层析分析法在垫江县“十二五” 大气环境质量评价中的应用研究

李雪

摘要：选用S0₂、NO₂、PM₁₀作为评价因子，应用层次分析法对重庆市垫江縣“十二五”期间大气环境质量进行了评价。结果表明：重庆市垫江县“十二五”期间大气环境质量全部处于轻微污染水平，且大气环境质量改善趋势比较明显。

关键词：重庆市垫江县;大气环境质量;层次分析法

中图分类号：X823

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）6-0065-04

1引言

随着生态文明建设的推进，空气质量的优良天数一直受到人们广泛关注，清新的环境空气是人们生活幸福感的最基本要求。要对空气污染采取有效措施，唯有对环境空气质量现状客观分析评价，对症下药，才能对空气污染进行综合污染防治。目前，常用的环境空气质量评价方法有多聚合过程神经元网络法 、人工神经网络法、模糊综合评价法、共原点灰色聚类分析法、 物元分析法嘲、A-P值法、多种指数评价公式、空气污染指数法和层次分析法等。其中应用较广泛的环境空气质量评价方法是空气质量指数法。为方便人们更加直观的了解空气质量状况信息，评价结果变得通俗易懂，空气质量指数法将SO₂、NO₂、PM₁₀等环境空气污染物浓度简化为空气指数。但是空气质量指数法存在缺乏城市整体评价概念和空气质量指数类别划分不合理等缺点。

重庆市垫江县地处重庆市东北部，为渝东北地区重要物流通道、商贸集散地。重庆市垫江县素有“牡丹故里”和“千年古县”的美誉，辖区内旅游资源独特，生态环境优美。目前对垫江县环境空气质量研究的文献相对较少，贾斌等对重庆市垫江县秋冬季（2016年9～2017年2月）颗粒物进行详细分析，其研究成果对垫江县环境空气污染治理起到一定的积极作用，但对该区域空气环境质量缺乏系统性研究。本文以重庆市垫江县2011～2015年（十二五期间）环境空气自动监测数据为基础，参考环境保护部现行空气质量标准（ GB3095 -2012），选取S0₂、NO₂，、PM₁₀等3个环境空气污染因子作为评价因子，利用层析分析法（AHP）讨论环境空气污染因子对重庆市垫江县环境空气质量的影响，科学评价重庆市垫江县环境空气质量，为下一步重庆市垫江县空气污染治理提供理论基础。

2模型与研究方法

2.1层次分析模型的建立

通过分析，本文以环境空气质量为层次分析的目标层（A）、以环境空气质量污染因子作为层次分析的准则层（B）和环境空气质量等级作为层次分析模型的方案层（C），建立环境空气质量层次分析（AHP）模型。

2.2 判断矩阵的构造和特征向量

2.3计算层次单排序的权重和一致性检验

2.4计算组合权重和一致性检验

层次分析总排序需要通过计算同一层次所有元素对于目标层（A）相对重要性权值来实现。一般情况下层次A所有要素A1，A2，…，Am的排序结果分别为a1，a2，…，am，则可按表2的计算方法来计算下一层次B中的各要素对层次A而言的总排序值。

对层次分析总排序进行一致性检验时，当一致性比

2.5环境空气质量评价

层次分析总排序表（表2）中最大的权值对应环境空气质量级别，即为该评价区域的环境空气质量等级。

3重庆市垫江县“十二五”大气环境质量综合评价 本文选择重庆市垫江县作为评价区域。根据重庆市垫江县实际情况，选取SO₂、N0₂和PM10为空气质量污染因子，对重庆市垫江县“十二五”期间的环境空气质量状况进行分析评估。环境空气质量数据来源于重庆市垫江县空气白动站历年监测结果，见表3。本文以2015年重庆市垫江县空气质量数据为例对其空气质量进行层次分析综合评价。

3.1建立层次结构模型

选取环境空气污染物评价因子（S0₂、N0₂和PM10）作为评价目标，基于环境保护部《环境空气质量标准》（GB3095-2012），建立重庆市垫江县环境空气质量层次结构模型（图1）。

3.2环境空气质量评价标准

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）评价标准，将环境空气污染分成I、Ⅱ级（表4）。

3.3构造判断矩阵并求最大特征根、特征向量

3.4计算层次单排序权重和一致性检验

重庆市垫江县2015年环境空气质量层次单排序和一致性检验表计算如表9所示。重庆市垫江县2015年空气质量一致性比率CR<0.1，因此判断矩阵的一致性满足要求。

3.5计算层次总排序权重和一致性检验

重庆市垫江县2015年环境空气质量层次总排序见表10。重庆市垫江县2015年环境空气质量层次总排序的一致性比率CR<0.1，因此符合一致性要求。

3.6环境空气质量级别的确定

由表1O可知，2015年重庆市垫江县空气质量的权值最大对应空气质量级别为C2层次（Ⅱ级），权值为0.5124，大于Cl层次（I级）权值（0.4876），因此2015年重庆市垫江县环境空气质量为C2层次（Ⅱ级）。同理可得，重庆市垫江县其他不同年份的空气质量层次总排序表（见表11），均满足一致性要求（CR<0.1），故不需要对矩阵进行修正。

4结果分析

由图2可以知，重庆市垫江县“十二五”环境空气中污染物SO₂和PM10呈逐年下降的趋势。值得警惕的是N0₂在2011--2013年呈下降趋势，但在2013～2015年呈增长趋势，且在2015年超过国家二级标准，达到轻度污染水平。这一现象除了与机动车辆保有量增长有关外，还有垫江县大力实施工业强县战略有关。综合层次分析表明，重庆市垫江县“十二五”期间的环境空气质量级别均处于Ⅱ级，但是空气质量级别处于工级的比例在逐年增加（表11）。层次分析结果表明，重庆市垫江县“十二五”期间的环境空气环境质量权值处于C1层次（工级）的比例在逐年增加，权值处于C2层次（Ⅱ级）比例降低，表明垫江县“十二五”期间的环境空气质量得到明显改善。

5结论

重庆市垫江县环境空气质量是各种空气污染因子综合作用的结果，其首要污染物是，“十二五”期间年均值都大于环境空气二级标准（GB3095-2012），达到轻度污染水平。层析分析评价结果表明，重庆市垫江县2011-2015年（“十二五”）期间的环境空气质量全部处于轻度污染。重庆市垫江县环境空气I级（清洁）占比权值值逐年上升，说明环境质量有明显改善。，随着重庆市垫江县的经济快速发展，能源消耗逐年增加和污染物排放量的增加的情况下，牡丹之乡仍然面临着环境空气污染的危险。值的警惕的是“十二五”期间重庆市垫江县颗粒物浓度（PM10）下降明显，但是SO₂和NO₂污染进一步加剧，情况不容乐观。从以上分析来看，重庆市垫江县积极响应面上保护，点上开发的办法，深入贯彻落实生态文明建设和重庆市环保局提出的五大环保行动，对垫江县辖区内环境空气质量的改善起到了决定性的作用。