基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估

胡 兵

（錦州市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 錦州 121000）

環(huán)境污染是指人為地向環(huán)境中排入大量污染物并超出環(huán)境自凈能力，對(duì)境造成嚴(yán)重破壞[1-3]。這導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重失衡，擾亂了人們的日常生活和工作，造成生態(tài)系統(tǒng)失衡。為了有效解決當(dāng)前嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，有必要基于大數(shù)據(jù)來評(píng)估環(huán)境污染趨勢(shì)。本文基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估方法，對(duì)環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估算法和流程體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而有效提高環(huán)境質(zhì)量。

1 城市環(huán)境污染現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.1 水污染程度和發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估

我國不少城市面臨嚴(yán)重的工業(yè)污染，污水排放問題十分嚴(yán)重，部分居民沒有干凈的飲用水[4-5]。全國飲用水總體處于輕度污染狀態(tài)，全國十大水系中，松花江、遼河和黃河等污染情況十分嚴(yán)重[6]。

1.2 空氣污染程度和發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估

當(dāng)前，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，工業(yè)化、城市化持續(xù)推進(jìn)，城市建筑密度逐漸變大，機(jī)動(dòng)車數(shù)量也日益增加，造成城市氮氧化物污染逐漸加重，出現(xiàn)霧霾的城市日益增多[7]。從東北至西北，從華北至黃淮再到江南，我國很多城市都陷于霧霾天氣中。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，氮氧化物是大氣污染的元兇之一，在浙江、北京、廣東、上海、江蘇和新疆等地，氮氧化物濃度較大。

顆粒物濃度是影響城市空氣質(zhì)量的重要因素，如PM2.5和PM10。但是，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中目前仍占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)國際衛(wèi)生組織的報(bào)告數(shù)據(jù)，與發(fā)達(dá)國家的城市相比，我國城市的空氣質(zhì)量整體較差，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

1.3 固體廢棄物污染程度和發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估

隨著工業(yè)企業(yè)的迅猛發(fā)展，固體廢棄物的產(chǎn)生量與日俱增，如不進(jìn)行集中處理，廢棄物中的有害有毒成分很容易進(jìn)入土壤中，造成城市土壤酸化、堿化或毒化，導(dǎo)致地下水被污染，對(duì)動(dòng)植物的發(fā)育和生長造成嚴(yán)重的影響[8-10]。同時(shí)，城市化的推進(jìn)催生出大量建筑垃圾，其在城市廢棄物中的比重較大。如果處理不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重污染城市環(huán)境，威脅城市居民的身體健康和正常生活。

表1 我國城市和世界城市中空氣的質(zhì)量進(jìn)行比較

2 環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估

2.1 環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估算法

當(dāng)前，我國正處于工業(yè)高速發(fā)展階段，環(huán)境污染因素復(fù)雜多樣，污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻。目前，我國很多地方出現(xiàn)資源短缺、生態(tài)環(huán)境破壞等問題。

為有效解決城市污染問題，有必要對(duì)城市環(huán)境污染趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。測評(píng)時(shí)，設(shè)環(huán)境污染程度歸一化處理參數(shù)為δ，環(huán)境影響因素在污染程度中的權(quán)重向量為i，環(huán)境污染處理成功率為n，對(duì)污染濃度En進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

然后對(duì)環(huán)境污染趨勢(shì)G進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，由于施工過程中會(huì)受到很多外部因素影響，設(shè)測評(píng)結(jié)果影響率為r，環(huán)境估算方法如下：

利用式（1）和式（2），人們可以對(duì)環(huán)城市境污染程度和趨勢(shì)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)環(huán)境管理測評(píng)體系。結(jié)合以上算法，人們可以對(duì)環(huán)境污染趨勢(shì)進(jìn)行估算，從而達(dá)到有效控制環(huán)境污染的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2 環(huán)境污染評(píng)估體系設(shè)計(jì)

隨著大氣污染物的持續(xù)排放，當(dāng)前污染物排放總量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出環(huán)境容量，導(dǎo)致霧霾天氣時(shí)有發(fā)生。為了科學(xué)評(píng)估環(huán)境質(zhì)量，我國將可吸入顆粒物含量列為空氣污染考核的重要因素。為了妥善解決環(huán)境問題，人們需要精準(zhǔn)評(píng)估環(huán)境污染趨勢(shì)。因此，筆者對(duì)環(huán)境污染趨勢(shì)評(píng)估算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行評(píng)估，以期更好地處理當(dāng)前日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題。為了采集和處理環(huán)境污染數(shù)據(jù)，有效評(píng)估城市污染情況，結(jié)合前文算法，筆者設(shè)計(jì)了環(huán)境污染評(píng)估體系，其流程如圖1所示。

圖1 污染評(píng)估系統(tǒng)處理模塊設(shè)計(jì)

對(duì)比預(yù)期結(jié)果時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)采集的污染數(shù)據(jù)超出正常指標(biāo)范圍，就說明該污染物的濃度超標(biāo)。該功能可以自動(dòng)檢索并定位高污染區(qū)域，精準(zhǔn)快速地傳輸數(shù)據(jù)信息。

3 結(jié)語

信息時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大，人們獲取數(shù)據(jù)的渠道也不斷增加，數(shù)據(jù)處理能力越來越強(qiáng)。作為一種新興技術(shù)，大數(shù)據(jù)在海量數(shù)據(jù)的收集、整理與分析中發(fā)揮不可替代的作用。目前，大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，人們也可以將其應(yīng)用在環(huán)境污染趨勢(shì)估算中?；诖髷?shù)據(jù)，筆者對(duì)當(dāng)前城市環(huán)境污染趨勢(shì)進(jìn)行有效評(píng)估，并優(yōu)化了環(huán)境污染評(píng)估體系，以期實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境變化，提高環(huán)境監(jiān)測水平，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。