发布时间：2023-12-15 11:40:16
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的改善空气质量的方法样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：英国，城市空气质量管理，LAQM
1背景概述
1997年，英国出台了空气质量法，实施了一系列空气质量管理政策，制定了新的战略及目标，以进一步提高空气质量，保障居民健康。
（1）英国空气质量法
英国的空气质量管理(Local Air Quality Management (LAQM))框架是在1995年的环境法第 IV部第80节的指导下开展的。该法令要求各大臣尽快准备及出台一份关于空气质量评估和管理的政策报告书，最后出版成了空气质量策略(National Air Quality Strstegy (NAQS))。1997年，英国出台了空气质量法。
（2）欧盟的指导
在英国开展包括改善空气质量的环境保护的政策与战略在很大程度上得到欧洲立法支持。除了完成欧盟法定责任外，LAQM框架为国家实现额外的目标提供了机会。例如，欧洲对交通工具排放和汽油的标准在帮助英国在NAQS中实现控制交通产生的污染物中起了重要的作用。[1]
（3）政策目标
英国空气质量管理体制的主要目标是改善空气质量，从而保证公众的健康。行动主要依赖于地方政府，他们是由人民直接选出的，因此，他们是可靠的和须直接对自己的行为负责任。另一个目标是为时间和空间上都发生不断变化的污染源倡议一个全面的方法去解决空气污染问题。
2英国城市空气质量管理政策措施及效果
2.1英国城市空气质量管理审察与评估过程[2]
英国城市空气质量管理审察与评估过程主要分两步完成：
第一轮：
LAQM法令最初要求有三个阶段的地方区域内空气质量的审察和评估，每个阶段逐渐深入和复杂，于1998至2001年大大地实行。
第一阶段： 主要是排放源及其在地方区域影响的调研。
第二阶段： 引入审查模型和可用的监测数据。
第三阶段： 为估计预测特定目标污染物未来排放浓度建立复杂的模型和监控程序。
当完成第三阶段的调查和评定后，若某区域的污染物浓度被预测为在他们的目标日期前会超过空气质量标准的，则该区会被指定为空气质量管理区域(Air Quality Management Area (AQMA))。当被选定为AQMA后，当地地方政府须着手准备一份关于如何在指定区域内实现达到空气量目标和改善空气质量的书面报告。
第二轮：
环境，食物和农村事务部门(The Department of Environment，Food and Rural Affairs (Defra))会被委任对第一轮的工作作出评价和后续的建议，并为第二步简化处理方法。而现在地方政府须通过两步骤确定那些在上次评估中己经改变了的并可能会导致超过空气质量目标的因素。此过程需要两个步骤：
所有地方政府须进行审查评定的更新(Updating and Screening Assessment)。主要是确定那些当第一轮结束后已改变了的且须再进行进一步评估的物质。所谓变化包括新的监测数据、新的目标、新的污染源、现有污染源重要的变化或可能影响空气质量的其它本地的变化。
当此更新的监测评估确定了一个地方有超标危险的话，当局需再进行一个详细的评估，其目标和第一轮的第三阶段相仿，也是确定任何未来可能出现超标的地区，或者相反地修正或取消一个目前的AQMA。
2.2英国城市空气质量管理措施
当国家空气质量策略发表之后，当地政府表达了缺乏少必要的工具和专家有效地实行他们的AQM责任的担忧。于是，中央政府响应以提供有用的国家资源，包括指引文件、含有监测数据的基本网络信息、排放物目录、电话和邮件援助平台。空气质量行动计划的制度化是LAQM最重要的一方面。行动计划必须得到不同部门间、政府内部以及利益持有人等的合作。
如上所述，从英国的经验可知，实行空气质量管理最重要的方面是制度上的实行，而不是监测和建模等技术方面。在空气质量管理领域政策上的改变速度比制度上付诸行所需的速度要快。不同部门、国家不同水平间以及地方政府都需要参与。目前为止，此审查和评估这个步骤大部分都是由环境卫生的专业人士负责。但在计划实行阶段，更重要的是需要其它专业人士一起去作出一个综合的决定。国家制度化的指引需在各部门的合作下才能对控制不同污染物制定出一个可行的、可接受的时间框架。而在当地水平上，在英国有两种类型的本地政府：单一的全功能管理局(单一机关)和两级制地方当局(每一层(国家和地区)有各自的部门责任)。这就使要合理管理各部门以求用最优水平的成本效益达到目标成为一个关键的问题。有趣地，伦敦很多年都从未由单层变为两层的结构。
英国西英格兰大学的调查显示有的政府部门对空气质量问题并没予以重视，他们把原因归咎于“政府内部缺乏合作”。但从大部分部门的反映来看，“政府内部缺乏合作”并不是任何一个部门的一个很大障碍，然而的确有少部分部门缺乏在此问题上的知识或参与，例如经济发展部门。此外，交通部门把 “缺乏资金”作为实行空气质量管理的最大障碍。但如今交通部门必须考虑解决空气污染问题政策的起动，因此，他们须将他们的政策与环境健康相结合。
2.3英国城市空气质量管理政策效果
在实行AQM的过程中证实了有效的沟通、合作和磋商对加强决策过程的重要性。一个空气质量行动计划是视本地情况而定的，然而，实行AQAP时需要关注除指定的AQMA外其它地方的措施。例如，某AQMA主要是交通相关的问题，任何在AQMA内实行的措施都可能对运输有很大的影响，如往返旅程、突出本地政府地区性地共同工作。英国西英格兰大学的证据显示在英国地区性的合作比本地政府内部其它政策领域的结合更为超前。
在实行AQAP时，一个重要的考虑是当局实行他们的AQAP时其方法的成本效率。为了可以通过一个公平和有效的方法成比例地把责任分配给工业、运输和其它部门，要对在AQMA中达到空气质量目标所需作出的相关贡献有一个明确的理解。在与不同利益涉及人商议之前，一个合理的分配是极其重要的，而衡量这个可能的解决方法的成本效率时须把当地情况考虑在内。而对不同方法的效率调查是必须的。
位于英国西南部的布里斯托议会（Bristol City Council (BCC)），将AQAP措施看入是他们本地运输计划（Local Transport Plan (LTP)）的发展。BCC发起了一个与运输、土地使用和污染控制有关的合作团体。此团体解决有关空气质量和所有有关团体前景的声音的团体。与LTP早期的结合被证实了对AQAP的实行是非常宝贵的。例如，措施的含义如道路使用者收费和低排放区 (由空气质量，运输和政治的角度)的调查时间比须进行审查和评估目的所需的时间要长得多。在伦敦，一项最新调查了LEZ在伦敦的可行性。它调查了LEZ的成本和利益，它能达到什么以及如何实行之。研究考虑了伦敦很多作为低排放区的选择。在伦敦，推荐的LEZ会将目标PM10的排放有很大的影响。它估计推荐的方案可于2010年把伦敦PM10的总排放减少23%。它也可在2010年前把伦敦PM10超标面积减少43%，还可在2010年前把伦敦NO2超标面积减少19%。
3英国城市空气质量管理政策经验总结
空气质量的管理切勿单单只着眼于城。当审查和评估系统开始实行的时候，我们可以清晰地看到英国很多乡村地区也须颁布AQMA和实行APAP。尤其在挤拥的场区域特别明显，那里交通缓慢以及大众都暴露于主要街道上，这使这些地区须宣布成为AQMA。之前的研究表明乡村地区的合作体系未很完善，很多乡村政府仍存在各部门间隔离的情况。乡村政府里缺乏合作这一问题将会是未来英国AQAP的一个重要关注方面。
政治责任对AQM过程、联合采纳以及在本地政府和其它机构实行有效的措施所需的AQAP所有权是极其重要的。当本地政府被调查问及什是在当地改善空气质量最大的障碍时，缺乏资金是最大的障碍，其次就是政治责任(国家上责任是被认为比本地的更为重要一些)。从当地政治家所需的意识来看，这的确是个需要解决的问题。除了政治上的责任重要之外，对AQAP的资助也是达到空气量目标的一个成功的因素。在英国，由1997年至2001年的问卷调查显示正趋向于一个更公共的资料，常用的散布数据的方法为空气质量报告、公共数据小册子和一个讨论的网页。数据散布策略的更大适用性和可用性不一定意味着此交流策略是有效的。
Bickerstaff and Walker (2001)并没有证据显示空气质量数据措施有着很大的影响。他们建议一个更专注于本地的空气质量数据来得更有价值。访问讨论显示本地的特定空气质量资料和集体行动对当地空气质量更有影响，这些都被断定为潜在地促使了更大的行为上改变(Bickerstaff and Walker，2001)。
4英国城市空气质量管理政策的应用前景
关键词：室内空气质量；影响因子；控制措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.228
世界卫生组织研究表明，人们80%以上的时间生活、工作在室内环境中。当室外雾霾污染严重时，人们多半更愿意选择待在室内，但往往会遭遇室内环境空气污染综合水平高于室外的窘况！尤其是新装修和装修时间不长的室内环境，如室内空气污染物-苯系物（苯、甲苯、二甲苯、乙苯等）、甲醛、PM2.5等已被世界卫生组织和IARC（国际癌症研究中心）确定为一类致癌物。长期生活、工作在污染物超标的空气环境中，不但会影响工作效率，更会诱发健康问题和呼吸道疾病，甚至会诱发癌症；对儿童、孕妇等老弱病残影响尤甚。
1 室内空气质量的影响因素
1.1 新风量
对于全封闭式或半封闭性建筑大楼，通风量问题是影响室内空气质量的主要因素。GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定，新风量需不小于30m3/（h・人）[1]。但可能在建筑设计和施工期间，由于对新风量的考虑不足，导致新风量达不到《室内空气质量标准》的要求；同时，即使新风量的设计满足条件，由于后期管理的忽略也可能会导致新风量不足的问题。
新风量不足会导致室内有毒有害的气体与外界新风的空气不能充分地交换，影响室内空气品质，出现了各种症状，被称为“病态建筑综合症”（sick building syndrome，SBS）[2]。
同样的道理，对于具备自然通风条件的建筑，如果不经常开窗，也会导致室内空气无法流通尤其是在夏天，室内垃圾过多，通风条件差，很容易影响室内的空气质量[3]。
建筑材料一般分为两大类别：基础建筑材料和装饰材料。影响室内空气质量主要是装饰材料造成的，当然也有一部分是由基础建筑材料造成的。
随着人们生活水平提高，不少人对于居住环境和工作环境也提出了更高的要求。室内装修虽然使人们的生活环境和工作环境得以改善，但同样带来了负面影响。
1.2 人的活动
人在室内的某些活动也会产生室内污染物人们在烧菜的时候会产生油烟煤气的时候，虽然有抽油烟机清除油烟，但是抽油烟机的作用，毕竟是有限的，在室内难免还是会有零碎的污染物存在。另外，在室内抽烟也是影响室内空气质量的一个重要因素。
在日常生活中人们使用杀虫剂和化妆品是一种污染源。室内出现一些对人有危害，带有细菌的虫子是很平常的一件事情，尤其是在夏天，由于天气和气候方面的原因，苍蝇和蚊子肆虐，人们不堪其扰，经常会使用诸如“”“驱蚊水”等具有化学成分的杀虫剂，这些液体中含有大量的有害物质，散发到室内空气中，会对空气质量产生不好的影响。此外，化妆品的使用也容易影响室内空气质量，化妆品是女性在生活中必备的用品，但是化妆品中含有大量的化学成分，时间长了，他们很容易挥发到空气中，影响空气质量。
2 室内空气污染改善方法质量的控制因素
2.1 室内通风换气
对于全封闭式或半封闭式的大楼，在开启空调系统的同时也需开启新风系统，以保证室内的空气与室外的新鲜空气充分地置换。对于空调及新风系统，建议有专业的人进行管理。空调及新风系统需要定期清洗，因为不仅管道里易滋生细菌，而且时间久了还会集尘，会导致室内空气的二次污染，并影响空调及新风系统的效率，增加其能效。对于自然通风的建筑，用户需养成勤开窗通风的习惯，适当的通风有利于空气的流通，如果常年窗户紧闭，会严重影响室内空气质量。同时，对于新装修的建筑，用户不要急于入住，应充分地通风换气。入住前，建议请专业的检测机构对室内空气品质进行评估。
2.2 选择合适的装饰材料
对于准备装修的用户，建议选择有资质的、专业的装修公司。建筑装修材料中含有甲醛等污染源，尽量选择释放挥发性有机物、甲醛等有害物质少的装修材料：在铺地板、安装墙壁装饰板、保温、隔音板和家具时不宜用刨花板、硬木胶合板、中强度纤维板等含有甲醛的材料，可使用甲醛释放量较少或不含甲醛的原木材、软木胶合板、装饰板等，停止使用产生甲醛的脲醛泡沫塑料。对于涂料、胶黏剂，尽量选择含苯、苯系物、甲醛含量少的涂料[4]。
2.3 控制室内污染源
室内空气品质除了与房屋建筑设计和装修材料的使用有关以外，还与人的活动有着密切的关系。杀虫剂的使用、炒菜、抽烟等都会对室内空气质量产生一定的影响。因此，控制室内污染源，如减少甚至杜绝吸烟活动，控制杀虫剂的使用，在厨房里安装控油烟能力强的抽油烟机，多效并举地控制室内污染源，做好预防措施，防止污染源的扩散。
2.4 植物净化
绿色植物可以有效地降低空气中的化学物质，并将它们转化为自己的养料。植物净化主要通过叶片实现，主要作用有：吸收二氧化碳，放出氧气；吸附灰尘；吸收二氧化硫、甲醛、等有害气体等。适合摆放在室内的植物有绿萝、吊兰、金琥仙人球等。
采用化学或物理方法进行治理纳米光触媒技术：在有光的条件下，使甲醛、挥发性有机物等有毒有害物质与纳米粒子反应分解为二氧化碳、水和无机盐[5]。
负离子技术：产生的负离子能有效去除挥发性有机物、甲醛、苯系物等，还能抑制灰尘，提高空气新鲜程度。
物理吸附：采用活性炭吸附空气中的挥发性有机物、甲醛等。活性炭容易吸附饱和，需要定期更换。如果长期不换，容易引起二次污染。
总之，改善室内空气质量是一件极其繁琐而又复杂的工程。它需要考]的问题比较多，并不是某一种方法就能将这些问题，圆满地解决，需要多项措施并举，才有可能达到理想的效果。只有室内空气品质改善了，才能使人们的身心更加健康，使人们的生活、工作环境更加舒适。
参考文献：
[1]GB/T 18883-2002室内空气质量标准[S].
[2]刘晓燕，孙建刚.建筑室内空气品质分析与评价[D].大庆石油学院，2003.
[3]刘晔，霍玉玲.春节期间燃放烟火对镇江市环境空气的影响[J]. 环保科技，2017（01）.
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数的变化情况，在2017年1月1日达到了最高值460 μg/m3，1月13日达到最低值约30 μg/m3。
4.2 两卧室内污染物水平分析
4.2.1 PM2.5测试结果分析
4.2.1.1 房间1开窗和关窗时PM2.5质量浓度变化
图2中，12月28日记录20：00 PM2.5浓度水平，12月29日记录早7点的浓度，12月30日记录晚8点的数值，12月31日记录早7点的，以此类推，房间封闭的时间约为24 h，然后记录晚上到早上的数值。其中关窗日为2016年12月的28、30日；2017年1月的1、3、4、6、8、10、12、14、16、18日。对比白天关窗时室内、外PM2.5质量浓度变化可得出3个结论。
第一，在未开窗情况下，室内PM2.5指数变化趋势与室外一致，室外浓度总体上高于室内浓度，这和顾芳婷[5]、杜艳君[6]的研究结论一致，即室外和室内PM2.5浓度呈正相关，室外的PM2.5浓度要高于室内。
第二，从12月28日、1月8日、17日这3 d的室内外浓度对比情况看，当室外的PM2.5浓度降到标一以下时，室内的PM2.5浓度却高于室外，其原因可能是仪器测量误差、室内有污染源或封闭空间的污染扩散速度慢所致。这一现象说明，当室外空气质量达标时，应及时开窗换气。
第三，1月1号20：00时的数据中，室外PM2.5高达480 μg/m3，而室内数值却低至100 μg/m3，这可能与假期时家里长时间使用空气净化器有关。李兆坚等曾经研究过空气净化器的除霾能力，一台国产中高档空气净化器在1.5 h内就可将超过500的重度霾降低到35 μg/m3以下[9]。
图3中，数据从12月27日20：00开始记录，其次是28日早7点，以此类推，中间5号数据缺乏，其中开窗的日期是2016年12月的27、29、31日，2017年的2、5、9、11、13、15、17日。对比白天开窗时室内、外PM2.5质量浓度变化可得出3个结论。
第一，在通风换气情况下，室内空气的PM2.5浓度与室外变化趋势相同，室内浓度总体上低于室外的浓度。
第二，12月29日室内PM2.5浓度高于室外，原因可能是测量误差或室内存在污染源；12月31日晚到1月1日，室内PM2.5浓度降低，而室外浓度增加，原因可能是卧室1晚上使用过空气净化器，使得室内PM2.5指数没有像室外一样增长。
第三，在开窗的情况下，室内PM2.5浓度的数值振动幅度高于关窗的情况，在室外PM2.5数值低于标一数值时，室内的浓度也低于室外的浓度。这一现象说明在室外雾霾严重时不要开窗，室外空气质量达标时及时开窗换气。
4.2.1.2 房间2 开窗和关窗时PM2.5指数变化
图4中，房间2的采样时间记录与卧室1相同。关窗日为2016年12月28、30日；2017年1月的1、3、5、7、9、11、13、15、17日。图5中，数据从12月29日晚8点开始记录，然后是30日早7：00，以此类推，其中开窗的日期是2016年12月的29、31日，2017年1月的2、4、6、8、10、12、14、16日。
对比白天关窗时房间2室内、外PM2.5质量浓度变化可得出两点结论：
第一，室内、外PM2.5的浓度变化相关性明显，趋势基本一致，但室外总体上高于室内；
第二，室外达标和接近达标的次数是8次，室内达标的次数是9次。这种现象和房间1关窗时的变化有些不同，这可能和房间窗户多，封闭不严密有一定关系。
对比白天开窗时房间2室内、外PM2.5质量浓度变化，得出两点结论：
第一，室内外PM2.5浓度变化趋势相近，室外浓度高于室内；
第二，局部振动存在异常时刻，4日20：00记录的数据室内、外差距很大，可能的原因是室内使用了空气净化器。1月10日20：00出现室内PM2.5高于室外的情况，可能是室内有新增污染源。
4.2.2 两卧室内HCHO和TVOC的测试结果分析
4.2.2.1 房间1与房间2的HCHO浓度早晚变化
从图6可以看到，房间1 HCHO浓度平均值超标2倍左右，尽管中间有一般时间开窗换气，但是房间的HCHO浓度没有明显减少。
从图7可以看到，1月29日傍晚至1月10日的大部分时间房间内HCHO超标，而且晚上浓度略高，到了2017年1月11日之后，房间内的HCHO浓度就恢复到正常范围内。其原因可能是房间内临时带入某物品，导致HCHO超标。
4.3.2.2 房间1与房间2 TVOC早晚变化趋势
对比图8、图9，两个房间都存在轻微的TVOC超标的情况，房间1比房间2略严重些。尽管每隔一天开一次窗，房间内的TVOC浓度并没有因此而明显减少。
4.2.3 两卧室内PM10变化情况
对比图10、11的测试结果，可以得出两点结论：
第一，室内外PM10浓度成正相关，这和李晓男研究北京冬天室内外PM10污染影响因素的成果吻合；
第二，1月4日、7日、11日出现晚上的PM10浓度略高于白天浓度的情况，可能和人员活动多及晚上做饭的影响相关。根据张振等对深圳室内空气污染的研究，钟萍等对大学生宿舍的研究发现，室内人员的活动会导致房间PM10浓度超标。
5 结论与建议
（1）本实验采用的仪器精度低，测量的数据量较少，不能通过统计的方法计算出准确的各项污染数据。 但是通过20天的连续观察记录，还是发现了一些北京冬季高中生卧室内存在的空气质量问题，这些问题也基本印证了国内各大研究机构近期对室内外污染气体变化的规律性。
（2）室内空气微粒PM2.5和PM10浓度与室外大气污染呈正相关的关系。根据李兆坚等研究建议，在雾霾严重的天气下，使用空气净化器能够有效改善空气质量，关上窗户之后，开空气净化器2 h左右就可以使室内空气达标。专家建议，即使户外是较为严重的雾霾天，也要每天开窗通风换气，否则容易导致室内其他污染物的累积[9]。但是，根据李娜等的研究，未来北京市常住人口家庭使用空气净化器的耗电量为2.204 ～3.994 亿 k W・h，这将带来能源消耗问题，和能源生产所引起的环境污染问题[8]。2013年北京市政府《北京市2013―2017年清洁行动计划》和《北京市空气重污染应急预案》，以坚决有力的污染控制措施推进首都空气质量改善。解决大气污染问题，转换发展观念，是解决室内PM2.5和PM10问题的根本。
（3）室内空气检测所选用的卧室均为使用多年的房间，但是依然存在HCHO、TVOC超标的情况，房间1超标的原因可能是新购置的写字台和储物架所致，也可能是其他家庭用品导致。张金萍等对家具和服装市场的研究发现，箱包、鞋类、服装等物品内都含有HCHO。TVOC 有多种类别，醛类、酮类、烯类、芳烃类、烷类等化合物[11]。TVOC 对人体的危害较大，在非工作性的室内环境中，存在上百种挥发性有机化合物。有研究表明，TVOC 对女性的影响更大，主要原因是女性身体的脂肪较多，易贮存吸收苯，对妊娠期的孕妇影响更大，很有可能导致胎儿的畸形或死亡[12]。因此，老房间也要重视HCHO、TVOC超标的问题。
（4）生活在高密度的大城市的居民，90%左右的时间都呆在室内，室内空气质量非常重要。但是聘请专业机构对房间进行经常性的检测成本高，因此提倡利用便携式检测仪，养成经常检测空气质量的习惯，提高家长同志们保护室内空气质量的警惕性，努力为孩子的成长创造安全健康的环境。
参考文献：
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关键词：BP神经网络；蜂群优化算法；空气质量等级评价
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）19-0229-03
Environmental Air Quality Assessment Method Based on ABC-BP Model
XI Jun-fu
（Information and Engineering Department， Xingtai Polytechnic College， Xingtai 054035， China）
Abstract： In order to provide a method for accurate and efficient evaluation of the air quality level， in this paper by bee colony optimization algorithm and BP neural network optimization， puts forward a ABC-BP model of environmental air quality assessment method based on， through the simulation experiment show that the method of air quality grade evaluation result is accurate， has a certain practicability.
Key words： BP neural network； artificial bee colony algorithm； air quality grade evaluation
1 引言
随着中国经济社会快速发展，大量有害物质被排放到大气中，空气污染加剧，严重空气污染已对人们的生活、生产活动和健康造成了严重危害。当前复合型、区域性空气污染日益突出，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域灰霾现象频繁发生。为了更好地表征我国环境空气质量状况，反映当前复合型大气污染形势，完善了空气质量指数方式，迫切需要一个量化、科学、直观、准确评价空气质量优劣的评价体系。该评价体系有利于提高环境空气质量评价工作的科学水平，更好地为公众提供健康指引，推动大气污染防治。
2012年2月29日，中国环保部颁布了《环境空气质量标准》（GB 3095-2012），该标准形成了对 6 类主要污染物（ PM10、 PM2. 5、 O3、 CO、 SO2、 NO2 ） 的全面监测和评价。本文通过蜂群算法和BP神经网络优化、组合，建立ABC-BP模型对影响空气质量的污染指标进行评价，从而更针对性地改善环境空气质量，更好地实施新标准。
2 相关工作
2.1 BP神经网路
BP神经网络是一种多层向前网络，常用的是三层网络结构，其拓扑结构如图1所示。BP算法通过正向传播和误差反向传播两个过程组成[1-2]。
2.2 空气质量指数
空气质量指数（AQI）是描述了空气清洁或者污染的程度，以及对健康的影响，其数值越大、级别和类别越高、说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。AQI评价主要突出单向污染物指标的作用，即空气质量级别取决于某一污染物质量浓度对应的空气质量分指数（IAQI），见表1。
3 基于ABC-BP环境空气质量评价模型建立
3.1 ABC-BP环境空气质量评价模型
建立基于ABC-BP环境空气质量评价模型步骤如下：
（1） 处理环境空气质量数据。
（2） 用训练样本数据训练BP神经网络。
（3） 利用ABC算法优化BP神经网络，计算BP最优连接权值和阈值。
（4） 使用测试样本数据，通过训练完成的ABC-BP模型进行环境空气质量评价。
（5） 满足终止条件（达到设定准确率、超过预定最大循环次数），输出空气质量等级，否则返回步骤（3）继续训练ABC-BP模型。
3.2 ABC-BP环境空气质量评价模型参数优化
人工蜂群算法是一种新的智能寻优算法[3]，该算法是通过蜂群中不同工种蜜蜂之间的协同合作，主要解决在新领域和已知领域进行精确搜索之间矛盾，有效避免局部最优解问题。利用蜂群优化算法优化BP神经网络的连接权值和阈值，具体实现步骤如下：
4 仿真实验与分析
4.1 实验数据
本实验数据来源于中国环境监测总站（http：///）的实时数据，采集了邢台市2014年12月12日至2016年6月1日空气质量数据，数据包括PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3浓度值、AQI值和级别，前480条数据做训练数据，后面数据做测试数据。空气质量指数级别划分[4]，如下表2所示。
4.2 实验结果与分析
采用ABC-BP空气质量评价模型，输入六项空气污染物（PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3）日均浓度值，为了消除各位数据量级的差异，对数据进行归一处理，转化为[0，1]区间[5]，输出为一项，根据空气质量指数级别标准，输出项生成值范围为[0，6]，各级输出范围分别是[0，1]、[1，2]、[2，3]、[3-4]、[4-5]、[5-6]。
经过多次仿真实验，ABC-BP空气质量评价模型中BP神经网络采用6-8-1结构，学习率设定为0.05、误差精度为10-8，=20，=100，=1000，=100。ABC-BP空气质量评价模型评价结果如表3所示。通过仿真实验表明，采用ABC-BP空气质量评价模型评价结果与实际评价等级是一致的，表明该模型精度很高，能够很好满足实际应用需求。
5 结论
为了提供一种有效准确评价空气质量等级的方法，提出了基于ABC-BP模型环境空气质量评价方法，使用ABC算法优化BP神经网络，可有效克服局部极值点，避免陷入局部最优，并进行了仿真实验，通过实验数据结果表明，该模型精度很高，能够很好满足空气质量等级评价实际应用需求，具有一定实用性和推广价值。
参考文献：
[1] 黄丽.BP 神经网络算法改进及应用研究[D].重庆：重庆师范大学，2008：8-12
[2] 艾洪福，石营.基于BP人工神经网络的雾霾天气预测研究[J].计算机仿真，2015，32（1）：402-405.
[3] 张冬丽.人工蜂群算法的改进及相关应用研究[D].秦皇岛：燕山大学，2014：3-9.
摘 要：阐述了安康中心城市环境空气质量监测点位、时间、项目及结果，依据监测结果，对照国家及行业标准，说清安康中心城区环境空气质量现状，针对环境空气中主要污染物采取相对应的防治对策。
关键词：安康；环境；空气；质量；现状；对策
，在安康市委、市政府的高度重视和正确领导下，全市环境保护工作紧紧围绕推进突破发展、构建和谐安康奋斗目标，紧扣污染物排放总量控制，加强结构、工程、管理三项减排措施，着力解决关系民生的突出环境问题一条工作主线，落实环境保护责任，全市环境空气质量总体保持稳定，局部有所改善。城市环境空气质量污染指数平均为 2.12，与上年持平；全年环境空气质量好于二级天数354天，居全省第一。
一、环境空气质量监测概况
（一）安康市中心城区基本概况。安康中心城市位于安康市境内中心地带，已建成城区面积26平方公里，其中江南18平方公里，江北8平方公里；城市人口25万人，其中江南16万人，江北9万人。安康中心城市是安康市政府所在地，属安康市政治、经济、文化教育、交通的中心。按照“十一五”期间中心城市重心北移，提升江南的发展思路，目前已形成“一江两岸，南北互动”的布局。江北突出现代工业气息，以工业园区为基地，把重污染企业陆续迁入工业园区内，建设江北工业经济区。江南城区则形成以商业、居住、文教、办公和服务产业为主的区域。城市燃料结构得到改善，逐步形成以石油液化气为主的燃烧方式，使城市大气环境质量得到有效改善。
（二）环境空气质量监测点位布设。，安康市环境监测站对安康市城区江南（市监测站）和江北（望江小区）大气环境质量进行了自动监测，同时在江南城区设手工对照监测点，共布设监测点位3个。其中自动监测点位2个，手工监测点位1个，详见表1。
表1 环境空气常规监测布点
编号
采样地点
所属功能区
采样类型
备注
1
望江小区
交通稠密区
自动
省控点
2
安康市监测站
混合区
自动
省控点
3
香溪洞
江南（对照点）
手工
省控点
（三）、监测项目及分析方法1
，大气自动监测项目有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项；手工监测项目有二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物和自然降尘等四项。
各监测项目均按照相应《环境空气质量自动监测技术规范》4hj/t193-和《环境空气质量手工监测技术规范》5hj/t194-执行，具体方法详见表2。
表2 环境空气监测项目及分析方法
监测项目
分析方法
方法代号
备注
二氧化硫
紫外荧光法
--
自动
甲醛缓冲溶液吸收—盐酸付玫瑰苯胺比色法
gb/t15262—94
手工
二氧化氮
化学发光法
--
自动
saltzman法
gb/t15435—1995
手工
可吸入颗粒物
β射线法
--
自动
总悬浮颗粒物
重量法
gb/t15432—1995
手工
自然降尘
重量法
gb/t15265--94
手工
（四）监测频次与数据获得情况
1、 监测频次。，大气自动监测频次为365天，每天24小时；手工监测频次为每月1次，每次5天。其中二氧化硫、二氧化氮手工监测每天采样4次，每次45分钟，总悬浮颗粒物每次采样1小时30分钟,每张滤膜采两次样,一天两张滤膜。
自然降尘每月监测一次，每次连续采样一个月，全年共监测12次。
2 、监测数据获得情况。全年大气常规监测共获原始数据53196个,其中自动监测数据52560个，手工监测数据636个，以及有关气温、气压、湿度、风向、风速等气象数据资料。
（五）评价标准及方法
1、评价标准。环境空气质量评价标准采用国家《环境空气质量标准》2 3（gb3095—1996）二级年均值标准，自然降尘采用陕西省暂定标准，详见表3。
表3 评价标准
监测项目
浓度限值（毫克/立方米）
日平均
年平均
二氧化硫
0.15
0.06
二氧化氮
0.12
0.08
可吸入颗粒物
0.15
0.10
总悬浮颗粒物
0.30
0.20
自然降尘
18吨/平方公里·月
2、评价方法
（1）对比法。将空气中主要污染物的年均浓度值与空气质量标准中的二级年均值标准对比，大于该项目标准值时，按超标计。以此来评价城市空气质量的达标情况。
（2）空气污染综合指数法。空气污染综合指数是各项空气污染物的单项指数的加和，可用于评价城市空气质量的总体状况和年际变化及季节变化情况。
其数学表达式为：
n ci
p= ∑ pi 其中pi=
i=1 c0i
式中：p—空气污染综合指数
pi —i项空气污染物的分指数
ci —i项空气污染物浓度的年均值
c0i —i项空气污染物浓度的年平均标准值
n—计入空气污染综合指数的污染物项数
本报告计入空气污染综合指数的参数为二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物（手工监测总悬浮颗粒物换算为可吸入颗粒物）和自然降尘。空气污染综合指数数值越大，表示空气污染程度越严重，空气质量越差。
（3）污染负荷系数法。用以反映各项污染物的分指数在综合指数中的构成比例，确定各污染物的分指数对综合指数的贡献大小以及对空气污染程度的影响大小，其数学表达式为：
pi
fi= 100%
p
式中：fi —i项空气污染物的负荷系数
二、环境空气质量状况
（一）二氧化硫。，安康市环境空气二氧化硫日均值浓度范围为0.003～0.210毫克/立方米,年均值为0.054毫克/立方米（手工监测为对照点，不参与统计计算，下同）,符合国家二级年均值标准(0.06毫克/立方米)。全年日均值超标率为2.2%。日平均最高值0.210毫克/立方米出现在江南城区的第一季度。
不同功能区二氧化硫均值浓度比较：混合区大于交通稠密区。混合区年均值超标0.17倍，交通稠密区和手工监测对照点均未超过国家二级年均值标准。
从季度变化来看，全市二氧化硫浓度表现为第一季度最高，第四季度次之，第三季度最低。说明二氧化硫浓度升高与冬季采暖期燃煤量增加有关。以上结果比较见图1。
（二）二氧化氮。，二氧化氮日均值浓度范围为0.004～0.077毫克/立方米,年均值为0.020毫克/立方米，符合环境空气质量二级年均值（0.08毫克/立方米）标准。全年日均值超标率为零。日平均最高值0.077毫克/立方米出现在江南城区的第四季度。
不同功能区二氧化氮浓度比较：混合区大于交通稠密区。各区域年均值均未超过国家二级年均值标准。
从季节变化看，全市二氧化氮浓度整体水平较低，季节变化幅度较小，第一、第四季度浓度略高于其它两个季度，第二、第三季度浓度基本持平。以上结果比较见图2。
（三）可吸入颗粒物。，可吸入颗粒物日均值浓度范围为0.012～0.287毫克/立方米,年均值为0.063毫克/立方米,符合国家二级年均值标准(0.10毫克/立方米)。全年日均值超标率为6.3%。日平均最高值0.287毫克/立方米出现在江南城区的第一季度。
不同功能区浓度比较：交通稠密区大于混合区。各区域年均值均未超过国家二级年均值标准。
从季节变化看，全市可吸入颗粒物浓度表现为第二季度最高，第四季度次之，第三季度最低。可吸入颗粒物偏高主要与第二季度气候干燥少雨、扬沙浮尘等因素有关，同时也与第四季度部分月份处于采暖期，燃煤量大幅度增加，烟尘排放量增大有关。以上结果比较见图3。
（四）自然降尘。全年自然降尘月平均浓度范围为2.14～16.57吨/平方公里·月, 全年平均降尘量为6.00吨/平方公里·月，符合陕西省暂定标准（18吨/平方公里·月）。与上年相比，浓度降低30.8%。最高值出现在江北城区的第二季度。
不同区域自然降尘浓度比较：交通稠密区大于混合区。各区域年均值均未超标。
从季节变化来看，全市降尘浓度表现为第二季度最高，第一季度次之，第三季度最低。造成降尘浓度偏高的原因除二次扬尘外，还与第一、第二季度气候干燥及扬沙浮尘天气影响有关。以上结果比较见图4。
三、环境空气质量评价及年际变化
（一）、环境空气质量评价
1、各功能区环境空气质量评价。由表4可知，全市四项监测指标平均分指数均小于1，各项指标符合标准。四项污染物分指数由大到小依次为：二氧化硫、可吸入颗粒物、降尘、二氧化氮。
四项指标综合分析，江南混合区污染综合指数为2.24，大于江北交通稠密区污染综合指数1.99,说明混合区的污染相对重于交通稠密区。
表4 空气污染指数统计
所属功能区
pso2
pn02
ppm10
p降尘
p综
交通稠密区
0.63
0.20
0.74
0.42
1.99
混合区
1.17
0.30
0.52
0.25
2.24
全市平均
0.90
0.25
0.63
0.34
2.12
2、环境空气质量季节变化。由表5可知：安康市环境空气污染第一季度最重，综合指数为2.70；第二、四季度次之，综合指数分别为2.19和2.24；第三季度污染较轻，综合指数为1.34，环境空气质量相对较好。
表5 各季度环境空气污染综合指数及年际变化
所属功能区
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
全年
交通稠密区
2.17
2.42
1.30
2.10
1.99
2.53
混合区
3.23
1.96
1.37
2.38
2.24
1.70
全市平均
2.70
2.19
1.34
2.24
2.12
2.12
3、 污染负荷系数统计。由表6可以看出,四项污染物的平均污染负荷系数由大到小依次为二氧化硫41.9%、可吸入颗粒物30.2%、降尘16.2%、二氧化氮11.7%。污染负荷系数最大的是二氧化硫，是安康市环境空气中的主要污染因子，其次是可吸入颗粒物，污染负荷系数最小的是二氧化氮。由此说明，影响安康市环境空气质量的主要原因是煤烟型污染。
表6 空气污染负荷系数统计表
所属功能区
fso2
fn02
fpm10
f降尘
交通稠密区
31.7%
10.0%
37.2%
21.1%
混合区
52.2%
13.4%
23.2%
11.2%
全市平均
41.9%
11.7%
30.2%
16.2%
（二）、环境空气质量年际变化。根据表7和表8两年环境空气监测结果统计可知，与各项指标比较，除二氧化硫上升46.3%外，其它三项指标均有不同程度的下降。其中可吸入颗粒物下降27.6%、二氧化氮下降9.1%、自然降尘下降30.8%。
，全市空气自动常规监测结果表明：全市平均污染综合指数（2.12）与持平。其中交通稠密区污染综合指数（1.99）低于上年（2.53）；混合区污染综合指数（2.24）高于上年（1.70），详见图6。空气质量自动监测优良天数为354天，比上年增加53天，环境空气质量略有好转。空气中主要污染物二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物浓度年日均值分别为每立方米0.054、0.020、0.063毫克。污染物的污染指数与上半年比较，二氧化硫下降8.2%，二氧化氮下降7.4%，可吸入颗粒物下降28.4 %。三项污染物浓度均未超过国家二级标准（0.06、0.08、0.10）。全市城市空气污染仍属二氧化硫和可吸入颗粒物为主要污染物的煤烟型污染。
表7 年与年环境空气监测结果比较
所属功能区
二氧化硫
二氧化氮
可吸入颗粒物
年均值（mg/m3）
年均值（mg/m3）
年均值（mg/m3）
交通稠密区（自动）
0.038
0.033
0.016
0.030
0.074
0.099
混合区（自动）
0.070
0.025
0.024
0.013
0.052
0.076
江南（手工对照点）
0.036
0.022
0.017
0.011
0.055
0.069
全市平均
0.054
0.029
0.020
0.022
0.063
0.087
表8 年与年环境空气自然降尘监测结果比较
所属功能区
交通稠密区（手工）（吨/平方公里·月）
混合区（手工）
（吨/平方公里·月）
香溪洞（手工对照点）（吨/平方公里·月）
全市平均
（吨/平方公里·月）
7.51
4.48
5.02
6.00
10.99
6.35
5.40
8.67
四、大气环境污染防治对策
本年度影响我市环境空气质量的主要污染因子是二氧化硫、可吸入颗粒物、降尘。产生原因除主要来源于燃煤和工业粉尘，其次来源于地面灰尘和沙尘、扬沙污染。由于地面原因，加之冬、春季干燥少雨天气，特别是近年来房地产业的兴起，各小区、城区道路等相继破土动工，使很多机动车辆带土进城，还有环卫工人使用传统的扫地工具，致使二次扬尘尤为突出。为此建议：
1、加快城市基础设施建设，使用电、天然气等清洁能源替代。天然气是一种清洁、高效、方便的能源，大力发展天然气供应是城市现代化建设的重要组成部分，对发展生产、方便人民生活、节约能源、改善环境具有重要作用。因此，加快建设安康中心城市天然气供应工程，将会给安康市带来良好的环境效益、社会效益和经济效益。不仅代替和改变了安康市城区居民和第三饮食服务行业以煤为主的燃煤结构和燃煤方式，更重要的是减少了安康市城区燃煤量，从源头上减少了燃煤废气中二氧化硫、烟尘的排放量，对于提高安康中心城市环境空气质量起到积极作用。
2、做好推广使用清洁能源（例如天然气、甲醇或乙醇）的宣传工作，以进一步减少汽车尾气的污染。
3、合理规划，优化环境功能分区，实行集中供热，有利于改善大气环境质量。围绕污染物排放总量控制，加强污染源结构、工程、管理三项减排措施，有利于降低大气污染物排放量。
4、环卫部门除尽量利用夜间清扫街道外，还应定时增加每天向市区主要交通干道、街道的洒水次数；更新传统的扫地工具；推广使用袋装垃圾；在市区主要街道及公共场所设立垃圾箱，并分类进行回收；公安、交警部门应在市区内控制机动车车流量，以减少二次扬尘的产生。
5、大力进行植树造林，严禁滥砍乱伐，增加植被覆盖率，减少水土流失，从而避免和减轻沙尘和扬沙天气带来的危害。
（6）加强对市区的绿化工作，提高市区绿色覆盖面积。大力宣传环境保护知识，不断提高每个公民的环保意识，把市委市政府提出营造“绿色安康”的战略部署真正落实到实处。
五、结论
1、安康中心城市环境空气污染负荷系数由大到小依次为二氧化硫41.9%、可吸入颗粒物30.2%、降尘16.2%、二氧化氮11.7%。安康市环境空气污染整体表现为煤烟型污染，污染负荷系数最大的是二氧化硫，是本市环境空气中的主要污染因子，其次是可吸入颗粒物和降尘，污染负荷系数最小的是二氧化氮。
2、不同区域环境空气污染表现为江南大于江北。
3、各季度环境空气污染变化规律是第一季度最重，第二、第四季度次之，第三季度最轻。
4、，环境空气污染综合指数与持平。空气质量自动监测优良天数为354天，比上年增加53天，环境空气质量略有好转。
5、使用电、天然气等清洁能源是改善安康中心城市环境空气质量的有效途径之一。围绕污染物排放总量控制，加强污染源结构、工程、管理三项减排措施，有利于改善大气环境质量。
参考文献：
1空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法.第四版.北京：中国环境科学出版社，.9
2国家环境保护总局.环境空气质量标准(gb3095-1996).北京：中国环境科学出版社，1996
3国家环境保护总局.关于.环境空气质量标准(gb3095-1996)修改单的通知.环发1号，.01
4国家环境保护总局.环境空气质量自动监测技术规范.hj/t193-
关键词：空气质量；空气污染物排放量；经济增长；环境库兹涅茨曲线
中图分类号：F129.9 文献标识码：A 文章编号：1003-3890（2014）05-0026-06
一、引言
2014年2月，中国大部分城市（特别是经济发达地区的城市）因高浓度PM2.5引发人群急性死亡率、呼吸系统疾病和心血管疾病死亡率大大升高，越来越多的人开始关注和研究影响空气质量的因素。其中有人提出，环境恶化是中国在经济发展过程中只一味追求GDP增长造成的。那么经济发展真的会影响空气质量吗？Grossman和Krueger（1991）[1]在对贸易、经济与环境的相关关系进行研究时针对二氧化硫的排放基于库兹涅茨曲线首次提出来“环境库兹涅茨曲线”（简称EKC）假说。EKC假说认为，经济增长与一些环境质量指标之间的关系不是单纯的负相关和正相关，而是呈倒“U”形曲线的关系，即环境质量随着经济增长先恶化后改善。
对EKC曲线的探讨，20世纪90年代国外主要是利用面板数据进行国别研究，对某种污染物排放浓度或人均排放量与人均收入（人均GDP）数据来做统计分析，其中以二氧化硫研究最多。Grossman和Krueger（1995）[2]运用模型y=a+bx+cx2对42个国家1977―1988年的历史和截面数据进行研究，Panayotou（1997）[3]采用30个发达国1982―1994的历史数据分析空气中的二氧化硫。这两个研究表明，主要的大污染物指标与收入之间存在倒U形关系。Dinda（2004）[4]将环境指标扩展为空气中污染物、水中污染物、重金属含量，采用模型y=a+bx+cx2+zit（zit为外部影响因素）研究发现，质量和环境的关系符合倒U形曲线关系。
对此进行实证研究的外国学者还有List和Gallet（1999）[5]等。但是他们的结论大多相似，都得出倒U形曲线关系确实存在的结论。但是仍有部分学者的实证分析并不支持EKC假说。Shafik和Bandyopadhyay（1992）[6]对149个国家和地区的10个指标与人均GDP关系进行研究却发现污染物指标和人均GDP并不全都呈现倒U形曲线关系。Martinez-Zarzoso和Bengochea-Morancho（2004）[7]根据22个OECD国家1975―1998年二氧化碳排放量数据，发现lny=a+blnx+c（lnx）2+d（lnx）3，对数三次方程模型的拟合度更好，环境质量与经济增长的关系为N形曲线关系。Galeotti和Lanza（2005）[8]在对100个国家仅25年二氧化硫浓度和人均GDP关系进行研究时，采用了y=a+bx+cx2+dx3和对数三次lny=a+blnx+c（lnx）2+d（lnx）3，虽然结论也并不均为倒U形关系，但是模型却做了一定的改进。
通过分析上述学者的研究，发现大部分符合倒U型曲线关系实证研究的数据来源往往是发达国家或地区，而发展中国家或地区并不符合，它们大多呈递增型或者N型。
因此，目前国内学者研究方向主要是针对我国的实际情况进行研究。根据研究对象不同，主要分为两类：
第一类是以国内单个省或市的经济发展水平和环境质量为研究对象。
吴玉萍等（2002）[9]以北京市1985―1999年经济与环境为研究对象建立计量模型，研究结果表明：各环境指标与人均GDP演替轨迹呈现显著的环境库兹涅茨曲线特征，但比发达国家较早实现了其环境库兹涅茨曲线转折点，且到达转折点的时间跨度小于发达国家。这表明，北京市已经进入经济与环境协调发展的后期阶段。陈华文和刘康兵（2004）[10]以上海市1990―2001年的经济与环境为研究对象，实证研究结果表明：对于多数指标而言，环境库兹涅茨曲线假说成立，并且不同的环境质量指标对应于不同的转折点。因此他们认为，从总体上讲，经济增长最终将会改善环境质量，但是需要政府通过政策来协助实现。张军（2013）[11]以河南省2000―2010年各种时间序列的环境质量、经济数据进行试算，实证结果表明：河南省的经济与环境质量的关系不符合库茨涅兹曲线，曲线呈现N型。
第二类是以多个省份和城市的经济发展水平和环境质量为研究对象。
张成等（2011）[12]对中国31个省份1991―2008年的SO2排放量和人均GDP进行整体和分组检验，结果表明：全国人均SO2排放量和人均GDP之间符合倒“U”型关系，拐点为6 639元。当时北京、上海和天津的人均GDP超过了拐点，实现了“双赢”，而剩余的28个省份的人均GDP则尚未达到这一理论拐点。高静和黄繁华（2011）[13]利用中国30个省、市、自治区1995―2009年的人均CO2排放量和人均实际GDP的面板数据检验EKC曲线，研究表明：东部地区存在倒U型的EKC，西部地区存在正U的EKC，中部地区不存在EKC。王西琴等（2013）[14]在东中西部分别选择两个典型城市共6个城市，用这些城市1994―2009年的三种污染物（工业COD排放量、工业SO2排放量、工业固体废弃物）的标准化均值表征综合环境污染水平，人均GDP标准化值表征经济发展水平，对各城市的EKC曲线验证并且分析当前所处的阶段。结果表明：东部地区的两个城市已进入倒“U”型EKC曲线下降阶段；中部地区两个城市处于倒“U”型EKC曲线上升阶段的后期；西部地区两个城市处于倒“U”型EKC曲线的上升阶段。
目前，评价环境与经济协调发展的方法主要有主成分分析法、层次分析法、模糊数学法和系统动力学模型等。由于“环境库兹涅茨曲线”能够更好地反映经济是否对环境造成影响以及造成什么样的影响，本文将基于EKC曲线分析法，采用我国31个省会城市和直辖市2003―2012年的面板数据，对经济发展是否对环境质量（主要是空气质量）产生影响进行验证。
本文贡献在于：第一，试图通过建立基于面板数据分析的EKC模型来量化经济增长与空气质量的关系，研究对象是全国31个省会城市、直辖市2003―2012年的空气质量和经济发展水平。研究对象涉及我国各个省，地域面积广，克服了研究单一城市的局限性。第二，采用最近十年的数据，可以为读者提供最新的经济发展水平和空气质量信息，具有一定的前瞻性，而且十年的数据可以克服单一年限的偶然性。第三，本文在建立EKC模型量化经济增长与空气质量关系时，并非只是单纯的做空气质量与经济增长之间的计量模型，而是首先研究空气质量与工业排放物等直接影响因素之间的关系，然后在此基础上引入了个体固定效应，排除了不随时间变动的一些不可观测的因素对空气质量的影响。在直接因素和不随时间变化的不可测因素都确定的情况下，做空气质量与经济增长之间的计量模型能更好地反映经济发展水平对空气质量的影响。
二、理论模型
（一）基本模型：环境库兹涅茨曲线
环境库兹涅茨曲线（EKC）是由Grossman和Krueger[1]在1991年参照经济学中的库兹涅茨曲线研究北美自由贸易协定的环境影响时首次提出的。List和Gallet[5]于1999年在其研究中提出理论模型，通过数学公式，将经济发展等因素与环境质量联系起来，以期发现经济发展对环境质量的影响力。
其理论公式如式（1）所示：
Pjit=■xi=？茁jkiXjkit+？兹jiT+？着jit
其中，Pjit代表国家i在时间t内污染物j（j=SO2，NO2）的人均排放量；Xjkit代表国家i在时间t内外生参数K的矢量，当K=3时，方程为二次方，当K=4时，方程为三次方（Xjkit=1代表常数项）；T代表时间；？着是误差项。
本文试图通过建立基于面板数据分析的EKC模型来量化经济增长与空气质量的关系。建立引入经济发展变量后的EKC模型为：
dayit=Xit？茁+？酌ln（gdp）it+？着it（2）
式（2）中，表示对数形式；day表示一年中达到二级质量天数；向量X是影响空气质量的直接因素，包含3个变量，即二氧化氮（NO2）排放量、二氧化硫（SO2）排放量以及可吸入颗粒物（PM10）含量；GDP是各城市人均实际GDP；？着为随机扰动项，下标i和t表示第i个城市第t年的数据。
（二）变量选择
本文选择1999―2012年每年“空气质量级别二级和好于二级的天数”作为被解释变量，以反映各城市每年的空气质量状况。二氧化氮（NO2）排放量、二氧化硫（SO2）排放量、可吸入颗粒物（PM10）以及人均实际GDP作为解释变量。由于北京市城区的统计数据不全，严重残缺，因此普遍采用整个北京市的统计数据（包括郊区）。基于上述模型，本文设定因变量为一年中达到二级质量天数（day），自变量的选取与设定如下：
1. 人均实际GDP。人均GDP较地区生产总值更能体现该地区经济所处的发展阶段，而不同的经济发展阶段往往体现着不同的能源消费强度和对环境保护的意识程度。空气质量可能会因为人类的经济活动而恶化，也可能会因生产技术的提高、环保投入的加大而改善。另外，由于我国目前大多数城市的发展主要是以第二产业为主的经济增长，因此人均GDP也可以反映各城市第二产业的比重，从而反映对环境的影响程度。而人均实际GDP是在人均GDP的基础上剔除了通货膨胀的因素，使不同年份下的人均GDP具有可比性。本文选择的是以2003年的物价水平作为基期。
2. 空气污染指标。在研究影响空气质量因素时，李玉敏等（2011）[15]认为主要的因素可能包括经济整体增长、机动车保有量、第二产业产值占总产值的比重、绿色植被覆盖率、能源结构和人口总量。本文认为，二氧化氮排放量、二氧化硫排放量以及可吸入颗粒物均是机动车保有量、第二产业产值占总产值的比重、绿色植被覆盖率和能源结构的直接结果，因此直接由二氧化氮排放量、二氧化硫排放量以及空气中可吸入颗粒物含量作为影响空气质量的自变量更加直接和便利。虽然我国目前采取的是空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）AQI来描述空气质量，然而由于PM2.5指标是近两年才开始统计，因此缺乏相关数据。我们采取计入空气污染指数（Air pollution Index，简称API）API的三项指标来反映空气的质量。这三项指标分别是二氧化硫排放量、氮氧化物排放量和粒径小于10微米的悬浮颗粒物含量。
三、计量模型和分析
（一）模型
根据上面的理论模型，我们把计量模型设定如下：
dayit=Xit？茁+？酌ln（gdp）it+？着it（3）
其中，day为一年中达到二级质量天数，它是反映空气质量的变量。向量X包含3个变量，即二氧化氮（NO2）排放量、二氧化硫（SO2）排放量以及可吸入颗粒物含量（PM10）。向量X的各变量反映了影响空气质量的工业排污因素，这些因素是影响空气质量的直接原因。除了这些因素外，肯定还有其他因素影响空气质量。我们重点考察影响空气质量的经济因素，这个因素我们用ln（gdp）来反映，它是各城市人均实际GDP的自然对数。人均实际GDP反映了城市的人民生活水平，同时也反映了该城市的经济发展水平。我们把X所含变量作为控制变量。我们要重点考察的是，较高的经济发展水平（用ln（gdp）表示）会导致较低的还是较高的空气质量（用day表示）。
（二）数据
本文所选取的研究对象包括中国31个省会城市、直辖市，研究区间选取2003―2012年。以人均实际GDP（单位：元）表示经济发展水平，采用2003年不变价格，数据来源于历年《中国统计年鉴》、各省统计年鉴、中国区域经济统计年鉴和中国城市统计年鉴。以空气质量达到及好于二级的天数（单位：天）表示空气质量，数据来源于历年《中国统计年鉴》。空气中二氧化氮的含量（单位：ug/m3）、二氧化硫的含量（单位：ug/m3）、可吸入颗粒物的含量（单位：ug/m3）为三个控制变量，数据来源于历年《中国统计年鉴》和国家统计局网站。
另外，关于缺值数据处理的特别说明。本文涉及的数据个别年份数值是缺失的，因此采用了以下两种方式对其进行填补。一是采用插值法对缺失值处于前后年份数值已知中间的情况进行了填补。二是采用平均速率法对缺失值处于已经年份数值前后的情况进行了填补。第二种方式是通过已知中间几年的数值计算出该地区的平均增长率，然后预测出后几年数值和推出前几年的数值。我们在表1和表2中分别列出各变量的描述统计量和各变量间的相关系数矩阵。从表2可以看出，ln（gdp）和day之间存在显著的正向相关关系。
（三）计量分析
我们在表3列出计量模型的回归和检验结果。
在表3的第（1）列和第（2）列中，我们对影响二级天数的控制变量进行回归，考察各种工业排放物对空气质量的影响。列（1）使用OLS方法，而在列（2）中，我们加入了反映各个城市个体固定效应的30个虚拟变量。可以看出，在列（1）和列（2）中，二样化氮、二氧化硫和可吸入颗粒物这三个变量的系数均在1%的水平统计显著，且符号为负。这两列的结果没有实质差别，但列（2）调整后的R2比列（1）高0.13，说明固定效应模型比OLS模型的解释力高大约13%。这说明各种工业排放物对城市的空气质量有显著的负向影响。并且，我们注意到列（1）调整后的R2达到了0.768，说明各种工业排放物的变动对各城市二级良天数的变动有很强的解释力，这个解释力达到了76.8%，而不随时间变动的一些不可观测的因素则可以解释各城市环境质量变动的13%。当然，这并不是我们主要关心的问题，我们关心的是除了这些因素以外的其他因素，包括经济发展对城市空气质量的影响，这种影响体现在误差项中。
在考察主要控制变量对空气质量的影响后，我们重点考察经济发展水平对空气质量的影响。我们在列（3）和列（4）中加入变量人均GDP的对数（ln（gdp）），列（3）为普通OLS，列（4）考虑了个体固定效应。结果显示，无论是OLS模型，还是个体固定效应模型，ln（gdp）的系数均在1%的水平统计显著，并且符号均为正。这说明城市的经济发展水平对环境质量有显著的正向影响。较高经济发展水平一般意味着较好的空气质量。另外，注意到列（3）和列（4）调整的R2分别为0.775和0.904。列（3）调整的R2只比列（1）高0.007，而列（4）调整的R2只比列（2）高0.009。这种提高几乎可以忽略不计，说明经济发展水平并不是空气质量变动的主要原因，它对空气质量变动的解释力还不到1%。
鉴于经济理论认为，经济增长与环境质量的轨迹可以用倒U型的EKC曲线表示，初期的经济增长会带来环境质量的恶化，到达一定程度后经济增长将带来环境质量的改善，即EKC曲线上存在一个拐点，拐点之前人均实际GDP上升导致环境质量恶化，到达拐点时，环境质量最差，之后随着人均实际GDP的上升而有所改善，其实质是经济增长短期内能带来环境的恶化，长期带来的是环境的改善。
我们在列（5）和列（6）中引入人均GDP对数的平方（[ln（gdp）]2）。同样，列（5）使用OLS模型，而列（6）使用个体固定效应模型。结果显示，[ln（gdp）]2的系数同样在1%的水平显著为正。另外，与列（3）和列（4）相比，列（5）和列（6）调整的R2没有任何变动。这表明，要说明经济发展水平对空气质量的影响，使用人均实际GDP对数的线性形式和平方形式没有本质差别。
考虑到ln（gdp）有可能存在的内生性，我们在列（7）和列（8）中分别使用OLS和固定效应模型的工具变量法进行估计，作为列（3）到列（6）估计结果的稳健性检验。结果显示，ln（gdp）仍然显著为正，调整的R2也没有发生显著的变化。这说明我们上面的分析是稳健的。
为了更直观地说明上面分析中ln（gdp）对day的影响，我们用散点图进行说明。我们首先对以下模型进行估计：
dayit=Xit？茁+？着it（4）
我们可以得到上述模型day的拟合值，我们把它定义为“正常二级质量天数”，它反映了受各种工业排放物的影响应该达到的二级质量天数，记为norm_day。那么，实际的二级质量天数（day）与正常二级质量天数（norm_day）的偏离，反映了工业排放物以外的其他因素包括经济发展水平对空气质量的影响。我们把这种偏离定义为异常的二级质量天数，用extra_day来表示，显然它可以用上述模型的残差来表示：
Extra_dayit=dayit-normdayit（5）
显然，extra_day反映了二级质量天数不能由工业排放物解释的部分。在图1中，我们画出了各城市人均实际GDP的对数与异常的二级质量天数（extra_day）之间的散点图，并用二次曲线进行拟合。可以看出，31个省会城市、直辖市中，大多数城市的异常二级质量天数为正，这说明以我国各城市排放的工业污染来看，大多数城市的环境水平并不算差。而且经济发展水平较高的城市往往意味着二级质量天数越多。但城市的经济发展水平对其空气质量水平的影响并不是决定性的，这从较为平缓的拟合线可以看出。
四、结论和政策建议
本文以中国31个省会城市、直辖市2003―2012年的空气质量和经济发展水平为例，研究了经济发展水平对空气质量的影响。研究发现：空气中二氧化氮的含量、二氧化硫的含量以及可吸入颗粒物的含量对空气质量变动的解释力超过了75%，不随时间变动的一些不可观测的因素可以解释各城市空气质量变动的13%，而经济发展水平并不是空气质量变动的主要原因，它对空气质量变动的解释力还不到1%。虽然经济发展水平并不是空气质量变动的主要原因，但它们依旧存在正相关的关系，即经济发展水平较高的城市往往意味着二级质量天数的增多，但城市的经济发展水平对其空气质量水平的影响并不是决定性的。
由人均实际GDP对数和异常二级质量天数的拟合曲线可以看出：我国省会城市、直辖市的空气质量与经济发展的拟合曲线是正U型曲线最低点的右边，但是斜率较小，即2003―2012年，我国省会城市、直辖市随着经济的发展，空气质量得到一定程度的改善，但是改善程度有限。根据前人经验，环境库兹涅茨曲线是一条倒U形的曲线，即初期的经济增长会带来环境质量的恶化，到达一定程度后经济增长将带来环境质量的改善。我国省会城市、直辖市的曲线拟合只存在拐点后面的部分，即经济增长带来环境质量的改善，并没有经济增长带来环境的恶化部分。分析其原因：（1）本文的样本点取自2003―2012年，与前人研究相比，时间上具有一定的滞后性。在此时间段内，政府和群众都已经认识到了保护环境的重要性，不能以牺牲环境为代价发展经济。（2）本文的研究对象是中国31个省会城市、直辖市，而不是整个经济体，空间上具有一定的独立性。这些城市是我国较发达的城市，政府比较重视环境保护，并采取了相关的措施保护环境。然而在我国很多中小城市，政府和居民对环境的保护意识并不强。在相对独立的空间里，各个省会城市相互的影响程度并不明显。（3）居民对环境的保护意识在实际行为上的反应仍然较弱，各个地区对环境保护的宣传工作作用不明显。
空气质量恶化是全民性问题，关乎全国人民的身体健康。从上面的结论可以看出，在我国注意环境保护后，环境污染程度有一定的改善，但是改善程度仍然不明显，所以，我们若想彻底解决空气污染问题，还需要做得更多。
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Does the Cities' Economic Growth Affect Air Quality
――An Empirical Analysis Based on 31Cities in China
Chi Jianyu1， Zhang Yang2， Yan Siyu1
（1.School of Economics and Management， Communication University of China， Beijing 100024， China；
2.School of Science， Communication University of China， Beijing 100024， China）
[关键词] 空调通风系统 室内空气质量 影响 对策
室内空气指标包含有空气中的含氧量、CO2和CO的浓度、粉尘和飘浮微生物的含量、空气中的离子数和有机挥发物(VOC)等。商场内空气质量通常取决于空气中的含尘量、含菌量及各种有害气体的浓度高低。大型超市、大卖场等商场是人们购物的重要场所，商场空气质量的优劣关系到顾客和员工的健康。由于商场大多处于城市的闹市区，商场内的人流量大，各种商品集中存放等特点，商场内空气质量很大程度上依赖于商场通风空调系统。
一、商场空调通风系统的主要作用及特点
商场空调通风系统主要通过不断地送入足够的新鲜空气，稀释并排出有害的污染物，降低室内CO2和其他污染物的体积分数，解决商场内空气窒息和污浊问题，从而改变室内空气质量。另一方面，新风量的大小决定空调系统的能源消耗，空调系统一般都采用利用回风节能方式，由于回风的不断循环，室内污染气体浓度会增大，因此，合理利用新风对于保持室内空气质量和节约能源有很好的作用。
二、空调通风系统对商场空气质量的影响
影响商场内空气质量的因素很多，有关研究表明，空调通风系统对商场空气质量有着重要的影响。主要表现在以下几个方面：
1.新风量不足。系统设计及安装过程中，为了达到节能和减少投资目的，空调通风系统负荷的设计参数过于保守，设备容量选择不适当,不能保证必要的新风量，室内空气质量难以保证。
2.新风、回风净化不当。由于新风和回风过滤处理达不到要求，污染了空调系统中的其他部件，无法净化回风中的有害气体及异味，造成潜在的疾病源和异味源，最终污染室内空气。
3.新风送入方式不当。空调系统气流组织不好，新风分布不均匀，新风与回风混合或先送入室内污染区，极大地降低了“新鲜度”，甚至造成室内空气的二次污染。
4.凝水排放不畅。由于凝水管坡度不够，或有很大的存水弯，抑或被灰尘堵塞，积水在系统停用期间为细菌滋生提供良好的温湿度环境。
5.运行维护管理不当。由于运行管理中没有进行定期的清洗和更换过滤器，送风竹道、空气处理机组等污染严重，可能使系统阻力过大，造成新风量和总送风量大幅度下降，导致室内空气污染。
二、改进措施
根据商场通风空调系统的特点，建议从以下几个方面采取措施，最大限度发挥通风空调系统的功效，确保商场室内空气质量。
1.保证必要的新风量。根据商场人流量合理计算新风的需求量，同时考虑排除室内设备、建筑装饰材料及存放的商品等散发污染物所需的新风量。我国《采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19－87)》规定的商场最小新风量是8.0m3/（h.人)。
2.提高空调系统新风和回风的净化级别。由于我国大气粉尘浓度远高于发达国家，仅靠规定的最小新风量进行稀释是难以见效的，必须同时采取有效的空气过滤处理。由于空气中的细菌依附于尘粒上，含尘量愈高，含菌量也高，有效过滤掉空气中的灰尘，就能滤掉空气中的大部分浮游菌，从而大大降低疾病传播的几率。为了保证室内空气品质，商场空调中的空气处理必须设粗效、中效两级过滤,必要时还可使用亚高效级过滤。研究表明，有效过滤的概念是指空气过滤器对3nm粒子的过滤效率不能小于60%。此外，为了消除各种异味及某些商品建筑装饰散发的VOC，也可考虑在空调回风管道上安装活性炭过滤器。
3.优化新风送入方式。建议采用独立的新风处理及送入系统，缩短新风进入室内的路径，既可保证新风的净化要求，避免与回风或污染气流混合而降低“新鲜度”，又可保证空调系统停用期间的必要新风量。设计时，还应注意新风取风口的位置不要靠近污染物的排放口，并远离喷淋式冷却塔，国外研究已证明这类冷却塔是军团菌最易滋生与传播的工具。
4.改善室内气流组织。采用置换式通风方式向房间的下部低速送人空气，新鲜空气首先到达人员呼吸区，然后携带污染物从上部排出，具有很好的通风效率。
5.控制室内湿度，减少室内污染物的发生。研究表明，空气相对湿度超过60%非常有利于细菌等微生物的繁殖，为了尽可能减少微生物的污染，须把室内空气相对湿度控制在60%以下。同时，对商场不同类型商品科学存放和管理，减少不同商品对室内空气污染。
6.改善通风空调系统的运行管理。研究表明，由于未及时清洗过滤器，送风量远远小于设计风量，过滤器经清洗后，送风量增加了一倍。因此，制定较为严格、详细的运行管理规则，定期清洁系统设备，及时清洗或更换过滤器，加强商场空调的运行管理对于保证商场室内空气质量具有十分重要意义的意义。
参考文献:
[1]刘忠华等:商场室内空气品质的研究[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版), 2004,(3):361～364
关键词：室内空气；监测技术；环境
中图分类号：Q949.2
文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0059-02
1 引言
随着我国经济社会的高度发展，人们对保护环境和自身健康的意识逐渐加强，迫使人们对于经济发展过程中出现的环境问题提出了更高的要求，特别是针对室内空气环境污染，因为目前人们大部分的时间都是在室内活动，所以室内空气环境的优劣直接影响着人们的身体健康。然而室内环境污染作为当今的重要课题之一，已经超越了“煤烟污染”和“光化学烟雾污染”，越来越被人们所重视。所谓室内环境，不再是简单的指家居住宅，还应包括工作和学习等相对封闭的各种场所。当前急需研究出科学、有效、适合的方法开展室内环境空气污染的监测，以确保室内空气环境监测数据真实和有效，为最大程度的减少室内空气污染对人体健康的危害提供监测数据支持。
2 室内空气质量监测
室内环境空气质量监测是一个新领域，“室内空气质量”的概念最早是由欧美发达国家在1960～1969年之间提出的，我国制定的空气质量污染标准是借鉴了欧美国家标准的基层上建立的，“室内空气污染”是指在封闭空间内的空气中存在对人体健康有危害的物质并且浓度已经超过国家标准达到可以伤害到人的健康程度，我们把此类现象总称为室内空气污染。
3 发展历程
3.1 国外发展历程
美国、加拿大、德国、意大利、澳大利亚和日本等发达国家分别制定了本国的室内环境质量标准，对室内环境空气质量监测开展相应的质量控制研究。美国的各室内环境空气质量检测机构一般引用美国环保署引有已有的环境空气监测分析方法和采样方法，或制定适用于室内空气质量监测的分析方法，或制定适用于测定室内特定污染物的监测技术导则，如美国新泽西州环保局颁布的《室内空气中VOC采样及分析规范》、威斯康新州公众健康局颁布的《化学蒸汽入侵下居室室内空气》、克罗拉多州公众健康与环境有害材料管理局颁布的《室内空气样品分析导则》等[1～8]，但未检索到国外综合性的室内空气质量监测技术规范。
3.2 国内发展历程
近年来，我国卫生、环保、建筑等各部门陆续出台了一系列有关室内环境空气污染控制和室内空气质量监测标准或规定，其中包括《居室空气中甲醛的卫生标准》（GB/T 16127-1995）、《室内空气质量卫生规范》（卫生部文件卫法监发[2001]255号）、《住房内氡浓度控制标准》（GB/T 16146-1995）、《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB 50325-2001）等。《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）的出台，为全面准确的评价室内空气质量提供了技术支撑，对控制污染、提高居民室内空气质量、保护人体健康具有重要的意义。
4 存在的问题
据欧美环境专家研究发现，目前室内空气中存在许多挥发性有机物，其中具有致癌性的就有20多种，病毒类200多种。对人类身体健康危害较大的物质主要为：氡、氨、苯、酯、甲醛和三氯乙烯等。造成这些物质侵害人体健康情况的原因是多方面的：①人们对居住环境的室内空气环境污染带来的危害不够重视；②相关法律法规的不健全；③缺少相关部门对具有检测室内空气环境资格的企业开展有效监督；④民用和工业等装饰、装修材料不符合相关环保标准的要求，这都是造成目前居民室内空气质量污染情况加剧的主要原因。
5 对策
5.1 建立环保执法队伍，加强对相关企业室内检测的管理
随着室内装修行业的迅猛发展，相关环境检测企业应运而生，在装修工程验收、室内空气环境治理、室内空气环境污染检测等领域开展盈利性活动，由于室内空气环境检测行业是一个新兴行业，所有检测公司出具的检测结果需要环保部门开展日常的监管。所以，建立环保部门执法队伍，可以及时发现不法企业违法行为，促进室内空气环境检测行业良性发展。
5.2 扩大对室内空气环境污染的宣传，加强人们提高对室内空气环境污染的认识
要改善室内空气环境污染，人们应对室内空气环境污染问题重视起来。首先应加强环境保护的宣传，利用电视、纸媒、网络媒体等多种方式，就如何预防和应对室内空气环境污染，以及如何对室内空气污染进行有效的治理开展宣传，以增强人们的环保和健康意识。同时，应邀请卫生和环保等领域的专家走进社区，给人们讲授环保和健康等相关知识，提高人们的环保和健康意识。
5.3 完善相关的法律法规，保障执法人员有法可依
随着时间的推移，现有的室内空气环境污染的相关法律法规已经不能符合当前形式下复杂多变的室内空气环境污染，应尽快修改或完善相关法律法规的制度建设，让环保执法人员在监测和监管过程中有法可依，有法必依，违法必究。
5.4 建立室内空气环境检测监督中心，以促进室内空气环境检测企业的良性发展
目前，市场上存在大量的室内空气环境检测公司，其中不少检测公司为了追求利益最大化，违背国家检测标准，暗自收取委托公司的大量金钱，为不达标的委托公司开绿灯，直接影响室内空气环境检测结果，侵害消费者权益。因此，需要建立室内空气环境检测监督中心，对于相关企业在检测过程中出现的违法问题进行依法查处，促进室内空气环境检测行业市场的良性发展。
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