关于大气污染物总量控制的方法探讨

【摘要】这两年来大范围的、长期性的雾霾天气引起了全民的关注，每天人们都会看一下今天的PM2.5值是多少？空气质量如何？显然大气污染的问题已经成为了我国当前的首要民生问题。大气污染物总量控制是从总体上来控制大气污染的一种方法，是改善区域大气环境的有效途径，而如何更优化的评价环境容量是大气污染物总量控制的关键。

【关键词】大气环境容量；污染物总量控制；空气质量；方法探讨

1、大气污染物总量控制概述

大气污染物总量控制是通过控制给定区域污染源排放总量，并优化分配到源，来确保控制区环境空气质量满足相应的环境目标值。如何对环境容量进行优化配置，将允许排放总量进行合理的分配是总量控制的关键。

2、大气环境容量概述

大气环境容量是指在一个特定区域内、一定的气象条件、一定的自然边界条件及一定的排放源结构条件下，在满足该区域大气环境质量目标前提下，所允许的区域大气污染物的最大排放量。大气环境容量的两个重要特征为动态性和资源性。动态性体现在大气环境容量与环境空气质量状况、气象条件、季节、能源结构、污染源布局及污染物排放方式等因素密切相关。同时大气环境容量是一种重要的环境资源，需要合理开发利用和保护，可以通过优化配置、有偿使用等方式为经济建设服务。

3、大气污染物总量控制分配方法介绍

日本对SO2排放采用K值控制，将排放量控制和浓度控制相结合。美国国会于1990年通过了《清洁空气法》修正案，旨在到2010年SO2的排放比1980年的排放水平削减1000万吨，其“酸雨计划”明确规定：在电力行业实施SO2排放总量控制和排污权交易政策。美国选用借助市场的总量控制思想，由早期的“泡泡”政策发展为“多泡”政策，再进一步建立“排污交易”系统，以经济手段来推行总量控制措施。通过多年的总量控制实践，我国已建立了一些污染物允许排放量的分配方法，如较早的A—P值法、多源模型法结合线性规划、遗传算法等经济数学方法的污染物总量分配方法。这些方法各有所长，但都存在一定问题。根据各种分配方法的首要约束条件，可将总量控制分配的技术方法分为以下两大类：一类是总体约束，即首先约束区域污染物排放总量。通过模型估算确定污染物区域允许排放总量，再根据一定的基准将总量分配到各个源；另一类则是个体约束，首先约束个体源的排放量。先对排放源进行某基准削减，确定各源的基准允许排放量，再对区域允许排放总量进行核实计算。第一类方法主要包括建立在A值法基础上的一系列方法，如A—P值法等；第二类方法则主要有以多源模型法为基础的平权分配法和优化分配方法以及最优化方法等。

4、大气污染物总量控制方法对比

4.1A—P值法。为国家颁布的制定地方大气污染物排放标准的技术方法——GB/T3840—91。由A值法，根据控制区及各功能分区的面积大小给出控制区域允许排放总量，再配合P值法分配到具体源，实行具体控制。A值法是基于箱模式的大气污染物总量控制方法，将控制区域看成一个箱体，箱底和箱顶分别为区域下垫面和大气混合层顶，四周由区域的范围而定。在长时间平衡的单箱模型中，考虑干、湿沉降及化学衰变后，设箱中污染物的平均浓度为污染物浓度标准限制，得出控制区域污染物排放总量。P值法给定烟囱有效高度he（m）和当地点源排放系数P，便可求出烟囱有效高度为he的点源允许排放率。P值法是从烟囱高度来控制排放率的，对于固定的某个烟囱可控制其排放总量，但因未对烟囱个数加以限值，从而无法限制区域排放总量。于是将A值法与P值法的有机结合，既能规定区域允许排放总量又能在该总量限制下将污染负荷分配到各个污染源。这种分配方法需要的资料少，简便易行。但未污染源增加的影响，且鼓励高烟囱的发展，有可能扩大污染范围。该方法主要应用于大点源，适用于不需要或不能做详细的总量控制与规划的情况，通常作为一种基础允许排放量。近年不断有研究针对A—P值方法的缺点进行改进，如考虑了总量控制区风频、风速和各功能区位置污染源“影响范围”等影响因素后，提出了“平均下风距离”的概念，修改了A值法；或与其他分配方法配合使用进行总量控制。

4.2多源模式基础上的平权分配法。多源扩散模式考虑控制区内每一个源对每一个控制点的浓度影响，对照控制点的目标浓度，确定各源的允许排放率，从而确定整个控制区的总量。平权分配是基于城市多源模式的一种总量控制方法，其基本原理为：首先根据多源模式模拟各污染源对控制点污染物浓度的贡献率，若控制点处的污染物浓度超标，根据各源贡献率进行削减，使控制点处的污染物浓度满足相应环境标准限值的要求。根据源排放削减依据的方法不同，又可分为等比例削减、浓度贡献加权削减及传递系数加权削减等不同类别。通过多源扩散模式的模拟，按污染源对地面大气环境质量浓度的贡献大小进行削减，计算达标条件下区域大气污染物允许排放总量，比A—P值法更具合理性。但多源模式法所依赖的输入资料较多，不易操作。特别是在污染源信息不详尽时，无法得出区域内的容许排放总量；另外，利用该方法进行总量分配时，未考虑经济技术的可行性，因此，尽管理论上可行，但在环境管理工作中的应用还有一定的局限性。

4.3最优化方法。这种方法是指将大气污染控制对策的环境效益和经济费用结合起来的一种方法，运用系统工程的理论和原则，制定出大气环境质量达标而污染物总排放量最大，治理费用较小的总量控制方案。优化方法可利用城市多源模式模拟污染物的扩散过程，建立数学模型，设定目标函数，在控制点浓度达标的约束条件下，求使目标函数最大（或最小）的最优解。据优化目标函数的不同，常用的最优化模型包括总削减量最小模型，总投资费用最小模型等。与前两种方法相比，优化方法考虑了总量分配过程中的经济技术可行性问题，在理论上来说更加科学合理。但在具体实施过程中，各种经济技术指标错综复杂，某些模型条件难以实现，因此很难求得真正意义上的最优解。

5、目前大气环境容量的核算方法还存在的问题

从上面所述来看，目前大气环境容量的核算方法主要存在如下问题：1）气态污染物的大气环境容量核算方法（如A—P值法、多源模型法，结合线性规划、遗传算法等经济数学方法）各有各的优点，可是都有一个缺点，那就是：在技术经济上是不是可行。

2）传统的颗粒物总量控制仅针对烟尘和工业粉尘等有组织排放源，不能直接与环境质量挂钩，无法估算颗粒物的环境容量。大气中的污染颗粒物有很多的来源，每一个来源中的颗粒物都需要一定地环境容量。所以，在对颗粒物进行目标容量总量控制时，要根据区域环境的空气质量目标，考虑到每个源类所占的环境容量，然后使用可行的技术方法与技术手段，控制各个源类所占的环境容量在允许的目标值内。这样就可以让颗粒物地总量控制跟环境空气质量挂上钩，就能解答颗粒物的总量控制方法是否可以让环境空气质量达标等问题。

6、结语

我国目前公众对大气环境污染问题的敏感度较高，全面改善空气环境质量也已成为重要的民生问题，并日益紧迫，为此必须在符合政策的基础上要对大气污染物总量的控制，制定出一套可行的且科学合理的控制措施，进而能够让环境空气质量得到有效的改善，使人们放心的呼吸。

参考文献

[1]刘微.丹东市环境空气SO2总量控制初探[J].黑龙江环境通报，2 014，38（2）

[2]闵利.污染物总量控制与经济发展[J].铜陵学院学报，2007，（4）

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