徐寧 張策 馮曉麗
摘 要:空氣質量面臨多種威脅,可能對人類健康,農業和生態系統造成不利影響。對大氣環境的意識日益增強,導致全球范圍內控制和預測空氣質量的活動日益增多。為此目的,最有效的工具是具有預測能力的監測網絡和空氣質量建模系統。在存在空氣污染有害影響的區域中應用模型的目的是對空氣質量控制,緩解措施的評估以及特別是風險分析和緊急情況的處理做出貢獻。除了本研究的技術部分,還將給出大氣污染環境風險評估示例,深入地了解模型的性能和應用程序問題。
關鍵詞:大氣污染;環境影響;評價模型;整治對策
引言
在過去的三十年中,我國社會經濟迅速發展并穩定增長。特別是我國的城市化建設,使得全國大部分地區的市區面積擴大了四倍,人口增加了兩倍。這種發展,一方面讓我國城鎮化率達到59.58%,逼近發達國家的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致最嚴重的環境負擔,特別是空氣質量和人體健康。基于生態文明建設所需,新的發展旨在分散人口和經濟活動,以減輕污染和居民生活質量下降帶來的壓力。有鑒于此,對城市大氣污染環境正確評價,有助于社會各界更多的關注大氣污染,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
構建大氣污染評價模型必須由氣象模型提供風、溫度、壓力、濕度和其他氣象參數和城市大氣污染物排放量,以用于模擬空氣污染。其中,自然排放量是根據氣象條件從土地利用數據估算得出的。因此,一般模型系統由氣象和排放模型支持。[2]如果無法獲得建模和分析的數據,則動力學和化學計算的初始條件和邊界條件可以從大規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據的方式,并且可能具有不同的輸入數據源(例如,氣象參數和排放量)。它通常必須以特定方式根據其化學機制調整可用庫存所提供的揮發性有機化合物的排放量。[3]在本研究中,將組合模型和統一模型的系統簡稱為AEA(Atmospheric Environmental Assessment)系統,主要目標是對區域空氣質量進行分析,評估和預報,并將其應用于緊急事件中,并更好地預防大氣污染災害。該模型通過大氣中化學物質和運移的基本關系或通過此類物質的化學轉化(次要污染物)產生的次要物種的質量平衡來構建連續性方程。具體模型如下所示:
其中,P i和L i分別是化學物質的產生和損失,E i通過大氣介質(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三維風矢量。在AEA模型系統中,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。可以通過使用模型輸出來輕松分析與影響和風險評估相關的PM 10的近地表濃度以及氣態空氣污染物(例如:NO 2,NO x,SO 2,CO,臭氧)。
二、評價模型應用策略
該模型可以應用于每日空氣質量預報,通過散點圖以及偏差和RMSE估算值進行定期檢查,模型精度系統地取決于季節。盡管如此,定期評估表明該模型非常適合空氣質量評估研究。通過將模擬的臭氧濃度與觀測值進行比較,對Auth系統進行評估。該模型在沒有嵌套網格的情況下運行,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。相關系數大多在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,依據實驗的結果,重新評估工業區域的排放,并在實踐中最好減少排放,而應將模型調整為現有的排放條件,以便更好地表示類似的影響。此外,應用該模型還可以進行城市大氣污染環境風險評估。設計出根據有害排放物的平均暴露程度對這些源周圍區域進行分類的地圖,并將其用于預防措施。
三、大氣污染整治措施
3.1 改善能源結構
為了解決城市化進程中的大氣污染問題,我們必須改變傳統的能源結構,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,隨著科學技術的不斷進步和發展,太陽能、風能等新能源也獲得了更多的應用機會,因此,在未來城市化發展中應更加重視能源的選擇和能源結構的調整。
3.2 合理布置城市功能區
在城市化進程中,通過改造傳統產業和重污染企業,保留清潔工業用地,加快污染產業轉換,改善城市空氣質量。 加大高新技術產業發展力度,減少三類工業用地。 根據城市自身的實際情況和特點,合理確定城市各區域的功能定位,加強城市自身的基礎設施建設,合理布局商業區、文教區等各功能區,同時減少空氣污染,保證功能區有效發揮作用。
3.3 完善城市交通體系
利用經濟杠桿原理,有關部門可以限制私人交通在市中心的通行,提高市中心區的停車價格,增加“交通堵塞費”等手段,減少市中心區的車輛數量。 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,政府本身應積極加強公共交通網絡建設,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量和水平。
四、結論
綜上所述,對我國城市化進程中大氣污染的環境影響的評價,有助于在我國城市化進程中,在保持現有發展水平的基礎上,進一步的降低城市化帶來的環境,特別是城市大氣污染問題,是在城市發展道路中,向著生態文明建設發展的必要措施。
參考文獻:
[1]趙丹. 大氣擴散模型AERMOD與CALPUFF的對比研究[C]. 中國環境科學學會(Chinese Society for Environmental Sciences).2018中國環境科學學會科學技術年會論文集(第二卷).中國環境科學學會(Chinese Society for Environmental Sciences):中國環境科學學會,2018:501-505.
[2]牛思維. 大氣環境保護目標責任制與考核評價制度的完善——從《大氣污染防治法(修訂草案)》第四條談起[C]. 環境保護部政策法規司、中國環境資源法學研究會(Chinese Society of Environment and Resources Law (CSERL))、上海財經大學、上海政法學院.2014 年《環境保護法》的實施問題研究——2015 年全國環境資源法學研討會(年會)論文集.環境保護部政策法規司、中國環境資源法學研究會(Chinese Society of Environment and Resources Law (CSERL))、上海財經大學、上海政法學院:中國法學會環境資源法學研究會,2015:787-791.
[3]李明明. 大氣污染擴散模式在環境影響評價中的比較研究[C]. 中國環境科學學會.2011中國環境科學學會學術年會論文集(第三卷).中國環境科學學會:中國環境科學學會,2011:506-511.
[4]周國飛. 大氣環境質量評價、預測及優化方法進展[C]. 中國氣象學會大氣成分委員會、中國氣象科學研究院.第26屆中國氣象學會年會大氣成分與天氣氣候及環境變化分會場論文集.中國氣象學會大氣成分委員會、中國氣象科學研究院:中國氣象學會,2009:507-518.