运用PSR模型综合评价大气环境质量研究

肖红 胥雯凯 申艳萍 赵敬 曹润泽

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.084

摘 要：将PSR模型作为大气环境质量综合评价模的依据，从体现环境、社会、经济是否协调发展的角度对许昌市2010年大气环境质量现状进行评价，从时间尺度上（2001—2010年）对许昌市大气环境质量进行定量评估和动态趋势分析。结果表明：2010年许昌市大气环境质量处于较安全级别，2001—2010年大气环境质量变化稳定且呈好转趋势。评价结果与实际情况相符。

关键词：大气环境质量 PSR模型 综合指数法

中图分类号：X826 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（a）-0084-04

大气环境质量是城市环境质量综合考核的重要组成部分，因此如何对大气环境质量进行科学定量的评价成为人们关注的重点.目前，研究某地区大气环境质量现状的评价方法主要有污染指数法、层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联分析法、属性识别分析法等，这些方法各具特色，但它们无一例外地只考虑了根据监测结果对大气环境质量现状污染级别的评价，而忽略了社会、经济、人口、资源等因素对大气环境质量的影响评价。笔者认为，大气环境质量综合评价应不仅全面系统地反映出该地区大气环境质量状况，也应反映经济、社会、环境是否协调发展，污染控制手段是否有效可行，从而判断该地区大气环境质量是否安全，进而对影响大气环境质量的“危险要素”甄别筛查，为进一步改善地区大气环境质量提供科学的理论依据。

基于以上考虑，文章将世界经济合作和开发组织（OECD）与联合国环境规划署（UNEP）共同提出的PSR模型（Pressure-State-Response；压力-状态-响应）作为大气环境质量综合评价的依据，该模型考虑了人类活动对环境的压力，自然资源质和量的变化，人们对这些变化的响应，采取的减少、预防和缓解自然环境不理想变化的措施[1]。许昌市位于河南省中部，是中原城市群核心城市之一，文章以许昌市为例，初探大气环境质量综合评价模式，旨在对各中原经济区大气环境质量的综合评价和判断环境、社会、经济是否协调可持续发展提供有益的借鉴。

1 评价模型

1.1 指标体系

依据压力-状态-响应概念模型建立指标体系[2]（见表1），系统压力指标表征人类活动、自然资源等对大气环境造成的压力与负荷；系统状态指标表征大气环境质量的状况；系统响应指标表征人类对大气环境问题所采取的对策、措施或效果。

参考值的确定依据：（1）已有国家标准，采用较优级别标准作为安全值，较劣级别标准作为临界值。如C8、C9、C10均采用《环境空气质量标准》（GB3095-1996）一级标准值作为安全值，二级标准值作为临界值。（2）国家或地方的发展规划目标和环境保护计划目标。如C6、C7分别依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值7.4和17.6作为临界值，取其值的50%作为安全值；C15依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值40%作为临界值，取其2倍值的80%作为安全值。（3）零值法。如C12将酸雨发生率为0作为安全值，酸雨发生率为50%作为临界值；如C12、C13分别将同比SO2和烟尘排放减少幅度为0作为临界值，取同比SO2和烟尘排放减少幅度为20%安全值。（4）类比标准。参考国内外处于领先水平、国内或省内平均水平城市的现状值做安全值，采用国际或国内公认的较劣值为临界值。如C1和C4分别采用城市人口密度和人均拥有汽车量较大的城市（深圳、上海等）的值作为临界值，采用部分人口密度和人均拥有汽车量较小的中小城市的平均值作为安全值；如C2、C3分别采取河南省单位GDP能耗和单位GDP电耗较大的城市均值作为临界值，单位GDP能耗和单位GDP电耗较小的城市均值作为安全值；C16采取河南省废气治理投资占GDP比重较小的城市作为临界值，废气治理投资占GDP比重较大的城市作为安全值。

1.2 数据规范化处理

用大气环境质量综合指数值表述评价对象现状与安全状态的符合程度和向目标接近的速度。该值越接近1，就越安全；该值越接近0，就越不安全。归一化处理计算公式如下。

对于数值越大越好的正向型指标：

Y= （1）

对于数值越小越好的负向型指标：

Y= （2）

式中：Xij为指标的现状值；Xmax为指标参考值的最大值；Xmin为指标参考值的最小值。

1.3 权重的确定

对省市的环保专家、生态学家以及城市管理者进行Delphi问卷调查，在汇总专家调查结果的基础上，按层次分析法原理，采用方根法，得到评价指标的相对重要性判断矩阵，最后采用熵技术对AHP法确定的权系数进行修正得出权重值。

1.4 城市生态安全质量分级

参考国内外相关研究和成果，制定了大气环境质量分级标准。具体见表2。

1.5 数据来源

数据来源于2010年《河南省统计年鉴》和《河南省环境质量报告书》、2001年至2010年《许昌市统计年鉴》和《许昌市环境质量报告书》。具体数据值见表3。

2 结果现状评价

许昌市大气环境质量综合指数及项目层、指标层评价结果分别见图1、图2。

从图1可知，2010年河南省和许昌市大气环境质量级别均为较安全，许昌市大气环境综合指数为0.6784，略高于河南省平均水平。从许昌市项目层评价结果来看，系统状态> 系统压力>系统响应。

从系统压力来看，许昌市所受压力小于全省平均水平，且处于安全级别。由图2系统压力各指标层数值可知：C1（城市人口密度）和C5（森林覆盖率）劣于省均水平外，其余6项指标均优于省均水平且处于较安全级别以上，这说明许昌市单位GDP能耗、电耗、单位工业增加值SO2排放强度和烟尘排放强度等指标处于河南省前列，并未对系统造成较大的压力。城市人口密度较大和森林覆盖率低主要是由于许昌市土地面积较小，仅占全省土地面积的3.0%，珍贵的土地资源使大面积植树造林不能成为现实，但从城市建成区绿化覆盖率（38.9%）、人均公园绿地面积（8.13 m2）等指标均优于全省平均水平，这在很大程度上弥补了森林覆盖率低的不足。

从系统状态来看，许昌市优于全省平均水平。各指标层数值均优于省均水平，除C8（PM10年平均值）处于临界安全级别外，其余均处于安全级别。主要是因为许昌市的能源结构仍以燃煤为主，属于煤烟型污染。

从系统响应来看，许昌市略高于全省平均水平。但从指标层来看，C14（废气治理投资占GDP比重）几乎为0，说明在废气治理投资方面还未引起足够的重视。

3 趋势分析

从图3许昌市2001年至2010年大气环境质量变化情况可以看出，大气环境质量总体比较稳定且有所好转，综合指数维持在临界安全与较安全之间，年际间表现出2001—2007年间变化不大，2008—2010年明显好转的变化规律。系统压力和系统状态较好，基本维持在较安全级别以上，但2007年系统状态降至临界安全，主要是由于该年度SO2和NO2年均值同时高于往年造成的。系统响应能力整体较弱，维持在不安全与临界安全之间，这主要与废气治理投资占GDP比重偏小有关。系统压力、系统状态和系统响应年际间变化规律与综合指数相似。

采用国家环保局《环境质量报告书编写技术规定》（1991年）推荐的Daniel的spearman秩相关系数法对2001—2010年许昌市大气环境质量状况进行趋势分析。取0.05为显著性水平，趋势评价结果见表4。

4 结语

2010年许昌市大气环境质量级别为较安全，综合指数、系统压力、系统状态和系统响应均高于全省平均水平。影响许昌市大气环境质量的限制性因素主要为城市人口密度较大、森林覆盖率较低和废气治理投资水平较低。从2001年至2010年大气环境质量状况变化呈一定的阶段性，2001年至2007年变化不大，而近3年上升较快，综合指数和系统状态变化稳定，系统压力和系统响应呈显著好转趋势，说明许昌市在“十五”与“十一五”期间大气环境质量与社会经济发展基本协调。

参考文献

[1] 陈国阶.论生态安全[J].重庆环境科学，2002，24（3）：1-4.

[2] 程春明.城市环境质量评价综合指标体系研究之二大气指标[J].中国环境监测，1995，11（3）：36-41.