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關鍵詞:城市大氣環境 污染 現狀 污染源 防治措施
隨著城市化進程,以及工業文明的發展,在創造財富的同時,人類也把數以億噸計的廢物排放到大氣中,造成了大氣環境的嚴重污染。大氣污染的不斷加劇使臭氧層被破壞,出現“溫室效應”和酸雨問題,進而給人們的工作、生活帶來困擾,甚至危害到了人類的健康。可以說,大氣污染已成為城市居民生活中無法逃避的現實問題之一,必須采取有效措施予以控制。
1、我國大氣污染的現狀分析
我國的大氣污染情況比較嚴重,污染主要集中在城市,但也有向中小城鎮和農村轉移的趨勢。據測算,目前中國二氧化硫和消耗臭氧層物質(ODS)排放量居世界第一位;二氧化碳排放量僅次于美國,居世界第二位;氮氧化物和其他粉塵顆粒也居世界前列。中國140多個城市的空氣質量超過國家三級標準,屬于嚴重污染性城市。同時,據世界資源研究所和中國環境檢測總站測算,在全球30個大氣污染最嚴重的城市中,中國占20個;全球污染十大最嚴重的城市中,中國占6個,濃重的空氣污染使中國許多城市從衛星照片中消失了。中國是世界上燃煤大國,居于世界第一位,尤其以二氧化硫和粉塵為代表的煤煙型大氣污染環境范圍最廣,其次光化學污染,機動車尾氣排放污染也有加重趨勢。大氣污染會造成局部地區空氣變濁,能見度降低,交通事故增多,使得太陽光直接照射到地面的數量大減。其次加劇了城市的“熱島效應”,在工業城市上空,因工廠的廢熱大量排入天空,使近地面氣溫比四周郊區高1%~5%,形成局部地區環流。再者由于向空氣中排放大量煙塵和其他污染物,對水蒸氣有凝結作用,促使下風口下雨量增加。還有可能出現酸雨,大氣污染物中的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物會發生化學反應形成酸雨。大氣污染會對人體造成許多危害,甚至引起癌癥的發生。大氣污染也會對工農業發展,天氣和氣候自然生態起到影響,甚至會對社會的穩定造成一定的危害。
2、大氣環境污染的來源
大氣污染源是指向大氣環境排放有害物質或對大氣環境產生有害影響的場所,設備和裝置.按污染物質的來源可分為天然污染源和人為污染源.
2.1 天然污染源
自然界中某些自然現象向環境排放有害物質或造成有害影響的場所,是大氣污染物的一個很重要的來源.盡管與人為源相比,由自然現象所產生的大氣污染物種類少,濃度低,僅在局部地區某一時段可能形成嚴重影響,但從全球角度看,此類污染還是十分重要的,尤其在清潔地區.大氣污染物的天然源主要有:火山噴發、森林火災、自然塵、森林植物釋放、海浪飛沫等。在有些情況下天然源比人為源更重要,有人曾對全球的硫氧化物和氮氧化物的排放作了估計,認為全球氮排放中的93%,硫氧化物排放中的60%來自天然源。
2.2 人為污染源
人類的生產和生活活動是大氣污染的主要來源.通常所說的大氣污染源也是指由人類活動向大氣輸送污染物的發生源.可概括為四方面:
(1)燃料燃燒:燃料(煤、石油、天然氣等)的燃燒過程是向大氣輸送污染物的重要發生源.煤是主要的工業和民用燃料,它的主要成分是碳,并含有氫、氧、氮、硫及金屬化合物.煤燃燒時除產生大量煙塵外,在燃燒過程中還會形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有機化合物及煙塵等有害物質。
(2)工業生產過程排放:工業生產過程中排放到大氣中的污染物種類多,數量大,是城市以及工業區大氣污染的主要來源。
(3)交通運輸過程中排放:現代化交通運輸工具如汽車、飛機、船舶等排放的尾氣是造成大氣污染的主要來源.內燃機燃燒排放的廢氣中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、含氧有機化合物、硫氧化物和鉛的化合物等多種有害物質.由于交通工具數量龐大,來往頻繁,污染物的排放量十分非常可觀。
(4)農業活動排放:農藥及化肥的使用,對提高農業產量起著重大的作用,但也給環境帶來了不利影響,致使施用農藥和化肥的農業活動成為大氣的重要污染源。
3、大氣污染防治對策
3.1 合理布局,調整產業結構
首先,對區域內各污染源所排放的污染物質的種類、數量以及時空分布等作全面的調查研究,在此基礎上制定控制污染的最佳方案。調整產業結構,對已有污染重、資源浪費、治理無望的企業要采取關、停、并、轉、遷等措施。推行清潔生產,從源頭控制污染。工業生產區應設在城市主導風向的下風向,在工廠區與城市生活區之間,要有一定間隔距離,不宜過分集中,以減少一個地區內污染物的排放量。
3.2 改進燃料結構,合理利用能源
我國當前的能源主要以煤炭為主,在燃煤過程中會放出大量的SO2,CO以及懸浮顆粒等大氣污染物。因此,要防治煤煙型大氣污染,首先要推廣工業型煤以及洗選煤的生產和使用,并逐步推廣使用天然氣、煤氣和石油液化氣等清潔能源,有效控制煙塵排放量。
3.3 集中供熱,節能減排
目前,我國居民居住區仍有數量極多的生活爐灶分散使用,煙氣污染比較嚴重。所以,設立規模較大的熱電廠和供熱站,以熱電聯產、集中供熱代替分散供熱,是節約與合理利用能源,防治大氣污染的另一重要途徑。以中壓、中型鍋爐取代大量、分散的低熱效率的鍋爐,提高鍋爐效率,節約燃料。另外,采取高煙囪集中排放,有利于煙氣的擴散和稀釋,從而改善大氣環境質量。
【關鍵詞】城市環境;大氣污染;治理;城市建設
0.前言
由于城市人口密集程度不斷增多,生產活動持續加劇,城市大氣污染日漸嚴重,城市面臨著更大的環境壓力。當前城市大氣問題已經成為一個不可逃避的問題,并成為各級政府社會管理的首要任務。因此,保護大氣環境,特別是保護大氣環境問題,降低城市環境污染,促進城市經濟和環境和諧發展,是政府面臨的重中之重的任務。
1.城市大氣污染的危害性和現狀剖析
1.1城市大氣污染危害性的具體表現
城市大氣污染既有微觀污染和宏觀污染之分。微觀污染是指城市居民住房內和住宅環境的大氣污染給城市居民帶來的危害。例如:家具材料和室內裝飾材料散發出的甲醛、酚、乙烯等有害性氣體,對城市居民居住的小氣候產生環境污染,甚至造成人員傷亡。宏觀污染是指整體城市大氣污染對城市氣候的危害。城市大氣污染直接影響著城市的氣壓分布和大氣的穩定度。例如:近些年來,由于城市大氣環境污染造成的酸雨、酸霧以及城市頻發的暴雨等現象。
1.2我國城市大氣污染現狀剖析
據2011年中國環境狀況公報顯示,我國空氣質量達到國家一級標準的城市僅為3.1%,二級標準的為85.9%,三級以及劣三級標準的城市為11%。吸入顆粒物年均濃度打到或優于二級標準的城市占90.8%。劣于三級標準的城市為1.2%。污染較嚴重的主要分布在、重慶市、云南省等省份。在全國113個環保重點城市中,環境空氣質量達標的城市比例為84.1%。與前幾年相比較,均得到了較大的改善,整體上逐年好轉。但是,由于人們環境保護意識淺薄,能源結構單一,目前的環境質量還很難滿足經濟的發展,城市環境質量依然很脆弱,局部地區環境污染非常嚴重。
由空氣質量可知,我國空氣質量與國際標準還存在著非常大的差距。隨著我國城市化步伐的加快,城市人口將進一步密集,城市污染將更加嚴重。
2.治理城市大氣污染的途徑
隨著城市大氣污染越來越嚴重,甚至有惡化的可能性,治理大氣污染已成為人們共同關注的問題。在此,我們可以從以下途徑來治理大氣污染:
2.1通過法律手段治理大氣污染
由于法律具有規范性、穩定性、強制性和指導性,所以在環境管理中是一種重要的手段。為了能夠更好地治理大氣環境污染,我國先后頒布了一系列的法律和標準,為城市大氣環境管理與防治提供了重要的法律手段。例如:《中華人民共和國大氣防治法》、《大氣污染物綜合排放標準》、《汽車尾氣排放標準》、《工業鍋爐煙塵排放標準》、《環境空氣質量標準》等等。目前我國城市大氣污染日益嚴重,因此要采用法律措施來治理。
2.2通過完善管理體制機制治理大氣污染
治理大氣污染是一項系統的工程,應該協調各有關部門,動員全社會的力量來完成這項巨大的工程。第一,環保部門應統一監督,嚴格管理和治理;第二,建設部分要加強基礎設施的規劃和建設,提升城市綜合治污能力和水平;第三,發改委等相關部門做好項目規劃和審批工作,切實抓好大氣環境污染治理工作。總而言之,各部門要相互協助,齊抓共管,努力做好大氣環境治理工作。
2.3通過科技進步淘汰落后工藝和產能治理大氣污染
防治工業廢氣污染,淘汰落后的工藝和設備,采用新工藝和清潔能源,最大幅度的減少能源和能源浪費。從根源上減少污染物的產生和排放,減少不必要的資金投入。禁止在擴建、改建、新建中使用落后的生產工藝和設備,對超過年限的生產工藝和設備進行取締。要進一步加強大氣污染防治技術的應用和推廣,采用大氣污染紡織的使用新能源、新技術、新材料。改良人們能源消費結構,提高使用液化氣、電力以及燃氣等清潔能源的消費比例。
2.4通過教育手段治理大氣污染
在我國傳統的粗放型經濟中,只看重經濟發展,而忽略了環保問題。絕大數企業部門在組織生產中,只從發展經濟觀點出發,不考慮對環境的影響,有的甚至以犧牲環境為代價來謀取經濟的發展,從而,在一定程度上對城市生活環境造成了破壞。然而,大氣環境作為人類賴以生存的不可再生資源,一旦遭到破壞將付出血與淚的代價。令人遺憾的是,在現實生活中,長期以來這種觀念并沒有被完全的理解和認識。因此,我國應當從教育出發,借助教育推廣環保知識,增強市民的環保意識,改善城市環境質量。
2.5通過經濟手段治理大氣污染
借助經濟手段治理環境即是依照經濟規律的客觀條件,合理利用信貸、利潤、價格、稅收等經濟杠桿的作用,來治理環境問題。對凡是造成污染的企業,都必須承擔污染治理的責任,對違規的企業進行處罰,收取污染治理費。事實上,人們認為環境資源是無價的,取之不盡、用之不完的,造成人們對大氣資源的有限性和稀缺性認識欠缺,這也是環境問題日漸嚴重的經濟根源。從目前我國城市大氣污染的現狀和企業實狀來看,借助財政、金融、稅收等經濟手段來幫持環保產業和無害企業是非常有力的。
3.科學規劃城市,建設生態環保家園
3.1科學規劃城市建設發展
關于城市的建設,首先,嚴格控制大城市的規模;其次,合理規劃城市工業布局,充分利用地理環境、大氣風向等自然因素。
3.2建設生態城市
植樹造林對治理大氣污染有其重要的作用。第一,建設森林城市,提高植被覆蓋面積;第二,建設生態居民區,打造綠色家園。
4.結束語
城市大氣污染治理是一項長期的任務,改善城市大氣環境質量需要采取多種治理途徑,只有這樣才能綜合防治環境污染,建設和諧美好的城市家園。
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按環境損失核算的計算方法,大氣環境污染損失核算也分為實物量核算和價值量核算兩部分,即實物核算和價值核算。實物核算是價值核算的前提或基礎,主要是用物理單位表示的數據或信息描述環境損失的存量和流量。價值核算是在實物核算的基礎上通過估價所進行的綜合性核算,通過適當的估計方法或技術,賦予某具體的資源價值、生態價值和納污價值一種用貨幣計量的價值,使自然環境和資源的環境功能采用統一的衡量尺度,真實反映環境所具有的價值[4]。環境經濟學已經提出了許多有價值的計算方法。通常是將生態環境質量看成是人類所需的一種物品和勞務,盡量利用市場價格信息,直接計算該商品和勞務的生態環境效益和損失。對于那些資金技術和資料不允許,沒有市場價格信息可以參考,且生態環境的經濟效益難以估算的生態環境影響因子則從費用的角度來估算損失。簡單來說,生態環境損失計算可以采用治理成本法和污染損失成本法。由于兩種方法采用不同的核算手段和不同的核算成本項目,因此核算的結果也有所不同。治理成本法是一種基于成本的估價方法,從防護的角度,計算為避免環境污染而支付的成本,主要用于污染及污染物的實際治理成本和虛擬治理成本的核算。實際治理成本是指目前已經發生的治理成本,包括污染治理過程中的固定資產折舊、藥劑費、人工費、電費等運行費用。虛擬治理成本是指對目前排放到環境中的污染物按照現行的污染治理技術和水平全部治理所需要的支出。污染損失法是一種基于損害的環境價值評估方法,即采用一定的技術方法,確定污染排放對當地環境質量產生影響的貨幣價值,如對產品產量、人體健康、生態環境等的影響,并將這些影響貨幣化的一種方法。目前,普遍采用的是市場價值法,但是受所核算對象的限制,還需要其他多種價值核算方法綜合應用[5-6]。本文采用環境經濟學領域較成熟的環境價值評價方法,對煤炭開采造成的大氣環境污染損失進行量化研究,將環境成本以貨幣的形式進行計量。采用的評價技術主要有市場價值法、機會成本法和人力資本法等[7-9]。
阜新市大氣污染實物量核算
阜新市大氣污染物主要為SO2、NOx和可吸入顆粒物,除冬季居民取暖燃煤造成煤煙污染較嚴重外,阜新的大氣污染受煤炭開發和利用影響較大。煤炭開采過程對大氣環境產生影響的環節主要包括煤礦生產生活鍋爐燃煤排放的粉塵、煤粉等無機或有機化合物等造成的大氣污染[10],以及原煤由礦井短途運輸至集運站的運輸揚塵、煤炭堆存起塵、矸石山自燃和煤炭運輸造成的大氣污染[11]。阜新的主要工業大多屬于煤炭生產與加工行業,本文選取阜新工業區空氣污染監測數據作為大氣污染損失計算依據。考慮到大氣污染物對人體健康和人類福利的損害在礦區及其周圍地區表現的比較明顯,計算該損失時,主要考慮礦區及其周圍地區。根據阜新市2006)2010年環境質量報告書數據統計,2010年阜新工業區大氣污染排放監測各主要污染物年均值:SO2為01049mg/m3,NOx為01041mg/m3,PM10為01109mg/m3。工業廢氣中5項污染物污染物排放量:SO2為51907100t,NOx為38936171t,PM10為32260102t。降水離子組分統計結果表明,[w(SO2-4)+w(NO-3)]/Ew(B-)為01946,說明阜新市降水污染主要受SO2和NOx的影響;其中w(SO2-4)/w(NO-3)為4119,降水受SO2影響大于NOx。2010年,全市降水pH均值為7123,未出現過酸性降雨[12-13]。根據國際上公認的降水酸雨指標,當pH值在415~510時,降水為酸性[14]。阜新礦區人口占市區人口的30%,2010年,市區人口為7815876萬人,確定受大氣污染影響人口約23158萬人[15]。
阜新市大氣污染價值量核算
大氣污染損失價值核算主要考慮人體健康和人類生活福利的損失、酸雨造成的農業損失、森林損失和受污染人口增加清洗費用的損失。311人體健康損失大氣污染對人體健康的危害主要表現為呼吸道疾病患病率和死亡率的增加。受數據的限制,無法構建大氣污染物與呼吸道疾病的劑量-反應關系模型,因而通過污染區(文本主要指工業區)與清潔區的對比,反映大氣污染導致的居民患病情況,其前提是假設污染區與清潔區除所考慮的污染因子的濃度不同外其他因素均相同。依據各種疾病與大氣污染的密切程度,并考慮阜新市作為煤炭資源型城市的特殊性,主要選取慢性支氣管炎、肺心病、肺氣腫、塵肺病的發病和肺癌引起的死亡所造成的損失。采用的方法是人力資本法。人力資本法計算公式為Lp=|PpETiDi+EYiDi+PpEHiDi+PpEWiDoi|@M(1)式中Lp為人體健康損失,萬元;Pp為人力資本,元/(a#人);Ti為第i種疾病患者人均喪失的勞動時間,a;Yi為第i種疾病患者平均醫療費用,元/人;Hi為第i種疾病患者陪床人員的平均誤工,a;Wi為第i種疾病患者死亡工作年損失,a;Di為污染區和清潔區第i種疾病的發病率差值;Doi為污染區和清潔區第i種疾病的死亡率差值,10-5;M為污染區的人口數,萬人。人力資本用在崗職工平均工資表示,各種疾病的發病率、住院時間、醫療費用借鑒衛生部2010年1月公布的第四次國家衛生服務調查分析報告。患病喪失的勞動時間是指患者用于住院、療養等花費的時間,對于肺癌患者并不包括由于死亡而喪失的勞動時間。人力資本法中所需的慢性支氣管炎、肺心病、肺氣腫和塵肺病各參數主要在多個相關領域研究文獻典型調查結果的基礎上,結合阜新地區經濟發展現狀,經過進一步的統計和計算確定[16-20]。2010年肺癌死亡率由阜新市疾病預防控制中心獲得,污染區的肺癌死亡率為61116@10-5,清潔區的癌癥死亡率為43145@10-5。肺癌的死亡工作年損失,是根據Joinpoint模型對中國肺癌的發病死亡預測的基礎上結合阜新地區實際情況進行統計折算后得出的[19,21-22]。我國煤礦工人退休年齡為55歲,提前死亡造成的工作年損失以工作到55歲為標準,主要考慮16~58歲之間各年齡段的人由于慢性支氣管炎、塵肺病、肺癌過早死亡而損失的工作年限。正常人均壽命取當前中國人口平均壽命(70歲)。綜合考慮后確定式(1)中各種參數的取值見表1。阜新市2010年國民經濟和社會發展統計公報顯示,2010年阜新在崗職工平均工資為25354元。以年工時300d計算,人力資本為84151元/(d#人),可計算2010年大氣污染對人體健康造成的損失(見表2),其中患者陪床人員數按病人與陪床人員平均1B1計,以平均住院時間代表陪床人員的平均誤工時間。312人類福利損失目前,人類福利損失主要基于大氣污染物排放導致能見度下降和材料的損害。人類福利損失核算主要根據亞洲開發銀行5環境影響的經濟評價6工作手冊提供的方法。該手冊統計SO2、NOx和PM10造成的損失價值分別為188~325美元/t、250~500美元/t和750~1250美元/t,損失同時體現了排污影響的敏感范圍[23-24]。價值高限代表高密度人口地區或大氣擴散條件差的地區的損害。在這些地區大氣污染物排放對大氣質量變化有較大影響。根據阜新煤礦實際方位調查情況,只有少數煤礦的開采集中在大氣擴散條件較差的山地和丘陵地區,因此,本文計算取低值。根據2010年國內購買力水平,年貼現率及人民幣兌換美元匯率折算(2010年,中央銀行公布人民幣對美元年平均中間價為617695。以2010年15年期國債票面利率4145%為貼現率),阜新市采煤造成的大氣污染物SO2、NOx和PM10引發的人類福利損失分別為2131172元/t、2834173元/t和8504118元/t。已知2010年大氣污染物排放量:SO2為51907100t,NOx為38936171t,PM10為32260102t。計算得2010年阜新市煤炭開采大氣污染造成的人類福利損失為212103億元。313農業損失大氣污染對農業的損害以SO2和酸雨為主,主要表現為糧食、蔬菜、經濟作物等的減產降質。本文主要計算農作物在長期SO2中低濃度作用下的減產損失。采用市場價值法,計算公式為La=QaRaPa(2)式中La為大氣污染對農作物的損害,億元;Qa為受污染時某作物的實際年產量,萬t;Ra為在某酸雨pH值影響下某作物的減產率,%;Pa為某作物的收購價格,元/kg。對大氣污染造成的農業損失核算時首先要明確SO2和酸雨對農作物的傷害閥值,即對農作物傷害程度最低時的濃度或酸度。將年降雨pH值大于510且SO2質量濃度小于0104mg/m3的地區視為對作物不產生傷害的無污染地區。根據相關研究得出的農作物在不同SO2質量濃度下的減產率(見表3),可得污染區農作物的減產率[25-26]。2010年阜新工業區大氣污染物排放監測SO2為01065mg/m3。雖然在6)8月降雨的pH值為4179,屬于酸性降雨,但是全年降水pH均值為7123,因此農作物受SO2和酸性復合污染的影響較小,僅計算蔬菜的減產損失,減產率取3%。2010年阜新蔬菜實際年產量為88萬t,蔬菜平均收購價格為11034元/kg[27]。因此,計算蔬菜減產2164萬t,經濟損失為01273億元,即2010年大氣污染造成的農業損失。314森林損失大氣污染對森林的損害主要指酸雨對林木造成的損失,主要危害包括生物量、材積生產量的減少以及森林納污、凈化等生態功能的降低。由于缺少生物量及生態功能的相關數據,本文只計算材積生產量的減產損失。SO2和酸性降水復合,污染對農作物減產影響的基準值見表3。材積生產量的減產率與酸雨的pH值有關系,減產率由插值法計算得出。該部分計算仍采用市場價值法,計算公式為式中Qf為受污染時林木的實際蓄積量,萬m3;Rf為在酸雨影響下森林的減產率,%;K為由林木蓄積量到材積生產的調整系數;Pf是原木的市場價格,元/m3。酸雨和SO2是影響針葉林生長衰退的主要因素。森林在SO2單一污染狀況下所受的影響要小于酸雨的影響,當降水pH值小于510時,SO2質量濃度大于0105mg/m3時,才會引起林木生長衰退[28]。根據阜新市環境監測中心的結果,阜新市2010年降水的pH均值為7123,SO2質量濃度為01065mg/m3(>0105mg/m3),對木材蓄積量沒有影響,也沒有對材積生產量造成損失,因此降水對森林的損失為0。阜新現有天然森林中以油松為主。根據SO2暴露濃度與油松生長的試驗研究,當大氣中SO2質量濃度為0110mg/m3時,油松的相對生長速率與無SO2環境中的生長速率幾乎相等(分別為2013g/d和2016g/d)[29-30]。已知2010年阜新工業區大氣污染物排放監測SO2質量濃度為01065mg/m3,小于0110mg/m3,因此可以認為該地區SO2對油松生長無影響。因此,阜新市大氣污染對森林影響損失為0。315清洗費用損失大氣污染會增加居民衣服、車輛和家居玻璃清洗的次數和費用。由于缺乏受影響的玻璃面積、清洗次數、清洗時間等方面的資料,本文只計算衣服、車輛增加的清洗費用。1)居民增加的清洗工時費用。Lw=PPpTC(4)式中Lw為家庭多支清洗工時費,萬元;P為污染區人口,萬人;Pp為從業人口占總人口的比重,%;T為增加的清洗時間,d;C為人力資本,元/(d#人)。根據阜新市的降塵濃度并參考徐州、北京、重慶的調查結果,采用成果參照法,確定年增加的清洗時間為15d。假定污染區從業人口占其總人口的比例與全市相同(1129988/1922718U0159),則從業人口比例取59%,人力資本與311節的取值相同,以年工時300d計算得84151元/(d#人),污染區人口23158萬人,依據式(4)計算可得居民增加的清洗工時費用為117635億元。2)增加的能耗和物耗費用。大氣污染增加了居民清洗衣物和車輛的時間,同時增加了水、電、清潔劑等經濟費用的支出。根據遼寧省5環境污染經濟損失的理論研究和定量化研究6,因大氣污染平均每人暴露在室外1h,則每年多支出的清洗能耗、物耗費用是1111元,統計人群室外滯留時間加權平均值為4h/人。由此便可算出大氣污染導致每年增加的清洗能耗、物耗費用,公式為Lr=PCp(5)式中Lr為物耗費,元;P為污染區人口,萬人;Cp為每人1a多支的洗衣能耗、物耗費用,元。依據式(5)可得大氣污染造成的能耗、物耗費用為011047億元。因此,大氣污染增加的清洗費用損失共計118682億元。在大氣污染生態損失的核算方面綜合采用了人力資本法、市場價值法和成果參照法,避免了采用單一市場價值法為簡單標準帶來的部分環境損失無法度量的弊端;但是,使用成果參照法過程中很難做到使被參照地區和被評價地區在自然生態環境、人口規模和社會經濟發展狀況完全一致。因此,本文計算的結果只能作為損失上限的參考值,其本身的不確定性要求未來的研究可以嘗試建立配套的評估體系,并探討如何對大氣環境污染的損失進行價值補償。
關鍵詞:城市大氣污染 現狀 綜合防治
中圖分類號:X799.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)09(a)-0121-01
通常情況下,我們可以歸納為兩大因素會對城市的大氣環境造成污染,第一大因素是自然因素,比如說火山爆發等,第二大因素則是人為因素,比如說工業廢氣的排放和汽車尾氣的排放等,而導致我國城市大氣污染問題日益嚴重的首要因素就是人為的因素,在我國國民經濟水平快速發展的背景下,人們的生活質量和生活水平得到了明顯提升,但是大氣污染問題卻并沒有得到很好的改善,近些年來,還經常出現因大氣污染而導致的惡劣天氣,對人們的工作和生活產生的嚴重的影響。
1 我國城市大氣污染現狀
1.1 在城市大氣污染中,煤煙型污染占有最主要地位
現階段,我國大氣污染問題較為嚴重的最主要原因就是燃煤廢氣的大量排放,在我國城市的供電以及工業行業中,燃煤熱能都是最主要的資源,并且在我國北方某些地區的冬季取暖中,也是要采用燃煤作為供暖材料的。在城市的工業產業中,在各類的行業和企業中,大概有80%左右的行業和企業都是要利用燃煤熱能的,在燃煤的燃燒過程中,其會釋放出大量的粉塵、氮氧化物和硫化物等有害物質,而這也是導致我國城市大氣污染問題嚴重的重要原因。
1.2 部分城市的污染轉型
隨著我國國民經濟水平的快速發展,我國城市居民的生活水平和生活質量也得到了很大提升,城市人均的汽車保有量也越來越高,與工業廢氣相比,雖然汽車尾氣中硫化物、氮化物以及一氧化碳的含量會稍低一些,但是卻也是加劇我國大氣污染問題的重要因素。同時汽車尾氣對大氣環境的污染還有著明顯的地域性的特點,也就是說經濟越發達的地區,其汽車使用量就是越大的,那么汽車尾氣的排放量就越大,城市的大氣污染問題就越嚴重。所以,我國的一些大中型城市的大氣污染因素已經發生了轉型,其污染源從原來的工業廢氣已經轉變成汽車尾氣的排放了。
1.3 小型城市和新興城市的大氣污染問題也日益嚴重
對于我國的小型城市和新興城市來說,為了發展它們的基礎建設和經濟建設工作,通常當地政府都將主要精力放在了城市的建設和發展城市的經濟上了,他們對于城市環境的保護工作卻沒有給予過多的關注。所以,當地政府在進行招商引資工作的過程中,他們更重視的是能否促進當地經濟的快速發展,對于是否為環境帶來了不利影響以及是否污染了大氣環境卻是沒有進行過多的考慮的,這就導致我國的小型城市和新興城市的大氣污染問題也越來越嚴重。
2 我國城市大氣污染的綜合防治措施
現階段,在我國的城市中,人們的正常工作和生活也都受到了大氣污染問題的影響,在全球范圍內,因為大氣污染還經常導致氣候的突然變化等問題。所以,怎樣才能有效的預防和治理城市大氣污染問題,也成為了我國環境保護部門需要解決的首要問題:
2.1 嚴格的控制大氣污染源
(1)長久以來,只有各地政府的環境保護部門和氣候監測部門才具有了解和掌握大氣污染程度的參數和指標等專業數據的資格,然而隨著我國大氣污染問題的日益嚴重,社廣大老百姓對空氣質量的關注度也越來越高,因此,在我國的天氣預報的內容中也加入了PM2.5等能真實的反映出各地空氣質量的指標,這樣才能使人們認識到環境保護工作的重要性,提升全民環保的意識,同時對于社會媒體和人們群眾實時的監督空氣質量也是十分有利的;(2)現階段對于那些環保型企業和高科技企業的扶持工作,我國的各地政府和經濟管理部門都加大了力度,而對于那些高排放、高能耗和高污染的企業來說,政府也加大了對他們的監管力度,在這些企業生產經營的過程中,他們必須同時采取相應的環境保護措施。而有些企業的生產過程可能會導致更加嚴重的環境問題,政府有權力對其進行關停處理,同時給予一定的政策支持來幫著這些企業進行轉型。在政府大力扶持和嚴格監管的雙重政策下,盡可能的降低工業廢氣對大氣環境所造成的污染;(3)現階段,因為大量交通工具所排放出的汽車尾氣,對于我國城市的大氣環境的污染程度有著明顯的加劇的趨勢。針對此類問題,我國各地政府的交通管理部門也采取了相應的控制措施,如車牌號單雙號限號出行以及限制個人的購車數量等,從而降低機動車的出行率。同時政府還鼓勵市民購買環境保護行的機動車,并給予了一定的政策支持和經濟補償,這樣才能從源頭上降低汽車尾氣對我國城市大氣環境所造成的影響和破壞。
2.2 植樹造林,做好城市綠化工作
城市綠化對降低汽車尾氣和工業廢氣對大氣環境造成的污染是非常關鍵的,并且多植樹造林對人們的工作和生活也是有著積極的影響的。綠色植物不但能夠較好的吸收有毒有害氣體和粉塵,并且綠色植物在調節空氣中氧氣和二氧化碳的比例上也能發揮出重要的作用,可見,綠色植物就是大氣環境中的天然過濾器,只有做好了城市綠化工作,才能保證城市控制的質量,從而有效的預防大氣污染問題的出現。首先,我們應對城市綠化進行科學的規劃,在污染較為嚴重的地帶應分別設置綠化帶和城市綠地,從而起到有效的防護作用。其次,城市的環保部門應嚴格的保證城市的綠化率,對于企業為了獲取經濟利潤而侵占城市綠地的問題,應嚴肅處理,堅決杜絕此類問題的發生。
2.3 合理的布局城市工業
在我國工業產業迅猛發展的大背景下,在我國絕大部分的城市中幾乎存在著一定數量的工業企業,在這些工業企業生產經營的過程中,怎樣才能既保證這些企業促進了當地的經濟發展,同時又不會對城鎮居民的工作和生活產生影響呢?這已經成為了我國各地政府和城市規劃管理部門首要面對的問題。第一,應保證城市中工業企業的建設位置與城市主要居民區的位置是有著合適的距離的,如果距離太近,那么工業企業所排放出的廢氣就會影響到城鎮居民的健康和生活;第二,應盡可能的將工業企業規劃到空氣流通性較好的區域,這樣當企業所排放出的工業廢氣也能夠得到盡快的稀釋和擴散。第三,就是要有效的利用城市綠地和綠化帶,隔離工業廢氣進入到城鎮居民區中。
3 結語
通過以上的論述,我們對我國城市大氣污染現狀以及我國城市大氣污染的綜合防治措施兩個方面的內容進行了詳細的分析和探討。我國城市的大氣污染防治工作是一項復雜的系統工程,其是需要各個部門以及各個階層密切配合的,現階段,社會和群眾對大氣污染情況的重視程度已經越來越高,我們應做好大氣污染防治工程的建設工作,準確的把握現階段城市大氣污染的現狀,制定出科學合理的城市大氣污染的綜合防治措施,提高城市大氣環境的質量,保證城市居民的生活質量和身體健康。
參考文獻
關鍵詞:城市;綠色植物;大氣污染
隨著我國經濟的發展,城市化進程的加速,不合理能源結構的設置,導致大氣污染問題日益嚴重。我國大氣污染的主要特點是煤煙型[1]。大部分地區,粉塵濃度和二氧化硫的濃度嚴重超標,對人身體健康和農副產品的質量造成了極大的危害。防治和治理大氣污染,還人類一個健康環境,不僅是提高和改善城市大氣環境質量的需要,也是維持社會經濟和資源的可持續發展迫切需求,因此,尋求一個經濟而有效的方法成為一個備受關注的話題。植物凈化大氣被受廣泛推崇。植物凈化主要是通過植物的莖和葉表面的氣孔吸收并轉化大氣中的污染物質,或者通過植物根系的協同作用,去除從大氣中沉降進去土壤和水體的污染物質[2]。該方法不僅能吸收有害氣體、凈化空氣,還能改善城市環境、美化城市面容,具有經濟、環保、生態效應多重優勢。本文主要就煤煙型城市,對大氣污染物粉塵和二氧化硫的治理方面的植物應用進行論述,并對植物綠化提出建議,為解決大氣污染治理問題提供有效的參考。
1.綠色植物在城市中大氣污染治理中的應用
1.1綠色植物在去除大氣中粉塵污染方面的應用
粉塵是城市大氣中的主要污染物,我國大部分城市粉塵濃度出現超標現象,沙塵暴、霧霾天氣屢見不鮮。同時,粉塵上還可粘附其他污染物質,產生多重危害。綠色植物滯塵主要是利用植物葉片的特性和其本身的潤濕性,當含塵氣流經過樹冠時,較大直徑的粉塵被樹葉阻擋而降落[3]。由于綠色植物對塵的吸附和滯留,使得空氣中粉塵減少,起到凈化空氣的作用。陳瑋[4]等人的研究表明,植物的滯塵能力與植物的葉面積、葉面粗糙度、樹冠結構、枝葉密度及葉片傾角有關。一般而言,葉片較多、葉面積較大、表面粗糙、枝葉茂密、葉片傾角較小的植物,滯塵能力較強。滯塵能力較強的植物有臭椿、白楊、石楠、銀杏、麻櫟、海桐、珊瑚樹、樸樹、白榆、鳳凰木、廣玉蘭、櫸樹、刺槐、榕樹、冬青、構骨、皂莢、樟樹、厚皮香、V樹、懸鈴木、女貞、槐樹、青鋼櫟、柳樹、夾竹桃等。
1.2綠色植物在去除大氣中二氧化硫污染方面的應用
二氧化硫污染也是城市面臨的大氣污染問題之一,它嚴重危害人的身體健康,也制約著城市經濟的發展。利用綠色植物吸收大氣中的二氧化硫的方法不但有美化環境的作用,還能對大氣中的二氧化硫吸收、轉化,具有生態效應和環保效應的雙重作用,被受廣泛關注。符氣浩[5]等人發現,城市中綠色植物分布多的區域SO2濃度低。此研究表明,綠色植物具有去除大氣中二氧化硫的能力。但是,并不是所有的綠色植物對SO2都有很強的去除能力。李一川[6]等人發現,葉片中含硫高的綠色植物,其吸收、轉化SO2的能力強,凈化大氣中SO2的能力亦強,反之亦然。對大氣中SO2吸收能力較強的植物主要有女貞、構樹、棕櫚、沙棗、樟樹、垂柳、臭椿、梧桐、國槐、廣玉蘭等。
2.植物綠化的建議
2.1選擇適合的綠色植物
針對南北方不同的氣候特點,選擇不同的植物,以至于讓植物在自己適應的環境中茁壯成長,充分發揮其去除污染物質的優勢。對于不同城市及城市不同的區域,其粉塵和二氧化硫的含量不同。對于粉塵含量高的區域,如道路的兩側,樞紐地區等,應以滯塵能力較強的植物為主,如臭椿、白楊等,對于二氧化硫含量高的區域,如燃煤地區、工廠附近等,應以去除二氧化硫能力較高的植物為主,如女貞、構樹、棕櫚等。應考慮大氣污染的特征,因地制宜選擇植物,尤其是選擇適應能力強、生長旺盛的植物。
2.2喬灌草本相結合植物配置形式
不同植物,滯留粉塵和去除二氧化硫的能力不同,應選擇多種植物進行搭配,避免植物單一。另外,針對喬木、灌木、草本不同高度的植物去除污染的能力也不同,應建立多層次的植物空間體系,增加綠色植物用量,在垂直空間形成喬灌草本相結合植物配置形式,不僅美觀,亮化城市,而且更有效地發揮生態環保效益,進行多重防治,起到更好的去除污染物質的作用。
2.3合理規劃,均勻綠化
近年,各城市綠化項目逐漸增多,各種公園陸續建設,城市綠化也有所提高,但存在綠地規劃不合理,綠化不均勻的現象,只是單純的為了提高綠化率而進行綠化,并未考慮城市綠化的均勻性,如,有的城市只重視公園的綠化建設,卻忽略了道路兩旁的綠化,甚至有的部位幾乎沒有種植植物或長勢極差,有些立交橋下,竟被作為停車場或被商販占據,導致環境極差,不但起不到環境的正面效應,反而負面效應明顯。因此,植物綠化應合理規劃布局,重視街道邊角,實現城市全面、均勻、不留死角的綠化形式。
參考文獻:
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樹木的光合作用隨著樹種和時間的不同,而表現出不同的變化規律。凈光合速率和蒸騰速率日變化規律均有單峰型和雙峰型兩種,季節不同,樹種不同,其峰型也不同。但6種樹木水份利用效率的日變化在不同的季節具有相似的規律,即都為雙峰曲線。
關鍵詞:綠化樹種;光合特性;葉綠素熒光參數;生理生化指標;大氣污染
中圖分類號: TU986 文獻標識碼: A
1.引言
城市綠化樹木是城市森林生態系統的子系統,由于其顯著的環境效能和生態效益而引起社會各界的普遍關注,以往的道路綠化樹種的選擇配置,多是注重樹木的抗旱、抗寒、抗病蟲、觀賞性等某一方面的特性,隨著工業和交通的發展,環境問題日益突出,工廠排放的有毒氣體和車輛尾氣已成為城市大氣污染的主要來源,因此吸收和消除大氣污染成為城市道路綠化樹種選擇的重要指標。綠化雖然基本上滿足了美化環境、遮蔭等基本功能,但是仍有一些不足之處,在綠化樹種的選擇和配置上都存在一些問題,如樹種單一、配置不合理、環境效能低等。
2自然狀況下6種樹木生理特性的研究
葉片凈光合速率的日變化,反映出一天中光合作用的時間持續能力,也反映了不同植物對環境因子的適應性和對各種環境因子的利用能力。對某一植物來說,其光合作用日變化并不遵循一種固定不變的模式,它是隨著氣候條件、生長環境及生育期的不同而呈現出多種變化的。
圖1不同月份6種樹木凈光合速率的日變化
從圖1中可以看出,相同季節不同樹木凈光合速率日變化曲線表現出不同的變化規律。在5月份楓香的凈光合速率日變化為單峰曲線,峰值為9.75 mol/m2/s,出現在9:30。其它5個樹種凈光合速率日變化為雙峰曲線,第一峰值出現在9:30,第二峰值除銀杏出現在13:30外,廣玉蘭、石楠、櫸樹和黃連木均出現在15:30,并且第一峰值往往大于第二峰值。這6種樹木一天的凈光合速率日變幅廣玉蘭、石楠和銀杏較小,楓香、櫸樹和黃連木較大。樹木凈光合速率日變幅的不同,一方面與樹種自身的光合能力有關;另一方面,說明樹種對外界環境條件的敏感程度不同,日變幅大的樹木對外界環境較敏感。
在7月份這6種樹木的凈光合速率日變化均為雙峰曲線,第一個峰值比第二個峰值高,其間有明顯的午休現象,這說明6種樹木都不同程度的受到了光抑制,其原因可能是由于中午強烈的太陽輻射引起氣溫的升高和空氣濕度的下降,造成水分代謝失調,從而造成氣孔縮小,氣孔阻力增加,同時持續高溫抑制了參與光合過程的酶的活性,進而導致葉片梭化效率的降低,使凈光合速率銳減[1]。但這6種樹木雙峰曲線峰值和峰谷的大小和出現的時間不同,6種樹木的峰谷出現在12:30, 6種樹木的第一峰值均出現在9:30;廣玉蘭、楓香、黃連木第二個峰值出現在13:30,銀杏、石楠、櫸樹第二個峰值出現在15:30。峰、谷值發生時間的不同,反映出不同樹種的光合作用對自然因子特別是光照強度日動態的響應存在差異,與它們處在不同的生長發育階段也有一定關系。
在9月份,石楠、銀杏的凈光合速率日變化均為雙峰曲線,第一峰值出現在9:30,第二個峰值出現在13:30,峰谷出現在11:30。其它4個樹種的凈光合速率日變化均為單峰曲線,峰值出現在9:30,但峰值大小各不相同。
11月份,6種樹木的凈光合速率日變化均為單峰曲線,只是峰值出現時間和大小不同,石楠、銀杏峰值出現在9:30,其它樹種峰值出現在11:30。從6種樹木的光合速率日變化曲線還可以看出:同一個樹種在不同月份的凈光合速率日變化曲線也有不同,如石楠、銀杏在5月、7月和9月的光合速率日進程曲線都是雙峰型,11月份為單峰型;廣玉蘭、櫸樹和黃連木在5月、7月為雙峰型,9月、10月份為單峰型;楓香在7月份為雙峰型,5月、9月、11月份為單峰型。光合作用日變化形式除了與植物種類有關外,主要取決于光照、氣溫和濕度等環境條件的綜合作用[2]。高光強可以通過提高空氣溫度和降低空氣濕度間接地導致光合午休現象,這可能是多種植物光合速率中午降低的間接原因,但卻是最重要的生態因子[3]。
3各樹種對SO2抗性的綜合評價
植物對SO2的抗性受許多形態解剖和生理生化特性控制的復合遺傳性狀,不同形態解剖和生理特性之間既相互聯系又相互制約。植物受到SO2脅迫時其生理變化是錯綜復雜的,并受到多種因素的影響[6]。植物通過多種途徑抵御或容忍SO2脅迫的影響,單一的抗性鑒定指標,難以反映出植物對SO2適應的綜合能力。因此,只有采用多項指標的綜合評價,才能比較準確地反映植物對SO2的抗性水平,從而彌補與緩和單個指標對于評定植物抗污性所造成的片面性。本文采用第一種隸屬函數法也是使用最多的方法。為此本文選取了葉綠素含量;質膜透性與丙二醛(平均值);葉汁PH值;過氧化物酶、超氧化物岐化酶(平均值);可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白(平均值);凈光合速率;化學效率等指標,采用模糊數學評分法,對6種樹木對SO2的抗性進行了綜合評價。
表1 6種樹木的SO2抗性指標隸屬函數值及其對SO2抗性的綜合評判
采用隸屬函數法對6種樹木的抗SO2性進行綜合評價,結果為石楠>廣玉蘭>楓香>黃連木>櫸樹>銀杏。隨著SO2濃度的增加和脅迫時間的延長,樹木葉片的生理生化指標發生不同的變化。葉綠素總量、類胡蘿卜素含量、葉液pH值總體上均呈現下降趨勢,細胞膜透性和丙二醛為逐漸升高的趨勢,可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量活性為不斷上升或先升高后下降的趨勢。隨著SO2處理濃度的增加,6種樹木的凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率均顯著下降。
4.小結
為了增強可比性,本文計算了6種樹木生長初期、中期、末期的葉片光合能力的平均值,也可視為年光合能力。年光合能力的排序為:櫸樹>黃連木>楓香>石楠>廣玉蘭>銀杏。采用隸屬函數法對6種樹木的抗SO2性進行綜合評價,結果為石楠>廣玉蘭>楓香>黃連木>樣樹>銀杏。
參考文獻:
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【關鍵詞】:大氣污染;成因;影響因素;防治措施
1、大氣污染的簡述
通常,大氣污染是指人們的生活活動、生產活動或者自然界向大氣中排放的各種各樣的污染物的總稱,這種污染物的含量大于環境承載能力時就造成了大氣質量發生惡化,給人類的健康、生產生活、工作、設備財產以及生態環境等造成了惡劣的影響。就污染源而言,可劃分為人為污染源和天然污染源。人為污染源通常按照空間分布方式分為區域性、面式、點式污染源;按社會活動分為工業、交通、生活污染源等。天然污染源通常包括瓦斯氣體、灰塵、二氧化硫等氣體以及火災、地震等自然災害發生的地方。
2、大氣污染的成因、影響因素
2.1工業廢氣和燃煤污染
我國的能源結構是以煤炭為主的,近些年,高耗能、高污染的重工業發展過快、比重過大、集中度高,加之一些企業環保意識低下,環保措施執行不力,缺少嚴格管理,使得煤炭工業、化工工業成為大氣污染最為嚴重的企業。在城市工業發展過程中,燃煤引起的大氣污染最為嚴重,產生了CO、SO2、氮氧化物和煙塵等大量污染物。工業廢氣產生量主要集中在我國中東部幾個省市,而每至冬季,在北方需要集中供暖的城市中,PM2.5指數持續超標,如東北三省的省會城市PM2.5指數經常突破1000,對市民的安全生活和安全出行都帶來了極大的不便。
2.2能源結構和工業布局因素
城市l展過多追求GDP,在可持續性發展方面缺少科學規劃。我國的許多城市的工業布局、工業結構以及能源結構存在諸多的不合理因素,工業技術水平落后,城市居民能源消費習慣尚未徹底改變,加劇了城市大氣中的煙塵、二氧化硫以及氮氧化物的排放量。目前,我國的能源消費結構中仍然以煤炭為主,2015年全國煤炭消費占64%,煤炭中含硫量較高,過量使用煤炭作為主要能源消費主體,加劇了城市大氣污染。
2.3交通運輸污染
截止2015年底,全國機動車保有量2.79億輛,汽車尾氣成為大氣污染物的重要貢獻者,其排放的氮氧化物和顆粒物超過90%,碳氫化合物和CO超過80%。尤其是重型柴油車等各類高排放車輛對大氣環境造成嚴重威脅,據研究,一輛大貨車排放的尾氣中的顆粒物是100輛汽油車排放量的總和。除此之外,揚塵、建筑施工、家用電器的過度使用等,對于大氣環境都存在不同程度的破壞。
3、大氣污染的防治措施
3.1完善法律法規,推進全民參與
只有有法可依,在執行時才能嚴格管理,要完善城市大氣污染治理的相關法律法規制度,用法律來監督大氣環境治理工作,為大氣污染治理保駕護航。要明確城市環境質量標準,控制城市大氣污染總量。做到監測的大氣污染物的含量一旦超標,就能執行反應機制。對于造成污染嚴重的企業,環保部門應嚴格依法對其停業整頓,做好防控措施。用法律手段和政策宣傳,使地方政府對當地空氣質量負總責,落實企業治污主體責任,國家有關部門要協調聯動,倡導節約、綠色消費方式和生活習慣,動員全民參與環境保護和監督。
3.2燃料大氣污染預防及防治
在對于燃料大氣污染的預防及防治優化上,筆者認為我國政府應當強化對能源利用率以及利用技術的優化以及推廣進行,通過能源利用率以及利用技術的優化,可以有效的減少在能源利用過程中的大氣污染問題出現,同時能夠實現在工業發展中減少對于能源的依賴性,還能夠實現對于不可再生資源的保護。在工業廢氣排放量大的企業中,應當首要進行技術升級,例如火電站等,我國火電站要提高電站污染物控制技術的高效性和先進性,實現污染物資源化和強化控制,比如脫硝、脫汞、脫硫、催化吸附和濕式電除塵等技術。重點開發資源回收型控制、污染物的協同控制等設備和技術。
3.3加強交通點源污染治理
制定《城市大氣污染綜合整治工作方案》,把機動車尾氣污染防治作為治理重點,一方面嚴格控制機動車保有量,把機動車的保有量控制在城市發展承受的合理區間內,大力推廣無鉛汽油,鼓勵居民乘用公共交通工具。劃定城市高污染燃料禁燃區,淘汰黃標車,整治燃煤鍋爐,對新注冊和轉入城市登記的機動車全面執行國四標準。大力推進電力、水泥等行業的脫硫脫硝;大力發展循環經濟,引導和支持生產、流通和消費等領域廢棄物減量化、資源化和再利用,形成循環經濟的生產生活模式。
3.4農業大氣污染預防及防治
我國近些年來推行禁止焚燒秸稈的政策,已取得一部分的成效,除了秸稈還田作為肥料,還應當對于農村秸稈的回收后利用,進一步避免秸稈焚燒問題對大氣的污染。回收的秸稈可以用于沼氣池發電,還可以進行造紙。還有部分農村農民的環保意識還不是那么高,應當積極的對其進行大氣污染的宣傳,強化農民的整體大氣保護意識提升。
3.5采用清潔能源,調整現有能源戰略
加大對風能、海洋能、太陽能等一系列清潔能源的使用力度,同時,加強水利資源的開發,逐步的發展核能等措施來防止污染。目前,我國的水能資源利用率非常低。因此,水利資源的開發利用是調整我國能源戰略的重要任務,應該優先去利用。
結語:
城市大氣污染與人類的健康息息相關,大氣污染危害較大,只有做好城市大氣污染防治工作,才能為城市可持續發展營造良好的外部環境,保證市民身體健康。針對不同的城市大氣污染成因分析,結合城市發展實際,采取有針對性的解決措施,才能從根本上解決好城市大氣污染難題,實現綠色、可持續性的發展。
【參考文獻】:
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[2]徐鳳麗.城市環境管理如何強化大氣污染治理[J].科技創新與應
【關鍵詞】河北省;大氣污染;防治措施
一、概述
1987年,世界環境與發展委員會出版了《我們共同的未來》報告。該報告首次提出了“可持續發展”的概念,即“既能滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展”。河北省地處華北平原的北部,是全國主要能源供應基地之一,素有“燕趙煤倉”之稱。“十一五”期間,河北省生產總值連續五年保持平穩增長,財政收入增長超過一倍,與此同時,河北省的大氣污染狀況也在不斷加重,這種以損害環境為代價的經濟增長不符合可持續發展的要求。
二、河北省大氣污染現狀和原因分析
(1)河北省大氣污染現狀。2010年,河北省可吸入顆粒物已達到0.08mg/m3,并且已經成為首要污染物。它們本身體積很小,重量很輕,并且夾帶著細菌,極易被吸入人體內,引發疾病。同時,由于可吸入顆粒不易沉降,導致陽光不易穿透這些物質,空氣能見度極低。二氧化硫和酸雨的污染狀況雖然有很大改善,但其污染狀況仍然需要足夠的重視。(2)河北省大氣污染原因分析。第一,城市建設是影響河北省大氣質量的主要原因。根據對河北省大氣污染物主要來源進行分析,其主要來源可以分為三個方面:工業建設、燃料燃燒和尾氣排放。由于河北省工業發展比較迅速,并且多為鋼鐵、石化企業,使得各類工業企業排放大量的工業污染物質。燃料燃燒和尾氣排放會排放大量的可吸入顆粒物和二氧化硫等有害物質,人體健康受到嚴重威脅,導致疾病的發生。第二,地形和氣候因素對河北省大氣質量的影響。河北省全省地勢由西北向東南傾斜,西北部為丘陵、山區和高原。河北省屬于溫帶大陸性氣候,四季分明,具有春季多風干燥,夏季炎熱多雨,秋季晴朗涼爽,冬季寒冷多雪等特征。在地形和風向的作用下,河北省的可吸入顆粒物和其它污染物并不能隨風擴散,而只能停留在原地。這些地理和氣候因素使得河北省的大氣環境面臨嚴峻的考驗。第三,負外部性的影響。負外部性是指某個經濟主體的經濟活動對旁觀者產生的不利影響,這種不利影響帶來的損失不是經濟主體所獲得或承擔的,是一種附帶影響。從可持續的角度來講,外部性是市場失靈的主要表現形式之一。第四,全民環保意識薄弱。當前,人們對環境污染的認識有許多不足。如對環境污染問題的重要性、艱難性和潛伏性存在許多誤區,對政府采取的各項環保措施不夠理解等等;各地政府機關片面追求經濟的發展,卻忽略了環境資源的保護。
三、防治措施
(1)發揮綠色植物的凈化作用。綠色植物具有防風固沙、加速降塵、調節氣候、增加降水、吸收有毒氣體等功能。在大氣污染影響范圍廣、持續時間長、濃度比較低的地區,可以采用綠色植物凈化的手段對大氣污染進行防治。因此,在河北省的主要工業城市和工礦區有選擇性、有計劃地擴大綠色植物的種植面積是防治大氣污染非常有效的措施。(2)減少大氣污染物的排放。轉變經濟增長方式,采用先進的生產工藝流程,降低污染;改善能源利用結構,采用新能源和低污染能源(如風能、潮汐能、太陽能);改進燃燒技術和燃燒裝置,提高燃料利用率,盡量減少燃料燃燒時產生的附加污染物質;全面加強企業管理,嚴格登記各項有潛在污染風險的物質,預防環境污染事故的發生。(3)政府加強宏觀調控。面對環境污染,政府機關應該采用經濟手段、行政手段和法律手段綜合治理環境污染。政府應該采用“排污權交易”制度,限制各排污企業的污染物排放量,全面掌握各企業對環境污染造成的影響;實行行政許可制度,針對污染企業的開辦申請等,政府機關通過行政許可限制污染物的排放;制定一些有利于環境保護的行政法規,以法規的形式確保環保措施得以真正落實。(4)充分利用環境的自凈能力。環境的自凈能力是指自然環境可以通過大氣、水流的擴散、氧化以及微生物的分解作用,將污染物化為無害物的能力。環境的自凈能力是環境本身具有的一種特殊功能。受污染的環境,在經過一段自然的凈化以后,可以恢復到原來的狀態。在充分了解氣候變化規律以后,充分利用環境的自凈能力可以降低大氣污染物的濃度。對于通風條件好、風力大、對流強烈的地區和時段,大氣的擴散自凈能力強,可以規劃大氣污染嚴重的工業企業。相反,在較為封閉的地區和時段則不能接受較多的污染物,否則會造成嚴重的大氣污染。
參 考 文 獻
[1]肖燁,蘇振民.可持續發展理念在建筑業應用的研究[J].經濟師.2012(5):24~26
【關鍵詞】 微脈沖 激光雷達 城市大氣 氣溶膠
傳統的激光雷達是利用大氣氣溶膠能對雷達激光進行散射的特性,并在分析雷達探測器接收的其回波信號的量級大小來得到大氣的一些物理特征。因激光的發射波長略小于氣溶膠粒子的尺度,且光探測器的靈敏度較高,故激光雷達是現階段觀測大氣污染應用最廣泛的探測系統。微脈沖激光雷達是在傳統激光雷達的基礎上,將低脈沖的能量通過較高的重復頻率發射出去,這種探測器具有較高的信噪比,能在一定程度上實現對氣溶膠散射的定性測量,保證了探測時的準確性。
一、何為大氣氣溶膠
大氣氣溶膠指的是懸浮于大氣中的空氣動力學直徑在0.001~1.00微米間的微粒體系。其空氣動力學的可定義為:與要研究的微粒有相同降落速度的球體直徑,這是由于在大氣中氣體溶膠微粒的形狀一般都是不規則的,采取空氣動力學的直徑進行定義,是一種有效的表示方式。
1.1大氣溶膠的分類
大氣溶膠微粒按其空氣動力學的直徑可分成如下的幾種:
第一種,飄塵,這是一種能在大氣中處于長期漂浮狀態的懸浮物,其直徑一般小于10微米。
第二種,總懸浮顆粒物,能用顆粒采樣器在濾膜上收集到的總的顆粒物的質量,其直徑大都在100微米以下。
第三種,可吸入式的粒子,此種粒子能通過呼吸過程進入到人的呼吸道中。
第四種,細粒子,指動力學直徑小于2.5微米的顆粒物,也被成為PM2.5。
1.2大氣溶膠的組成
大氣溶膠的組成成分非常復雜,其中受到人類活動影響的組成成分主要有離子成分、痕累元素的成分和一些有機組成成分。
二、微脈沖激光雷達
微脈沖激光雷達的概念出現在1993年。微脈沖激光雷達的工作原理是向大氣中發出激光的信號,并在激光信號反射回來之后,分析回波中的信息,從而發現大氣中的一些物理特征。在此回波中,包含了大氣中對散射光的頻率和相位等方面的信息。利用這些豐富的回波信息,可以分析出大氣內的很多物理特征,加之光探測器的靈敏度較高,因而,微脈沖激光雷達探測器對煙、塵等大氣中的微粒具有很好地探測作用。
2.1微脈沖激光雷達探測器的優勢
2.1.1能進行連續工作的時間較長
微脈沖激光雷達探測器中使用的是激光器是固態二極管類型的激光器,會使得微脈沖激光雷達的工作壽命超過普通意義上的激光器雷達,同時,一年只需對其進行正常的維護工作之后,就能在長時間下連續運行。
2.1.2具有脈沖能量低,且發射能量對人體不構成威脅
此種激光器能以低脈沖含量采用較高的重復頻率方式將此脈沖能量集中在望遠鏡的鏡片上,微脈沖激光器的發射能量低,在一定程度上保證了在監視儀器運轉時觀察人員的人身安全,還能使系統在穩定的運行環境中進行工作。
2.2微脈沖激光雷達組成
微脈沖激光雷達主要由四部分組成:光學收發天線、數據采集系統、激光發射系統以及探測器。
MPL發射接收處理器被安放在了一個恒溫室內,光學收發天線是一個直徑為20cm的格林望遠鏡,在望遠鏡下方連結的是光電計數器。在發射接收器上連結的是計數器和激光發射器,接收器的另一端被連結在計算機上。
2.3微脈沖激光雷達探測的原理
微脈沖激光雷達將激光器所產生的激光脈沖直接發射到大氣中,大部分脈沖與大氣中的氣溶膠相互作用,發生散射,一小部分脈沖被后向散射,并被接收器進行接收。接收器將接收到的能量傳輸到光探測器上,光信號就會被轉換成電信號。針對激光雷達來說,由于接收到的后向散射光距離都不相同,在已知光速的條件下,記錄下從發出激光直到接收返回光時間上的間隔從而確定出激光雷達與發生散射物體之間的距離。另外,接收到的信號在經過大氣雙向衰減之后,信號的強度便由大氣中的后向散射來決定,同時,也和所用激光器的波長有關,與大氣中氣溶膠粒子數的大小和形狀也存在關系。通過對探測到的結果進行反演,就能得出大氣中氣體溶膠的垂直分布情況和氣體的濃度的特性,以及云層高度等。
三、激光雷達對城市大氣氣溶膠污染的研究
激光雷達首次被應用在對大氣的探測上是作為測量云高的儀器。直到1960年,隨著第一臺激光器被成功研制出之后,激光技術便在大氣探測中快速地應用了。在激光技術不斷發展中,激光雷達因其高空間分辨率和高效性一直被作為探測大氣污染的工具。
激光雷達作為探測器在地基探測中的應用最為廣泛,并對大氣氣溶膠和云結構中的探測更具自動化、小型化和網絡化的優勢。國外的一些學者在激光雷達對氣溶膠的探測分析方面已經做了很多工作。
有的應用小波協方差方法對微脈沖激光探測器探測到的數據進行分析處理,得到了更加準確的結果;我國的學者徐赤東利用其自主研制的偏振式的微脈沖雷達探測器對廣州的大氣氣溶膠進行了連續時間段的探測,并且在之后分析了一次污染在形成過程中的特征,從而證明了大氣污染等大氣中的消光物質的有效性;潘鵠等利用激光雷達探測到的數據對上海的一次典型的灰霾天氣進行了光學厚度和氣溶膠消光系數的比較分析,證明了激光雷達對大氣氣溶膠污染探測中的作用。
在激光雷達對空間的探測中,國外的學者研發了一臺具有較高分辨率的激光雷達探測器,同時,利用了一次模擬探測數據的方法分析了激光雷達對探測大氣中氣溶膠的可行性;其中,應用最為廣泛的激光雷達是具有雙波長的激光雷達CALIOP,研究者可利用此激光雷達探測到的衛星數據,對大氣溶膠的退偏振度進行計算,發現,此種類型的激光雷達探測器能有效地分析出大氣中氣溶膠的組成和垂直的高度信息。
四、微脈沖激光雷達探測大氣氣溶膠方法的分析
4.1探測所用的數據來源
在對微脈沖激光雷達探測器探測到的數據分析進行時,其數據的采集一般是在一整年中的觀測數據,并在一年中的數據中選擇四個具有代表性的月份利用微脈沖激光器進行連續地探測,通常設置的時間分辨率為30s,高度的分辨率為30m,與此同時,還要配合觀測站內的另外有效數據對MPL觀測結果進行驗證,并對激光器探測的典型大氣氣溶膠污染相關過程進行全面分析。
4.2對微脈沖雷達探測系統文件的校準
后脈沖校正:MPL在對每個周期開始進行采樣時,由于在探測器內部各種元器件間產生的散射效應干擾,使探測器在開始時就出現光飽和的現象。對探測結果造成影響。由于該項變量的函數受到出射激光能量、背景噪聲和其他因素共同的作用,不能靠直接經驗公式來獲得,只能通過后期的修正來完成。故目前采用的解決辦法是將MPL系統放置在溫度變化不大的空間內,同時每隔一段固定的時間對后續沖廊線進行相應測量,不斷對函數進行更新校正。
重合因子校正:對重合因子進行校正主要原因是為了補償由MPL在近端返回信號返回過程中造成的信號損失。但由于其光學影響的因素難以通過測量的方式進行獲得,一般采用實驗的方式來進行校正。
飽和因子的校正:由于雪崩型的光子計數器和實際在接受時存在一定的非線性響應過程,也可以理解為在雪崩計數器達到其計數的上限時,探測器就不能準確記錄光子數目,造成對返回信號記錄上的損失。為了彌補在計數率高時雪崩型計數器造成的飽和效應,在探測器出廠之前,廠家都要對其進行飽和因子的校正。
五、微脈沖激光器對探測大氣氣溶膠的發展展望
第一,微脈沖激光器在進行數據反演計算中,在計算大氣氣溶膠的消光系數時,因受到當時實驗條件所限,通常會引入誤差因子Sa,并假定大氣氣溶膠化學組成不發生變化,將Sa=50sr帶入相應公式進行計算。在以后的研究中,要對Sa進行實時測量和標定,從而在計算時能夠獲得比較準確的反演參數,在最大程度上使微脈沖激光雷達研究變得更加完善。
第二,在進行微脈沖激光雷達探測器進行數據分析時,數據要具有廣泛性,可以針對多個城市的數據進行分析,從而使得探測的結果更具有代表性和準確性。同時,也能對城市中大氣氣溶膠的污染狀況獲得更加全面的了解。