西安市大气环境质量现状分析与评价

耿雅妮

【摘 要】为掌握西安市大气环境质量现状,选取 SO2、NOx 和 PM10三个污染因子作为评价参数,参照国家大气环境质量标准,对西安市2011年的大气环境质量进行分析和评价,并应用模糊综合评价法对全年综合大气环境质量进行评价.结果表明,2011年西安市大气环境质量雨季明显优于非雨季,雨季主要为大气环境一和二级,非雨季为二和三级；PM10为西安市最主要污染因子,污染级别始终高于 SO2、NOx.因此西安市应加强非雨季大气污染治理,PM10应作为其治理重点. 【期刊名称】《河南科学》 【年(卷),期】2013(000)002 【总页数】4页(P197-200)

【关键词】大气环境质量;模糊综合评价;污染因子;西安市 【作 者】耿雅妮

【作者单位】宝鸡文理学院 灾害监测与机理模拟陕西省重点实验室，陕西 宝鸡 721013

【正文语种】中 文 【中图分类】X823

西安位于关中盆地中部，地处东经 107°40′～109°49′和北纬 33°39′～34°45′之间[1]，其海拔高度差异悬殊位居全国各城市之冠，海拔345～3767 m.西安属暖温

带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季稍冷少雨，年降水量558～750mm，由北向南递增.年最高气温40℃左右，年最低温度在－8℃左右，无霜期平均为219～233 d.1 月份平均气温－0.5～1.3 ℃，7 月份最热，平均气温 26.3～27 ℃，年平均气温 13.6 ℃[2]. 西安是陕西省的省会，世界著名的历史名城.随着经济和工业生产的迅速发展，大气环境遭到了严重破坏，影响着人类的生产和生活.为了掌握西安市大气环境质量现状，针对西安市2011年每月的大气环境主要污染指标，应用模糊综合评价法对进行大气环境质量现状评价.

模糊综合评价法是根据模糊数学的隶属度理论对受多个因素影响的事物作出全面评价的多因素评价方法，具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题[3]. 1 评价方法及标准 1.1 评价方法

评价指标是根据《GB 3095－1996 环境空气质量标准》[4]设置.设共n个评价指标（评价因子），评价因子集用 U＝｛U1，U2，…，Un｝表示. 设有 m 个评价等级，它们组成评价集 V＝｛V1，V2，…，Vm｝. 用 rij表示第 i种污染物的环境质量数值（属评价因子集）可以被评价为第j类环境质量（属评价集）的可能性（即i对j的隶属度，它们的关系即为隶属函数），构成U、V之间的模糊关系矩阵R：

式中：n 为污染因子，i＝1，2，…，n；m 为大气环境质量类别，j＝1，2，…，m.

的线性函数确定式[5-6]为：

1）第 1 级，即 j＝1，其隶属度函数为：

2）第2级，即j＝2时，其隶属度函数为：

3）第3级，即j＝3时，其隶属度函数为：

式中：Xi为第i种因子的实测值；Sij是第i种因子的第j级评价标准.对于数值越大，大气环境质量越好的指标，应该按照上述（1）～（3）公式进行适当修正计算；若Si1＝Si2，而因子实测值又恰好比Si1小，则rij按各取0.5计算.

根据污染物对大气环境质量的污染大则权重应大，以及污染小则权重应小的原则，决定各指标权重的大小，其计算式为：

式中：Xi为第i种污染因子的浓度数值；Sij为第i种因子的第j级评价标准. 已知权重矩阵W和模糊关系矩阵R，利用加权平均模糊合成算子将W和R合成得到模糊综合评价结果向量：

计算模糊综合指数. 构造水质标准类别向量：S T＝（1，2，3），模糊综合指数FCI＝B·S. 1.2 评价标准

根据《GB 3095－1996 环境空气质量标准》确定西安市大气环境质量分类标准如表1.

表1 大气污染物污染程度及分类标准Tab.1 Degree quality standards of the air pollution评价指标大气环境质量标准/（mg·m-3）一级 二级 三级SO2 0.02 0.06 0.10 NO x 0.05 0.05 0.10 PM10 0.04 0.1 0.15 2 结果分析

2.1 西安市空气质量分析

西安市2011大气中二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO x）、颗粒物（PM10）

的月变化趋势见图1.由图1可看出，三种污染因子 SO2、NO x、PM10都有着共同的变化趋势，1—2月增高，2—9月降低，9月升高，9—10月降低，10—12月增高.SO2、NO x、PM10的最大值都出现在 2 月，分别为 0.106、0.066、0.195mg/m3，都属于空气环境质量标准三级，说明2月是全年中空气质量最差的月份.SO2最小值出现在5月和10月，均为0.018 mg/m3，属于空气环境质量标准一级，空气清洁.NO x最小值为7月和8月的0.029mg/m3，属于空气环境质量标准一级，空气清洁.PM10的最小值为6月0.085mg/m3，属于控制质量标准二级；从图中可看出，全年中5—8月和10—11月各污染因子没有大的变化，都保持较低的值，说明2011年中这6个月空气质量都较好.西安市1月、2月12月这三个月空气质量最差，都为空气质量标准三级，主要因为这三个月为当地的旱季，雨水较少，冲刷作用明显减弱.而2—5月污染物浓度有明显的下降趋势，这与雨水不断增多，冲刷作用增强有关.SO2、NO x、PM10的年平均值分别为 0.044、0.042 和 0.122 mg/m3，SO2、NO x属于空气环境质量标准二级，PM10为空气环境质量标准三级，说明西安市全年空气质量还是较差，特别是PM10污染最重.

图1 西安市大气环境主要污染因子月变化趋势图Fig.1 V ariation trend of air pollution main factors in Xi’an C ity 2.2 西安市空气质量模糊综合评价

对2011年西安市大气污染因子SO2、NO x、PM10的年均值做模糊综合评价，计算得出三个主要污染因子构成评价因素集合U，从计算结果得出SO2的年均值占空气环境质量标准一级0.4和二级0.6；NO x年均值属一级和二级各0.5；PM10年均值占二级和三级分别为0.56和0.44.

计算得出各污染因子 SO2、NO x、PM10的权重分别为 W＝（0.28，0.239，

0.48），PM10的权重最大为 0.48，说明PM10是西安市2011年大气污染因素中影响最大的一个影响率占48%.

计算得出模糊综合指数FCI为2.817，说明西安市2011年综合大气质量为2.8级，空气质量较差. 3 结论和讨论

1）通过对西安市2011年的大气环境情况进行分析评价得出，西安市大气环境在雨季（5—8月）较清洁，特别是SO2和NO x主要为空气环境质量标准一级，而PM10值较高，主要为空气环境质量标准二级；在少雨季节（11—2月），西安市大气环境质量较差，各污染指标主要为大气环境质量标准二级和三级，特别是PM10值最高，在三级甚至以上级别.结果表明，西安市大气环境质量并不是很理想，因为雨水的冲刷作用才会有所改善.在主要污染物种PM10污染最重，需要加强治理.对西安市2011年主要大气污染年均值进行模糊综合评价，模糊综合污染指数为2.817，即综合大气环境质量为2.8级，接近三级，空气质量总体较差. 2）西安市大气环境仍不容乐观，特别是PM10值较高，环境污染较严重.这主要是因工业排放和交通运输的尾气排放所引起的.因此，应该加强工业排放物和交通运输工具等重污染项目的大气治理，提高西安大气环境整体质量.另外，减少煤炭使用量，使用清洁能源，提高能源利用率和采取措施减少二次扬尘是解决环境空气污染的有效途径.

【相关文献】

［1］李晓雪，卢新卫.基于熵权的西安市大气环境质量模糊综合评价［J］.环境科学与技术，2012，35（4）：195－199.

［2］张建涛，孟小绒，樊慧丽，等.西安地区大气质量分布特征和能源使用概述［J］.陕西气象，2003（2）：27－28.

［3］杨文澜，李 磊.应用模糊数学法综合评价淮安市大气环境质量［J］.气候与环境研究，2009，14（4）：452－454.

［4］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.GB 3095－1996 环境空气质量标准［S］.北京：中国环境科学出版社，1996.

［5］沈时兴，王国明，张 辉，等.模糊综合指数法评价巢湖原水水质及其应用研究［J］.嘉兴学院学报，2004，16（6）：70－72.

［6］郭劲松，龙腾锐，霍国友，等.四种水质综合评价方法比较［J］.重庆建筑大学学报，2000，22（4）：6－12.