析和掌握空氣中污染物組分及各類污染物對空氣質(zhì)量的影響較為不利。因此,可進(jìn)一步研究空氣質(zhì)量評價(jià)中存在的模糊和灰色區(qū)域。

2灰色聚類分析

灰色聚類分析充分考慮了環(huán)境質(zhì)量分級的模糊性和環(huán)境系統(tǒng)的灰色性,將聚類對象(評價(jià)對象)對不同聚類指標(biāo)(評價(jià)指標(biāo))所擁有的白化值(實(shí)測濃度值),按N個(gè)灰類(評價(jià)等級)進(jìn)行歸納整理,從而判斷聚類對象屬于哪一灰類?;疑垲愒u價(jià)算法的研究重點(diǎn)集中在白化函數(shù)的選擇和聚類權(quán)的確定上,經(jīng)典的灰色聚類模型中白化函數(shù)的構(gòu)造通常是分段直線型的,每個(gè)等級的白化函數(shù)只與其相鄰的兩個(gè)等級存在親疏關(guān)系,使得白化函數(shù)的覆蓋范圍有限;另外,在聚類權(quán)的確定上,各指標(biāo)權(quán)重在不同等級中的不一致性也無法在最大程度上保證評價(jià)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。對此,本文采用改進(jìn)的灰色聚類法,通過構(gòu)造指數(shù)型白化函數(shù)來拓展覆蓋范圍,提高評價(jià)分辨率和信息利用率,并分別考慮白化值和標(biāo)準(zhǔn)值在不同灰類的權(quán)重,使聚類結(jié)果更具可比性。

3應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心的空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù),選用6個(gè)分別代表北京城6區(qū)監(jiān)測點(diǎn)的6類污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測時(shí)間為2013年北京停暖前(3月11日0點(diǎn)—3月17日23點(diǎn))、后(3月18日0點(diǎn)—3月24日23點(diǎn))各1周。對每類污染物在停暖前、后共取得168組1h平均質(zhì)量濃度。分別計(jì)算各污染物在停暖前、后兩時(shí)段的平均質(zhì)量濃度(O3為日最大8h平均值,其余污染物為24h平均值),計(jì)算結(jié)果見表3。以表1和2中分級標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),采用上述評價(jià)方法對北京城6區(qū)進(jìn)行空氣質(zhì)量評價(jià)。

4結(jié)論

AQI在定量表征6類污染物對空氣質(zhì)量的污染狀況方面發(fā)揮了巨大作用,其計(jì)算簡便,結(jié)果直觀明了,主要受控于單項(xiàng)污染物的最大空氣質(zhì)量分指數(shù),尤其是對公眾的生活和出行進(jìn)行健康提示等方面有積極作用。改進(jìn)的灰色聚類法通過對白化函數(shù)和權(quán)重確定進(jìn)行修正,構(gòu)建的指數(shù)型白化函數(shù)拓寬了覆蓋范圍,極大地提高了信息利用率,聚類權(quán)則考慮了不同污染物在相同灰類之間標(biāo)準(zhǔn)值變化幅度的不同,避免了零權(quán)重問題。兩種評價(jià)方法具有不同的研究方法和使用目的,其中AQI評價(jià)主要突出首要污染物對人體健康的影響,改進(jìn)的灰色聚類評價(jià)則突出各類污染物對空氣質(zhì)量的綜合影響。研究表明,兩種評價(jià)方法均有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,可分別推廣到其他環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的實(shí)踐中。

作者:劉杰楊鵬呂文生王金海單位:北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院北京聯(lián)合大學(xué)北京市信息服務(wù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室