保山中心城市環境空氣質量現狀與預測

李 羚，李德光，李 麗

(保山學院資源環境學院，云南 保山 678000)

保山中心城市地處保山市隆陽區保山壩，是保山市政治、經濟、文化中心。保山壩位于東經 99°09'～ 99°16'和北緯 25°01' ～ 25°14'。海拔1600～1700m，年平均氣溫16℃，年平均降水量1000mm左右，年平均相對濕度75%。

隨著城鎮化建設的加快，城市人口、土建工程、汽車擁有量隨之增多，這勢必對環境大氣質量造成一定的影響。本文在對保山中心城市環境大氣質量現狀進行分析的基礎上，用數學模型對其進行一定期限的動態預測，以掌握其變化規律，為保山中心城市的建設和環境管理提供技術支持。

1 保山中心城市環境空氣質量現狀

2006～2010年保山中心城區大氣監測的主要項目為二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、降塵等。5a中二氧化硫日平均濃度范圍值為0.000～0.112mg/m3，年日均濃度范圍值為0.007～0.027 mg/m3，均未超過二級標準限值［1］;二氧化氮日平均濃度范圍值為0.000～0.129 mg/m3，年日均濃度范圍值為0.012～0.024 mg/m3，5a中日平均濃度出現超過二級標準值的情況;可吸入顆粒物日平均濃度范圍值為0.002～0.228 mg/m3，年日平均濃度范圍值為0.045～0.074 mg/m3，5a中日平均濃度出現超過二級標準值的情況;5a間降塵年月平均值分別為3.44 t/km2·月、3.91 t/km2·月、4.31 t/km2·月、3.95 t/km2·月、5.47 t/km2·月，呈明顯上升趨勢。

2 保山中心城市環境空氣質量預測

2.1 預測方法與預測精度檢驗［2］

城市環境空氣質量受森林火災、地震、城市建設、人口密集、汽車流量、環境管理等人類活動及氣象條件等諸多因素的影響，而這些因素對環境空氣質量的影響具有不確定性，是灰色的，因此，可使用灰色理論GM(1，1)預測方法對城市環境空氣質量進行預測。

2.1.1 預測方法

灰色理論GM(1，1)預測方法是將監測到的原始數據按時間順序排成原始數據列，然后進行累加生成處理，得到累加生成數據列，再進行微分擬合建模。

原始數據列:X(0)(t) =［X(0)(1)，X(0)(2)，…，X(0)(n)］，t=1，2，…，n。

累加生成數據列:X(1)(t)2，…，n。

累加值滿足微分方程:

式中a，u為參數，T=t－1。這是一個一階線性非齊次微分方程，其通解為

參數a，u可由最小二乘法求得:

式中矩陣B，A分別為

將求得的a，u值代回(4)式，由(4)式求得預測累加值X(1)y(t)，經累減還原后得時間響應預測數學模式

2.1.2 預測精度檢驗

當C＜0.35，P＞0.95時，預測精度為一級;當C＜0.50，P＞0.80時，預測精度為合格;當C＜0.65，P＞0.70時，預測精度為基本合格;當C≥0.65，P≤0.70時，預測精度為不合格。

2.2 保山中心城市環境空氣質量預測

本文采用2006～2010年保山中心城市環境空氣質量監測數據的年平均值進行建模預測，監測數據及預測數學模式參數見表1。

由預測模式計算2006～2010年各項目的預測值，并進行預測精度檢驗，結果見表2。

表1 空氣質量監測數據年平均值及預測數學模式參數 (mg/m3)

表2 2006～2007年預測值各項目預測值及預測精度 (mg/m3)

由表2可知，SO2、PM10的預測精度為一級，NO2、降塵的預測精度為合格，4個項目的預測模式均可用于預測。保山中心城市2011～2015年空氣質量預測結果見表3。

表3 保山中心城市2011～2015年空氣質量預測結果(mg/m3)

3 保山中心城市環境空氣質量變化趨勢及防治措施

從表3預測結果可知，2011～2015年間除SO2濃度基本保持不變且略有下降外，NO2、PM10、降塵都呈上升趨勢，特別是NO2、降塵逐年增加較快。這是由于現今居民生活所用煤等燃料越來越多的被燃氣和電能等清潔燃料所代替，所以大氣中SO2濃度基本保持不變且略有下降;而由于老城區的改造、新城區的建設以及市區汽車擁有量的不斷增多，必然導致大氣中NO2、PM10濃度和降塵量逐年明顯增加。由2006～2010年的監測數據和2011～2015年的預測數據來看，保山中心城市空氣塵污染明顯，是決定城市空氣質量級別的主要污染物。因此，在城市化建設的進程中，要采取適當的措施保護環境。

(1)應對城市建設進行科學規劃，合理布局居民、市政、公共配套設施、道路交通和城市綠化，要具有前瞻性。并能夠嚴格按城市規劃實施建設。

(2)加強環境管理，在城市各項建設中嚴格執行環境保護有關規定，認真落實防治揚塵污染的有關措施。

(3)加強道路交通管理，大力發展清潔公共交通，減少汽車尾氣排放對環境空氣的污染。

(4)加大城市綠化建設，特別是老城區的綠化建設。逐步提高城市植被覆蓋率，提高環境空氣質量。

［1］國家環境保護總局環境工程評估中心．環境影響評價技術導則與標準匯編［M］．北京:中國環境科學出版社，2005．

［2］李羚，楊鴻亮．工業廢氣年排放量的灰色GM(1，1)預測［J］．云南環境科學，1998，17(4)．