影响大气环境质量状况的因素很多，目前人们最为关心的是由于污染造成大气环境质量的恶化。大气环境受到污染是因为污染源排放污染物所致。污染物进入大气后，在大气运动作用下，不断发生输送和扩散。当大气中污染物浓度达到一定数值时，就会构成对人群健康的威胁，这时就发生了大气污染。本题主要讨论由于污染引起大气环境质量变化的现状评价。

（一）大气污染监测评价

大气中各种污染物的浓度值是进行大气污染监测评价的最主要资料，资料获得的主要手段是大气污染监测。为了正确进行大气污染监测评价，要注意以下几个方面。

1．评价因子的选择

根据本地区大气污染例行监测资料并结合污染源评价结果，即可确定本地区的主要污染物，这些主要污染物就可列为评价因子。目前各地通常所见的评价因子有：

（1）尘 总悬浮微粒、可吸入颗粒物；

（2）有害气体 二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧；

（3）有害元素 氟、铅、汞、镉、砷；

（4）有机物 苯并[a]芘、总碳氢。

在一个地区范围内进行监测评价，可以从上述因子中选择几项，项目不宜过多。例如，以燃煤为主要污染源的地区可选总悬浮微粒、二氧化硫、苯并[a]芘等为评价因子；以有色金属冶炼为主要污染源的地区可选总悬浮微粒、二氧化硫、铅（或汞、镉、砷）等为评价因子。总之评价因子的选择一定要结合本地的具体情况，切忌照搬照抄。

确定了评价因子之后，就要有计划地安排大气污染监测，取得各监测因子的监测数据。

2．评价方法（指数法）

目前我国进行大气污染监测评价的方法绝大多数是采用大气质量指数评价方法。大气质量指数是评价大气质量的一种数量尺度，用它来表示大气质量状况可做到简明、可比，可以综合多种污染物的影响，反映多种污染物同时存在情况下的大气质量。大气质量指数的形式多样，建议选择时考虑以下几点：

（1）指数能包括所选择的评价因子，不削弱主要因子的作用；

（2）所选指数能反映本地区各地点污染状况的差别；

（3）指数的表达形式本地区容易接受；

（4）希望能综合地表达污染水平；

（5）因为条件变化，评价因子有增减，这时所选指数应力求简单，又能适应因子变化，评价结果仍能比较。

总之，应当结合本地区的实际情况，选择适当的指数，才能很好的评价出本地区大气环境质量的好坏。大气质量指数的种类很多，归纳起来其基本形式和分类形式如下。

（1）基本形式 其表达式为：

式中PI——大气质量指数；

A——系数；

a、b——指数；

Wi——第i种污染物的权值；

Ii——第i种污染物的分指数，一般为无量纲量，是污染物浓度值与大气标准浓度值之比；

i——代表某种污染物。

（2）分类形式 主要有下列几类。

①迭加型 认为各种污染物对大气的污染影响作用等同，将各分指数之和为综合指数，措数形式是

②均值型 以分指数总和的平均，或分指数与权值相乘后再相加求均值为综合指数，指数形式是

③指数形式 综合指数为各分指数与权值相乘求和后的某次幂，指数形式是

④方根形式 用各分指数的平方和的方根为综合指数，指数形式是

3．实例

美国橡树岭与中国沈阳市的大气质量指数虽都是指数形式，但因实际情况各异，所以评价参数（污染物）的选择、指数的分级评分却不相同。橡树岭规定背景值为10，警报标准为100；沈阳市则把背景值规定为100，明显危害时为20。

（1）美国橡树岭大气质量指数 它是由美国原子能委员会橡树岭国立实验室于1971年9月提出的，其具体形式如下：

式中Ci——i种污染物24小时平均浓度，mg/m3；

Si——i种污染物的大气质量标准浓度，mg/m3。

橡树岭大气质量指数规定了5种污染物，即二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化剂和颗粒物。它的尺度是这样确定的：当各种污染物的浓度相当于未受污染的本底浓度时，指数值为10；当各种污染物的浓度均达到相应标准时，即Ci=Si，指数为100。上式的系数为5.7和1.37就是根据这个尺度条件算得的。橡树岭国立实验室按指数值大小，将大气质量分为6级，见表12－1。

（2）沈阳大气质量指数 沈阳大气质量指数的形式是：

沈阳大气质量指数取4项污染物，即二氧化硫、氮氧化物、飘尘和铅。指数制定的基本思路同美国橡树岭大气质量指数，所选用的基本参数见表12-2。

确定系数时为照顾我们的习惯，当4项污染物浓度等于背景浓度时，I沈阳=100；当4 项污染物浓度等于明显危害浓度时，I沈阳=20；这样确定的系数当污染物浓度等于标准浓度时，I沈阳=60，符合我们的习惯。

沈阳大气质量指数分级是在确定PSI值与I沈阳值之间关系后，按PSI分级标准进行分级的，分级见表12-3。

（二）中国城市大气质量指数

自1998年6月中国在46个重点城市进行大气质量周报（或日报），统一使用空气污染指数（API）。简介如下。

1．空气污染指数的计算方法

（1）空气污染指数（API）的计算 污染物的分指数Ii可由其实测的浓度值Ci按照分段线性方程计算。对于第i种污染物的第j个转折点（Ci,j，Ii,j）的分指数值和相应的浓度值，可由表12-4确定。

当第i种污染物浓度Ci,j≤Ci≤Ci,j+1时，其分指数

式中Ii——第i种污染物的污染分指数；

Ci——第i种污染物的浓度监测值；

Ii,j——第i种污染物j转折点的污染分项指数值；

Ii,j+1——第i种污染物j+1转折点的污染分项指数值；

Ci,j——第j转折点上i种污染物（对应于Ii,j）浓度限值；

Ci,j+1——第j+1转折点上i种污染物（对应于Ii,j+1）浓度限值。

污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。

（2）API的确定 各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该项污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。

API=max（I1，I2，…Ii，…In）

其中，Ii为第i种污染物的分指数；n为污染物的项目数。

（3）示例 假定某地区TSP的监测值为0.325mg/m3，其污染指数的计算如下：按照表12-4， TSP实测浓度0.325mg/m3，介于0.300mg/m3和0.500mg/m3之间，即按照污染指数的分段线形关系的第2段进行计算，此处浓度限值C1,2=0.300mg/m3，C1,3=0.500mg/m3，而相应的分指数值I1,2=100，I1,3=200，则TSP的污染分指数为：

这样，TSP的分指数为113；用相似方法由其他污染物的监测浓度计算分指数分别为105（SO2）和75（NOx），则总体上取污染指数最大者报告该地区的空气污染指数：

API=max（113，105，75）=113

首要污染物为总悬浮颗粒物（TSP）。

2．空气污染指数的发布

（1）使用空气污染指数报告空气质量时，一般应包含区域范围、时间周期、首要污染物及污染指数和空气质量级别（见表5-6）。

当污染指数API值小于50时，则不报告首要污染物。

（2）各城市发布空气污染指数时，应按监测点位位置所在的具体地区或地理区域分别报告，而不应使用区域空间无法界定的功能性分区报告，即先计算各点各项污染物的周平均浓度值，再计算各点不同污染参数的周污染分指数，取最大者为该点周的污染指数。

（3）中国环境监测总站编写的全国重点城市空气污染周报，以各城市各项污染物的全市平均浓度为基础计算全市的平均污染指数。

（三）大气污染生物学评价

植物长期生活在大气环境中，其生理功能与形态特征常常受大气污染作用而发生改变。大气中某些污染物会被植物叶片吸收，并在叶片中积累。这些变化可在一定程度上指示大气污染状况。正是由于植物长期生活在一个固定的地方，所以它指示的大气污染状况具有很强的代表性。但大气污染引起的植物伤害症状往往缺乏唯一性，即其他一些不良条件（如热、冻、旱、涝、盐、风、虫害等）都可以引起同样或类似的伤害症状。因此，任何人都不可能只观察少数几张叶片就对大气环境污染状况作出结论。这里既需要必备的基础知识，又需要经验。尽管如此，但由于生物学评价的样品采集和分析都比较简单，一般部门都具备采用生物学评价的必要手段。因此，生物学评价受到各地的广泛重视。

生物学评价方法很多，为了适应在城市环境中做工作，我们选择树木作为指示植物。就树木而言。由于长期暴露在污染空气中，其树高、胸径、新梢长度、叶片面积等生长量以及叶片中化学元素含量都能作为评价的因子，这里介绍用叶片生长量和分析叶片中化学元素含量的方法来指示大气污染状况。

调查叶片生长量的方法很简单，将取回来的叶片晒叶迹图，用求积仪求出叶片面积，就可以按叶片生长量的差异指示大气污染程度。

分析叶片中化学元素含量时，将采集的样品仔细冲洗干净，这一步很重要，一定要认真，不然会由于尘土的存在影响分析的结果。洗干净的叶片除去水分，分析其中化学元素含量。指示二氧化硫污染可以分析叶片中硫含量，指示氟、铅、镉污染可分别分析叶片中氟、铅、镉的含量。分析方法目前还没有统一的方法，工作时可以自己选择分析方法。但要注意为相互比较样品，应选用同一方法进行分析，或者用相互标定过的方法进行分析，不然很难进行比较。获得不同地点叶片中化学元素含量，就可以根据含量的多少来划分污染等级。
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