基于模糊综合评价法的太原市空气质量评价

1、1 中文题目： 基于模糊综合评价法的太原市空气质基于模糊综合评价法的太原市空气质 量评价量评价 英文题目： Evaluation of Air Quality in Taiyuan City Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation Method 摘摘 要要 当前，中国大气污染形势严峻。以可吸入颗粒物、细颗粒物为特征污染物 的区域性大气环境问题日益突出，影响人类身心健康、生态平衡以及社会安全。 太原市是一座有着悠久历史和深厚文化的古城，也是我国重要的能源、化工基 地。对我国的经济发展起着举足轻重的作用。长期依赖矿产开采、化工冶炼的 产业结构在给太原市发展带

2、来契机的同时，也对生态环境尤其是大气环境造成 了严重的损害。改革开放以来，党和国家高度重视环境保护。环保措施力度加 大，环保投入大幅增加，但是环境污染问题依然严重，生态恶化的趋势尚未得 到有效遏制。因此，改善空气质量,控制大气污染,已成为太原市可持续发展的 必要条件之一。本论文针对太原市城市空气污染状况，考虑到环境空气质量评 价存在定量上的模糊性，通过实地调查和已知数据的分析，运用模糊综合评价 法对太原市空气质量进行评价，结果表明太原市以颗粒物污染为主要大气污染 特征。随着社会经济快速发展，大气污染物排放总量呈潜在的增加趋势，对全 市环境空气质量保持良好构成了巨大的压力。这一结论为太原市城市规

3、划管理 和环境综合治理提供了科学依据。 关键词：模糊综合评价；太原市；空气质量； Abstract At present, Chinas air pollution situation is grim. Regional atmospheric environmental problems characterized by respirable particulate matter and fine particulate matter are becoming more and more prominent, affecting human physical and mental healt

4、h, ecological balance and social security. Taiyuan is an ancient city with a long history and deep culture, and also an important energy and chemical base in China. plays an important role in the economic development of our country. Long- term dependence on mineral mining and chemical smelting indus

5、try structure brings opportunities to the development of Taiyuan City, but also to the ecological environment, especially the atmospheric environment caused serious damage. Since the reform and opening up, the Party and the state attach great importance to environmental protection. Environmental Pro

6、tection Measures But the problem of environmental pollution is still serious, and the trend of ecological deterioration has not been effectively curbed. Therefore, improving air quality and controlling air pollution has become one of the necessary conditions for the sustainable development of Taiyua

7、n City. This paper aims at the air pollution situation of Taiyuan city, considering that there is quantitative ambiguity in the evaluation of ambient air quality, through field investigation and analysis of known data, the fuzzy comprehensive evaluation method is used to evaluate the air quality of

8、Taiyuan city. 3 The results show that the main air pollution characteristics of Taiyuan city are particulate pollution. With the rapid development of social economy, the total emission of air pollutants is potential In the increasing trend, the citys environmental air quality to maintain a good pres

9、sure. This conclusion provides scientific basis for urban planning management and environmental comprehensive management in Taiyuan. Key words:Fuzzy comprehensive evaluation;Taiyuan City;Air quality; 目目 录录 1 1 导导 论论.1 1.1 选题背景与意义 .1 1.2 国内外文献综述 .1 1.3 论文的结构及主要内容 .3 1.4 论文的研究方法 .3 2 2 区域概况及研究方法区域概况及研

10、究方法.4 4 2.1 研究区概况 .4 2.1.1 太原市自然环境特征 .4 2.1.2 太原市经济社会发展特征 .4 2.2 数据来源及方法介绍 .5 2.2.1 数据来源 .5 2.2.2 模糊综合评价法概述 .5 3 3 太原市空气质量评价太原市空气质量评价.7 7 3.1 太原市空气质量评价 .7 3.2 太原市空气质量评价结果分析 .9 3.3 影响太原市空气质量的原因 .10 4 4 结论与展望结论与展望.1 11 1 4.1 结论 .11 4.2 政策建议 .12 4.3 不足与展望 .13 参考文献参考文献.1414 致致 谢谢1616 1 1 导导 论论 1.11.1 选题

11、背景与意义选题背景与意义 随着城市化进程的加快，联合国和世界卫生组织相继发布了有关空气污染指数迅 速飙升的报告，居民的污染威胁迫在眉睫。在污染十分严重的空气中，人类将会在短 时间内迅速死亡。工业技术的进步和城市水平的发展，给人类带来了巨大的繁荣，但 污染大气的废气和废物也在危害着人类的健康乃至生命。因此，当有害气体和污染物 在大气中达到一定浓度时，就会给人类带来灭顶之灾。 城市是受人类影响和环境污染最严重的地区之一。我国现有的经济发展状况显示 出城市化进程和环境治理的对立性，二者的矛盾没有被很好地加以重视并予以解决， 污染治理因此显得困难重重。然而，二者并非是对立的。协调经济发展和环境污染的

12、一个好办法是更好地保护环境。积极把握经济发展与环境污染治理，从二者的同一性 方面着手，认识到其相辅相成，互为前提的关系。 在环境的重要性日益突出的今天，人们开始反思这种“自毁式发展方式”存在的 问题，并努力探索一条经济发展与环境友好的和谐之路。党的十九大会议明确提出生 态文明建设是重中之重，这就要求社会各界、全国各族人民都要扛起生态文明建设的 责任，为保护及建设更加美好的生态环境贡献自己的力量。深刻认识太原市空气质量 的现有状况是做好大气治理工作的关键一步，同时要以可持续的方式改善太原市的空 气质量，改善市民的福祉和城市满意度，以改善区域环境与经济发展之间的联系。 对空气质量的评价，对于防止空

13、气污染的持续恶化和减少空气污染对人类的风险 和影响至关重要。目前，有关城市空气质量的研究越来越多，也形成了诸多评价理论 和方法，为后续研究提供了坚实的理论和实践基础。但是关于太原市空气质量的研究 文献和报道却很少，且多从定性分析方面或单一的定量分析方法对大气环境的现状进 行评价。本论文采用综合评价方法对太原市空气质量状况进行了定量分析，在一定程 度上弥补了已有却为数不多的相关研究中的不足，这是对世界其他地区抗击空气污染 的有益贡献。 1.21.2 国内外文献综述国内外文献综述 1.2.11.2.1 国外研究状况国外研究状况 发达国家在空气质量的研究方面起步早，建立了较为完善的理论体系。其对城市

14、 空气质量评价方面的研究可大致分为以下三个方面。 在探究污染物浓度变化方面，Shannon M. Buckley & Myron J. Mitchell 1通 过提取六种标准污染物，研究了美国五大城市环境空气质量的时间趋势，运用灰色模 型分析，结果表明各研究区各种污染物浓度随着时间变化逐渐降低，整体污染状况均 呈下降趋势。Helmut Maye2通过对城市空气中二氧化硫、二氧化氮和总悬浮颗粒的 2 平均浓度进行分析，构建灰色模型，综合评价该城市的环境空气质量，并分析了随时 间的趋势。Sang3的研究中，用 BP 网络模型，通过八个不同指标的 30 个变量作为输 入值，对臭氧浓度时间和空间上的变

15、化进行预报，准确性很高。 在研究空气质量的评价方面，Gretchent Goldman4提出了一种新的环境质量评 价模型神经网络模型，该模型对环境的控制效果良好。Khanna N5在综合评价不 同类型大气污染物的基础上，提出了一种准确反映大气对人体健康有害影响的污染指 数体系。 在污染物浓度预测方面，Jeong Sook Heo6等为了获得精确的预测数据，将模糊 分析法与神经网络分析法综合运用，以最大臭氧浓度的输入数据，形成组合模型系统， 对汉城的 4 个监测站点的最大臭氧浓度进行预报。Peliccioni7的研究表明，利用 BP 神经网络，通过输入和输出大量的统计数据，可以确定 CO2和 C

16、O 浓度的预测模型参数， 在研究中运用模型预测污染物浓度趋势。Asha B. Chelani89等使用了组合模型，通 过 ARIMA 模型和神经网络的复合使用，精准模拟了实验结果，推进了环境质量研究的发展。 P.Goyal10在其研究过程中，为了预测空气污染物浓度的日平均值，运用三种统计模 型，通过对大气中主要污染物浓度的统计分析得到预计的结果。 随着研究的不断成熟和深化，国外空气质量评价的趋势是运用多种方法进行综合 对比分析。英国学者 Lim L L11等在研究 AERMOD、GIS 和城市扩散模型的基础上，构 建了一种新的体系 IMPAQT，并使用该方法对伦敦的空气质量进行了评价，研究结论

17、已 被当地政府部门采纳并应用于实践。Van Loon M 和 Vautard R12等众多科学家采用 LOTOS-EUROS、CHIMERE 和 RCG 等 9 种模型对欧洲主要城市的空气质量进行长期的模拟 和对比评价,并取得了一定的研究成果。美国学者 Dimiriou K13等在美国环保局 AQI 的基础上，引入变异系数，并指出它能更好地反映空气污染带来的人类危害。 由上述文献可以看出，国外对大气污染的研究多采用定量分析法，空气质量的分 析更倾向于对现状和可预测性的分析。并通过对大气污染指标的分析，揭示了我国大 气污染的现状。 1.2.21.2.2 国内研究状况国内研究状况 我国的空气质量评

18、价始于 20 世纪 70 年代初。我国初步意识到环境质量评价的进 步意义是在 1970 年前后，最早通过均值指数法测定环境及空气质量，取得了显著成 效。姚志麒14提出了适用于上海的大气质量指数。此后国内许多中小型城市开展了 环境质量评价，环境综合指数在评价中被广泛应用于描述环境质量或污染的现状。 进入 90 年代，我国的空气质量评价研究迅速发展并开始与国际接轨，出现了各 种评价方法。余常贵等15对评价大气质量的方法做了研究，通过模糊综合评价法进 行初步的系统的判断，通过比对概括出灰色聚类评价方法的论述。李峰等16对大气 环境评价方法提出了不同的参考模型，认为物源分析法对于大气质量检测和评价行之

19、 有效。郑永红等17构造了等斜率白化权函数，具有分辨率高、信息利用率大的优点。 熊德国等18研究了模糊神经网络评价环境大气质量的模型，表明该方法简便、实用、 客观。赵萍等19审查了使用地理信息系统(GIS)评估城市大气的分析方法，结果表明 GIS 技术在城市大气研究中的应用与传统方法是不可比较的，结果表明利用 GIS 技术 进行城市大气环境研究有着传统方法无法比拟的优势，具有标准划分简单、客观、合 理的优点。王俭等20复合了两种评价方法和理论模型，测度范围广，推理过程明确 合理，准确性更高。 近几年，我国空气质量评价研究趋于稳定，研究内容主要集中在评价方法的改进 和综合运用上。崔靖21基于熵值

20、理论与模糊物元分析法，设计了熵权与模糊物元二 者相结合的模型。韦彩嫩22利用 matlab 模糊工具箱中的自适应神经模糊推理系统对 大气环境质量评价做了一个尝试性的工作。樊敏，顾兆林以西安市 2004 至 2008 年 PM10月平均浓度时间序列为例，应用小波分解和重构进行分析，得到了 PM10的年变化 趋势和突变特征。张云海等23利用灰色系统的聚类评价方法，以国家空气质量的一 级、二级、三级标准三个灰类为聚类灰数，对沈阳经济区大气环境质量进行了综合评 价。未碧贵24利用曲边代替梯形结构的直边，将灰色聚类关联分析法的白化函数进 行改进,使其分析结果更客观、准确。 综上所述，运用模型对空气质量进

21、行评价已经成为目前国内外研究趋势之一。同 时，由于神经网络模型和灰色模型在多因素复杂机制分析方面的优势,这两种方法已 成为国内外学者常用的模型。但是单一模型具有各自的局限性，如何优化利用这两种 方法的优势，目前还没有深入研究。在利用模糊综合评价法模型的基础上，笔者调取 了大量近年来该市空气污染和空气质量数据，对于太原市的空气质量进行了深入地探 析。这有利于针对性的提出大气环境治理措施，更有效的保护大气环境。 1.31.3 论文的结构及主要内容论文的结构及主要内容 通过查阅太原市不同监测点、不同季节及不同年份监测数据以及相关文献、统计 年鉴，选取太原市的常规污染因子二氧化氮（NO2）、二氧化硫（

22、SO2）、臭氧（O3）、 一氧化碳（CO）、细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）作为研究因子，通过对 各项污染物的时间变化特征及污染物达标情况的分析，运用模糊综合评价方法对太原 市空气质量进行评价，得出现阶段太原市空气质量的基本状况,并进一步分析出目前 太原市空气治理中存在的问题，为提出或制定科学、有效的改善空气质量的对策、措 施提供相应的理论支撑。论文的结构安排如下： 第一章是导论，在介绍当前空气污染指数迅速飙升，居民污染威胁加剧的背景下， 笔者研究了大量国内外对于空气质量的模型，并分析了目前存在的不足以及笔者可在 此基础上进行的相关改进。 第二章主要介绍了太原市的区域概况，包括

23、自然环境特征和社会经济环境特征， 论文的数据来源以及模糊综合评价法的相关基础理论。 第三章运用模糊综合评价法对太原市空气质量进行综合评价，并对评价结果进行 分析，得出目前太原市空气治理中存在的问题。 4 第四章给出研究结论，分析论文中存在的不足，对下一步研究工作进行展望。 1.41.4 论文的研究方法论文的研究方法 （1）文献分析法 通过对收集到的有关太原市空气质量的文献资料进行研究，参考文献中比较完善 的、成熟的且与本文研究方向相关的部分，为论文的进一步研究奠定理论基础。 （2）模糊综合评价法 模糊综合评价法是一种资源与环境经济学定量分析方法。最大隶属度原则是其分 析和解决问题的主要依据，综

24、合考虑事物本身及与其相关的因素，在模糊变换的基础 上得出较为准确的结论和评价。空气质量是一个庞大且模糊多变的体系，存在着许多 不确定性因素，选用该方法能有效解决多因素影响问题。 （3）统计分析法 通过对太原市空气质量数量关系的分析研究，认识和揭示它们之间的相互关系、 变化规律和发展趋势，使其对太原市空气质量的客观评价起到相应的辅助作用。 2 2 区域概况及研究方法区域概况及研究方法 2.12.1 研究区概况研究区概况 2.1.12.1.1 太原市自然环境特征太原市自然环境特征 地处山西省境中央的太原，位于华北平原中部，地势平坦，毗邻黄河，同蒲和石 太铁路线的交汇处。该地平均海拔约为 800 米

25、，区域大致轮廓呈蝙蝠形，东西横距约 为 144 公里，南北纵约为 107 公里。 太原市东、北、西三面环山，中、南部为河谷平原，整体地形呈簸箕状北高南低。 有汾河贯穿的太原市地形复杂，起伏较大，因为与太行山和吕梁山毗邻，同时太原平 原占地较广，形成了四季分明的气候和宜居的环境。冬季无严寒天，夏季无酷暑日。 四季分明，昼夜温差较大。夏秋降雨集中，冬春干旱多风。霜冻期为十月中旬至次年 四月中旬，无霜期平均 149175 天。年均降水量 468.4 毫米。 太原市矿藏资源堪称丰富。迄今勘探到的资源总量已位居全省前列。主要有铁、 锰、铜、铝、铅、锌等金属矿和煤、硫磺、石膏、钒、硝石、耐火粘土、石英、石

26、灰 石、白云石、石美砂等非金属矿，是山西省煤炭资源的主要部分。太原系煤不仅储量 丰富，而且煤种齐全，焦煤、肥煤、瘦煤、贫煤、气煤、无烟煤应有尽有。铁矿储量 较为丰富，锰铁矿储量较少。 由于上述西、北、东三面群山环抱的地形地势，太原以西吹来的大气气流被耸立 于城西的群山挡住，使得太原地区的空气经常处于滞留、沉积状态，导致排放于大气 的各种粉尘、有害气体，在盆地内长时间停滞和积流。且太原市森林覆盖低，有限的 植被难以起到有效净化空气、降低污染物的作用。煤炭开采产生的较多的污染物排放 量，加上不利的地理、气候条件，使得太原市的空气污染问题尤为严重。 2.1.22.1.2 太原市经济社会发展特征太原市

27、经济社会发展特征 改革开放后，鉴于山西省的特殊资源禀赋和全国经济发展总体部署，山西省被确 定为全国的能源基地。太原市作为山西省的省会，不论是在城市定位还是在发展规划 中，都把“为能源基地建设服务”作为其基本任务。除了大力发展煤炭、电力、炼焦 等能源产业以外，其它行业如机械设备、电子、交通运输等发展也围绕着为基地建设 服务的目标而展开。为了推动能源基地建设所要求的产业得到优先发展，太原市不得 不通过行政手段高度动员有限的人力、物力、财力，集中发展少数几个行业及相关产 业，其他产业因此而得不到相应的资源要素投入，发展受到严重抑制。由于用单打一 甚至是排它性的开发替代了综合开发，使太原市能源重化工基

28、地的弊端一览无余。 太原市的经济增长属于典型的资源型、粗放型增长模式。为了追求较高的经济增 长速度，对资源进行高强度开发，造成植被破坏、生态环境日趋恶化。同时由于忽视 了资源的综合利用，煤矸石自燃、固体废弃物扬尘、炼焦副产品和工业烟尘直接排放、 废水下渗和外流对大气环境的破坏作用尤为明显。由于长期以来只是一味强调经济发 展速度，忽视了对环境尤其是大气环境的保护和相应的投入，致使太原市的空气污染 治理历史欠账过多而积重难返。近年来，可持续发展观念深入人心，人民群众对于改 善大气环境质量、生存条件的呼声愈来愈强烈。 2.22.2 数据来源及方法介绍数据来源及方法介绍 2.2.12.2.1 数据来源

29、数据来源 本文数据源自中国统计年鉴资源与环境部分、山西统计年鉴主要城市空气质量情 况部分和山西省环境状况公报，综合考虑数据的准确性和可获性，选取太原市最近十 年的空气质量数据进行综合评价。对污染物的浓度评价成为主要的的评判标准，主要 包括 NO2、SO2、O3、CO、PM2.5、PM10。 2.2.22.2.2 模糊综合评价法概述模糊综合评价法概述 环境是一个多因素耦合的复杂动态系统。随着环境质量评价工作的不断拓展和深 入，需要研究的变量也日益增多，关系愈趋复杂。其中既有确定的可循的变化规律， 又有不确定的随机的变化规律；既有人们对环境质量精准的认识，又有模棱两可的一 面。在环境评价具有的因空

30、气质量变化等多种不确定因素的影响下，多数时候无法精 准地进行阐述和表达，因此模糊评价成为了环境空气测评的重要评估方法。模糊数学 承认在命题的假与真之间存在模糊性，提出以隶属度择近原则进行分类划分。大气环 境的评价无法准确进行描述和测定，其轻重程度的不确定性和主观性较强，因此采用 模糊分析法具有现实意义。故采用模糊集理论方法极适用于对空气质量进行综合评价 的情况。 最大隶属度原则是其分析和解决问题的主要依据，综合考虑事物本身及与其相关 6 的因素，在模糊变换的基础上得出较为准确的结论和评价。在环境评价具有的因空气 质量变化，客观时间变化等多种不确定因素的影响下，运用模糊综合评价法能够显著 地改善

31、客观方面的不确定带来的误差。其关键是求某一评价因素属于第 j 级评价的隶 属度。此法对处理由于不确定性造成难以确切表达的模糊问题很有用处。它不仅能反 映某地不同时间内的环境空气质量状况，还可以反映各污染因子对某地实际环境状况 的“贡献率”。污染评价的各因子之间存在一定的联系，使用模糊综合评价法能够综 合各受检因子，不必受限于污染因子的种类。其检测结果能够在排除诸多不确定因素 后，整合出符合本地实际大气环境的综合分析报告。因此本文选用模糊综合评判法应 用于太原市的空气质量评价，目的在于通过评价太原市的环境空气质量现状，为本市 大气污染治理提供参考。 模糊综合评价的步骤如下： （1）首先确定评价对

32、象的因素。设定 m 个评价指标，U=u1,u2，u3um。 （2）确定评价等级，V=v1,v2,v3vn。 （3）建立隶属函数。其中隶属度的计算公式如下： 隶属函数定义为降半梯形分布函数，第 I 级,即 j=1 时，其隶属函数(为某一 ui k 时间某一监控点所采集的污染物浓度)为: 第 II、III、IV 级,即 j=2，3，4 时，其隶属函数(为某一时间某一监控点所 ui k 采集的污染物浓度)为: 第V级,即 j=5 时，其隶属函数(为某一时间某一监控点所采集的污染物浓度) ui k 为: （4）将不同时间不同监控点的检测值代入到对应隶属函数计算得单因子评价矩阵,模 糊矩阵 R 为: （

33、5）确定评价因素的权向 量：A=w1,w2,w3wm （6）得出模糊综合评价结果。即在所得的诸多模糊评价结果中，取最大数值。根据 最大隶属原则，确定终值并进行评析。 3 3 太原市空气质量评价太原市空气质量评价 3.13.1 太原市空气质量评价太原市空气质量评价 对污染物的浓度评价成为主要的的评判标准，主要包括 NO2、SO2、O3、CO、PM2.5、PM101。 基于该标准，将空气质量评价标准定义为：U=u1,u2，u3，u4,u5,u6 NO2、SO2、O3、CO、PM2.5、PM10 表 3-1 2009-2018 年太原市主要环境空气污染物统计数据 1环境空气质量标准 8 NO2年平均

34、 浓度 g/m3 SO2年平均 浓度 g/m3 O3最大 8 小时第 90 百分位浓度 g/m3 CO 日均值第 95 百分位浓度 mg/m PM2.5年平 均浓度 g/m3 PM10年平均 浓度 g/m3 200938691403.557135 201033671373.860137 201137711353.364138 201239681393.662133 201335701433.965136 201438721363.767139 201536731253.272138 201634611343.55698 201737661383.460109 201842561863.0591

35、09 一般而言，空气质量标准依据标准准则，仅分为两个等级。本文在原有的分 级标准基础上，为了更加细致的展示太原市空气质量状况，在对评价集建立的时候， 结合太原市的实际空气质量情况，将原来的两级评价标准拓展为五级评价标准，建立 了评价集 V=优、良、轻度污染、中度污染、重度污染。其具体分级标准见表 3-1。 表 3-2 空气质量等级及污染物浓度限值 评价指标优良轻度污染中度污染重度污染 NO2153575120165 SO24070140210320 O3100160220280340 CO246810 PM2.520406080100 PM102060100140180 根据上文提到的隶属度公

36、式，结合太原市的实际统计数据，计算出模糊关系矩阵。 以 2018 年的情况为例，结果如下： 00.6750.17500 0.70.5333333000 00.56666660.43333300 0.50.5000 00.975000 000.7750.2250 接着，使用超标倍数法计算各评价因子的权重。以 2018 年的情况为例，结果如 下： A= R= 0.119393989 0.083677838 0.19707761 0.116551275 0.229217508 0.25408178 在得到模糊矩阵 R 和权重集 A 的基础上，可将 A 和 R 进行模糊矩阵的复合运算， 继而得到模糊综

37、合评判的结果。根据最大隶属度原则，在所得的诸多模糊评价结果中， 取最大数值，即为本次评价结果。 表 3-3 太原市空气质量模糊综合评价结果 优良轻度污染中度污染重度污染级别 20090.143827363 0.467483726 0.3583726390.023485730 良 20100.163626328 0.473947937 0.364957436 0.0357688690 良 20110.158375974 0.483746293 0.39283756300 良 20120.129483723 0.416274832 0.483736253 0.0226383720 轻度污染 201

38、30.173728493 0.428473920 0.4937264370.063257290 轻度污染 20140.134353489 0.412738493 0.4736728740.053727920 轻度污染 20150.187626347 0.454090883 0.32874858400 良 20160.162425041 0.431030077 0.42891527800 良 20170.10976055 0.344217543 0.449063269 0.0589793390 轻度污染 20180.116850124 0.518659127 0.3032075590.05716

39、840 良 并根据统计数据和计算结果绘制出 20092018 年太原市主要空气污染物浓度统 计图。 10 图 3-1 太原市主要空气污染物浓度统计图 3.23.2 太原市空气质量评价结果分析太原市空气质量评价结果分析 由评价结果可知，太原市近十年中有 6 年的空气质量为良，4 年为轻度污染，反 映出太原市总体上空气质量状况较差。且太原市主要大气污染物为颗粒物和 SO2，这 可能与太原市能源的使用结构及冬季采暖期耗煤量剧增等问题有关。由此，可以反映 出当时主要大气污染物，来源于燃煤和工业粉尘，造成大气中颗粒物增多，化石燃料 的燃烧导致大气中 SO2浓度增加。而太原市作为新兴的工业城市，近年来正在

40、快速发 展时期，城市化进程较快，正是大量发展工业产业，大量消耗化石燃料资源的阶段， 所以反映的结果与当时实际情况基本相符。并且我们可以看出，太原市大气污染始终 存在，但污染程度有一定程度的改善。大气主要中污染物的逐渐多样化，复杂化，可 以反映出大气污染物来源已经不再单一。对成因分析表明，由燃煤引起的 SO2与烟尘、 粉尘及地面扬尘污染形成了长期以来影响太原市空气质量的主导因素。太原市过去经 济实力较弱，发展模式单一，煤烟污染成为主要的传统污染方式。新发展机制下多源 化的经济发展模式带动了太原市整体经济向好的同时，太原市环境污染类型已经由单 一模式向多种大气污染的复合型转变，呈现煤烟污染与钢铁石

41、化等污染并存的特征。 太原市污染程度的降低，说明政府很好地落实国家防治大气污染的政策，使得大 气环境有所改善。随着生活质量的提高，居住场所对空气质量的要求日渐凸显。经济 的快速发展同时带来大气污染负效应，负效应的正向化应成为关注重点。因此，更加 有必要进行空气质量评价，为改善太原市空气质量做出贡献。未来几年内太原市的能 源消耗仍以燃煤为主。太原市的燃料煤耗量、工业废气排放量、二氧化硫排放量逐年 递增。工业依然是太原市经济发展的主要贡献力量，因此调整产业结构，推行清洁生 产，节约能源，建立节能型社会，是社会发展的必然趋势。相关部门和单位要加大废 气的治理，进一步改善空气质量，避免空气质量恶化。

42、3.33.3 影响太原市空气质量的原因影响太原市空气质量的原因 （1）地理位置 太原市整个地形北高南低呈簸箕形，全年除静风外盛行西北风，污染严重的太原 钢铁集团有限公司位于城市的上风方向，对位于下风向的各个点位都有很大的贡献值。 此外，太原市城市中心区的燃煤、燃气以及工业污染物随风向扩散到城市东南，呈现 辐射状扩散。 （2）城市建设发展加剧扬尘污染 新一轮的城市道路改造以来，建筑和市政施工场地逐日增加，工地开挖土方、混 凝土及砂浆的搅拌，建筑材料和建筑垃圾在搬运过程中产生的扬尘污染，以及在整村 拆迁过程中产生大量扬尘等，都严重影响了太原市环境空气质量。 （3）煤烟型污染严重 煤炭焚烧带来的硫化

43、物增多使得进入冬季以来，太原市的空气质量恶化。从大气 污染的地理分布情况分析，进入采暖期后，太原市呈现出市中心区域污染重于周边， 南部和城中村包围的区域污染重于其他区域的现状。采暖期后，太原市由扬尘和工业 综合污染已经转变为以燃煤为主的煤烟型污染，其气象条件和部分城中村燃煤设施未 集中使用均不利于污染物的扩散。 （4）近地环境影响 在地方环流控制下的山风时期，太原市区的大气污染物在市区很少能向上输送穿 过逆温层而向外输送，只能在低层向盆地中部输送，加上市区水平流场复杂，辐合、 辐散现象交替出现，在工业区和旧城区经常存在着高浓度中心。高浓度中心的污染物 排放受限，仅能输送至盆地内。低空和高空的污

44、染物排放形式不同：污染物在低空容 易堆积，受地理位置和地形影响难以疏散；高空的污染物则可以在风力作用下由城区 向周边扩散。 （5）能源结构不合理 太原市作为全国的重化工业基地，煤炭消耗量居全国省会城市之首。主要能源有 煤炭、电力、煤气、液化气、汽柴油等，其中煤炭消费比例占 75% 80% ，成为太 原市最主要的能源；其次是电力，消费比例为 12% 16% ，且是以火电为主。这就 表明，以煤炭为主的一次能源消费量占太原市整个能源消费结构的一半以上，这样的 消费结构是不合理的。这也是使太原市成为典型污染城市的重要原因之一。 （6）产业结构不合理 实现产业结构转型升级是太原市经济转型跨越发展面临的首

45、要难题。信息化的第 三产业发展在实现杠杆撬动经济发展的同时，能够极大地解决以一二产业为主导造成 的污染排放难题。因此现行条件下太原高投低产，污染超标的经济发展模式应得到彻 底的改善。此外，太原市工业废物的治理水平也不高，不能长期稳定达标。超标的污 染物长期排放；太原市区环境状况差，离规定的国家二级排放标准差距较大；氮氧化 物不做处理就直接排放。虽然目前符合国家空气质量二级标准，但如果不使用脱氮设 施进行污染物处理，氮氧化物的持续增加将会加重空气污染。 （7）尾气污染日益严重 随着我省经济快速发展，人均收入不断提高，太原市机动车保有量迅速增加。相 比之下，太原市公交系统发展不完善，交通结构不合理

46、，道路面积增长缓慢。最主要 的是高架桥与地下通道稀少，行人大量的涌现在路上，导致城市交通拥堵。这样不仅 直接导致了资源的浪费，而且加重了大气污染的状况。 4 4 结论与展望结论与展望 4.14.1 结论结论 空气质量问题属于资源与环境经济学的研究范畴，也是十九大报告中生态环境领 12 域重点关注的话题。对空气质量进行评价可以明确目前太原市空气质量污染程度，还 可以找出关键的分项污染物，从而根据关键的分项污染物治理污染源。本文选用已有 统计数据的分项污染物进行评价，是采用理论经济学的研究方法得出的评价结果，不 涉及技术方面的监测和处理。 笔者在以模糊分析法为主要研究方法的基础上，着重分析自 20

47、09 年以来，太原 市十年间的空气质量数据，认为太原市在空气质量和环境治理方面尚存在较大的改进 空间。并结合近年来国家对于转型跨越发展和产业结构改革的主流导向和太原市发展 现状，提出了相应的环境质量改进建议。通过论文中数据模型分析，基于目前经济发 展、工业发展现状，得出了以下结论： （1）太原市以颗粒物污染为主要大气污染特征。太原市能源的使用结构及冬季 采暖期耗煤量剧增，煤烟尘污染较大是造成冬季煤烟型污染的主要原因。 （2）随着社会经济快速发展，大气污染物排放总量呈潜在的增加趋势，对全市 环境空气质量保持良好构成了巨大的压力。近年来太原市呈现颗粒物污染为主要大气 污染特征的现状，加之煤炭燃烧过

48、量等造成的二氧化硫排放超标，日益增高的氮氧化 合物污染等众多因素，太原市空气质量优化和污染防治现状不容乐观。 （3）对成因分析表明，由燃煤引起的 SO2与烟尘、粉尘及地面扬尘污染形成了长 期以来影响太原市空气质量的主导因素。太原市过去经济实力较弱，发展模式单一， 煤烟污染成为主要的传统污染方式。新发展机制下多源化的经济发展模式带动了太原 市整体经济向好的同时，太原市环境污染类型已经由单一向多种大气污染的复合型转 变，呈现煤烟污染与钢铁石化等污染并存的特征。 （4）未来几年内太原市的能源消耗仍以燃煤为主。太原市的燃料煤耗量、工业 废气排放量、二氧化硫排放量逐年递增。工业依然是太原市经济发展的主要

49、贡献力量， 因此调整产业结构，推行清洁生产，节约能源，建立节能型社会，是社会发展的必然 趋势。 综上所述，本文基于当前的社会经济发展状况，对太原市空气质量进行了评价， 通过分析结果，使我们认识到治理大气污染的必要性。在未来的发展中，政府应注重 空气质量治理，根据不同的发展模式和经济情况制定相应的措施。 4.24.2 政策建议政策建议 （1）改变能源结构，提高能源利用率。事实上，以煤炭为主的一次能源消费占 太原市能源消耗的一半以上，为改变这种能源结构，就要大力推广使用清洁能源，使 用清洁生产工艺，减少污染物排放。增大清洁能源的使用效率，城市气化应成为主要 发展方向。利用规模经济原理使集中供暖发挥

50、更大的作用，热电联产。 （2）调整产业结构，发展集约经济，严格科学管理。针对太原市三大产业比例 严重不合理，给出以下对策: 调整和巩固第一产业的基础地位，以市场需求为导向， 以农业增产增效、农民增收为目标，大力发展特色农业，生态农业，建设一批规模型 优质农产品基地；第二产业要以支柱产业群为龙头，以技术进步和提高技术能级、集 聚度为动力，实现规模、质量、效益同步推进；第三产业要着力提高比重，提升层次， 增强辐射能力，同时要积极引导，统筹安排，合理布局，避免重复建设。 （3）发挥公共交通工具在提高效率，减少污染方面的积极作用，完善以公交为 主的城市交通。加大机动车尾气治理力度，加强对在用车辆的检测

51、，对检测不合格的 要按照规定安装尾气净化器。绿色植物能够吸附大量的污染物和有毒有害气体，可以 加大城市裸地的绿植培育量，增进城市绿地面积增长率。美观的同时，对城市空气质 量改善的影响是深远而持久的。 （4）大幅提升铁路货运比例。对长途货运和货物运量大的焦化、火电、水泥等 企业，尽可能通过铁路运输原燃料和产品。在城市，发挥新能源工具在提高效率，减 少污染方面的积极作用，通过宣传教育等方式，提高居民公共交通利用的意识。 （5）就法律方面，环境立法和法规，应鼓励企业采取积极措施遵守污染法规， 以减少进一步的排放。对于特定行业的特定污染，政府应结合发展实际指定合理的排 污限值。对于小型及特殊行业的污染

52、排放也应使其符合国家基本排放要求，严格管理 无组织的污染排放。 （6）环境执法方面，国家排放标准是最基本的要求，全国所有企业均应达标排 放，污染物排放不达标的企业均应停产整改，直到排放达标方可开工生产。提高政府 政策的公信力，存在环境污染的企业严格遵守排放准则，加大惩戒力度。对于环境监 管，实行网格化精细化管理，责任到人，严加管理。 （7）以科技兴国政策为指引，加大新兴资源的培育力度，加快资源转型跨越发 展，加快培育清洁能源利用模式，发挥优质能源的正外部性。同时政府加大对污染的 治理，成立相关科研机构，发挥先进技术对减污减排的积极作用。加强大气污染对人 体健康和环境影响的研究，向全体公民发布这

53、些研究结论，使全体公民意识到大气污 染对健康和环境的危害性。 （8）全民共治方面，调动全社会的污染防治积极性。国家是公民组成的，不论 在企业还是在政府还是公民的日常出行，只有大家共同努力，整体推进，积极采取绿 色的生产生活方式，环保事业才能做好。近几年，环保督查取得了极大的成就，许多 环境违法现象得到纠正，违法排污得到遏制。但是督查是短时的，应调动全体公民的 环境违法举报积极性，举报一件处理一件，杜绝环境违法现象。 4.34.3 不足与展望不足与展望 论文在已有研究背景的基础上对太原市空气质量进行了评价，但受多种条件的限 制，研究尚存在许多不足之处。 由于数据搜集过程中的一些客观因素，诸如数据

54、缺陷，时间跨度短，样本缺乏， 目前主要监测的空气污染物数据仅为六项，且最新统计数据为 2017 年。而对于其他 空气物质的浓度监测与否,从主客观两个方面分别取决于各城市环境主管部门对空气 14 质量状况的重视程度和现有的监测仪器能否承担这些空气污染物的监测任务。以上原 因综合导致不能够将空气质量的数据精准化表示。且环境空气质量评价方法还在不断 的探索发展中，由于能力有限，仅用了模糊综合评价法，理论分析还需要进一步深入。 运用模糊综合评价法进行空气质量评价，由于需要建立各污染因子的隶属函数， 随后进行综合评价以确定空气质量等级，其过程较繁琐，不易掌握。且模糊运算的使 用会导致评价结果受控于系数最

55、大的因素，可能会造成结果的偏差。 论文的进一步研究方向有: 在空气质量评价方面有待进一步拓展和深入。 可以运用其他方法对空气质量作实证分析。 本文的研究方法同样适用于其他环境污染方面的研究，如水污染和固体废弃物污染 等。 参考文献参考文献 1Shannon M. Buckley, Myron J. Mitchell. Improvements in Urban Air Qualit y: Case Studiesfrom New York State, USAJ. Water Air Soil Pollute, 2010. 121-126. 2Helmut Mayer. Air polluti

56、on in cities J. Atmospheric Environment 1999, 33:4029- 4037. 3Sang Hyun, etc. Prediction of Ozone Formation Based on Neutral NetworkJ. ASCE. 200, 8. 4Gretehent T Goldman, James A Mulholland, Armistead G Russell,et al. AmbientAir Pollutant Measurement Error: . Characterization and Impacts in a Time S

57、eriesEpidemiologic Study in AtlantaJ. Environ. Sei. Technol. 2010, 44(19) :7692-7698. 5Khanna N. Measuring environmental quality: an index of pollution J. EcologicalEconomics, 2000, 35(2): 191-202. 6Jeong -Sock Heo, Dong -Soo1 Kim. A new method of ozone forecasting using fuzzy expertand neural net work syste