運用PSR模型綜合評價大氣環(huán)境質(zhì)量研究

肖紅 胥雯凱 申艷萍 趙敬 曹潤澤

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.084

摘 要：將PSR模型作為大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價模的依據(jù)，從體現(xiàn)環(huán)境、社會、經(jīng)濟是否協(xié)調(diào)發(fā)展的角度對許昌市2010年大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行評價，從時間尺度上（2001—2010年）對許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量進行定量評估和動態(tài)趨勢分析。結(jié)果表明：2010年許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量處于較安全級別，2001—2010年大氣環(huán)境質(zhì)量變化穩(wěn)定且呈好轉(zhuǎn)趨勢。評價結(jié)果與實際情況相符。

關(guān)鍵詞：大氣環(huán)境質(zhì)量 PSR模型 綜合指數(shù)法

中圖分類號：X826 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（a）-0084-04

大氣環(huán)境質(zhì)量是城市環(huán)境質(zhì)量綜合考核的重要組成部分，因此如何對大氣環(huán)境質(zhì)量進行科學(xué)定量的評價成為人們關(guān)注的重點.目前，研究某地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的評價方法主要有污染指數(shù)法、層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、屬性識別分析法等，這些方法各具特色，但它們無一例外地只考慮了根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀污染級別的評價，而忽略了社會、經(jīng)濟、人口、資源等因素對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響評價。筆者認為，大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價應(yīng)不僅全面系統(tǒng)地反映出該地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，也應(yīng)反映經(jīng)濟、社會、環(huán)境是否協(xié)調(diào)發(fā)展，污染控制手段是否有效可行，從而判斷該地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量是否安全，進而對影響大氣環(huán)境質(zhì)量的“危險要素”甄別篩查，為進一步改善地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量提供科學(xué)的理論依據(jù)。

基于以上考慮，文章將世界經(jīng)濟合作和開發(fā)組織（OECD）與聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同提出的PSR模型（Pressure-State-Response；壓力-狀態(tài)-響應(yīng)）作為大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價的依據(jù)，該模型考慮了人類活動對環(huán)境的壓力，自然資源質(zhì)和量的變化，人們對這些變化的響應(yīng)，采取的減少、預(yù)防和緩解自然環(huán)境不理想變化的措施[1]。許昌市位于河南省中部，是中原城市群核心城市之一，文章以許昌市為例，初探大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價模式，旨在對各中原經(jīng)濟區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量的綜合評價和判斷環(huán)境、社會、經(jīng)濟是否協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供有益的借鑒。

1 評價模型

1.1 指標(biāo)體系

依據(jù)壓力-狀態(tài)-響應(yīng)概念模型建立指標(biāo)體系[2]（見表1），系統(tǒng)壓力指標(biāo)表征人類活動、自然資源等對大氣環(huán)境造成的壓力與負荷；系統(tǒng)狀態(tài)指標(biāo)表征大氣環(huán)境質(zhì)量的狀況；系統(tǒng)響應(yīng)指標(biāo)表征人類對大氣環(huán)境問題所采取的對策、措施或效果。

參考值的確定依據(jù)：（1）已有國家標(biāo)準，采用較優(yōu)級別標(biāo)準作為安全值，較劣級別標(biāo)準作為臨界值。如C8、C9、C10均采用《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準》（GB3095-1996）一級標(biāo)準值作為安全值，二級標(biāo)準值作為臨界值。（2）國家或地方的發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)和環(huán)境保護計劃目標(biāo)。如C6、C7分別依據(jù)《河南省環(huán)境保護模范城市考核指標(biāo)》標(biāo)準值7.4和17.6作為臨界值，取其值的50%作為安全值；C15依據(jù)《河南省環(huán)境保護模范城市考核指標(biāo)》標(biāo)準值40%作為臨界值，取其2倍值的80%作為安全值。（3）零值法。如C12將酸雨發(fā)生率為0作為安全值，酸雨發(fā)生率為50%作為臨界值；如C12、C13分別將同比SO2和煙塵排放減少幅度為0作為臨界值，取同比SO2和煙塵排放減少幅度為20%安全值。（4）類比標(biāo)準。參考國內(nèi)外處于領(lǐng)先水平、國內(nèi)或省內(nèi)平均水平城市的現(xiàn)狀值做安全值，采用國際或國內(nèi)公認的較劣值為臨界值。如C1和C4分別采用城市人口密度和人均擁有汽車量較大的城市（深圳、上海等）的值作為臨界值，采用部分人口密度和人均擁有汽車量較小的中小城市的平均值作為安全值；如C2、C3分別采取河南省單位GDP能耗和單位GDP電耗較大的城市均值作為臨界值，單位GDP能耗和單位GDP電耗較小的城市均值作為安全值；C16采取河南省廢氣治理投資占GDP比重較小的城市作為臨界值，廢氣治理投資占GDP比重較大的城市作為安全值。

1.2 數(shù)據(jù)規(guī)范化處理

用大氣環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)值表述評價對象現(xiàn)狀與安全狀態(tài)的符合程度和向目標(biāo)接近的速度。該值越接近1，就越安全；該值越接近0，就越不安全。歸一化處理計算公式如下。

對于數(shù)值越大越好的正向型指標(biāo)：

Y= （1）

對于數(shù)值越小越好的負向型指標(biāo)：

Y= （2）

式中：Xij為指標(biāo)的現(xiàn)狀值；Xmax為指標(biāo)參考值的最大值；Xmin為指標(biāo)參考值的最小值。

1.3 權(quán)重的確定

對省市的環(huán)保專家、生態(tài)學(xué)家以及城市管理者進行Delphi問卷調(diào)查，在匯總專家調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，按層次分析法原理，采用方根法，得到評價指標(biāo)的相對重要性判斷矩陣，最后采用熵技術(shù)對AHP法確定的權(quán)系數(shù)進行修正得出權(quán)重值。

1.4 城市生態(tài)安全質(zhì)量分級

參考國內(nèi)外相關(guān)研究和成果，制定了大氣環(huán)境質(zhì)量分級標(biāo)準。具體見表2。

1.5 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2010年《河南省統(tǒng)計年鑒》和《河南省環(huán)境質(zhì)量報告書》、2001年至2010年《許昌市統(tǒng)計年鑒》和《許昌市環(huán)境質(zhì)量報告書》。具體數(shù)據(jù)值見表3。

2 結(jié)果現(xiàn)狀評價

許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)及項目層、指標(biāo)層評價結(jié)果分別見圖1、圖2。

從圖1可知，2010年河南省和許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量級別均為較安全，許昌市大氣環(huán)境綜合指數(shù)為0.6784，略高于河南省平均水平。從許昌市項目層評價結(jié)果來看，系統(tǒng)狀態(tài)> 系統(tǒng)壓力>系統(tǒng)響應(yīng)。

從系統(tǒng)壓力來看，許昌市所受壓力小于全省平均水平，且處于安全級別。由圖2系統(tǒng)壓力各指標(biāo)層數(shù)值可知：C1（城市人口密度）和C5（森林覆蓋率）劣于省均水平外，其余6項指標(biāo)均優(yōu)于省均水平且處于較安全級別以上，這說明許昌市單位GDP能耗、電耗、單位工業(yè)增加值SO2排放強度和煙塵排放強度等指標(biāo)處于河南省前列，并未對系統(tǒng)造成較大的壓力。城市人口密度較大和森林覆蓋率低主要是由于許昌市土地面積較小，僅占全省土地面積的3.0%，珍貴的土地資源使大面積植樹造林不能成為現(xiàn)實，但從城市建成區(qū)綠化覆蓋率（38.9%）、人均公園綠地面積（8.13 m2）等指標(biāo)均優(yōu)于全省平均水平，這在很大程度上彌補了森林覆蓋率低的不足。

從系統(tǒng)狀態(tài)來看，許昌市優(yōu)于全省平均水平。各指標(biāo)層數(shù)值均優(yōu)于省均水平，除C8（PM10年平均值）處于臨界安全級別外，其余均處于安全級別。主要是因為許昌市的能源結(jié)構(gòu)仍以燃煤為主，屬于煤煙型污染。

從系統(tǒng)響應(yīng)來看，許昌市略高于全省平均水平。但從指標(biāo)層來看，C14（廢氣治理投資占GDP比重）幾乎為0，說明在廢氣治理投資方面還未引起足夠的重視。

3 趨勢分析

從圖3許昌市2001年至2010年大氣環(huán)境質(zhì)量變化情況可以看出，大氣環(huán)境質(zhì)量總體比較穩(wěn)定且有所好轉(zhuǎn)，綜合指數(shù)維持在臨界安全與較安全之間，年際間表現(xiàn)出2001—2007年間變化不大，2008—2010年明顯好轉(zhuǎn)的變化規(guī)律。系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)狀態(tài)較好，基本維持在較安全級別以上，但2007年系統(tǒng)狀態(tài)降至臨界安全，主要是由于該年度SO2和NO2年均值同時高于往年造成的。系統(tǒng)響應(yīng)能力整體較弱，維持在不安全與臨界安全之間，這主要與廢氣治理投資占GDP比重偏小有關(guān)。系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)狀態(tài)和系統(tǒng)響應(yīng)年際間變化規(guī)律與綜合指數(shù)相似。

采用國家環(huán)保局《環(huán)境質(zhì)量報告書編寫技術(shù)規(guī)定》（1991年）推薦的Daniel的spearman秩相關(guān)系數(shù)法對2001—2010年許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量狀況進行趨勢分析。取0.05為顯著性水平，趨勢評價結(jié)果見表4。

4 結(jié)語

2010年許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量級別為較安全，綜合指數(shù)、系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)狀態(tài)和系統(tǒng)響應(yīng)均高于全省平均水平。影響許昌市大氣環(huán)境質(zhì)量的限制性因素主要為城市人口密度較大、森林覆蓋率較低和廢氣治理投資水平較低。從2001年至2010年大氣環(huán)境質(zhì)量狀況變化呈一定的階段性，2001年至2007年變化不大，而近3年上升較快，綜合指數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)變化穩(wěn)定，系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)響應(yīng)呈顯著好轉(zhuǎn)趨勢，說明許昌市在“十五”與“十一五”期間大氣環(huán)境質(zhì)量與社會經(jīng)濟發(fā)展基本協(xié)調(diào)。

參考文獻

[1] 陳國階.論生態(tài)安全[J].重慶環(huán)境科學(xué)，2002，24（3）：1-4.

[2] 程春明.城市環(huán)境質(zhì)量評價綜合指標(biāo)體系研究之二大氣指標(biāo)[J].中國環(huán)境監(jiān)測，1995，11（3）：36-41.