天津市空气质量评价与方法

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