考虑城际传输的区域空气污染联动治理研究

【摘要】：区域内城市之间存在高水平的污染传输和污染高度相关性是当前区域性大气污染的显著特征。如何有效改善区域空气质量、减缓污染造成的人群健康损害是当前区域大气污染治理的难点所在。基于此,本文从区域联动视角对空气污染的城际传输效应、显著影响因素、联动治理范围与等级划分以及联动治理多目标优化等问题展开研究,主要创新工作包括:(1)建立了联动治理区域空气污染城际传输效应估计模型基于联动治理区域城际空气污染的高度相关性,在深入分析城际距离、城际污染浓度差、传输源城市下风向频率、传输源城市与其他城市海拔差等因素对区域内空气污染城际传输效应影响的基础上,采用描述统计、相关分析、矩阵运算等方法,建立了空气污染城际传输效应估计模型,并对京津冀区域进行实证分析。结果表明,京津冀区域各城市PM_(2.5)浓度受到空气污染城际传输影响的比重,大多在15%~45%之间。(2)建立了考虑城际污染传输的空气质量显著影响因素识别模型将城际污染传输效应纳入空气质量回归分析模型,采用面板数据模型,建立了城际污染传输、本地污染源、风力共同影响的空气质量显著影响因素识别模型,并对京津冀区域进行实证分析。结果表明,空气污染城际传输、民用汽车拥有量、火力发电量、工业二氧化硫排放、工业烟粉尘排放和3级以上风力为城市PM_(2.5)空气质量的显著影响因素。这6个变量每变化1单位,引起京津冀区域PM_(2.5)季均浓度平均变化分别为0.29ug/m~3、13.30ug/m~3、9.52ug/m~3、0.88ug/m~3、1.06 ug/m~3和-11.61ug/m~3。(3)提出了考虑风频作用的大气污染传输通道区域联动范围和治理等级划分方法结合大气污染传输通道区域城际污染高水平传输和高度相关性特征,将各城市吹向区域内风向的年均频率作为重要指标,与污染水平、人口密度、子区域对整体区域影响力、子区域治污潜力指标一起,建立了联动子区域空气污染治理优先等级评价指标体系。采用相关分析、回归分析、聚类分析、TOPSIS评价等方法,提出了符合大气污染传输通道区域实际特征的联动范围与等级划分方法,并对京津冀大气污染传输通道“2+26”城市进行实证分析。结果表明,京津冀大气污染传输通道可以划分为5个一级联动治理子区域,4个二级联动治理子区域。(4)建立了区域空气污染联动治理双目标优化模型将空气污染长期累积暴露引起的慢性健康损害与空气污染暴露引起的急性健康损害,一起视作空气污染综合健康损害,同时考虑污染物的去除成本,采用回归分析、多目标非线性优化等方法,建立了区域空气污染联动治理的最大化降低综合健康损害和最小化污染去除成本的双目标优化模型,并对京津冀区域进行实证分析。结果表明,在京津冀区域实施空气污染联动治理模式,比属地治理模式节约治理成本3.93%,人群综合健康损害减少效果提高165.74%。