发布时间：2023-12-20 10:49:22
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篇的大气环境规划样本，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】 大气环境容量 研究 环境管理 意义
在我国经济高速发展的同时，大气环境污染问题也日益突出。如何对区域大气污染进行有效控制和治理，改善区域大气环境质量，是目前迫切需要解决的问题。针对这个问题，我国先后实施了大气污染物达标排放、排污许可证制度等控制手段，把环境管理工作由浓度控制向总量控制推进。为保证大气污染物总量控制制度的有效实施，科学准确地掌握区域的大气环境容量并显得尤为重要。科学测算出区域大气环境容量，也为政府制定大气污染控制决策、环境规划、区域产业布局等环境管理工作科学化提供重要依据，并实现区域社会经济效益和环境效益的统一。
1 大气环境容量的概念
大气环境容量一般有两种不同的定义[1]：一种是指某一环境区域内对人类活动造成影响的最大环境容纳量，若污染物排放量超过环境容量，这一环境的生态平衡和正常功能就会遭到破坏，称为该地区大气环境的“极限容量”。第二种是在某一地区，为达到一定的环境目标所允许的最大污染物排放量，称为该地区大气环境的“允许容量”。在现实的大气环境管理和污染控制过程中，具有指导意义的是大气环境的“允许容量”。
大气环境是一个变量，包括两个组成部分[2]：基本环境容量（差值环境容量）和变动环境容量（同化环境容量）。前者可以通过拟定的环境容量减去环境的本底值求得，后者是指该环境单元的自净能力，因此在不同的地区有不同的大气环境容量。
2 大气环境容量的研究方法
大气环境容量是一个取决于自然要素、污染物性质和浓度、气象参数、环境本底、环境质量目标以及经济技术条件的变量，通常而言污染物在大气中的净化量是较小的，因此污染物在大气的浓度主要取决于大气的扩散稀释过程。国内对大气环境容量的研究方法主要以下几种。
2.1 A值法
A值法是国家标准《制定大气污染物排放标准的技术方法》（GB/T3840-91）提出的总量控制区排放总量限制计算公式，根据计算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情况，确定出该区域可容许的排放量[3]。
2.2 A-P值法
A-P值法是基于箱模式的A值法计算出控制区的大气环境容量（某种污染物的允许排放总量）[4]。然后利用P值法，在区域内所有污染源的排污量之和不超过上述容量的约束条件条件下，确定出各个点源的允许排放量。即由控制区及各功能分区的面积大小给出控制区或总允许排放总量，再配合点源排放P值法对点源实行具体控制，求出各个点源的允许排放量。
2.3 多源模式法
多源模式是相对单个点源高斯模式而言的，也叫复合源模式[5]。多源模式法是通过多源模型模拟计算出各污染源按基础允许排放量排放时污染物的地面浓度分布，依据区域内污染物浓度控制标准和不同的超标率，采用一定方法对相关污染源的允许排放量重新分配整合，确定各污染源新的排放量，最后得出研究区域的环境容量值。
2.4 线性规划法
线性规划法是将污染源及其扩散过程与控制点联系起来，以控制点的浓度达标作为约束条件，通过线性优化方法确定排放源最大允许排放量或削减量的方法[6]。它基于运筹学的线性优化理论而建立，适合于解决环境容量资源最大化问题。
3 大气环境容量在环境管理中的意义
3.1 大气环境容量是总量控制的前提
实施大气污染物总量控制是一项复杂的系统工程，所涉及的内容十分广泛。其核心内容是如何确定区域大气环境容量和如何制订区域大气污染综合治理方案，总量控制管理都是围绕这两个核心[7]。在实施过程中，从环境质量要求出发，在充分考虑环境自净能力的基础上，运用大气环境容量理论和环境质量模型，计算环境允许的纳污量，并据此确定污染物的允许排放量，在此条件下才能科学制订区域大气污染综合治理方案，因此大气环境容量的确定是实施总量控制的前提。
3.2 大气环境容量的确定能有效提高环境管理科学化水平
我国正处于市场经济的发展过程之中，企业成为市场的主体，政府对企业的干预只能通过宏观调控来实现。容量总量控制正是一项宏观调控指标，政府部门可以通过分配排污总量并发放许可证，对企业的排污行为进行依法监督。因此科学计算出大气环境容量提出切实可行的容量总量控制方案，将使环保目标更加明确和更具有可操作性，同时对排污申报、排放许可证制度、环境影响评价、环境规划、环境监测也提出了更高层次的要求，大气环境容量的确定将有效提高环境管理科学化水平。
3.3 实施大气环境容量管理能实现环境效益和社会效益统一
为了达到经济与环境的协调发展，在保证环境质量满足规定标准的前提下，应尽可能最大限度地利用区域大气环境容量。由于环境容量与污染源的空间分布和排放方式密切相关。所以，可以通过技术经济可行性分析、优化分配污染负荷、调整污染源的空间布局，达到充分利用环境容量的目的。因此大气环境容量的确定和充分利用将促进区域生产力合理布局、产业结构调整与区域的可持续发展，实现环境效益和社会效益有机统一。
参考文献：
[1]李海晶.大气环境容量估算及总量控制方法的研究进展.四川环境，2007，26（1）：67-72.
[2]喻林超.四川阿坝州工业开发区泣川桃关工业小区大气环境容量及总量控制研究.西南交通大学.硕士学位论文，2008.
[3]曹磊.环境污染总量控制及其实施原则.甘肃环境研究与监测，1996，9（3）：15-18.
[4]范绍兴.大气污染物排放总量控制A-P值法及其应用.中国环境科学，1994，6：407-409.
[5]郑滢.龙湾区DMF大气环境承载力研究.浙江大学.硕士学位论文，2011.
摘要：本文结合GIS基本概念及应用优势，综合论述了GIS技术在大气环境动态监测、水资源环境监测等环境监测及数据处理、影响预测和综合评价、查询评价结果、专题地图生成等环境影响综合评价等环境保护方面的应用，GIS与环境科学的结合运用将充分发挥出巨大的发展潜力，地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的、动态的地理信息为地理研究和决策服务的分析、处理、挖掘海量地理数据的通用技术，是一种采集、存储、管理、查询检索、分析及显示和描述空间数据的计算机系统。
关键词：GIS；环境监测；环境影响综合评价；应用
中图分类号：X87 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0000-00
GIS是在计算机软、硬件支持下，实现对整个或部分地球表层（含大气层）空间相关数据及属性的采集、录入、储存、编辑、处理、分析、输出等，主要包括硬件、软件、数据和用户四部分，较一般的管理信息系统具有强大的空间数据管理系统、形象直观的应用界面、强大的空间分析能力等。随着生态环境的恶化，保护生态环境已成为全社会关注的问题，GIS与环境科学的结合运用有着巨大的发展潜力，将被广泛应用于环境管理、环境监测、环境影响评价、环境规划等领域，可快速、准确获取环境信息，完成空间信息分析和图形处理等，从空间和时间上分析出环境资源现状及变化趋势等。
1 GIS应用优势
①GIS的标准化包括支持GIS工作的数据结构、数据交换格式的统一标准化，提供GIS工作基础数据接口的标准化，建立开放地理信息系统的互操作标准，寻求网络地理信息 系统数据和空间数据处理服务的标准方法等。GIS以上述标准化为基础，既有利于地理数据的维护，又节省了大量时间和经费。
②与其他普通软件相比，GIS具有独特的空间和属性数据管理以及空间分析应用功能，而且这是任何普通软件无法替代的；GIS可将地理学发展史中现论、方法与计算机有机结合起来，充分发挥出其强大的空间、属性分析能力，这是传统手段方式无法比拟的；GIS在环境科学中彰显出定量、快速、易修改、易更新，并能动态、模拟分析地理数据等特点，这也是常规评价方法难以实现的。
③GIS数据根据同一空间坐标及不同领域可享数据和结果，数据通用性相对增强，实现各部门之间的形成支持整个项目的战略决策系统，完成数据的共享和自由交换，并通过WEBGIS及时成果。
2 GIS在环境科学中的应用
2.1 GIS环境监测
2.1.1 GIS大气环境动态监测
随着城市的扩展和人口的增多，机动车数量急剧增加，城市向着工业化方向发展，工业排放的大量有害物及机动车废气等使得城市空气遭受严重污染，改善大气质量，维护生态环境平衡是当前多国家和地区迫切需要解决的问题。人类赖以生存的大气环境具有空间尺度大，空气流动性强等特点，地面是自然环境中的空气不可逾越的固体边界。GIS技术适用于对大气环境动态监测和分析，利用地理信息系统技术和数据库管理技术收集并整理主要污染物、污染物扩散范围、周围地形及存在大气污染隐患的工厂企业及其位置信息等，建立地理信息数据库，然后通过GIS空间分析和数据显示获取污染物在大气环境中的浓度分布图，最终得出污染物的空间分布及超标情况。我国“七五”环保项目中“国家大气环境信息系统”就是充分利用了GIS技术实现对大气环境的监测和分析的。
2.1.2 GIS水资源环境监测
水是人类赖以生存和发展的重要物质条件之一。当前，由于水源污染趋于严重并存在复合型污染，造成大量水源不能饮用。近几年，GIS技术被用于水资源环境监测和管理中，其强大的空间信息管理和分析功能完全符合水资源环境空间信息量较大的特点，可实现科学有效的进行组织和管理水质监测数据及空间数据，有利于管理人员查询、编辑、修改各种空间信息；而且还可利用GIS空间分析及图表分析优势，分析空间和监测数据，并制作专题图表，为管理部门制定水污染治理方案提供出有效的信息支持。
2.2 GIS在环境影响综合评价
2.2.1 数据处理
环境影响综合评价工作涉及大量的工程项目规划数据、区域自然环境和社会经济环境数据及污染物排放数据和环境本底值等用于评价的基础数据，利用GIS技术开展该项工作，可将这些大量数据存入属性数据库，并绑定评价区域地理空间位置，有利于开展环境影响预测及评价时随时调用任一区域相关数据，并可根据设定值查询和检索数据。GIS对海量数据快速处理能力满足了对环境影响评价中大量数据分析、预测和评价的要求，并将评价结果经程序设计存入数据库中，再通过关系化数据库语言作出评价区域结果分级检索并生成专题图，准确、快速、灵活的处理数据，这种强大的技术支持促进了环境影响综合评价工作的数字化发展。
2.2.2 影响预测和综合评价
在进行环境综合分析及评价时，可充分利用GIS极强的管理空间数据及空间数据分析功能，将环境影响综合评价的原始数据、预测数据与地理区域空间位置数据相结合，获取不同方法分析及评价结果，然后将这些结果采用数据库、图形、图表等方式存储用于以后应用。同时，通过编制应用软件使GIS与各种综合评价方法集成，设计出专业环境影响综合评价应用软件有目的的进行各种评价结果的空间分析，从而使环境影响综合评价处理速度及空间表现力得到进一步提升，而且实现在评价区域地图上按照不同要求对所提供的预测分析结果进行显示或打印。
2.2.3 查询评价结果
应用GIS进行环境影响评价，可实现全面、快速的查询区域人口数据、地理位置数据、污染源排放数据、影响预测数据、评价结果数据等，并能在查询过程选择任一地点进行查询，也可进行利用综合污染等级、污染物浓度等条件查询，查询结果会迅速、准确的出现在区域电子地图上，并可对电子地图进行随意放大、缩小、移动、旋转等便捷操作，充分发挥GIS快捷准确的技术优势，有利于管理人员进行管理和决策。
2.2.4 生成专题地图
根据评价要求，GIS技术可对数据库中原始资料进行相关分析计算得出区域环境影响评价结果，然后把结果存入数据库。应用软件可任意调用数据库中相关数据，当绑定数据与区域地图，就可以运用条形图、饼型图、点密度图集填充区域图等一定的图形表示方式，在地图上自动生成评价结果专题图。评价人员根据需要随意选取专题地图生成方式，GIS系统就会自动生成相应的环境影响综合评价结果图。
3 GIS在其他环境科学领域中的应用
GIS技术可将数据及地图连接起来，建立拓扑关系，进行空间分析、查询及各类专题图的制作等，直观、形象的显示环境质量和污染状况，并可选择各种评价方法进行单要素评价和区域综合评价，实现评价因子分析、计算和评价成果的自动输出，完成GIS项目环境影响评价、区域环境影响评价及累积环境影响评价等环境影响评价应用，降低人工劳动强度，提高评价工作进程。而且，还可利用GIS空间分析技术与基础数据和空间图形库结合，对环境数据收集管理、环境质量评价预测及污染控制规划等方面进行相应处理，更加快速、直观、时效的放映环境规划决策过程，充分发挥GIS在环境规划中的及时更新数据、实时查询地理空间信息和属性数据以及可宏观把握、微观分析的功能优势。
参考文献
[1] 汪小钦. GIS与大气质量模型结合的探讨[J].环境科学研究，2000，13（4）
【关键词】环境;PM2.5;智能;Android
1、引言（introduction）
环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。简单地说，了解环境水平，进行环境监测，是开展一切环境工作的前提。环境监测的目的是为了准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
智能环境监测指通过计算机、传感器、通信网络等新技术，动态实时的获取和监测环境的各项指标。本系统设计重点集中在空气质量监测，对一个区域内的能够代表空气质量的污染物例如PM2.5等进行检测
2、系统功能设计（The system function design）
图1系统设计图
Fig.1 system design
（1）客户端
客户端运行在平板电脑上，操作系统采用 Android系统，用户可以过平板电脑实时看到当前环境指标数值，比如co2浓度、PM2.5数值，空气污染等级等;对每个传感器数值的极值（预警值）可以设置，当前值超过预警值时，页面会发生相应的变化。例如PM2.5值过大，页面会变得模糊等。
（2）服务端
服务端运行在定制实验箱硬件上，操作系统采用 Android系统，服务端一方面接受客户端数据读取请求，给予响应;另一方面通过串口读取外接zigbee模块采集到的环境指标数据;服务器端直接与传感器通信，通过zigbee模块获取数据，服务器端发送请求来获取数据进行分析和展示。
（3）客户端与服务端连接
通过wifi网络连接;客户端自动判断是否是Wifi或者是移动网络情况，提示用户连接网络。
（4）协调器
一个单片机，集成了 zigbee模块，与外部各种传感器以及继电器通信，传感器以及继电器也是集成了 zigbee模块;
（5）协调器与传感器连接
传感器和协调器之间通过zigbee通信;
（6）服务端与协调器
通过串口数据线连接;
3、系统环境搭建（System environment）
开发系统软件和工具版本：jdk1.7、adt-bundle-windows-x86_64-20130917（Eclipse）
系统运行版本：Android4.0及更高的Android版本
4、开发流程及关键技术（The Process and key technology development）
4.1、开发流程
系统开发的主要流程如图2所示：
图2 系统开发流程图
Fig.2 system development flow chart
4.2、关键技术
客户端与服务端通信采用 http 消息，消息的 body 采用 JSON 格式描述。使用HttpPost连接，移动端（Android）通过HttpPost请求获取服务器数据，服务器通过JSON数据格式返回给请求者。移动端解析数据和分析数据，对数据进行图表展示等操作。客户端每隔3秒向服务器端请求一次数据，对请求到的数据进行分析处理，以折线图、文本格式在界面上展示给用户。
系统的折线图部分使用Android自带画图工具，CharView类继承自View 复写Draw方法进行图形的绘制，新建方法upData更新图形，重新绘制图形。这样就可以展示实时动态折线图。
系统服务器端Http Server则负责接收来自客户端的请求，当请求到达时创建一个线程处理该请求，线内部首先解析请求，根据请求的参数区分进行后续的业务逻辑处理，业务逻辑处理过程会消息队列中读取采集到的串口数据，处理完毕后构造响应消息应答客户端设备。
5、结论（Conclusion）
当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。反映到终端上，则是以用户为中心的设计，在给用户带来丰富的内容和服务的同时，更重要的是给用户提供良好的体验。该系统对大气环境检测，保障了环境不被污染，空气清新。提高用户的生活质量。
参考文献：
[1]Android A Programmer’s Guide . Jerome（J.F.）DiMarzio DOI：10.1036、0071599886
[2]林城. Android 2.3 应用开发实战[J] . 机械工业出版社，2011：17-321.
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[5]刘平. Android手机访问服务器的一种数据交互方法[J] . 西安财经学院 网络与现在教育技术中心，2010-09：96-102.
关键词：城市环境；城市规划；应对措施
前言
“以经济发展为核心”是过去很长一段时间内我国城市发展的核心思路与方向，但是这种促进城市经济的快速发展是以牺牲城市环境为前提的，做好城市环境的保护已经成为了现今乃至今后一段城市发展的重点。做好城市环境的保护与治理关键是要从根本上防止城市环境的进一步恶化并逐步从各个方面开展对于城市环境的治理与保护，在这一过程中，城市规划起着决定性、根本性的作用，只有做好城市规划中的环境规划从而将城市发展与环境保护有机的结合起来才能实现城市经济与环境的共同发展。
1 城市发展与规划中所面临的环境问题
1.1 城市环境大气污染
“雾霾”是现今我国的热门词汇，其是我国经济发展中由于环境保护不当所形成的大气污染问题，其最早可以追溯到2012年左右且呈现出愈演愈烈之势，现今雾霾最严重的时候曾席卷半个中国，做好城市环境中大气环境保护已经刻不容缓，为做好对于城市环境的保护，需要从城市规划这一根本问题入手。在现今的城市大气污染中多数是由于城市中的工业、交通运输以及建筑业等总污染行业所排出的废气等从而使得空气中的粉尘、硫氧化物等含量超标从而使得城市空气环境质量下降，并最终导致“雾霾”问题的产生。通过对城市环境进行监测分析后发现，现今北方大部分城市的环境污染问题多属于“煤烟型”污染的范畴，城市空固体有害颗粒物含量超标，造成这一问题的原因与城市规划有着直接的原因。
1.2 土壤环境污染
造成城市土壤污染的主要原因是由于城市在发展的过程中，城市中的各种工业企业所产生的有害物会无序的堆放在土地上这些有害物质会渗入到土壤中从而造成土壤污染.此外，当土壤中的有害物质的含量不断累积并超过土壤自身自净能力的极限时将会导致土壤结构、功能和组成发生一定的变化，从而对生态环境造成极大的影响。现今，由于城市的发展以及工业化进程的加快将会进一步加剧城市土壤的污染。
1.3 水资源污染
在城市的发展过程中，城市工业及生活污水由于城市规划不到位将会导致其无序排放，这些工业废水及生活污水会对城市周边的水体造成严重的污染。现今城市水体污染将呈现出愈演愈烈之势，当城市周边的水体污染超出其所能够承受的极限时将会造成城市周边生态环境的污染，从而对水资源的利用造成极大的影响。
1.4 固体废物污染
城市的合理规划对于资源的合理配置有着极为重要的作用。在城市的发展规程中会产生大量的固体废弃物，这些固体废弃物的随意堆放会对城市环境造成极大的影响，为避免此类问题的产生，应当首先从城市规划方面入手，从而各个方面入手做好各方的协调，以便最大的限度的降低各类污染对于城市生态环境的影响，做好对于城市环境的保护。
2 做好城市规划中的环境保护
2.1 在城市规划中做好对于大气污染的规划与整治
大气污染是城市环境污染的重灾区，应当从城市规划入手做好对于城市环境的保护与大气环境污染的整治。在城市规划的过程中应当充分对城市区域特性进行综合的考虑，从多方入手做好对于影响城市大气环境质量的综合分析，以便采用针对性的措施从城市规划的方面入手做好对于城市大气环境的保护。在城市大气环境的规划保护中应当注意一下几个方面：（1）在城市规划的过程中对于大型工业生产企
业及污染较大的企业应当控制其规模或是在其周边规划各种环境保护装置，以便对各种废气、污染气体进行处理，对于污染气体使用物理或是化学的方法对废气中的有害物质等进行吸收与去除以避免废气直接排放而对空气环境造成污染。（2）在城市规划的过程中需要对城市的能源结构进行改变，在城市规划中积极采用污染度较低的能源结构以减少燃料污染对环境造成的影响。（3）在城市规划的过程中加大对于各类净化植物的种植面积，通过在城市和工业区有计划和有选择的增大净化植物的种植面积以便更好的做好对于城市环境的净化与保护。（4）在城市规划中，要做好对于城市建筑的协调，以便使得自然大气环境中的自净能力能够在城市环境保护中发挥出更大、更多的作用，从而有效的降低城市大气环境中的污染物含量。
2.2 做好城市规划中的土壤污染保护与整治
城市土壤污染随着城市的发展以及工业化的不断推进将会使得城市土壤污染越来越严重，为了更好的做好对于城市土壤的保护应当从城市规划入手从以下几个方面做好对于城市土壤的保护：（1）在城
市规划的过程中应当积极加强对于工业“三废”的治理，减少甚至是避免工业生产中所产生的各类有害污染物未经治理而直接进入到城市的土壤中从而对城市土壤造成污染。（2）在城市规划的过程中应当积极做好各类土壤污染的规划，通过种植多种具有吸收能力较强的植物来对土壤中的有害物质进行吸收以降低土壤中的有害物质的含量，除了采用种植植物的方式还可以采用土壤降解的方式来对土壤进行治理。（3）在城市规划中对污染土壤进行施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移方向，以减少农作物对于土壤中的有害物质的吸收。
2.3 做好城市规划中的水污染的治理
最好城市划中的水污染的治理与保护首先需要对城市水系中的污染情况进行详细的调查分析，并在结合当地水体质量的情况下采取合理的方式予以解决。此外，在城市规划中做好对于城市水系的治理还可以在城市水系中加大各类植物的种植，积极改善河道中的水质，以提高城市水系中的自净能力，以最大限度的降低城市水系中的污染物含量。在城市规划中应当积极做好区域内重点污染企业的工作以使得企业能够积极的配合城市规划中的水体环境的保护。此外在城市规划中应当积极做好各类水处理设施的建设以使得城市所排放的工业、生活污水能够首先经过处理后再排放入城市水系中以避免其直接方法所造成的水体污染。在水体治理的过程中对于有害、有毒污染物的排放应当进行单独或是预处理从而对工业废水实行清污分流、串级使用、污水回用或是一水多用等的措施进行处理。从而最大限度的从城市规划中做好城市水体污染的治理提高水资源的利用率从而从城市规划层面做好城市环境的保护。
3 做好城市规划中的生态环境的规划
随着城市化进程的不断加快，城市中生活的人口越来越多每天所产生的污染也呈逐年递增的趋势，做好城市规划中的环境保护的规划对于确保城市居住环境、提高城市的生态建设有着极为重要的意义。在下一阶段的城市规划中应当积极将环境保护、人与自然的和谐相处作为城市规划的核心要点。从城市规划入手、从结构层面入手做好对于城市污染源的治理。这一需求不仅仅是经济社会发展的需要同时也是现代社会发展的立足点和出发点。
4 结束语
城市规划是城市发展的总体指导方向。现今的城市发展中，城市环境的治理与保护已经成为了经济发展的重点。本文在分析了现今城市发展中所存在的环境问题的基础上对如何做好城市规划以做好城市环境保护进行了分析阐述。
参考文献
[1]罗上华，马蔚纯，王祥荣，等.城市环境保护规划与生态建设指标体系实证[J].生态学报，2003，23（1）：45-55.
图为2001年7月17日美国卫星拍摄到的东印度洋上空的棕色云团。那里的岛屿笼罩在马来西亚和印度尼西亚森林火灾所产生的浓雾之中。
一个寻常的冬日午后,位于北京市南郊的观象台,天色已经逐渐暗淡。但中国科学院大气物理所研究员石广玉及其同事,还守候在这里。在他们头顶数百米的上空,悬浮着形似导弹的透明气球;气球的下方,挂着两个“黑匣子”。
随着地面研究人员启动遥控器按钮,“黑匣子”开始收集大气中细微的颗粒,以帮助人们进一步了解空气质量。
2008年,北京的空气质量交出了一份较为圆满的答卷:由于“绿色奥运”的带动作用,至11月30日,北京市就已提前实现了全年的“蓝天目标”――256个蓝天,占全年天数的70%。
然而,对抗空气污染的战争才刚刚拉开帷幕。除了现有的“蓝天”标准与发达国家相比仍然偏低,空气中还有更多成分复杂、对健康威胁更大的污染物,其中就包括前述“黑匣子”收集到的细颗粒物。
就在11月,联合国环境规划署(UNEP)最新的一份报告警告,中国北京、上海和深圳等地区的上空已经被棕色云团所笼罩。这种污染不仅带来大气能见度下降,还造成居民健康受损等一系列问题。包括石广玉在内的多位中国科学家,参与了这一报告的起草。
无独有偶。在中国环境保护部12月1日的2008年环境保护科学技术奖获奖项目公示名单中,也有一项关于棕色云团的研究名列其中。
参与此项研究的北京大学环境系教授邵敏对《财经》记者坦言,即使科学界对于棕色云团有所了解,也才刚刚开始。人们担心,棕色云团已经成为继温室气体之后,对人类的又一巨大威胁,且这一威胁或许更加切近。
“ABC”变奏
棕色云团这个名称,或可追溯到上个世纪90年代后期实施的一个国际科学合作项目 ――“印度洋试验”(INDOEX)。
当时,该项目的研究人员在印度洋、南亚、东南亚和中国南部的上空,都发现了厚度约3公里的棕色云团,其总面积相当于美国陆地面积大小。由于其分布在亚洲上空,当时被称为“亚洲棕色云团”(Asian Brown Clouds,简称ABC)。
所谓棕色云团,是指状如云团、以细颗粒物为主出现在对流层中的一大片污染物,其成分包括含碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、硝酸盐和铵盐以及沙尘等。
“亚洲棕色云团”命名一经提出,就在国际上引起轩然大波。有人甚至将其等同于“亚洲毒雾”。石广玉研究员当时为此深感不安。“棕色云团不一定只发生在亚洲。如果被叫成亚洲棕色云团,中国和印度在国际上就会承受非常大的压力。”他告诉《财经》记者。
2003年2月,作为联合国环境规划署棕色云团科学工作组成员的石广玉,参加了在瑞士日内瓦举行的工作组会议。这次会议上,他发言要求取消“亚洲棕色云团”这一名称,随即得到了印度同行的强烈支持。
最后,大家决定保持“ABC”这一简称不变,但将其解释更改为Atmospheric Brown Clouds,即“大气棕色云团”。
石广玉以及众多中国、印度专家的异议,是有根据的。棕色云团的确不是亚洲“特产”。联合国环境规划署上月的报告就显示,除了中国所在的东亚地区,南部非洲、南美的亚马逊盆地等地区,一样属于棕色云团重点区域。此外,北美东海岸和欧洲也有部分地区被棕色云团覆盖,只不过影响程度相对有限而已。
对绝大多数公众来说,棕色云团或许是一个新名词。但如果提起灰霾,大家或许就不会感到陌生。复旦大学环境系大气化学研究中心主任庄国顺教授对《财经》记者表示,在学术上,灰霾与棕色云团所反映的大气状况其实是一回事。因为棕色云团的图像主要来自于卫星遥感图片,根据不同状况,其颜色可深可浅,包括“褐色”“灰褐色”“灰色”等不同色系。
不过,两者之间也有着微妙的区别:一次灰霾天气,其影响范围也可能只局限在某座城市;但成片的棕色云团,却可能覆盖整个中国东部乃至更为广阔的地区。
城市黯淡
近年来,在众多城市和工厂密布的珠三角地区,天空经常灰蒙蒙一片,大气能见度很差。
很多市民可能并不清楚,棕色云团正是能见度下降的“罪魁祸首”:棕色云团中的一些微小颗粒,会吸收阳光,或者将部分阳光反射回大气。联合国环境规划署的棕色云团报告就显示,自上世纪70年代以来,广州的日光强度已经下降了五分之一以上。
北京大学环境系教授张远航及其同事在珠三角地区进行的研究表明,珠三角空气有很多污染物,其中那些粒径小于2.5微米的细颗粒物(PM2.5),是造成能见度衰退的主要因素。而中国现行的空气质量国家标准中,却没有关于PM2.5的规定。我们每天在电视上或者报纸上看到的空气质量日报中所谓的“可吸入颗粒物”,仅指那些粒径小于10微米的颗粒物(PM10)。
珠三角地区大气能见度的恶化,不过是中国空气污染严峻形势的一个缩影。过去半个世纪中,中国城乡的日光强度平均每十年下降3%至4%,且这种趋势在20世纪70年代以后尤为明显。
2007年1月19日,长三角地区就曾遭遇罕见的空气重度污染。其中,上海市区完全笼罩在灰色尘霾之中,能见度小于600米。有市民戏称,“东方明珠,一天未亮”。
根据庄国顺及其同事后来在国际著名学术期刊《大气环境》上发表的论文,那一天上海市空气中PM10和PM2.5的浓度,分别达到过每立方米744微克和466微克。在这种环境下,人会感到呼吸困难,完全不适合居住。而且,颗粒物的浓度也远远超出世界卫生组织空气质量准则的推荐值:PM10和PM2.5的日平均浓度分别不宜超出每立方米50微克和10微克。
在中国的国家标准中,空气污染指数为50时,对应的PM10浓度为每立方米50微克,刚好符合世界卫生组织的推荐值。而那一天上海市区的空气污染指数高达413。
上海市环保部门当时对市民称,此乃偶然天气因素不利于污染物扩散所致。但仅仅过了两个多月,上海在当年4月2日“可吸入颗粒物”的空气污染指数又一举突破了500!
把这种天气归于偶然因素,未免有些牵强。在庄国顺教授看来,珠三角、长三角和京津地区的灰霾现象都非常严重,多个城市灰霾天气数量都超过了全年的三分之一,有的城市甚至达到每年150天以上。和晴天、阴天、多云等一样,灰霾已经成为天气预报中必须采用的新现象。
在联合国环境规划署的报告中,北京、上海和深圳这三个中国城市,均被纳入了全球13个棕色云团热点城市(hotspots)行列。
参与该报告的美国加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所的冯艳博士对《财经》记者解释说,报告中描述的深圳,其实包括香港,指的是深圳-香港地区。
庄国顺教授告诉《财经》记者,尽管报告只选择了中国最大的三个大都市,但实际上,棕色云团范围很大,从郑州、西安一直到北京、上海和广州,基本上连成一片。此外,乌鲁木齐、兰州等地的情况也很严重。
致命的威胁
在中国,棕色云团的影响几乎无处不在。
今年夏天,北京奥运会开幕前两日,北京就出现了灰霾天气。业内人士担心,2010年即将在上海和广州举行世博会和亚运会,同样有可能受到棕色云团的影响。
已有的研究表明,被中国现有空气质量标准所忽略的PM2.5细颗粒物,对人体健康的危害甚于PM10。因为那些细小的颗粒物,不仅可以进入血液,影响肺部组织,从而诱发慢性呼吸系统疾病,甚至可能引起癌变。
联合国环境规划署的报告指出,每立方米PM2.5的浓度如果上升20微克的话,中国和印度每年就会有约34万人死亡。即使按照折中的估计,棕色云团相关的PM2.5所致经济损失,也将分别占到中国GDP的3.6%以及印度GDP的2.2%。
除了影响空气质量和人类健康,棕色云团还可能影响气候。在很多情况下,棕色云团与全球不断增加的温室气体交织在一起,正在对区域乃至全球气候系统产生极大影响。
棕色云团带来的一个正面影响,就是通过反射阳光和吸收热量,可以减缓全球气温上升的幅度。棕色云团一夜之间消失,全球气温可能迅速上升多达2度,而这正是一些科学家认为地球还能容忍的最大升温幅度。
然而,棕色云团对整个气候系统带来的影响,实际上比这复杂得多。由于它在中国各个地区分布不同,往往对地表造成的降温幅度也不同,这种状况很可能会改变原有的东亚季风模式,并导致中国“北旱南涝”的局面进一步加剧。
此外,棕色云团的成分非常复杂。硫酸盐等多种组分可以降温,但黑碳(black carbon)的组分已被证实可以和二氧化碳一样产生温室效应。尤其值得关注的是,棕色云团正在加速喜马拉雅等地冰川的融化速度。
联合国环境规划署棕色云团报告的领衔作者、美国加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所拉曼纳森(V. Ramanathan)教授就对《财经》记者表示,黑碳沉降在冰雪上,会使冰雪颜色变暗,增强其吸收热量的能力;此外,黑碳还会加热空气。这些因素,都使得冰川融化加速。
造成这种影响的,主要是黑碳,或者说黑碳气溶胶。黑碳是由富含碳的燃料,如农作物秸秆和煤炭等,不完全燃烧产生的烟雾。目前,中国也被认为是世界上最大的黑碳排放国。
棕色云团的形成,不乏水汽、沙尘等自然因素,但接受《财经》记者采访的专家表示,人为因素在其中也扮演了重要作用。除了上述黑碳,像棕色云团的硫酸盐成分,在很大程度上是含硫的煤炭燃烧之后形成的。
遗憾的是,棕色云团在中国为害甚烈,却迟迟未引起足够重视。一直到2003年,在中国科技部和原国家环保总局支持下,“中国大气棕色云综合影响及应对战略”研究项目才得以启动。这也是中国首次针对棕色云团设立国家级研究项目。
尽管这一研究项目即将获得2008年度环保科技一等奖,但参与者之一、北京大学环境系的邵敏教授却对《财经》记者坦言,中国对棕色云团的研究也才刚刚开始,“要想说清楚,还早得很呢。”
[关键词] 环境影响评价 环境监测 影响分析
1.环境监测的简介
环境监测是环境科学的一个重要的分支学科，通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）。
环境监测包括对污染物分析测试的化学监测（包括物理化学方法）；对物理（或能量）因子热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等强度、能量和状态测试的物理监测；对生物由于环境质量变化所发出的各种反应和信息，如受害症状、生长发育、形态变化等测试的生物监测；对群落、种落的迁移变化进行监测的生态监测等。
从信息技术角度看，环境监测是环境信息的捕获、传递、解析、综合的过程。只有在对监测信息、综合的基础上，才能全面、客观、准确的揭示监测数据的内涵，对环境质量及其变化做出正确的评价。
环境监测就是以环境为对象、运用物理的、化学的和生物的技术手段,对其中的污染物及其相关组份进行定性、定量和系统的综合分析,以探索研究环境质量及其变化规律的一门学科,它是环境影响评价中的重要环节,贯穿环境影响评价的整个过程。
2.环境监测的目的
环境监测的目的是准确、及时、全面的反应环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据。具体可归纳为：（1）根据环境质量标准，评价环境质量；（2）根据污染特点、分布情况和环境条件，追踪寻找污染源、提供污染变化趋势，为实现监督管理、控制污染提供依据；（3）收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据；（4）为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源、制定环境法规、标准。
3.环境监测的作用
环境监测分析有两大特征:一是以统计学为基础,互相渗透,又互相结合的白然科学和社会科学知识组成。二是为社会服务,有效的环境监测分析数据是环境监测的主要产品,各类环境监测数据充分反映了大气环境、水环境、噪声环境以及各类生态环境的各类环境容量,背景浓度,为各类环境规划、环境质量和环境评价提供了基础数据,为环境质量管理提供了科学依据。环境影响评价是对规划和建设项目实施可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法和制度。当前,我国正处于经济建设的高速发展时期,各种环境因素是否满足环境建设项目要求,则必须由环境质量结果来表明,环境评价体系中环境要素是否可以满足建设项目必须由环境监测结果来支撑,因此环境监测在环境评价体系中具有非常重要的地位。
4.环境影响评价的意义
环境影响评价是20世纪70年代开始的为环境保护而兴起的一门学科,主要是对建设项目进行环境影响分析,预测和评价项目对环境的影响,并进行跟踪改变的各项目措施和方法。环境影响评价主要分为3个层次:
4.1 现状环境影响评价。对环境评价单位进行环境影响评价,首先必须委托监测部门对项目拟建地进行环境本底监测,在环境本底值未超标的情况下再对具体项目进行环境影响预测和评价,并制定监测计划。待项目已经建设后稳定运行一段时间,产生的各类污染物达标排放,对周围环境已经形成稳定系统,根据各类污染物监测结果来评价该建设项目建设后对该地域环境是否产生影响,是否是环境可接受范围内。
4.2 环境预测与评价。根据地区发展规划对拟建立的项目进行环境影响分析,预测该项目建设后产生的各类污染物对外环境产生的影响,并做出评价。
4.3 跟踪评价。主要是指大型建设项目和环评规划,在建设过程中或者建设后项目实施过程中进行跟踪评价,当项目出现了与预定的结果差异较大时必须改进的一种评价制度,跟踪评价是现阶段环境管理的重要手段之一。
5.环境监测在环境评价体系中的影响与分析
环境监测与环境评价都是中国环境保护制度中的重要组成部分,均为实现环境保护目的而设立的两项目制度,二者关系如下:
5.1 环境监测是环境评价的基础，当每一个建设项目进行环境影响评价时,首先要对该项目建设地环境要素分析,项目拟建地是否具有环境容量主要指大气环境、水环境、噪声环境以及生态等要素的环境容量；当项目建设后是否带来新的环境影响和变化;项目拟建设地是否具有环境承载力。为了说明这一系列问题必须有环境现状监测数据来表明,该地域的环境质量具有可行性,大气环境中污染物浓度小于区域质量标准,水环境质量满足功能区要求,噪声现状达到功能区要求。只有具有准确的环境监测基础数据,才能表明该地域具有环境容量,方可建设。
5.2 环境监测在环境评价中的监督功能 对环境评价体系有多种方法对环境评价进行监督,但环境监测是一种最基本的监督方法之一。项目建设后,对环境的影响结果是否具有环境可行性,是否可以满足区域环境区划要求,就必须有科学的数据来证明,可靠的科学数据来源于环境监测数据,项目建成后大气环境是改善还是恶化、水环境是好转还是逆转、噪声环境是否改变区域环境、生态环境是否产生时问和空间变更,这都要由环境监测数据来表达、证明。
5.3 环境监测贯穿于整个环境评价体系中 项目方委托环境评价后,评价单位必须先委托对项目拟建地进行环境本底监测,对本底监测数据评价,在环境本底可行的情况下进行项目环境影响预测和评价,同时叠加环境本底后具有环境可行性。在项目建成后并试运行3个月后对项目进行验收,也是对项目环境影响评价最主要的环境要素预测评价和监督,建成后对环境影响是否超越了预测结果,必须进行环境监测。通过对废气污染源达标排放、厂区下风向污染物监测、环境大气敏感区监测,说明大气环境未改变环境现状;产生的废水达标排放,不改变原有水环境功能;噪声环境达标等由环境监测数据来支持。在项目运行一段时间后,进行回顾性评价时还需要监测数据来说明建设项目建成后未改变环境现状,具有环境可行性。环境影响评价中的评价初期、建设期、运行期及后评价期,均由环境监测数据来支撑结果,因此,环境监测贯穿于整个环境影响评价体系之中。
6.小结
随着社会的不断进步,环境监测贯穿于整个环境评价中,是环境影响评价的技术基础,同时也具有较强的监督功能,只有认识到环境监测的重要性,切实做好环境保护这一主题,才能真正体现环境影响评价的重要意义。
参考文献:
[1]奚旦立，孙裕生，刘秀英编，环境监测.北京：高等教育出版社，1995.
随着城市化步伐的大幅度迈进,城市已经成为人们生活工作的中心,城市中收集着大量的人口,但是仅存的资源已经不能满足这些人口生活的需求,所以,城市的环境和资源承受着巨大的压力。
特别是从我国实行改革开放政策以后,我国的经济发展速度越来越快,城市化建设越来越多,很多乡村变为城镇。也正是这样,我国的工业化道路越来越快的发展。经济也就是依靠这些城市支撑。而且农村的大量劳动力转移到城市,为城市的建设提供不可缺少的劳动力。但我们在发展经济的同时,也应该注意到,我国因为城镇发展速度过快所带来的一些环境问题。
(1)城市规划中环保意识不强。部分城市、城镇领导环保意识比较淡薄,重视经济发展,忽视环境保护和生态建设,片面强调经济增长,对环境保护认识不够,忽略了经济发展的环境成本,使城市、城镇的持续发展面临较大的隐患。
(2)城市中的大气质量日益恶化。工业和交通运输业的快速发展导致使用大量的化石燃料,从而将粉尘、臭氧、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物等排入到大气层中,严重恶化大气质量。我国的大气污染属“煤烟型”污染,即城市空气中总悬浮微粒浓度水平较高,达到了309微克/立方米的平均浓度;二氧化硫浓度也严重超标,有些城市到了相当严重的地步,相对而言,北方城市比较严重,达到了83 微克/立方米的平均值。大气污染所导致的臭氧层破坏和温室效应更是严重直接地威胁到人类的生存。城市道路下面所布置的管线交叉纵横,存在多头管理,各部门报规划不能协调一致,建设资金独立。
(3)水体污染相当严重。城市人口数量的突飞猛进和工业的迅猛发展,带来了大量的污水在没有处理好的情况下直接排入水体中,严重破坏了水环境。我国城镇平均每天至少要将一亿吨的污水不通过处理直接排入河流中。目前我国七大水系中有一半以上河段水质受到了污染,40％的水源已不能饮用,50％的城镇水源不符合饮用水标准,90％的城市水域污染严重。
(4)垃圾包围城市。我国城市生活垃圾产生量急剧增加,且增长势头不减。
2、我国城市规划中环境保护采取的措施
通过一段时间的发展,还有问题的出现。人们已经开始意识到城市规划和城市发展之间存在的紧密关系。通过不断的研究和改正,我们已经开始朝着科学规划建设的道路前进。特别是对城市的环境问题,更加大了重视。它是在总体规划城市的性质、规模、发展方向的前提下,通过调查分析城市环境质量现状,进而制定规划体系,借此来达到保护人类的生存环境、减少污染、节约能源的目标。根据我国环境保护的总方针和总战略,即“坚持经济建设、城乡建设与环境建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益协调统一”,因此,为了解决城市环境问题,使人们在一个良好的环境中生活和工作,我们就对存在的城市环境污染问题提出一下治理的意见。(1)要对城市环境保护工作做好准备。这些前期准备包括:1)搜集城市环境的资料比如,城市所在的位置,城市所处位置的气候变化,周围的水资源状况等等。2)对城市的社会状况和经济发展的状况做好调查。比如人口数量、GDP等;3)做好环境状况的调查分析,如监测大气、水体、噪声的实时情况,并做好记录等;4)城市生态环境现状分析与功能区划等。环境规划应该是基于城市总体规划中城市的性质、规模、发展方向的基础上,通过调查分析城市环境质量现状,进而编制科学的规划体系,用以保护人类的生存环境、减少污染、节约资源;(2)大气排放规划,就是在城市大气质量现状的基础上,并分析发展趋势,划分功能区,根据即定的环境规划目标计算各功能区最大排放限度,制定科学的排放规划。目前情况下,在国内很多城市的大气污染中,落后的燃烧方式燃煤和汽车尾气是主要的罪魁祸首,这带来的主要污染物是二氧化硫和总悬浮颗粒,由此可见,规划的长远有效方式应该是改进落后的燃煤方式,使燃烧效率提高,尽量使用无污染或少污染的能源,例如:气体燃料、型煤、太阳能、地热等,采取区域集中供热、改变千家万户的小烟囱的状况,通过遏制污染源和进行创新污染控制技术等手段创建无烟控制区。调整工业布局,根据大气自净规律,科学有效的利用大气环境容量:城市规划过程中要严格执行规划一支笔,建设一张图的原则,各部门在敷设管线时要一次到位,否则不允许破路施工,以避免“天天挖沟”现象发生。增加城市绿化面积、选择耐污性好的树木品种,有效达到植物净化;(3)水污染控制规划是在调查分析水污染现状的前提下,根据受污水体的环境容量计算限制排放量并计算出排放标准。从国内水污染的情况来看,限制排污量应该从改进落后的生产方式上着手,实现少废、无废工艺的清洁生产,提高污水处理效果和资源利用率,控制污水排放量,完善污水处理设施,加强治理工业废水和生活污水,最终做到有效保护水资源;(4)垃圾本身是放错位置的资源。垃圾处理可分为四个层次,首先是尽可能进行分类回收利用;其次是尽可能对可生物降解的有机物进行堆肥处理;再次是尽可能对可燃物进行焚烧处理;最后是对不能进行其他处理的垃圾进行填埋处理。城市垃圾处理设施属厌恶性项目,选址在建成区经常遭到居民强烈反对甚至上访,且与其他市政设施相比,城市垃圾处理设施具有占地面积大、防护距离要求远的特点,城市规划必须与环境卫生规划同步进行,环卫设施规划中对垃圾产生后的收集、运输和处理用地布置必须结合实际。(5)提高居民自身素质修养,培养人人保护生态环境意识。加强普及、宣传生态意识,树立人与人、人与自然和谐的生态价值观。
关键词 大数据技术；区域大气污染联防联控；区域大气质量模式
中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0107-02
0 引言
近30年来，我国快速工业化和城市化发展使得多种大气污染问题集中爆发，表现为区域复合污染现象突出，大气氧化性增强，多种污染物在大气中发生复杂作用产生二次污染物，并随气象条件进行长距离传输，最终造成跨省市污染、区域性环境恶化趋势等现象。区域大气质量管理制度与管理手段需要根据污染发生、形成及影响机理研究的深化，并结合污染源变化、气象条件、总量减排、控制技术以及社会经济发展等多方面数据进行数据挖掘与深度分析。
大气污染联防联控监管数据包含了在线监测设备、互联网、视频监控、移动设备、IT设备等渠道产生的海量数据，其中80%以上是以非结构化的形式而存在的。传统的区域大气质量模式通过对监测数据、气象数据、地理数据等结构化数据的模拟分析，对区域大气污染联防联控工作的开展起到了一定作用，但是由于缺乏对视频、文档等非结构化数据的分析，具有一定的局限性。大数据技术在处理视频、语音、文档、图片等非文字形式呈现的非结构化的数据挖掘、专题分析与预测等方面则更加具备优势。在这样庞大的非结构化数据背后，利用大数据技术，从海量堆积的交互数据当中发现带有趋势性、前瞻性的信息，实现为区域大气质量管理提供有效科学的决策分析。
1 大数据相关概念与应用价值
1.1 大数据概念与特点
在所有的概念中，比较有代表性的概念是3V定义[1]，即认为大数据需要满足3个特点：规模性（volume）、多样性（variety）和高速性（velocity）。同时，有在3V基础上提出4V特点，国际数据公司（International Data Corporation，IDC）认为大数据还应具有价值性（Value）。尽管存在不同的表述，但一个普遍的观点是，大数据与“海量数据”和“大规模数据”的概念一脉相承，带来了巨大的产业创新的机遇。
1.2 大数据技术的应用价值
目前，大数据的开发与利用已经在医疗服务、零售业、金融业、制造业、物流、电信等行业广泛展开，并产生了巨大的社会价值和产业空间。2012年3月美国奥巴马政府了“大数据研究和发展倡议”（Big data research and development initiative），投资2亿以上美元，正式启动“大数据发展计划”，计划在环境、科学研究、生物医学等领域利用大数据技术进行突破[2]。
大数据技术为区域大气污染联防联控工作的开展带来了巨大的价值，但这些价值必须通过数据的有效整合、分析和挖掘才能释放出来。对于结构化数据的整合目前有很多解决方案和软件工具，而对于非结构化数据（如：文本数据、图像数据、信号数据、音频数据、视频数据等）的融合和整合，则面临了更多的挑战。海量数据的生成和累计是区域大气污染联防联控工作开展的必然结果。因此可以说大气污染联防联控工作的开展是建立在数据基础之上，诸多环境保护的决策问题必须通过数据分析才能解决。
2 区域大气质量模式的局限性及大数据技术带来的突破
2.1 区域大气质量模式的局限性
空气质量模式的应用为区域大气质量控制、分析不同空间尺度上空气质量变化状况和趋势以及污染防治提供有效科学依据。按照空间尺度划分，空气质量模式分为微尺度模式、城市模式、区域模式、大陆尺度模式和全球模式[3]。区域大气质量模式在大气污染联防联控监管工作的开展中具有一定局限性。
第一，区域大气质量模式通过输入研究地区的源排放、地形以及气象资料，运行模式得到该区域的空气质量数据，由于排放清单、气象数据以及模型自身均由不确定性，空气质量模型的模拟结果与真实值难免存在较大误差；
第二，在区域大气污染联防联控监管工作的开展过程中，产生了大量的结构化与非结构化数据，但是传统意义上的区域大气质量模式不能结合文档、视频、图片等海量非结构化数据进行综合模拟与分析，存在了大量的数据资源浪费现象；
第三，区域大气质量模式主要用于分析大气污染成因、机制，对重点污染行业、重点污染区域进行识别，并且对环境规划效益进行评估，大气污染联防联控相关的监管工作难以基于各类模型的分析结论有效开展。
2.2 大数据技术为区域大气污染联防联控监管工作带来的新突破
大数据技术通过数据的有效整合、分析和挖掘，为区域大气污染联防联控监管工作的开展带来了新的机遇。在传统区域大气质量模式的基础上，大数据技术对区域大气质量管理产生的海量数据进行了充分管理与应用。
区域大气污染联防联控监管工作的大数据处理流程包括3个方面，分别是数据抽取与集成、数据分析以及数据解释。
2.2.1 对大气质量监测及管理数据进行抽取与整合
区域大气质量监测数据具有多样性、数据来源广泛、数据类型复杂等特点，复杂的数据环境给大数据处理带来了挑战。首先对所需数据源的数据进行抽取和集成，从中提取出关系和实体，经过关联和聚合之后采用统一定义的结构来存储这些数据。在数据集成和提取时需要对数据进行清洗，保证数据质量及可信性。
2.2.2 区域大气污染联防联控数据分析
数据分析是整个大数据处理流程的核心，因为大气环境质量数据的价值产生于分析过程，从异构数据源抽取和集成的数据构成了数据分析的原始数据。根据不同应用的需求可以从这些数据中选择全部或部分进行分析。传统的分析技术如数据挖掘、机器学习、统计分析等在大数据时代需要做出调整。另外由于大气环境质量监测与管理数据常常具有实时性特点，需要在处理实时性和准确率之间取得一个平衡。
2.2.3 区域大气质量管理与决策的数据解释
区域大气污染联防联控数据分析是大数据处理的核心，但环保管理人员往往更关心结果的展示。如果分析的结果正确但没有采用适当的解释方法，则所得到的结果很可能让用户难以理解。数据解释的方法很多。区域大气污染联防联控的数据分析结果往往是海量的，同时由于涉及到多种污染物协同控制以及区域环境与经济发展等多维分析数据，结果之间的关联关系及其复杂，采用传统的解释方法基本不可行。需要通过可视化技术、数据起源技术以及人机交互技术等进行深入解释与展现，利用交互式的数据分析过程来引导用户逐步进行分析，使得用户在得到结果的同时能够更好地理解分析结果的由来。
3 大数据技术在区域大气污染联防联控的应用
总体来说，区域大气污染联防联控监管工作的开展需要综合污染物监测数据、行业交叉应用以及区域经济发展等多重维度，通过大数据技术对监管过程中产生的各类结构化数据与非结构化数据进行深入挖掘与分析，建立区域大气污染联防联控机制，签署区域环保合作协议，编制实施空气质量保障方案，实施省际联合、部门联动的环境监管模式，从而保障区域大气环境质量。
3.1 基于大数据进行区域大气监测数据分析
由于区域内多种污染物同时在大气中发生化学反应，引起暴露和产生沉降，对影响人类健康和生态系统都有着严重影响。但是区域大气环境监测重点实现单一污染物控制格局，对多种污染物之间的相互影响和协同控制的分析较少，对硫氧化物、氮氧化物、VOCs、重金属和NH3等相关监测数据缺乏相关分析[4]。
基于大数据技术，通过对区域大气环境质量监测数据、污染源在线监控数据等结构化数据与视频监控、暴露人口规模、人口地域分布和人群特征、污染物带来的健康风险等非结构化数据综合分析，实现数据协同减排，分析不同污染物之间的相关关系，并对污染减排量带来的物理损害减少进而减少的经济损失与污染物减排量之间的关系进行更深入的分析。
3.2 通过大数据实现与其他行业信息共享
目前区域大气环境质量管理工作的开展以环境保护各级业务部门为主，与气象、林业、交通等相关行业没有实现数据共享与综合分析，需要综合多行业角度，对区域大气环境质量进行预测预警。
基于大数据技术，结合气象、林业、交通等行业相关数据，进行数据挖掘与统计分析。如通过对区域气象条件与机动车统计数据的获取，综合该地区污染物排放监测数据，运用大气污染物扩散模型等计算出未来48小时内大气污染状况，并给出相关出行建议，在出现逆温等不利于污染物扩散的大气条件下，对相关企业进行排放控制或阶段性实施机动车限行管理，从而在一定程度上预防区域大气污染事件的发生。
3.3 大数据技术为区域综合发展提供决策分析
我国现行的空气质量管理仍是典型的属地模式，部门分割，缺乏有力、高效的跨行政区协调机制。虽然发达地区城市群已经开始对区域大气污染联防联控进行先试先行，但一些好的做法和经验并没有固化下来形成一种长效机制[5]。
大数据技术的实施，能够在区域大气污染联防联控总体规划同时，结合区域内经济发展水平、空气质量现状和管理水平等要素，在环境质量目标和达标时限上给出决策支持，实现区域大气污染联防联控差别化管理，为建立地区间协调和合作机制提供数据支持，构建“共同但有区别”的大气污染联防联控监管和规划体系。
4 大数据技术应用面临的挑战
目前，大数据技术在区域大气环境管理中的运用仍存在一些困难与挑战，体现在对海量空气环境监测与管理数据挖掘的四个环节中。空气质量监测与管理数据收集方面，要对来自空气质量自动监测站、污染源在线监控设备、视频监控、其他行业的数据附上时空标志，去伪存真，尽可能收集异源甚至是异构的数据，必要时还可与历史数据对照，多角度验证数据的全面性和可信性；对区域大气数据的存储要达到低成本、低能耗、高可靠性目标，在存储时要按照一定规则对监测数据进行分类，通过过滤和去重，减少存储量；对海量大气监测与管理数据的处理涉及上百个参数，其复杂性体现在多源异构、多实体和多空间之间的交互动态性，从大量动态数据中综合信息，并导出可理解的内容；结果实现可视化呈现，如采用标签云、历史流、空间信息流等可视化技术，以图形等可视化方式让结果更容易被理解与接受。
参考文献
[1]Grobelnik M.Big-data computing： Creating revolutionary breakthrough in commerce， science and society.2012.http：///eswc2012 grobelnik big data/.
[2]黄哲学，曹付元，李俊杰，等.面向大数据的海运数据系统关键技术研究[J].网络新媒体技术，2012，1（6）：21-26.
[3]刘烽，吴增茂.城市大气质量模式研究进展[J].环境科学进展，1999，7（2）：22-30.
