【摘要】這兩年來(lái)大范圍的、長(zhǎng)期性的霧霾天氣引起了全民的關(guān)注，每天人們都會(huì)看一下今天的PM2.5值是多少？空氣質(zhì)量如何？顯然大氣污染的問(wèn)題已經(jīng)成為了我國(guó)當(dāng)前的首要民生問(wèn)題。大氣污染物總量控制是從總體上來(lái)控制大氣污染的一種方法，是改善區(qū)域大氣環(huán)境的有效途徑，而如何更優(yōu)化的評(píng)價(jià)環(huán)境容量是大氣污染物總量控制的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】大氣環(huán)境容量；污染物總量控制；空氣質(zhì)量；方法探討

1、大氣污染物總量控制概述

大氣污染物總量控制是通過(guò)控制給定區(qū)域污染源排放總量，并優(yōu)化分配到源，來(lái)確保控制區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量滿足相應(yīng)的環(huán)境目標(biāo)值。如何對(duì)環(huán)境容量進(jìn)行優(yōu)化配置，將允許排放總量進(jìn)行合理的分配是總量控制的關(guān)鍵。

2、大氣環(huán)境容量概述

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。大氣環(huán)境容量的兩個(gè)重要特征為動(dòng)態(tài)性和資源性。動(dòng)態(tài)性體現(xiàn)在大氣環(huán)境容量與環(huán)境空氣質(zhì)量狀況、氣象條件、季節(jié)、能源結(jié)構(gòu)、污染源布局及污染物排放方式等因素密切相關(guān)。同時(shí)大氣環(huán)境容量是一種重要的環(huán)境資源，需要合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)，可以通過(guò)優(yōu)化配置、有償使用等方式為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

3、大氣污染物總量控制分配方法介紹

日本對(duì)SO2排放采用K值控制，將排放量控制和濃度控制相結(jié)合。美國(guó)國(guó)會(huì)于1990年通過(guò)了《清潔空氣法》修正案，旨在到2010年SO2的排放比1980年的排放水平削減1000萬(wàn)噸，其“酸雨計(jì)劃”明確規(guī)定：在電力行業(yè)實(shí)施SO2排放總量控制和排污權(quán)交易政策。美國(guó)選用借助市場(chǎng)的總量控制思想，由早期的“泡泡”政策發(fā)展為“多泡”政策，再進(jìn)一步建立“排污交易”系統(tǒng)，以經(jīng)濟(jì)手段來(lái)推行總量控制措施。通過(guò)多年的總量控制實(shí)踐，我國(guó)已建立了一些污染物允許排放量的分配方法，如較早的A—P值法、多源模型法結(jié)合線性規(guī)劃、遺傳算法等經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)方法的污染物總量分配方法。這些方法各有所長(zhǎng)，但都存在一定問(wèn)題。根據(jù)各種分配方法的首要約束條件，可將總量控制分配的技術(shù)方法分為以下兩大類(lèi)：一類(lèi)是總體約束，即首先約束區(qū)域污染物排放總量。通過(guò)模型估算確定污染物區(qū)域允許排放總量，再根據(jù)一定的基準(zhǔn)將總量分配到各個(gè)源；另一類(lèi)則是個(gè)體約束，首先約束個(gè)體源的排放量。先對(duì)排放源進(jìn)行某基準(zhǔn)削減，確定各源的基準(zhǔn)允許排放量，再對(duì)區(qū)域允許排放總量進(jìn)行核實(shí)計(jì)算。第一類(lèi)方法主要包括建立在A值法基礎(chǔ)上的一系列方法，如A—P值法等；第二類(lèi)方法則主要有以多源模型法為基礎(chǔ)的平權(quán)分配法和優(yōu)化分配方法以及最優(yōu)化方法等。

4、大氣污染物總量控制方法對(duì)比

4.1A—P值法。為國(guó)家頒布的制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法——GB/T3840—91。由A值法，根據(jù)控制區(qū)及各功能分區(qū)的面積大小給出控制區(qū)域允許排放總量，再配合P值法分配到具體源，實(shí)行具體控制。A值法是基于箱模式的大氣污染物總量控制方法，將控制區(qū)域看成一個(gè)箱體，箱底和箱頂分別為區(qū)域下墊面和大氣混合層頂，四周由區(qū)域的范圍而定。在長(zhǎng)時(shí)間平衡的單箱模型中，考慮干、濕沉降及化學(xué)衰變后，設(shè)箱中污染物的平均濃度為污染物濃度標(biāo)準(zhǔn)限制，得出控制區(qū)域污染物排放總量。P值法給定煙囪有效高度he（m）和當(dāng)?shù)攸c(diǎn)源排放系數(shù)P，便可求出煙囪有效高度為he的點(diǎn)源允許排放率。P值法是從煙囪高度來(lái)控制排放率的，對(duì)于固定的某個(gè)煙囪可控制其排放總量，但因未對(duì)煙囪個(gè)數(shù)加以限值，從而無(wú)法限制區(qū)域排放總量。于是將A值法與P值法的有機(jī)結(jié)合，既能規(guī)定區(qū)域允許排放總量又能在該總量限制下將污染負(fù)荷分配到各個(gè)污染源。這種分配方法需要的資料少，簡(jiǎn)便易行。但未污染源增加的影響，且鼓勵(lì)高煙囪的發(fā)展，有可能擴(kuò)大污染范圍。該方法主要應(yīng)用于大點(diǎn)源，適用于不需要或不能做詳細(xì)的總量控制與規(guī)劃的情況，通常作為一種基礎(chǔ)允許排放量。近年不斷有研究針對(duì)A—P值方法的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，如考慮了總量控制區(qū)風(fēng)頻、風(fēng)速和各功能區(qū)位置污染源“影響范圍”等影響因素后，提出了“平均下風(fēng)距離”的概念，修改了A值法；或與其他分配方法配合使用進(jìn)行總量控制。

4.2多源模式基礎(chǔ)上的平權(quán)分配法。多源擴(kuò)散模式考慮控制區(qū)內(nèi)每一個(gè)源對(duì)每一個(gè)控制點(diǎn)的濃度影響，對(duì)照控制點(diǎn)的目標(biāo)濃度，確定各源的允許排放率，從而確定整個(gè)控制區(qū)的總量。平權(quán)分配是基于城市多源模式的一種總量控制方法，其基本原理為：首先根據(jù)多源模式模擬各污染源對(duì)控制點(diǎn)污染物濃度的貢獻(xiàn)率，若控制點(diǎn)處的污染物濃度超標(biāo)，根據(jù)各源貢獻(xiàn)率進(jìn)行削減，使控制點(diǎn)處的污染物濃度滿足相應(yīng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。根據(jù)源排放削減依據(jù)的方法不同，又可分為等比例削減、濃度貢獻(xiàn)加權(quán)削減及傳遞系數(shù)加權(quán)削減等不同類(lèi)別。通過(guò)多源擴(kuò)散模式的模擬，按污染源對(duì)地面大氣環(huán)境質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)大小進(jìn)行削減，計(jì)算達(dá)標(biāo)條件下區(qū)域大氣污染物允許排放總量，比A—P值法更具合理性。但多源模式法所依賴的輸入資料較多，不易操作。特別是在污染源信息不詳盡時(shí)，無(wú)法得出區(qū)域內(nèi)的容許排放總量；另外，利用該方法進(jìn)行總量分配時(shí)，未考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)的可行性，因此，盡管理論上可行，但在環(huán)境管理工作中的應(yīng)用還有一定的局限性。

4.3最優(yōu)化方法。這種方法是指將大氣污染控制對(duì)策的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用結(jié)合起來(lái)的一種方法，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和原則，制定出大氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)而污染物總排放量最大，治理費(fèi)用較小的總量控制方案。優(yōu)化方法可利用城市多源模式模擬污染物的擴(kuò)散過(guò)程，建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)定目標(biāo)函數(shù)，在控制點(diǎn)濃度達(dá)標(biāo)的約束條件下，求使目標(biāo)函數(shù)最大（或最小）的最優(yōu)解。據(jù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的不同，常用的最優(yōu)化模型包括總削減量最小模型，總投資費(fèi)用最小模型等。與前兩種方法相比，優(yōu)化方法考慮了總量分配過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性問(wèn)題，在理論上來(lái)說(shuō)更加科學(xué)合理。但在具體實(shí)施過(guò)程中，各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)錯(cuò)綜復(fù)雜，某些模型條件難以實(shí)現(xiàn)，因此很難求得真正意義上的最優(yōu)解。

5、目前大氣環(huán)境容量的核算方法還存在的問(wèn)題

從上面所述來(lái)看，目前大氣環(huán)境容量的核算方法主要存在如下問(wèn)題：1）氣態(tài)污染物的大氣環(huán)境容量核算方法（如A—P值法、多源模型法，結(jié)合線性規(guī)劃、遺傳算法等經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)方法）各有各的優(yōu)點(diǎn)，可是都有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是：在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是不是可行。

2）傳統(tǒng)的顆粒物總量控制僅針對(duì)煙塵和工業(yè)粉塵等有組織排放源，不能直接與環(huán)境質(zhì)量掛鉤，無(wú)法估算顆粒物的環(huán)境容量。大氣中的污染顆粒物有很多的來(lái)源，每一個(gè)來(lái)源中的顆粒物都需要一定地環(huán)境容量。所以，在對(duì)顆粒物進(jìn)行目標(biāo)容量總量控制時(shí)，要根據(jù)區(qū)域環(huán)境的空氣質(zhì)量目標(biāo)，考慮到每個(gè)源類(lèi)所占的環(huán)境容量，然后使用可行的技術(shù)方法與技術(shù)手段，控制各個(gè)源類(lèi)所占的環(huán)境容量在允許的目標(biāo)值內(nèi)。這樣就可以讓顆粒物地總量控制跟環(huán)境空氣質(zhì)量掛上鉤，就能解答顆粒物的總量控制方法是否可以讓環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。

6、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前公眾對(duì)大氣環(huán)境污染問(wèn)題的敏感度較高，全面改善空氣環(huán)境質(zhì)量也已成為重要的民生問(wèn)題，并日益緊迫，為此必須在符合政策的基礎(chǔ)上要對(duì)大氣污染物總量的控制，制定出一套可行的且科學(xué)合理的控制措施，進(jìn)而能夠讓環(huán)境空氣質(zhì)量得到有效的改善，使人們放心的呼吸。

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