大同市大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)(上)

畢業(yè)論文第3頁(yè)共3頁(yè)1緒論1.1本課題的研究背景世界上局部地區(qū)的大氣污染現(xiàn)象在18世紀(jì)就出現(xiàn)了。第二次世界大戰(zhàn)以后，大氣污染問題日益嚴(yán)重。在一些大量燃燒礦物燃料的城市、工業(yè)區(qū)，曾發(fā)生多起嚴(yán)重的大氣污染事件，如倫敦?zé)熿F事件[1]，曾導(dǎo)致數(shù)以千計(jì)的市民死亡。60年代,有人用空氣中二氧化硫（SO2）和顆粒物的濃度與因大氣污染事件引起受害致病的人數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，求其相關(guān)關(guān)系；并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，求出上述兩種污染物對(duì)人群健康的影響程度指數(shù)，用這種指數(shù)對(duì)大氣質(zhì)量進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。從此大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)研究便迅速發(fā)展起來(lái)[2]。大氣是環(huán)境要素之一，它與人類的關(guān)系極為直接和重要，但卻比較簡(jiǎn)單，即其質(zhì)量的好壞，主要看它對(duì)人群健康的影響。其次，大氣的組成成分，在未受人為影響的情況下，在水平方向的空間中幾乎沒有差異?？梢?，大氣質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于受人類污染的程度?，F(xiàn)在所進(jìn)行的大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，通常都是評(píng)價(jià)大氣受污染的程度，所以也可以叫做大氣污染評(píng)價(jià)[3]。因此，對(duì)大氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)，主要是以大氣對(duì)人體健康影響的程度作為尺度。在單要素環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)在內(nèi)容上和方法上都是比較簡(jiǎn)單的。大氣中常見的污染物有總懸浮顆粒物、降塵、可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、鉛、臭氧和苯并芘。大氣中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各種硫酸鹽。它們主要來(lái)源于煤和石油燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)排放的廢氣。作為大氣污染的主要指標(biāo)之一，二氧化硫在各種大氣污染物中分布最廣、影響最大，因此，在硫氧化物的檢測(cè)中常常以二氧化硫?yàn)榇?。氮氧化物主要?lái)源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產(chǎn)排放的廢氣，以及汽車排氣[4]。氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等，這些氧化物中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物及其在空氣中的反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。顆粒物質(zhì)是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復(fù)雜、性質(zhì)多樣、危害較大的一種，它本身可以是有毒物質(zhì)，還可以是其它有毒有害物質(zhì)在大氣中的運(yùn)載體、催化劑或反應(yīng)床。在某些情況下，顆粒物質(zhì)與所吸附的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質(zhì)結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生比單個(gè)組分更大的協(xié)同毒性作用。所以，對(duì)顆粒物質(zhì)的研究是控制大氣污染的一個(gè)重要內(nèi)容。隨著大同市經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程加快，對(duì)能源消耗迅猛增長(zhǎng)，大量有毒有害氣體污染物排放到大氣中，形成日益嚴(yán)重的大氣污染，對(duì)大同市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生了極大的阻礙。大同市的煤礦資源豐富，煤是日常生活中屢見不鮮的事物。一旦入冬，煤炭更是取暖的保障，再加上沒有采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，大氣污染日益嚴(yán)重，成為了當(dāng)前首要亟待解決的難題。大氣雖然有自然凈化的能力，可是這種能力是有限的，大氣環(huán)境所能容納的污染量也是有限的[5]，由此使大氣環(huán)境污染成為一個(gè)公眾日益關(guān)注的重大的社會(huì)問題。對(duì)于大同來(lái)說，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加速，日趨嚴(yán)重的空氣環(huán)境問題，已經(jīng)成為制約大同市的建設(shè)和諧社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)突出瓶頸[6]。大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與大氣環(huán)境容量研究是有效控制大氣污染、改善環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)。對(duì)于制定環(huán)境管理計(jì)劃和環(huán)境規(guī)劃、實(shí)施總量控制和排污許可，科學(xué)合理利用大氣環(huán)境資源，優(yōu)化促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會(huì)，具有十分重要的意義[7]。1.2關(guān)于大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的模型對(duì)于大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)來(lái)說，掌握質(zhì)量評(píng)價(jià)模型是十分重要的。大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指在大氣環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，按一定的方法和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大氣污染程度進(jìn)行評(píng)定，或是對(duì)大氣對(duì)人類健康適宜程度進(jìn)行評(píng)定。它包括在自然環(huán)境因素影響下的自然過程及其所形成的大氣環(huán)境的組成、結(jié)構(gòu)、功能特性、大氣環(huán)境背景值、凈化功能、自我調(diào)節(jié)功能、大氣環(huán)境容量等相對(duì)穩(wěn)定而仍在不斷變化中的環(huán)境基本屬性，以及在人類活動(dòng)影響下的大氣環(huán)境污染和大氣環(huán)境狀態(tài)的變化。大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，是依據(jù)大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判別某一個(gè)地區(qū)某一時(shí)間內(nèi)的大氣質(zhì)量與哪一個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)最接近[8]，則認(rèn)為該地區(qū)的大氣綜合質(zhì)量屬于該等級(jí)。對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的目的，在于提高和改善大氣環(huán)境質(zhì)量，并提出控制和減緩大氣環(huán)境惡化的對(duì)策和措施。大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)可以為制訂城市環(huán)境規(guī)劃，進(jìn)行大氣環(huán)境綜合整治，制訂區(qū)域污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法規(guī)，搞好環(huán)境管理提供依據(jù)；也可以為比較各地區(qū)所受污染的程度和變化趨勢(shì)提供科學(xué)依據(jù)[9]。由于不同環(huán)境區(qū)域自然環(huán)境的形成和發(fā)展不同，因而不同區(qū)域代表性污染物也不一樣，所以在環(huán)境評(píng)價(jià)中評(píng)價(jià)因子的選擇也不一樣[10]。一般情況下，大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中多選用二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、CO、NOX、O3、碳氧化合物和總懸浮物（TSP）等。1.2.1空氣污染指數(shù)法空氣污染指數(shù)，是在PSI評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上加以簡(jiǎn)化，將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物濃度簡(jiǎn)化成污染指數(shù)，并分級(jí)表征質(zhì)量狀況與污染的程度，其結(jié)果簡(jiǎn)明直觀，使用方便，能產(chǎn)生實(shí)際的效果。換言之，就是將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種污染物濃度簡(jiǎn)化成為單一的概念性指數(shù)值形式[11]?？諝馕廴局笖?shù)評(píng)價(jià)法采用指數(shù)形式反映大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，它的形式簡(jiǎn)單且計(jì)算方便，而且其結(jié)果的表達(dá)方式比較符合中國(guó)人的思維習(xí)慣，因而以前在我國(guó)相當(dāng)大的范圍內(nèi)包括《全國(guó)環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》中都在使用，但由于環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法在評(píng)價(jià)中介入主觀因素過多，失去了對(duì)環(huán)境質(zhì)量真實(shí)性的準(zhǔn)確反映，而且評(píng)價(jià)結(jié)論是抽象的描述性結(jié)論[12]。因此環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法不宜用作區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，只可用于評(píng)述環(huán)境結(jié)構(gòu)因子的達(dá)標(biāo)狀況，所以漸漸的減少了使用它的次數(shù)。1.2.2GIS技術(shù)法地理信息系統(tǒng)（GIS），是一門技術(shù)引導(dǎo)的多技術(shù)交叉的信息空間科學(xué)，它是對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、加工和再現(xiàn)，并能回答一系列問題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[11]。地理信息系統(tǒng)可成為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的全新高技術(shù)工具[13]。利用GIS技術(shù)法進(jìn)行大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)能更為科學(xué)地、直觀地、鮮明地反映大氣環(huán)境的狀況，給評(píng)價(jià)工作帶來(lái)了方便，使我們更為清楚地了解到當(dāng)時(shí)的具體情況，有很大的參考價(jià)值。不僅利用信息的技術(shù)提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)結(jié)果的及時(shí)性和直觀化，而且使評(píng)價(jià)結(jié)果具有更明確的物理意義，為我們提供了現(xiàn)實(shí)意義。因此，該方法對(duì)于進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)有一定的借鑒意義，是我們常使用的方法[14]。1.2.3模糊綜合評(píng)價(jià)法模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)于大氣環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)來(lái)說，既有充分理論依據(jù)，又極具客觀性和合理性?？勺畲笙薅鹊谋苊馊藶榈恼`差[15]。若這種評(píng)價(jià)過程涉及模糊因素的量化，便稱之為模糊綜合評(píng)價(jià)。該模型對(duì)影響大氣環(huán)境質(zhì)量的因素及評(píng)價(jià)中存在的一些模糊信息加以合理綜合處理，是一種定性、定量相結(jié)合的處理技術(shù)。由于最終計(jì)算結(jié)果是一量化值，不僅可用于比較同一城市不同日期的大氣環(huán)境質(zhì)量差別，還可用于比較不同城市間的大氣環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣，直觀地表示了大氣環(huán)境質(zhì)量水平的變化及差異情況。1.2.4人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬生物腦神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理機(jī)制建立起來(lái)的一種智能信息處理模型，具有很強(qiáng)的適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境和多目標(biāo)控制要求的自學(xué)習(xí)能力，并具有可以任意精度逼近任意非線性連續(xù)曲線的特性[16]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)聯(lián)想和容錯(cuò)功能，具有高度非線性函數(shù)映射功能。它使得大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的精度大大提高，并且BP網(wǎng)絡(luò)模型用于評(píng)價(jià)時(shí)不需要過多的數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)，也不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，同時(shí)該方法還適用于進(jìn)行其它相關(guān)的評(píng)價(jià)[17]。1.2.5灰色關(guān)聯(lián)判斷法灰色關(guān)聯(lián)判斷法是一種邏輯性極強(qiáng)的評(píng)判法，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)研究機(jī)構(gòu)中，是研究人員喜歡應(yīng)用的一種方法。灰色關(guān)聯(lián)是指事物之間不確定的關(guān)聯(lián)?；疑P(guān)聯(lián)評(píng)判是灰色系統(tǒng)理論用關(guān)聯(lián)度大小來(lái)描述事物之間及因素之間關(guān)聯(lián)程度的一種定量化方法。它以系統(tǒng)地定性分析為前提，定量分析為依據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)因素之間、系統(tǒng)行為之間的曲線相似性的關(guān)聯(lián)分析[18]。灰色關(guān)聯(lián)判斷決策考慮了大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的模糊性和灰色性，此外，灰色統(tǒng)計(jì)決策法不僅考慮到各評(píng)價(jià)因子在綜合評(píng)價(jià)中的作用，而且考慮到各因子的分散數(shù)據(jù)在評(píng)價(jià)中的作用，在實(shí)際評(píng)價(jià)中，更具有現(xiàn)實(shí)意義。1.3大氣環(huán)境容量核定技術(shù)概述大氣環(huán)境容量，是指在一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)、一定的氣象條件、一定的自然邊界條件及一定的排放源結(jié)構(gòu)條件下，在滿足該區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)前提下，所允許的區(qū)域大氣污染物的最大排放量。對(duì)于局地性區(qū)域來(lái)說，大氣環(huán)境容量是大氣傳輸、擴(kuò)散和排放方式的具體體現(xiàn)。大氣環(huán)境容量考慮空間開放性和氣象條件復(fù)雜性，注重結(jié)合區(qū)域的社會(huì)功能、環(huán)境背景、污染物布局、污染物的物化性質(zhì)和環(huán)境的自凈能力等因素。鑒于不同模型對(duì)環(huán)境因素考慮的廣度和深度有所差別，取不同模型估算的同一區(qū)域的環(huán)境容量有所不同[19]。1.3.1箱式模型法箱式模型是研究污染物排放量與環(huán)境質(zhì)量之間關(guān)系的一種最簡(jiǎn)單的模型，基本原理是將總量控制區(qū)上空的空氣混合層視為承納地面排放污染物的一個(gè)箱體。污染物排入箱體后被假定為均勻混合，箱體能夠承納的污染物量與箱體體積（等于混合層高度乘區(qū)域面積）、箱體的污染物凈化能力以及對(duì)箱內(nèi)污染物濃度的限度（即區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量呈正比）[20]。其中箱體高度和自凈能力屬于自然條件，隨地區(qū)而定，方法中用A值來(lái)表示。在不同地區(qū)，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐腁值、當(dāng)?shù)乜偭靠刂茀^(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量目標(biāo)以及控制區(qū)面積確定總量控制區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量。1.3.2ADMS-Urban大氣擴(kuò)散模型方法ADMS-Urban大氣擴(kuò)散模型方法，是由英國(guó)劍橋環(huán)境研究中心(CERC)開發(fā)的一套先進(jìn)的大氣擴(kuò)散模型，屑新一代空氣質(zhì)量模型。該模型是一個(gè)三維高斯模型，以高斯分布公式為主計(jì)算污染濃度，但在非穩(wěn)定條件下的垂直擴(kuò)散使用了傾斜式的高斯模型；使用一個(gè)拉格朗日煙羽抬升模塊，煙羽抬升模塊預(yù)測(cè)抬升軌跡和因?yàn)闊岬臍鈶B(tài)物質(zhì)的排放對(duì)污染物濃度的稀釋，其機(jī)理是一個(gè)頂蓋內(nèi)嵌模型，包括對(duì)逆溫滲透的處理。該模型的主要特點(diǎn)是：（1）用點(diǎn)源、線源、面源、體源和網(wǎng)格源模型來(lái)模擬污染物在大氣中的擴(kuò)散，考慮到了從最簡(jiǎn)單到最復(fù)雜的城市污染物擴(kuò)散問題；（2）應(yīng)用了基于Monin-obukhov長(zhǎng)度和邊界層高度描述邊界層結(jié)構(gòu)參數(shù)的最新物理知識(shí)[21]，邊界層結(jié)構(gòu)被可直接測(cè)量的常規(guī)氣象參數(shù)定義。這樣可以更真實(shí)地表現(xiàn)出隨高度的變化而變化的擴(kuò)散過程，所獲取的污染物濃度的預(yù)測(cè)結(jié)果通常是更精確，更可信的；（3）ADMS-Urban大氣擴(kuò)散模型可以作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)使用，也可以與地理信息系統(tǒng)聯(lián)合使用；（4）可以用來(lái)研究大氣環(huán)境容量及大氣質(zhì)量管理措施，應(yīng)用于環(huán)境評(píng)價(jià)及規(guī)劃。1.3.3ISCST3大氣擴(kuò)散模型方法ISCST3模型的基礎(chǔ)是正態(tài)煙流模式[22]，考慮了城市垂直方向擴(kuò)散能力，包括源抬升、落地點(diǎn)抬升、煙羽抬升、干沉降、垂直風(fēng)向的限制混合，以及物理化學(xué)衰減、城市建筑物下洗作用與城市線源、面源的初始擴(kuò)散尺寸等過程，對(duì)穩(wěn)態(tài)高斯擴(kuò)散方程作了修正。ISCST3大氣擴(kuò)散模型的主要特點(diǎn)有：（1）ISCST3大氣擴(kuò)散模型可以用來(lái)模擬大氣主要污染物和有毒物質(zhì)及危險(xiǎn)廢棄污染物質(zhì)的連續(xù)排放；（2）能處理多重來(lái)源，包括點(diǎn)、立體、線、面和露天礦等各類源；（3）污染源的源強(qiáng)可按年、季、月、小時(shí)等根據(jù)需要選取設(shè)定；（4）可以計(jì)算點(diǎn)源排放時(shí)由于附近建筑造成的空氣動(dòng)力學(xué)氣流下洗的影響；（5）ISCST3大氣擴(kuò)散模型使用實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算影響模擬地區(qū)的空氣污染分布的大氣條件。該模型自20世紀(jì)90年代以來(lái)應(yīng)用于模擬城市地區(qū)SO2、NO和CO等污染物的時(shí)空分布，在分析各類污染源對(duì)污染物濃度的分擔(dān)率等研究上取得了很好效果。1.3.4A-P值法A-P值控制法是對(duì)區(qū)域大氣污染物進(jìn)行宏觀總量控制的一種方法，對(duì)大氣污染物的排放總量的限值的計(jì)算用A值法，采用P值法將總量配送到具體污染源中。將它的計(jì)算結(jié)果與多源優(yōu)化模型計(jì)算結(jié)果互相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以得到較為滿意的結(jié)果[23]。A-P值法的基本假定為：假定計(jì)算區(qū)域外無(wú)大的污染源對(duì)本區(qū)域城市影響，區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于區(qū)域內(nèi)部大氣污染源的排放貢獻(xiàn)。1.4主要研究?jī)?nèi)容本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）以大同市作為典型研究區(qū)域，綜述并分析大同市的地勢(shì)地貌、氣象條件、經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市布局等自然和社會(huì)環(huán)境特征及其對(duì)大氣環(huán)境的影響。（2）采用大同市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)大同市的大氣主要污染物變化及城市大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，從而科學(xué)評(píng)定大同市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，并找出大氣污染原因和變化規(guī)律，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量、采取有效措施提供科學(xué)依據(jù)。（3）選擇大氣環(huán)境容量的核定模型根據(jù)大同市大氣污染物的污染特征、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等，選擇合適的大氣環(huán)境容量的核定模型計(jì)算二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物等主要污染物的大氣環(huán)境容量。2大同市的基本情況2.1地理位置與地質(zhì)地貌大同市位于省境北部，介于內(nèi)外長(zhǎng)城之間，是大同盆地的中心。大同市是國(guó)務(wù)院首批公布的全國(guó)24個(gè)歷史文化名城之一，是山西省第二大城市，是晉北政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和商品集散地。市區(qū)三面環(huán)山，御河縱貫?zāi)媳?。中部、南部是廣闊的平川（大同盆地），整個(gè)地勢(shì)西北高東南低，一般海拔在千米以上。山區(qū)可分南、中、北三段。南部山區(qū)山勢(shì)險(xiǎn)陡，主峰塔兒山海拔1714米，大同煤田主要分布于此。中部山區(qū)，最高峰為大鐘山，海拔1417米，是大同中部制高點(diǎn)[29]。北部山區(qū)群山交錯(cuò)，溝深坡陡，最高峰銀星山海拔1565米，野孤嶺海拔1201米，與東南部馬鋪山構(gòu)成大同北部門戶、京包鐵路咽喉。西北部丘陵、山地交錯(cuò)，溝谷縱橫，地形復(fù)雜。全市牧坡草地的面積共有480331畝，占全市土地總面積的15.3%，約為耕地面積的一半。其中，面積在300畝以上的大片牧坡草地約269875畝，占全市土地總面積的8.6%；面積在300畝以下的零星小塊草地（指在農(nóng)耕區(qū)村邊、地邊、水邊、路邊的四邊草地）共有210456畝，占全市土地總面積的6.7%。大片草地主要分布在山區(qū)及部分河灘處，是發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要基地。大同市屬于干草原的植被類型，因此植物種類比較少，但是野生植物還是大有潛力可挖的。大量的禾本科、豆科草類是發(fā)展畜牧業(yè)的優(yōu)質(zhì)牧草，麻黃、甘草等野生藥材植物具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。山區(qū)還生長(zhǎng)著許多可供觀賞的野生花卉植物，如石竹、山丹、飛燕草、野菊、紫菀、唐松草、黃刺玫等。大量分布著的胡頹子科野生灌木棗沙棘，不僅是沙荒造林的先鋒灌木，而且在其桔黃色小珍珠似的果實(shí)中含有250種天然化合物。它的形態(tài)特征、生理活性和應(yīng)用價(jià)值均與低海拔地區(qū)的植物有明顯差異，且很少受環(huán)境污染。其維生素C的含量是素被稱作“維生素C之王”的獼猴兩至三倍，最高可達(dá)到1900毫克/100克[31]。2.2氣象條件特殊的地理位置和地形特征使大同市區(qū)低空逆溫現(xiàn)象非常明顯,一年四季,幾乎天天都能出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。大同市區(qū)年逆溫天數(shù)在300天以上。出現(xiàn)頻率是夜間高于白天。低空逆溫日變化特點(diǎn)是：夏季呈明顯的一峰一谷型，夜間為峰，白天為谷：冬季基本呈“波狀”型；城市逆溫尤其是貼地逆溫層的厚度一般是夏季略高于冬季，其強(qiáng)度是冬季略高于夏季，非常不利于污染物的擴(kuò)散。城市大氣環(huán)境承載能力很小。2.3行政區(qū)劃與人口全市管轄四區(qū)七縣，總面積14127平方公里，其中城市面積136平方公里，總?cè)丝?80萬(wàn)，其中城市人口101萬(wàn)。大同市為山西省第二工業(yè)城市，晉、冀、蒙三?。▍^(qū)）和大同各縣的交通樞紐，大同地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。為山西北部門戶，自古就是軍事重鎮(zhèn)和戰(zhàn)略要地。全市管轄：左云、大同、陽(yáng)高、天鎮(zhèn)、渾源、廣靈、靈丘七個(gè)縣，城區(qū)和近郊劃為城區(qū)、礦區(qū)、南郊區(qū)和新榮區(qū)，計(jì)5鎮(zhèn)22鄉(xiāng)、29個(gè)街道辦事處[27]。市政府駐迎賓西路，是我國(guó)中西部的重要城市，因煤炭資源豐富而成為舉世聞名的“煤都”。2.4城市性質(zhì)與功能定位大同是馳名中外的旅游勝地。大同是我國(guó)北魏京師，遼金陪都，明清重鎮(zhèn)，已有2400多年歷史，各種人文景點(diǎn)集中，風(fēng)貌各異，境內(nèi)古建筑、古遺址多達(dá)200余處，云崗石窟、九龍壁、北岳恒山、懸空寺、華嚴(yán)寺、善化寺、觀音堂等均是馳名中外的古跡。漫長(zhǎng)悠久的歷史，燦爛輝煌的古代文化，豐富多彩的人文景觀，每年吸引著大批海內(nèi)外游客前來(lái)觀光旅游[28]。境內(nèi)主要河流有：御河、十里河、口泉河、淤泥河。雨季河水暴漲，平時(shí)水量極少。較大水庫(kù)有趙家窯水庫(kù)、石家寨水庫(kù)。城區(qū)和礦區(qū)水源充足，山區(qū)部分鄉(xiāng)村飲水困難。大同市的本地水資源總量為1.42億平方米，人均水資源量?jī)H為111立方米，為全國(guó)人均占有量的9%左右，水資源十分貧乏。大同市現(xiàn)在的用水狀況是：工業(yè)與生活用水占80%，農(nóng)業(yè)用水占20%。雖然水資源開發(fā)利用率已達(dá)67.5%，但年缺水量仍為2000多萬(wàn)立方米。為此，“七五”期間先后改造、新建節(jié)水工程135項(xiàng)，年節(jié)水能力達(dá)2900萬(wàn)噸。“七五”期間，全市計(jì)劃取水58740萬(wàn)噸，實(shí)際用水52682萬(wàn)噸，共節(jié)水6058萬(wàn)噸，相當(dāng)于市自來(lái)水公司一年的供水量。萬(wàn)元產(chǎn)值取水量由1985年297噸下降到1990年210噸，下降29.3%。工業(yè)用水重復(fù)利用率已經(jīng)由1985年的58.1%提高到1990年的71.3%。大同市采取節(jié)流與開源并重的方針，在強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，采取多種措施提高重復(fù)利用率的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了引冊(cè)田水庫(kù)和黃河水濟(jì)市的工作，以最終解決“水荒”問題[30]。2.5社會(huì)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革開放以來(lái)，濟(jì)南市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展較快，經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力顯著提高。大同市是我國(guó)最重要的能源重化工基地之一，它擔(dān)負(fù)著向京、津、唐輸送電力的任務(wù),經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期依賴以煤為主體資源的開發(fā)、利用和加工,屬于重污染型的工業(yè)結(jié)構(gòu)[31]。大同市境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，主要有：煤碳、石灰石、高嶺土、耐火粘土、石墨等?，F(xiàn)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量為376億噸。其中著名的“大同煤田”面積達(dá)1700多萬(wàn)平方公里，是中國(guó)主要煤田之一，可供動(dòng)力、煉焦、化工、民用。全市主要工業(yè)有煤礦、機(jī)械、建材、化學(xué)、電力、糧食加工等[32]。大同是全國(guó)主要的能源生產(chǎn)供應(yīng)基地，被譽(yù)為中國(guó)的“煤都”。全市現(xiàn)有各類煤礦近600座，年產(chǎn)原煤8200萬(wàn)噸以上，占全國(guó)的十六分之一，全省的四分之一。省際間五分之一的商品煤來(lái)自大同，全國(guó)四分之一多的出口煤也來(lái)自大同。全市現(xiàn)有發(fā)電廠6座，裝機(jī)容量138萬(wàn)千瓦小時(shí)，年發(fā)電量80億千瓦小時(shí)以上，每年向京津唐地區(qū)供電70多億千瓦小時(shí)。大同能源有力地支援了全國(guó)乃至世界的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。大同礦務(wù)局年產(chǎn)原煤2700多萬(wàn)噸，占全市原煤年產(chǎn)值的四分之三，居全國(guó)首位。此外，山西柴油機(jī)廠、大同水泥廠、大同機(jī)車廠等，都是規(guī)模宏大、機(jī)械化程度較高的骨干工業(yè)。大同礦區(qū)西部云崗溝內(nèi)的四臺(tái)溝礦，是中國(guó)第一個(gè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)500萬(wàn)噸的特大型礦井。3大同市大氣質(zhì)量的模糊綜合評(píng)價(jià)3.1模糊綜合評(píng)價(jià)法

3.1.1研究方法背景模糊綜合評(píng)價(jià)方法是上世紀(jì)60年代美國(guó)科學(xué)家扎德教授創(chuàng)立的，是針對(duì)現(xiàn)實(shí)中大量的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象具有模糊性而設(shè)計(jì)的一種評(píng)判模型和方法，在應(yīng)用實(shí)踐中得到有關(guān)專家不斷演進(jìn)[35]。該方法既有嚴(yán)格的定量刻劃，也有對(duì)難以定量分析的模糊現(xiàn)象進(jìn)行主觀上的定性描述，把定性描述和定量分析緊密地結(jié)合起來(lái)。模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種十分有效的多因素決策方法，其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定，而是以一個(gè)模糊集合來(lái)表示。基本原理及其步驟：

⑴確定對(duì)象集，因素集和評(píng)語(yǔ)集⑵確定權(quán)數(shù)分配⑶建立各因素(指標(biāo))的評(píng)分隸屬函數(shù)和綜合評(píng)價(jià)矩陣R⑷計(jì)算每個(gè)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果⑸向量的歸一化處理⑹模糊分析結(jié)果3.1.2模糊評(píng)價(jià)模型[36]通常用到的模糊評(píng)價(jià)模型主要有以下幾種：（1）模型ⅠM1(N,U）Bj=(airij)={min(ai，rij)}j=1，2，…，n（2）模型ⅡM2(·,U)Bj=(ai·rij)={ai，rij}j=1，2，…，n（3）模型ⅢM3(·)Bj=ai·rij=min{1,airij}j=1，2，…，n其中模型ⅠM1(N,U）是按小中取大的原則進(jìn)行評(píng)判，模型ⅡM2(·,U)是按代數(shù)乘取大的原則進(jìn)行評(píng)判，兩者皆是突出主因子型；模型ⅢM3(·)中ai可看作因素的權(quán)重系數(shù)，屬加權(quán)型。3.1.3模糊評(píng)價(jià)的步驟（1）確立因子集和評(píng)價(jià)集設(shè)u1，u2，…，um為參與評(píng)價(jià)的m個(gè)環(huán)境因子之值；v1，v2，…，vn為與ui相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。則分別稱：評(píng)價(jià)對(duì)象的因子集合U={u1，u2，…，um}為因子集；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)集合V={v1，v2，…，vn}為評(píng)價(jià)集[37]。（2）確定隸屬函數(shù)各污染因子的隸屬函數(shù)是其對(duì)相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)隸屬程度的表征，故可以把隸屬度污染物濃度和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)[38]。假定某污染因子濃度為ui，則該因子對(duì)第j級(jí)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的隸屬函數(shù)為Uj(ui）（j=1，2，…，n），具體形式為：對(duì)1級(jí)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：U1(ui)=對(duì)j(1<j<n)級(jí)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：Uj(ui)=對(duì)n級(jí)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：Un(ui)=（3）確定模糊關(guān)系矩陣R確定模糊關(guān)系矩陣R是每一污染因子對(duì)每一級(jí)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的隸屬程度的表征[39]，對(duì)因子集的監(jiān)測(cè)結(jié)果向量（u1，u2，…，un）須首先確定每一因子對(duì)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度，然后構(gòu)造隸屬矩陣R為：R=式中：rij=Uj(ui)(i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。R中的第i行Ri=(ri1，ri2，…，rin)(i=1，2，…，m)代表了第i個(gè)因子對(duì)各級(jí)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的隸屬性，R中第j列=(r1j，r2j，…，rmj)T(j=1，2，…，n）則代表了各污染因子對(duì)第j級(jí)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。（4）確定權(quán)重系數(shù)一般而言，各污染因子的重要性是有差異的，為反映各污染因子的重要程度，準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)某事物或現(xiàn)象[40]，需對(duì)各因素ui（i=1，2，…，m）賦予一定的加權(quán)系數(shù)ai（i=1，2，…，m），由各加權(quán)系數(shù)組成的集合A=（a1，a2，…，am）稱為權(quán)重集。其中，ai（i=1，2，…，m），且滿足。各加權(quán)系數(shù)ai（i=1，2，…，m）可視為因子ui（i=1，2，…，m）對(duì)“重要程度”的隸屬度。設(shè)Si為第i種污染物的環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)值，Ci為該污染物實(shí)測(cè)的濃度值，則對(duì)于以上所給模型的權(quán)重系數(shù)ai可由下式確定：i=1，2，…，m式中：，i=1，2，…，n；，即為n級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的平均值。（5）模糊綜合評(píng)價(jià)利用已經(jīng)求取的模糊關(guān)系矩陣R和權(quán)重系數(shù)模糊子集A，確定模糊評(píng)價(jià)子集B為：B==(B1，B2，…,Bn）由此可得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。有時(shí)若偏離1太大，需要對(duì)求的Bi進(jìn)行歸一化處理，如果接近等于1無(wú)需歸一化處理。3.2大同市大氣質(zhì)量的模糊綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用以上所建立的模糊評(píng)價(jià)模型[41]，結(jié)合大同市大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)大同市大氣質(zhì)量進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。3.2.1大同市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況根據(jù)市區(qū)自然、地理、工業(yè)及人口分布特征，按功能區(qū)劃布點(diǎn)監(jiān)測(cè)大氣。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為：果樹場(chǎng)（清潔區(qū)），安家小村（居民區(qū)，上風(fēng)向），紅旗廣場(chǎng)（商業(yè)區(qū)），云岡賓館（工業(yè)區(qū)），教育學(xué)院(居民文教區(qū)）。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，即確定的評(píng)價(jià)環(huán)境因素為：PM10，SO2，NO2。取2005~2007年的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)SO2，NO2，PM10日均質(zhì)量濃度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表3.1~3.3[42]。表3.1各功能區(qū)SO2日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風(fēng)向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0850.0760.0930.1210.12220060.0380.0680.0690.1250.13120070.0350.0690.0530.0910.0863年均值0.0530.0710.0720.1110.113表3.2各功能區(qū)NO2日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風(fēng)向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0260.0460.0360.0440.02720060.0310.0310.0360.0430.03420070.0250.0360.0280.0370.0353年均值0.02670.0380.0330.0410.032表3.3各功能區(qū)PM10日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風(fēng)向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0850.1850.1290.1780.15120060.0760.2030.1020.1660.14820070.0680.1430.0520.1340.1113年均值0.0760.1770.0940.1590.136評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定為三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表3.4。表3.4《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的各項(xiàng)污染濃度限值項(xiàng)目污染物質(zhì)量濃度限值（日均濃度）/(mg/m3)PM10SO2NO2一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.050.050.08二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)8三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)23.2.2模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算①確定模糊關(guān)系矩陣R[43]首先確定各因子的隸屬函數(shù)，此處