城市环境质量评价研究现状和展望

2020-02-10陈莹盐城市大丰生态环境局江苏盐城

节能与环保 2020年9期

文_陈莹盐城市大丰生态环境局江苏盐城

1 环境质量评价概述

环境质量评价在传统的地质学和地理学中已经有评价的传统，主要是对一定区域内的自然环境或资源进行专项评价，但由于城市发展过程中对生态环境的破坏日益严重，各种环境污染问题影响越来越大，环境质量评价开始有了新的定义，人们也增加了这方面的系统研究，环境质量指数开始被定义为评价环境质量的标准。在具体的分类方面，按照不同的标准有不同的分类体系，常用的是按照环境要素划分的大气质量评价、水质评价、土壤质量评价等，环境要素的评价方法包括单要素评价和综合质量评价。目前比较常用的环境质量评价标准是区域性的环境要素评价，比如，对城市城区的大气质量、农村的土壤质量、城市区域内流经河流的水质评价等。其中，城市区域评价的内容主要包括污染源、环境质量、环境效应三部分，并在此基础上进行环境综合质量评价，从而提出更有效的防治处理方案，实现更科学的规划管理，具体的评价方法除了环境指数法外，还包括基础方法如数理统计法。

2 城市环境质量的影响因素分析

城市环境质量的变化与工业化的发展存在很大的关系，最初阶段无工业污染时，环境质量虽然也受到一些领域的发展影响，但综合来说环境质量处于良好的状态；当工业化增加发展规模，污染迅速增加，使得环境质量开始呈现急剧恶化趋势；随着工业化的发展进入稳定阶段，污染逐渐呈缓慢增加状态，但环境质量仍呈继续恶化现象，这一阶段通常人们开始意识到环境污染影响的严重性，开始进行精细化的管理，并通过研究相关技术措施、提高工业化发展水平进行问题处理，我国从总体上来说处于这一阶段；在工业化逐渐发展成熟并有了很高的发展水平，工业污染开始不断减少，环境质量得到了不断的改善，甚至保持优质的状态，一些发达国家目前已经处于这一阶段。

环境的质量变迁很大程度上受到城市发展中人口结构的转变、经济发展所处的阶段、技术发展变化等因素相互联系作用的影响。在工业革命之前，环境质量的变化主要受天然的自然地理因素影响，也受到少量的人类活动影响；随着工业革命的推进，工业化带动了经济的快速发展，也改变了传统的城市人口结构，越来越多的人口开始涌向城区，随着经济的发展也带动了科技的进步发展，使得医疗水平和人们生活质量得到提高，促进了人的寿命和出生率的大幅度提高，这也使得城市的环境压力增大；经济发展方面人均生产力和消费力得到提高，同时对环境资源的人均消耗和人均污染物排放也得到增加；在技术发展中，最初都是污染增加型的技术，随着技术的不断研究创新才能达到污染减少型技术或中性技术，当前人们开始研究使更多的领域应用绿色节能无污染排放的技术。

3 城市环境质量评价研究现状

3.1 大气质量评价

在大气质量评价中主要对空气污染指标进行评价，或称污染物标准指标（指数），其中包括二氧化氮、二氧化硫、臭氧、一氧化碳、悬浮颗粒等物质，通过测量其浓度将其转化为数值，并按照指数从高到低划分为5 个级别用于衡量环境空气质量，是一种综合参数。我国以往常用的空气质量指数是空气污染指数（API），这种评价法主要是在1976 年美国污染物标准指数（PSI）法的基础上进行了简化，这种方法比较适合城市短时期的空气质量状况和趋势表达，当污染越严重时，指数越大，其中的首要污染物的污染指数即为API，因各国发展情况不同，这种以主要污染物浓度及所持续时间进行等级划分的方法更具针对性和适应性；1971 年美国提出的橡树岭空气质量指数(ORAQI)，这一评价方法也是比较常用的，其比较适合于评价一定城市区域一年的空气质量变化，适合进行不同城市的空气质量综合对比，所测量的参数相对较多，因此可靠性更高。为更好地适应我国的空气质量评价，我国当前用空气质量数（AQI）代替了原有的空气污染指数（API），共分为6 个等级，其分级计算主要参考我国新的空气质量标准，分级限制更严格。其它常用的评价法有极值指数（EVI）、污染物标准指数（PSI）、格林空气质量综合指数、白勃考空气质量综合指数(PINDEX)、密特空气质量指数(MAQI)、还有我国一些地方性的空气质量指数等。

3.2 水质评价

水环境质量评价中主要是根据水的不同用途、水体对象、评价目标、评价时段等进行评价，最早是用水质指数也称水质污染指数进行表达，其主要是各种物理、化学、生物水质参数的实际测量值与相应的环境标准的比值，是反映水质的一个无量纲数值，评价方法有单参数法和多参数法两种；另外，还可用水体的生物种群进行水质的评价，通过其中的相关性，运用生物学方法进行水质判断。比较常用的评价方法包括，由1965 年美国提出的Horton 水质指数，其中包括10 个参数，但不包括有毒化学物质参数，也可称为评分加权法，是一种比较综合性的评价方法；意大利1971 年提出的Prati 水质指数，其包含了13 个基本参数，并参考了多个国家的水质分级，制定了5 级地面水评价等级；Nemerow 水质指数是1974 年美国发表的污染指数，其包含了14 项重要的评价参数，主要按3 种水体进行污染指数的计算；1974 年加拿大提出的Inhaber 水质指数，其主要是计算了城市污水和工业废水的水质指数，代表排入水体的污染物总数或水体水质指数，反映了水环境和水体的污染情况，其参数主要根据不同领域的评价进行选择。我国在这方面的研究主要是综合污染指数的提出，其由北京大学关伯仁在1974 年提出，主要是评价各种污染物作用下的水质污染状况，是水环境质量的评价，常用的评价参数项目包含9 项。此外，还有布朗水质指数WQI、罗斯(S.L. Ross)水质指数等。

3.3 土壤质量评价

土壤质量评价是环境质量评价体系中一种重要的单要素评价，主要是对污染物造成的土壤污染程度的评定。在这方面的研究应用中，我国有着悠久的历史，早在战国时期，人们就已经系统地划分描述了土壤的类型，其主要是评价土壤的肥力和生产性能，随着近代各种土壤污染问题的增加，土壤开始进入定量评价阶段，并将其划分到环境质量评价中，增加了评价的指标。因各国土壤问题存在很大差异，因此这方面评价方法方面也没有统一的方法，目前主要应用的有，Smith1993 年提出的多变量指标克立格法（MVIT）这种方法是一种综合性的评价方法，评价空间尺度弹性大，范围也比较大，并可以将管理措施、经济、环境限制因子融入分析过程中；Larson1994 年提出的土壤质量的动力学方法，其重点是计算土壤性质来表达土壤质量，这种方法适用于描述土壤系统的动态性，比较便于土壤的后续管理；Doran 等1994 年提出的土壤质量综合评分法，主要是将土壤的质量评价划分为6 个评价元素，并根据一定地区的特定系统、地理和气候条件，建立数学表达式表明土壤功能和性质之间的关系，并基于土壤性质最小数据集进行土壤质量评价。我国当前在这方面研究中主要运用到了污染指数、超标率评价法、内梅罗污染指数评价法、背景值及标准差评价法、综合污染指数法等单一评价方法，在综合评价方法上主要是运用到了模糊数学的方法，通过不同模型的建立，进行实际评价，并基于小区尺度、居住区尺度进行了具体研究。

4 环境质量评价研究展望

我国近些年来在环境质量评价方面进行了很多研究，并取得了一定的应用效果，但从总体上来说，在理论、方法、尺度等方面的基础和创新研究仍比较欠缺，很多时候缺乏不同城市的环境质量评价方法的适应性，因此在未来仍需不断推进研究工作的进行。可通过拓宽环境质量评价中的理念，特别是做到从以人为本、人与环境和谐相处、可持续发展的角度出发，使评价方法和指标体系更具操作性；并增加指标方面的评价创新，比如对自然环境的宜人指数的评价；还可在评价方法实施中引入地理信息系统使评价方法的实施更科学高效；此外，应多在研究过程中从多视角多方位的出发，从而实现多学科的融合作用发挥。