大同市大氣環(huán)境質(zhì)量評價(上)

畢業(yè)論文第3頁共3頁1緒論1.1本課題的研究背景世界上局部地區(qū)的大氣污染現(xiàn)象在18世紀就出現(xiàn)了。第二次世界大戰(zhàn)以后，大氣污染問題日益嚴重。在一些大量燃燒礦物燃料的城市、工業(yè)區(qū)，曾發(fā)生多起嚴重的大氣污染事件，如倫敦煙霧事件[1]，曾導致數(shù)以千計的市民死亡。60年代,有人用空氣中二氧化硫（SO2）和顆粒物的濃度與因大氣污染事件引起受害致病的人數(shù)進行對比分析，求其相關關系；并根據(jù)實測結果，求出上述兩種污染物對人群健康的影響程度指數(shù)，用這種指數(shù)對大氣質(zhì)量進行定量的評價。從此大氣質(zhì)量評價研究便迅速發(fā)展起來[2]。大氣是環(huán)境要素之一，它與人類的關系極為直接和重要，但卻比較簡單，即其質(zhì)量的好壞，主要看它對人群健康的影響。其次，大氣的組成成分，在未受人為影響的情況下，在水平方向的空間中幾乎沒有差異?？梢?，大氣質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于受人類污染的程度?，F(xiàn)在所進行的大氣質(zhì)量評價，通常都是評價大氣受污染的程度，所以也可以叫做大氣污染評價[3]。因此，對大氣質(zhì)量的評價，主要是以大氣對人體健康影響的程度作為尺度。在單要素環(huán)境質(zhì)量評價系統(tǒng)中，大氣質(zhì)量評價在內(nèi)容上和方法上都是比較簡單的。大氣中常見的污染物有總懸浮顆粒物、降塵、可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、鉛、臭氧和苯并芘。大氣中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各種硫酸鹽。它們主要來源于煤和石油燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)排放的廢氣。作為大氣污染的主要指標之一，二氧化硫在各種大氣污染物中分布最廣、影響最大，因此，在硫氧化物的檢測中常常以二氧化硫為代表。氮氧化物主要來源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產(chǎn)排放的廢氣，以及汽車排氣[4]。氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等，這些氧化物中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物及其在空氣中的反應產(chǎn)物會對人體健康產(chǎn)生嚴重影響。顆粒物質(zhì)是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復雜、性質(zhì)多樣、危害較大的一種，它本身可以是有毒物質(zhì)，還可以是其它有毒有害物質(zhì)在大氣中的運載體、催化劑或反應床。在某些情況下，顆粒物質(zhì)與所吸附的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質(zhì)結合，會產(chǎn)生比單個組分更大的協(xié)同毒性作用。所以，對顆粒物質(zhì)的研究是控制大氣污染的一個重要內(nèi)容。隨著大同市經(jīng)濟的高速增長、城市化進程加快，對能源消耗迅猛增長，大量有毒有害氣體污染物排放到大氣中，形成日益嚴重的大氣污染，對大同市的經(jīng)濟增長產(chǎn)生了極大的阻礙。大同市的煤礦資源豐富，煤是日常生活中屢見不鮮的事物。一旦入冬，煤炭更是取暖的保障，再加上沒有采取適當?shù)谋Ｗo措施，大氣污染日益嚴重，成為了當前首要亟待解決的難題。大氣雖然有自然凈化的能力，可是這種能力是有限的，大氣環(huán)境所能容納的污染量也是有限的[5]，由此使大氣環(huán)境污染成為一個公眾日益關注的重大的社會問題。對于大同來說，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化進程的不斷加速，日趨嚴重的空氣環(huán)境問題，已經(jīng)成為制約大同市的建設和諧社會、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個突出瓶頸[6]。大氣環(huán)境質(zhì)量評價與大氣環(huán)境容量研究是有效控制大氣污染、改善環(huán)境質(zhì)量的基礎。對于制定環(huán)境管理計劃和環(huán)境規(guī)劃、實施總量控制和排污許可，科學合理利用大氣環(huán)境資源，優(yōu)化促進區(qū)域經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展，建設資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會，具有十分重要的意義[7]。1.2關于大氣環(huán)境質(zhì)量評價的模型對于大氣環(huán)境質(zhì)量評價來說，掌握質(zhì)量評價模型是十分重要的。大氣環(huán)境質(zhì)量評價指在大氣環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律的基礎上，按一定的方法和標準，對大氣污染程度進行評定，或是對大氣對人類健康適宜程度進行評定。它包括在自然環(huán)境因素影響下的自然過程及其所形成的大氣環(huán)境的組成、結構、功能特性、大氣環(huán)境背景值、凈化功能、自我調(diào)節(jié)功能、大氣環(huán)境容量等相對穩(wěn)定而仍在不斷變化中的環(huán)境基本屬性，以及在人類活動影響下的大氣環(huán)境污染和大氣環(huán)境狀態(tài)的變化。大氣環(huán)境質(zhì)量評價，是依據(jù)大氣環(huán)境質(zhì)量評價分級標準來判別某一個地區(qū)某一時間內(nèi)的大氣質(zhì)量與哪一個等級標準最接近[8]，則認為該地區(qū)的大氣綜合質(zhì)量屬于該等級。對大氣環(huán)境質(zhì)量進行評價的目的，在于提高和改善大氣環(huán)境質(zhì)量，并提出控制和減緩大氣環(huán)境惡化的對策和措施。大氣環(huán)境質(zhì)量評價可以為制訂城市環(huán)境規(guī)劃，進行大氣環(huán)境綜合整治，制訂區(qū)域污染物排放標準、環(huán)境標準和環(huán)境法規(guī)，搞好環(huán)境管理提供依據(jù)；也可以為比較各地區(qū)所受污染的程度和變化趨勢提供科學依據(jù)[9]。由于不同環(huán)境區(qū)域自然環(huán)境的形成和發(fā)展不同，因而不同區(qū)域代表性污染物也不一樣，所以在環(huán)境評價中評價因子的選擇也不一樣[10]。一般情況下，大氣環(huán)境質(zhì)量評價中多選用二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）、CO、NOX、O3、碳氧化合物和總懸浮物（TSP）等。1.2.1空氣污染指數(shù)法空氣污染指數(shù)，是在PSI評價法的基礎上加以簡化，將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成污染指數(shù)，并分級表征質(zhì)量狀況與污染的程度，其結果簡明直觀，使用方便，能產(chǎn)生實際的效果。換言之，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式[11]?？諝馕廴局笖?shù)評價法采用指數(shù)形式反映大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，它的形式簡單且計算方便，而且其結果的表達方式比較符合中國人的思維習慣，因而以前在我國相當大的范圍內(nèi)包括《全國環(huán)境質(zhì)量報告書》中都在使用，但由于環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法在評價中介入主觀因素過多，失去了對環(huán)境質(zhì)量真實性的準確反映，而且評價結論是抽象的描述性結論[12]。因此環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法不宜用作區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評價方法，只可用于評述環(huán)境結構因子的達標狀況，所以漸漸的減少了使用它的次數(shù)。1.2.2GIS技術法地理信息系統(tǒng)（GIS），是一門技術引導的多技術交叉的信息空間科學，它是對地理信息數(shù)據(jù)進行采集、存儲、加工和再現(xiàn)，并能回答一系列問題的計算機系統(tǒng)[11]。地理信息系統(tǒng)可成為大氣環(huán)境監(jiān)測和評價的全新高技術工具[13]。利用GIS技術法進行大氣環(huán)境質(zhì)量評價能更為科學地、直觀地、鮮明地反映大氣環(huán)境的狀況，給評價工作帶來了方便，使我們更為清楚地了解到當時的具體情況，有很大的參考價值。不僅利用信息的技術提高了工作效率，實現(xiàn)了評價結果的及時性和直觀化，而且使評價結果具有更明確的物理意義，為我們提供了現(xiàn)實意義。因此，該方法對于進行環(huán)境質(zhì)量評價有一定的借鑒意義，是我們常使用的方法[14]。1.2.3模糊綜合評價法模糊綜合評價法對于大氣環(huán)境質(zhì)量的評價來說，既有充分理論依據(jù)，又極具客觀性和合理性?？勺畲笙薅鹊谋苊馊藶榈恼`差[15]。若這種評價過程涉及模糊因素的量化，便稱之為模糊綜合評價。該模型對影響大氣環(huán)境質(zhì)量的因素及評價中存在的一些模糊信息加以合理綜合處理，是一種定性、定量相結合的處理技術。由于最終計算結果是一量化值，不僅可用于比較同一城市不同日期的大氣環(huán)境質(zhì)量差別，還可用于比較不同城市間的大氣環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣，直觀地表示了大氣環(huán)境質(zhì)量水平的變化及差異情況。1.2.4人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術法人工神經(jīng)網(wǎng)絡是模擬生物腦神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理機制建立起來的一種智能信息處理模型，具有很強的適應復雜環(huán)境和多目標控制要求的自學習能力，并具有可以任意精度逼近任意非線性連續(xù)曲線的特性[16]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法具有很強的學習聯(lián)想和容錯功能，具有高度非線性函數(shù)映射功能。它使得大氣環(huán)境質(zhì)量評價結果的精度大大提高，并且BP網(wǎng)絡模型用于評價時不需要過多的數(shù)理統(tǒng)計知識，也不需要對數(shù)據(jù)進行復雜的預處理，同時該方法還適用于進行其它相關的評價[17]。1.2.5灰色關聯(lián)判斷法灰色關聯(lián)判斷法是一種邏輯性極強的評判法，廣泛的應用于各個研究機構中，是研究人員喜歡應用的一種方法?；疑P聯(lián)是指事物之間不確定的關聯(lián)?；疑P聯(lián)評判是灰色系統(tǒng)理論用關聯(lián)度大小來描述事物之間及因素之間關聯(lián)程度的一種定量化方法。它以系統(tǒng)地定性分析為前提，定量分析為依據(jù)，進行系統(tǒng)因素之間、系統(tǒng)行為之間的曲線相似性的關聯(lián)分析[18]?；疑P聯(lián)判斷決策考慮了大氣環(huán)境質(zhì)量評價的模糊性和灰色性，此外，灰色統(tǒng)計決策法不僅考慮到各評價因子在綜合評價中的作用，而且考慮到各因子的分散數(shù)據(jù)在評價中的作用，在實際評價中，更具有現(xiàn)實意義。1.3大氣環(huán)境容量核定技術概述大氣環(huán)境容量，是指在一個特定區(qū)域內(nèi)、一定的氣象條件、一定的自然邊界條件及一定的排放源結構條件下，在滿足該區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量目標前提下，所允許的區(qū)域大氣污染物的最大排放量。對于局地性區(qū)域來說，大氣環(huán)境容量是大氣傳輸、擴散和排放方式的具體體現(xiàn)。大氣環(huán)境容量考慮空間開放性和氣象條件復雜性，注重結合區(qū)域的社會功能、環(huán)境背景、污染物布局、污染物的物化性質(zhì)和環(huán)境的自凈能力等因素。鑒于不同模型對環(huán)境因素考慮的廣度和深度有所差別，取不同模型估算的同一區(qū)域的環(huán)境容量有所不同[19]。1.3.1箱式模型法箱式模型是研究污染物排放量與環(huán)境質(zhì)量之間關系的一種最簡單的模型，基本原理是將總量控制區(qū)上空的空氣混合層視為承納地面排放污染物的一個箱體。污染物排入箱體后被假定為均勻混合，箱體能夠承納的污染物量與箱體體積（等于混合層高度乘區(qū)域面積）、箱體的污染物凈化能力以及對箱內(nèi)污染物濃度的限度（即區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量呈正比）[20]。其中箱體高度和自凈能力屬于自然條件，隨地區(qū)而定，方法中用A值來表示。在不同地區(qū)，可根據(jù)當?shù)氐腁值、當?shù)乜偭靠刂茀^(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量目標以及控制區(qū)面積確定總量控制區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量。1.3.2ADMS-Urban大氣擴散模型方法ADMS-Urban大氣擴散模型方法，是由英國劍橋環(huán)境研究中心(CERC)開發(fā)的一套先進的大氣擴散模型，屑新一代空氣質(zhì)量模型。該模型是一個三維高斯模型，以高斯分布公式為主計算污染濃度，但在非穩(wěn)定條件下的垂直擴散使用了傾斜式的高斯模型；使用一個拉格朗日煙羽抬升模塊，煙羽抬升模塊預測抬升軌跡和因為熱的氣態(tài)物質(zhì)的排放對污染物濃度的稀釋，其機理是一個頂蓋內(nèi)嵌模型，包括對逆溫滲透的處理。該模型的主要特點是：（1）用點源、線源、面源、體源和網(wǎng)格源模型來模擬污染物在大氣中的擴散，考慮到了從最簡單到最復雜的城市污染物擴散問題；（2）應用了基于Monin-obukhov長度和邊界層高度描述邊界層結構參數(shù)的最新物理知識[21]，邊界層結構被可直接測量的常規(guī)氣象參數(shù)定義。這樣可以更真實地表現(xiàn)出隨高度的變化而變化的擴散過程，所獲取的污染物濃度的預測結果通常是更精確，更可信的；（3）ADMS-Urban大氣擴散模型可以作為一個獨立的系統(tǒng)使用，也可以與地理信息系統(tǒng)聯(lián)合使用；（4）可以用來研究大氣環(huán)境容量及大氣質(zhì)量管理措施，應用于環(huán)境評價及規(guī)劃。1.3.3ISCST3大氣擴散模型方法ISCST3模型的基礎是正態(tài)煙流模式[22]，考慮了城市垂直方向擴散能力，包括源抬升、落地點抬升、煙羽抬升、干沉降、垂直風向的限制混合，以及物理化學衰減、城市建筑物下洗作用與城市線源、面源的初始擴散尺寸等過程，對穩(wěn)態(tài)高斯擴散方程作了修正。ISCST3大氣擴散模型的主要特點有：（1）ISCST3大氣擴散模型可以用來模擬大氣主要污染物和有毒物質(zhì)及危險廢棄污染物質(zhì)的連續(xù)排放；（2）能處理多重來源，包括點、立體、線、面和露天礦等各類源；（3）污染源的源強可按年、季、月、小時等根據(jù)需要選取設定；（4）可以計算點源排放時由于附近建筑造成的空氣動力學氣流下洗的影響；（5）ISCST3大氣擴散模型使用實時氣象數(shù)據(jù)來計算影響模擬地區(qū)的空氣污染分布的大氣條件。該模型自20世紀90年代以來應用于模擬城市地區(qū)SO2、NO和CO等污染物的時空分布，在分析各類污染源對污染物濃度的分擔率等研究上取得了很好效果。1.3.4A-P值法A-P值控制法是對區(qū)域大氣污染物進行宏觀總量控制的一種方法，對大氣污染物的排放總量的限值的計算用A值法，采用P值法將總量配送到具體污染源中。將它的計算結果與多源優(yōu)化模型計算結果互相結合，取長補短，可以得到較為滿意的結果[23]。A-P值法的基本假定為：假定計算區(qū)域外無大的污染源對本區(qū)域城市影響，區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于區(qū)域內(nèi)部大氣污染源的排放貢獻。1.4主要研究內(nèi)容本文的主要研究內(nèi)容包括：（1）以大同市作為典型研究區(qū)域，綜述并分析大同市的地勢地貌、氣象條件、經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)結構、城市布局等自然和社會環(huán)境特征及其對大氣環(huán)境的影響。（2）采用大同市環(huán)境保護監(jiān)測的大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，對大同市的大氣主要污染物變化及城市大氣環(huán)境質(zhì)量進行分析與評價，從而科學評定大同市大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，并找出大氣污染原因和變化規(guī)律，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量、采取有效措施提供科學依據(jù)。（3）選擇大氣環(huán)境容量的核定模型根據(jù)大同市大氣污染物的污染特征、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等，選擇合適的大氣環(huán)境容量的核定模型計算二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物等主要污染物的大氣環(huán)境容量。2大同市的基本情況2.1地理位置與地質(zhì)地貌大同市位于省境北部，介于內(nèi)外長城之間，是大同盆地的中心。大同市是國務院首批公布的全國24個歷史文化名城之一，是山西省第二大城市，是晉北政治、經(jīng)濟、文化中心和商品集散地。市區(qū)三面環(huán)山，御河縱貫南北。中部、南部是廣闊的平川（大同盆地），整個地勢西北高東南低，一般海拔在千米以上。山區(qū)可分南、中、北三段。南部山區(qū)山勢險陡，主峰塔兒山海拔1714米，大同煤田主要分布于此。中部山區(qū)，最高峰為大鐘山，海拔1417米，是大同中部制高點[29]。北部山區(qū)群山交錯，溝深坡陡，最高峰銀星山海拔1565米，野孤嶺海拔1201米，與東南部馬鋪山構成大同北部門戶、京包鐵路咽喉。西北部丘陵、山地交錯，溝谷縱橫，地形復雜。全市牧坡草地的面積共有480331畝，占全市土地總面積的15.3%，約為耕地面積的一半。其中，面積在300畝以上的大片牧坡草地約269875畝，占全市土地總面積的8.6%；面積在300畝以下的零星小塊草地（指在農(nóng)耕區(qū)村邊、地邊、水邊、路邊的四邊草地）共有210456畝，占全市土地總面積的6.7%。大片草地主要分布在山區(qū)及部分河灘處，是發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要基地。大同市屬于干草原的植被類型，因此植物種類比較少，但是野生植物還是大有潛力可挖的。大量的禾本科、豆科草類是發(fā)展畜牧業(yè)的優(yōu)質(zhì)牧草，麻黃、甘草等野生藥材植物具有很大的經(jīng)濟價值。山區(qū)還生長著許多可供觀賞的野生花卉植物，如石竹、山丹、飛燕草、野菊、紫菀、唐松草、黃刺玫等。大量分布著的胡頹子科野生灌木棗沙棘，不僅是沙荒造林的先鋒灌木，而且在其桔黃色小珍珠似的果實中含有250種天然化合物。它的形態(tài)特征、生理活性和應用價值均與低海拔地區(qū)的植物有明顯差異，且很少受環(huán)境污染。其維生素C的含量是素被稱作“維生素C之王”的獼猴兩至三倍，最高可達到1900毫克/100克[31]。2.2氣象條件特殊的地理位置和地形特征使大同市區(qū)低空逆溫現(xiàn)象非常明顯,一年四季,幾乎天天都能出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。大同市區(qū)年逆溫天數(shù)在300天以上。出現(xiàn)頻率是夜間高于白天。低空逆溫日變化特點是：夏季呈明顯的一峰一谷型，夜間為峰，白天為谷：冬季基本呈“波狀”型；城市逆溫尤其是貼地逆溫層的厚度一般是夏季略高于冬季，其強度是冬季略高于夏季，非常不利于污染物的擴散。城市大氣環(huán)境承載能力很小。2.3行政區(qū)劃與人口全市管轄四區(qū)七縣，總面積14127平方公里，其中城市面積136平方公里，總?cè)丝?80萬，其中城市人口101萬。大同市為山西省第二工業(yè)城市，晉、冀、蒙三?。▍^(qū)）和大同各縣的交通樞紐，大同地區(qū)的政治、經(jīng)濟、文化中心。為山西北部門戶，自古就是軍事重鎮(zhèn)和戰(zhàn)略要地。全市管轄：左云、大同、陽高、天鎮(zhèn)、渾源、廣靈、靈丘七個縣，城區(qū)和近郊劃為城區(qū)、礦區(qū)、南郊區(qū)和新榮區(qū)，計5鎮(zhèn)22鄉(xiāng)、29個街道辦事處[27]。市政府駐迎賓西路，是我國中西部的重要城市，因煤炭資源豐富而成為舉世聞名的“煤都”。2.4城市性質(zhì)與功能定位大同是馳名中外的旅游勝地。大同是我國北魏京師，遼金陪都，明清重鎮(zhèn)，已有2400多年歷史，各種人文景點集中，風貌各異，境內(nèi)古建筑、古遺址多達200余處，云崗石窟、九龍壁、北岳恒山、懸空寺、華嚴寺、善化寺、觀音堂等均是馳名中外的古跡。漫長悠久的歷史，燦爛輝煌的古代文化，豐富多彩的人文景觀，每年吸引著大批海內(nèi)外游客前來觀光旅游[28]。境內(nèi)主要河流有：御河、十里河、口泉河、淤泥河。雨季河水暴漲，平時水量極少。較大水庫有趙家窯水庫、石家寨水庫。城區(qū)和礦區(qū)水源充足，山區(qū)部分鄉(xiāng)村飲水困難。大同市的本地水資源總量為1.42億平方米，人均水資源量僅為111立方米，為全國人均占有量的9%左右，水資源十分貧乏。大同市現(xiàn)在的用水狀況是：工業(yè)與生活用水占80%，農(nóng)業(yè)用水占20%。雖然水資源開發(fā)利用率已達67.5%，但年缺水量仍為2000多萬立方米。為此，“七五”期間先后改造、新建節(jié)水工程135項，年節(jié)水能力達2900萬噸。“七五”期間，全市計劃取水58740萬噸，實際用水52682萬噸，共節(jié)水6058萬噸，相當于市自來水公司一年的供水量。萬元產(chǎn)值取水量由1985年297噸下降到1990年210噸，下降29.3%。工業(yè)用水重復利用率已經(jīng)由1985年的58.1%提高到1990年的71.3%。大同市采取節(jié)流與開源并重的方針，在強化節(jié)水意識，采取多種措施提高重復利用率的基礎上，進行了引冊田水庫和黃河水濟市的工作，以最終解決“水荒”問題[30]。2.5社會經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)結構改革開放以來，濟南市國民經(jīng)濟和社會事業(yè)發(fā)展較快，經(jīng)濟整體素質(zhì)和競爭力顯著提高。大同市是我國最重要的能源重化工基地之一，它擔負著向京、津、唐輸送電力的任務,經(jīng)濟長期依賴以煤為主體資源的開發(fā)、利用和加工,屬于重污染型的工業(yè)結構[31]。大同市境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，主要有：煤碳、石灰石、高嶺土、耐火粘土、石墨等。現(xiàn)已探明的煤炭儲量為376億噸。其中著名的“大同煤田”面積達1700多萬平方公里，是中國主要煤田之一，可供動力、煉焦、化工、民用。全市主要工業(yè)有煤礦、機械、建材、化學、電力、糧食加工等[32]。大同是全國主要的能源生產(chǎn)供應基地，被譽為中國的“煤都”。全市現(xiàn)有各類煤礦近600座，年產(chǎn)原煤8200萬噸以上，占全國的十六分之一，全省的四分之一。省際間五分之一的商品煤來自大同，全國四分之一多的出口煤也來自大同。全市現(xiàn)有發(fā)電廠6座，裝機容量138萬千瓦小時，年發(fā)電量80億千瓦小時以上，每年向京津唐地區(qū)供電70多億千瓦小時。大同能源有力地支援了全國乃至世界的經(jīng)濟建設。大同礦務局年產(chǎn)原煤2700多萬噸，占全市原煤年產(chǎn)值的四分之三，居全國首位。此外，山西柴油機廠、大同水泥廠、大同機車廠等，都是規(guī)模宏大、機械化程度較高的骨干工業(yè)。大同礦區(qū)西部云崗溝內(nèi)的四臺溝礦，是中國第一個設計年產(chǎn)500萬噸的特大型礦井。3大同市大氣質(zhì)量的模糊綜合評價3.1模糊綜合評價法

3.1.1研究方法背景模糊綜合評價方法是上世紀60年代美國科學家扎德教授創(chuàng)立的，是針對現(xiàn)實中大量的經(jīng)濟現(xiàn)象具有模糊性而設計的一種評判模型和方法，在應用實踐中得到有關專家不斷演進[35]。該方法既有嚴格的定量刻劃，也有對難以定量分析的模糊現(xiàn)象進行主觀上的定性描述，把定性描述和定量分析緊密地結合起來。模糊綜合評價是對受多種因素影響的事物做出全面評價的一種十分有效的多因素決策方法，其特點是評價結果不是絕對地肯定或否定，而是以一個模糊集合來表示?；驹砑捌洳襟E：

⑴確定對象集，因素集和評語集⑵確定權數(shù)分配⑶建立各因素(指標)的評分隸屬函數(shù)和綜合評價矩陣R⑷計算每個對象的綜合評價結果⑸向量的歸一化處理⑹模糊分析結果3.1.2模糊評價模型[36]通常用到的模糊評價模型主要有以下幾種：（1）模型ⅠM1(N,U）Bj=(airij)={min(ai，rij)}j=1，2，…，n（2）模型ⅡM2(·,U)Bj=(ai·rij)={ai，rij}j=1，2，…，n（3）模型ⅢM3(·)Bj=ai·rij=min{1,airij}j=1，2，…，n其中模型ⅠM1(N,U）是按小中取大的原則進行評判，模型ⅡM2(·,U)是按代數(shù)乘取大的原則進行評判，兩者皆是突出主因子型；模型ⅢM3(·)中ai可看作因素的權重系數(shù)，屬加權型。3.1.3模糊評價的步驟（1）確立因子集和評價集設u1，u2，…，um為參與評價的m個環(huán)境因子之值；v1，v2，…，vn為與ui相應的評價標準。則分別稱：評價對象的因子集合U={u1，u2，…，um}為因子集；評價標準分級集合V={v1，v2，…，vn}為評價集[37]。（2）確定隸屬函數(shù)各污染因子的隸屬函數(shù)是其對相應的環(huán)境質(zhì)量標準分級隸屬程度的表征，故可以把隸屬度污染物濃度和環(huán)境質(zhì)量標準的函數(shù)[38]。假定某污染因子濃度為ui，則該因子對第j級的環(huán)境質(zhì)量標準的隸屬函數(shù)為Uj(ui）（j=1，2，…，n），具體形式為：對1級環(huán)境質(zhì)量標準：U1(ui)=對j(1<j<n)級環(huán)境質(zhì)量標準：Uj(ui)=對n級環(huán)境質(zhì)量標準：Un(ui)=（3）確定模糊關系矩陣R確定模糊關系矩陣R是每一污染因子對每一級環(huán)境質(zhì)量標準的隸屬程度的表征[39]，對因子集的監(jiān)測結果向量（u1，u2，…，un）須首先確定每一因子對各級標準的隸屬度，然后構造隸屬矩陣R為：R=式中：rij=Uj(ui)(i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。R中的第i行Ri=(ri1，ri2，…，rin)(i=1，2，…，m)代表了第i個因子對各級環(huán)境質(zhì)量標準的隸屬性，R中第j列=(r1j，r2j，…，rmj)T(j=1，2，…，n）則代表了各污染因子對第j級環(huán)境質(zhì)量評價標準的隸屬度。（4）確定權重系數(shù)一般而言，各污染因子的重要性是有差異的，為反映各污染因子的重要程度，準確地評價某事物或現(xiàn)象[40]，需對各因素ui（i=1，2，…，m）賦予一定的加權系數(shù)ai（i=1，2，…，m），由各加權系數(shù)組成的集合A=（a1，a2，…，am）稱為權重集。其中，ai（i=1，2，…，m），且滿足。各加權系數(shù)ai（i=1，2，…，m）可視為因子ui（i=1，2，…，m）對“重要程度”的隸屬度。設Si為第i種污染物的環(huán)境質(zhì)量的標準值，Ci為該污染物實測的濃度值，則對于以上所給模型的權重系數(shù)ai可由下式確定：i=1，2，…，m式中：，i=1，2，…，n；，即為n級標準的平均值。（5）模糊綜合評價利用已經(jīng)求取的模糊關系矩陣R和權重系數(shù)模糊子集A，確定模糊評價子集B為：B==(B1，B2，…,Bn）由此可得到綜合評價結果。有時若偏離1太大，需要對求的Bi進行歸一化處理，如果接近等于1無需歸一化處理。3.2大同市大氣質(zhì)量的模糊綜合評價應用以上所建立的模糊評價模型[41]，結合大同市大氣質(zhì)量監(jiān)測結果，對大同市大氣質(zhì)量進行模糊綜合評價。3.2.1大同市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況根據(jù)市區(qū)自然、地理、工業(yè)及人口分布特征，按功能區(qū)劃布點監(jiān)測大氣。監(jiān)測點位為：果樹場（清潔區(qū)），安家小村（居民區(qū)，上風向），紅旗廣場（商業(yè)區(qū)），云岡賓館（工業(yè)區(qū)），教育學院(居民文教區(qū)）。監(jiān)測項目，即確定的評價環(huán)境因素為：PM10，SO2，NO2。取2005~2007年的各監(jiān)測點SO2，NO2，PM10日均質(zhì)量濃度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3.1~3.3[42]。表3.1各功能區(qū)SO2日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0850.0760.0930.1210.12220060.0380.0680.0690.1250.13120070.0350.0690.0530.0910.0863年均值0.0530.0710.0720.1110.113表3.2各功能區(qū)NO2日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0260.0460.0360.0440.02720060.0310.0310.0360.0430.03420070.0250.0360.0280.0370.0353年均值0.02670.0380.0330.0410.032表3.3各功能區(qū)PM10日均值濃度變化情況（單位為毫克/立方米）年份清潔區(qū)居民區(qū)上風向商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)居民文教區(qū)20050.0850.1850.1290.1780.15120060.0760.2030.1020.1660.14820070.0680.1430.0520.1340.1113年均值0.0760.1770.0940.1590.136評價標準分級依據(jù)國家現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標準確定為三級標準，見表3.4。表3.4《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》規(guī)定的各項污染濃度限值項目污染物質(zhì)量濃度限值（日均濃度）/(mg/m3)PM10SO2NO2一級標準0.050.050.08二級標準8三級標準23.2.2模糊綜合評價計算①確定模糊關系矩陣R[43]首先確定各因子的隸屬函數(shù)，此處