發布時間：2023-12-20 10:49:22
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的大氣環境規劃樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
【關鍵詞】 大氣環境容量 研究 環境管理 意義
在我國經濟高速發展的同時，大氣環境污染問題也日益突出。如何對區域大氣污染進行有效控制和治理，改善區域大氣環境質量，是目前迫切需要解決的問題。針對這個問題，我國先后實施了大氣污染物達標排放、排污許可證制度等控制手段，把環境管理工作由濃度控制向總量控制推進。為保證大氣污染物總量控制制度的有效實施，科學準確地掌握區域的大氣環境容量并顯得尤為重要。科學測算出區域大氣環境容量，也為政府制定大氣污染控制決策、環境規劃、區域產業布局等環境管理工作科學化提供重要依據，并實現區域社會經濟效益和環境效益的統一。
1 大氣環境容量的概念
大氣環境容量一般有兩種不同的定義[1]：一種是指某一環境區域內對人類活動造成影響的最大環境容納量，若污染物排放量超過環境容量，這一環境的生態平衡和正常功能就會遭到破壞，稱為該地區大氣環境的“極限容量”。第二種是在某一地區，為達到一定的環境目標所允許的最大污染物排放量，稱為該地區大氣環境的“允許容量”。在現實的大氣環境管理和污染控制過程中，具有指導意義的是大氣環境的“允許容量”。
大氣環境是一個變量，包括兩個組成部分[2]：基本環境容量（差值環境容量）和變動環境容量（同化環境容量）。前者可以通過擬定的環境容量減去環境的本底值求得，后者是指該環境單元的自凈能力，因此在不同的地區有不同的大氣環境容量。
2 大氣環境容量的研究方法
大氣環境容量是一個取決于自然要素、污染物性質和濃度、氣象參數、環境本底、環境質量目標以及經濟技術條件的變量，通常而言污染物在大氣中的凈化量是較小的，因此污染物在大氣的濃度主要取決于大氣的擴散稀釋過程。國內對大氣環境容量的研究方法主要以下幾種。
2.1 A值法
A值法是國家標準《制定大氣污染物排放標準的技術方法》（GB/T3840-91）提出的總量控制區排放總量限制計算公式，根據計算出的排放量限值及大氣環境質量現狀本底情況，確定出該區域可容許的排放量[3]。
2.2 A-P值法
A-P值法是基于箱模式的A值法計算出控制區的大氣環境容量（某種污染物的允許排放總量）[4]。然后利用P值法，在區域內所有污染源的排污量之和不超過上述容量的約束條件條件下，確定出各個點源的允許排放量。即由控制區及各功能分區的面積大小給出控制區或總允許排放總量，再配合點源排放P值法對點源實行具體控制，求出各個點源的允許排放量。
2.3 多源模式法
多源模式是相對單個點源高斯模式而言的，也叫復合源模式[5]。多源模式法是通過多源模型模擬計算出各污染源按基礎允許排放量排放時污染物的地面濃度分布，依據區域內污染物濃度控制標準和不同的超標率，采用一定方法對相關污染源的允許排放量重新分配整合，確定各污染源新的排放量，最后得出研究區域的環境容量值。
2.4 線性規劃法
線性規劃法是將污染源及其擴散過程與控制點聯系起來，以控制點的濃度達標作為約束條件，通過線性優化方法確定排放源最大允許排放量或削減量的方法[6]。它基于運籌學的線性優化理論而建立，適合于解決環境容量資源最大化問題。
3 大氣環境容量在環境管理中的意義
3.1 大氣環境容量是總量控制的前提
實施大氣污染物總量控制是一項復雜的系統工程，所涉及的內容十分廣泛。其核心內容是如何確定區域大氣環境容量和如何制訂區域大氣污染綜合治理方案，總量控制管理都是圍繞這兩個核心[7]。在實施過程中，從環境質量要求出發，在充分考慮環境自凈能力的基礎上，運用大氣環境容量理論和環境質量模型，計算環境允許的納污量，并據此確定污染物的允許排放量，在此條件下才能科學制訂區域大氣污染綜合治理方案，因此大氣環境容量的確定是實施總量控制的前提。
3.2 大氣環境容量的確定能有效提高環境管理科學化水平
我國正處于市場經濟的發展過程之中，企業成為市場的主體，政府對企業的干預只能通過宏觀調控來實現。容量總量控制正是一項宏觀調控指標，政府部門可以通過分配排污總量并發放許可證，對企業的排污行為進行依法監督。因此科學計算出大氣環境容量提出切實可行的容量總量控制方案，將使環保目標更加明確和更具有可操作性，同時對排污申報、排放許可證制度、環境影響評價、環境規劃、環境監測也提出了更高層次的要求，大氣環境容量的確定將有效提高環境管理科學化水平。
3.3 實施大氣環境容量管理能實現環境效益和社會效益統一
為了達到經濟與環境的協調發展，在保證環境質量滿足規定標準的前提下，應盡可能最大限度地利用區域大氣環境容量。由于環境容量與污染源的空間分布和排放方式密切相關。所以，可以通過技術經濟可行性分析、優化分配污染負荷、調整污染源的空間布局，達到充分利用環境容量的目的。因此大氣環境容量的確定和充分利用將促進區域生產力合理布局、產業結構調整與區域的可持續發展，實現環境效益和社會效益有機統一。
參考文獻：
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[5]鄭瀅.龍灣區DMF大氣環境承載力研究.浙江大學.碩士學位論文，2011.
摘要：本文結合GIS基本概念及應用優勢，綜合論述了GIS技術在大氣環境動態監測、水資源環境監測等環境監測及數據處理、影響預測和綜合評價、查詢評價結果、專題地圖生成等環境影響綜合評價等環境保護方面的應用，GIS與環境科學的結合運用將充分發揮出巨大的發展潛力，地理信息系統（Geographical Information System，簡稱GIS）是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的、動態的地理信息為地理研究和決策服務的分析、處理、挖掘海量地理數據的通用技術，是一種采集、存儲、管理、查詢檢索、分析及顯示和描述空間數據的計算機系統。
關鍵詞：GIS；環境監測；環境影響綜合評價；應用
中圖分類號：X87 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（a）-0000-00
GIS是在計算機軟、硬件支持下，實現對整個或部分地球表層（含大氣層）空間相關數據及屬性的采集、錄入、儲存、編輯、處理、分析、輸出等，主要包括硬件、軟件、數據和用戶四部分，較一般的管理信息系統具有強大的空間數據管理系統、形象直觀的應用界面、強大的空間分析能力等。隨著生態環境的惡化，保護生態環境已成為全社會關注的問題，GIS與環境科學的結合運用有著巨大的發展潛力，將被廣泛應用于環境管理、環境監測、環境影響評價、環境規劃等領域，可快速、準確獲取環境信息，完成空間信息分析和圖形處理等，從空間和時間上分析出環境資源現狀及變化趨勢等。
1 GIS應用優勢
①GIS的標準化包括支持GIS工作的數據結構、數據交換格式的統一標準化，提供GIS工作基礎數據接口的標準化，建立開放地理信息系統的互操作標準，尋求網絡地理信息 系統數據和空間數據處理服務的標準方法等。GIS以上述標準化為基礎，既有利于地理數據的維護，又節省了大量時間和經費。
②與其他普通軟件相比，GIS具有獨特的空間和屬性數據管理以及空間分析應用功能，而且這是任何普通軟件無法替代的；GIS可將地理學發展史中現論、方法與計算機有機結合起來，充分發揮出其強大的空間、屬性分析能力，這是傳統手段方式無法比擬的；GIS在環境科學中彰顯出定量、快速、易修改、易更新，并能動態、模擬分析地理數據等特點，這也是常規評價方法難以實現的。
③GIS數據根據同一空間坐標及不同領域可享數據和結果，數據通用性相對增強，實現各部門之間的形成支持整個項目的戰略決策系統，完成數據的共享和自由交換，并通過WEBGIS及時成果。
2 GIS在環境科學中的應用
2.1 GIS環境監測
2.1.1 GIS大氣環境動態監測
隨著城市的擴展和人口的增多，機動車數量急劇增加，城市向著工業化方向發展，工業排放的大量有害物及機動車廢氣等使得城市空氣遭受嚴重污染，改善大氣質量，維護生態環境平衡是當前多國家和地區迫切需要解決的問題。人類賴以生存的大氣環境具有空間尺度大，空氣流動性強等特點，地面是自然環境中的空氣不可逾越的固體邊界。GIS技術適用于對大氣環境動態監測和分析，利用地理信息系統技術和數據庫管理技術收集并整理主要污染物、污染物擴散范圍、周圍地形及存在大氣污染隱患的工廠企業及其位置信息等，建立地理信息數據庫，然后通過GIS空間分析和數據顯示獲取污染物在大氣環境中的濃度分布圖，最終得出污染物的空間分布及超標情況。我國“七五”環保項目中“國家大氣環境信息系統”就是充分利用了GIS技術實現對大氣環境的監測和分析的。
2.1.2 GIS水資源環境監測
水是人類賴以生存和發展的重要物質條件之一。當前，由于水源污染趨于嚴重并存在復合型污染，造成大量水源不能飲用。近幾年，GIS技術被用于水資源環境監測和管理中，其強大的空間信息管理和分析功能完全符合水資源環境空間信息量較大的特點，可實現科學有效的進行組織和管理水質監測數據及空間數據，有利于管理人員查詢、編輯、修改各種空間信息；而且還可利用GIS空間分析及圖表分析優勢，分析空間和監測數據，并制作專題圖表，為管理部門制定水污染治理方案提供出有效的信息支持。
2.2 GIS在環境影響綜合評價
2.2.1 數據處理
環境影響綜合評價工作涉及大量的工程項目規劃數據、區域自然環境和社會經濟環境數據及污染物排放數據和環境本底值等用于評價的基礎數據，利用GIS技術開展該項工作，可將這些大量數據存入屬性數據庫，并綁定評價區域地理空間位置，有利于開展環境影響預測及評價時隨時調用任一區域相關數據，并可根據設定值查詢和檢索數據。GIS對海量數據快速處理能力滿足了對環境影響評價中大量數據分析、預測和評價的要求，并將評價結果經程序設計存入數據庫中，再通過關系化數據庫語言作出評價區域結果分級檢索并生成專題圖，準確、快速、靈活的處理數據，這種強大的技術支持促進了環境影響綜合評價工作的數字化發展。
2.2.2 影響預測和綜合評價
在進行環境綜合分析及評價時，可充分利用GIS極強的管理空間數據及空間數據分析功能，將環境影響綜合評價的原始數據、預測數據與地理區域空間位置數據相結合，獲取不同方法分析及評價結果，然后將這些結果采用數據庫、圖形、圖表等方式存儲用于以后應用。同時，通過編制應用軟件使GIS與各種綜合評價方法集成，設計出專業環境影響綜合評價應用軟件有目的的進行各種評價結果的空間分析，從而使環境影響綜合評價處理速度及空間表現力得到進一步提升，而且實現在評價區域地圖上按照不同要求對所提供的預測分析結果進行顯示或打印。
2.2.3 查詢評價結果
應用GIS進行環境影響評價，可實現全面、快速的查詢區域人口數據、地理位置數據、污染源排放數據、影響預測數據、評價結果數據等，并能在查詢過程選擇任一地點進行查詢，也可進行利用綜合污染等級、污染物濃度等條件查詢，查詢結果會迅速、準確的出現在區域電子地圖上，并可對電子地圖進行隨意放大、縮小、移動、旋轉等便捷操作，充分發揮GIS快捷準確的技術優勢，有利于管理人員進行管理和決策。
2.2.4 生成專題地圖
根據評價要求，GIS技術可對數據庫中原始資料進行相關分析計算得出區域環境影響評價結果，然后把結果存入數據庫。應用軟件可任意調用數據庫中相關數據，當綁定數據與區域地圖，就可以運用條形圖、餅型圖、點密度圖集填充區域圖等一定的圖形表示方式，在地圖上自動生成評價結果專題圖。評價人員根據需要隨意選取專題地圖生成方式，GIS系統就會自動生成相應的環境影響綜合評價結果圖。
3 GIS在其他環境科學領域中的應用
GIS技術可將數據及地圖連接起來，建立拓撲關系，進行空間分析、查詢及各類專題圖的制作等，直觀、形象的顯示環境質量和污染狀況，并可選擇各種評價方法進行單要素評價和區域綜合評價，實現評價因子分析、計算和評價成果的自動輸出，完成GIS項目環境影響評價、區域環境影響評價及累積環境影響評價等環境影響評價應用，降低人工勞動強度，提高評價工作進程。而且，還可利用GIS空間分析技術與基礎數據和空間圖形庫結合，對環境數據收集管理、環境質量評價預測及污染控制規劃等方面進行相應處理，更加快速、直觀、時效的放映環境規劃決策過程，充分發揮GIS在環境規劃中的及時更新數據、實時查詢地理空間信息和屬性數據以及可宏觀把握、微觀分析的功能優勢。
參考文獻
[1] 汪小欽. GIS與大氣質量模型結合的探討[J].環境科學研究，2000，13（4）
【關鍵詞】環境;PM2.5;智能;Android
1、引言（introduction）
環境監測是通過對人類和環境有影響的各種物質的含量、排放量的檢測，跟蹤環境質量的變化，確定環境質量水平，為環境管理、污染治理等工作提供基礎和保證。簡單地說，了解環境水平，進行環境監測，是開展一切環境工作的前提。環境監測的目的是為了準確、及時、全面地反映環境質量現狀及發展趨勢，為環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據。
智能環境監測指通過計算機、傳感器、通信網絡等新技術，動態實時的獲取和監測環境的各項指標。本系統設計重點集中在空氣質量監測，對一個區域內的能夠代表空氣質量的污染物例如PM2.5等進行檢測
2、系統功能設計（The system function design）
圖1系統設計圖
Fig.1 system design
（1）客戶端
客戶端運行在平板電腦上，操作系統采用 Android系統，用戶可以過平板電腦實時看到當前環境指標數值，比如co2濃度、PM2.5數值，空氣污染等級等;對每個傳感器數值的極值（預警值）可以設置，當前值超過預警值時，頁面會發生相應的變化。例如PM2.5值過大，頁面會變得模糊等。
（2）服務端
服務端運行在定制實驗箱硬件上，操作系統采用 Android系統，服務端一方面接受客戶端數據讀取請求，給予響應;另一方面通過串口讀取外接zigbee模塊采集到的環境指標數據;服務器端直接與傳感器通信，通過zigbee模塊獲取數據，服務器端發送請求來獲取數據進行分析和展示。
（3）客戶端與服務端連接
通過wifi網絡連接;客戶端自動判斷是否是Wifi或者是移動網絡情況，提示用戶連接網絡。
（4）協調器
一個單片機，集成了 zigbee模塊，與外部各種傳感器以及繼電器通信，傳感器以及繼電器也是集成了 zigbee模塊;
（5）協調器與傳感器連接
傳感器和協調器之間通過zigbee通信;
（6）服務端與協調器
通過串口數據線連接;
3、系統環境搭建（System environment）
開發系統軟件和工具版本：jdk1.7、adt-bundle-windows-x86_64-20130917（Eclipse）
系統運行版本：Android4.0及更高的Android版本
4、開發流程及關鍵技術（The Process and key technology development）
4.1、開發流程
系統開發的主要流程如圖2所示：
圖2 系統開發流程圖
Fig.2 system development flow chart
4.2、關鍵技術
客戶端與服務端通信采用 http 消息，消息的 body 采用 JSON 格式描述。使用HttpPost連接，移動端（Android）通過HttpPost請求獲取服務器數據，服務器通過JSON數據格式返回給請求者。移動端解析數據和分析數據，對數據進行圖表展示等操作。客戶端每隔3秒向服務器端請求一次數據，對請求到的數據進行分析處理，以折線圖、文本格式在界面上展示給用戶。
系統的折線圖部分使用Android自帶畫圖工具，CharView類繼承自View 復寫Draw方法進行圖形的繪制，新建方法upData更新圖形，重新繪制圖形。這樣就可以展示實時動態折線圖。
系統服務器端Http Server則負責接收來自客戶端的請求，當請求到達時創建一個線程處理該請求，線內部首先解析請求，根據請求的參數區分進行后續的業務邏輯處理，業務邏輯處理過程會消息隊列中讀取采集到的串口數據，處理完畢后構造響應消息應答客戶端設備。
5、結論（Conclusion）
當前，我國大氣污染形勢嚴峻，以可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出，損害人民群眾身體健康，影響社會和諧穩定。隨著我國工業化、城鎮化的深入推進，能源資源消耗持續增加，大氣污染防治壓力繼續加大。反映到終端上，則是以用戶為中心的設計，在給用戶帶來豐富的內容和服務的同時，更重要的是給用戶提供良好的體驗。該系統對大氣環境檢測，保障了環境不被污染，空氣清新。提高用戶的生活質量。
參考文獻：
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關鍵詞：城市環境；城市規劃；應對措施
前言
“以經濟發展為核心”是過去很長一段時間內我國城市發展的核心思路與方向，但是這種促進城市經濟的快速發展是以犧牲城市環境為前提的，做好城市環境的保護已經成為了現今乃至今后一段城市發展的重點。做好城市環境的保護與治理關鍵是要從根本上防止城市環境的進一步惡化并逐步從各個方面開展對于城市環境的治理與保護，在這一過程中，城市規劃起著決定性、根本性的作用，只有做好城市規劃中的環境規劃從而將城市發展與環境保護有機的結合起來才能實現城市經濟與環境的共同發展。
1 城市發展與規劃中所面臨的環境問題
1.1 城市環境大氣污染
“霧霾”是現今我國的熱門詞匯，其是我國經濟發展中由于環境保護不當所形成的大氣污染問題，其最早可以追溯到2012年左右且呈現出愈演愈烈之勢，現今霧霾最嚴重的時候曾席卷半個中國，做好城市環境中大氣環境保護已經刻不容緩，為做好對于城市環境的保護，需要從城市規劃這一根本問題入手。在現今的城市大氣污染中多數是由于城市中的工業、交通運輸以及建筑業等總污染行業所排出的廢氣等從而使得空氣中的粉塵、硫氧化物等含量超標從而使得城市空氣環境質量下降，并最終導致“霧霾”問題的產生。通過對城市環境進行監測分析后發現，現今北方大部分城市的環境污染問題多屬于“煤煙型”污染的范疇，城市空固體有害顆粒物含量超標，造成這一問題的原因與城市規劃有著直接的原因。
1.2 土壤環境污染
造成城市土壤污染的主要原因是由于城市在發展的過程中，城市中的各種工業企業所產生的有害物會無序的堆放在土地上這些有害物質會滲入到土壤中從而造成土壤污染.此外，當土壤中的有害物質的含量不斷累積并超過土壤自身自凈能力的極限時將會導致土壤結構、功能和組成發生一定的變化，從而對生態環境造成極大的影響。現今，由于城市的發展以及工業化進程的加快將會進一步加劇城市土壤的污染。
1.3 水資源污染
在城市的發展過程中，城市工業及生活污水由于城市規劃不到位將會導致其無序排放，這些工業廢水及生活污水會對城市周邊的水體造成嚴重的污染。現今城市水體污染將呈現出愈演愈烈之勢，當城市周邊的水體污染超出其所能夠承受的極限時將會造成城市周邊生態環境的污染，從而對水資源的利用造成極大的影響。
1.4 固體廢物污染
城市的合理規劃對于資源的合理配置有著極為重要的作用。在城市的發展規程中會產生大量的固體廢棄物，這些固體廢棄物的隨意堆放會對城市環境造成極大的影響，為避免此類問題的產生，應當首先從城市規劃方面入手，從而各個方面入手做好各方的協調，以便最大的限度的降低各類污染對于城市生態環境的影響，做好對于城市環境的保護。
2 做好城市規劃中的環境保護
2.1 在城市規劃中做好對于大氣污染的規劃與整治
大氣污染是城市環境污染的重災區，應當從城市規劃入手做好對于城市環境的保護與大氣環境污染的整治。在城市規劃的過程中應當充分對城市區域特性進行綜合的考慮，從多方入手做好對于影響城市大氣環境質量的綜合分析，以便采用針對性的措施從城市規劃的方面入手做好對于城市大氣環境的保護。在城市大氣環境的規劃保護中應當注意一下幾個方面：（1）在城市規劃的過程中對于大型工業生產企
業及污染較大的企業應當控制其規模或是在其周邊規劃各種環境保護裝置，以便對各種廢氣、污染氣體進行處理，對于污染氣體使用物理或是化學的方法對廢氣中的有害物質等進行吸收與去除以避免廢氣直接排放而對空氣環境造成污染。（2）在城市規劃的過程中需要對城市的能源結構進行改變，在城市規劃中積極采用污染度較低的能源結構以減少燃料污染對環境造成的影響。（3）在城市規劃的過程中加大對于各類凈化植物的種植面積，通過在城市和工業區有計劃和有選擇的增大凈化植物的種植面積以便更好的做好對于城市環境的凈化與保護。（4）在城市規劃中，要做好對于城市建筑的協調，以便使得自然大氣環境中的自凈能力能夠在城市環境保護中發揮出更大、更多的作用，從而有效的降低城市大氣環境中的污染物含量。
2.2 做好城市規劃中的土壤污染保護與整治
城市土壤污染隨著城市的發展以及工業化的不斷推進將會使得城市土壤污染越來越嚴重，為了更好的做好對于城市土壤的保護應當從城市規劃入手從以下幾個方面做好對于城市土壤的保護：（1）在城
市規劃的過程中應當積極加強對于工業“三廢”的治理，減少甚至是避免工業生產中所產生的各類有害污染物未經治理而直接進入到城市的土壤中從而對城市土壤造成污染。（2）在城市規劃的過程中應當積極做好各類土壤污染的規劃，通過種植多種具有吸收能力較強的植物來對土壤中的有害物質進行吸收以降低土壤中的有害物質的含量，除了采用種植植物的方式還可以采用土壤降解的方式來對土壤進行治理。（3）在城市規劃中對污染土壤進行施加抑制劑改變污染物質在土壤中的遷移方向，以減少農作物對于土壤中的有害物質的吸收。
2.3 做好城市規劃中的水污染的治理
最好城市劃中的水污染的治理與保護首先需要對城市水系中的污染情況進行詳細的調查分析，并在結合當地水體質量的情況下采取合理的方式予以解決。此外，在城市規劃中做好對于城市水系的治理還可以在城市水系中加大各類植物的種植，積極改善河道中的水質，以提高城市水系中的自凈能力，以最大限度的降低城市水系中的污染物含量。在城市規劃中應當積極做好區域內重點污染企業的工作以使得企業能夠積極的配合城市規劃中的水體環境的保護。此外在城市規劃中應當積極做好各類水處理設施的建設以使得城市所排放的工業、生活污水能夠首先經過處理后再排放入城市水系中以避免其直接方法所造成的水體污染。在水體治理的過程中對于有害、有毒污染物的排放應當進行單獨或是預處理從而對工業廢水實行清污分流、串級使用、污水回用或是一水多用等的措施進行處理。從而最大限度的從城市規劃中做好城市水體污染的治理提高水資源的利用率從而從城市規劃層面做好城市環境的保護。
3 做好城市規劃中的生態環境的規劃
隨著城市化進程的不斷加快，城市中生活的人口越來越多每天所產生的污染也呈逐年遞增的趨勢，做好城市規劃中的環境保護的規劃對于確保城市居住環境、提高城市的生態建設有著極為重要的意義。在下一階段的城市規劃中應當積極將環境保護、人與自然的和諧相處作為城市規劃的核心要點。從城市規劃入手、從結構層面入手做好對于城市污染源的治理。這一需求不僅僅是經濟社會發展的需要同時也是現代社會發展的立足點和出發點。
4 結束語
城市規劃是城市發展的總體指導方向。現今的城市發展中，城市環境的治理與保護已經成為了經濟發展的重點。本文在分析了現今城市發展中所存在的環境問題的基礎上對如何做好城市規劃以做好城市環境保護進行了分析闡述。
參考文獻
[1]羅上華，馬蔚純，王祥榮，等.城市環境保護規劃與生態建設指標體系實證[J].生態學報，2003，23（1）：45-55.
圖為2001年7月17日美國衛星拍攝到的東印度洋上空的棕色云團。那里的島嶼籠罩在馬來西亞和印度尼西亞森林火災所產生的濃霧之中。
一個尋常的冬日午后,位于北京市南郊的觀象臺,天色已經逐漸暗淡。但中國科學院大氣物理所研究員石廣玉及其同事,還守候在這里。在他們頭頂數百米的上空,懸浮著形似導彈的透明氣球;氣球的下方,掛著兩個“黑匣子”。
隨著地面研究人員啟動遙控器按鈕,“黑匣子”開始收集大氣中細微的顆粒,以幫助人們進一步了解空氣質量。
2008年,北京的空氣質量交出了一份較為圓滿的答卷:由于“綠色奧運”的帶動作用,至11月30日,北京市就已提前實現了全年的“藍天目標”――256個藍天,占全年天數的70%。
然而,對抗空氣污染的戰爭才剛剛拉開帷幕。除了現有的“藍天”標準與發達國家相比仍然偏低,空氣中還有更多成分復雜、對健康威脅更大的污染物,其中就包括前述“黑匣子”收集到的細顆粒物。
就在11月,聯合國環境規劃署(UNEP)最新的一份報告警告,中國北京、上海和深圳等地區的上空已經被棕色云團所籠罩。這種污染不僅帶來大氣能見度下降,還造成居民健康受損等一系列問題。包括石廣玉在內的多位中國科學家,參與了這一報告的起草。
無獨有偶。在中國環境保護部12月1日的2008年環境保護科學技術獎獲獎項目公示名單中,也有一項關于棕色云團的研究名列其中。
參與此項研究的北京大學環境系教授邵敏對《財經》記者坦言,即使科學界對于棕色云團有所了解,也才剛剛開始。人們擔心,棕色云團已經成為繼溫室氣體之后,對人類的又一巨大威脅,且這一威脅或許更加切近。
“ABC”變奏
棕色云團這個名稱,或可追溯到上個世紀90年代后期實施的一個國際科學合作項目 ――“印度洋試驗”(INDOEX)。
當時,該項目的研究人員在印度洋、南亞、東南亞和中國南部的上空,都發現了厚度約3公里的棕色云團,其總面積相當于美國陸地面積大小。由于其分布在亞洲上空,當時被稱為“亞洲棕色云團”(Asian Brown Clouds,簡稱ABC)。
所謂棕色云團,是指狀如云團、以細顆粒物為主出現在對流層中的一大片污染物,其成分包括含碳顆粒物、有機顆粒物、硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽以及沙塵等。
“亞洲棕色云團”命名一經提出,就在國際上引起軒然大波。有人甚至將其等同于“亞洲毒霧”。石廣玉研究員當時為此深感不安。“棕色云團不一定只發生在亞洲。如果被叫成亞洲棕色云團,中國和印度在國際上就會承受非常大的壓力。”他告訴《財經》記者。
2003年2月,作為聯合國環境規劃署棕色云團科學工作組成員的石廣玉,參加了在瑞士日內瓦舉行的工作組會議。這次會議上,他發言要求取消“亞洲棕色云團”這一名稱,隨即得到了印度同行的強烈支持。
最后,大家決定保持“ABC”這一簡稱不變,但將其解釋更改為Atmospheric Brown Clouds,即“大氣棕色云團”。
石廣玉以及眾多中國、印度專家的異議,是有根據的。棕色云團的確不是亞洲“特產”。聯合國環境規劃署上月的報告就顯示,除了中國所在的東亞地區,南部非洲、南美的亞馬遜盆地等地區,一樣屬于棕色云團重點區域。此外,北美東海岸和歐洲也有部分地區被棕色云團覆蓋,只不過影響程度相對有限而已。
對絕大多數公眾來說,棕色云團或許是一個新名詞。但如果提起灰霾,大家或許就不會感到陌生。復旦大學環境系大氣化學研究中心主任莊國順教授對《財經》記者表示,在學術上,灰霾與棕色云團所反映的大氣狀況其實是一回事。因為棕色云團的圖像主要來自于衛星遙感圖片,根據不同狀況,其顏色可深可淺,包括“褐色”“灰褐色”“灰色”等不同色系。
不過,兩者之間也有著微妙的區別:一次灰霾天氣,其影響范圍也可能只局限在某座城市;但成片的棕色云團,卻可能覆蓋整個中國東部乃至更為廣闊的地區。
城市黯淡
近年來,在眾多城市和工廠密布的珠三角地區,天空經常灰蒙蒙一片,大氣能見度很差。
很多市民可能并不清楚,棕色云團正是能見度下降的“罪魁禍首”:棕色云團中的一些微小顆粒,會吸收陽光,或者將部分陽光反射回大氣。聯合國環境規劃署的棕色云團報告就顯示,自上世紀70年代以來,廣州的日光強度已經下降了五分之一以上。
北京大學環境系教授張遠航及其同事在珠三角地區進行的研究表明,珠三角空氣有很多污染物,其中那些粒徑小于2.5微米的細顆粒物(PM2.5),是造成能見度衰退的主要因素。而中國現行的空氣質量國家標準中,卻沒有關于PM2.5的規定。我們每天在電視上或者報紙上看到的空氣質量日報中所謂的“可吸入顆粒物”,僅指那些粒徑小于10微米的顆粒物(PM10)。
珠三角地區大氣能見度的惡化,不過是中國空氣污染嚴峻形勢的一個縮影。過去半個世紀中,中國城鄉的日光強度平均每十年下降3%至4%,且這種趨勢在20世紀70年代以后尤為明顯。
2007年1月19日,長三角地區就曾遭遇罕見的空氣重度污染。其中,上海市區完全籠罩在灰色塵霾之中,能見度小于600米。有市民戲稱,“東方明珠,一天未亮”。
根據莊國順及其同事后來在國際著名學術期刊《大氣環境》上發表的論文,那一天上海市空氣中PM10和PM2.5的濃度,分別達到過每立方米744微克和466微克。在這種環境下,人會感到呼吸困難,完全不適合居住。而且,顆粒物的濃度也遠遠超出世界衛生組織空氣質量準則的推薦值:PM10和PM2.5的日平均濃度分別不宜超出每立方米50微克和10微克。
在中國的國家標準中,空氣污染指數為50時,對應的PM10濃度為每立方米50微克,剛好符合世界衛生組織的推薦值。而那一天上海市區的空氣污染指數高達413。
上海市環保部門當時對市民稱,此乃偶然天氣因素不利于污染物擴散所致。但僅僅過了兩個多月,上海在當年4月2日“可吸入顆粒物”的空氣污染指數又一舉突破了500!
把這種天氣歸于偶然因素,未免有些牽強。在莊國順教授看來,珠三角、長三角和京津地區的灰霾現象都非常嚴重,多個城市灰霾天氣數量都超過了全年的三分之一,有的城市甚至達到每年150天以上。和晴天、陰天、多云等一樣,灰霾已經成為天氣預報中必須采用的新現象。
在聯合國環境規劃署的報告中,北京、上海和深圳這三個中國城市,均被納入了全球13個棕色云團熱點城市(hotspots)行列。
參與該報告的美國加州大學圣地亞哥分校Scripps海洋研究所的馮艷博士對《財經》記者解釋說,報告中描述的深圳,其實包括香港,指的是深圳-香港地區。
莊國順教授告訴《財經》記者,盡管報告只選擇了中國最大的三個大都市,但實際上,棕色云團范圍很大,從鄭州、西安一直到北京、上海和廣州,基本上連成一片。此外,烏魯木齊、蘭州等地的情況也很嚴重。
致命的威脅
在中國,棕色云團的影響幾乎無處不在。
今年夏天,北京奧運會開幕前兩日,北京就出現了灰霾天氣。業內人士擔心,2010年即將在上海和廣州舉行世博會和亞運會,同樣有可能受到棕色云團的影響。
已有的研究表明,被中國現有空氣質量標準所忽略的PM2.5細顆粒物,對人體健康的危害甚于PM10。因為那些細小的顆粒物,不僅可以進入血液,影響肺部組織,從而誘發慢性呼吸系統疾病,甚至可能引起癌變。
聯合國環境規劃署的報告指出,每立方米PM2.5的濃度如果上升20微克的話,中國和印度每年就會有約34萬人死亡。即使按照折中的估計,棕色云團相關的PM2.5所致經濟損失,也將分別占到中國GDP的3.6%以及印度GDP的2.2%。
除了影響空氣質量和人類健康,棕色云團還可能影響氣候。在很多情況下,棕色云團與全球不斷增加的溫室氣體交織在一起,正在對區域乃至全球氣候系統產生極大影響。
棕色云團帶來的一個正面影響,就是通過反射陽光和吸收熱量,可以減緩全球氣溫上升的幅度。棕色云團一夜之間消失,全球氣溫可能迅速上升多達2度,而這正是一些科學家認為地球還能容忍的最大升溫幅度。
然而,棕色云團對整個氣候系統帶來的影響,實際上比這復雜得多。由于它在中國各個地區分布不同,往往對地表造成的降溫幅度也不同,這種狀況很可能會改變原有的東亞季風模式,并導致中國“北旱南澇”的局面進一步加劇。
此外,棕色云團的成分非常復雜。硫酸鹽等多種組分可以降溫,但黑碳(black carbon)的組分已被證實可以和二氧化碳一樣產生溫室效應。尤其值得關注的是,棕色云團正在加速喜馬拉雅等地冰川的融化速度。
聯合國環境規劃署棕色云團報告的領銜作者、美國加州大學圣地亞哥分校Scripps海洋研究所拉曼納森(V. Ramanathan)教授就對《財經》記者表示,黑碳沉降在冰雪上,會使冰雪顏色變暗,增強其吸收熱量的能力;此外,黑碳還會加熱空氣。這些因素,都使得冰川融化加速。
造成這種影響的,主要是黑碳,或者說黑碳氣溶膠。黑碳是由富含碳的燃料,如農作物秸稈和煤炭等,不完全燃燒產生的煙霧。目前,中國也被認為是世界上最大的黑碳排放國。
棕色云團的形成,不乏水汽、沙塵等自然因素,但接受《財經》記者采訪的專家表示,人為因素在其中也扮演了重要作用。除了上述黑碳,像棕色云團的硫酸鹽成分,在很大程度上是含硫的煤炭燃燒之后形成的。
遺憾的是,棕色云團在中國為害甚烈,卻遲遲未引起足夠重視。一直到2003年,在中國科技部和原國家環保總局支持下,“中國大氣棕色云綜合影響及應對戰略”研究項目才得以啟動。這也是中國首次針對棕色云團設立國家級研究項目。
盡管這一研究項目即將獲得2008年度環保科技一等獎,但參與者之一、北京大學環境系的邵敏教授卻對《財經》記者坦言,中國對棕色云團的研究也才剛剛開始,“要想說清楚,還早得很呢。”
[關鍵詞] 環境影響評價 環境監測 影響分析
1.環境監測的簡介
環境監測是環境科學的一個重要的分支學科，通過對影響環境質量因素的代表值的測定，確定環境質量（或污染程度）。
環境監測包括對污染物分析測試的化學監測（包括物理化學方法）；對物理（或能量）因子熱、聲、光、電磁輻射、振動及放射性等強度、能量和狀態測試的物理監測；對生物由于環境質量變化所發出的各種反應和信息，如受害癥狀、生長發育、形態變化等測試的生物監測；對群落、種落的遷移變化進行監測的生態監測等。
從信息技術角度看，環境監測是環境信息的捕獲、傳遞、解析、綜合的過程。只有在對監測信息、綜合的基礎上，才能全面、客觀、準確的揭示監測數據的內涵，對環境質量及其變化做出正確的評價。
環境監測就是以環境為對象、運用物理的、化學的和生物的技術手段,對其中的污染物及其相關組份進行定性、定量和系統的綜合分析,以探索研究環境質量及其變化規律的一門學科,它是環境影響評價中的重要環節,貫穿環境影響評價的整個過程。
2.環境監測的目的
環境監測的目的是準確、及時、全面的反應環境質量現狀及發展趨勢，為環境管理、污染源控制、環境規劃提供科學依據。具體可歸納為：（1）根據環境質量標準，評價環境質量；（2）根據污染特點、分布情況和環境條件，追蹤尋找污染源、提供污染變化趨勢，為實現監督管理、控制污染提供依據；（3）收集本底數據，積累長期監測資料，為研究環境容量、實施總量控制、目標管理、預測預報環境質量提供數據；（4）為保護人類健康、保護環境，合理使用自然資源、制定環境法規、標準。
3.環境監測的作用
環境監測分析有兩大特征:一是以統計學為基礎,互相滲透,又互相結合的白然科學和社會科學知識組成。二是為社會服務,有效的環境監測分析數據是環境監測的主要產品,各類環境監測數據充分反映了大氣環境、水環境、噪聲環境以及各類生態環境的各類環境容量,背景濃度,為各類環境規劃、環境質量和環境評價提供了基礎數據,為環境質量管理提供了科學依據。環境影響評價是對規劃和建設項目實施可能造成的環境影響進行分析、預測和評估,提出預防或者減輕不良環境影響的對策和措施,進行跟蹤監測的方法和制度。當前,我國正處于經濟建設的高速發展時期,各種環境因素是否滿足環境建設項目要求,則必須由環境質量結果來表明,環境評價體系中環境要素是否可以滿足建設項目必須由環境監測結果來支撐,因此環境監測在環境評價體系中具有非常重要的地位。
4.環境影響評價的意義
環境影響評價是20世紀70年代開始的為環境保護而興起的一門學科,主要是對建設項目進行環境影響分析,預測和評價項目對環境的影響,并進行跟蹤改變的各項目措施和方法。環境影響評價主要分為3個層次:
4.1 現狀環境影響評價。對環境評價單位進行環境影響評價,首先必須委托監測部門對項目擬建地進行環境本底監測,在環境本底值未超標的情況下再對具體項目進行環境影響預測和評價,并制定監測計劃。待項目已經建設后穩定運行一段時間,產生的各類污染物達標排放,對周圍環境已經形成穩定系統,根據各類污染物監測結果來評價該建設項目建設后對該地域環境是否產生影響,是否是環境可接受范圍內。
4.2 環境預測與評價。根據地區發展規劃對擬建立的項目進行環境影響分析,預測該項目建設后產生的各類污染物對外環境產生的影響,并做出評價。
4.3 跟蹤評價。主要是指大型建設項目和環評規劃,在建設過程中或者建設后項目實施過程中進行跟蹤評價,當項目出現了與預定的結果差異較大時必須改進的一種評價制度,跟蹤評價是現階段環境管理的重要手段之一。
5.環境監測在環境評價體系中的影響與分析
環境監測與環境評價都是中國環境保護制度中的重要組成部分,均為實現環境保護目的而設立的兩項目制度,二者關系如下:
5.1 環境監測是環境評價的基礎，當每一個建設項目進行環境影響評價時,首先要對該項目建設地環境要素分析,項目擬建地是否具有環境容量主要指大氣環境、水環境、噪聲環境以及生態等要素的環境容量；當項目建設后是否帶來新的環境影響和變化;項目擬建設地是否具有環境承載力。為了說明這一系列問題必須有環境現狀監測數據來表明,該地域的環境質量具有可行性,大氣環境中污染物濃度小于區域質量標準,水環境質量滿足功能區要求,噪聲現狀達到功能區要求。只有具有準確的環境監測基礎數據,才能表明該地域具有環境容量,方可建設。
5.2 環境監測在環境評價中的監督功能 對環境評價體系有多種方法對環境評價進行監督,但環境監測是一種最基本的監督方法之一。項目建設后,對環境的影響結果是否具有環境可行性,是否可以滿足區域環境區劃要求,就必須有科學的數據來證明,可靠的科學數據來源于環境監測數據,項目建成后大氣環境是改善還是惡化、水環境是好轉還是逆轉、噪聲環境是否改變區域環境、生態環境是否產生時問和空間變更,這都要由環境監測數據來表達、證明。
5.3 環境監測貫穿于整個環境評價體系中 項目方委托環境評價后,評價單位必須先委托對項目擬建地進行環境本底監測,對本底監測數據評價,在環境本底可行的情況下進行項目環境影響預測和評價,同時疊加環境本底后具有環境可行性。在項目建成后并試運行3個月后對項目進行驗收,也是對項目環境影響評價最主要的環境要素預測評價和監督,建成后對環境影響是否超越了預測結果,必須進行環境監測。通過對廢氣污染源達標排放、廠區下風向污染物監測、環境大氣敏感區監測,說明大氣環境未改變環境現狀;產生的廢水達標排放,不改變原有水環境功能;噪聲環境達標等由環境監測數據來支持。在項目運行一段時間后,進行回顧性評價時還需要監測數據來說明建設項目建成后未改變環境現狀,具有環境可行性。環境影響評價中的評價初期、建設期、運行期及后評價期,均由環境監測數據來支撐結果,因此,環境監測貫穿于整個環境影響評價體系之中。
6.小結
隨著社會的不斷進步,環境監測貫穿于整個環境評價中,是環境影響評價的技術基礎,同時也具有較強的監督功能,只有認識到環境監測的重要性,切實做好環境保護這一主題,才能真正體現環境影響評價的重要意義。
參考文獻:
[1]奚旦立，孫裕生，劉秀英編，環境監測.北京：高等教育出版社，1995.
隨著城市化步伐的大幅度邁進,城市已經成為人們生活工作的中心,城市中收集著大量的人口,但是僅存的資源已經不能滿足這些人口生活的需求,所以,城市的環境和資源承受著巨大的壓力。
特別是從我國實行改革開放政策以后,我國的經濟發展速度越來越快,城市化建設越來越多,很多鄉村變為城鎮。也正是這樣,我國的工業化道路越來越快的發展。經濟也就是依靠這些城市支撐。而且農村的大量勞動力轉移到城市,為城市的建設提供不可缺少的勞動力。但我們在發展經濟的同時,也應該注意到,我國因為城鎮發展速度過快所帶來的一些環境問題。
(1)城市規劃中環保意識不強。部分城市、城鎮領導環保意識比較淡薄,重視經濟發展,忽視環境保護和生態建設,片面強調經濟增長,對環境保護認識不夠,忽略了經濟發展的環境成本,使城市、城鎮的持續發展面臨較大的隱患。
(2)城市中的大氣質量日益惡化。工業和交通運輸業的快速發展導致使用大量的化石燃料,從而將粉塵、臭氧、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物等排入到大氣層中,嚴重惡化大氣質量。我國的大氣污染屬“煤煙型”污染,即城市空氣中總懸浮微粒濃度水平較高,達到了309微克/立方米的平均濃度;二氧化硫濃度也嚴重超標,有些城市到了相當嚴重的地步,相對而言,北方城市比較嚴重,達到了83 微克/立方米的平均值。大氣污染所導致的臭氧層破壞和溫室效應更是嚴重直接地威脅到人類的生存。城市道路下面所布置的管線交叉縱橫,存在多頭管理,各部門報規劃不能協調一致,建設資金獨立。
(3)水體污染相當嚴重。城市人口數量的突飛猛進和工業的迅猛發展,帶來了大量的污水在沒有處理好的情況下直接排入水體中,嚴重破壞了水環境。我國城鎮平均每天至少要將一億噸的污水不通過處理直接排入河流中。目前我國七大水系中有一半以上河段水質受到了污染,40％的水源已不能飲用,50％的城鎮水源不符合飲用水標準,90％的城市水域污染嚴重。
(4)垃圾包圍城市。我國城市生活垃圾產生量急劇增加,且增長勢頭不減。
2、我國城市規劃中環境保護采取的措施
通過一段時間的發展,還有問題的出現。人們已經開始意識到城市規劃和城市發展之間存在的緊密關系。通過不斷的研究和改正,我們已經開始朝著科學規劃建設的道路前進。特別是對城市的環境問題,更加大了重視。它是在總體規劃城市的性質、規模、發展方向的前提下,通過調查分析城市環境質量現狀,進而制定規劃體系,借此來達到保護人類的生存環境、減少污染、節約能源的目標。根據我國環境保護的總方針和總戰略,即“堅持經濟建設、城鄉建設與環境建設同步規劃、同步實施、同步發展,實現經濟效益、社會效益和環境效益協調統一”,因此,為了解決城市環境問題,使人們在一個良好的環境中生活和工作,我們就對存在的城市環境污染問題提出一下治理的意見。(1)要對城市環境保護工作做好準備。這些前期準備包括:1)搜集城市環境的資料比如,城市所在的位置,城市所處位置的氣候變化,周圍的水資源狀況等等。2)對城市的社會狀況和經濟發展的狀況做好調查。比如人口數量、GDP等;3)做好環境狀況的調查分析,如監測大氣、水體、噪聲的實時情況,并做好記錄等;4)城市生態環境現狀分析與功能區劃等。環境規劃應該是基于城市總體規劃中城市的性質、規模、發展方向的基礎上,通過調查分析城市環境質量現狀,進而編制科學的規劃體系,用以保護人類的生存環境、減少污染、節約資源;(2)大氣排放規劃,就是在城市大氣質量現狀的基礎上,并分析發展趨勢,劃分功能區,根據即定的環境規劃目標計算各功能區最大排放限度,制定科學的排放規劃。目前情況下,在國內很多城市的大氣污染中,落后的燃燒方式燃煤和汽車尾氣是主要的罪魁禍首,這帶來的主要污染物是二氧化硫和總懸浮顆粒,由此可見,規劃的長遠有效方式應該是改進落后的燃煤方式,使燃燒效率提高,盡量使用無污染或少污染的能源,例如:氣體燃料、型煤、太陽能、地熱等,采取區域集中供熱、改變千家萬戶的小煙囪的狀況,通過遏制污染源和進行創新污染控制技術等手段創建無煙控制區。調整工業布局,根據大氣自凈規律,科學有效的利用大氣環境容量:城市規劃過程中要嚴格執行規劃一支筆,建設一張圖的原則,各部門在敷設管線時要一次到位,否則不允許破路施工,以避免“天天挖溝”現象發生。增加城市綠化面積、選擇耐污性好的樹木品種,有效達到植物凈化;(3)水污染控制規劃是在調查分析水污染現狀的前提下,根據受污水體的環境容量計算限制排放量并計算出排放標準。從國內水污染的情況來看,限制排污量應該從改進落后的生產方式上著手,實現少廢、無廢工藝的清潔生產,提高污水處理效果和資源利用率,控制污水排放量,完善污水處理設施,加強治理工業廢水和生活污水,最終做到有效保護水資源;(4)垃圾本身是放錯位置的資源。垃圾處理可分為四個層次,首先是盡可能進行分類回收利用;其次是盡可能對可生物降解的有機物進行堆肥處理;再次是盡可能對可燃物進行焚燒處理;最后是對不能進行其他處理的垃圾進行填埋處理。城市垃圾處理設施屬厭惡性項目,選址在建成區經常遭到居民強烈反對甚至上訪,且與其他市政設施相比,城市垃圾處理設施具有占地面積大、防護距離要求遠的特點,城市規劃必須與環境衛生規劃同步進行,環衛設施規劃中對垃圾產生后的收集、運輸和處理用地布置必須結合實際。(5)提高居民自身素質修養,培養人人保護生態環境意識。加強普及、宣傳生態意識,樹立人與人、人與自然和諧的生態價值觀。
關鍵詞 大數據技術；區域大氣污染聯防聯控；區域大氣質量模式
中圖分類號X7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）116-0107-02
0 引言
近30年來，我國快速工業化和城市化發展使得多種大氣污染問題集中爆發，表現為區域復合污染現象突出，大氣氧化性增強，多種污染物在大氣中發生復雜作用產生二次污染物，并隨氣象條件進行長距離傳輸，最終造成跨省市污染、區域性環境惡化趨勢等現象。區域大氣質量管理制度與管理手段需要根據污染發生、形成及影響機理研究的深化，并結合污染源變化、氣象條件、總量減排、控制技術以及社會經濟發展等多方面數據進行數據挖掘與深度分析。
大氣污染聯防聯控監管數據包含了在線監測設備、互聯網、視頻監控、移動設備、IT設備等渠道產生的海量數據，其中80%以上是以非結構化的形式而存在的。傳統的區域大氣質量模式通過對監測數據、氣象數據、地理數據等結構化數據的模擬分析，對區域大氣污染聯防聯控工作的開展起到了一定作用，但是由于缺乏對視頻、文檔等非結構化數據的分析，具有一定的局限性。大數據技術在處理視頻、語音、文檔、圖片等非文字形式呈現的非結構化的數據挖掘、專題分析與預測等方面則更加具備優勢。在這樣龐大的非結構化數據背后，利用大數據技術，從海量堆積的交互數據當中發現帶有趨勢性、前瞻性的信息，實現為區域大氣質量管理提供有效科學的決策分析。
1 大數據相關概念與應用價值
1.1 大數據概念與特點
在所有的概念中，比較有代表性的概念是3V定義[1]，即認為大數據需要滿足3個特點：規模性（volume）、多樣性（variety）和高速性（velocity）。同時，有在3V基礎上提出4V特點，國際數據公司（International Data Corporation，IDC）認為大數據還應具有價值性（Value）。盡管存在不同的表述，但一個普遍的觀點是，大數據與“海量數據”和“大規模數據”的概念一脈相承，帶來了巨大的產業創新的機遇。
1.2 大數據技術的應用價值
目前，大數據的開發與利用已經在醫療服務、零售業、金融業、制造業、物流、電信等行業廣泛展開，并產生了巨大的社會價值和產業空間。2012年3月美國奧巴馬政府了“大數據研究和發展倡議”（Big data research and development initiative），投資2億以上美元，正式啟動“大數據發展計劃”，計劃在環境、科學研究、生物醫學等領域利用大數據技術進行突破[2]。
大數據技術為區域大氣污染聯防聯控工作的開展帶來了巨大的價值，但這些價值必須通過數據的有效整合、分析和挖掘才能釋放出來。對于結構化數據的整合目前有很多解決方案和軟件工具，而對于非結構化數據（如：文本數據、圖像數據、信號數據、音頻數據、視頻數據等）的融合和整合，則面臨了更多的挑戰。海量數據的生成和累計是區域大氣污染聯防聯控工作開展的必然結果。因此可以說大氣污染聯防聯控工作的開展是建立在數據基礎之上，諸多環境保護的決策問題必須通過數據分析才能解決。
2 區域大氣質量模式的局限性及大數據技術帶來的突破
2.1 區域大氣質量模式的局限性
空氣質量模式的應用為區域大氣質量控制、分析不同空間尺度上空氣質量變化狀況和趨勢以及污染防治提供有效科學依據。按照空間尺度劃分，空氣質量模式分為微尺度模式、城市模式、區域模式、大陸尺度模式和全球模式[3]。區域大氣質量模式在大氣污染聯防聯控監管工作的開展中具有一定局限性。
第一，區域大氣質量模式通過輸入研究地區的源排放、地形以及氣象資料，運行模式得到該區域的空氣質量數據，由于排放清單、氣象數據以及模型自身均由不確定性，空氣質量模型的模擬結果與真實值難免存在較大誤差；
第二，在區域大氣污染聯防聯控監管工作的開展過程中，產生了大量的結構化與非結構化數據，但是傳統意義上的區域大氣質量模式不能結合文檔、視頻、圖片等海量非結構化數據進行綜合模擬與分析，存在了大量的數據資源浪費現象；
第三，區域大氣質量模式主要用于分析大氣污染成因、機制，對重點污染行業、重點污染區域進行識別，并且對環境規劃效益進行評估，大氣污染聯防聯控相關的監管工作難以基于各類模型的分析結論有效開展。
2.2 大數據技術為區域大氣污染聯防聯控監管工作帶來的新突破
大數據技術通過數據的有效整合、分析和挖掘，為區域大氣污染聯防聯控監管工作的開展帶來了新的機遇。在傳統區域大氣質量模式的基礎上，大數據技術對區域大氣質量管理產生的海量數據進行了充分管理與應用。
區域大氣污染聯防聯控監管工作的大數據處理流程包括3個方面，分別是數據抽取與集成、數據分析以及數據解釋。
2.2.1 對大氣質量監測及管理數據進行抽取與整合
區域大氣質量監測數據具有多樣性、數據來源廣泛、數據類型復雜等特點，復雜的數據環境給大數據處理帶來了挑戰。首先對所需數據源的數據進行抽取和集成，從中提取出關系和實體，經過關聯和聚合之后采用統一定義的結構來存儲這些數據。在數據集成和提取時需要對數據進行清洗，保證數據質量及可信性。
2.2.2 區域大氣污染聯防聯控數據分析
數據分析是整個大數據處理流程的核心，因為大氣環境質量數據的價值產生于分析過程，從異構數據源抽取和集成的數據構成了數據分析的原始數據。根據不同應用的需求可以從這些數據中選擇全部或部分進行分析。傳統的分析技術如數據挖掘、機器學習、統計分析等在大數據時代需要做出調整。另外由于大氣環境質量監測與管理數據常常具有實時性特點，需要在處理實時性和準確率之間取得一個平衡。
2.2.3 區域大氣質量管理與決策的數據解釋
區域大氣污染聯防聯控數據分析是大數據處理的核心，但環保管理人員往往更關心結果的展示。如果分析的結果正確但沒有采用適當的解釋方法，則所得到的結果很可能讓用戶難以理解。數據解釋的方法很多。區域大氣污染聯防聯控的數據分析結果往往是海量的，同時由于涉及到多種污染物協同控制以及區域環境與經濟發展等多維分析數據，結果之間的關聯關系及其復雜，采用傳統的解釋方法基本不可行。需要通過可視化技術、數據起源技術以及人機交互技術等進行深入解釋與展現，利用交互式的數據分析過程來引導用戶逐步進行分析，使得用戶在得到結果的同時能夠更好地理解分析結果的由來。
3 大數據技術在區域大氣污染聯防聯控的應用
總體來說，區域大氣污染聯防聯控監管工作的開展需要綜合污染物監測數據、行業交叉應用以及區域經濟發展等多重維度，通過大數據技術對監管過程中產生的各類結構化數據與非結構化數據進行深入挖掘與分析，建立區域大氣污染聯防聯控機制，簽署區域環保合作協議，編制實施空氣質量保障方案，實施省際聯合、部門聯動的環境監管模式，從而保障區域大氣環境質量。
3.1 基于大數據進行區域大氣監測數據分析
由于區域內多種污染物同時在大氣中發生化學反應，引起暴露和產生沉降，對影響人類健康和生態系統都有著嚴重影響。但是區域大氣環境監測重點實現單一污染物控制格局，對多種污染物之間的相互影響和協同控制的分析較少，對硫氧化物、氮氧化物、VOCs、重金屬和NH3等相關監測數據缺乏相關分析[4]。
基于大數據技術，通過對區域大氣環境質量監測數據、污染源在線監控數據等結構化數據與視頻監控、暴露人口規模、人口地域分布和人群特征、污染物帶來的健康風險等非結構化數據綜合分析，實現數據協同減排，分析不同污染物之間的相關關系，并對污染減排量帶來的物理損害減少進而減少的經濟損失與污染物減排量之間的關系進行更深入的分析。
3.2 通過大數據實現與其他行業信息共享
目前區域大氣環境質量管理工作的開展以環境保護各級業務部門為主，與氣象、林業、交通等相關行業沒有實現數據共享與綜合分析，需要綜合多行業角度，對區域大氣環境質量進行預測預警。
基于大數據技術，結合氣象、林業、交通等行業相關數據，進行數據挖掘與統計分析。如通過對區域氣象條件與機動車統計數據的獲取，綜合該地區污染物排放監測數據，運用大氣污染物擴散模型等計算出未來48小時內大氣污染狀況，并給出相關出行建議，在出現逆溫等不利于污染物擴散的大氣條件下，對相關企業進行排放控制或階段性實施機動車限行管理，從而在一定程度上預防區域大氣污染事件的發生。
3.3 大數據技術為區域綜合發展提供決策分析
我國現行的空氣質量管理仍是典型的屬地模式，部門分割，缺乏有力、高效的跨行政區協調機制。雖然發達地區城市群已經開始對區域大氣污染聯防聯控進行先試先行，但一些好的做法和經驗并沒有固化下來形成一種長效機制[5]。
大數據技術的實施，能夠在區域大氣污染聯防聯控總體規劃同時，結合區域內經濟發展水平、空氣質量現狀和管理水平等要素，在環境質量目標和達標時限上給出決策支持，實現區域大氣污染聯防聯控差別化管理，為建立地區間協調和合作機制提供數據支持，構建“共同但有區別”的大氣污染聯防聯控監管和規劃體系。
4 大數據技術應用面臨的挑戰
目前，大數據技術在區域大氣環境管理中的運用仍存在一些困難與挑戰，體現在對海量空氣環境監測與管理數據挖掘的四個環節中。空氣質量監測與管理數據收集方面，要對來自空氣質量自動監測站、污染源在線監控設備、視頻監控、其他行業的數據附上時空標志，去偽存真，盡可能收集異源甚至是異構的數據，必要時還可與歷史數據對照，多角度驗證數據的全面性和可信性；對區域大氣數據的存儲要達到低成本、低能耗、高可靠性目標，在存儲時要按照一定規則對監測數據進行分類，通過過濾和去重，減少存儲量；對海量大氣監測與管理數據的處理涉及上百個參數，其復雜性體現在多源異構、多實體和多空間之間的交互動態性，從大量動態數據中綜合信息，并導出可理解的內容；結果實現可視化呈現，如采用標簽云、歷史流、空間信息流等可視化技術，以圖形等可視化方式讓結果更容易被理解與接受。
參考文獻
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