城市大气污染研究进展分析

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　　摘  要：城市大气污染问题不仅影响一个地区或城市的环境质量，也会对人体健康带来一定弊端。因此，文章通过总结国内外一些学者在大气污染问题上的相关研究，旨在找到解决城市大气污染问题的新思路。
　　关键词：大气污染;城市;研究进展
　　中图分类号：X51 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）19-0079-03
　　Abstract： The problem of urban air pollution not only affects the environmental quality of a region or city， but also brings some disadvantages to human health. Therefore， by summarizing the relevant research of some scholars at home and abroad on the problem of air pollution， this paper aims to find a new way to solve the problem of urban air pollution.
　　Keywords： air pollution; city; research progress
　　引言
　　隨着社会经济的快速发展，城市化进程加快，随之而来的是环境问题尤其是大气污染问题越来越严重，也日益受到国内外学者的普遍关注。本文通过梳理国内外文献，旨在找到成城市大气污染治理的新思路。
　　1 国外大气污染研究综述
　　1.1 时间尺度变化
　　1969年美国科学家Ken Whitby对PM2.5进行首次研究，1970年美国颁布并实施《清洁空气法案》，构建了大气污染控制体系。1984年欧共体建立了EMEP，1987年欧盟出台大气污染限制令，对相关污染物实行控制排放。1997年美国国家环保署基于颗粒物提出了较为准确的浓度标准值，2013年又提出更高标准[1]。
　　1.2 沉降理论的运用
　　Pranesan和Bae从物理机制出发，发现降水对气溶胶颗粒物的清除效果主要取决于雨强、雨滴直径和气溶胶颗粒物粒径，当粒径小于2.2μm时，短时强降水对其有显现的清除效果，反之则持续性弱降水的清除效果更佳;Mircea等通过数值分析得到了清除系数与雨强的线性形式的经验表达式，其中经验系数均取决于当地的气溶胶尺度谱和雨滴尺度谱等因素;Zhang等通过计算清除系数发现其变化主要取决于气溶胶颗粒物粒径，其中大颗粒物清除系数受雨滴直径的变化较明显;Yoo等通过长期观测研究认为夏季降雨对PM10、SO2、NO2和CO有清除作用，对O3浓度无影响[2]。
　　1.3 区域大气污染联动治理现状
　　自上世纪70年代，美国国会针对一些棘手的跨州大气污染问题，授权其环保署在州与州之间构建跨地域的“空气质量管理特区”或“专业治理委员会”。80年代日本修改后的《大气污染防治法》中突出对区域防治和集中供热的重视，如对大气污染严重区域实行更严格的“特别排放标准”。到1990年日本已在全国划定了多个SO2总量控制区和NOX总量控制区。尤其在防治PM2.5的过程中，采取先在东京设立地方法，进而带动周边各县，形成区域性乃至全国性的大气污染治理。另外，在加拿大实行环境部和省政府协同负责制定标准、目标，交换数据和情报信息，其还充分重视经济影响，坚持公平原则，避免因控制大气污染造成过大经济负担和污染者负担[3]。
　　2 国内关于大气污染研究综述
　　2.1 不同地区比较性研究
　　 京津冀：刘海猛等利用空间自相关及计量模型，对京津翼202个区县PM2.5的时空分异特征进行了分析，基于PM2.5浓度的整体态势，创新性的对自然和人文影响因素贡献及其空间溢出效应进行了系统地甄别和量化[4]。河南：赵修研等对河南省18个城市的土地利用与大气污染的相关关系进行了分析，并构建了土地利用与大气污染耦合协调度模型，利于了解两者的变化机制[5]。北疆主要城市：王蕾等利用大气污染指数方法对乌鲁木齐市等11市大气环境中的相关污染物含量进行了分析以及API指数的统计[6]。乌鲁木齐市：马雯等通过在乌鲁木齐工业园区和市区利用地基多轴差分吸收光谱仪对NO2进行了布点监测，得出NO2与相关气象要素的关系[7];冯刚等利用乌鲁木齐市城市化指标和大气污染指标，得到城市化水平综合指数以及大气污染水平综合指数，对城市化水平与大气污染状况进行分析，从而得出乌鲁木齐市城市化进程与大气污染之间的演化规律[8];赵克明等利用乌鲁木齐市六个监测站在2013年1月-3月每日发布的六类污染物数据，分析乌鲁木齐市污染物空间分布特征及规律，得到乌鲁木齐污染物的分布可归为两种类型，即城区中心-外围过渡型和南北过渡型[9]。西安：吴玥弢等将西安市近20年的人口、经济城市化与大气污染数据相结合，构建城市化与大气环境污染的互动关系模型，进而发现西安市城市化与大气污染之间呈现N型结构，总结了产业结构、城市化水平和大气污染三者的相关关系[10]。上海：隆茜等对上海市金沙江路绿化带内多种常绿植物叶片样品进行了磁性与重金属测试，从而获取城市大气颗粒物污染的空间特征信息，并且以得出的数据结果为基础，选取适宜的植物幼苗种植，以期改善上海市大气环境质量[11]。拉萨：平措等对拉萨城市大气污染现状进行了总结，系统分析了大气污染的形成原因，并结合实际提出了可行性建议[12]。
　　2.2 基于大气环境治理研究
　　 肖雨欣对影响城市大气污染的相关因素即自然、交通、工业、生活因素进行了分析，并就城市大气污染的防治在公民层次、城市建设规划层次、体制层次等提出了具体建议[13];丁涛对城市大气污染物质进行了概述，并对城市主要污染源如工业生产污染、施工扬尘污染、生活炉灶等进行分析[14];李永梅等介绍了园林绿化对城市大气污染的抵抗和净化作用[15];刘秋妹考察了我国城市交通大气污染现状，基于政府环境责任、大气污染立法、经济激励机制及城市交通结构四方面分析了我国城市交通大气污染严重的制度性原因，并从四个方面对城市交通大气污染提出相应策略[16];李霞等把复杂地形归类为河谷地形、三面环山临海地形、盆地地形、马蹄型地形和峡口地形，并结合国内外对这5类地形下城市污染物传输扩散及污染形成机制的研究成果，介绍了不同地理位置、不同复杂地形城市多尺度气流相互或交替作用的特点及其对污染传输扩散的影响[17]。 　　2.3 基于大气环境治疗测度的研究
　　 胡启洲等通过在不同路段诊断车辆排放强度，构建车辆排放强度的函数式，探索车辆运行状况下车辆排放具有的时空相关性[18];刘文清对大气污染光学遥感技术的发展进程进行了介绍，并就DOAS 技术、TDLAS技术等进行详细介绍[19];李茜等基于京津冀城市群13个城市2013-2015年的面板数据，采用超效率DEA模型测算其大气污染治理效率，并通过回归模型来分析影响大气污染治理效率的因素[20];李先华等以上海市为例，应用MODIS遥感数字图像进行地面反射率实测和遥感反演，获得地面反射率分布图，并逐点计算像元大气程辐射遥感值，计算机生成多波段上海大气程辐射遥感数字图像[21]。
　　3 文献评述
　　3.1 国内外有关大气污染的研究领域
　　主要涉及到环境学、地理领域、生物学领域。各学科特征分别表现为：在环境学中，通过立法或政府与环保部门共同负责的方法，制定大气环境质量标准及大气污染物排放量标准等;在地理领域，针对大气污染物，主要借助仪器设备或通过定点监测获取大气污染物含量，并结合城市特殊地形以及相关气象因素等分析城市大氣污染产生原因，并提出治理措施;在生物学领域，通过收集植物叶片所含有的大气污染物信息，分析城市主要污染物，并根据城市具体污染物含量，种植可清洁空气的植物或通过绿化或园林改善城市大气环境质量。
　　3.2 研究方法的不同
　　有关大气污染的研究方法，具体可分为以下几类：一是通过某地区统计年鉴资料并结合气象部门和环保部门数据进行整合分析;二是通过调查问卷、访谈相结合，获取常住居民对城市大气污染的知晓程度以及具体意见;三是采用具体模型如MODIS遥感数字图像、超效率DEA模型、DOAS技术、TDLAS技术、地基多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）等获取城市主要污染源信息;四是通过选取多个城市城市化指标和特定污染物信息，比较分析多个城市间城市化水平与大气污染之间的具体联系;五是通过选取具体位置定点监测城市不同经济区的污染物，比较分析在不同经济区污染物的异同及含量;六是通过对样本进行磁性与重金属监测，发现样本与大气污染物的具体关联。
　　3.3 讨论
　　现有文献中关于西北地区大气污染的研究较少，主要集中在东部沿海及京津冀地区，对于西北地区的研究主要集中在北疆主要城市尤其以乌鲁木齐为主，在乌鲁木齐市大气污染的研究中主要考虑汽车尾气排放量、工业污染、城市化水平等。以乌鲁木齐市为例，笔者认为在对其大气污染进行分析时，可选取居民小区作为单位，分析处在不同经济区的住宅区大气污染的异同。还可在不同道路环境和不同车辆类型条件下，分析研究乌鲁木齐市车辆尾气排放与大气污染的具体关联;或通过收集乌鲁木齐市不同行政区植物样本数据，进行磁性与重金属检测，从而选取最有利于改善城市大气环境质量的植物进行种植。另外，在对西北地区大气污染进行研究时，除可对北疆主要城市大气污染对比分析，还可对南疆主要城市如喀什、阿克苏、库尔勒等主要城市大气污染的对比分析。
　　参考文献：
　　[1]赵乐.邯郸市近年来大气污染特征变化研究[D].河北工程大学，2018.
　　[2]李凯飞.京津冀地区大气污染云下湿清除作用研究[D].南京信息工程大学，2018.
　　[3]谢玉晶.区域大气污染联动治理机制研究[D].上海大学，2017.
　　[4]刘海猛，方创琳，黄解军，等.京津冀城市群大气污染的时空特征与影响因素解析[J].地理学报，2018，73（01）：177-191.
　　[5]赵修研，张四方，郑辉，等.土地利用与大气污染的耦合影响测度及空间分异——以河南省为例[J].河南大学学报（自然科学版），2018，48（06）：650-659.
　　[6]王蕾，孜比布拉·司马义，杨胜天，等.北疆主要城市的大气污染状况分析[J].干旱区资源与环境，2018，32（06）：182-186.
　　[7]马雯，李艳红，侯小刚.乌鲁木齐市冬季采暖期对流层NO2柱浓度变化特征[J].生态环境学报，2016，25（08）：1351-1355.
　　[8]冯刚，孜比布拉·司马义，何芯，等.乌鲁木齐城市化进程与大气污染关系研究[J].环境工程，2016，34（07）：110-115.
　　[9]赵克明，李霞，卢新玉，等.峡口城市乌鲁木齐冬季大气污染的时空分布特征[J].干旱区地理，2014，37（06）：1108-1118.
　　[10]吴玥弢，仲伟周.城市化与大气污染——基于西安市的经验分析[J].当代经济科学，2015，37（03）：71-79+127.
　　[11]隆茜，周菊珍，孟颉，等.城市道路绿化带不同植物叶片附尘对大气污染的磁学响应[J].环境科学，2012，33（12）：4188-4193.
　　[12]平措，尤学一.拉萨城市大气污染现状及防治对策[J].干旱区资源与环境，2005（S1）：106-109.
　　[13]肖雨欣.城市大气污染成因及其防治措施研究[J].环境与发展，2018，30（09）：32-33.
　　[14]丁涛.城市大气污染的治理方法研究[J].黑龙江科学，2018，9（22）：140-141.
　　[15]李永梅，李煜.城市园林绿化对大气污染防治功能的探讨[J].农业与技术，2018，38（20）：216.
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　　[18]胡启洲，邓卫，李晓菡.城市道路车辆排放对大气污染的线性诊断模型[J].东南大学学报（自然科学版），2018，48（05）：96.
　　[19]刘文清，陈臻懿，刘建国，等.大气污染光学遥感技术及发展趋势[J].中国环境监测，2018，34（02）：1-9.
　　[20]李茜，姚慧琴.京津冀城市群大气污染治理效率及影响因素研究[J].生态经济，2018，34（08）：188-192.
　　[21]李先华，徐丽华，曾齐红，等.大气程辐射遥感图像与城市大气污染监测研究[J].遥感学报，2008（05）：780-785.
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