（安全技术及工程专业论文）计算机在粉尘扩散及危害预测与环境经济分析中的应用研究.pdf

a b s t r a c t hw e k n o w nl l l 砒d u s ti s 伽co fp u b l j cp o l l u t i mt l l ew o d m 锄yh 啪锄a c t i v i t 慨u i d g e n e r 疵d u s tp a n i c i 豁锄ds u 丘打f b m 吨t h ed u s tp o u t i t i o na f f b c t sm 柚ya s p = bo fh u m a n 卸d e n v i 蝌瑚e n s u c h 笛缶o x i c o j o g i 酬觚d 辩n f ye 彘吣曲h u m a m ，a 鲥c u l t u f a lc m p s 眇sa 1 1 d l i v e s t o c l c ，r c d u c t i o f v i s i b i i 吼锄d 曲娜j o n 柚dc o n 佛i o no f m 疵r i a l s m t t lt h ed e v e l o p m e mo f h u m 锄s o c j e 坝p e o p l ea 他m o 佗拍dm o 佗a n e n t j t ot i ee n v i r o n m e n 协lp m t t i o n i nt h e d i s s e 嘣j o f i d u s tp o u t i o ni s 衄l ( c n 罄t 1 1 et 叩i co ft t l e s e a r c h ，e p 朗d i n gu p o nm a t h e m a t i c 印p n o h d u s ta f f 色c t e dl 硼gm e c h 锄i s m ，v i r o n m e n t a le c o n o m i c s 甜d ，t l l ed u s td i m 峪i o n s i m u l a t i w i t l iv i s 憾1 z a l i o l l ，t l l ed y 咖i cf 0 c a s tm o d e i so fp n e u m o n o c o n i o s i sa 1 1 dt h e e n v i r o n m e n t a lb e n e 矗t 彻a l y s i so f d u s tc o n 仃o lw e 托c o n d u c t e db yc o m p u t e rt e c h n i q u 髓t h em a i n f m i t sa c h i e v e di nm es t i l d va r ea sf b l l o w s 1 a r e rm a l c i n gad 喇1 e d1 t 咖佗s e a r c h i n g ag r e a tn u m b e ro fp a p e 璐柚dm o n o g r a p ho n t l l ee n v i r o n m e n t a ic o s t - b e 矗t 锄a l y s i s ( e c b a ) w e r e 陀v i e w e d a c c o r d i n g l y t 1 1 er e l e v 卸t n l e t h o d sa n df b 肌u l a sw e r es u m m a r i z e d 2 b a s c do n 锄a l y z i n g 卸ds u m m 撕z i n gt h ed u s td i m 峙i c q u 砒i o 唯卸dm o d e i s ，ap r o 印珊 f o rs i m u l a t i n gt h ed i 觚i o np r o c e 站o fd u s tw i t l lv i s u a i i z a t i o nw 越d e v e l o p e d t h e 把f o r 岛t h e c o n c e n i o nd i s 研b m i o no fd u s td i t f h s i o n 锄dt 1 1 e 障1 e v a n tf h c t o r sc o u j db es e e nd i r e c t i va n d v i s u a l l y 3 b 笛e do nn 忙r e s e a r c ho f r e l a t i o nb e m nt h ei n c i d 明c eo f n n e u m o c o n i o s i s 狮dt 1 1 eb 雒i c f k t o 墙，af o r e c 破i n gm o d e lo fd u s th a z a r dw h i c h 啉et t l r e ef a c t o r ss u c h 越t h ep e r c e mo fs i l i c d i o x i d e ，t i ec c 即椭t i o f d u s t t h ep e o dt i i a lp e o p l ec o n 协c 6 n gd u s th 私b e 踟b u i nt 0e x p r e 豁 t h ed o 辩一r e s p o n s er e l a t i o l l s h i p b yt j l ep r a c t i c a ld a t at e 蛐e d ，t l l ea r t i 矗c a ln e 啪ln e t w o r k ( a n n ) c 锄b eu 辩d t os i m u l a i e 锄d p 托d i c t t l l e i n c i d e n c e o f p n e 啪o n o c o n i o s i s 4 a c c o r d i n gt o 缸e c b ad c m 柚d ，u s - n gt h ec o m p 崛rl a l l g u a g eo fv i s u a lb 酗i c ，t i l ea u t h o r c o m p i l 嚣t h ee n v i r o n m e n t a ic o s t b e 疗ta n a i y s i s ( c b a ) f h v a 他n 啪b eu t o i c u l a ：t e 卸d 卸a l y z et i i ec h e m i c a ld u s ts u p p r e s s 锄t s 锄ds o m “h i n ge l s e ，“w i l lb et oh c l pf o rd e c i s j 蛐一m 撕n g o f t h ei n v e s t i l l e n l 5 b y 峪i n gt t l es o f h v a 陀，m ee n v i r o 枷e n t a lc o s t - b e n e f i to fc h 锄i id u s ts u p p r e s s 卸tw 雏 锄a l y z c d 锄da 咖c l 吣i 伽w 雒d e d u c e dt h a 葺t l l ec h 啪i c a is u p p r e s s a mh 舔o b v i o 峭e c o n 响i c 卸d c i a l 鹊w e u e n v i m n t a lb e n e 矗t s k e yw o r d s ：d u s td i f f h s i 傩；p n e 啪o n o c o n i o s i s ；e n v i r o n m e n t a le c o n o m j c s ；v i s l l a l i z a t i o n ；a n 讯c i a l n e u r a ln e t w o r l 【；c o m p u 研鼢f h v a 比；f o 他c a s t i n gm o d e l s ；c h e m j c a ls u p p r 豁铀n to f d i l s t 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。， ， 储签名通吼一年i 月岁日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 储躲妾珥翩签名盟吼一年上月互日 硕e 学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 环境经济学的产生与发展 环境经济学作为经济学的一个分支学科，兴起于2 0 世纪五、六十年代。当 时在西方发达国家，严重的环境污染激起了强烈的社会抗议，引起许多经济学家 和生态学家重新考虑传统经济学的局限性，从而把环境科学的内容引入到经济科 学研究中。环境经济学的发展。使人们对环境问题的认识，增添了经济分析的视 角，使经济学在更为现实和客观的基础上得到发展，增强了经济学对于社会现象 和人类行为的解释力，为人类克服环境危机的现实行动提供了有力的理论分析工 具i ”。环境经济学这门由环境科学和经济科学相互交叉、渗透、有机结合形成的 新兴边缘学科，虽然仅有四十多年的发展历史，但它却产生出了明显的理论与实 践意义。 二十世纪7 0 年代以前，各国学者从公害或污染方面研究经济问题，一些国家 出版的书籍主要研究排污、公害问题，书名常称为污染经济学，它没有包括环境 问题的全部因素。1 9 7 2 年联合国规划署在斯德哥尔摩召开了人类环境会议，提出 了经济发展与环境问题，1 9 7 4 年墨西哥会议认为，必须协调经济发展与环境的关 系，1 9 7 5 年联合国欧洲经济委员会在鹿特丹召开经济规划的生态对策讨论会，提 出了“环境经济规划”问题，要求在经济发展规划中考虑环境因素联合国环境 规划署的专家认为，强迫生产者偿付对环境的损害费用，或者把环境当作一种商 品，同其它任何商品一样出售给消费者，这两种方法都不能抓住由于人类活动而 带来环境问题的真正本质，从而进一步提出了“生态发展”或“合乎环境要求 的发展”理论。1 9 8 0 年联合国环境规划署在斯德哥尔摩召开关于“人口、资源、 环境和发展”的讨论会，指出这四者之间是紧密联系、互相制约、互相促进的， 新的发展战赂要正确处理这四者之问的关系。联合国环境规划署经过几年来对人 类环境各种变化的观察分析，总结了人类管理地球的经验，决定将“环境经济” 列为联合国环境规划署1 9 8 1 年环境状况报告的第一项主题。联合国经济合作 发展组织( o e c d ) 在1 9 8 4 年6 月召开的“环境与经济”国际会议，力图通过对 各国环境政策的经济问题的调查研究结果来探讨、改善和提高环境政策中经济分 析的方法。 环境经济学于二十世纪7 0 年代传到中国，比较正式地提出在中国开展环境经 济学研究和应用，是在1 9 7 8 年的全国哲学社会科学发展规划会议上，会上提出环 境问题不仅仅是自然科学和技术工程范围内的问题，而且与社会经济因素密切相 硕十学位论文第一章绪论 关，必须运用经济理论等社会科学方法展开分析。会后，中国环境科学学会所属 的“中国环境管理、法学与经济学会”成立，并于1 9 8 1 年在镇江市召开了“环境 经济学学术讨论会”，出版了论环境经济一书【2 】。早期我国环境经济学的理 论基础主要是传统的社会主义政治经济学，随着我国市场化改革过程中主流经济 学理论的变迁，建立了以现代经济学为基础的理论框架。首先是微观经济学理论 的全面介绍，从理性人、最优化、均衡等基本假定出发，构筑环境资源的供求曲 线和均衡价格，在这方面，福利经济学与微观经济学融合在一起，为环境经济学 提供了理论来源【引。其次是宏观经济学理论进入环境分析领城，使环境经济学范 围扩展到总量关系上。随后又将制度经济学理论和方法引入到环境经济分析之 中，如厉以宁认为制度分析对可持续发展研究是非常必要性，夏光的“环境权益 的市场化代理制度”等。 环境经济学研究的主要理论著作与文献观点详见表l l 有关内掣删。 表i l 环境经济学发展过程中的主要著作及文献 时间作者国家著作及文献内容及观点 2 0 世纪 斯特鲁米林苏联 提出过把环境、生态、资源、经 4 0 年代济结合起来进行研究的经济观点 初步同人们揭不j 现代污染对环 1 9 6 2 年莱切尔卡逊美国寂静的春天 境、生态影响的深度和广度 2 0 世纪 6 0 年代鲍尔丁美国 提出第一个环境经济学的著名理 后期 论“宇宙飞船经济观” 2 0 世纪 提出“生态经济学”，成立“罗 6 0 年代鲍尔丁美国 一门科学生 马俱乐部”，并发表了增长的 态经济学 后期极限 系统提出“舒适型资源的经济价 1 9 6 7 年 j o h nk m t 1 l a 美国美国经济评论 值理论” 1 9 7 0 年a k n e e s e经济学与环境系统提出了“物质平衡理论” 2 0 世纪 人类食物生产是 7 0 年代莱斯特布朗美国生物圈的一个过 初期程 2 0 世纪人类能量生产是 7 0 年代弗莱德幸格美国生物圈的一个过 初期程 2 0 世纪人类物质生产是 7 0 年代哈雷森布朗美国生物同的一个过 初期 程 2 0 世纪 7 0 年代哥尔德史究斯英国“平衡稳定社会论” 初期 2 硕士学位论文第一章绪论 续表l i 2 0 世纪 7 0 年代舒梅赫英国。小型化经济论” 初期 2 0 世纪 7 0 年代卡伦巴斯美国“人道主义社会” 初期 2 0 世纪“调整人类活动的物理、生物、 7 0 年代巴克莱，赛克勒美国经济和社会诸方面的整体结构理 初期论” 2 0 世纪 7 0 年代塞尼卡，陶西格美国“补偿论” 初期 2 0 世纪 7 0 年代戴利美国“稳态经济学” 初期 2 0 世纪 7 0 年代艾伦科特雷尔英国。渡过短缺时代环境经济学” 初期 2 0 世纪 7 0 年代弗赖依美国 “生态道德”的“理想生态社会 初期 的经济学” 2 0 世纪 7 0 年代库布斯 澳大 初期 利亚 “资源高价论”和“限制消费论” 2 0 世纪 7 0 年代柯尔姆，安列卡法国“征税理论” 初期 2 0 世纪 7 0 年代托宾，诺德豪斯美国“福利经济指标体系论” 初期 2 0 世纪 7 0 年代卡恩美国“伟大转变论” 初期 2 0 世纪 7 0 年代米香英国。分区制学说” 初期 召开联合国人类环境第一届会议 1 9 7 2 年 瑞典政府 瑞典 人类环境宣言将环境问题纳入各国政府和国际 政治议程。 哥尔德史密斯从马克思关于人与自然进行物质 1 9 7 2 年英国 生存的蓝图 为主 交换观点出发的生态经济学专著 3 顾i 学位论文第一章绪论 续表l i 生态经济学概从马克思关于人与自然进行物质 前 论交换观点出发的生态经济学专著 梅林斯基， 生态经济的相互 从马克思关于人与自然进行物质 扎伊采夫，苏 关系与相互作用交换观点出发的生态经济学专著 从马克思关于人与自然进行物质 马林诺夫 生态经济管理 交换观点出发的生态经济学专著 生态经济学方从马克思关于人与自然进行物质 联 法 交换观点出发的生态经济学专著 约瑟夫j 塞尼 1 9 7 4 年美国环境经济学世界第一部环境经济学专著 卡迈克尔k 1 9 7 6 年坂本藤良日本生态经济学世界第一部生态经济学专集 制定环境经济学和环境保护技术 1 9 7 8 年 中国 八年发展规划 应当迅速地开展 1 9 7 8 年 中国中国第一篇环境经济论文 环境经济学研究 环境保护经济学对环境经济评价及其价值计量体 1 9 8 0 年 奥尔达克 期论系都提出了新的见解 中国环境管理、经济和法学学会 1 9 8 0 年 中国 成立 j u j j 卸l o w e 环境管理经济 1 9 8 0 年英国 d a v i dl 七w i s 学 生态经济系统动表明从理论到数学模型的应用已 1 9 8 1 年 态 逐渐完善 汉斯罗斯，冈 民主 环境改造和自然 1 9 8 1 年特施特赖布尔 等 德国资源的经济学 中国第一部关于环境经济问题研 1 9 8 3 年中国 论环境经济 究的文集 世界环境与联合我们共同的未 1 9 8 7 年 发展委员会 国来 联合国环境 关于环境与发展 1 9 9 2 年 巴西的里约热内卢宣 一个有关环境与发展方面国家和 与发展大会国际行动的指导性文件 言 实用环境经济 1 9 9 2 年张兰生中国 我国第一部环境经济学教材 学 1 9 9 3 年稃福祜中国 环境经济学中国高等学校环境经济学教材 d a v i d w p 无终结的世界： 1 9 9 3 年 经济学、环境和持一本著名的环境经济学著作 j e n vj w 续发展 从宏观层次上对环境经济学进行 1 9 9 5 年 厉以宁章铮中国环境经济学 论述 注：表中空缺项表习i 作肯目前无法得知此项内容或原文作者无此项内容 4 顿p 学位论文 第一章绪论 1 2 环境损益分析研究的发展 环境损益分析是环境经济学的一个重要组成部分，随着环境经济学的发展而 得到不断的发展。它最初是美国水利机构为评价水资源投资而发展起来的【l 川，环 境损益分析的思想之父是1 9 世纪的法国人杜波伊特( j l l l e sd u p u i t ) ，他在1 8 4 4 年写了一篇市政工程效用的衡量中提出了消费者剩余的概念【i ”。1 8 0 5 年， 加拉丁( a i b e no a l l a l i l l ，美国杰弗逊总统财政部长) 在一份关于运输规划的报告 中强调，为了国家的利益，需要比较水利建设的费用和效益。1 9 3 6 年的洪水 控制法提出要检验洪水控制计划的可行性，要求对“任何人来说”效益都必须 超过费用【嘲。1 9 5 0 年美国流域委员会任命的费用效益分委员会发表了题为关 于流域规划经济分析实践的建议，这份报告为水资源领域的研究和思索奠定了 理论基础i ”】。1 9 5 8 年，埃克斯坦( e c k s t e i n ) 的水资源发展：计划评价的经济 学，因其对美国费用效益分析实践认真的评论和批评而格外引入注目。1 9 6 0 年， 赫斯克雷弗( h i r 1 1 1 e i f h ) 、德黑文( d e h a v e l l ) 和米利曼( m i l l i i i l a l l ) 发表的水 的供给：经济学技木和政策，对些原则作了清晰说明并应用了几个重要案例。 1 9 6 2 年，麦斯( m 蹰路) 和他的合作者在哈佛撰写了水资源系统设计一书， 这部书深入探讨了系统分析和计算机技术在费用效益分析领域内的运用1 1 4 】。1 9 6 5 年，加拿大财政委员会发表了“效益一费用分析的指导书”【1 5 】。1 9 6 7 年，英国 政府给出了“国有化工业采用费用一效益分析的指示意见1 6 1 。在实践方面，荷 兰阿姆斯特丹大学对1 9 7 0 年大气污染损失进行了研究，认为其损失为2 3 亿美元， 占g d p 为2 2 6 ；美国f 嘣釉纽，对大气污染治理效益进行研究，认为1 9 7 8 年 效益为2 1 4 亿美元。占g d p 为l ；法国b a r 咒对大气污染治理效益进行研究， 认为1 9 7 8 年效益为2 4 2 亿美元，占g d p 为0 6 ；法国国家环保局对1 9 7 8 年 大气污染损失进行了研究，认为其损失为3 3 4 l 亿美元，占g d p 为o 8 l ； 挪威国家环保局对大气污染治理效益进行了研究，认为1 9 7 8 年环境效益为o 1 亿美元，占g d p 为o 2 2 。联合国经济合作发展组织( o e c d ) 在1 9 8 1 年对1 9 7 7 1 9 8 0 年间硫氧化物控制的费用效益进行了研究。1 9 8 4 年，美国国家环保局( 班 a ) 运用费用效益方法对汽油含铅量的规定进行研究认为汽油含铅量由目前的 1 1 9 p l g ( 克每加仑加铅汽油) 减少到0 i g p i g 是可行和合适的【 】。 我国环境损益分析开始于二十世纪8 0 年代，主要用于区域、流域和企业一 级的污染损失与环境效益计算。1 9 8 4 年开始的公元2 0 0 0 年中国环境预测与对 策研究，首次对全国环境污染造成的经济损失进行了估算。这项研究是开创性 和基础性研究工作，它不仅第一次对全国范围的污染损失做了估算，而且它使用 的方法有较强的理论基础，后来被许多研究者沿用，估算的污染损失值占g n p 5 顾1 ：学位论文 第一章绪论 的百分比也被一些研究者在计算其它年份时进一步外推。在中国典型生态区生 态破坏及其保护恢复利用研究中认为1 9 8 5 年全国生态破坏经济损失值为8 3 1 4 7 亿元( 1 9 8 0 年不变价) 。1 9 8 7 年辽宁省科研机构对沈阳市污染损失估算结果为 g n p 的2 9 ，1 9 8 9 年烟台市研究结果为g n p 的2 2 。此外，还有其它一些 不同水平和层次上的评估研纠1 7 3 0 1 ，如表1 2 所示。 表l 一2 近年来典型环境损益的研究成果 主要主要评估 计算评估结果 占g d p 时间评估范围 研究者方法年份( 亿元，年)百分比 苗凡举 1 9 8 5市场价值法 北京大气污染损失 1 9 8 34 9 6 3 6 徐文 分项估算法 1 9 8 6徐寿波全国大气污染损失1 9 8 0 4 41 2 综合估算法 傅缓宁 影子工程法 1 9 8 7 三峡工程生态环境损失 1 0 5 王建国 投标博奕法 贵州省自然环 8 4 67 1 7 市场价值法 境破坏经济损失 1 9 8 8 届亚非其中：森林资源经济损失 1 9 8 32 5 22 1 4 工程费用法 土地资源经济损失5 2 8 4 4 7 水资源经济损失 o 6 6o 5 6 全国环境污染损失 4 4 4l o 4 4 其中：水污染损失2 9 46 9 l 刘文 成果参照法大气污染损失 1 9 8 08 52 o 1 9 8 9 专家估值法 固废污染损失 4 0 5o 9 6 王炎痒 市场价值法 噪声污染损失 2 4 20 5 7 全国生态破坏 1 9 8 02 6 56 2 3 全国环境污染损失 2 0 0 09 6 85 5 全国环境污染损失3 8 1 5 6 6 7 5 其中：水污染损失大1 9 8 l 1 5 6 6 22 7 7 市场价值法大气巧粱损失 1 2 4 o o2 1 9 过孝民机会成本法 固废污染损失 1 9 8 5 5 7 40 1 0 1 9 9 0 张慧勤工程费用法 农药污染损失 9 5 2 01 6 8 人力资本法 1 9 8 l 全国生态破坏损失 4 9 7 5 28 9 1 9 s 5 全国环境污染损失 3 6 72 1 美国东 其中：水污染损失1 1 8 5 0 6 7 8 1 9 9 0 西方研 大气污染损失 1 5 1o 8 6 4 究中心 同废污染损失9 7 5o 5 5 8 全国生态破坏损失 9 5 2 55 4 6 硕士学位论文 第一章绪论 续表l 一2 全国环境污染损失 9 5 0 6 7 5 其中：水污染损失 4 0 02 8 4 1 9 9 2 曲格平 大气污染损失 3 0 0 2 1 3 固废、农药污染损失 2 5 01 7 8 国家环全国环境污染损失 1 0 9 6 54 5 保局政其中：水污染损失4 7 7 61 9 6 1 9 9 2 策研究 大气污染损失 6 0 5 22 4 8 中心 固废污染损失 1 3 7 o 0 2 中国科全国环境污染损失 1 0 8 5 13 1 6 学院环其中：水污染损失 5 6 8 4 1 6 6 1 9 9 3境与发大气污染损失4 8 3 5i 4 1 展研究 固废污染损失 3 3 2o 0 9 中心 全国生态破坏损失 2 3 6 0 56 8 7 市场价值法 全国生态破坏损失 8 3 1 金鉴明替代市场法 其中：四川生态破坏损失 1 0 21 9 3 7 1 9 9 41 9 8 5 汪俊三恢复费用法 山东生态破坏损失 2 9 影子工程法 宁夏生态破坏损失 1 5 巴县乡镇工业污染损失2 2 97 8 人力资本法其中：水污染损失 o 8 42 8 6 1 9 9 6孙炳彦1 9 9 3 市场价值法 大气污染损失 1 4 2 4 8 4 同废污染损失 o 0 3o 1 0 全国环境污染损失 1 0 8 4 1 3 1 5 郑易生人力资本法 其中：水污染损失3 2 6 2o 9 5 1 9 9 7 大气污染损失 1 9 9 31 7 0o 4 9 李玉浸市场价值法 酸雨污染损失2 8 8 5o 8 4 综合性污染损失2 9 9 4o 8 7 全国环境污染损失 9 6 32 8 其中：水污染损失 3 0 2o 8 8 大气污染损失3 9 l1 1 4 同废污染损失 3 3o 0 9 6 乡镇工业污染7 2o 2 1 人力资本法农用化学物污染 1 6 6o 4 8 1 9 9 7 徐嵩龄1 9 9 3 市场价值法 全国生态破坏损失2 3 9 46 9 其中：森林破坏损失 5 4 91 5 8 农田破坏损失4 6 7 1 3 4 草原破坏损失2 4 2o 7 0 水资源破坏损失1 2 4 o 3 6 人致灾害损失1 0 1 32 9 2 7 顿1 ：学位论文 第一章绪论 续表l 一2 全国环境污染损失 4 4 3 07 7 世界 其中：水污染损失 3 2 0o 5 6 1 9 9 7 银行大气污染损失4 1 1 07 1 4 固废污染损失 全国环境污染损失 9 8 6 14 0 4 市场价值法 其中：水污染损失 3 5 6 01 4 6 1 9 9 8 夏光 1 9 9 2 机会成本法 大气污染损失 5 7 8 92 3 7 固体废弃物占地损失 5 1 2o 2 l 恢复费用法 徐中民影子工程法 1 9 9 9程国栋旅行费用法 张掖地区与水有 1 9 9 53 5 6 63 王根绪 陈述偏好法 关生态环境损失 市场价值法 人力资本法 大连市环境污染损失 1 2 5 3 1 7 i 徐忆红恢复费用法 其中：水污染损失 7 7 71 0 6 2 0 0 l 大气污染损失 1 9 9 63 4 2 o 4 6 闪红光机会成本法 调查评价法 硎废污染损失 o 8 10 i l 噪声污染损失 o 5 3o 0 7 1 9 9 19 8 3 63 ，6 1 9 9 2 1 2 8 7 93 4 8 王舒曼市场价值法江苏省大气 1 9 9 31 1 0 4 92 4 6 2 0 0 21 9 9 41 1 0 6 92 2 5 曲福田人力资本法污染经济损失 1 9 9 5 1 2 4 0 62 2 7 1 9 9 61 2 1 9 92 0 4 1 9 9 71 1 3 3 91 7 徐肇翎 人力资本法 2 0 0 3意愿支付法 抚顺市大气污 2 0 0 0o 8 5 金福杰染造成健康损失 生命价值法 刘光栋 市场价值法某地区地下水资 2 0 0 4 吴文良 人力资本法源硝酸盐污染损失 o 0 8 6 靳乐山 胥卫平 潜在寿命损 1 9 9 6 2 0 0 4 曹子栋 失年法统计 西安市水污染 o 6 7 生命价值法对人群健康损失 1 7 7 7 0 4 2 6 7 胡健2 0 0 0 支付意愿法 注：表中宅缺项反映表书作名目前无从知晓或帐文竹者未提及这方血内容 根据表l 一2 所列的一些环境损益分析的结果来看，虽然改革开放以来，我 国国民经济获得空前的发展，同时面临着严孽的环境污染问题。中国科学院的研 究表明，我们用了5 倍的资源量换取了一倍的经济发展，我国环境问题造成的总 8 硕十学位论文第一章绪论 损失约占国民生产总值的1 0 ，相当于我国近年来的经济增长率口”。因此我们 在追求国民经济快速发展的同时，必须加强环境保护方面的建设。否则我们的经 济增长目标就有被环境污染造成的损失所冲抵的危险，而环境经济学的发展，特 别是环境损益分析的发展对我国目前的经济建设的可持续发展提供了一个有力 的经济分析工具，对分析和评价我们经济建设中的一些工作提供帮助。 1 3 粉尘污染与化学抑尘 粉尘是指能在空气中悬浮的固体微粒，随着工农业的迅速发展和机器设备的 大量使用，产生的粉尘也在迅速增加，据估计全球粉尘排放量，人工颗粒物为 2 9 6 l o m 8 池，天然排放量约为2 。5 0 3 1 0 9 妇。 粉尘的来源主要有以下几个方面【3 2 l ：1 固体物料的机械粉碎和研磨，例如 采矿、选矿、耐火材料车间的矿石破碎过程和各种研磨加工过程；2 粉状物料 的混合、筛分、包装及运输，例如水泥、面粉等的生产和运输过程：3 物质的 燃烧，例如煤燃烧时产生的烟尘；4 物质被加热时产生的蒸气在空气中的氧化 和凝结，例如矿石烧结、金属冶炼等过程中产生的锌蒸气，会凝结氧化成固体。 为了有效的描述和研究粉尘，人们通常根据问题的需要，将粉尘按照不同的 方法和标准进行分类，若按照粉尘粒径的动力学尺度大小进行，则总悬浮颗粒物 分类如下i j 州： o 0 l 研 一 5 历一1 0 “历 一 1 0 0 正f ，打 1 3 1 粉尘的危害 图l l 粉尘粒径动力学分布图 粉尘可谓“无时不在，无处不在”，一定范围内的粉尘是不会对人类的生产、 生活造成危害，当达到一定量时，就会给人类及周围环境造成危害。其危害主要 表现在以下几个方面： 1 对大气的影响阴 粉尘对大气的影响，主要是以气溶胶的形式出现。 1 ) 气溶胶对大气中的辐射过程有明显作用。在太阳光与红外线波段的光学 o 硕i 学位论文第一章绪论 性质很活跃，并影响这些波段的辐射传输、对地气系统辐射平均的影响也很显著， 会减弱太阳光对地球表面的辐射强度，从而影响气候，包括温度、风速、风向等。 2 ) 气溶胶的非均相成核作用是云形成的主要机理，在云雾水和降水形成过 程中是不可缺少的，同时也是大气污染烟、尘形成的主要原因。 3 ) 在高相对湿度的条件下，金属氧化物，硫酸盐及氯化物粉尘通过催化氧 化作用形成硫酸盐( n a 2 s 0 4 、( n h 3 ) 2 s 0 4 ) 等固体颗粒分散成空气中的气溶胶， 从而引起酸雨。 4 ) 在光化学烟雾污染期间，产生大量的二次气溶胶粒子，即爱根核粒子 ( o o l 0 1 班) 和积聚模态粒子( o 1 2 研) ，尤其是积聚模态粒子，其消光 系数最大，是光化学烟雾污染期大气能见度明显降低的主要原因。 2 对植物的作用 当粉尘落到植物叶子上时，能使植物受到损害。如含氧化钙粉尘可在植物表 面形成一个强碱性反应覆盖区，叶子失去大量水分，并使细胞质受到伤害，使表 皮细胞与栅栏细胞萎缩。一般的粉尘能够降低光合作用效率，妨碍新陈代谢和水 分平衡。 3 对动物的作用 由于粉尘对动物的危害与对人体的危害具有相似性，本文不单独列出，请参 阅对人体危害的相关内容。 4 对人体的危害 由于进入人体内的粉尘数量和粉尘物理化学性质的不同，可引起人体不同的 病变。 1 ) 局部刺激作用：吸入的粉尘颗粒首先作用于呼吸道粘膜，早期可致毛细 血管扩张，粘液分泌增加等机能亢进的保护性反应。时间长可引起鼻炎、咽炎、 喉炎、气管炎和支气管炎等呼吸道炎症；刺激性强的粉尘( 如石灰、砷、铬酸盐 尘) 可引起鼻粘膜糜烂、溃疡。 2 ) 中毒作用：吸入含有铅、锰、砷等有毒物的粉尘，可引起全身性的中毒 反应。 3 ) 变态反应：一些有机粉尘，如棉、大麻等，可引起支气管哮喘、外源性 过敏性肺泡炎、过敏性皮炎、湿疹、鼻炎等。 4 ) 光感作用：露天作业时，沉着于皮肤的沥青粉尘，在同光的照射下，可 产生光化学作用，引起光照性皮炎。 5 ) 致癌致畸作用：放射性物质、镍、铬酸盐等粉尘可引起肺癌：汽车的刹 车和离合器摩擦片产生的石棉粉尘，具有致疡、致突变性，可引起石棉肺、肠胃 癌、胸腹膜间皮瘤、石棉疣等。 l o 颀一 学位论文第一章绪论 6 ) 感染作用：接触带有病毒、病原菌的粉尘，如丝菌、放射菌的炭疽菌等， 可引起肺霉菌或炭疽等。 7 ) 致纤维化作用：长期吸入矽尘、石棉尘等，可引起进行性、弥散性的纤 维细胞和胶原纤维增生为主的肺间质纤维化，从而发生尘肺。 1 3 2 化学抑尘技术 为了减轻和防止粉尘的危害，数百年来，人类一直致力于粉尘的防治技术发 展。特别是近4 0 年来，一种比较新颖和有效的粉尘防治方法化学抑尘剂的 开发和应用，为粉尘问题的解决提供了一个新方法，并且该方法一直得到不断的 创新和发展。 2 0 世纪2 0 年代，英国一些研究者在室内研究测定一些湿润剂的性质并将它 们应用于矿井中。他们发现一种由磺化碳氢化合物衍生的化合物比其它化合物湿 润性能好。当时他们对湿润剂的研究目的主要是希望发明一种有效的新方法用于 湿润巷道底板的积尘，从而防止当人、蓄行走时产生扬尘瞰】；另一方面是希望应 用湿润剂抑制钻孔、爆破、装载和其它作业产生的煤尘。2 0 世纪3 0 年代，美国 矿业局使用一种名为n o n o lw - 4 3 3 的湿润剂防治矿井煤尘p ”。1 9 6 3 年，美国矿 业局较早开展了应用湿润剂抑制连续采矿机的产尘强度的测定工作p 6 】，结果表明 应用含混润剂的水溶液降尘效果比不加的提高约3 0 。1 9 6 5 年，美国亚里桑那 州一个露天铜矿应用磺化木质素( 一种造纸厂的水溶性副产品) 作为路面抑尘剂， 并取得一定的效果，其缺点是下雨时这种化学物容易被冲走。为了改善效果，他 们将乳化沥青作为另一种路面抑尘剂，并在路面抑尘中证明其比水有效得多即j 。 1 9 7 4 年，美国矿务局开展了长壁式工作面应用湿润剂的试验效果测定工作，但 是没有得到有说明力的结梨强j 。在两篇关于应用化学湿润剂于采矿粉尘控制的综 述中唧，帅】，对湿润剂作用的报道结果不一致，有的矿山使用湿润剂明显降低粉尘 浓度，有的矿山却无效果的不同结论。在其它国家有关使用表面活性剂抑尘的室 内实验和现场试验研究中，也曾得出不一致的结果，有的表面活性剂能使粉尘降 低2 5 q o ，但有的在实验室测定认为是最有效的，在现场应用时却效果不大。 这些争论和问题也促使有关学者对化学湿润剂抑尘机理加以研究。 2 0 世纪4 0 年代，苏联一些学者就曾应用有机酸和有洗涤剂性能的表面活性 剂以改变煤尘的湿润能力【4 “。1 9 6 7 年，苏联学者曾用2 5 5 的n a c l 和5 c a c l 2 或l 的水玻璃溶液预湿润煤层，以抑制粉尘产生，降低煤的粘力，控制 瓦斯释放和煤自燃【4 2 】。 2 0 世纪7 0 年代末，我国一些科研院校的研究人员就开始从事该领域的研究。 8 0 年代取得了显著的进尉4 3 一习，不少成果还申请了专利1 4 6 彻。进入9 0 年代以来， 颂l 学位论文 第一章绪论 有关化学抑尘剂的研究成果不断出现，呈增长趋势，涉及的领域也不断深入和拓 宽【4 删。 按照化学抑尘剂的抑尘机理分类，化学抑尘剂可以分为粉尘湿润剂、粘结剂 和凝聚剂三大类【6 i 】。湿润剂用于提高水对粉尘的湿润能力和抑尘效果，它特别适 合于疏水性的呼吸性粉尘；粉尘粘结剂是利用覆盖、粘结、硅化和聚合等原理防 止泥土和粉尘飞扬；粉尘粘结剂按照其的作用机理与材料可进一步分为无机化合 物硅化粉尘粘结剂、有机化合物粉尘粘结剂和复合粉尘粘结剂。而粉尘凝聚剂大 多数由能吸收大量水分的强吸水剂组成，它们能使泥土或粉尘保持较高的含湿量 从而防止扬尘。 1 4 问题及拟开展的研究内容 通过对国内外在该领域所进行的理论与应用研究成果的系统文献检索和分 析基础上，了解到一些目前研究存在的一些不足和需要进一步研究的问题。 1 4 1 目前存在的问题 近年来，我国环境经济学在借鉴外国先进理论的基础上，通过中国学者的不 断努力，使我国该领域得到不断发展和完善，环境损益分析作为环境经济重要组 成部分，也在实际中得到不断发展，运用环境损益分析方法对一些经济发展状况 和投资项目进行了分析，取得许多令人鼓舞的成果，为进一步的发展提供了一个 很好的平台。 环境损益分析方法的基本理论已经建立，环境价值及其环境效益的评价理论 和方法存在不足，且计量技术和操作方法还没有完全建立，不能与目前的市场经 济体系很好的接轨，使得环境损益分析的广泛开展存在较大困难。在实际应用过 程中还存在一些不足，主要表现在以下几个方面： 1 环境的使用价值可采用市场经济的方法进行度量，而非使用价值的度量 理论还不够完善，即环境非使用价值的货币化技术有待进一步发展。 2 环境损益分析的广度与深度的准确界定问题一直没有得到有效解决，即 分析评价范围边界划定问题有待进一步探讨。 3 环境价值采用环境破坏造成的各种损失或其环境恢复治理成本来度量， 这种计算方法是否恰当? 是否能准确体现环境的价值? 目前存在一些理论问题。 4 我国目前宏观层面上进行的环境损益分析主要集中在人及生产方面的损 失计量，多以采用市场价值法、人力资本法等传统的方法进行分析，其它分析方 法运用的较少，且估计值大多低于实际值。 1 2 颈t 学位论文第一章绪论 5 我国环境损益分析在微观层面的研究论文比较少，我国环境影响评价报 告中环境损益分析方面的内容多以定性分析为主，定量分析较少且比较粗糙。 6 环境破坏程度与由此造成的损害之间的剂量一反应关系的确定，即环境 效益函数关系式的建立，应是目前需要解决的问题之一。我国目前采用的剂量一 反应关系及损失评估数据多以历史统计资料为主，与现实情况存在差距，缺乏科 学依据，同时数据收集难度大、成本高。 7 我国目前环境损益分析多是对已发生事实进行分析，缺乏前瞻性，是典 型的“事后评判型”分析，应加强对投资项目的预先环境损益分析，有利于减少 投资失误和环境污染代价，实现向“事前预防型”转变。 1 4 2 拟研究的内容 考虑到环境损益研究是一个很大的领域，本文研究内容将重点对粉尘污染进 行分析。研究的思路如下：通过建立粉尘点污染扩散数学模型，对其进行可视化 处理，为粉尘危害研究提供理论基础；接着分析粉尘对人及周边环境造成的危害 和影响，由于其危害和影响涉及面广泛，本文以职业病一尘肺的发病作为研究的 重点，通过对导致尘肺发病的因素及发病机理的研究，为剂量一反应函数关系的 建立提供帮助，由于剂量一反应函数关系不明确，则采用人工神经网络技术来建 立剂量一反应关系，通过对神经网络的训练和学习，对粉尘与发病率之间的关系 进行数字模拟和预测；然后，按照环境损益分析的要求，编制环境损益分析软件， 通过软件进行环境损益计算和分析，为环保投资项目的决策提供依据；最后，对 某化学抑尘剂环保投资项目进行“事前预防型”环境损益分析。 根据以上思路，本文拟定的研究方法和关键点如下： 1 分析和总结环境损益分析的基本理论和方法，给出相关公式和计算方法。 2 分析和总结粉尘扩散理论，建立粉尘污染行为扩散模型，并对其进行可 视化模拟与分析。 3 运用人工神经网络( a n 琦c i a ln e u r a ln 咖o r k 心斟) 技术建立粉尘危害 因素与尘肺发病率之间的剂量反应关系。 4 运用v i s u a lb 嚣i c 编程工具，编写环境损益分析软件，并通过该软件对化 学抑尘剂环境损益进行初步分析。 1 3 颂上学位论文 第二章粉尘点污染源扩散污染模型及其町视化研究 第二章粉尘点污染源扩散污染模型及其可视化研究 粉尘点污染源扩散污染非常典型和有害，例如烟囱的污染。为了了解粉尘 污染造成的各种影响，首先应该了解粉尘的扩散污染机理及其粉尘浓度分布情 况，这对粉尘防治工作与粉尘危害预测都有很重要的理论与实践意义。 在扩散理论中，一般假定流体中含有物质( 以下统称扩散质) 的存在不改 变流体质点的流动特性，也就是说流场的速度分布与扩散质的存在无判6 2 1 。在 整个运动过程中，流体质点带有的扩散质在数量上是保持不变的，流体质点与 质点之间不发生扩散质的转移，扩散质的扩散完全是由于带有扩散质的流体发 生掺混的结果。因此，对不可压缩流体，带扩散质的流体质点的总体积在扩散 过程中保持不变，但其占据的空间范围及其轮廓的形态是随时间变化的。 2 1 粉尘扩散的基本模型 在各向同性的介质中( 以下推导不说明均以此假设为前提) ，扩散的数学模 型基于一个基本假设：即穿过单位截面积的扩散物质自q 迁移速度与该面的物质 浓度成比例，称为费克第一扩散定律。 f ：一d 丝( 2 一1 ) 凹 式中：乒一单位时间内通过单位面积的粒子的数量，c l 扩散物质的浓度， d 由。散系数，与流体及粉尘的性质有关，单位m ；式中负号说明物质向浓 度增加的相反方向扩散。 根据质量守恒定律，若设工，j ，z 为体积微元中的三个坐标，f 为从扩散开 始流失的时间，则可导出物质扩散的基本微分方程【6 3 】： 丝+ 堡+ 互+ 丝：o( 2 2 ) 西西 锣 出 式中：e ，f v ，只一单位时间内在x ，y ，z 方向单位面积通过的粒子数量。 当扩散系数d 为常数时，e ，e ，c 代入式( 2 一1 ) 时，式( 2 2 ) 变为： 詈= 。( 窘+ 雾+ 害 c z 吲 西 i 教2勿2 出2j 称为粉尘扩散的基本微分方程，也可用球面坐标来表示i 删： 筹= 专高( 所2 等) + 击品( d s i n 口嚣 + 寺等l c 2 4 ， 1 4 硕 。学位论文 第二章粉尘点污染源扩散污染模型及1 e 町说化研究 当只考虑粉尘粒子在一维方向扩散时，式( 2 3