基于地基觀測的大氣污染防治效果評估方法研究

關(guān)鍵詞：大氣污染防治；地基觀測；評估指標模型；量化評估方法 中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）06-0197-03 DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.059

Study on the Evaluation Method of Air Pollution Prevention and Control Effect Based on Ground Observation

CUIHao'，XIARongping2，DINGYingying （1.Lanling County Environmental Monitoring Centerof Linyi City，Linyi2777oo，China; 2.Linyi City Environmental Emergency Management Service Center; 3.Linyi Ecological Environment Comprehensive Law Enforcement Detachment，Linyi 276ooo，China）

Abstract：Atpresent，therearesome prominentproblems intheevaluationoftheefectiveness ofairpolutionprevention andcontrol，especiallytheinsufficientcomprehensivenessofmultiplepollutants，andthedificultyinanalyzingcausal relationships.This paper constructsan evaluation index model forairpollution preventionand control basedon ground observation，clarifiesthe principlesofobservation pointlayoutandobservation index system，and proposesascientific quantitativeevaluation method bycombining pollutionreduction rate method，airquality improvement index method，and multifactordecompositionmodel.Clasicregional experiments haveverifiedthateach methodexhibitsstrong applicability andreliabilityindiferentscenarios.Theresultsindicatethatthemulti factordecompositionmodelcandeeplyanalyze the contributions ofpolicyand meteorologicalfactors togovernance efectiveness，providing importantreferences foroptimizing regional pollution prevention and control strategies.

Keywords：preventonandcontrolofairpolution;groundobservation;evaluationindicatormodel;quantitativeevaluatioetod

與政策影響評估，具有重要的科學(xué)價值和實踐意義。

大氣污染已成為威脅全球生態(tài)環(huán)境和公眾健康的主要問題，其治理成效的科學(xué)評估是優(yōu)化政策、精準施策的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。然而，目前，大氣污染防治效果評估多局限于單一指標或簡單模型，難以全面反映多污染物、多因素的復(fù)雜關(guān)聯(lián)。探索基于地基觀測的綜合評估方法，融合污染物動態(tài)監(jiān)測、氣象條件解析

1大氣污染地基觀測技術(shù)體系構(gòu)建

1.1 觀測點位布設(shè)原則

在構(gòu)建大氣污染地基觀測技術(shù)體系時，觀測點位布設(shè)需要遵循科學(xué)性、代表性、綜合性和可操作性相結(jié)合的原則?？茖W(xué)性要求布設(shè)點位準確捕捉區(qū)域內(nèi)主要污染源的特征排放和空間分布，確保數(shù)據(jù)采集的準確性和可靠性；代表性體現(xiàn)在點位需要覆蓋工業(yè)區(qū)、交通密集區(qū)、居民區(qū)和背景區(qū)域，全面反映區(qū)域內(nèi)污染的整體狀況和差異性[2；綜合性要求點位選取同時考慮污染物擴散條件、地形特征及氣象因素，以確保獲取的觀測數(shù)據(jù)對防治效果評估具有高度參考價值；可操作性則需要確保點位的安全性、長期穩(wěn)定性以及觀測設(shè)備的運維便利性。

1.2 觀測指標選擇

觀測指標的選擇應(yīng)兼顧全面性、科學(xué)性和針對性?；A(chǔ)指標包括細顆粒物（ PM_2.5 ）、可吸入顆粒物（ PM₁₀ ）、 SO₂ 人 NO₂ 、 O₃ 和CO等常規(guī)污染物的濃度，這些指標能夠直接反映大氣污染的主要特征及變化趨勢。應(yīng)分析顆粒物化學(xué)組分，如有機碳、元素碳、硝酸鹽和硫酸鹽，以評估污染來源及成因。結(jié)合溫度、濕度、風速、風向和氣壓等氣象參數(shù)，準確分析污染物的時空分布規(guī)律。選擇部分關(guān)鍵性揮發(fā)性有機物及其光化學(xué)產(chǎn)物，進一步揭示二次污染形成機制。對于區(qū)域特性較強的觀測點，可增加區(qū)域特征污染物監(jiān)測指標，如重金屬或特定毒性物質(zhì)，以捕捉重點污染源的排放特征。

1.3觀測設(shè)備與方法的選取

對于常規(guī)污染物監(jiān)測，采用基于β射線吸收原理的顆粒物監(jiān)測儀和利用非分散紅外技術(shù)、化學(xué)發(fā)光法、紫外熒光法的氣體污染物分析儀，以確保數(shù)據(jù)的高靈敏度與穩(wěn)定性?；瘜W(xué)組分分析采用高效液相色譜、離子色譜和熱/光解吸氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，精確檢測顆粒物中有機成分和無機成分。在觀測方法中，實時監(jiān)測與離線采樣相結(jié)合[4。實時監(jiān)測能夠提供高時效性數(shù)據(jù)，而離線采樣通過濾膜采樣器和后續(xù)實驗室分析提高指標的全面性和精準度。為結(jié)合氣象參數(shù)分析，配置超聲波氣象儀，獲取風速、風向等動態(tài)信息。根據(jù)式（1）引入污染物擴散模型，如高斯模型，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間外推與定量化評估。該公式可用于觀測數(shù)據(jù)的模型驗證和區(qū)域污染態(tài)勢的綜合評估。

式中： 分別為觀測點的橫向、縱向和垂直方向的空間坐標值； C（x，y，z） 為觀測點處污染物濃度； 為污染源排放強度； σ_y?σ_z 為橫向與垂直擴散參數(shù)； U 為風速； H 為排放源高度。

2大氣污染防治效果評估指標模型

2.1污染指數(shù)構(gòu)建

污染指數(shù)是綜合反映大氣污染程度的核心指標，其構(gòu)建需要考慮多種污染物的加權(quán)組合和污染特性的時空變化[。根據(jù) PM_2.5 、 PM₁₀ 、 SO₂ 、 NO₂ 、CO、 0₃ 等常規(guī)污染物的日均濃度，結(jié)合國家空氣質(zhì)量標準，根據(jù)式（2）計算單項污染指數(shù)。基于主成分分析法和熵權(quán)法確定各污染物的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)式（3）計算綜合污染指數(shù)。此方法能夠客觀反映污染物的綜合危害性。進一步引入動態(tài)監(jiān)測與時間權(quán)重，根據(jù)圖1建立時空關(guān)聯(lián)的污染指數(shù)動態(tài)模型。

式中： I_i 為第 i 種污染物的單項污染指數(shù)； I_c 為綜合污染指數(shù)； C_i 為第 i 種污染物的實際濃度； C_i^′ 為第 i 種污染物的國家標準限值； w_i 為第 i 種污染物的權(quán)重系數(shù)，滿足∑w=1。

2.2防治效果量化評估方法

防治效果的量化評估是科學(xué)驗證大氣污染治理成果的核心環(huán)節(jié)，其方法需要綜合考慮時間、空間及污染物特性等因素。根據(jù)式（4）構(gòu)建污染削減率模型，通過對比治理前后污染物濃度變化量，量化治理效果。采用式（5）計算空氣質(zhì)量改善指數(shù)，評估治理對空氣質(zhì)量的綜合提升效果。為增強方法的全面性，構(gòu)建基于因子分解模型的防治貢獻評估方法，分離出政策實施、氣象條件、污染源削減等因素的貢獻率，提供更精準的量化依據(jù)。

式中： E 為污染削減率； A_i 為空氣質(zhì)量改善指數(shù)； S_i 和 S_i^′ 分別為治理前后第 i 個觀測點的污染物濃度； n 為觀測點數(shù)量； A_t 和 A_t^′ 分別為第 t 日治理前后的空

氣質(zhì)量指數(shù)； T 為觀測天數(shù)。

3防治效果評估方法驗證

3.1試驗區(qū)域選擇

試驗區(qū)域選擇是驗證防治效果評估方法的重要基礎(chǔ)，需要綜合考慮區(qū)域污染特征、政策執(zhí)行力度、氣象條件及數(shù)據(jù)可獲得性。優(yōu)先選擇具有代表性的大氣污染典型區(qū)域，包括工業(yè)排放顯著的重工業(yè)城市、交通排放密集的城市核心區(qū)以及較少受人為干擾的背景區(qū)域，確保試驗結(jié)果的廣泛適用性和科學(xué)性。此外，區(qū)域需要具備完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和詳盡的歷史觀測數(shù)據(jù)，以支持前后對比分析。選擇A市的3個子區(qū)域，即工業(yè)區(qū)B（以化工和鋼鐵排放為主）、交通區(qū)C（城市核心交通樞紐）、背景區(qū)D（周邊鄉(xiāng)村低排放區(qū)域）。每個區(qū)域分別進行多點布設(shè)，結(jié)合高分辨率污染數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，為評估方法驗證提供可靠依據(jù)，區(qū)域特征如表1所示。

3.2試驗數(shù)據(jù)采集

試驗數(shù)據(jù)采集是防治效果評估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要科學(xué)規(guī)劃采樣時段、監(jiān)測頻次和采集方法。采集數(shù)據(jù)包括常規(guī)污染物（ PM_2.5 、 PM₁₀ 、 SO₂ 、 NO₂ 、CO和0₃ ）的日均濃度和氣象參數(shù)（風速、風向、溫度和濕度）。監(jiān)測周期覆蓋政策實施前后至少6個月，分為干季和濕季，以反映季節(jié)對污染變化的影響。數(shù)據(jù)采集使用在線監(jiān)測系統(tǒng)和離線采樣設(shè)備，二者同步進行，確保數(shù)據(jù)的時效性和精確性，如表2所示。上述數(shù)據(jù)展示政策實施前后的污染物濃度變化，為評估污染防治效果提供基礎(chǔ)支撐。

4結(jié)論

基于地基觀測技術(shù)體系，本文構(gòu)建大氣污染防治效果評估的多維指標模型，并通過典型區(qū)域試驗驗證其適用性和科學(xué)性。污染削減率法和空氣質(zhì)量改善指數(shù)法能夠快速量化污染防治成效，多因子分解模型則進一步解析政策實施、氣象條件等因素的貢獻比例，為全面評估提供堅實依據(jù)。綜合分析發(fā)現(xiàn)，大氣污染防治效果的精準評估需要結(jié)合多種方法，以兼顧效率和深度。

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