区域大气污染防治管理系统建设需求分析

李东红

（兰州市西固生态环境监测站，甘肃 兰州 730060）

近年来，我国的大气环境污染问题越来越严重，不仅对人们的生存环境造成了巨大危害，同时也严重影响了人们的生活质量，大气环境污染治理已经成为当前社会重点关注的问题。科学技术的发展也为大气污染防治工作提供了更好的技术支持。在治理大气污染时需要应用科学的治理技术，不断提升大气污染治理工作的水平，促进空气质量的有效提升，只有这样才能实现社会可持续发展的目标[1]。通过对当前阶段我国大气环境治理工作的分析，发现其中仍然存在一些问题，所以今后应进一步加强区域大气污染防治管理系统的建设，全面掌握实际建设需求，并采取科学合理的措施，不断提高我国区域大气环境污染治理水平。

1 我国区域大气污染现状分析

近年来，大气污染问题越来越严重，对城市生态环境造成了严重破坏，人们长期处于这种环境中还容易诱发各种呼吸道疾病，严重危害了人们的身体健康。同时城市中的大气能见度也在不断降低，经常会出现不同程度的雾霾现象。城市大气污染问题是经过长时间演变而形成的，在不同的时间段污染程度也有所差异。一直以来我国对大气污染的治理工作十分重视，从2010年开始就针对污染物、污染源、大气问题和污染区域等方面展开相关研究，对采集到的各种数据信息进行分析和整理，通过对各项数据的分析发现污染源数量在不断增多，污染物类型也越来越丰富，并且这种现象随着经济的快速发展变得越来越明显。比如，原来主要是在工业发展过程中产生的污染物，现在又出现了机动车、扬尘、二次无机气溶胶等污染物。根据空气自动监测站得到的空气质量监测数据，可以分析出导致城市污染问题越来越严重的原因，比如城市化建设进程的不断加快，城市经济发展水平的快速提升，交通行业越来越发达，车流量不断增大等，造成向城市大气中排放出大量的废气，对城市大气环境造成严重污染[2-3]。另外，随着我国建筑行业的不断发展，在城市中出现了越来越多的工程建设项目；城市人口数量的不断增多，使人口密集程度越来越高，对城市的空气流通造成了一定影响；城市的热导效应，最后都会导致城市空气污染问题越来越严重。

2 大气污染的特点分析

2.1 含菌量较高

由于中国城镇化建设步伐的不断加快，城市人口的总量也在日益扩大，又因为城镇化发展过程中所预留的城市绿化面积较小，导致了大量的病菌存在于空气环境中，特别是在城市边缘的工业园区，其排放出的废气中病菌含量要高出很多，若直接把这种带有病菌的废气释放到城市大气环境中，会造成城市大气环境中含菌量的大大增加，从而容易引发各种传染病[4]。此外，在人流量较大的商业区、步行街以及大型超市等这些公共场所，因为人员来往比较频繁，人口也比较密集，所以气体中存在的病菌数量也要高于其他地方。

2.2 悬浮颗粒物含量较高

有关资料表明，造成城市大气自然环境受到污染的最主要的物质是悬浮颗粒物和可吸入颗粒物，而这些物质在大气自然环境中的含量都较高，会对大气质量形成较大的危害，在这些污染中，二氧化硫是一种很常见的环境污染气体，其不但会污染大气环境，而且本身也具有一定毒性，会对人们的身体健康产生很大的影响。

2.3 煤烟型污染是主要污染来源

我国工业的快速发展离不开煤炭资源的支持，在工业生产过程中，大部分企业都会使用煤炭作为燃料，这也是导致我国出现大气污染问题的主要原因。特别是在一些工业能源中，虽然燃煤的生产占比已经超过了百分之五十以上，但部分工厂在生产过程中，不具备良好的生产技术水平，缺乏先进的空气净化装置，并且只注重追求更高的经济效益。尽管企业的生产力和经济效益得到了很大程度地提升，但是也排放出了大量的工业废气，从而对区域大气环境造成了严重破坏。

2.4 发展中城市大气污染日益严重

当前阶段，我国的一些中小型城市仍处在发展的初级阶段，把经济效益视为发展的第一要求，在这样的背景下，很多城市的工业企业和行政单位均未有效管理环保相关工作，同时这些城市在实施新生产管理模式时，也大多以粗放的经营方式为主，不但导致出现了比较严重的土地资源浪费问题，而且还对大气环境产生了无法挽回的破坏。

3 信息技术对大气污染治理的支撑作用

3.1 促进整合与共享 助力区域协同治理大气污染

大气环境和大气生态都具备整体性特征，因而形成了“区域”，这种“区域”是呈自然分布状态，不会受到行政区划的影响。因此，针对区域雾霾等污染问题，必须基于大气等环境要素的整体性采取相应的措施。信息技术的快速发展可以为区域大气污染治理工作提供技术支持，通过先进的信息技术能够获取相关数据信息，并以此为基础建立完善的数据处理平台，有助于打破部门与行政区划的壁垒，形成针对区域某一特定大气环境问题的数据共享与业务协同平台[5]。区域大气污染防治管理系统将针对解决区域性大气环境问题，以落实国务院发布的《大气污染防治行动计划》，切实改善空气质量的相关工作要求为核心，开展跨部委的系统建设，增强各相关部委之间以及中央对地方大气污染防治工作进展、工作成效的把控，推动大气环境日常化管理、定量化考核水平的不断提高。同时，系统可借此形成跨部委的数据汇总、统计和分析能力。

3.2 增强定量化分析能力与辅助决策水平

科学地应用先进的信息技术可以促进大气污染防治工作定量化水平的有效提升，具体体现为两个方面：一方面，通过各类大气污染分析模型，并充分结合大气环境质量、大气污染物排放量及排放特征的时空分布等数据，实现对区域大气质量现状、污染原因、污染变化情况以及污染治理效果做出定量化的分析和评价，从而使大气环境状况的评估结果变得更加准确可靠[6]。另一方面，通过将具体的治理措施参数化，定量评估现有的大气污染防治措施对区域大气污染进行削减的效果，再结合对污染来源和变化趋势的量化分析，为区域大气污染防治对策的制定提供决策支持，为区域限批、能源结构调整等具体管理措施的制定提供数据支持，为提升大气环境管理的科学决策水平提供辅助决策的平台与技术。

4 系统需求分析

4.1 系统总体业务需求架构

区域大气污染防治管理系统按照时间维度共分为三个业务域：大气环境状况评估、大气污染源管理与污染物减排、区域大气环境管理决策支持。系统通过数据调度与综合分析等功能的建设实现“说清大气环境质量现状，说清污染物总量，说清污染成因，说清变化趋势”的建设目标。

4.1.1 大气环境状况评估部分的建设内容

主要是对过去大气污染治理成果及环境质量的评估，对大气污染发生的规律、对造成污染的重点区域和重点行业污染源进行识别，为环境管理部门核实污染治理效果、应对污染天气提供数据支持。

4.1.2 大气污染源管理与污染物减排部分的建设内容

该部分是实现对当前大气污染源的有效管理。通过结合系统大气污染防治行动计划的目标任务要求，实现计划考核的定量化、日常化和动态化，为有效提高大气污染防治管理水平提供平台支撑[7]。

4.1.3 区域大气环境管理决策支持预测部分的建设内容

该部分面向未来，通过分析大气污染物总量与大气环境质量之间的关系，为动态调整大气污染防治方案提供定量化支持，通过区域空气质量的中长期预测、预警为“十三五”期间大气污染防治工作提供定量化的数据支持。

5 区域大气污染防治系统建设的重点功能需求

5.1 对区域大气环境质量进行评估

按照一定的时间顺序，合理利用相关数据的统计方法，对地方大气环境质量的状况和改善效果作出全面评价，同时通过对地方大气环境的风向和风速等主要气象条件作出评估，为大气污染治理工作人员及时掌握空气污染防治效果提供了很大便利，也可以使地方大气污染效果实现动态的有效评估[8]。采用该种方法，可以使区域大气环境质量评价工作更加完备，使之产生了相应的可预测性价值。

5.2 对区域大气污染的成因进行分析

通过对区域大气污染因素进行分类，其重点是识别各地区颗粒物的污染总量以及各地区、各产业的整体污染情况，了解不同范围内的重点污染地区和重点污染源，并由环保监测部门对其结果进行核实，从而确定各个地区的减排成效。还可以通过地区联合的形式对地区的大气污染问题实施有效管理，从而减少外部因素以及其他环境影响因素对地区大气污染因素分析所造成的干扰。特别是在实施地区联合的环境分析工作时，还必须要掌握各个地区内的主要空气污染因素，这样才能提高大气环境状况检测功能的实效性，使系统的准确性得到进一步提高。

5.3 污染源监管与量化考核

根据国家制定的工业大气环境污染治理条例，在对工业大气污染问题进行治理时，就必须对地区环境污染状况进行综合考核和评价，在实施监测工作时，就必须关注地区范围内的机动车废气污染、工业废气污染等问题，并通过严格控制燃煤和油品供给，使工业大气环境污染整治工作取得比较理想的效果。在实施全面化的工业大气污染源管控措施时，必须建立全面、科学的工业大气环境污染治理考核制度，并将其运用到各个地区内，并进步一明确相关责任，这样才能实现对工业大气污染源的定量考评目的。

5.4 区域大气污染物的排放预测

在区域大气污染防治管理系统的建设过程中，需要将全国范围内大气污染物的总排放量作为重点关注内容，主要涉及二氧化硫、氨氧化物、细颗粒物和挥发性有机物等诸多因素，做好这些污染物排放的预测工作，同时对大气整体环境特征展开分析，并进行减排能力预估，通过采用这些方法能够准确预测出区域大气污染物的排放情况。

6 系统建设关键技术分析

6.1 污染源排放清单

在大气环境污染治理系统建设过程中，污染源排放清单发挥着十分重要的作用，它既属于起始的科学数据，同时又是对环境污染状况进行分析的重要依据，对大气环境中化学演变过程的深入研究具有先决意义，可以协助科研人员通过模拟二次污染，全面掌握某一区域的环境污染状况，同时还有助于制定合理的节能减排方法[9]。对污染严重的大气进行治理，最重要的是要严格遵循国家制定的相关政策，最后形成相应的区域污染清单，具体过程如下：首先对污染源进行划分，然后对系统进行确认，最后对污染清单计算空间范围作出判断，其中还包括污染源排放量的计算方法，并对人类活动水平的数据进行详细地研究，而且要做好数据分析工作，最后是对质量作出合理控制。

6.2 区域大气复合污染来源分析

全面分析研究大气颗粒物的主要产生原因，合理采用化学、物理以及数学等学科知识，对大气环境中的颗粒污染物来源展开分析，从而明确颗粒污染物产生的实际原因。在具体鉴别过程中需要应用多种先进方法，比如源清单法、源模型法和受体模拟法等。在对区域大气环境污染问题进行处理过程中，应建立科学完善的防治管理系统，此外还应确保实现动态控制的目的，成功构建出原模型与受体模型，并将这两种不同的模型结合到一起，利用模型来全面分析区域大气颗粒污染物产生的原因，进而采用量化的方法得出污染源贡献数值及其相关分担率，并展开定量分析。

6.3 区域空气质量预报

空气质量数字预测方法，在当下是一种比较关键的环境空气质量预测技术，该技术涉及到的基本内容是大气环境动力学方面的知识。合理利用空气质量数字预测方法对区域的空气质量进行分析，全面掌握大气环境污染物在空气中的各种物理及化学反应，并将实际反应过程描述出来，接下来再合理利用数字统计方法，对区域大气污染物的浓度以及具体分布情况进行预测。区域大气污染治理系统，主要是利用中国科学院大气环境污染物研究所研制的嵌套网格空气质量预报模拟系统来开展具体的工作流程。

6.4 区域大气环境承载能力评估

区域大气环境的承载力是指在一定时期内或在某种状况下，相同区域大气环境可以承载的人类活动阈值。在区域大气污染治理系统中包括我国海洋三维天气历史数据、大气环境污染源动态排放清单、海洋土地利用变动统计信息等，将这些信息输入到空气质量模型中，该系统将对全年范围内的时间范围、重点污染物和大气环境容量进行动态统计。

6.5 大气污染区域输送规律

大气污染物区域的传输路径主要是指在一定区域或者时段内的稳定性风带现象，其属于在这一地域的空间范围或者局部区域范围内连续发生的稳定欧拉风场现象，其空间或者时间范围具有特定的相继性或者连续性，并且通常呈现出多频次特征。区域大气污染的预防与管理，主要采用的方法是轨道聚类分析、管道梯度弥散辨识等方法，并利用这些方法对带污染区域的输送状况、输送规律以及聚集状况等进行分析并最终确定，继而得到一个中心点，然后把这个中心点当作既定目标，将相应的输送路径计算出来。

7 结语

在当前阶段，我国大气环境管理机制中还存在着一些问题，尚未建立起比较完善的政府制约与奖励制度，在此种背景下，建立健全生态文明法律法规，对区域大气污染的防治管理工作具有十分重要的现实意义。在开展大气污染防治与管理的相关工作时，必须要全面分析并掌握政策和市场之间的关系，充分认识中国经济社会发展的具体要求，并分析大气环境的特点，同时还应注重提高人们对大气环境污染问题的重视程度，只有这样，才能保证相关部门从意识层面顺利实施大气生态环境的保护工作。