陈景辉， 卢新卫， 任春辉

(陕西师范大学旅游与环境学院, 陕西 西安 710062)

0 前 言

大气污染是目前全球最为关注的环境问题之一[1].大气中主要的污染物有二氧化硫 (SO2) 、二氧化氮(NO2) 、总悬浮颗粒物(TSP)可吸入颗粒物 (PM10)，这些污染物对人体健康的危害已经引起了广泛关注.研究资料显示，硫氧化物与氮氧化物主要损伤和危害呼吸系统，严重时则会导致呼吸衰竭，也会引起过早死亡[2];PM10能够引起一系列严重的心血管及呼吸道疾病，包括过早死亡[3].关于SO2、NO2和PM10的环境影响国内学者进行过相关研究[4，5]，国内许多研究人员对我国城市大气污染状况进行了研究[6，7]，对陕西省部分城市的大气污染也有一定的研究[8-10].了解陕西省空气环境质量的污染状况，有利于唤起人们的环保意识，对执行大气环境质量管理也有重要意义.

1 研究区域概况

陕西，地处东经105°29′至110°15′、北纬31°42′至39°35′之间，南北长约880公里，东西宽约160～490公里，全省纵跨黄河、长江两大水系，总面积20.58万平方公里，常住人口为3 762万人(2008年).辖区内设西安、宝鸡、咸阳、铜川、渭南、汉中、延安、榆林、安康、商洛10个省辖市和杨凌农业示范区，107个县(市、区).陕西横跨3个气候带，南北气候差异较大，陕南属北亚热带气候，关中及陕北大部属暖温带气候，陕北北部长城沿线属中温带气候.其总特点是：春暖干燥，降水较少，气温回升快而不稳定,多风沙天气；夏季炎热多雨，间有伏旱;秋季凉爽较湿润，气温下降快;冬季寒冷干燥，气温低，雨雪稀少.陕西地势的总特点是南北高，中部低.同时，地势由西向东倾斜的特点也很明显.北山和秦岭把陕西分为3大自然区域：北部是陕北高原，中部是关中平原，南部是秦巴山地.

2 数据来源及分析

本文所采用的基础数据来自1999～2008年的陕西省环境状况公报和陕西统计年鉴.根据这些基础数据绘制出1999～2008年陕西省大气主要污染物变化曲线(如图1所示)和1999～2008年陕西省煤炭消费总量变化曲线(如图2所示).由图1可以看出，10年来陕西省的空气环境质量状况明显好转，陕西省大气中主要污染物呈下降趋势，SO2和NO2呈缓慢下降趋势，波动浮动不大，并处在一个动态平衡状态；而PM10出现了直线式的下降，说明陕西省对颗粒物的防控力度逐年加强，使大气质量有所好转.

大气中SO2、NO2和PM10来源很广，几乎所有的工业企业都可能产生，但是它们的共同点是主要来自燃料的燃烧过程，此外，也有一小部分会来自城市交通运输行业尾气的排放.因此，讨论大气中SO2、NO2和PM10的污染就应该适当考虑煤炭消费量的因素.由图2可以看出，10年来陕西省煤炭消费总量呈现明显上升趋势，几乎呈现直线上升，这与陕西经济的快速发展是密不可分的.

图1 1999～2008年陕西省大气主要污染物变化曲线 图2 1999～2008年陕西省煤炭消费总量变化曲线

10年来，陕西省煤炭消费总量不断上升，而大气中主要污染物呈缓慢下降趋势，出现这种变化趋势应该主要有以下几种原因：(1)NO2平均浓度变化在相对稳定的基础上呈缓慢降低的态势，并保持着一种相对平衡的状态，这说明陕西省近些年来加大了对机动车辆尾气排放的管理.(2)SO2和NO2浓度变化存在波动，但是波动幅度不是很大，说明陕西省各城市生活、生产等排污状况还没有得到彻底控制和治理.(3)近年来，陕西省为改善大气环境质量状况，实施了一系列积极有效的措施，加大治理燃煤型污染，控制城市二次扬尘污染，坚决取缔重污染的工业企业，严肃查处乱砍滥伐破坏生态的违法行为等，使陕西省各城区的大气环境质量得到了明显改善，尤其以可吸入颗粒物的污染降低幅度最为明显.虽然主要大气污染物的浓度变化存在波动，但总体上来说，近10年来陕西省大气污染程度得到了一定程度的缓解，这与政府相关部门以及社会各阶层的努力工作是密不可分的.

3 大气环境质量综合评价

大气环境质量有多种评价方法，国内很多学者尝试着用各种不同的评价方法对大气环境质量状况进行综合评价，例如人工神经网络模型[11]、灰色聚类关联分析法[12]、综合指数方法[13]以及模糊综合评价方法[14]等.模糊综合评价法是对许多综合问题进行评价的一种有效方法，在环境、采矿等工程领域均有广泛的应用，因此本文选取陕西省大气主要污染物二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10)作为影响因子，采用模糊综合评价模型方法，求出陕西省大气主要污染物各年综合污染程度，将大气环境质量按照最大隶属原则，划归不同环境空气质量等级，并加以比较，做出分析和评价.

表1 各项污染物浓度限值

3.1 评价标准

为改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，1996年国家环保总局颁布了《环境空气质量标准》(GB3095-1996)，如表1所示，此标准代替了1982年颁布的《大气环境质量标准》[15].本文的评价标准即采用中国人民共和国《环境空气质量标准》(GB3095-1996).

3.2 评价步骤

(1)确定评价对象的因素集U={u1,u2,u3,……,um}.

(2)给定评判集V={v1,v2,v3,……,vn}.

(3)建立隶属函数和模糊关系矩阵R.据肖位枢所述“质量评级的模糊数学模型”中，质量评价标准给出3种指标形式，对应列出3种不同的隶属函数.在此基础上，结合国家《环境空气质量标准》(GB3095-1996)，建立如下隶属函数：

上面所示的式子中：i=1，2，3，…，m表示各个污染因子，j表示每个评价年份，k=1，2，3，…，n表示各级大气环境质量标准.分别把各年的SO2、NO2和PM10年均浓度值(ui)和各级浓度标准值(vik)分别代入上面3个公式，得到模糊关系矩阵Rj.

(4)确定权重矩阵.为了突出各年主要污染物在评价中的作用，需要计算各污染因子的权重，计算公式如下：

表2 评价结果及各污染因子权重

其中，vi取各主要污染物各级标准的平均值；bij为1999～2008年第j年的第i种污染物权重，对bij进行归一化处理后，组成权重矩阵：Bj= (bj1，bj2，…，bjm).

(5)模糊综合评价计算.由模糊综合评价模型A=B○R求其复合运算，得A=(A1，A2，…，An)，并将评价结果进行归一化处理，记作A=(A1，A2，…，An)，按照最大隶属原则确定各年大气环境质量所属级别.

(6)评价结果分析.按照以上步骤，将所得综合评价结果列于表2.从表2可见，近10年来陕西省大气环境质量均符合国家环境空气质量三级标准，表明陕西省大气污染形势仍然不够乐观，提高大气环境质量，仍是政府环保部门工作的重中之重.三级标准的隶属度从2000年开始增大，从2004年后开始逐渐减小，2007年达到最小值，而一、二级标准的隶属度比重不断增大，这说明近10年来陕西省在改善大气环境质量方面作出了大量切实有效的工作.

4 结论

(1)总体上来看，10年来陕西省的空气环境质量状况明显好转，10年来空气中的首要污染物仍然是颗粒物.空气中的主要污染物SO2和NO2的年均浓度值呈缓慢下降趋势，波动浮动不大，并处在一个动态平衡状态；而PM10出现了直线式的下降，说明陕西省对颗粒物的防控力度逐年加强，使大气质量有所好转.

(2)陕西省以燃煤为主的能源工业结构的现状以及人为活动对生态环境的破坏，使得颗粒物(主要是PM10)成为最为主要的污染因子.因此，要改善大气环境质量状况，则需要在转变能源工业结构，转变经济增长方式，进行大气环境综合治理等方面继续加大力度，做出更加切实可行的工作.

(3)通过对大气环境质量的模糊综合评价分析，确定了污染因子权重，较高的依然是PM10，这符合PM10作为陕西省首要大气污染物的实际状况.利用上述模糊综合评价模型，求出各年环境空气质量一、二、三级隶属度，可以做纵向的动态比较，为政府相关部门及时调整决策提供依据.

参考文献

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