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大气污染和环境质量的分析和评价在当前全球环境污染日趋严重的情况下，大气污染问题也成为各国共同面对的难题。
大气污染不仅影响着人们的健康和生活质量，同时也对自然生态系统和环境质量造成了巨大的威胁。
因此，对大气污染和环境质量进行全面的分析和评价显得十分必要。
一、大气污染的现状当前，大气污染已经成为全球最为突出的环境问题之一。
在各种污染源的作用下，大气中的有害物质数量显著增加，导致了严重的空气质量问题。
据世界卫生组织数据显示，全球每年因大气污染导致的早逝人数已经超过700万人，其中中国、印度、巴基斯坦等亚洲国家污染最为严重。
大气污染主要表现在：粉尘污染、二氧化硫、氮氧化物、臭氧等气体物质排放超标、工业废气和交通尾气等等。
二、对环境质量的影响大气污染不仅直接影响空气质量，还间接影响了生态环境和人类健康。
首先，大气污染损害的是自然生态系统。
污染物质直接进入空气中和大气与自然系统中的相互作用，会对土壤、森林、水体等造成不良影响，进而影响生态系统的平衡。
其次，大气污染对人类健康危害巨大，致癌物质如石棉、苯、甲醛和二氧化硫等，会引起各种疾病，例如：支气管炎、哮喘、慢性肺疾病等。
此外，空气污染还会诱发心血管疾病和非霍金金氏淋巴瘤等癌症。
三、环境质量评价的方法环境质量评价是对环境质量状况的综合评价。
为了更好地了解大气污染和环境质量状况，需要采用一些科学、可靠的评价方法，常用的方法包括：物理化学方法、生态学方法、卫星遥感方法和居民满意度问卷调查等。
环境质量评价方法主要有两种，第一种是“现场监测法”，这种方法通常是通过仪器设备等现场采集数据进行污染物的分析测试，如空气中的PM2.5、NOx、SO2等指标监测。
第二种是“遥感监测法”，这种方法主要采用卫星遥感、遥感图像和遥感数据的方式来进行环境质量评价。
这种方法与现场监测不同，具有遥感技术的优势，如能够广泛覆盖范围广，省时省力等等。
四、大气污染防治措施针对大气污染问题，需要采取有针对性的防治措施。
大气质量评价大气质量现状的评价方法，可以采用化学方法的污染监测评价；采用生物学方法的生物评价法和从生理学角度评价的卫生评价法等。
若从保护人类健康的角度当然用卫生评价法更合理一些，但是这种方法难以定量化，所以目前各国使用最多、最普遍的方法是“监测评价”。
这种方法以化学监测及数学统计为主并兼顾各污染物的生态效应和对人体健康影响的因素来判断大气质量的好坏。
⒈大气环境监测评价程序：(1)选择评价因子大气污染监测评价因子很多，有降尘、悬浮颗粒物；有气体如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、臭氧等；有害物氟、铅、汞、砷、苯并（a）芘等。
这些均可选为污染监测的评价因子，但是在进行某区域大气质量评价时可根据污染特点和评价目的从中选出几项即可，不宜过多。
否则会因此增大工作量和计算困难。
例如，一般城市以燃煤和交通为主要大气污染源的，可选悬浮微粒、二氧化碳和氮氧化物等，一些特殊工业区可考虑降尘（或悬浮微粒）、SO2及有害物等。
评价因子确定之后，就可安排对其监测。
(2)评价标准的选择评价标准的选择很重要，它是用来衡量单因子污染程度的标尺，对评价结果影响很大。
评价时可分别不同情况采用国家颁布的大气环境质量标准的一级、二级或三级标准；有时也可选用本地区的本底值、对照值、背景值作为评价对比的依据，但这样评价的结果由于各地区本底值不同而不具可比性。
若能再进行同步气象观测，就可以更准确的分析大气的污染结果。
2.大气环境检测评价的数学方法：按照主要使用目的，大气质量监测评价可将各种指数分为三类。
(1)主要用于评价大气质量逐日变化的指数美国1976年公布的《污染物标准指数（PSI）》，PSI（Pollutant Standard Index）指数考虑CO、NO x、SO2、O3、颗粒物及SO2和颗粒物浓度的乘积六个参数。
各污染物得分指数与浓度的关系，采用分段线形函数。
当监测到各污染物浓度之后可以利用表4-4，用内插法计算各污染物的分指数。
环境质量现状评价概述环境质量是指自然环境中各种物理、化学和生物因素对人类和其他生物体的影响程度和对环境本身的保护程度。
评价环境质量的目的是为了了解环境的健康状况，为环境保护和可持续发展提供数据依据。
当前环境质量的评价主要针对大气、水体、土地和生态系统等多个方面进行。
以下是对这些方面的环境质量现状进行概述。
大气方面：在过去几十年里，大气污染成为全球范围内关注的焦点。
工业化和城市化的快速发展导致了大量的工业和交通排放，使得大气中的污染物如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等浓度大幅度上升。
这些污染物对人类健康和环境产生了严重的影响，导致了大气污染和酸雨的问题。
水体方面：水资源是人类生存和发展的基础，但目前全球水资源面临着严重的污染和短缺的问题。
水体被各种废水和污染物严重污染，如工业废水、农业面源污染和城市生活污水等。
这些污染物不仅对水质造成了严重威胁，也对水生态系统和生物多样性产生了负面影响。
土地方面：土地资源是人类生活和农业生产的基础。
但目前全球面临着土地退化、城市扩张和农药污染等问题。
土地退化主要由于不合理的农业实践、过度放牧和过度开垦等引起，导致土地质量下降和生态系统破坏。
此外，城市扩张和工业化也使得大量的土地被用作建设和工业用途，进一步削弱了可利用的土地资源。
另外，农药和化肥的长期使用导致了土壤污染，造成了环境和人类健康的风险。
生态系统方面：生态系统是地球上各种生物体之间相互依存、相互作用的复杂网络。
然而，由于人类的活动，许多生态系统面临着严重的破坏和文化多样性丧失。
森林砍伐、湿地开垦、物种灭绝等问题都对生态系统造成了巨大的压力。
此外，气候变化也对生态系统产生了负面影响，如海洋酸化、冰川消融和海平面上升等。
总体而言，当前全球的环境质量现状存在着严重的问题。
大气污染、水体污染、土地退化和生态系统破坏都对环境和人类健康造成了严重威胁。
为了改善环境质量，保护地球的生态平衡，全球需要采取积极的环境保护措施，包括减少污染物排放、促进可持续发展、加强环境管理和保护生态系统等。
河南科技大学教案首页2课程名称环境检测与评价计划学时授课章节第17课大气环境质量评价教学目的和要求：了解大气环境质量评价的现状、大气质量的预测模型以及清楚大气环境影响评价的程序、等级划分等内容。
掌握大气环境评的基本知识。
教学基本内容：（1）大气环境现状评价；（2）大气环境预测模型；（3）大气环境影响评价。
教学重点和难点：大气环境评价的预测模型，大气环境影响评价的程序等。
大气环境质量现状评价的数学方法。
授课方式、方法和手段：采用多媒体与板书相结合的讲解、提问等方式、方法和教学手段。
作业与思考题：什么是有效源高？怎样确定烟气抬升高度？第十七课大气环境质量评价一、大气环境质量现状评价（一）大气污染监测评价1．大气污染的形成：污染源向大气环境排放污染物（根源）——大气——在风和湍流的作用下向外输送扩散——当污染物积累到一定程度——改变了大气的化学组成和物理性状——对人类生产、生活甚至人群健康威胁——大气污染2．影响污染物地面浓度的因素（1）污染源：源的形态（点源、线源、面源）、源强、源的排放规律（2）大气的稀释扩散能力3．评价程序（1）调查准备阶段：范围、污染源及主要污染物、制定检测规划、装备；（2）污染物监测阶段：（3）评价分析阶段：分析大气质量的时空变化规律、污染状况等（4）成果运用阶段：根据评价结果，提出防治对策。
4．大气污染监测评价（1）评价因子的选择：选择主要大气污染物，例行监测浓度较高的污染物、对人体健康已经有所影响的污染物；目前，我国各地大气污染监测评价的评价因子包括4类：尘（降尘、飘尘、悬浮颗粒）、有害气体（SO2、氮氧化合物、CO、O3等）、有害元素（F、Pb、Hg、Cr、As等）、有机物（苯并[a]芘、总烃等）。
（2）评价标准的选择：根据不同目的选择标准（3）监测：①布点：网格布点法、放射状——、功能分区——、扇形——。
布点的原则：a：最好设置对照点；b：点的设置要考虑大气污染源的分布和地形、气象条件；c：能覆盖评价区域；d：大气监测布点图。
②采样、分析法；③监测频率：一年4季，1、4、7、10月代表冬春夏秋；每个季节采样7天，一日数次，每次采20－40分钟，以一日的几次平均值代表日均值，以7天的平均值代表季日平均值；④同步气象观测：结合气象条件（气象资料）（4）评价：对监测的数据进行统计、分析，选择适宜的大气质量指数模型求出大气质量指数。
绘出大气质量分布图、主要污染源和污染物，进一步提出防治措施。
（二）大气环境质量现状评价的数学方法（P53－P59）1．上海大气质量指数2．均值型大气质量指数3．沈阳大气质量指数4．分级评价法5．美国格林大气污染综合指数6．美国橡树岭大气质量指数（ORAQI ） 7．美国污染物指标指数 8．美国密特大气质量指数二、大气质量预测模型1．点源扩散的高斯模型（1）静风（u 10<1.5m/s 10m 高处的风速）点源扩散模型 （2）连续点源烟流扩散公式所有连续点源公式，包括应用于各种特殊条件下的变形公式，仅适合于连续排放扩散物质且源强恒定的源。
当有风时(u ≥1.5m ／s)，可采用烟流扩散公式。
设地面为全反射体：()()2(,,,)22222exp 22.exp exp 22x y z H y z y e e z z Qy C u z H z H πσσσσσ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎧⎫⎡⎤⎡⎤-+⎪⎪-+⎢⎥⎢⎥⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭扩散参数σy 、σz 通常表示成如下形式：11y x ασγ= 22z x ασγ=最大地面浓度Cmax 及出现距离：当zyconst σσ= m a x 22z e y Q C euH σπσ=⋅ max :22ez x x H σγ== 当，zyc o n s t σσ≠ 且11y x ασγ= 22z x ασγ= 则，m a x 212e QC e u H P π= 221121max221e H x αααγα-⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1211122212111111221221eP H eααααααααγγαα-⎛⎫+⎛⎫⎛⎫ ⎪-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=⎛⎫+⋅⋅ ⎪⎝⎭2．有混合层反射的扩散公式大气边界层常常出现这样的铅直温度分布：低层是中性层结或不稳定层结，在离地面几百米到 1—2 km 的高度中存在一个稳定的逆温层，即上部逆温，它使污染物的铅直扩散受到抑制。
观测表明，逆温层底上下两侧的浓度通常相差 5—10倍，污染物的扩散实际上被限制在地面和逆温层底之间。
上部逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度（或厚度），用h 表示。
设地面及混合层全反射，连续点源的烟流扩散公式如下：（1）当σz<1.6h()()()2,,,22222exp 2222exp exp 22x y z H y z y e e n z z Qy C u z H nh z H nh πσσσσσ∞=-∞⎛⎫=-⋅⎪ ⎪⎝⎭⎧⎫⎡⎤⎡⎤-+++⎪⎪-+-⎢⎥⎢⎥⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭∑n = - 4 ~ 4 即可达到足够的精度。
（2）当σz>1.6h浓度在铅直方向已接近均匀分布，可按下式计算：()2,,2exp 22x y H y y Qy C u h σπσ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭3．熏烟扩散公式高架连续点源排入稳定大气层中的烟流，在下风向有效源高度上形成狭长的高浓度带。
当低层增温使稳定气层自下而上转变成中性，或不稳定层结扩展到烟流高度时，使烟流向下扩散产生熏烟过程，造成地面高浓度。
此时在熏烟高度zf 以下浓度在铅直方向接近均匀分布，地面浓度计算公式为：()22,,2exp 221exp 22ff x y z yf yf f p Qy C u z p dp σπσπ-∞⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭⎰式中：/8yf y e H σσ=+()/f e zp z H σ=-当稳定气层消退到烟流顶高度 hf 时，全部扩散物质已经向下混合，地面浓度公式为：()22,,exp 222.15ff x y h yf yf f f e zQ y C u h h H σπσσ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭=+4．连续线源公式连续线源是指连续排放扩散物质的线状源，其源强处处相等且不随时间变化。
在高斯型模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的积分，其浓度公式为：(),,0LL x y z Q C fdlu=⎰式中：Ql ——线源源强，其单位为单位时间单位长度排放的物质量；f ——表示连续点源浓度的函数，可根据源高及有无混合层反射等情况选择适当的表达式。
对直线型线源等简单的情形则有：(1) 线源与风向垂直：取 x 轴与风向一致，坐标原点设于线源中点，线源在 y 轴上的长度为2y0。
有地面全反射的浓度公式为：()2122,0,0,221exp exp 2222p lx H p z z Q H p C dp u σπσπ⎡⎤⎛⎫=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰01y y p σ=-02y yp σ=(2) 无限长线源（线源与风成大于45度角）的地面浓度公式为：()2,,0,22exp 22sin lx y H z z Q H C u σπσϕ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦Φ为线源与风的夹角5．连续面源公式源强恒定的面源称为连续面源。
对面源扩散的处理方法主要有虚点源法和积分法等。
虚点源法：设想每个面源单元上风向有一个“虚点源”，它所造成的浓度效果与对应的面源单元相当。
于是，可以用虚点源的浓度公式计算面源的浓度：()()()()()()()()2,,22222exp 22exp exp 22z y y z z Ax y z y z x x y x x x x e e z x x z x x Q y C u z H z H πσσσσσ+++++⎡⎤⎢⎥=-⋅⎢⎥⎣⎦⎧⎫⎡⎤⎡⎤+-⎪⎪-+-⎢⎥⎢⎥⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭式中：QA ———某面源单元的源强，在虚点源法中，其 单位与连续点源相同；x, y,z ——计算点的坐标，坐标原点位于面源中 心在地面的垂直投影点上；xy,xz ——虚点源向上风向的后退距离。
若有：11y x ασγ=22z x ασγ=121/1/12/2.15/4.3,e y z H L x x ααγγ⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭L 为面源单元的边长。
应用同样的原理，也可以用虚点源计算线源、体源造成的浓度。
6．长期平均浓度公式长期平均浓度：在几天、几月或一年的长时段内，各种风向均可能出现。
此时表示短时间烟流横向散布的σy 已不重要，可以用风向频率计算水平浓度公式。
(1)简单的扇形公式：在任意角宽度为2π／n 的扇形区内，连续点源的地面公式是： 1/21/2222exp 22e z z H nfQC ux ππσσ⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭式中：f ——在所平均的时段内该扇形区风向所占的成数。
u ， σz ———应取平均时段内平均风速和铅直扩散参数的平均值(例如，取D 类稳定度的σz)。
(2)联合频率计算公式：在长时间内，不同风速和稳定度影响浓度的权重并不相等。
更精确的计算，应该按照每一种风向、风速和稳定度的频率加权平均，此时的浓度公式为：,,,,k m l k m lkmlC c ϕ=∑∑∑式中：k 、m 、l ——风向、稳定度和风速等级的下标；ck 、m 、l ——在每一个给定风向、稳定度和风速时的浓度，可取相应的高斯扩散公式计算；φk 、m 、l ——风向、稳定度和风速的相对联合频率，即有：,,1k m lkmlϕ=∑∑∑6．长期平均浓度公式长期平均浓度：在几天、几月或一年的长时段内，各种风向均可能出现。
此时表示短时间烟流横向散布的σy 已不重要，可以用风向频率计算水平浓度公式。
(1)简单的扇形公式：在任意角宽度为2π／n 的扇形区内，连续点源的地面公式是： 1/21/2222exp 22e z z H nfQC ux ππσσ⎛⎫⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭式中：f ——在所平均的时段内该扇形区风向所占的成数。
u ， σz ———应取平均时段内平均风速和铅直扩散参数的平均值(例如，取D 类稳定度的σz)。
(2)联合频率计算公式：在长时间内，不同风速和稳定度影响浓度的权重并不相等。
更精确的计算，应该按照每一种风向、风速和稳定度的频率加权平均，此时的浓度公式为：,,,,k m l k m lkmlC c ϕ=∑∑∑式中：k 、m 、l ——风向、稳定度和风速等级的下标；ck 、m 、l ——在每一个给定风向、稳定度和风速时的浓度，可取相应的高斯扩散公式计算；φk 、m 、l ——风向、稳定度和风速的相对联合频率，即有：,,1k m lkmlϕ=∑∑∑三、工作程序、评价等级和评价标准1．基本内容和工作程序①弄清建设项目概况，进行工程的大气环境影响因素分析，获得有关源参数(排污种类、源强、源高、排放方式、排放温度、排烟速度等)资料，进行污染源评价。
