區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)建設(shè)需求分析

李東紅

（蘭州市西固生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，甘肅 蘭州 730060）

近年來(lái)，我國(guó)的大氣環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，不僅對(duì)人們的生存環(huán)境造成了巨大危害，同時(shí)也嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量，大氣環(huán)境污染治理已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也為大氣污染防治工作提供了更好的技術(shù)支持。在治理大氣污染時(shí)需要應(yīng)用科學(xué)的治理技術(shù)，不斷提升大氣污染治理工作的水平，促進(jìn)空氣質(zhì)量的有效提升，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[1]。通過(guò)對(duì)當(dāng)前階段我國(guó)大氣環(huán)境治理工作的分析，發(fā)現(xiàn)其中仍然存在一些問(wèn)題，所以今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)的建設(shè)，全面掌握實(shí)際建設(shè)需求，并采取科學(xué)合理的措施，不斷提高我國(guó)區(qū)域大氣環(huán)境污染治理水平。

1 我國(guó)區(qū)域大氣污染現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，大氣污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，人們長(zhǎng)期處于這種環(huán)境中還容易誘發(fā)各種呼吸道疾病，嚴(yán)重危害了人們的身體健康。同時(shí)城市中的大氣能見(jiàn)度也在不斷降低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的霧霾現(xiàn)象。城市大氣污染問(wèn)題是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間演變而形成的，在不同的時(shí)間段污染程度也有所差異。一直以來(lái)我國(guó)對(duì)大氣污染的治理工作十分重視，從2010年開(kāi)始就針對(duì)污染物、污染源、大氣問(wèn)題和污染區(qū)域等方面展開(kāi)相關(guān)研究，對(duì)采集到的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和整理，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)污染源數(shù)量在不斷增多，污染物類型也越來(lái)越豐富，并且這種現(xiàn)象隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展變得越來(lái)越明顯。比如，原來(lái)主要是在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的污染物，現(xiàn)在又出現(xiàn)了機(jī)動(dòng)車、揚(yáng)塵、二次無(wú)機(jī)氣溶膠等污染物。根據(jù)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站得到的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以分析出導(dǎo)致城市污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的原因，比如城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速提升，交通行業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)，車流量不斷增大等，造成向城市大氣中排放出大量的廢氣，對(duì)城市大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染[2-3]。另外，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，在城市中出現(xiàn)了越來(lái)越多的工程建設(shè)項(xiàng)目；城市人口數(shù)量的不斷增多，使人口密集程度越來(lái)越高，對(duì)城市的空氣流通造成了一定影響；城市的熱導(dǎo)效應(yīng)，最后都會(huì)導(dǎo)致城市空氣污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

2 大氣污染的特點(diǎn)分析

2.1 含菌量較高

由于中國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的不斷加快，城市人口的總量也在日益擴(kuò)大，又因?yàn)槌擎?zhèn)化發(fā)展過(guò)程中所預(yù)留的城市綠化面積較小，導(dǎo)致了大量的病菌存在于空氣環(huán)境中，特別是在城市邊緣的工業(yè)園區(qū)，其排放出的廢氣中病菌含量要高出很多，若直接把這種帶有病菌的廢氣釋放到城市大氣環(huán)境中，會(huì)造成城市大氣環(huán)境中含菌量的大大增加，從而容易引發(fā)各種傳染病[4]。此外，在人流量較大的商業(yè)區(qū)、步行街以及大型超市等這些公共場(chǎng)所，因?yàn)槿藛T來(lái)往比較頻繁，人口也比較密集，所以氣體中存在的病菌數(shù)量也要高于其他地方。

2.2 懸浮顆粒物含量較高

有關(guān)資料表明，造成城市大氣自然環(huán)境受到污染的最主要的物質(zhì)是懸浮顆粒物和可吸入顆粒物，而這些物質(zhì)在大氣自然環(huán)境中的含量都較高，會(huì)對(duì)大氣質(zhì)量形成較大的危害，在這些污染中，二氧化硫是一種很常見(jiàn)的環(huán)境污染氣體，其不但會(huì)污染大氣環(huán)境，而且本身也具有一定毒性，會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生很大的影響。

2.3 煤煙型污染是主要污染來(lái)源

我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展離不開(kāi)煤炭資源的支持，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大部分企業(yè)都會(huì)使用煤炭作為燃料，這也是導(dǎo)致我國(guó)出現(xiàn)大氣污染問(wèn)題的主要原因。特別是在一些工業(yè)能源中，雖然燃煤的生產(chǎn)占比已經(jīng)超過(guò)了百分之五十以上，但部分工廠在生產(chǎn)過(guò)程中，不具備良好的生產(chǎn)技術(shù)水平，缺乏先進(jìn)的空氣凈化裝置，并且只注重追求更高的經(jīng)濟(jì)效益。盡管企業(yè)的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益得到了很大程度地提升，但是也排放出了大量的工業(yè)廢氣，從而對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。

2.4 發(fā)展中城市大氣污染日益嚴(yán)重

當(dāng)前階段，我國(guó)的一些中小型城市仍處在發(fā)展的初級(jí)階段，把經(jīng)濟(jì)效益視為發(fā)展的第一要求，在這樣的背景下，很多城市的工業(yè)企業(yè)和行政單位均未有效管理環(huán)保相關(guān)工作，同時(shí)這些城市在實(shí)施新生產(chǎn)管理模式時(shí)，也大多以粗放的經(jīng)營(yíng)方式為主，不但導(dǎo)致出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的土地資源浪費(fèi)問(wèn)題，而且還對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生了無(wú)法挽回的破壞。

3 信息技術(shù)對(duì)大氣污染治理的支撐作用

3.1 促進(jìn)整合與共享 助力區(qū)域協(xié)同治理大氣污染

大氣環(huán)境和大氣生態(tài)都具備整體性特征，因而形成了“區(qū)域”，這種“區(qū)域”是呈自然分布狀態(tài)，不會(huì)受到行政區(qū)劃的影響。因此，針對(duì)區(qū)域霧霾等污染問(wèn)題，必須基于大氣等環(huán)境要素的整體性采取相應(yīng)的措施。信息技術(shù)的快速發(fā)展可以為區(qū)域大氣污染治理工作提供技術(shù)支持，通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)能夠獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并以此為基礎(chǔ)建立完善的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，有助于打破部門與行政區(qū)劃的壁壘，形成針對(duì)區(qū)域某一特定大氣環(huán)境問(wèn)題的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)[5]。區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)將針對(duì)解決區(qū)域性大氣環(huán)境問(wèn)題，以落實(shí)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，切實(shí)改善空氣質(zhì)量的相關(guān)工作要求為核心，開(kāi)展跨部委的系統(tǒng)建設(shè)，增強(qiáng)各相關(guān)部委之間以及中央對(duì)地方大氣污染防治工作進(jìn)展、工作成效的把控，推動(dòng)大氣環(huán)境日?；芾?、定量化考核水平的不斷提高。同時(shí)，系統(tǒng)可借此形成跨部委的數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計(jì)和分析能力。

3.2 增強(qiáng)定量化分析能力與輔助決策水平

科學(xué)地應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)可以促進(jìn)大氣污染防治工作定量化水平的有效提升，具體體現(xiàn)為兩個(gè)方面：一方面，通過(guò)各類大氣污染分析模型，并充分結(jié)合大氣環(huán)境質(zhì)量、大氣污染物排放量及排放特征的時(shí)空分布等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域大氣質(zhì)量現(xiàn)狀、污染原因、污染變化情況以及污染治理效果做出定量化的分析和評(píng)價(jià)，從而使大氣環(huán)境狀況的評(píng)估結(jié)果變得更加準(zhǔn)確可靠[6]。另一方面，通過(guò)將具體的治理措施參數(shù)化，定量評(píng)估現(xiàn)有的大氣污染防治措施對(duì)區(qū)域大氣污染進(jìn)行削減的效果，再結(jié)合對(duì)污染來(lái)源和變化趨勢(shì)的量化分析，為區(qū)域大氣污染防治對(duì)策的制定提供決策支持，為區(qū)域限批、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等具體管理措施的制定提供數(shù)據(jù)支持，為提升大氣環(huán)境管理的科學(xué)決策水平提供輔助決策的平臺(tái)與技術(shù)。

4 系統(tǒng)需求分析

4.1 系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)需求架構(gòu)

區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)按照時(shí)間維度共分為三個(gè)業(yè)務(wù)域：大氣環(huán)境狀況評(píng)估、大氣污染源管理與污染物減排、區(qū)域大氣環(huán)境管理決策支持。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)度與綜合分析等功能的建設(shè)實(shí)現(xiàn)“說(shuō)清大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，說(shuō)清污染物總量，說(shuō)清污染成因，說(shuō)清變化趨勢(shì)”的建設(shè)目標(biāo)。

4.1.1 大氣環(huán)境狀況評(píng)估部分的建設(shè)內(nèi)容

主要是對(duì)過(guò)去大氣污染治理成果及環(huán)境質(zhì)量的評(píng)估，對(duì)大氣污染發(fā)生的規(guī)律、對(duì)造成污染的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)行業(yè)污染源進(jìn)行識(shí)別，為環(huán)境管理部門核實(shí)污染治理效果、應(yīng)對(duì)污染天氣提供數(shù)據(jù)支持。

4.1.2 大氣污染源管理與污染物減排部分的建設(shè)內(nèi)容

該部分是實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前大氣污染源的有效管理。通過(guò)結(jié)合系統(tǒng)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的目標(biāo)任務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃考核的定量化、日常化和動(dòng)態(tài)化，為有效提高大氣污染防治管理水平提供平臺(tái)支撐[7]。

4.1.3 區(qū)域大氣環(huán)境管理決策支持預(yù)測(cè)部分的建設(shè)內(nèi)容

該部分面向未來(lái)，通過(guò)分析大氣污染物總量與大氣環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系，為動(dòng)態(tài)調(diào)整大氣污染防治方案提供定量化支持，通過(guò)區(qū)域空氣質(zhì)量的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)、預(yù)警為“十三五”期間大氣污染防治工作提供定量化的數(shù)據(jù)支持。

5 區(qū)域大氣污染防治系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)功能需求

5.1 對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估

按照一定的時(shí)間順序，合理利用相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)地方大氣環(huán)境質(zhì)量的狀況和改善效果作出全面評(píng)價(jià)，同時(shí)通過(guò)對(duì)地方大氣環(huán)境的風(fēng)向和風(fēng)速等主要?dú)庀髼l件作出評(píng)估，為大氣污染治理工作人員及時(shí)掌握空氣污染防治效果提供了很大便利，也可以使地方大氣污染效果實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的有效評(píng)估[8]。采用該種方法，可以使區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作更加完備，使之產(chǎn)生了相應(yīng)的可預(yù)測(cè)性價(jià)值。

5.2 對(duì)區(qū)域大氣污染的成因進(jìn)行分析

通過(guò)對(duì)區(qū)域大氣污染因素進(jìn)行分類，其重點(diǎn)是識(shí)別各地區(qū)顆粒物的污染總量以及各地區(qū)、各產(chǎn)業(yè)的整體污染情況，了解不同范圍內(nèi)的重點(diǎn)污染地區(qū)和重點(diǎn)污染源，并由環(huán)保監(jiān)測(cè)部門對(duì)其結(jié)果進(jìn)行核實(shí)，從而確定各個(gè)地區(qū)的減排成效。還可以通過(guò)地區(qū)聯(lián)合的形式對(duì)地區(qū)的大氣污染問(wèn)題實(shí)施有效管理，從而減少外部因素以及其他環(huán)境影響因素對(duì)地區(qū)大氣污染因素分析所造成的干擾。特別是在實(shí)施地區(qū)聯(lián)合的環(huán)境分析工作時(shí)，還必須要掌握各個(gè)地區(qū)內(nèi)的主要空氣污染因素，這樣才能提高大氣環(huán)境狀況檢測(cè)功能的實(shí)效性，使系統(tǒng)的準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步提高。

5.3 污染源監(jiān)管與量化考核

根據(jù)國(guó)家制定的工業(yè)大氣環(huán)境污染治理?xiàng)l例，在對(duì)工業(yè)大氣污染問(wèn)題進(jìn)行治理時(shí)，就必須對(duì)地區(qū)環(huán)境污染狀況進(jìn)行綜合考核和評(píng)價(jià)，在實(shí)施監(jiān)測(cè)工作時(shí)，就必須關(guān)注地區(qū)范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)車廢氣污染、工業(yè)廢氣污染等問(wèn)題，并通過(guò)嚴(yán)格控制燃煤和油品供給，使工業(yè)大氣環(huán)境污染整治工作取得比較理想的效果。在實(shí)施全面化的工業(yè)大氣污染源管控措施時(shí)，必須建立全面、科學(xué)的工業(yè)大氣環(huán)境污染治理考核制度，并將其運(yùn)用到各個(gè)地區(qū)內(nèi)，并進(jìn)步一明確相關(guān)責(zé)任，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)大氣污染源的定量考評(píng)目的。

5.4 區(qū)域大氣污染物的排放預(yù)測(cè)

在區(qū)域大氣污染防治管理系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，需要將全國(guó)范圍內(nèi)大氣污染物的總排放量作為重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，主要涉及二氧化硫、氨氧化物、細(xì)顆粒物和揮發(fā)性有機(jī)物等諸多因素，做好這些污染物排放的預(yù)測(cè)工作，同時(shí)對(duì)大氣整體環(huán)境特征展開(kāi)分析，并進(jìn)行減排能力預(yù)估，通過(guò)采用這些方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出區(qū)域大氣污染物的排放情況。

6 系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析

6.1 污染源排放清單

在大氣環(huán)境污染治理系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，污染源排放清單發(fā)揮著十分重要的作用，它既屬于起始的科學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)又是對(duì)環(huán)境污染狀況進(jìn)行分析的重要依據(jù)，對(duì)大氣環(huán)境中化學(xué)演變過(guò)程的深入研究具有先決意義，可以協(xié)助科研人員通過(guò)模擬二次污染，全面掌握某一區(qū)域的環(huán)境污染狀況，同時(shí)還有助于制定合理的節(jié)能減排方法[9]。對(duì)污染嚴(yán)重的大氣進(jìn)行治理，最重要的是要嚴(yán)格遵循國(guó)家制定的相關(guān)政策，最后形成相應(yīng)的區(qū)域污染清單，具體過(guò)程如下：首先對(duì)污染源進(jìn)行劃分，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，最后對(duì)污染清單計(jì)算空間范圍作出判斷，其中還包括污染源排放量的計(jì)算方法，并對(duì)人類活動(dòng)水平的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)地研究，而且要做好數(shù)據(jù)分析工作，最后是對(duì)質(zhì)量作出合理控制。

6.2 區(qū)域大氣復(fù)合污染來(lái)源分析

全面分析研究大氣顆粒物的主要產(chǎn)生原因，合理采用化學(xué)、物理以及數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，對(duì)大氣環(huán)境中的顆粒污染物來(lái)源展開(kāi)分析，從而明確顆粒污染物產(chǎn)生的實(shí)際原因。在具體鑒別過(guò)程中需要應(yīng)用多種先進(jìn)方法，比如源清單法、源模型法和受體模擬法等。在對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行處理過(guò)程中，應(yīng)建立科學(xué)完善的防治管理系統(tǒng)，此外還應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制的目的，成功構(gòu)建出原模型與受體模型，并將這兩種不同的模型結(jié)合到一起，利用模型來(lái)全面分析區(qū)域大氣顆粒污染物產(chǎn)生的原因，進(jìn)而采用量化的方法得出污染源貢獻(xiàn)數(shù)值及其相關(guān)分擔(dān)率，并展開(kāi)定量分析。

6.3 區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)

空氣質(zhì)量數(shù)字預(yù)測(cè)方法，在當(dāng)下是一種比較關(guān)鍵的環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)涉及到的基本內(nèi)容是大氣環(huán)境動(dòng)力學(xué)方面的知識(shí)。合理利用空氣質(zhì)量數(shù)字預(yù)測(cè)方法對(duì)區(qū)域的空氣質(zhì)量進(jìn)行分析，全面掌握大氣環(huán)境污染物在空氣中的各種物理及化學(xué)反應(yīng)，并將實(shí)際反應(yīng)過(guò)程描述出來(lái)，接下來(lái)再合理利用數(shù)字統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)區(qū)域大氣污染物的濃度以及具體分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。區(qū)域大氣污染治理系統(tǒng)，主要是利用中國(guó)科學(xué)院大氣環(huán)境污染物研究所研制的嵌套網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模擬系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展具體的工作流程。

6.4 區(qū)域大氣環(huán)境承載能力評(píng)估

區(qū)域大氣環(huán)境的承載力是指在一定時(shí)期內(nèi)或在某種狀況下，相同區(qū)域大氣環(huán)境可以承載的人類活動(dòng)閾值。在區(qū)域大氣污染治理系統(tǒng)中包括我國(guó)海洋三維天氣歷史數(shù)據(jù)、大氣環(huán)境污染源動(dòng)態(tài)排放清單、海洋土地利用變動(dòng)統(tǒng)計(jì)信息等，將這些信息輸入到空氣質(zhì)量模型中，該系統(tǒng)將對(duì)全年范圍內(nèi)的時(shí)間范圍、重點(diǎn)污染物和大氣環(huán)境容量進(jìn)行動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)。

6.5 大氣污染區(qū)域輸送規(guī)律

大氣污染物區(qū)域的傳輸路徑主要是指在一定區(qū)域或者時(shí)段內(nèi)的穩(wěn)定性風(fēng)帶現(xiàn)象，其屬于在這一地域的空間范圍或者局部區(qū)域范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)生的穩(wěn)定歐拉風(fēng)場(chǎng)現(xiàn)象，其空間或者時(shí)間范圍具有特定的相繼性或者連續(xù)性，并且通常呈現(xiàn)出多頻次特征。區(qū)域大氣污染的預(yù)防與管理，主要采用的方法是軌道聚類分析、管道梯度彌散辨識(shí)等方法，并利用這些方法對(duì)帶污染區(qū)域的輸送狀況、輸送規(guī)律以及聚集狀況等進(jìn)行分析并最終確定，繼而得到一個(gè)中心點(diǎn)，然后把這個(gè)中心點(diǎn)當(dāng)作既定目標(biāo)，將相應(yīng)的輸送路徑計(jì)算出來(lái)。

7 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前階段，我國(guó)大氣環(huán)境管理機(jī)制中還存在著一些問(wèn)題，尚未建立起比較完善的政府制約與獎(jiǎng)勵(lì)制度，在此種背景下，建立健全生態(tài)文明法律法規(guī)，對(duì)區(qū)域大氣污染的防治管理工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在開(kāi)展大氣污染防治與管理的相關(guān)工作時(shí)，必須要全面分析并掌握政策和市場(chǎng)之間的關(guān)系，充分認(rèn)識(shí)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的具體要求，并分析大氣環(huán)境的特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)注重提高人們對(duì)大氣環(huán)境污染問(wèn)題的重視程度，只有這樣，才能保證相關(guān)部門從意識(shí)層面順利實(shí)施大氣生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作。