基于PSR模型的汉南卫星产业园大气环境质量评价研究

袁绪英 张君 王晖 万晨峰 吴宜进

摘要：中国经济发展进入新时代，环境问题日益突出。产业园区建设中的大气环境质量问题已成为社会经济发展的焦点，研究大气污染防治迫在眉睫．汉南卫星产业园大气环境质量研究以可持续发展理论、生态价值理论以及环境价值理论为理论依据，结合卫星产业园的生态环境现状，运用LCA和PSR模型构建产业园大气环境质量评价指标体系，评价汉南卫星产业园的大气环境质量结果表明：汉南卫星产业国内的大气环境质量有下降趋势，SO2浓度变化趋势相对较大，NO2浓度变化趋势较为平缓，TSP污染指数呈下降趋势．该研究对产业园大气环境质量的改善提供技术支撑

关键词：大气环境质量；PSR模型；LCA评价；汉南卫星产业园

中图分类号：X820.2 文献标志码：B

前言

中国的经济发展正进入一个崭新的时代，大气环境质量问题在诸多问题中表现得尤为明显，特别是在工业园区的建设中，大气环境质量问题已成为社会经济发展的重点，对大气污染防治的研究刻不容缓。很多国内外学者对此进行了研究。魏竞超等基于PSR模型理论，构建出一套具有法治特征的黄河流域环境安全评价指标体系，并以2019年和2020年的黄河流域河南段环境治理工作为例子，对该模型进行检验。孙娟等基于PSR模型理论，运用北京市1999年-2018年的社会经济统计指标及大气环境质量指标数据，构建了北京大气环境质量PSR模型指标体系，并根据指标变化趋势进行了相关性分析。肖红等以PSR模型作为大气环境质量综合评价模型的基础，通过是否能体现环境、经济、社会协调发展的角度对许昌市社会经济评价与大气环境质量定量评价及动态趋势分析。前辈的方法大多运用构建指标体系评价法并根据变化趋势进行预测分析等对大气环境质量进行评估，这些方法可以客观的评价到大气环境质量现状，预测其发展趋势并有效的进行控制。基于上述研究，文章以武汉汉南通用航空卫星产业园为例，基于PSR模型和LCA评价对园区环境质量进行评价，该评估模型能有效可靠地评估产业园区大气环境质量。

1研究方法

1.1数据来源

汉南卫星产业园位于武汉市汉南区，地处长江中游，东临江汉平原。土壤为第四季黄褐色底粘土，土层较深，地质环境好，无大断层，地震烈度为三级。整个地区是一个单一的地貌环境，属于江汉平原边缘模糊地带。

在文章的写作过程中，通过研究统计年鉴和项目监测数据获取相关资料，了解了国内外经济建设项目建设对环境因素影响评价的一系列研究进展，详细了解有关环境影响评价的书籍、期刊、论文等，积累了理论基础知识。

1.2PSR模型

PSR模型引入了因果思维，直观地反映了压力、状态和对生态系统问题的反应之间的关系。它还被广泛应用于区域环境可持续性指标系统、水和土壤指标系统以及环境保护投资分析。

压力－状态－响应指标体系框架遵循长期发展的一般概念，采用逻辑因果模型确定相关指标，并将参与长期发展的区域划分为不同类型。可以从压力、状态和响应三个角度来确定相关指标。PSR模型的框架结构见图1。

PSR模型框架提供了一种关注系统生态变化过程因果逻辑的评价方法，将人类活动与生态环境等因素直接联系起来。在人类社会活动日益增多的情况下，人为因素成为影响的主要来源。自然压力和人类活动的压力会对生态系统产生重大影响，增加压力的结果是会导致生态系统功能的不断退化。并且随着人类活动的加强，响应压力也不断加大，但恶化状态在短时间内难以恢复。

研究区的环境影响是一个复杂的交互系统，包含了多个方面如社会发展、经济发展、环境、能源和生态等。因此，量化PSR指标体系模型可以充分表达环境破坏与环境受到的压力之间的因果关系。

1.3LCA评价指标体系

LCA评价体系指标是一个完整的生命周期编译和评价工具，用于综合分析一个产品或服务及其扩展，以及其对相应生产环境的潜在影响。将相应的生命周期评价能力指标管理体系框架设计结构分为四个相关的研究步骤。

根据指标体系中的产业园区环境影响评价，对通用航空卫星产业园区进行环境影响识别和筛选，结合当地实际情况，综合各评价指标与产业园区生产环境可能产生的影响，建立了产业园区环境影响评价体系。在产业园区环境影响评价指标体系表中，研究区环境影响评价作为整个层次模型的总目标，是模型的最高层次，第二层次分别为压力、状态、响应三个项目层。第三层次分别是人类的社会活动、社会影响、环境影响指标、资源和能源指标、经济社会状态指标、长期发展的基本状况以及人类为推动可持续发展进程而实施的一系列的措施。最下层是经过产业园区环境影响因素识别后筛选的准确表征各个要素特征的评价指标。见表1。

生命周期清单分为四个不同的领域，分别是目标定义、相应范围、影响因素分析及相应解释，在这四个领域中，库存分析和影响评估尤为重要。库存分析是先对个别产品或服务及其周边环境进行全面的研究，进而通过对个别产品的研究来对整个生命周期区域的投入和产出进行综合研究。影响评价指的是预测和评价在这一过程中对环境影响的重要性，通过这个过程的实施来对整个系统进行显著性评价。事先根据特殊要求做出投入，指定LCA输出类型，然后合理分类，并给出相应的各指标投入和产出的累计指标。

2结果与分析

评价指标体系的重点在于环境可持续性和承载力的界限。与环境评价项目不同的是，评价指标体系特别注重对临时累积和间接环境影响的预测和评价。此外，生态环境的影响程度主要基于时间、范围和恢复，生态环境指标也需要更多的关注。通用航空卫星产业园的环境影响分析需要对工作进行三维评价，并了解被评估区域的环境分析能力。

对于发展通用航空和卫星产业园区来说，一般对这样的产业园区进行数据分析可能比较缺乏，在运用PSR模型进行系统分析的基础上，可以选择一种初步的估算方法，对环境影响和初步指标数据进行几个方面的分析，例如生态和能源资源以及社会和经济方面。通过以上步骤，从而确定汉南通用航空卫星产业园环境影响评价指标体系。

通用航空和卫星产业园对大气环境的影响主要体现在以下几个方面：施工期间扬尘；工业企业、汽车营运期间排放的废气；主要污染因子为SO2、TSP、PM10、PM2.5、NO等特征污染因子。为了解研究区环境空气质量状况，研究对2018年和2020年武汉市环保局网站公布的环境空气质量状况进行了对比评价。参考监测结果见表2。

通过监测数据显示，2018年研究区NO2、PM10、PM2.5及O3这几项数值判定为不达标。SO2的年平均值和CO的日平均值均能满足《环境空气质量标准》二级标准的年平均值要求。NO2、PM10和PM2.5的年平均值不能满足《环境空气质量标准》二级标准的年平均值要求；最大超标准倍数分别为0.25、0.26和0.51。超标的原因不仅与空气污染物扩散的气象条件差有关，还与周边建筑工地、交通道路污染、机动车尾气污染等因素有关。O3的日平均值也超标，主要与氮氧化物和挥发性有机化合物的排放有关。2020年经过对大气中污染物的整治各项指标的监测值均在标准值范围内。经监测推断得出结论：大气中的主要污染物有煤烟、NOx、SO2、氟化物、煤烟、颗粒物、苯酚和H2S。其中，烟气、NOx、SO2和颗粒物的排放量最大。2020年经过处理减少了一定的排放量后，均未超过标准要求。

运输过程中产生的悬浮颗粒物（TSP）主要来自汽车驾驶产生的二次道路粉尘。大气环境质量监测因子标准指数对比见图2。

如图2所示，总体看来，在2015年至2020年间，SO2浓度上升趋势较大，由0.32上升至0.42；NO2浓度上升趋势较小，变化幅度在0.12至0.13之间；TSP指数在2015年至2020年间变化最大，从0.35下降为0.26。随着产业园各项规划建设的逐步完成，TSP指数开始下降。根据2015年至2020年的大气环境质量标准指数的发展趋势预测出2025年大气环境质量发展指数的走向。因此产业园区必须加强对尘土的控制，建议更新灰尘管理方法和设备以达到最大的控制效果。为了避免污染土壤和水污染，建议覆盖原料填埋场。同时应合理控制开发规模，增加绿地的使用面积，利用绿地的净化功能，逐步改善环境。加强污染物的排放量，减少废气排放。增加企业的监督管理，提升当地大气环境质量。LCA评价用于工业园区的环境评价过程，它是根据规划生命周期建立的，以反映政策或规划的各个方面对环境的影响。最终说明是对系统实施效果进行评价后所能得到的最终标准和结论。

3结论

产业园区主要的污染物是SO2、NO2和TSP等。产业园大气环境质量有下降趋势，其中，SO2浓度变化趋势相对较大，NO2浓度变化趋势较为平缓，TSP污染指数呈下降趋势。PSR模型所包含的三个指标的变化并不是同步的。压力指标的总体变化导致健康状况持续恶化和渐进的病理演变，即人类干扰的增加；状态和响应指标的总体形态相似。针对产业园建筑粉尘的散射建议封锁产生灰尘的地方，安装排气屏蔽控制尘埃。卫星产业园大气环境质量评估仍然是我们国家在尘埃污染期间环境评估的研究主题。卫星产业园的大气污染控制和温室气体排放的减少以及臭氧层保护等方面的研究还不多。因此有必要将卫星产业园区的功能特点与指标体系结合起来进行大气环境质量的评价。综上，文章所建立的产业园区环境质量评价体系在一定程度上弥补和丰富了中国大气环境质量评价的内容，对产业园区建设发展有一定的借鉴意义。今后可进一步完善大气环境质量评价体系，将研究成果应用到实际中，旨在提高环境科学研究的现实作用和意义。