天津空气质量评价方法研究
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目前我国经济正迅速发展,工业、城市规模的扩大、人口膨胀，这些都使大气污染不断加剧,直接威胁着国民经济的可持续发展和人民生命健康,开展空气质量的预测和治理已迫在眉睫。作为学生，我们首先应该初步学会用控制理论与系统科学精要的相关知识来评价空气质量的好坏以及评价的方法，以提高相关方面的知识，提高保护空气质量的意识。
目前，城市空气质量污染指数的分级标准是根据空气污染指数（API）的取值界定的，空气污染指数指常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况。
天津是中国重要的能源与工业城市，其工业化与城市化的快速发展对城市环境产生了重要影响。近年来，市委市政府立足资源型城市可持续发展战略，努力改善全市空气质量。由于空气污染程度由轻到重是逐渐过渡的,没有明确的界限, 因此对城市空气质量进行综合评价时应用模糊集理论较为适宜。但目前普遍运用的模糊综合评判模型M( ∧, ∨) 中“取大”、“取小”的算子在评判中只强调实际数据中极大值、极小值的作用, 属于“主因素突出型”评价, 会由于中间信息的损失而易使评价过程“失效”甚至“失真”, 常导致评价结果分级不清甚至背离实际情况。本文以模糊集理论中的权广义距离概念来表示待评价的城市空气质量状况与已知的空气质量分级标准之间的差异, 提出一种新的城市空气质量综合评价的模糊分析方法。
一、建立指标采集体系
首先确定各项指标采集的区域，以备后面分析使用。下面是Visio的结构图：
二、 数据处理
本文对2012年前三个月的空气污染指数和空气质量状况进行了分析，采用了指标评价法和综合指数评价法分析了对空气污染最主要的物质， 对每年每种物质用以下这个公式计算它们的污染指数：
u u i u
o u
o i I C C C C I I I +-?--=
)(
那么计算得到的最大的值的物质即是天津的主要污染物，通过计算我们发现对天津市空气影响最大的物质是10PM 。
首先，我们对数据进行预处理，根据数据的顺序分别对每一年的各种污染物进行污染指数计算：
u
u i u
o u
o i I C C C C I I I +-?--=
)(（1）
且同年的空气污染指数
(2）
空气污染指数(Air pollution index ,简称API)[3]，就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征孔子去染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。中国计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物。
表1 空气污染指数对应的污染物浓度限值
据表1的标准值，找出每一年的每一种污染物介于的标准限度的上限Co与下限Cu，及标准污染指数的上、下限（Io、Iu）；再将数值带入（1）和（2）中进行计算；
表2各种污染物的污染指数
三、等级分类
四、模糊评价
众所周知天津是我国经济腹地，工业基础发达，人口稠密和交通拥挤。然而工业和交通正是造成空气污染的最主要的两大问题，这两大问题造成的空气污染
已经对人类的身体造成了严重的危害，人们应该配合政府采取及时的措施来保护空气质量；
五、附录
附录1：符号说明
附录2：一月份全市各区环境空气质量情况
附录3：二月份全市各区县环境空气质量状况
空气质量指数评价方法 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。 1、分级 2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原有的空气污染指数（API）。AQI共分六级，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。当PM2.5日均值浓度达到150微克/立方米时，AQI即达到200；当PM2.5日均浓度达到250微克/立方米时，AQI即达300；PM2.5日均浓度达到500微克/立方米时，对应的AQI指数达到500。 2014年9月17日北京市空气质量指数[1] 空气质量按照空气质量指数大小分为六级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大。 根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）规定：空气污染指数划分为0－50、51－100、101－150、151－200、201－300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。[2] 空气污染指数为0－50，空气质量级别为一级，空气质量状况属于优。此时，空气质量令人满意，基本无空气污染，各类人群可正常活动。[2] 空气污染指数为51－100，空气质量级别为二级，空气质量状况属于良。此时空气质量可接受，但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响，建议极少数异常敏感人群应减少户外活动。[2] 空气污染指数为101－150，空气质量级别为三级，空气质量状况属于轻度污染。此时，易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状。建议儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼。[2] 空气污染指数为151－200，空气质量级别为四级，空气质量状况属于中度污染。此时，进一步加剧易感人群症状，可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响，建议疾病患者避免长时间、高强度的户外锻练，一般人群适量减少户外运动。[2] 空气污染指数为201－300，空气质量级别为五级，空气质量状况属于重度污染。此时，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群普遍出现症状，建议儿童、老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内，停止户外运动，一般人群减少户外运动。[2] 空气污染指数大于300，空气质量级别为六级，空气质量状况属于严重污染。此时，健康人群运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病，建议儿童、老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动。[2] 2、区别 AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别。 AQI常识普及版 AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项；而API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物仅为SO2、
Abatement of Nuisances Regulations (Air Quality), 1992 - Summary Ambient standards for air pollutants are set out in these regulations. Part A. -- Gasses Pollutant Chemical Formula Concentration Time period (in milligrams per cubic meter) ?Ozone - O3 - 0.230 0.5h; 0.160 24 hours ?Sulfur Dioxide SO2 - 0.500 0.5h; 0.280 24 hours; 0.060 1 year ?1,2 Dichloroethane CH2ClCH2Cl - 6.0 0.5 hour; 2.0 24 hours ?Dichloromethane CH2Cl2 - 6.0 0.5 hour; 3.0 24 hours ?Toluene C7H8 - 10.0 24 hours ?Tetrachloroethylene C2Cl4 - 5.0 24 hours ?Trichloroethylene C2HCl3 - 1.0 24 hours ?Hydrogen Sulfide H2S - 0.045 0.5 hour; 0.015 24 hours ?Styrene C8H8 - 0.100 0.5 hour ?Formaldehyde CH2O - 0.100 0.5 hour ?Carbon Monoxide CO - 60.0 0.5 hour; 11.0 8 hour ?Nitrogen Oxides(as NO2) NOx - 0.940 0.5 hour; 0.560 24 hours Part B -- Suspended Particulate Matter Pollutant Chemical Formula Concentration Time period (in milligrams per cubic meter) ?Suspended Particulate Matter - 0.300 3 hours; 0.200 24 hours; 0.075 1 year ?Respirable Particulate Matter - 0.150 24 hours; 0.060 1 year ?Vanadium (in Suspended Particulate Matter) - V 0.001 24 hours ?Sulfate Salts SO4 - .025 24 hours
校园空气质量监测及评价 摘要：以嘉应大学的空气质量状况为研究对象，在欲监测环境内进行布点和采样；对校园空气中SO2和NOx进行连续检测和分析，采用了分光光度计的方法测量吸光 度，测定SO 2、NO x 的日均浓度，计算空气污染指数(API)；以此来判定校园空气 污染指数及污染现状。 结果表明：汽车尾气排放是校园的一大主要污染源，车辆的行驶也是校园噪声的主要来源，校园的总体空气质量状况总体为良好。 关键词：SO 2 、NOx、校区空气污染指数（API） 1 引言 校园是大学生在在校内学习和活动的外界环境，校园作为一个特定外在环境，其人口密集程度大，所处环境状况复杂，其环境质量好坏不仅直接关系到师生的身心健康，更是威胁到这一代人日后的成长发展。而近年来，随着我国经济的高速发展，各地区院校的发展进程也不断加快，校园环境状况日益恶劣。 而当前关于环境质量监测方面的研究大都倾向于天气质量及城市概况交通的空气品质问题分析，关于校园环境问题的研究相对较少。因此，本文通过对校园环境进行即使的环境监测与评价可掌握校园空气质量状况及变化趋势，展开校园空气污染的预测工作，评价校园空气污染对健康的影响，弄清污染源与空气质量的关系，提出相应改进措施，对控制校园区域污染是很有必要的。通过本次试验，也掌握测定空气中SO2、NOx和TSP的采样和监测方法。 2 实验部分 2.1 理论分析 2.1.1 空气中SO 2 的测定原理 测定空气中SO 2 常用方法有四氯汞盐吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法和紫外荧光法等。本实验采用四氯汞盐吸收—副玫瑰苯胺分光光度法。 空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，
城市空气质量的评估与预测 一．问题的提出 1.1背景介绍 环境空气质量指标与人们的日常生活息息相关，同时也在城市环境综合评价中占有重要地位，根据已有的数据，运用数学建模的方法，对环境空气质量进行科学合理的评价，预测与分析是一个很具有实用价值的问题。 目前我国城市环境空气质量评价的主要依据是API值的二级达标天数，即根据已有的API分级制，计算城市的二级空气质量达标天数并以之作为该城市空气质量的评价。 然而，这种评价方法虽然有利于城市空气质量管理，但是API分级制具有统计跨度大且较为粗略的特点，不适合对城市的空气质量做综合客观的评价，因此，我们应该提出更为科学合理的评价方法。 关于环境空气质量已有多方面的研究，并积累了大量的数据，原题附录1-10就是各城市2010年1-11月空气质量的观测值，可以作为评价分析与预测的研究数据。 1.2 需要解决的问题 1)利用附件中数据，建立数学模型给出十个城市空气污染严重程度的科学 排名。 2)建立模型对成都市11月的空气质量状况进行预测。 3)收集必要的数据，建立模型分析影响城市空气污染程度的主要因素是什 么？ 二、基本假设 1.表中的API值是准确的，忽略仪器测量误差对测量数据造成的影响 2.API值对不同污染物的危害程度具有可度量性，即：相同API值对应的不同污染物危害程度相等。 3.根据附录中的数据，API首要污染物为二氧化氮的天数在十个城市2010年的观测数据中仅出现一次，二氧化氮对空气质量的综合评价的影响忽略不计。
三、问题的分析 3.1 提出新的空气质量评价方法对城市污染程度排名应该注意的问题。 总的来说，提出一种科学合理的评价方法，应该以各城市的空气污染指数（API）观测数据为基础，对不同城市空气质量进行量化综合评价，这个综合评价在符合空气质量实际的同时，应该较为细致与直观，既能够体现该城市空气质量的整体水平，又能够方便地对不同城市的空气质量进行合理客观的对比。 第一．传统的API指数评价制度具有较大的局限性，其主要原因是API空气质量分级制具有跨度较大的特点，举例来说，以可吸入颗粒物或二氧化硫为最大污染物计算，API数值51到100都属于二级,对应的日均浓度值是51到150微克/立方米。这种分级制度对观测数据进行了较大幅度的简化，分级制的数据较为简洁，仅以级次衡量城市的空气质量水平，有利于部分问题的决策，但是，这种简化的级次评分制浪费了大量的观测信息，不适合对一个城市的空气质量进行长期的管理，评价，与预测，更不利于对城市空气质量进行细致客观的评价与城市之间污染程度的对比。 所以，新的评价体制应该充分地考虑到对信息的最大程度利用与对空气质量的综合客观分析。 第二．空气污染程度的评价最为直观与简便的方法是计算观测时间区间上的平均值，但是这种简便的数据处理方法具有较大的局限性，结合污染物种类与API 观测数据值分析，问题可以归结为基于API数据的综合评价问题，故可以引进综合评价问题的方法对平均值计算法进行适当的修正与改进，建立基于综合评价方法的评分体制，对空气质量进行评分与排序。 第三．这个对空气质量的综合排名问题以不同种类的污染物的API数值为基础，以对十个城市的污染程度进行综合排名为最终目的，具有一定的层次性，因此，还可以可以考虑建立以对十个城市的污染物排序为决策层，以不同种类的污染物API数据为准则层，以十个待评城市为方案层的选优排序问题，根据层次分析方法，确定方案层对决策层的“组合权重”，从而达到建立层次分析模型对十个城市污染程度进行综合排名的目的。 3.2 对成都11月份空气质量进行预测问题的分析 1）对成都十一月空气质量进行合理的预测，我们应该对数据进行有效的分析处理，考虑多方面因素，建立数学模型进行综合预测，通过对数据的初步观测，并作出成都市自2005年1月1至2010年11月4日的月平均API值折线图（如图3-1所示），我们发现，数据不具有很好的规律性，无法用一个确定的函数去描述，又通过对问题的分析，我们认为对空气质量的预测问题是一个针对环境系统的预测问题，而环境系统具有系统内部作用因素较多，系统内部各因素作用关系复杂的特点，因此，针对数据和问题的特点，我们考虑建立灰色预测模型，利用灰色系统分析方法，对数据进行有效利用，并作出最合理的预测。
数学建模论文
A题空气质量评价 摘要 本文主要研究空气质量评价的相关问题，为突出改进之后的模型中的实时特性而对数据做了必要的省略处理，然后在现有的国家最新空气污染物监测标准（HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定）的基础上利用半集均方差原理对现有空气质量计算模型进行改进。在论证修正后模型可行性的基础上再对模型加以优化，最后利用优化后的模型对附表二中的各项监测结果得出其空气质量指数。 针对问题一，由于目标模型十分强调实时性，于是把附表一中臭氧8小时平均值﹑细颗粒物24小时平均值﹑可吸入颗粒物24小时平均值做了必要的省略处理。联系实际分析论证了现有模型的局限性，并在此基础上采用半集均方差原理对现有模型进行改进，结果顺利得到优化后的计算模型。 针对问题二，考虑到优化后的计算模型并没有对不同的污染物的危害做出差异化的评价，而是直接取表中所有污染物的AQI平均值进行分析。所以引入层次分析法根据污染物的危害性对不同的污染物赋予相应的权重，对半集均方差公式进行合理修正，最后得到修正后的空气质量计算模型。再代入附表二中的数据即得到各个观测点的空气质量指数。详细的matlab实现程序见附录二。 【关键词】一维插值半集均方差层次分析加权法优化后的半集均方差
1 问题重述 空气质量指数（AQI ）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。其数值越大、级别和类别越高，说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。 空气质量指数实时报一般是发布每个每一整点时刻的空气质量指数。 实时报的指标包括二氧化硫(SO2)、氧化碳(CO)、二氧化氮 (NO2)、臭氧(O3)1小时平均值、臭氧(O3)8小时平均值、一颗粒物(粒径小于等于10μm)、细颗粒物(粒径小于等于2.5μm)的1小时平均值和24小时平均值共计9个指标。福建1中列出了某地区11个城市过去7个时刻的空质量指标取值和相应的空气质量指数。 (1) 建立一种新的空气质量指数计算模型，并比较与现有计算模型的区别。 (2) 利用新的计算模型计算附件2中各个观测点的空气质量指数。 2 基本假设 （1）附表一和附表二中的数据是利用统一的污染物监测仪器并按照统一的测量方法测量得到的。 （2）附表一中的原有的空气质量指数（AQI ）是按照国家最新出台的统一标准（HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定）进行计算的。 （3）由于国家最新出台的标准中并没有PM2.5和PM10一小时平均浓度限值，所以计算时采用PM2.5和PM10二十四小时平均浓度限值近似代替。 （4）观测点的测量仪器所测量的不同种污染物浓度之间相互独立，互不影响。 （5）所测量的各个观测点附近的空气污染程度在测量的时刻较为稳定，不发生剧烈变化。 （6）在研究各种指标集对某物影响的过程中，不仅指标集中的最大值具有最重要的作用，次大值等的作用也不容忽视，甚至具有与最大值类似的影响。 （7）大气中各种污染物对环境和人类的危害程度是不一样的。 3 符号说明 p IAQI 污染物项目P 的空气质量分指数； P 污染物项目P 的质量浓度值； Hi BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的高值位； Lo BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的低值位； Hi IAQI 表1中与Hi BP 对应的空气质量分指数； Lo IAQI 表1中与Lo BP 对应的空气质量分指数；
空气质量指数详细评价准则 目录 1概念定义 2有关信息 3指数超限 4内容规定 5区别 6评价方法 介绍 AQI计算与评价过程 7发展现状 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。2011年12月，位于北京的美国驻华大使馆监测到高达522ug/m3的PM2.5瞬时浓度，对应的空气质量指数已经超过上限值。这也是继2010年11月21日后，美使馆监测到的PM2.5瞬时浓度的第二次“爆表”。 1概念定义 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的指数，其数值越大说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物（pm2.5）、可吸入颗粒物（pm10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等六项。[1] 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）定义为定量描述空气质量状况的无量纲指数，针对单项污染物的还规定了空气质量分指数（Individual Air Quality Index，简称IAQI）。 [2]利用空气质量指数可以直观地评价大气环境质量状况并指导空气污染的控制和管理。 2有关信息 2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原有的空气污染指数（API）。AQI共分六级，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。当PM2.5日均值浓度达到150微克/立方米时，AQI即达到200；当PM2.5日均浓度达到250微克/立方米时，AQI即达300；PM2.5日均浓度达到500微克/立方米时，对应的AQI指数达到500。 空气质量按照空气质量指数大小分为六级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大。
环境空气质量监测规范 （试行） 第一章总则 第一条为防治空气污染，规范环境空气质量监测工作，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》的有关规定，制定本规范。 第二条本规范规定了环境空气质量监测网的设计和监测点位设置要求、环境空气质量手工监测和自动监测的方法和技术要求以及环境空气质量监测数据的管理和处理要求。 本规范适用于国家和地方各级环境保护行政主管部门为确定环境空气质量状况，防治空气污染所进行的常规例行环境空气质量监测活动。 第三条国务院环境保护行政主管部门负责国家环境空气质量监测网的组织和管理，各县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门可参照本规范对地方环境空气质量监测网进行组织和管理。 第二章环境空气质量监测网 第四条设计环境空气质量监测网，应能客观反映环境空气污染对人类生活环境的影响，并以本地区多年的环境空气质量状况
及变化趋势、产业和能源结构特点、人口分布情况、地形和气象条件等因素为依据，充分考虑监测数据的代表性，按照监测目的确定监测网的布点。 监测网的设计，首先应考虑所设监测点位的代表性。常规环境空气质量监测点可分为4类：污染监控点、空气质量评价点、空气质量对照点和空气质量背景点。 第五条国家根据环境管理的需要，为开展环境空气质量监测活动，设置国家环境空气质量监测网，其监测目的为：（一）确定全国城市区域环境空气质量变化趋势，反映城市区域环境空气质量总体水平； （二）确定全国环境空气质量背景水平以及区域空气质量状况； （三）判定全国及各地方的环境空气质量是否满足环境空气质量标准的要求； （四）为制定全国大气污染防治规划和对策提供依据。 第六条各地方应根据环境管理的需要，按本规范规定的原则，设置省（自治区、直辖市）级或市（地）级环境空气质量监测网（以下称“地方环境空气质量监测网”），其监测目的为：（一）确定监测网覆盖区域内空气污染物可能出现的高浓度值； （二）确定监测网覆盖区域内各环境质量功能区空气污染物的代表浓度，判定其环境空气质量是否满足环境空气质量标准的
《室内空气质量标准》编制说明 一、制定标准的目的和意义 室内空气污染不仅破坏人们的工作和生活环境，而且直接威胁着人们的身体健康。这主要是因为：（1）人们每天大约有80%以上的时间是在室内度过的，所呼吸的空气主要来自于室内，与室内污染物接触的机会和时间均多于室外。（2）室内污染物的来源和种类日趋增多，造成室内空气污染程度在室外空气污染的基础上更加重了一层。（3）为了节约能源，现代建筑物密闭化程度增加，由于其中央空调换气设施不完善，致使室内污染物不能及时排出室外，造成室内空气质量的恶化。 室内空气污染包括物理、化学、生物和放射性污染，来源于室内和室外两部分。室内来源主要有消费品和化学品的使用、建筑和装饰材料以及个人活动。如（1）各种燃料燃烧、烹调油烟及吸烟产生的CO、NO2、SO2、可吸入颗粒物、甲醛、多环芳烃（苯并[a]芘）等。（2）建筑、装饰材料、家具和家用化学品释放的甲醛和挥发性有机化合物（VOCs）、氡及其子体等。（3）家用电器和某些办公用具导致的电磁辐射等物理污染和臭氧等化学污染。（4）通过人体呼出气、汗液、大小便等排出的CO2、氨类化合物、硫化氢等内源性化学污染物，呼出气中排出的苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物；通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌等生物污染物。（5）室内用具产生的生物性污染，如在床褥、地毯中孳生的尘螨等。 室外来源主要有（1）室外空气中的各种污染物包括工业废气和汽车尾气通过门窗、孔隙等进入室内。（2）人为带入室内的污染物，如干洗后带回家的衣服，可释放出残留的干洗剂四氯乙烯和三氯乙烯；将工作服带回家中，可使工作环境中的苯进入室内等。 目前我国对于住宅和办公建筑物室内空气质量缺乏系统的标准，为了控制室内空气污染，切实提高我国的室内空气质量，在借鉴国外相关指标、标准的基础上，结合我国的实际情况，参考国内现有的标准，特制定《室内空气质量标准》。 二、本标准中条文的依据 (一) 室内空气质量标准依据 表1 室内空气质量标准依据 污染物名称标准值依据 二氧化硫SO20.50 mg/m1h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 二氧化氮NO20.24 mg/m 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 一氧化碳CO 10 mg/m3 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》 二氧化碳CO2室外浓度以上 1260 mg/m3 8 h ASHREA 62-1999 氨NH30.20 mg/m3 1 h 前苏联工业企业设计卫生标准（CH245-71）臭氧O30.1 6mg/m3 1 h GB 3095-1996 《环境空气质量标准》
环境空气质量综合评价方法的改进及应用 发表时间：2020-01-13T09:23:49.173Z 来源：《防护工程》2019年18期作者：王楠[导读] 但是还不够完整，还需要在测试中更加全面、更加的准确。除此之外，还需要做好防治措施，从而有效的提高当前的环境空气质量。 江苏润环环境科技有限公司江苏南京 210000 摘要：近些年来随着经济的提高，我国开始越来越重视环境问题，特别是环境空气质量综合评价方法越来越多，通过评价结果提出的决策大大的提高了当前的空气质量。不过，近年来，由于大气的区域性，且近些年来新技术的出现，带来了复合型的污染，使得现有的评价方法无法满足当前社会发展的需求，具有一定的局限性。本文通过对当前环境空气质量的综合评价现状进行了阐述，提出了具体的应用措施。 关键词：环境空气质量；综合评价；改进 在当前的环境管理中运用环境空气质量的综合评价，能够从各方面掌握当前空气质量的情况，以及未来质量发展的大致趋势，根据多种数据准确科学的描述出环境被污染的程度，从而反映出当前的环境问题。对于当前对环境空气质量进行检测的趋于来说，目前最重要的任务就是要对当前环境空气质量的现状问题进行检测并分析，获取有效的信息，从而根据问题能够提出具体的措施，进而改善环境。所以，在一定程度上必须要尽量的客观，而空气质量综合评价方法的出现十分客观，一方面使得当前的环境整改程度增大，一方面也增强了当前的社会公众环境保护的意识。 一、我国当前的环境空气质量综合评价现状 从上个世纪八十年代以来，我国在全国范围内积极的开展了环境空气质量综合评价的工作，而且每个省市都认真的进行每年、每五年的环境质量报告书。从2000年六月开始，国家对重点城市开展了空气质量的日报，时至今日已经一百二十多个重点城市。该日报会对每天每小时的空气状况进行实时公布，包括二氧化硫、二氧化氮以及可吸入颗粒物的浓度。从当前来看，用于空气质量的综合评价方法有很多，主要有人工神经网络法、模糊聚类法等等。对于当前情况单个城市范围内的空气质量进行评价主要是当前发行的九六年版本《环境空气质量标准》为主要的准则，然后采取各种诸如空气污染指数法、综合污染指数法等等方法对当前空气质量做全面的分析统计[1]。不过随着时间的发展，新的标准要求需要更加的科学化，准确化，所以在空气质量综合评价的要求十分高。 二、空气质量综合评价方法的改进与应用措施 1、短期评价与长期评价相结合 从当前来看，日常中，对于环境空气质量的综合评价通常采用的是空气的污染指数法，该方法一般把空气质量从重度污染到最终的优进行七个层次的评价。不过，在所有的七个评价当中，只有优和良代表的空气质量良好，其余则表示空气质量不佳。而对于年度的空气质量浓度评价来看，通常是只分成几个层次，也就是一级、二级、三级到最后的劣三级。在国际上很多的国家对当前的环境空气质量进行评价时，除了会按照每年的均值进行评价之外，还会对一些短期比如每日的评价规定具体的评价统计标准，也就是将年度的和短期的进行综合评价，从而对当前地区的环境空气质量进行判定。就拿美国来说，美国提出了三年为一周期的规定，即在周期内，PM10的日平均浓度每年不得超过标准规定一次。规定PM2.5年均质量浓度的同时，日均浓度需每年第98百分位数质量浓度的3年平均不得超过35mg/m3；SO2 和 NO2 也有类似的达标统计要求。所以我国在进行评价方法的整改时，可以在控制污染物平均浓度的基础上对每天的超标率进行一定的控制，在一定的时间段内规定能够超标的次数，从而实现长期与短期的综合评价结合。此外，在评价当前污染物浓度的时候，需要考虑其数值的最大、最小值以及中值等信息，从而能够全面的对当前空气质量的总体特征进行评价。 2、空气综合污染指数与最大污染指数相结合 所谓的污染指数指的是根据当前指定的环境质量标准，把所有相关的污染物浓度按照不容类型污染物来进行归一，从而进行叠加，使得最终的简单量纲指数为一[2]。而所谓的空气综合污染指数就是把每个不同的污染物因子进行指数的整合，也就是说，所谓的最大污染指数就是最大的空气污染物的单项因子指数。 从当前我国对于所有重点城市的综合污染水平来看，这些数据是将同一污染指数下的空气污染相对水平与综合污染指数进行比较得到的。表1为部分重点城市中综合污染指数较大的十五个城市。表1 综合污染指数、最大污染指数及空气质量级别
第41卷第12期2016年12月环境科学与管理ENVIＲONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT Vol.41No.12Dec．2016收稿日期：2016－06－22 作者简介：蔡敏（1990－），女，硕士，主要从事环境监测工作。文章编号：1674－6139（2016）12－0130－07 2013－2015年十堰市环境空气质量变化趋势分析研究 蔡敏1，王莹2，金安1，李朝1，吴双2，刘刚 1（1．湖北省十堰市环境保护监测站，湖北十堰442000；2．湖北省十堰市环境保护局，湖北十堰442000） 摘要：利用十堰市空气自动监测站的监测数据，采用综合指数、空气质量指数（A QI ）和Sp e a rm a n 秩相关系数 法等评价方法， 研究十堰市2013年－2015年环境空气质量变化情况及其影响因素，为城市的大气污染防治提供治理思路。结果表明：2013年－2015年十堰市城区空气质量逐年好转，除PM 10和PM 2．5外，其他因子均达标， 污染物贡献比例中，PM 10和PM 2．5污染负荷占比超过50%，为主要污染物；十堰市城区空气质量整体呈夏季较 好，冬季较差的趋势；全市中开发区铁二处空气质量较好，张湾区刘家沟空气质量较差；结合自然因素和人为因 素， 综合分析空气质量的变化情况，通过调整能源结构、减少污染源排放和使用清洁能源等多项措施，并注意季节特征和加强预警预报工作，进而改善空气质量。 关键词：环境空气质量；综合指数；气象因素；Sp e a rm a n 秩相关系数法 中图分类号：X 51文献标志码：A Th e An a l ys i s o f t h e V a ri a tion T ren d o f Air Qua lit y in Sh i ya n du rin g 2013to 2015 Ca i M in 1，Wa n g Y in g 2，J in An 1，L i Cha o 1，Wu Shua n g 2，L i u Ga n g 1 （1．Environment a l M onitorin g S t a tion o f Sh i ya n ，Sh i ya n 442000，Ch in a ； 2．Sh i Ya n Environment a l P rotection Bu re au ，Sh i ya n 442000，Ch in a ） Abstract ：Th e environment a l monitorin g da t a o f a ir p oll u t a nt s in Sh i Ya n f rom 2013to 2015w ere ev a l ua te d by a ir qua lit y com - p re h en s ive in d e x ， a ir qua lit y in d e x （A QI ）a n d Sp e a rm a n r a n k correl a tion coe ff icient to s t udy t h e v a ri a tion tren d a n d in f l u ence fa c -tor o f a ir qua lit y ．Th en p rovi d e d s ome i d e a o f a ir p oll u tion control f or t h e C itie s ．Ｒe su lt s sh o w e d t ha t ：（1）Th e v a l u e o f com p re -h en s ive p oll u tion in d e x d ecre as e d y e a r by y e a r ，in d ic a tin g t h e a ir qua lit y was im p rove d ．E x ce p t PM 10a n d PM 2．5，t h e ot h er s a-c h ieve d t h e s econ da r y s t a n da r d ．PM 10a n d PM 2．5w ere p rim a r y p oll u t a nt s ．Th e c ha n g e o f environment a l a ir qua lit y was t h e mo s t s e -rio us p oll u tion in w inter a n d t h e li gh te s t in su mmer．Th e a m b ient a ir qua lit y in s t a tion s f rom p oor to g oo d was L i u J i ag o u ，B in g H e x in c u n a n d T i e Erc hu ．C om b inin g w it h n a t u r a l fa ctor s a n d hu m a n fa ctor s ，com p re h en s ive a n a l ys i s t h e c ha n g e s in a ir qua lit y ，to im p rove t h e qua lit y o f t h e environment t h ro ugh ad o p tin g a n u m b er o f environment a l p rotection p olicie s su c h as adjus tin g t h e ener gy s tr u ct u re ，control em i ss ion s a n d us in g cle a n ener gy ，wh ic h p l ay e d a cr u ci a l role in im p rovin g t h e a ir qua lit y ，a ttention s e as on a l c ha r a cteri s tic s a n d s tren g t h enin g e a rl y wa rnin g a n d f orec as tin g w or k ． Key words ：a m b ient a ir qua lit y ；t h e com p re h en s ive in d e x met h o d ；meteorolo g ic a l element ；Sp e a rm a n r a n k correl a tion coe ff icient 2015年8月29日，《中华人民共和国大气污染 防治法》 的修订，明确了新时期大气污染防治工作的重点。环保部陈吉宁部长在2016年全国环境保 护工作会议上的讲话 ———《以改善环境质量为核心全力打好补齐环保短板攻坚战》中明确提出“十三 五”时期五个环境质量指标要有明显改善，其中就有三个为大气指标，即地级及以上城市PM 2．5浓度下降比例、地级及以上城市空气质量优良天数比例和重点地区重污染天数减少。随着中国城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，由人类活动产生的各类污染物明显增多，空气质量问题日益突出，越来越受到政府和公众的广泛关注，众多学者针对城 市空气质量问题开展了广泛的研究和探讨［1－4］。 ·031·
中华人民共和国国家标准环境空气质量标准 添加时间：[2004-05-27]创建人：管理员 GB 3095－1996 (代替GB 3095－82) 国家环境保护局1996－01－18批准1996－10－01实施 前言 根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，为改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，特制订本标准。 本标准从1996年10月1日起实施，同时代替GB3095－82。 本标准在下列内容和章节有改变： －标准名称； －3.1－3.14(增加了14种术语的定义)； －4.1－4.2(调整了分区和分级的有关内容)； －5.(补充和调整了污染物项目、取值时间和浓度限值)； －7.(增加了数据统计的有效性规定)。 本标准由国家环境保护局科技标准司提出。 本标准由国家环境保护局负责解释。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。 本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。 2 引用标准 GB/T 15262空气质量二氧化硫的测定──甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法 GB 8970空气质量二氧化硫的测定──四氯汞盐副玫瑰苯胺分光光度法
GB/T 15432环境空气总悬浮颗粒物测定──重量法 GB 6921空气质量大气飘尘浓度测定方法 GB/T 15436环境空气氮氧化物的测定──Saltzman法 GB/T 15435环境空气二氧化氮的测定──Saltzman法 GB/T 15437环境空气臭氧的测定──靛蓝二磺酸钠分光光度法 GB/T 15438环境空气臭氧的测定──紫外光度法 GB 9801空气质量一氧化碳的测定──非分散红外法 GB 8971空气质量苯并[a]芘的测定──乙酰化滤纸层析荧光分光光度法 GB/T 15439环境空气苯并[a]芘的测定──高效液相色谱法 GB/T 15264空气质量铅的测定──火焰原子吸收分光光度法 GB/T 15434环境空气氟化物的测定──滤膜氟离子选择电极法 GB/T 15433环境空气氰化物的测定──石灰滤纸氟离子选择电极法 3、定义 1.总悬浮颗粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物。 2.可吸入颗粒物(Particular matter less than 10 μm，PM10)：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物。 3.氮氧化物(以NO2计)：指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。
环境空气质量指数AQI六参数的详细解析 环境空气质量指数AQI六参数的详细解析 ?环境空气质量指数（AQI）六参数：pm2.5,pm10,so2,no2,co,o3.这些气体是什么东西以及对人体的害处和益处。 ?pm2.5pm2.5细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的燃烧造成的。对空气质量和能见度等有重要的影响。pm10是指粒径在10微米以下可吸入的颗粒物。可吸入颗粒物在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度的影响都很大。通常来自在未铺的沥青、水泥的路面上行驶的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。可吸入颗粒物被人吸入后，会积累在呼吸系统中，引发许多疾病，对人类危害大。可吸入颗粒物的浓度以每立方米空气中可吸入颗粒物的毫克数表示。so2 二氧化硫二氧化硫（化学式SO2是最常见的硫氧化物。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。若把二氧化硫进一步氧化，通常在催化剂存在下，便会迅速高效生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。no2二氧化氮二氧化氮（nitrogen dioxide），化学式NO2。高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧hua二氮混合而共存。有毒。有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧hua二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。[1]二氧化氮在臭氧的形成
对近期空气质量指数变化的看法 近期全国各地的空气质量隐隐有上升的趋势，某些地方，如上海、西安等地气排名日益靠前，我认为，这与当地政府的重视、相关部门采取的强有力的措施，以及当地环保意识的提高是分不开的。比如上海，经济发达，所需的高能耗高污染的企业并不少，但为何环境还能有所改善？政府重视，下令整改那些不合格的企业，迫使它们提高技术、清洁生产。而经济高速发展下，人们对环境的要求越来越高，群众的呼声使得监督的力量越来越大，人们从自己做起，节能减排，积少成多，共同促进了空气质量，乃至整个环境的改善。 而反观山东，以济南为代表的各地市，空气质量却一直徘徊在下游。济南乃是泉城，作为省会城市又兼旅游场所，却总是难以见到蓝天白云，难道不是一种讽刺吗？在全民重视环保的大环境下，济南是否应该担起责任，为自身的发展做点什么呢？山东是个高消耗高污染的大省，有二十个地市PM2.5都爆表，而这大多数都是由于过分强调经济发展造成的，这种只重经济不重环境的做法带来的不仅仅是GDP的急剧增长，还有PM2.5的急剧增长，而现在，我们要做的，就是把过去欠环境的补回来。空气质量指数上下波动，时好时坏，固然与环境的不确定性有关，更多的也是相关部门执行力度不够，时松时紧，不能引起有关企业的重视，再者决心不足，没有真正的想在根本上做出改变。因为决心不足，所以不能在真正意义上促使企业做出实质性的改变，而且因为没有强硬的政策，企业倦怠，相关部门睁一只眼闭一只眼，导致虽然有很多政策出台，但是并没有什么实质性的
改变。使得济南民众对政府的信任度也下降了。 空气质量的下降对我们的影响不仅仅体现在生活上，而且十分影响人们的健康。柴静的《穹顶之下》带给我们极大地震撼，让我们知道了太多太多它的危害，但与此同时，也告诉了我们许多我们可以做的。我们应该从身边的小事做起，为环保贡献一份自己的力量。做好监督者的职务，监督企业，监督政府，共同迎接我们共同的蓝天。 2014级环院 赵梦瑶
EXCEL在空气质量指数计算及环境空气质量分析中的应用EXCEL在空气质量指数计算及环境空气质量分 析中的应用 蛇网 摘要文章根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中所列各污染物标准限值、《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-2012)中AQI的计算方法及《环境空气质量评价技术规范(试行)》(HJ663-2013)中规定的环境空气评价项目与评价方法，结合福州市环境空气监测数据，介绍如何利用excel 2003软件自动批量计算空气质量指数(AQI)、自动分析某时段的环境空气质量状况、自动绘制空气质量分级比例饼状图、自动生成主要污染物评价结果表等，为环境空气质量分析工作提供便利。 关键词 EXCEL;环境空气质量;AQI;自动计算 2013年1月1日起，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市等共74个城市按照环境空气新标准《环境空气质量标准》(GB3095-2012)要求进行监测与评价。新标准增加了污染物监测项目，严格了部分污染物浓度限值。空气日报中，由包含六项污染物的空气质量指数(AQI)替换了原来包含三项污染物的空气污染指数(API)，评价方法更加复杂，靠人工计算工作量非常大。一些软件虽有自动统计功能，但也存在局限性，例如本单位的软件尚不能统计AQI，上级环保部门数据库虽然功能较齐全，但只能进行整年或者整月的统计，而且必须是上报后的数据才能统计出结果，时效性欠佳。EXCEL 2003是一款简单易学且普及的软件，使用门槛低，无人员权限限制。前人曾探讨过应用EXCEL来计算 评价单个AQI，但其在污染物浓度取值超出范围及存在两个以上首要污染物时存在漏洞，而且尚无对任意日期范围内自动统计及自动生成图表方面的研究。
天津空气质量评价方法研究 学院： 专业： 学号：___ 姓名：_
目前我国经济正迅速发展,工业、城市规模的扩大、人口膨胀，这些都使大气污染不断加剧,直接威胁着国民经济的可持续发展和人民生命健康,开展空气质量的预测和治理已迫在眉睫。作为学生，我们首先应该初步学会用控制理论与系统科学精要的相关知识来评价空气质量的好坏以及评价的方法，以提高相关方面的知识，提高保护空气质量的意识。 目前，城市空气质量污染指数的分级标准是根据空气污染指数（API）的取值界定的，空气污染指数指常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况。 天津是中国重要的能源与工业城市，其工业化与城市化的快速发展对城市环境产生了重要影响。近年来，市委市政府立足资源型城市可持续发展战略，努力改善全市空气质量。由于空气污染程度由轻到重是逐渐过渡的,没有明确的界限, 因此对城市空气质量进行综合评价时应用模糊集理论较为适宜。但目前普遍运用的模糊综合评判模型M( ∧, ∨) 中“取大”、“取小”的算子在评判中只强调实际数据中极大值、极小值的作用, 属于“主因素突出型”评价, 会由于中间信息的损失而易使评价过程“失效”甚至“失真”, 常导致评价结果分级不清甚至背离实际情况。本文以模糊集理论中的权广义距离概念来表示待评价的城市空气质量状况与已知的空气质量分级标准之间的差异, 提出一种新的城市空气质量综合评价的模糊分析方法。 一、建立指标采集体系 首先确定各项指标采集的区域，以备后面分析使用。下面是Visio的结构图：
二、 数据处理 本文对2012年前三个月的空气污染指数和空气质量状况进行了分析，采用了指标评价法和综合指数评价法分析了对空气污染最主要的物质， 对每年每种物质用以下这个公式计算它们的污染指数： u u i u o u o i I C C C C I I I +-?--= )( 那么计算得到的最大的值的物质即是天津的主要污染物，通过计算我们发现对天津市空气影响最大的物质是10PM 。 首先，我们对数据进行预处理，根据数据的顺序分别对每一年的各种污染物进行污染指数计算： u u i u o u o i I C C C C I I I +-?--= )(（1） 且同年的空气污染指数 (2） 空气污染指数(Air pollution index ,简称API)[3]，就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征孔子去染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。中国计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物。