層析分析法在墊江縣“十二五” 大氣環境質量評價中的應用研究

李雪

摘要：選用S0₂、NO₂、PM₁₀作為評價因子，應用層次分析法對重慶市墊江縣“十二五”期間大氣環境質量進行了評價。結果表明：重慶市墊江縣“十二五”期間大氣環境質量全部處于輕微污染水平，且大氣環境質量改善趨勢比較明顯。

關鍵詞：重慶市墊江縣;大氣環境質量;層次分析法

中圖分類號：X823

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）6-0065-04

1引言

隨著生態文明建設的推進，空氣質量的優良天數一直受到人們廣泛關注，清新的環境空氣是人們生活幸福感的最基本要求。要對空氣污染采取有效措施，唯有對環境空氣質量現狀客觀分析評價，對癥下藥，才能對空氣污染進行綜合污染防治。目前，常用的環境空氣質量評價方法有多聚合過程神經元網絡法 、人工神經網絡法、模糊綜合評價法、共原點灰色聚類分析法、 物元分析法嘲、A-P值法、多種指數評價公式、空氣污染指數法和層次分析法等。其中應用較廣泛的環境空氣質量評價方法是空氣質量指數法。為方便人們更加直觀的了解空氣質量狀況信息，評價結果變得通俗易懂，空氣質量指數法將SO₂、NO₂、PM₁₀等環境空氣污染物濃度簡化為空氣指數。但是空氣質量指數法存在缺乏城市整體評價概念和空氣質量指數類別劃分不合理等缺點。

重慶市墊江縣地處重慶市東北部，為渝東北地區重要物流通道、商貿集散地。重慶市墊江縣素有“牡丹故里”和“千年古縣”的美譽，轄區內旅游資源獨特，生態環境優美。目前對墊江縣環境空氣質量研究的文獻相對較少，賈斌等對重慶市墊江縣秋冬季（2016年9～2017年2月）顆粒物進行詳細分析，其研究成果對墊江縣環境空氣污染治理起到一定的積極作用，但對該區域空氣環境質量缺乏系統性研究。本文以重慶市墊江縣2011～2015年（十二五期間）環境空氣自動監測數據為基礎，參考環境保護部現行空氣質量標準（ GB3095 -2012），選取S0₂、NO₂，、PM₁₀等3個環境空氣污染因子作為評價因子，利用層析分析法（AHP）討論環境空氣污染因子對重慶市墊江縣環境空氣質量的影響，科學評價重慶市墊江縣環境空氣質量，為下一步重慶市墊江縣空氣污染治理提供理論基礎。

2模型與研究方法

2.1層次分析模型的建立

通過分析，本文以環境空氣質量為層次分析的目標層（A）、以環境空氣質量污染因子作為層次分析的準則層（B）和環境空氣質量等級作為層次分析模型的方案層（C），建立環境空氣質量層次分析（AHP）模型。

2.2 判斷矩陣的構造和特征向量

2.3計算層次單排序的權重和一致性檢驗

2.4計算組合權重和一致性檢驗

層次分析總排序需要通過計算同一層次所有元素對于目標層（A）相對重要性權值來實現。一般情況下層次A所有要素A1，A2，…，Am的排序結果分別為a1，a2，…，am，則可按表2的計算方法來計算下一層次B中的各要素對層次A而言的總排序值。

對層次分析總排序進行一致性檢驗時，當一致性比

2.5環境空氣質量評價

層次分析總排序表（表2）中最大的權值對應環境空氣質量級別，即為該評價區域的環境空氣質量等級。

3重慶市墊江縣“十二五”大氣環境質量綜合評價 本文選擇重慶市墊江縣作為評價區域。根據重慶市墊江縣實際情況，選取SO₂、N0₂和PM10為空氣質量污染因子，對重慶市墊江縣“十二五”期間的環境空氣質量狀況進行分析評估。環境空氣質量數據來源于重慶市墊江縣空氣白動站歷年監測結果，見表3。本文以2015年重慶市墊江縣空氣質量數據為例對其空氣質量進行層次分析綜合評價。

3.1建立層次結構模型

選取環境空氣污染物評價因子（S0₂、N0₂和PM10）作為評價目標，基于環境保護部《環境空氣質量標準》（GB3095-2012），建立重慶市墊江縣環境空氣質量層次結構模型（圖1）。

3.2環境空氣質量評價標準

根據《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）評價標準，將環境空氣污染分成I、Ⅱ級（表4）。

3.3構造判斷矩陣并求最大特征根、特征向量

3.4計算層次單排序權重和一致性檢驗

重慶市墊江縣2015年環境空氣質量層次單排序和一致性檢驗表計算如表9所示。重慶市墊江縣2015年空氣質量一致性比率CR<0.1，因此判斷矩陣的一致性滿足要求。

3.5計算層次總排序權重和一致性檢驗

重慶市墊江縣2015年環境空氣質量層次總排序見表10。重慶市墊江縣2015年環境空氣質量層次總排序的一致性比率CR<0.1，因此符合一致性要求。

3.6環境空氣質量級別的確定

由表1O可知，2015年重慶市墊江縣空氣質量的權值最大對應空氣質量級別為C2層次（Ⅱ級），權值為0.5124，大于Cl層次（I級）權值（0.4876），因此2015年重慶市墊江縣環境空氣質量為C2層次（Ⅱ級）。同理可得，重慶市墊江縣其他不同年份的空氣質量層次總排序表（見表11），均滿足一致性要求（CR<0.1），故不需要對矩陣進行修正。

4結果分析

由圖2可以知，重慶市墊江縣“十二五”環境空氣中污染物SO₂和PM10呈逐年下降的趨勢。值得警惕的是N0₂在2011--2013年呈下降趨勢，但在2013～2015年呈增長趨勢，且在2015年超過國家二級標準，達到輕度污染水平。這一現象除了與機動車輛保有量增長有關外，還有墊江縣大力實施工業強縣戰略有關。綜合層次分析表明，重慶市墊江縣“十二五”期間的環境空氣質量級別均處于Ⅱ級，但是空氣質量級別處于工級的比例在逐年增加（表11）。層次分析結果表明，重慶市墊江縣“十二五”期間的環境空氣環境質量權值處于C1層次（工級）的比例在逐年增加，權值處于C2層次（Ⅱ級）比例降低，表明墊江縣“十二五”期間的環境空氣質量得到明顯改善。

5結論

重慶市墊江縣環境空氣質量是各種空氣污染因子綜合作用的結果，其首要污染物是，“十二五”期間年均值都大于環境空氣二級標準（GB3095-2012），達到輕度污染水平。層析分析評價結果表明，重慶市墊江縣2011-2015年（“十二五”）期間的環境空氣質量全部處于輕度污染。重慶市墊江縣環境空氣I級（清潔）占比權值值逐年上升，說明環境質量有明顯改善。，隨著重慶市墊江縣的經濟快速發展，能源消耗逐年增加和污染物排放量的增加的情況下，牡丹之鄉仍然面臨著環境空氣污染的危險。值的警惕的是“十二五”期間重慶市墊江縣顆粒物濃度（PM10）下降明顯，但是SO₂和NO₂污染進一步加劇，情況不容樂觀。從以上分析來看，重慶市墊江縣積極響應面上保護，點上開發的辦法，深入貫徹落實生態文明建設和重慶市環保局提出的五大環保行動，對墊江縣轄區內環境空氣質量的改善起到了決定性的作用。