蒲晶晶

【摘要】目前，环境空气质量评价方法正由单因素评价向多因素评价方向发展，其中还逐步引入了数学模型和地理信息系统（GIS）技术。本文比较了几种环境空气质量评价中应用较广和新出现的评价方法的优劣性，分析了这些方法在环境空气质量评价工作中的适用性。并分析了环境空气中主要污染物的影响因素。

【关键词】空气质量 评价方法 数学模型 地理信息系统

目前，环境空气质量评价方法可以分为单因素、单指标的简单评价和多因素、多指标的综合评价。本文主要介绍在环境空气质量评价中应用较广或新出现的评价方法在环境空气质量评价工作中的应用情况和环境空气中主要污染颗粒物及影响因素。

1 指数法

环境空气质量评价指数法是根据环境空气实测数据与标准值的大小进行比较从而判断环境空气质量的一种方法，可分为单因子指数法和综合指数法两种。

1.1 单因子指数法

单因子指数法又可分为指标对照法和概率统计法两种。单因子评价法仅对单个污染物浓度进行评价，评价结果简单直观，不能综合判断各污染物之间的相关性。

1.2 综合指数法

综合指数法通过数学运算得到综合污染指数，以表达环境空气的污染程度。常见的综合污染指数法包括环境空气污染指数法（API）和综合污染指数法。

API法计算过程简单，仅从各分指数中选取其中的最大值作为评价依据，忽略了其他污染物的作用，目前常用于空气质量日报和国家环境保护模范城市考核指标评价中。

综合污染指数法能直观反映各污染物间的比重，体现出主要污染物和次要污染物，目前主要用于环境质量报告书中评价环境空气质量的总体变化情况。

2 复杂数学模型评价法

2.1 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种定性、定量相结合的方法，其评价结果不仅能反映不同时间、空间环境空气质量状况和各污染因子的“贡献率”，而且能充分考虑各因子之间的相互联系。但其多采用线性加权模型，当污染因子权重较少，污染因素较多时，会使丢失部分有用信息，评价结果会出现失真、失效、均化、跳跃等现象。

2.2 灰色系统法

灰色系统法通过部分已知信息，对系统行为和演化规律进行描述和判断。目前在环境空气质量评价中应用较多的主要有灰色聚类法和灰色关联法。

灰色关联法通过分析环境空气实测浓度与标准的关联度，从而确定环境质量评价等级

2.3 物元分析法

物元分析法将评价标准、评价指标及特征作为物元，对标准和实测数据进行归一化处理，计算出节域、权重及关联度，从而建立质量评价模型，取关联度最大值对应级别为评价级别。

3、影响PM10浓度的主要因素

3.1、污染源和源强

PM的污染来源是多方面的，有些工厂在获取能源时还是用燃煤这种比较落后的方法，排出大量PM10，造成的大气污染；对一些住宅区，在冬季取暖时，主要方法也是燃煤。或者在生活中，由于一些不恰当的行为引起PM10量的上升；当地面的风速比较大时，或建筑施工过程中产生的扬尘，以及车辆行驶时因排出的气流较大而带起的扬尘都会造成空气中PM10的浓度增大；此外，汽车尾气也影响着PM10的浓度。

对于污染源的源强，大气中的污染物浓度通常与其成正比。一般情况下，可将PM10的源强分成三个时期：06～11：00属于强污染期，18：00～23：00属于次强污染期，01：00～05：00属于弱污染期。假如其他的影响因素固定不变，PM10浓度增大就是由污染源强直接引起的。

3.2、气象条件

首先是风速，若风速在阈值之内，则与PM10之间呈负相关；一旦超过阈值，地表会有沙尘扬起，上升到空中增加PM10的浓度，且风速越大，PM10的浓度越大，此时，风速和PM10的浓度呈正相关。湍流在影响大气中的污染物时，起的是稀释作用，使其越来越分散，最终降低PM10的浓度。

其次是逆温。秋冬两季，由于早晚气温低，大气层的结构比较稳定，从而引起辐射逆温，削弱了大气对流，地面风速减小，以致于排放出的PM10难以扩散，聚集在底层的狭窄空间，导致PM10的浓度越来越大。在夏季，大气的湍流比较旺盛，受其影响，大气变得不稳定，很少有逆温的现象出现，给PM10的扩散提供了有利条件。相对来说，春季的大气层结构比较稳定，常有逆温现象发生，由于傍晚的对流较强，易引起大气的不稳定，出现逆温的次数减少。

再就是其他因素。有关研究结果显示，空气湿度也影响着PM10的浓度值，且与其呈正相关，因为水汽能够吸附大气中游荡的细小颗粒物，当空气的湿度较高时，PM10的污染就会加重。而降雨其實是湿气沉降，利用雨把大气中的PM10带到地上清除，所以说雨水能够清洁大气。不但如此，当建筑施工或者交通产生地面扬尘时，降雨可减少扬尘；大气中的颗粒物其实也是雾的凝结核，一旦湿度达到饱和状态，水汽凝结，受湍流影响，悬浮低空，就是雾。遇此情形，湍流难以互换，风速和缓，大气结构相对稳定。近地面处，逆温现象多发，且强度大，层度厚，水汽容易饱和，以致于形成雾，阻碍PM10扩散，增大其浓度。此外，大风干旱天气，容易产生沙尘，影响PM10的浓度。

4、PM2.5的影响因素

一般情况下，PM2.5的浓度受很多因素的影响，包括当地经济条件、生活水平、地理及天气条件以及排放源等。当排放量在整体上固定不变时，当地的天气状况和地理条件是影响PM2.5浓度的主要因素。

逆温，逆温很大程度上影响着近地面PM2.5的浓度，逆温现象多发生于秋冬两季，此时空气对流困难，大气结构较为稳定，妨碍污染物的扩散，加重了PM2.5的污染程度；而于春夏两季，由于逆温层较薄，空气对流旺盛，有利于污染物的扩散，尤其是夏季，PM2.5的浓度最小；风速，风速主要起稀释作用，为污染物的扩散提供一定的条件；降水，相对而言，夏季降雨量大，能够扩散污染物，净化空气，降低PM2.5浓度；燃煤，多数地区冬季需要燃煤，会产生大量的污染物；植被覆盖率，夏季植物多而繁茂，树叶对颗粒物有吸附作用，从而能够减少污染物。

综上所述：从以上的质量控制结果可知，环境空气自动监测的质量控制不仅包括仪器，还包括整个监测系统。因此，我们要做好质量控制，必须保证分析环境、标准气体、管路、电磁阀和仪器等多个方面的性能指标达到要求。并且我们在人员及运营管理上常抓不懈，认真对待每个质控环节。最后，我们认为我们所建立的质量控制体系能确保监测数据的连续性、准确性和代表性，是科学管理和控制环境空气自动监测系统的有效措施。

参考文献：

[1] 洪松，王少平，吴胜军，等.武汉市2001-2005年大气环境质量模糊综合评价[J].环境科学与技术，2007，30（10）：58-59，111.

[2] 徐卫国，张清宇，郭慧，等.灰色聚类模型的改进及应用研究[J].数学的实践与认识，2006，36（6）：200-205.