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【關(guān)鍵詞】城市;空氣污染;優(yōu)治理
1.城市空氣污染狀況與特征
城市環(huán)境空氣污染同企事業(yè)單位從事經(jīng)濟活動緊密相連,從我國實施工業(yè)化發(fā)展以來,城市空氣污染便一直長期存在。七十年代,蘭州石化基地的淡藍色煙霧現(xiàn)象、八十年代二氧化硫總體排放量的迅猛增長、酸雨現(xiàn)象的形成、九十年代氮氧化物污染現(xiàn)象以及當(dāng)前我國多地持續(xù)的霧霾天氣,無不說明,城市空氣污染現(xiàn)象已越發(fā)嚴(yán)峻,并呈現(xiàn)出一種逐步上升的趨勢。
2010年我國頒布的機動車污染預(yù)防治理年報,公布了機動車形成污染、排放毒害氣體的狀況。目前該類污染現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重,機動車尾氣逐步變成我國較多城市空氣污染的主體來源。同時呈現(xiàn)出較多區(qū)域高濃度顆粒物污染以及臭氧污染的雙高污染特征,還顯現(xiàn)為污染的區(qū)域性以及復(fù)雜性特點。
2.城市空氣污染治理包含的問題
城市空氣污染治理過程中首先在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)層面存在一定的問題。標(biāo)準(zhǔn)對于治理污染發(fā)揮了基礎(chǔ)作用。該過程中需要明確大氣出現(xiàn)的污染物種類,具體濃度,對大眾生活形成的影響等,方能制定有效的治理措施。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為在一定時期階段中,對空氣污染物質(zhì)最大準(zhǔn)許的質(zhì)量濃度限定。
對人類健康形成影響作用的空氣污染物質(zhì)均應(yīng)囊括到該標(biāo)準(zhǔn)范疇之中。而當(dāng)前城市空氣污染治理過程中,該標(biāo)準(zhǔn)卻沒能全面顯現(xiàn)出確保大眾健康的工作原則,同時無法及時全面的映射大氣環(huán)境的具體狀態(tài)以及發(fā)展變化。尤其是PM2.5變成污染物區(qū)域能見度降低的顯著空氣污染特征,卻沒能在我國全部各城市囊括到評價因子之中,同時還存在監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的困難問題。
另外,城市空氣污染治理工作中,還存在區(qū)域治理方式較為單一的問題。例如就煙塵污染明確相應(yīng)控制區(qū)域,并配置消煙除塵系統(tǒng)裝置。對于二氧化硫污染,制定控制區(qū)域預(yù)防規(guī)劃,限定高硫煤應(yīng)用開采,注重管控火電廠生產(chǎn)污染、化工、冶金行業(yè)發(fā)展,并降低排放總量。而當(dāng)?shù)趸镒兂芍饕廴疚镔|(zhì)之時,則進行機動車污染治理,并分階段履行管理標(biāo)準(zhǔn)。該類單一模式下雖然在治理專項污染物層面呈現(xiàn)出一定效果,然而當(dāng)前以臭氧以及霧霾為主體的空氣污染現(xiàn)象,仍舊沿用單一方式則無法契合新時期復(fù)合性空氣污染治理的工作需要。
另外,對于觸犯大氣污染預(yù)防治理法規(guī)的行為懲處的力度較為有限,無法實現(xiàn)威懾作用。通常處理形式為罰款,并制定上限,不會超出限定金額。對于謊報、拒絕檢查、弄虛作假、不當(dāng)處置、應(yīng)用污染物、擅自、超標(biāo)排放等行為,處罰的金額往往低于企業(yè)違規(guī)所得。進而導(dǎo)致企業(yè)甘愿繳納罰款也不會遵循規(guī)定要求做好防污治理工作。同時處罰管理通常針對企業(yè),而責(zé)任人卻沒能實施相應(yīng)處罰。
3.城市空氣污染治理有效機制
3.1實施區(qū)域聯(lián)合防控機制
區(qū)域聯(lián)合防控管理機制,是治理區(qū)域空氣污染的良好手段。我們應(yīng)總結(jié)北京奧運會、上海世博會工作的成功經(jīng)驗,遵循聯(lián)防聯(lián)控管理、優(yōu)化區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量有關(guān)指導(dǎo)意見的要求,進一步明確工作思想、基礎(chǔ)原則,把握具體目標(biāo)、掌握重點防控區(qū)域。應(yīng)創(chuàng)新工作機制,基于科學(xué)研究之上進行統(tǒng)一規(guī)劃。應(yīng)將區(qū)域視為核心整體,利用科學(xué)分析明確區(qū)域空氣環(huán)境污染的總體排放量以及物質(zhì)分布狀況,呈現(xiàn)出的時空變化特征、大氣污染相互影響作用的強度以及傳輸?shù)木唧w規(guī)律,而后制定有效的防范治理策略。可引入數(shù)值模擬手段技術(shù),掌控污染特征,通過聯(lián)合制定,確保空氣治理合乎標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)把握屬地管理以及不同區(qū)域聯(lián)動的工作原則,通過橫向合作、簽署協(xié)議履行預(yù)防治理工作規(guī)劃。倘若區(qū)域中各個主體經(jīng)濟實力相當(dāng),而大氣污染為急需應(yīng)對處理的問題,則可進行合作治理。相反區(qū)域經(jīng)濟主體水平包含明顯差別,治理問題等級不一致,便可履行非合作策略。
3.2多重污染物質(zhì)同步治理
針對單一污染物治理實效性不強的狀況,應(yīng)基于當(dāng)前大氣污染復(fù)合性特征,采用多重污染物質(zhì)同步治理的工作模式。由傳統(tǒng)單一物質(zhì)治理發(fā)展形成多污染物質(zhì)全面治理的局面。應(yīng)樹立戰(zhàn)略目標(biāo),開始時期可進行一類主要污染物質(zhì)的管理治理,而后可基于一類物質(zhì)的治理逐步發(fā)展為防控復(fù)雜性二次污染的治理。接下來通過多類主體污染物質(zhì)治理防控二次污染物質(zhì)。最終形成同步治理多類二次有毒污染物質(zhì)的模式。
應(yīng)樹立協(xié)同治理的工作理念,汲取發(fā)達國家成功經(jīng)驗,將污染環(huán)境治理、能源管理政策以及管控溫室氣體總體排放的整合管理策略,通過互相關(guān)聯(lián)影響,達到事半功倍的工作效果,以合理的成本投入創(chuàng)建合理的共同利益。該類更豐富意義的多類污染同步治理的工作模式,可使空氣質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值要求,同時可達到減排的工作效果。
另外,可引入低碳環(huán)保策略控制硫化物、氮氧化物以及顆粒物等污染物的總體排放量,降低額外投入成本,營造健康環(huán)保的空間環(huán)境。
3.3加大懲處力度,優(yōu)化法治管理機制
縱觀城市空氣污染治理工作發(fā)展,不難看出,目前逐步嚴(yán)峻的城市空氣污染形勢,同懲處違規(guī)行為力度較輕有緊密聯(lián)系。為此,應(yīng)優(yōu)化法制化管理工作機制,加大懲治力度。進一步修訂相關(guān)環(huán)境空氣防治污染法規(guī)。正視提升環(huán)境執(zhí)法力度不僅不會對經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展形成負(fù)面影響,還可良好的管控污染物總體排放。
為此,應(yīng)有效的降低行政命令,杜絕責(zé)令行為導(dǎo)致的較多爭議現(xiàn)象。應(yīng)強化強制執(zhí)行效果,通過行政處罰,達到良好效果。另外,應(yīng)豐富行政處罰類別,不應(yīng)對明顯的盈利工作進行懲處,沒收違規(guī)所得。
還應(yīng)對其他類非直接性,但卻包含間接盈利特征的行為進行必要的處罰。例如,違法進行排污的行為,雖然企業(yè)沒有通過排污的過程取得直接的利潤,卻節(jié)約了用于污染物治理的經(jīng)費投入,進而實現(xiàn)了間接獲利的目標(biāo)。因此針對以上情況,也應(yīng)懲罰并剝奪其相應(yīng)的經(jīng)濟利益。針對情節(jié)過于嚴(yán)重或?qū)掖芜`規(guī)的行為應(yīng)責(zé)令停產(chǎn)。另外應(yīng)對有關(guān)負(fù)責(zé)人進行違規(guī)懲處,進行刑事指控,或者判處行政拘留。還應(yīng)確保處罰金額高出違規(guī)所得,進而提升管理防控威懾力。
4.結(jié)語
綜上所述,只有針對城市空氣污染特點、環(huán)保治理工作特征、存在的問題等,合理制定科學(xué)有效的工作機制,有效的彌補漏洞與不足,提升工作實效性,開創(chuàng)潔凈環(huán)保型城市,優(yōu)化提升城市行駛,達到社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一,真正實現(xiàn)健康、可持續(xù)、生態(tài)化、綠色化的發(fā)展要求。 [科]
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:空氣質(zhì)量;時空分布特征;相關(guān)性
中圖分類號:X24 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)17-0207-04
1概述
城市群作為推進新型城鎮(zhèn)化的主體形態(tài),已經(jīng)成為加速我國經(jīng)濟增長的堅實力量。然而,隨著城市群經(jīng)濟的快速發(fā)展,帶來了嚴(yán)重的區(qū)域空氣污染問題,已成為威脅我國可持續(xù)發(fā)展和人類健康的重要挑戰(zhàn)。2016年11月-2017年1月,京津冀地區(qū)發(fā)生7次中、重度霾天氣,比2015年同期增長兩次。2016年12月29日-2017年1月4日,山|省17地市共有16市重污染天氣預(yù)警。2016年12月19日,我國重度污染的省區(qū)市數(shù)量有17個,重度霾污染區(qū)域的面積達到58萬平方公里。根據(jù)美國耶魯大學(xué)的《2016年環(huán)境績效指數(shù)報告》顯示,我國空氣質(zhì)量排名在全球?qū)儆诘箶?shù)第二,是空氣污染重災(zāi)區(qū),其中城市群作為經(jīng)濟更發(fā)達、人口更集中區(qū)域,其空氣污染過程同步性更明顯,區(qū)域污染特征更顯著。因此,城市群空氣質(zhì)量問題成為目前的研究熱點問題之一。另外,在我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的進程中,我國政府始終重視空氣質(zhì)量問題。雖然在政府和社會各方面的不懈努力下,我國空氣污染防治工作取得許多進展,但是隨著我國經(jīng)濟的迅猛增長,城市群在經(jīng)濟、社會、文化等方面發(fā)展的同時,其空氣質(zhì)量出現(xiàn)復(fù)雜的時空特征,使得空氣污染形勢仍非常嚴(yán)峻。因此,根據(jù)不同城市群面臨的特定問題,充分分析空氣主要污染物的時空分布變化特征,并找到影響該時空變化特征的因素,是進一步促進空氣質(zhì)量的提升、推進新型城鎮(zhèn)化進程的關(guān)鍵問題之一。
目前國內(nèi)的研究內(nèi)容大多數(shù)集中到自然因素、社會經(jīng)濟因素對城市群空氣質(zhì)量的影響研究。例如,李明華等(2008)研究了秋季海風(fēng)的出現(xiàn)對珠江三角洲城市群空氣污染濃度增加的影響。袁博等(2009)、羅岳平等(2014)等主要分析了主要污染物的季節(jié)變化特征。周德平等(2010)分析了2007年春季沙塵暴對遼寧中部城市群的可吸入顆粒物的影響,研究得出沙塵暴天氣會使得PMIO與PM2.5質(zhì)量濃度明顯增加。廖志恒等(2014)分析了長株潭城市群2013年近10天的空氣污染過程,分析得出秸稈焚燒火點分布、大氣環(huán)流、高壓等對該區(qū)域的空氣質(zhì)量有重要的影響。陳永林等(2015)利用2013年全國省會城市、直轄市及主要地級市共156個城市的數(shù)據(jù),運用雙變量分析法,主要揭示了季節(jié)、降水、氣壓、溫度等對全國城市群空氣質(zhì)量的影響,以及AQI、PM10、PM2.5與地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)用電量等之間的相關(guān)關(guān)系。胡秋靈等(2016)利用AQI數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析了滇中、黔中、北部灣三個城市群的空氣污染差異性,并得出城市群空氣污染存在季節(jié)效應(yīng)與節(jié)日效應(yīng),首要污染物種類明顯不同等結(jié)論。
國外學(xué)者主要研究城市層次的相關(guān)空氣質(zhì)量研究。比如,Laureti等(2014)利用STIRPAT模型,分析了馬德里城市的社會一經(jīng)濟因子與空氣質(zhì)量環(huán)境因子之間的復(fù)雜關(guān)系,發(fā)現(xiàn)私人交通工具相關(guān)變量與NOx排放存在正的統(tǒng)計相關(guān)性。Tsegas等(2015)利用不同尺度上的耦合系統(tǒng),模擬了巴黎地區(qū)大氣污染的擴散與城市冠層結(jié)構(gòu)之間的時空關(guān)系。Rodriguez等(2016)利用貝葉斯平均選擇模型,實證分析了歐洲249個大城市的結(jié)構(gòu)與造成空氣污染的主要因素:NO2,PM10,SO2之間的關(guān)系,結(jié)果顯示,城市結(jié)構(gòu)與空氣污染存在顯著相關(guān)性。基于空氣質(zhì)量變化的復(fù)雜性與潛在的非線性,Thunis等(2015)提出了一種新的函數(shù)時間平均方法,來量化空氣質(zhì)量模型中的非線性效應(yīng),并利用歐洲城市空氣質(zhì)量中PM10、PM2.5、03在年、月、日平均中體現(xiàn)出的非線性,實證分析了該方法的有效性。為了評估大范圍尺度上的可持續(xù)化發(fā)展,X.Feng等(2015)提出了一種基于空氣質(zhì)量軌跡分析與小波變化的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,用來預(yù)測可吸入顆粒物的日均濃度。
綜上所述,國內(nèi)外關(guān)于城市群空氣質(zhì)量時空分布特征及其影響因素的研究不多,而且已有的城市群空氣質(zhì)量時空分布研究往往局限于空氣質(zhì)量指數(shù)AQI、可吸入顆粒物PM10與PM2.5的年平均值為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這種數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)很難準(zhǔn)確的體現(xiàn)城市群空氣質(zhì)量的時空變化。另外,相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與仿真模型很少是運用MATALB軟件進行研究的。因此,本文以山東半島城市群2013年12月-2016年11月的空氣質(zhì)量指數(shù)AQI、可吸入顆粒物PM10與PM2.5、SO2、CO、NO2、O3的月數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用MATLAB軟件進行編程計算其Moran’Ⅰ指數(shù),計算了該城市群空氣質(zhì)量的時空分布特征,并運用MATALB編程雙變量相關(guān)分析法分析了影響該城市群空氣質(zhì)量的因素,為促進城市群空氣質(zhì)量的提升、推進新型城鎮(zhèn)化進程提供新的實證基礎(chǔ),同時也為我國如何進一步解決區(qū)域空氣污染問題提供可借鑒的參考理論。
2數(shù)據(jù)來源與研究方法
關(guān)鍵詞:室內(nèi)空氣污染;來源;健康對策
中圖分類號:X51
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1674-9944(2010)08-0127-03
1 引言
空氣是人類賴以生存的基本要素之一。人類在室內(nèi)長時間的停留使得室內(nèi)空氣與人的接觸量占據(jù)了人的一生與空氣總接觸量的絕大部分。國外資料調(diào)查顯示,人的一生中有80%~90%的時間在室內(nèi)度過,這里所指的室內(nèi)不僅包括我們平時所認(rèn)為的居室、辦公室、教室等室內(nèi)環(huán)境,還包括類似餐廳、賓館、影劇院等公共場所,以及各種小汽車、公交車、地鐵等交通工具。所以室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接影響著人類的健康,室內(nèi)空氣污染問題應(yīng)該受到絕對的重視。室內(nèi)空氣污染早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),世界上一些環(huán)境保護專家已經(jīng)把“室內(nèi)空氣污染”列為繼“煤煙型污染”和“石油型污染”之后的第三代污染問題,如何改善室內(nèi)空氣質(zhì)量則成為公眾最為關(guān)心的問題。
2 改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的途徑
室內(nèi)空氣污染物多種多樣,主要分為4大類,具體情況見表1。如此種類復(fù)雜的污染物不可能通過一種途徑進行消除,各種試驗和研究數(shù)據(jù)表明,改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的主要途徑有3條:去源、通風(fēng)和轉(zhuǎn)化。
2.1 去源
現(xiàn)代建筑物多半采用密閉式空調(diào)系統(tǒng),其顯著特征為空氣交換率低,如果室內(nèi)存在空氣污染源,便會造成空氣污染的累積,使得室內(nèi)空氣品質(zhì)日益惡化,而對人體健康造成不利的影響。改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,去除污染源頭是最為根本的治理方法。室內(nèi)空氣污染物除了部分是由室外所擴散進入外,其余大多是由室內(nèi)污染所產(chǎn)生的,而室內(nèi)污染源隨室內(nèi)的環(huán)境特性有所差異,大體分成下列4種。
2.1.1 室內(nèi)燃燒行為
室內(nèi)燃燒行為包括烹飪、取暖、抽煙及燒香拜佛,這些行為產(chǎn)生的室內(nèi)空氣污染有CO、CO2、NO、NO2、懸浮顆粒物和揮發(fā)性有機物等。烹調(diào)產(chǎn)生的污染物主要有油煙和燃燒煙氣兩類。在烹調(diào)過程中,由于熱分解作用產(chǎn)生大量有害物質(zhì),目前已經(jīng)測定出的物質(zhì)包括醛、酮、烴、芳香族化合物等共計220多種。燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生CO、CO2、氮氧化物、SO2、丙烯醛和未完全燃燒的烴類,以及懸浮顆粒物,這些都對人體健康都存在著危害,是癌癥的誘發(fā)因素。
在室內(nèi)吸煙,會造成嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染,香煙煙霧的成分極其復(fù)雜,目前已經(jīng)檢測出3800多種物質(zhì),煙霧在空氣中以氣態(tài)、氣溶膠態(tài)形式存在,氣溶膠態(tài)物質(zhì)的主要成分是焦油及煙堿(尼古丁,每支香煙約產(chǎn)生0.6~3.6mg尼古丁)。焦油中含有大量的致癌物質(zhì),相對于吸煙者來說,對被動吸煙者肺功能的傷害更加嚴(yán)重。
2.1.2 室內(nèi)建材及裝潢材料
室內(nèi)建材如石材可能會釋出氡氣,而一些木制家具可能會產(chǎn)生甲醛及揮發(fā)性有機物。建筑材料自身釋放的有害物質(zhì)主要是氨和氡。氨產(chǎn)生于建筑施工中使用的混凝土外加劑,主要是冬季施工過程中在混凝土中加入的混凝土防凍劑,以及為提高混凝土凝固速度而使用的高堿混凝土膨脹劑和早強劑,其中所含的氨類物質(zhì)會隨著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化而還原成氨氣,并從墻體中緩慢釋放出來,造成室內(nèi)空氣中氨的濃度超標(biāo)。研究人員開展的長期接觸低濃度氨對人體健康的調(diào)查說明室內(nèi)低濃度氨對長期暴露人群存在健康風(fēng)險。
釋放氡的建筑材料主要包括建筑石材、磚、土壤、泥沙等,同時室外空氣、供水、天然氣等也是室內(nèi)氡的主要來源。近年來國內(nèi)外流行病學(xué)研究調(diào)查結(jié)果表明居室內(nèi)水平氡濃度暴露與肺癌危險度的關(guān)系密切。
室內(nèi)裝修的主要材料是膠合板、刨花板等人造板材,生產(chǎn)這些板材所用的膠黏劑中含有甲醛,其中殘留的甲醛會逐漸釋放出來,成為室內(nèi)空氣的主要污染物。同時在裝修過程中使用的油漆、涂料及其添加劑和稀釋劑、膠黏劑、防水劑、溶劑等,都含有苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機物。甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體,可經(jīng)呼吸道吸收,是室內(nèi)空氣污染的主要污染物之一,已被世界衛(wèi)生組織確定為可疑治癌和致畸形物質(zhì)。它對人體健康的影響很大,包括對眼及呼吸道粘膜的刺激,對免疫系統(tǒng)的影響,對肝臟的損害,對皮膚的影響,對內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響,對神經(jīng)系統(tǒng)的影響以及致突變和致癌作用。
2.1.3 日常用品
日常用品包括尿素甲醛泡棉絕緣材料、石棉絕緣材料、殺蟲劑、噴霧發(fā)膠、復(fù)印機及空氣濾凈機等產(chǎn)品的使用,均會產(chǎn)生室內(nèi)空氣污染物,如甲醛、石棉、揮發(fā)性有機物及臭氧等 。
曾被廣泛用做隔熱材料的石棉制品,使用后會產(chǎn)生有害的石棉纖維,其吸入人體呼吸器官中,易沉淀在肺部深處,導(dǎo)致肺癌,故近年已被國家明令禁止使用。殺蟲劑是一種化學(xué)產(chǎn)品,使用后其中含有致癌物質(zhì)的揮發(fā)性有機物進入到空氣中,對人體傷害的影響也不可忽略。計算機、復(fù)印機、打印機等現(xiàn)代化的辦公設(shè)施也會釋放污染物質(zhì),相信CRT顯示器的輻射問題是液晶電腦受歡迎的主要原因之一。國外的實驗顯示,復(fù)印機和靜電空氣濾凈機中的高電壓裝置,是室內(nèi)臭氧的主要來源,而臭氧對皮膚的具有一定的危害。
2.1.4 其他因素
其他的因素包括病人呼吸產(chǎn)生的病菌、室內(nèi)盆栽、植物產(chǎn)生的花粉,寵物產(chǎn)生的毛發(fā)及人類新陳代謝活動所產(chǎn)生的CO2等均會影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。室內(nèi)空氣生物性污染因子的來源具有多樣性,主要來源于患有呼吸道疾病的病人、動物等。此外,環(huán)境生物污染源也包括床褥、地毯中孳生的塵螨,寵物產(chǎn)生的毛發(fā),廚房的餐具以及衛(wèi)生間的浴缸、面盆和便具等都是細(xì)菌和真菌的孳生地。
人體自身會通過呼吸道、皮膚、汗腺、大小便向外界排出大量空氣污染物。此外,人體感染的各種致病微生物,如流感病毒、SARS病毒、結(jié)核桿菌、鏈環(huán)菌等也會通過咳嗽、打噴嚏等進入室內(nèi)空氣中,進而危害人體健康。
2.2 通風(fēng)
通風(fēng)是解決室內(nèi)空氣污染最為經(jīng)濟可行的辦法,這種方法簡便易行,沒有成本,且效果顯著。室內(nèi)空氣品質(zhì)與空氣交換率有密切的關(guān)系,當(dāng)通風(fēng)情況良好時,室內(nèi)空氣污染物會因室外空氣的進入而稀釋其濃度,但當(dāng)通風(fēng)不良時,室內(nèi)空氣污染物會在室內(nèi)累積而增加其濃度。自能源危機以來,世界各國采用節(jié)約能源政策,新蓋的高樓大廈多為密閉式建筑,空氣交換率低,使得室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化,于是產(chǎn)生了SBS(Sick Building Symptom)問題,對人體的健康造成了不利的影響。
近年來,隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,人民生活水平的提高,人們對辦公和居室環(huán)境越來越崇尚舒適化和高檔化,中央空調(diào)的使用是集中表現(xiàn)之一。但中央空調(diào)換氣率較低,如果居室內(nèi)有一個人帶有病菌,病菌因為密閉性強不但不能排出室外,反而會將隨著中央空調(diào)系統(tǒng)擴散到整個樓群,造成所有人群的不適。以國內(nèi)常發(fā)生CO中毒為例,由于冬天門窗緊閉,瓦斯漏氣或煤的不完全燃燒而釋放出CO,造成人們吸入過量CO而缺氧死亡。
2.3 轉(zhuǎn)化
所謂轉(zhuǎn)化就是將污染物通過各種途徑,包括化學(xué)、物理、生物的方法轉(zhuǎn)化為對人體無害或低害的物質(zhì)。
2.3.1 過濾、吸附
過濾就是通過所選過濾材料將部分顆粒物、煙霧、灰塵、細(xì)菌等污染物截流下來,減少對人體健康的危害程度。其中,濾材的選擇是關(guān)鍵,選取那些過濾面積較大,不易老化的材料應(yīng)用于空氣凈化領(lǐng)域中使其成為一項更加成熟可靠的技術(shù)。吸附法是利用某些有吸附能力的物質(zhì)吸附空氣中有害成分從而達到消除有害污染物的目的。活性炭作為吸附材料已有悠久的歷史,硅膠和分子篩吸附技術(shù)雖然應(yīng)用時間不長,也被廣泛應(yīng)用于空氣凈化,是目前去除室內(nèi)揮發(fā)性有機物最常用的控制技術(shù)。但吸附技術(shù)只是污染物狀態(tài)的轉(zhuǎn)化,不能從根本上消除這些污染物。
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2.3.2 催化凈化、臭氧凈化
2010年8月 綠 色 科 技
第8期
納米級的二氧化鈦,在吸收陽光中的紫外線后,形成活性氧類的超氧化物,破壞病毒所寄居細(xì)胞的細(xì)胞膜,并捕捉、消除空氣中的浮游細(xì)菌。此外,納米級二氧化鈦光催化凈化還可以去除空氣中的氨和甲醛。臭氧凈化的原理是以普通空氣通過高壓電廠,使空氣中的氧電離,并迅速合成臭氧。但是,臭氧本身也是一種室內(nèi)空氣的污染物,雖然克服了紫外線及一些常用化學(xué)消毒劑的不足之處,但是容易產(chǎn)生二次污染。
2.3.3 負(fù)離子凈化
空氣負(fù)離子之所以被人們稱之為“長壽素”或“空氣維生素”,是因為對人體的健康及生態(tài)的作用已經(jīng)被國內(nèi)外醫(yī)學(xué)實踐所證明,且隨著技術(shù)水平的提高,空氣負(fù)離子的作用已被認(rèn)識得越來越清楚。經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明,空氣負(fù)離子對人體各系統(tǒng)均有不同程度的修復(fù)作用。
(1)中樞神經(jīng)系統(tǒng)。空氣負(fù)離子可改善大腦皮質(zhì)功能,使腦力活動效率提高,改善睡眠。
(2)植物神經(jīng)系統(tǒng)。空氣負(fù)離子可影響植物神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)激功能,調(diào)整植物神經(jīng)功能失調(diào)。
(3)呼吸系統(tǒng)。空氣負(fù)離子能促進排痰,暢通呼吸道,改善肺的通氣和換氣功能。
(4)心血管系統(tǒng)。空氣負(fù)離子具有降壓、減慢心率,改善心肌營養(yǎng)狀況的功能。
(5)血液造血系統(tǒng)。空氣負(fù)離子能減慢紅血球沉降速率,延長凝血時間,使周圍紅血球、白血球數(shù)量增加。
(6)免疫系統(tǒng)。空氣負(fù)離子能活躍網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能,使得血液中丙種球蛋白含量增高,從而提高肌體的免疫力。
(7)其他系統(tǒng)。空氣負(fù)離子對人身體中的其他系統(tǒng)也有一定的效用,如促進胃液分泌,提高食欲,促進新陳代謝,抑制細(xì)菌等作用。
由此可見負(fù)離子與人體的各系統(tǒng)即人體的健康密切相連,所以努力創(chuàng)造一個富含負(fù)離子的環(huán)境,將會對人體健康產(chǎn)生明顯的促進作用。
2.3.4 生物凈化法、植物凈化法
生物法處理大氣污染物是一項新興技術(shù),過濾器中的多孔填料表面覆蓋有生物膜,并與膜內(nèi)的微生物相接觸而發(fā)生生化反應(yīng),從而使空氣中的污染物完全絳解為CO2和水。目前生物技術(shù)在室內(nèi)空氣凈化中大量應(yīng)用。植物凈化空氣,阻滯灰土,減弱噪音,給人們帶來愉悅感,用植物治理污染已引起世界各國科學(xué)家的高度重視。尤其是吊蘭,蘆薈等綠色植物因為可以吸附甲醛,因而越來越為人們所喜愛。
3 結(jié)語
美國環(huán)境保護總局指出室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為誘發(fā)肺癌的第二個主要因素,對于不吸煙者則是第一誘因。人體患病超過40%是由于室內(nèi)空氣污染所致。癌癥這個名詞似乎離我們越來越近,而矛頭直指環(huán)境污染問題,重中之重則是室內(nèi)空氣品質(zhì)的下降。因此人們在日常生活中應(yīng)加以注意,主要有以下4個方面。
(1)用無污染或低污染的材料取代高污染材料。采取集中供熱,電取暖和做飯,配備性能可靠的通風(fēng)系統(tǒng),可避免燃燒煙氣進入室內(nèi)空氣環(huán)境。盡量不要在室內(nèi)吸煙,減少被動吸煙。正確選址或使用透氣性差的建筑材料等都是減少室內(nèi)污染源行之有效的辦法。
(2)對于已經(jīng)存在的室內(nèi)空氣污染源,應(yīng)采用撤出室內(nèi)、封閉或隔離等措施,防止散發(fā)的污染物進入室內(nèi)環(huán)境。
(3)根據(jù)居室、廚房、衛(wèi)生間的不同污染物選用具有不同功能的空氣凈化裝置,如空氣凈化器、排油煙機、臭氧消毒器等。
(4)推廣使用對人體和周邊環(huán)境無害的健康型、環(huán)保型、安全型綠色建筑材料,積極營造綠色建筑是逐步實現(xiàn)提供舒適又安全的室內(nèi)環(huán)境的原則。
室內(nèi)空氣污染的防治方法已經(jīng)越來越多,主要的研究方向應(yīng)該朝向多種凈化技術(shù)的融合發(fā)展,以便取長補短,同時充分利用納米、生物、等離子等新技術(shù),并且,隨著法律法規(guī)的健全、人類有關(guān)知識的增多及環(huán)保意識的增強,我們將擁有一個更為健康、綠色的生活空間。
參考文獻:
[1]白志鵬,韓 ,襲著革.室內(nèi)空氣污染與防治[M].天津:南開大學(xué)出版社,2005.
[2] 王軍玲.國內(nèi)外室內(nèi)空氣污染研究進展[C].2001室內(nèi)空氣質(zhì)量國際研討會論文集,2001.
[3] 李中秋.室內(nèi)空氣污染及防治對策[J].聲調(diào)環(huán)境與城市生態(tài),2002(3):45~46.
[關(guān)鍵詞]井下空氣 污染物 高斯擴建模型 多污染源
中圖分類號:X820 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)20-0296-02
Using Improved Gaussian Expansion Model to Analysis Mining
Yan Xi-rui
(Mechanical and electronic engineering institute,Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)
[Abstract]In order to study the source and composition of the interaction between them,which from the working face inside mine,the paper will bring the Gauss expansion model in to evaluate the air quality inside mine,and improve the model to establish the optimized Gauss expansion model and air pollutants dispersion with multiple pollution sources,which depend on the physical truth of the work environment inside mine.Finally,based on the established optimized model,simulating the content of air pollutants inside mine during different periods in a day by using MATLAB.As the result suggested,optimized Gauss expansion model do have some application value to evaluate the air quality inside mine in theory.Air pollutants are multi-sources,and during different periods,the content and distribution of air pollutants can be different as well
[Key words]mining air; pollutants; Gaussian expansion model; source
0 引言
近年來,隨著我國煤礦開采的強度和力度不斷的增加,在井下工作過程中產(chǎn)生的大量的污染物,對環(huán)境和工作人員的健康造成了一定的影響,由于大量的空氣污染物,造成了人體健康損害、勞動力下降從而嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此研究怎樣改善作業(yè)環(huán)境質(zhì)量,明確工作面中污染物的來源、成分以及對人體的危害具有重要的意義。
在井下空氣空氣污染物的研究與評價工作中,前人已經(jīng)做出了巨大的貢獻。王海橋等人研究分析了礦井風(fēng)流的年齡和礦井空氣的品質(zhì)[1];褚召祥、姬建虎等人綜合的考慮了空氣溫度、濕度以及焓等參數(shù),提出了以礦井空氣吸熱能力來衡量礦井工作熱環(huán)境[2];劉偉強、周英烈等人基于物元模型,結(jié)合相應(yīng)權(quán)重得到關(guān)于井下空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等級的關(guān)聯(lián)度,最終求出井下空氣質(zhì)量的評價結(jié)果[3]。以往的研究都具有重大的意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,引入高斯擴建模型,將其運用到了井下空氣的研究與評價當(dāng)中,并且針對該模型以往研究的不足之處進行優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上,綜合考慮了井下空氣污染物普遍存在生產(chǎn)過程中的每一個環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。最后,運用MATLAB對礦井不同時間段的空氣污染物進行了模擬評價。
1 高斯擴建模型的建立
1.1 高斯擴建模型的導(dǎo)出
由正態(tài)分布假設(shè)可以導(dǎo)出下風(fēng)向任意一點X(x,y,z)處污染氣體濃度的函數(shù)為[4]:
但是在實際生產(chǎn)過程中,由于頂?shù)装濉鷰r的存在污染物擴散是有界的。故假設(shè)地面是一鏡面,對污染物氣體起全反射作用,并采用像源法進行處理。
任意一點p處的濃度為兩部分的貢獻之和:一部分為底板反射作用增強的污染物濃度;另一部分是自由空間內(nèi)的污染物濃度。該處的污染物濃度就相當(dāng)于不存在限制時由位于(0,0,H)的實源和位于(0,0,H)的像源在P點處所造成的污染物濃度之和。
實源的貢獻為:
像源的貢獻為:
故高架連續(xù)點源高斯煙云擴散公式為兩部分之和得:
1.2 煙云抬升高度計算
煙云抬升高度的影響因素包含許多,主要有:污染源的初始速度和方向、井下環(huán)境風(fēng)速及風(fēng)速隨高度的變化率、排放口直徑、溫度、初始溫度以及井下空氣的穩(wěn)定性。根據(jù)大量的現(xiàn)場實驗和工程實踐,可得煙云抬升高度的近似計算公式為:
式中γ1、α1、γ2及α2稱為擴散系數(shù),由實驗確定系數(shù),在相當(dāng)長的x距離內(nèi)為常數(shù)。
2 建立優(yōu)化的高斯擴建模型
將1中已建立的模型應(yīng)用到實踐當(dāng)中,發(fā)現(xiàn)高斯模型的峰值幾乎全部低于實測值,峰值濃度出現(xiàn)的距離較實測距離相差較遠(yuǎn)[5]。針對當(dāng)前普遍使用的煙雨擴散模型的計算結(jié)果存在偏差的缺點,現(xiàn)對已建立的高斯擴建模型進行優(yōu)化處理。
筆者認(rèn)為造成這種誤差的原因除了模型本身的誤差外,還可能與抬升高度H和平均風(fēng)速u的計算方法存在誤差有關(guān)。此外,高斯擴散模型中僅考慮了風(fēng)速對污染物濃度的影響,未能考慮到污染物在擴散過程中污染物本身以及井下環(huán)境間的相互作用,如高濕高熱的環(huán)境、掩體裂隙的吸附、污染物成分之間的化學(xué)反應(yīng)所造成的污染物濃度的變化。就上述誤差的原因,對現(xiàn)在的高斯擴建模型進行如下的優(yōu)化改進:
由于抬升高度與污染物濃度成反比關(guān)系,可以設(shè)
結(jié)合上述公式可得抬升公式:
因此抬升的平均風(fēng)速為:
污染物擴散層的平均風(fēng)速為:
將式(4)帶入并積分得
式中:T為風(fēng)速垂直變化參數(shù)。
高濕高熱的環(huán)境、巖體裂隙的吸附、污染物成分之間的化學(xué)反應(yīng)等因素造成的污染物濃度的變化會造成源強Q發(fā)生變化。引入削減系數(shù)為λ,表示高熱高濕等因素對污染物濃度削減作用的大小,λ與各因素強度的關(guān)系是:
式中:P,R,…,N為各因素的強度,a,b是經(jīng)驗系數(shù),分別為a=1.5,b=0.5由于各個因素導(dǎo)致的污染物濃度減小,所以對源強的修正為:
綜上,優(yōu)化后的高斯擴建模型為:
3 多污染源空氣污染擴散模型的建立
井下生產(chǎn)中掘進、鑿巖等環(huán)節(jié)生產(chǎn)大量粉塵,因此井下空氣污染物不是單一的。
據(jù)多污染源排放和井下環(huán)境特點,建立工作面多源排放空氣污染物的平流擴散方程。
空氣污染物的擴散手井下風(fēng)的平流和湍流擴散影響,建立直角坐標(biāo)系,取x軸與風(fēng)向相同,因此湍流擴散可忽略,且風(fēng)速和污染物排放強度不隨時間變化,為定值。則從污染源排放氣態(tài)污染物的濃度分布遵從平流擴散方程:
4 工程實例
當(dāng)風(fēng)速為km/s時建立上風(fēng)和下風(fēng)L公里處,污染物質(zhì)濃度的預(yù)測模型。據(jù)假設(shè),風(fēng)速沿x軸正方向,恒為正;對上風(fēng)向L公里處的有害氣體濃度計算時,方向沿x軸負(fù)方向,為負(fù);對上風(fēng)向L公里有害氣體濃度計算時,方向沿x軸正方向,為正。因此問題轉(zhuǎn)化為求(L,0,z)和(-L,0,z)兩處污染氣體濃度,則污染物質(zhì)濃度的預(yù)測模型為
運用MATLAB程序?qū)⑾鄳?yīng)數(shù)據(jù)帶入,得某礦井在早8點、中午12點、晚9點空氣污染濃度分布圖(見圖1、2、3)
5 結(jié)論
(1) 本文考慮風(fēng)速對污染物濃度的影響和污染物擴散過程中污染物本身與環(huán)境間的相互作用對抬升高度H和平均風(fēng)速u的影響,改進了計算方法,將模型本身的參數(shù)與環(huán)境因素相結(jié)合,得出優(yōu)化的高斯擴散模型
(2) 基于優(yōu)化后的高斯擴散模型計算方式,對不同因素影響下井下空氣污染物的擴散規(guī)律給出更精確的計算模擬方法,優(yōu)化后的模型計算結(jié)果更接近實際,提高空氣污染物的計算精確度。因此,對提高井下空氣污染的控制水平和改善井下工作環(huán)境具有一定的指導(dǎo)作用。
參考文獻:
[1] 王海橋.礦井風(fēng)流年齡與礦井空氣品質(zhì)分析[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,1998,8(5):24-27
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期望吃到放心食品
“食品安全對今天富裕起來的國人來說非常重要,我們對健康有著前所未有的訴求,甚至超過發(fā)達國家民眾對健康的重視。”中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院院長羅云波說,近幾年,政府對食品安全問題的重視程度不斷提高,但在保障食品安全方面仍存在一些障礙,特別是在監(jiān)管方面。
那么,實現(xiàn)“吃到安全、放心、高質(zhì)量的食物”這個夢想還需要多少時間呢?談及這個話題,人們常常會和歐美發(fā)達國家比較,認(rèn)為我們和他們的差距還有很遠(yuǎn)。但在羅云波看來,不能如此簡單地比較,因為各國所面臨的挑戰(zhàn)不同,任何國家的食品安全都很難做到萬無一失。“2011年,美國發(fā)生李斯特菌污染事件,造成20余人死亡。同年,德國及歐洲17國發(fā)生大腸桿菌污染事件,數(shù)千人感染,造成50余人死亡。從死亡人數(shù)來講,難道這些國家的食品安全水平比我們差嗎?”
“從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看,我國食品安全水平一直在穩(wěn)步提高。但食品安全沒有零風(fēng)險,永遠(yuǎn)都有新問題產(chǎn)生,我們要不斷研究、解決新問題。”針對我國食品安全的現(xiàn)狀,羅云波認(rèn)為要在以下幾方面加強努力:第一,政府要在體制上做進一步調(diào)整,加大監(jiān)管人員的培訓(xùn)和培養(yǎng),加強企業(yè)誠信教育;第二,建立黑名單制度、準(zhǔn)入制度、懲罰制度,設(shè)立“出現(xiàn)問題永遠(yuǎn)逐出行當(dāng)”的行業(yè)準(zhǔn)則,讓食品生產(chǎn)者不敢越雷池一步;第三,主流媒體應(yīng)成為不實謠言的過濾器,而不是發(fā)酵劑,報道重大食品安全事件時,最好咨詢兩名以上的專家,防止傳播錯誤的信息。“另一方面,社會也要對食品安全理性看待,不要過分緊張或情緒化。”羅云波說,只要做到以上幾點,相信我們離“吃到安全、放心、高質(zhì)量的食物”這個夢想就更近了一些。
希望呼吸新鮮空氣
“不盡如人意的空氣質(zhì)量已經(jīng)成為人們心頭揮散不去的痛。” 中國環(huán)境科學(xué)院環(huán)境污染與健康研究室研究員張金良說,隨著生活水平的提高,人們開始追求更高質(zhì)量的生活,希望活得更好、更長,而空氣污染顯然已經(jīng)成為人們實現(xiàn)這個目標(biāo)的障礙之一,人們對它的關(guān)注度自然很高。
“公眾提出想呼吸新鮮空氣的愿望,其中也飽含對政府加大力度改善空氣質(zhì)量的期望。”張金良介紹,近些年各級政府為改善空氣質(zhì)量已經(jīng)做出了很多努力。以北京為例,自1999年以來,北京城區(qū)4.4萬臺機關(guān)單位茶爐大灶完成“煤改氣”;大規(guī)模調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將首鋼等200多家重污染企業(yè)關(guān)停或搬離,治理空氣污染的步伐從未停下過。然而,在嚴(yán)重的空氣污染面前,政府的作為似乎顯得“力不從心”。
冰凍三尺非一日之寒,空氣污染并非一天兩天形成的,要想治理好同樣需要漫長的時間。張金良介紹,1952年,倫敦發(fā)生“煙霧事件”,英國人開始反思空氣污染,并為摘下“霧都”的帽子付出了半個世紀(jì)的努力,直到1975年,倫敦霧日才由每年幾十天減少到15天。同樣為治理空氣污染,德國用了30多年,日本用了20多年。近日,我國環(huán)境保護部通過了《關(guān)于加強環(huán)境保護重點工作方案》,把“解決大氣污染問題,重點推進PM2.5污染防治”列在主要工作之首。新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)頒布后,按照PM2.5的限值標(biāo)準(zhǔn),目前我國很多大中城市的空氣質(zhì)量都不達標(biāo),與世界衛(wèi)生組織提出的“空氣質(zhì)量基準(zhǔn)值”相差甚遠(yuǎn)。“治理空氣污染,我們還有很長的一段路要走。”
人人享受大病醫(yī)保
關(guān)于“醫(yī)保報銷比例更高一些,并且每個人都能享受大病醫(yī)保”這個愿望受到關(guān)注,中國人民大學(xué)勞動人事學(xué)院教授仇雨臨表示,“老百姓的希望是好的,有希望才能推動社會工作的前進。”她說,由于前些年我國整體社保水平很低,新農(nóng)合的報銷比例只有百分之二三十,對那時的老百姓來說,醫(yī)療支出是生活中一筆相當(dāng)大的費用。現(xiàn)在的醫(yī)保制度逐年改進,大多數(shù)老百姓還是認(rèn)可的,但是要達到社會全員滿意還很難。因為基本醫(yī)保制度的保障范圍和程度畢竟有限,比如有“三個目錄”、起付線和封頂線等限制,所以個人在就醫(yī)時還需要承擔(dān)一部分費用,特別是患大病時個人負(fù)擔(dān)還是比較重的。尤其是對一些罕見病來說,國家目前還不能納入醫(yī)保報銷,其根本原因是我國基本醫(yī)療保險的籌資水平比發(fā)達國家低很多。在我國的參保人群中,職工所占的比例較低,居民、農(nóng)民和非就業(yè)人口多,他們繳納的醫(yī)保費用相對較少。
“如果想看病而個人完全不花錢,都由醫(yī)保來報銷,這不太現(xiàn)實。但是國家應(yīng)保證百姓不會出現(xiàn)因病致貧的情況。”仇雨臨介紹,目前我國政府正在逐步建立大病醫(yī)保制度,使患大病的患者能夠得到更多的報銷,最終減輕他們的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。一些發(fā)達國家采用的也是設(shè)定個人支付最高限額,超出部分由國家或保險基金支付,這樣患者就有了安全感。
提高養(yǎng)老金,保障老有所養(yǎng)
“老年人擔(dān)心養(yǎng)老金不夠花的心理由來已久。” 中國老齡科學(xué)研究中心副研究員郭平認(rèn)為,現(xiàn)在的老年人大多經(jīng)歷了企業(yè)效益不好、下崗等問題,再加上由于一些歷史原因,進入企業(yè)的老人退休后的退休金只有政府機關(guān)或事業(yè)單位退休老人的一半,甚至還不到一半,所以他們就會格外看重養(yǎng)老金問題。
調(diào)查顯示,國內(nèi)74%的老年人都有一種以上的慢性病,如果養(yǎng)老保障和醫(yī)療保障都達不到他們生活和治病的最低要求,他們的生活就會非常窘迫。