工业大气环境范文（精选12篇）
工业大气环境 第1篇
1大气污染及防治
玻璃工业企业所产生的大气污染主要包括粉尘污染和有毒有害气体的污染。
1.1粉尘的污染及防治
1.1.1 粉尘的分类及危害
粉尘可按照其直径、组成来进行分类, 不同直径、不同组成的粉尘危害性是各异的, 故其允许浓度也不相同。根据粉尘的直径可分为:
1) 降尘:一般指颗粒大于10 μm 的粉尘, 可在重力作用下自然降落下来;
2) 飘尘:指颗粒直径小于10 μm 的粉尘, 其中1～2 μm 粉尘, 沉降速度只有0.28 m/h, 而0.01～1 μm 的粉尘可长期在空气中漂浮。
粉尘对人体的危害主要表现在呼吸道进入人体, 生成气管炎、支气管哮喘、肺气肿、硅肺病等疾患。
1.1.2 粉尘的来源及防治
1) 粉尘的来源
粉尘主要产生在原料车间、熔制车间、加工车间和耐火材料车间, 尤其是原料车间粉尘可达1～100 mg/m3之间。
2) 除尘措施
根据粉尘的来源, 一般可采取下列措施除尘:
(1) 选择不必进行加工或不易扬尘的原料;
(2) 控制原料颗粒的直径下限, 不采用直径小于5 μm 占较大比例的细粉;
(3) 在不影响产品质量条件下, 粉体工程尽可能采用湿式作业。如硅石用湿法粉碎, 配合料含水量控制在3%～5%之间。有粉尘扩散区域的上空要用喷雾降尘;
(4) 所有产生粉尘的设备和区域均需设置密封罩进行严密封闭, 并设抽风罩, 保持罩内负压均匀, 防止粉尘逸出;
(5) 所有产生粉尘的设备和区域应合理选择和布置除尘设备, 以降低操作环境中的含尘量, 达到卫生标准要求。
3) 除尘器的种类
除尘器有湿式和干式两大类。湿式除尘器是用水或水溶液洗涤含尘气体, 气体中的尘粒与液滴 (或液膜) 相接触碰撞而被俘获, 并随水或水溶液而排出, 除尘效率一般为70%～90%, 高效率的除尘器其效率可达99%, 常用的湿式除尘器有喷雾塔、填充塔、筛板塔、泡罩塔、离心式洗涤器、喷射式洗涤器、文丘里洗涤器等。湿式不仅可除尘还可吸附有害气体, 但由于气流阻力大, 用水量大, 功耗大, 运转费用高, 洗涤液还要经过处理后才能排放, 因此较适合于废气处理。原料粉尘主要采用干式除尘。干式除尘有旋风除尘器、袋式除尘器和电除尘器。
4) 除尘新技术
粉尘飞扬于空气中, 污染环境并且造成资源浪费。目前国外已成功开发出超细粉回收技术, 通过各种收尘装置将回收超细粉制成粒化料, 不仅有效利用了资源, 而且实现了节能。
1.2有毒有害气体污染及防治
1.2.1 有毒有害气体的种类及危害
燃烧废气是大气的主要污染源之一。玻璃熔窑所用燃料中的化学物质硫和碳, 以及空气中的N2, 它们在参与燃烧的过程中都易生成各类有毒有害气体, 如SO2、SO3、NOx、CO、CO2等。例如硫的燃烧产物SO2与SO3, 若长期飘浮于大气层中, 遇到雨水、蒸汽即可形成酸雨或酸雾, 降落大地后会影响植物的生长, 飘落江河湖泊中可造成鱼类的死亡;能使金属铁、铜、镍被腐蚀生锈、皮革强度下降、纸张发脆、大理石失去光泽。当SO2含量为0.000 1%～ 0.000 5%时, 人开始闻到臭味;含量达到0.01%时使人呼吸困难;当含量达到0.04%～0.05%时, 可使人迅速窒息死亡。又如NOx (氮的氧化物) , 在大气中共有7 种存在形式:N2O、NO、NO3、NO2、N2O3、N2O4、N2O5, 而含量最大的为一氧化二氮 (N2O) 、一氧化氮 (NO) 和二氧化氮 (NO2) , 大气正常组成含NO浓度仅为0.5 ppm, 但能氧化成NO2, 特别在有臭氧存在情况下, 更容易氧化成NO2。废气中NOx如为水雾粒子吸收, 就形成HNO2、HNO3及硝酸盐和亚硝酸盐等酸性雨雾。在日光紫外线照射下, NOx可分解生成臭氧, 臭氧又与不饱和链状碳氢化合物反应, 形成臭氧化合物、有机过氧化合物及醛类等, 这些产物又进行分解、聚合, 产生颗粒状空气溶胶, 这就是光化学烟雾, 对人类的结膜、呼吸道的黏膜有刺激作用, 而且对植物和橡胶制品有害。NO可使人类血液输氧能力下降, 出现缺氧紫绀症状, 也可使神经受损伤, 引起痉挛和麻痹。对正常人NO允许的最高浓度为25 ppm。至于NO2对人类的健康的影响, 在浓度1～3 ppm时就能闻到臭味, 浓度13 ppm时对眼鼻有急性刺激, 浓度13 ppm以上, 肺活量减少, 呼吸困难, 发生肺水肿, 咳血痰, 且可发生昏迷, 体温升高, 脉搏弱而快, 并可出现心律失常, 以至循环衰竭或心力衰竭。
1.2.2 废气的防治
1) 废气脱硫
废气脱硫方法可分为干法、半干法、湿法3大类。其基本反应机理都是使烟气中的SO2与吸收剂发生反应, 生成硫酸盐。石灰—石灰石/ 石膏法 (半干法) 是目前最经济、最成熟、最有效且应用最广的方法, 其脱硫反应式如下:
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脱硫后的副产品脱硫石膏经工业处理后, 可以用作水泥辅料 (缓凝剂) 、防水纸面石膏板、纤维石膏板、石膏矿渣板、石膏砌砖、石膏空心条板、石膏系列粉刷材料等等, 回收利用的产品基本可以收回用于环保的投资和抵消设备的运转费, 而且消除了回收材料的二次污染。
至于用排气筒 (烟筒) 排废气则是众所周知的一个治标不治本的方法, 对不同性质的污染物、不同高度的排气筒、不同地区 (一、二、三类地区) 最高允许排放速率是不同的, 在此不一一列举。
2) 废气中脱NOx
废气中脱NOx的方法主要有选择性催化还原法 (Selective cataly-tic reduction , 简称SCR 法) 和3R 法 (reaction and reduction in regenerators) 。分述如下:
(1) 催化还原法 (SCR法) 。此法是用氨或尿素之类的还原物再加入一定含量金属氧化物为催化剂, 吸收废气中的NOx (包括NO、NO2等) 分子中的氧, 将NOx转化为非污染元素分子氮 (N2) 。通常将液态氨气储存于压力容器中, 根据窑的热负荷和废气中NOx含量, 确定氨用量, 并将氨与空气混合, 用喷嘴均匀喷射到反应器中, 使其与废气中的NOx作用, 达到脱NOx的目的, 此反应器称为DENOx, 转化效率可达80%～90%。如不加催化剂, 则称为选择性非催化还原法 (SNCR) , 其NOx的转化率比SCR 法低, 仅为40%～60%。
(2) 3R法。此法的原理与SCR法相似, 也是将NOx还原为N2。但采用还原剂是碳氢化合物燃料, 当含NOx废气由熔窑流入蓄热室时, 将此碳氢化合物精密控制送到窑炉废气流中, 此碳氢化合物燃料开始时并不燃烧, 而是分解形成自由原子团, 由于此反应为吸热反应, 故不会提高蓄热室温度, 不会因此而烧坏蓄热室的格子砖。分解的原子团通过各种反应与NOx作用, 将其还原为无害的N2气体。
2种方法比较, 后者可应用于多种窑炉 (如浮法、瓶罐及各种空心玻璃制品熔窑) , 且设计和操作不需作大的变动, 总的费用较低, 因而适用面更广。
3) 其它废气处理
除SO2、SO3和NOx以外, 玻璃工业企业在生产过程中还会产生CO和CO2以及由原料分解、挥发生成的其他有毒废气, 如氟、镉、铅、砷等。节省能源, 降低能耗可以有效减少碳氧化物的排放;对于含氟废气, 可以使用碱液、清水及海水等加以吸收, 所用设备为填充塔、喷射塔等;镉、铅在废气中一般以微尘的形式存在。对含铅废气, 主要采用电收尘器回收铅尘;对含镉废气的处理与之类似, 除使用电收尘器外, 实践中尚有以布袋收尘器回收镉尘的个例, 但效果不及前者。砷在废气中一般以As2O3的形式存在, 目前对其处理的方法主要有:
(1) 碱式氨法, 该法运行费用较为昂贵。
(2) 石灰水喷淋法。此法原理为As2O3和石灰水反应生成Ca3 (AsO3) 2沉淀, 从而将烟气中的As2O3转化成沉淀物而进入烟气洗涤废水中。此方法效果稳定, 操作简单, 实践中应用较多。
4) 纯氧助燃
另外, 自上世纪60 年代开始采用的纯氧助燃技术在近十几年得到较快发展。纯氧比空气助燃可节约燃料30%～70%, 在相同规模的熔窑情况下纯氧助燃的熔窑比空气助燃的熔窑可提高产量40%, 减少废气排放量80%。日本旭硝子公司采用纯氧助燃, 重油消耗量减少了50%, 提高了燃烧效率, CO2排放量降低了50%, NOx排放量降低了75%。比利时采用天然气为燃料, 空气助燃时, 110 t/d 池窑废气排放15 200 Nm3/d, 改用纯氧燃烧后, 废气排放量降低到2 400 Nm3/d。由此可见, 纯氧助燃技术在玻璃生产企业的应用今后具有光明的前景, 值得大力研发与推广。
2水污染及防治
2.1废水的来源与种类
玻璃生产企业产生的废水种类较多, 按来源划分具体可归为以下几类:
1) 设备与玻璃液冷却水;
2) 原料加工处理中的废水;
3) 燃料及其加工处理中的废水;
4) 玻璃深加工过程中的废水;
5) 地面与设备冲洗水;
6) 其他废水 (包括金属加工所排放含油类、乳化液的金属屑末的废水, 湿法通风、除尘、降温排放的含原料粉尘、泥砂的废水, 以及锅炉房废水) 。
2.2废水治理
总体而言, 玻璃生产企业的废水污染可从2个大方面进行治理:
2.2.1 改进生产工艺
此方法主要作用是减少废水的产生量和减少废水中污染物。如硅砂的浮选, 不用氢氟酸改用氮烷基丙二胺等新型浮选剂, 除pH值为2.7外, 其他指标均符合排放标准 (此种废水仅经过中和处理后即可实现达标排放) 。窑炉用天然气、液化石油气或电加热, 基本上没有废水产生;采用热煤气也比洗涤煤气减少含酚废水的产生。
2.2.2 对废水进行处理
此方法减少污染物和污染物的危害, 尽可能回收利用。
1) 废水处理的级别
通常分为:一级处理、二级处理和三级处理。
(1) 一级处理。主要是去除水中的悬浮固体和漂浮物, 同时通过中和与均衡等预处理, 对废水进行调节。如达到排放标准, 即排放, 达不到排放标准, 则进行二级处理。常用物理、化学和物理化学的处理方法, 包括过滤、中和、沉淀、漂浮分离, 通过一级处理, 废水中的BOD 去除仅为30%左右。
(2) 二级处理。主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物, 常用方法为物理、化学与生物处理, 包括中和、氧化还原、凝聚沉淀、漂浮分离, 浓缩吸附、过滤以及生物还原、生物氧化等。通过二级处理BOD去除率可达90%以上, 大部分处理水可以实现达标排放。
(3) 三级处理。在一、二级处理基础上, 对难降解的有机物和有毒物质进行专门处理。
2) 废水处理
针对玻璃工业企业废水排放的特点, 以下重点介绍含油废水、含酚废水及含有机物废水的专项污染物处理方法。
(1) 含油废水的处理
首先通过格栅除去粗大杂物, 再通过沉淀池将泥砂沉淀, 然后通过隔油池除去浮油, 最后通过油水分离器进一步除油, 经此处理的风挡玻璃厂油脂浓度可降至10 mg/L, 已基本达到排放要求。如在油水分离器后再加一气浮装置, 在油水中通入空气, 产生大量微小气泡, 油污附着其上, 上浮到水的表面, 从而与水分离, 此装置不仅可除去表面油污, 还可除去废水中乳化油, 采用此处理后, 污水中含油量可降到1 mg/L以下。如可溶性有机物多, 还需进行生物治理后再排放。至于含油泥则用焚烧法处理。
(2) 含酚废水的处理
含酚废水是包括单元酚 (如苯酚) 和多元酚, 还包括邻位、间位和对位被取代的酚化合物的总称, 并以酚类的含量来表示其浓度。以玻璃纤维厂为例, 废水中含酚达40～400 mg/L, 平板玻璃厂洗涤煤气的废水含悬浮物及油类为10～200 mg/L, 酚为150～250 mg/L, 氰化物为5 mg/L, COD为43.2 mg/L。通常采用生化技术处理含酚废水, 废水先经沉淀去除悬浮物后再送到曝气净化池, 使水与空气充分接触, 从而使好气细菌 (主要是杆菌和球菌) 分解酚类, 进行净化, 用此法处理后, 废水中含酚量可降至0.5 mg/L以下, 达到排放要求。
(3) 含有机物废水的处理
可采用空气氧化、臭氧氧化以除去污水中有机物和还原性物质。空气氧化是在氧化塔中吹入空气以氧化硫化氢、硫醇以及硫的钠盐和铵盐, 为了提高效率, 有时还加入催化剂。臭氧 (O3) 在水中分解很快, 能与废水中大多数有机物及微生物迅速作用, 对除臭、脱色、杀菌以及除酚、氰、铁、锰, 降低COD和BOD有显著效果, 剩余臭氧容易分解为氧, 一般不产生二次污染, 比较适合于三级处理。
3结语
《砖瓦工业大气污染物排放标准》 第2篇
(GB29620-2013)
:本文通过对近几年来我国发布的各类工业企业的环保标准的分析，从大局的角度，向墙体材料行业展示了我国近期环境治理工作的一角。本文分析了本行业在环境保护方面的处境，以便更好地适应新形势，做好本行业的环境治理工作，达到有关部门对本行业的要求，从而使本行业能够得到健康有序的发展。
随着全球及我国大气环境形势的不断严峻，我国政府加强了对大气环境的管理力度。国家环保部、国家质量监督检验检疫总局于近几年密集发布、更新了多个行业的环境保护控制标准，如2010年9月发布了淀粉工业、酵母工业、油墨工业、陶瓷工业、铝工业、铅锌工业、铜镍钴工业、镁钛工业八类工厂的工业污染物排放标准（GB25461-2010至GB25468-2010），12月又发布了硫酸工业等三类工厂的工业污染物排放标准；2011年发布了《平板玻璃工业大气污染物排放标准》(GB25453-2011)、《稀土工业污染物排放标准》(GB26453-2011)等多项工业污染物排放标准，更新了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）；2012年发布了炼钢工业、炼铁工业、轧钢工业等多个工厂污染物排放标准和大气污染物排放标准，更新了《炼焦化学工业污染物排放标准》；2013年发布了《电子玻璃工业大气污染物排放标准》、《砖瓦工业大气污染物排放标准》等多项工业污染物排放标准，更新了2004版的《水泥工业大气污染物排放标准》，2014年发布了《锡、锑、汞工业污染物排放标准》，更新了《锅炉大气污染物排放标准》；2015年发布了《无机化学工业污染物排放标准》、《火葬场大气污染物排放标准》、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》以及有关石油、石化的多个工业污染物排放标准。
由以上的介绍可以看出，经过有关部门及工作人员这几年的辛勤工作，各种环保控制标准已经对各类排污工业企业实现了一个比较全面的覆盖，一些比较陈旧的环保标准也得到了梳理。我们国家对于各种排污工业企业的管理基本形成了一个比较完善的环保控制体系。
《砖瓦工业大气污染物排放标准》也是近几年新发布的环保标准之一。烧结砖瓦行业之前没有专门的大气污染物排放标准，执行的主要是《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）和《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）。在《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中，按《环境空气质量标准》（GB3095）中的环境空气质量功能区相对应分为一级标准、二级标准、三级标准，一类区执行一级标准、二类区执行二级标准、三类区执行三级标准，旧标准中与烧结砖瓦工业相关的规定如下：
1）规定了新建、改建、扩建的工业炉窑，烟尘和生产性粉尘的最高允许排放浓度、烟气黑度限值，对于陶瓷、搪瓷、砖瓦窑的限值如下：
2）规定了新建、改建、扩建的各种工业炉窑的有害污染物最高允许排放浓度，对于燃煤（油）炉窑的二氧化硫和氟及其化合物的排放限值如下：
《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620—2013）于2013年首次发布，该标准规定的几个关键点如下：
1）规定2016年7月1日起现有企业及2014年1月1日起所有新建企业大气污染物排放限值如下：
2）规定现有和新建企业边界大气污染物浓度限值如下：
3）基准过量空气系数1.7，实测的大气污染物排放浓度应换算为基准过量空气系数排放浓度。将新标准中数据与老标准中二类地区即一般工业区和农村地区数据进行比较：
1、老标准中隧道窑烟（粉）尘浓度200~300mg/m3变为新标准的人工干燥及焙烧工序的车间及生产设施排气筒颗粒物最高允许排放浓度30mg/m3；
2、老标准：燃煤（油）炉窑二氧化硫排放限值850~1200mg/m3，氟及其化合物排放限值6~15mg/m3； 新标准：车间及生产设施排气筒二氧化硫最高允许排放浓度300mg/m3；氟及其化合物排放限值3mg/m3；
3、老标准：对氮氧化物排放限值未作规定，新标准：人工干燥及焙烧工序的车间及生产设施排气筒氮氧化物（以NO2计）最高允许排放浓度为200mg/m3；
4、新标准还规定了现有和新建企业边界大气污染物的浓度限值。
5、新标准规定基准过量空气系数为1.7，实测的大气污染物排放浓度应换算为基准过量空气系数排放浓度。
在本标准规范性引用文件《固定污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157）中，规定：过量空气系数α=21/(21-XO2),其中XO2为排放气体中氧的体积百分数。
由此公式推导出：过量空气系数α=1.7时，氧的体积百分数为8.65%。
《陶瓷工业污染物排放标准》（GB25464—2010）于2010年发布，该标准中与《砖瓦工业大气污染物排放标准》中相类似的内容有：
1）新建企业大气污染物排放浓度限值（部分）如下表： 单位：mg/m3
2）现有企业和新建企业厂界无组织排放限值如下表： 单位：mg/m3
3）喷雾干燥塔、炉窑过量空气系数为1.7 《陶瓷工业污染物排放标准》(GB25464-2010)在发布后，引起了行业协会和有关企业的较大反响，在进行了多轮讨论之后，环保部对《陶瓷工业污染物排放标准》(GB25464-2010)的部分条款进行了修改，并于2014年12月12日将《中华人民共和国环境保护部公告(2014年第83号)》附件《陶瓷工业污染物排放标准(GB25464-2010)》修改单发到各省、自治区、直辖市环境保护厅。
在环保部第83号公告中，对行业内争议较大的喷雾干燥塔、陶瓷窑烟气基准含氧量、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等重要排放指标限值进行了调整，其中基准含氧量从原来的8.6%(基准过量空气系数为1.7)，调整放宽至18%（折算为过量空气系数为7），颗粒物限值保持不变，为30mg/m3，二氧化硫限值调整为50mg/m3，氮氧化物限值调整为180mg/m3，并且不在区分燃料类型。
《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915）于2013年更新，该标准中与《砖瓦工业大气污染物排放标准》中相近似的内容有：1）现有和新建企业大气污染物排放浓度限值（部分）如下表
单位：mg/m3
2）对于水泥窑及窑尾余热利用系统排气、采用独立热源的烘干设备排气应同时对排气中氧含量进行监测，实测大气污染物排放浓度应按公式（1）进行换算为基准含氧量状态下的基准排放浓度，并以此作为排放是否达标的依据，其他车间或生产设施排气按实测浓度计算，但不得人为稀释排放。C基=（21-O基）×C实/（21-O实）(1)式中：C基—大气污染物基准排放浓度，mg/m3C实—实测大气污染物排放浓度，mg/m3 O基—基准含氧量百分率，水泥窑和窑尾余热利用系统排气为10，采用独立热源的烘干设备排气为8 O实—实测含氧量百分率 在本标准规范性引用文件《固定污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157）中，规定：过量空气系数α=21/(21-XO2),其中XO2为排气中氧的体积百分数。
由此公式推导出：基准含氧量百分率为10%时，过量空气系数α=1.9。
《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271）于2014年更新，该标准中与《砖瓦工业大气污染物排放标准》中相近似的内容有：
1)新建锅炉大气污染物排放浓度限值如下：
2）实测的锅炉颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其氧化物的排放浓度按公式（1）折算为基准氧含量排放浓度，各类燃烧设备的基准氧含量规定如下：
ρ=ρ’×[21-ψ（O2）]/[21-ψ’（O2）](1)式中：ρ—大气污染物基准含氧量排放浓度 ρ’—实测的大气污染物排放浓度 ψ’（O2）—实测的氧含量 ψ（O2）—基准氧含量 在本标准规范性引用文件《固定污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157）中，规定：过量空气系数α=21/(21-XO2),其中XO2为排气中氧的体积百分数。
由此公式推导出：基准含氧量百分率为9%时，过量空气系数α=1.75。
通过对以上几类企业目前执行的环保标准的分析，对几项可比性较强的排放量限值比较如下表：
从上表可以看出：砖瓦工业过量空气系数指标远远严于陶瓷工业，较水泥工业和锅炉也更为严格；颗粒物和氟化物指标与陶瓷工业相同，与水泥工业和燃煤锅炉相比也更为严格；氮氧化物指标略宽与陶瓷工业（前提是陶瓷工业过量空气系数远大于砖瓦工业），严于水泥工业和锅炉排放标准，因此，砖瓦工业大气污染物排放标准严于其他三类企业的排放标准。
从历史沿革来论，砖瓦工业工艺装备水平远远落后于其他三类企业，要实现《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620—2013）的目标，砖瓦行业同仁们任重而道远。
思考与建议：从目前业内执行的情况来看，如果采取在线监测的监管方式的话，相当部分砖瓦企业难于达到《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620—2013）的目标，这不利于该标准的彻底贯彻落实及行业的健康有序发展，建议有关部门再考虑一下本行业的工艺特点及行业现状，对其中一些参数进行适当的调整。
“大气环境”专题复习 第3篇
大气环境命题的形式多以等值线图为背景，考查大气的运动；以天气预报的数值图和天气系统图为背景，考查天气变化过程和常见的天气系统；或者以天气形势图与区域图相结合，综合考查大气运动和天气现象；以图表或以气候、环境等热点为背景材料的形式考查大气成分变化、天气现象和气候类型及其成因等；或者经人类对气候资源的利用方式及灾害性天气现象等现实生活实例为背景考查相关知识；近年来，有从重点考查地带性规律逐渐转向重点考查非地带性因素对气候特点形成的影响的趋势，但气候类型的判读、分布及影响因素始终是高考的热点。
二、核心突破
考点一 大气的热力作用
1．大气的热力作用包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的温室效应，它们是一个连贯的能量转换过程，在复习时，一定要结合实例来理解掌握。例如：反射作用——在夏季，多云的白天气温不会太高；吸收——臭氧层因吸收太阳紫外线而升温；大气逆辐射——有云的夜晚比晴朗的夜晚温暖。
2．三种辐射最强时间不同：太阳辐射在地方时12点最强，地面辐射在地方时13点最强，大气辐射在地方时14点钟最强，温度越高辐射越强。
3．白天三种辐射同时存在，夜晚只有大气（逆）辐射和地面辐射。
例1 2010年4月冰岛火山大爆发，大气中长期滞留的火山灰会影响当地乃至全球气温，如1991年菲律宾皮纳图博火山喷发产生的火山灰使当年全球平均气温下降0.5℃，导致气温下降的主要原因是（ ）
A．地表气压升高
B．地表气压降低
C．地表获得的太阳辐射减少
D．地表空气获得的地面辐射增多
解析 火山灰的存在增加了固体颗粒对太阳辐射的削弱作用，从而导致气温降低。
答案 C
考点二 热力环流
近地面空气，膨胀上升，在高空聚积，空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处][高空空气冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压，等压面凸向低处][空气的收缩下沉使近地面空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处][近地面空气上升向外流出，使近地面空气密度减小，形成低气压，等压面凸向低处][高空空气扩
散方向][近地面空气扩散方向][受热][冷却][等压面]
1．热力环流的本质内涵。热力环流的本质是所考察的两地点有温差，理论上两地点之间有温差就可以形成热力环流，温差大小不同会导致热力环流强弱不同。
2．热力环流的应用尺度。对热力环流的应用考察一般着眼于山谷风，城市风，海陆风等，近年来倾向于考察林地与坡地，湖泊（水库）与湖泊（水库）周边等，这一原理的应用本质上就是看考察地点之间有没有热力性质差异，且热力环流原理的应用时空尺度可大可小，大的比如季风环流，小的比如海陆风。
3．热岛效应强弱的影响因素。城市热岛效应的强弱取决于城市中心与郊区的温差大小，有利于温差变大的因素热岛效应就会增强，反之就会减弱。具体来说：一般城市热岛效应冬季大于夏季；无风天气下大于有风天气下；连续晴朗天气下大于连续阴雨天气下；城市中心有湖泊或城市绿化规划合理（或绿地等植被覆盖率高）大于城市中心没有湖泊或城市绿化规划不合理（或绿地等植被覆盖率低）。
市区与郊区之间的热力环流
例2 热岛温度为城区与郊区气温之差，其值高低反映了热岛强度的大小。从下图中可得到的正确信息是，某市热岛强度（ ）
A．夏季大于冬季
B．午后大于夜晚
C．冬、夏季的差异在日出前后最小
D．冬、夏季的差异在午后最小
解析 从图中可以看出：夏季小于冬季；午后小于夜晚；冬、夏季的差异在日出前后最大；冬、夏季的差异在午后最小。
答案 D
1．气压带和风带的有效记忆方法：近地面气压带和风带总是相间分布，高低压相间分布，风带的具体风向用偏转规律画出。
2．信风与干燥的关系：信风在从副热带高气压带吹向赤道低气压带的过程中，由于是从较高纬度吹向较低纬度，气温升高，水汽不易凝结，在其影响下气候一般比较干燥。但是如果信风在经过暖流洋面增温增湿后，在迎风坡也能形成大量降水，例如马达加斯加岛东部等地。
3．气压带和风带构成全球大气环流的核心意义：促进了高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，调整全球的水份和热量分布，直接控制各地气候类型的形成。
4．气压带和风带的移动规律：气压带和风带的移动规律与阳光直射点的季节移动严格一致，即12月22号到次年6月22号一直向北移，6月22号到当年12月22号一直向南移动。
例3 下图为“气压带风带移动示意图”。读图完成以下两题：
甲图所示季节各纬度带气流运动的说法正确的是（ ）
A．0～10°N盛行下沉气流
B．10°N～20°N 盛行东南风
C．20°N ～30°N 盛行西北风
D．30°N～40°N 盛行西南风
甲、乙两图反映的时间与季节正确的是（ ）
A．甲表示 3 月份、春季
B．乙表示 7 月份、夏季
C．甲表示 9 月份、秋季
D．乙表示 1 月份、冬季
解析 1．图中纬度为北半球，气压带南移，说明北半球为冬季，故30°N～40°N盛行西南风。2．甲表示1月份、冬季；乙表示7 月份、夏季。
答案 D B
考点四 气压中心与季风环流
1．气压中心的形成与位置：地表差异导致的热力差异是气压中心形成的根本原因，复习时要能进行知识迁移，在复习北半球冬夏季节气压中心时要注意与区域地理的位置结合。
2．南亚季风与东亚季风成因差异：海陆热力性质差异是形成季风的重要原因，但不是唯一的原因。南亚和我国西南地区的西南季风就是由气压带和风带季节移动和热力差异叠加形成的，不能完全分开，但气压带和风带季节移动为主要原因。
3．冬夏季风强弱差异比较：东亚地区冬季西北风强于夏季东南风，南亚夏季风强于冬季冬北风；东亚冬季西北风强于南亚冬季东北风，南亚夏季风势力具有突然增强的特点，东亚夏季风则逐渐增强。
考点五 天气系统判读
1．锋的判读与天气
（1）根据符号判断冷锋、暖锋
图1中的符号表示冷锋，它由一条基线加上小三角形组成（往往两个为一组），而且基线的位置表示锋线的位置，小三角形的方向指示锋前，即图中A处为锋前，B处为锋后；图2中的符号表示暖锋，它由基线加上小半圆组成（往往两个为一组），而且基线的位置表示锋线的位置，小半圆的方向指示锋前，即图中C处为锋前，D处为锋后。
（2）根据天气图判断冷锋、暖锋
在图3和图4中，根据锋面坡度、冷气团移动的方向、雨线倾斜方向、雨区的位置、云系形状和高度等特征可以判断出冷锋和暖锋。
图4中的冷气团被迫后退，在锋面下部形成了一个局部的环流，这是暖锋独有的特征；由于锋面两侧的温度和气压差异较大，形成的大风使雨线倾斜，从图中可以看出雨线都向锋前方向倾斜，因此图3的锋前为暖气团判定它为冷锋，图4的锋前为冷气团判断它为暖锋。
图3中雨区的位置主要在锋后，据冷锋的降水主要在锋后可判断其为冷锋；图4中雨区的位置在锋前，根据暖锋的降水在锋前，可判断它为暖锋。
（3）根据天气过程来判断冷锋、暖锋
[天气过程&冷 锋&暖 锋&过境前&单一暖气团控制，温暖晴朗&单一冷气团控制，低温晴朗&过境时&暖气团被冷气团抬升，常出现阴天、下雨、刮风、降温等天气现象&暖气团沿冷气团徐徐爬升，冷却凝结产生连续性降雨&过境后&冷气团替代了暖气团的位置，气压升高，气温和湿度骤降，天气晴朗&暖气团占据了冷气团的位置，气温上升，气压下降，天气转晴&]
2．低压、高压判读与天气
[&低压（气旋）&高压（反气旋）&气流方 向&垂直
方向&上 升&下 沉&水平
方向&北半球—逆时针辐合
南半球—顺时针辐合&北半球—顺时针辐散
南半球—逆时针辐散&
天气&中 心&云层增厚，形成阴雨天气&天气晴朗&对我
国的
影响&夏秋季节，影响我国东南沿海地区的台风就是热带气旋强烈发展的一种形式&夏季：长江流域的炎热干燥的伏旱天气—西太平洋副热带高压脊
冬季：寒冷干燥的天气—蒙古高压&]
3．锋面气旋的判断与分析
（1）锋面位置的判读：锋面往往与低压槽重合，因为水平气流在低压槽中辐合上升，冷暖气团在此相遇；而高压脊中水平气流辐散，冷暖气流不可能在此相遇，不可能形成锋面。
北半球锋面气旋天气状况
（2）锋面类型的判读
①找槽线:图中PM、PN为两条槽线；
②定半球:图中气旋是一个按逆时针方向流动的漩涡，即是北半球；
③定冷暖气流：判断出是北半球后，则从偏北方吹来的冷气流（冷气团），从则从偏南方吹来的暖气流（暖气团）；
④定旋转方向（知冷暖气流谁主动向谁移动）；
⑤结合旋转方向判出锋面类型：从图中可知A是冷气团主动向东南运动，即PM为冷锋，则PN为暖锋。
例4 下图是“中纬度某地天气系统剖面示意图”，分析完成（1）~（2）题。
（1）观测发现，该天气系统过境时的夜晚气温较高，主要原因是（ ）
A．有降水，大气中水的相态变化会放出热量
B．云量增多，大气对太阳辐射的吸收增多
C．云量增多，大气的逆辐射增强
D．云量增多，地面长波辐射增强
（2）图中天气系统一般出现在下列哪种气压状况图中（单位：hPa）（ ）
解析 （1）该天气系统为冷锋，过境时为阴雨天气，云层增加，夜晚大气的逆辐射增强，气温较高。（2）锋面存在于低压槽中，A为高压脊，B为低压槽，C为高压，D为平行的等压线图。
答案 （1）C （2）B
一般情况下，空气的密度与气温，空气中的水汽含量呈负相关。下图示意北半球中纬某区域的地形和8时气温状况剖面， 高空自西向东的气流速度约20千米/时。据此完成1～2题：
1．此时，甲、乙、丙三地的大气垂直状况相比较（ ）
A．甲地比乙地稳定B．乙地对流最旺盛
C．乙地比丙地稳定D．丙地最稳定
2．正午前后（ ）
A．甲地气温上升最快
B．乙地可能出现强对流天气
C．丙地刮起东北风
D．甲地出现强劲的偏南风
下图为某日中国东部一条经线附近地区的天气状况示意图，读图回答第3题：
3．该日最可能出现在（ ）
A．1月 B．4月 C．7月 D．10月
下面四幅天气图反映了一次寒潮的天气过程。结合图文材料，回答4~5题：
4．按照此次寒潮天气发生的过程，四幅天气图由先到后的排序应为（ ）
A. a→c→b→d B. b→c→d→a
C. c→b→d→a D. d→a→c→b
5．据图6的四幅天气图判断，下列城市的天气状况接近实际的是（ ）
A．a—武汉地区晴朗温暖
B．b—天津地区大风降温
C．c—北京地区雷雨交加
D．d—杭州地区阴雨连绵
【参考答案】
工业大气环境 第4篇
能源和环境是人类生活资料和生产资料的基本来源, 也是人类生存、发展的重要物质基础, 决定着社会经济活动能否可持续发展。改革开放以来, 我国经济实现了高速增长, 但是这种快速的经济增长是以能源的高投入和严重的环境污染为代价的, 能源和环境在经济增长中的瓶颈效应越来越凸显。因此, 如何转变经济增长方式, 实现从“高消耗、高环境污染”的传统工业化道路向“低消耗、低环境污染”的新型工业化发展道路转变, 是我国当前建设节约型社会所必须解决的现实问题, 也是经济、社会与环境是否可持续发展的关键问题。
在区域经济增长过程中, 工业是三大产业中对经济贡献度最大的产业, 也是影响资源环境能否可持续的重要因素。工业结构影响着地区未来经济发展, 是限制经济增长的基础因素。而现有对于区域经济增长的研究中, 多关注于产业转型, 而对淮河流域的产业转型, 尤其是工业结构转型研究较少。工业是国民经济的基本支柱, 协调发展淮河流域的工业经济对于促进国家经济和社会的稳定发展, 实现全面构建和谐社会的发展目标具有极其重要的战略和现实意义。当前, 淮河流域作为一个拥有丰富资源的流域城市群, 也面临着工业结构转型的问题。在2013年的“淮河流域环境与发展”论坛 (1) 中, 专家学者指出淮河流域面临着整体的生态环境问题和能源消费不合理的问题, 其工业发展也面临着环境污染和能源日益短缺的瓶颈问题, 在能源供给有限、环境容量受约束不变的情况下, 探索淮河流域的绿色、低碳循环发展, 实现淮河流域经济又好又快地发展和资源的可持续利用, 首先就需要对淮河流域的经济增长方式进行改变, 对淮河流域的工业结构进行优化调整。流域经济现阶段已经受到了学者们的广泛关注, 诸如“长三角”, “珠三角”经济带等, 但至今对淮河流域的工业发展问题, 尤其是突出淮河流域内大气环境与工业能源消费空间效应问题的研究仍然较少。由于淮河流域矿产资源具有天然关联属性, 且区域内经济合作的趋势越来越强, 因此, 将淮河流域作为一个经济带整体研究, 并通过对淮河流域大气环境和能源消费的空间效应以及工业结构优化调整的分析, 以实现资源环境约束下淮河流域工业的可持续发展, 具有一定的借鉴意义和现实意义。
1 相关研究
随着社会工业化发展进程的推进, 我国经济得到了大力发展, 但是随之而来的环境污染和能源消耗问题也越来越严重。有关环境、能源消费与工业结构调整的研究已经引起了国内外学者的重视, 在对环境、能源消费与工业结构的研究中, 现有研究通常采用实证分析法, 利用来自三次产业结构及产业间的组织结构对环境、能源消费的影响数据来进行相关研究。
基于环境和能源角度提出优化工业结构理论的提出最早可追溯至赫尔曼·戴利 (1971) , 他把经济学的概念“稀缺”引入环境经济学中, 提倡在产品生产过程中要减少能源消耗、降低环境污染, 对工业结构调整和优化过程中要大力发展能源利用率高、环境污染少的产业。福雷斯特 (1971) , 丹尼斯·麦多斯等 (1972) 在《世界动态学》和《增长的极限》中建立了包括能源枯竭问题等因素的“福雷斯特-麦多斯”世界模型, 提出了著名的“经济增长极限论”, 指出要实现工业结构的优化调整就需要政府机构充分把经济发展与能源环境的协调性考虑进去。国内学者通过相关研究也证明了各产业与能源消费之间的存在灰色关联度 (尹春华、顾培亮, 2003) , 产业结构变动对能源消费存在影响 (路正南, 1999;史丹、张金隆, 2003) , 因此, 在优化调整工业结构的过程中, 产业结构的调整尤为重要。周洋 (2012) 通过分析浙江省各个产业与能源消费情况, 利用灰色理论、矩阵分析法、因素分解法等数量模型分析了产业结构调整对能源消费的作用方向与力度。刘凤朝、孙玉涛 (2008) 引入技术因素, 认为基于技术创新的产业结构升级、优化和经济增长方式转变, 是优化能源消费的重要途径。李姝、姜春海 (2011) 从能源消费结构优化与产业结构调整之间的内生关系出发, 认为需要充分协调好能源消费结构优化和战略性新兴产业发展。欧晓万 (2008) 基于协整理论, 对我国三次产业产出与其能源消费的相关数据进行了分析和实证检验, 认为能源消费对我国产业结构调整存在长期与短期约束, 在未来的产业结构调整中应通过科学制定和实施国家产业政策、坚持走新型工业化道路等来实现我国产业结构的高度化以及与能源消费的协调一致。
还有学者通过研究环境、能源消费与经济增长之间的“倒U型”规律指出应在环境和能源约束下优化工业结构以实现经济的可持续增长。Grossman和Krueger (1991) 通过实际的实证分析以及引入国际数据发现环境质量与人居收入之间存在“倒U型”的规律, 前期二者之间呈现正相关的关系, 但是当人均收入达到一定的阀值的时候, 经济增长就会对环境污染具有减缓作用。Panayotou (1993) 在上述研究的基础上提出了具体的环境库兹涅兹曲线 (EKC) 概念, 用来描述人均收入与环境质量的关系。Jean-Marie Grether等 (2009) 在此基础上, 从制造业的规模, 工艺技术及成分分析对SO2排放量的影响进行了研究, 认为要在遏制环境污染的同时实现经济增长, 就需要对传统工业结构进行调整, 推动新兴产业的蓬勃发展, 改善产业结构以推进工业结构的优化调整。戴维·里德 (1992) 在《经济调整与环境》和《产业结构、环境与可持续发展》 (1995) 中认为进行产业结构调整是经济持续增长的动力源泉之一, 也是实现可持续发展的重要手段。Theo J.N.M.de Bruijn和Peter S.Hofman (2000) 指出产业转型应使能源利用高效化、损耗最小化, 实现生态高效生态。李文君、杨明川等 (2002) 肯定了产业结构优化对统一区域经济和实现环境目标的重要作用。在对长春市的实证研究中, 张妍、于相毅 (2003) 也指出长春市的产业结构对环境有很大程度上的影响。赵雪雁、周健等 (2005) 对黑河流域的生态环境质量和产业结构效益进行的综合评价中也显示二者存在一定的耦合关系。在江苏省产业结构与生态环境的实证研究中, 赵海霞等 (2006) 认为产业结构域布局是现阶段对环境污染影响较大的因素。孟函勇、王绍斌 (2006) 进一步指出:产业结构的重要联系形式是人类活动与生态环境, 经济效益和生态环境效益是对产业结构的反应, 也会影响到环境的压力大小。刘文新等 (2007) 认为, 资源型城市的产业结构与环境效应研究具有典型性, 能更加有力的说明产业对环境效应的影响。产业结构主要通过需求、收入以及技术作用于环境 (王海建, 1999) 。因此, 要合理安排产业规划, 把经济效益和环境效益相结合, 以“绿色效益”为目标建立新型的产业规划模型 (王剑婷等, 2005) 。李玮、赵国浩 (2010) 则从实证出发, 综合评价了陕西省34个工业行业的污染排放强度, 提出产业结构调整的优化策略, 即:重点发展、优化发展、引导发展、限制发展, 这4种不同的结构优化政策也为工业行业结构调整提供了有力的参考依据。
现有的研究对淮河流域工业结构优化调整提供了一些经验, 但是, 在研究方法上, 现有研究主要是通过对时间序列数据或面板数据进行分析, 没有涉及到地区的空间因素, 传统面板模型在信息获得方面存在明显缺陷。在研究视角上, 目前尚缺乏从大气环境空间效应和能源消费空间效应双视角下对淮河流域工业结构的综合考察。同时, 在研究对象上, 现有研究多是集中于长江、珠江等流域, 对于淮河流域的实证性分析也较少。本文在现有研究基础上将淮河流域大气环境和工业能源消费空间效应同时纳入到分析框架中来, 以判断淮河流域工业结构存在的问题, 并在此基础上提出相应的改善对策。
2 淮河流域大气环境空间效应分析
相关研究显示区域的环境整体上具有空间自相关性, 呈现显著的空间集聚模式, 而长期以来, 主流的经济学理论都假定空间无关联及同质性, 在采用普通最小二乘法 (OLS) 进行估计时存在模型的设定偏差问题, 因此本文拟采用空间计量经济学方法, 从淮河流域大气环境效率、空间集聚性及大气环境影响因素三方面研究淮河流域大气环境的空间效应, 并对淮河流域工业发展现状进行分析, 在此基础上对淮河流域工业结构优化调整提出切实可行的建议。
2.1 淮河流域大气环境效率测算
2.1.1 Super-SBM评价模型
Super-SBM模型Tone (2002) 是在SBM模型基础上构造了的新模型, 解决了对决策单元为1而无法进行相对有效单元的排序问题。SuperSBM模型允许有效决策单元的效率值大于等于1。本实证采用变动规模报酬下 (VRS) 的SuperSBM模型, 如下式所示:
2.1.2 样本及相关数据的说明
分析样本为淮河流域38个地级市, 数据样本为2000~2010年的面板数据。采用Super-SBM模型只对环境效应中的大气的质量的环境效率进行测算。
好产出:选择淮河流域地级市的工业总产值作为经济产出指标, 并按2000年不变价格折算。坏产出 (2) :大气质量的衡量标准采用工业废气中的SO2排放量作为非期望产出指标。劳动投入:各地级市工业从业人员数, 劳动力和资本投入都是属于广义的资源要素。能源投入:采用电力消费作为中国能源消费的替代变量 (林伯强, 2003) 。资本投入:采用柯善咨和向娟 (2012) 在Reinsdorf基础上改进的方法估算淮河流域地级市初始资本存量:
其中, I'0/ (1+g) 为初始年份前一年的不变价投资, I'0 (1-δ) / (1+g) 为前年的投资在当年末仍在资本存量中的部分, I'0[ (1-δ) / (1+g) ]2为初始年份前两年的投资在当年资本存量, g为不变价投资I't的平均增长率, δ为资本平均折旧率。利用式 (5) 以及平均投资增长率、折旧率和初始年份投资即可估算初始年份 (2000年) 的资本存量。
2.1.3 淮河流域大气环境效率的DEA视窗分析
根据DEA视窗分析 (Window Analysis) 的基本思想, 考虑N个DMU (n=1, 2, …, N) 在T期 (t=1, 2, …, N) 有N×T个样本的情况:假定每个DMU有r种投入和s种产出, 投入向量Xtn= (X1tn, X2tn, …, Xrtn) , 产出向量Ytn= (Y1tn, Y2tn, …, Ystn) 。视窗时间为t (1≤t≤T) , 宽幅w (1≤w≤T-t) , 用tw表示。那么对于某一DMU在规模收益可变 (VRS) 其效率值公式:
又考虑到
定义DEA取值均值在[1, +∞) 之间的地区为环境与工业高度协调地区, 称之为A模式;定义DEA在[0.8, 1) 之间为环境工业较协调发展地区, 称之为B模式;DEA在[0.6, 0.8) 之间为环境工业较不协调发展地区, 称之为C模式;DEA在[0.4, 0.6) 之间为环境工业不协调发展地区, 称之为D模式;DEA小于0.4则为环境工业极不协调地区, 称之为E模式。在对淮河流域的研究中, 选择视窗长度为6年, 假设淮河流域的工业规模报酬可变, 采用了输入导向 (Input Oriented) 并且VRS的DEA视窗分析对淮河流域38个地级市2000~2010年的Panel Data进行计算, 见表1。
借鉴涂正革 (2008) 的方法, 依据表1中淮河流域各地级市环境效率的平均值, 对淮河流域的经济环境效率进行了如下5类划分, 结果见表2。
由表2可知, 经济环境发展高度协调即大气环境效率高的地区有南通市、郑州市、亳州市、扬州市、南京市、淄博市、洛阳市、周口市、淮南市9个地区, 这说明两地相应年份的环境技术处于或接近效率前沿面, 其发展达到了资源投入少、产出水平高、污染排放低的理想状态, 是环境效率的“最佳实践者”。经济环境发展较协调地区有蚌埠市、菏泽市、宿迁市、许昌市、驻马店市、六安市、镇江市、盐城市8个地区, 主要是山东和江苏的城市。经济环境发展较不协调地区信阳市、平顶山市、合肥市、泰州市、漯河市、济宁市、日照市、徐州市、淮北市、开封市10个地区;不协调地区包括枣庄市、安庆市、临沂市、连云港市、滁州市、南阳市6个地区, 而极不协调地区则有宿州市、淮安市、阜阳市、泰安市、商丘市5个地区。
2.2 淮河流域工业大气环境空间集聚效应研究
2.2.1 空间面板数据模型
空间面板数据模型一般包含空间滞后模型和空间误差模型, Le Sage和Pace (2009) 又构建了空间Durbin模型 (Spatial Durbin Model, SDM) , 同时包含空间滞后外生变量和内生变量。SDM模型设定形式如下:
其中, 下标i表示空间单位, t表示时间点表示与相邻的地区因变量yjt对yit的交互影响, 其中j≠i;wij是非负空间权重矩阵w (N×N维) 的构成元素;δ表示两个相邻地区的因变量yjt与yit交互影响的程度, 取值范围为 (1/rmin, 1) , 其中rmin等于矩阵w行归一化之后的最小实数根;X'it表示自变量的1×K维行向量, β与θ表示变量系数K×1维列向量;εit是误差项, 服从 (0, σ2) 且独立同分布;μi和λt表示空间效应 (Spatial specific Effects) 和时间效应 (Time period specific Effects) 。首先, 对SDM模型进行两个假设检验:
确定空间面板模型的具体形式, 明确了μi和λt是否存在后, 还需要对随机效应进行Hausman检验, H0∶h=0, 其中:
统计量h服从χ2分布, γFe和γRe分别是空间固定效应和随机效应模型中不包含常数项的参数估计向量。如果H0被接受, 则采用随机效应模型, 反之则采用固定效应。如果是固定效应, 那么最后的形式采用Lee和Yu (2010) 针对固定效应模型的误差纠正形式。
2.2.2溢出效应设定
Le Sage和Pace (2009) 采用求偏微分的方法, 分解出本地区对其他地区的平均溢出效应, SDM的矩阵表达形式为:
其中, ε*包含之前的ε; (I-δw) -1=I+δ2w2+δ3w3+…, Y关于第1~N个流域的内生变量X'中的第k个变量偏微分矩阵为:
自变量的直接影响是等式右端矩阵的对角线元素的均值;自变量的溢出效应是每行或列中非对角元素之和的均值, 即为
2.2.3空间权重W的设定
经济空间权重矩阵W是从各地区GDP所占比重均值的对角矩阵角度进行测算, 具体形式为:
其中, 。后面实证中二元权重矩阵是根据Matlab2010b软件根据地理坐标设定距离阀值决定的, 以便能够更好的模拟地区间现实存在的经济关联性。
2.2.4 基于全局Moran'sⅠ指数的大气环境空间集聚效应
空间相关分析旨在考察环境效率变动在空间统计性上是否存在相关性。采用全局Moran'sⅠ指数来检验中国环境效率的空间分布是否存在集聚特征。其计算公式为:
其中, 。Yi和Yj分别表示地区i和j环境效率的观测值, Wij为距离空间权重矩阵, 矩阵元素的确定采用距离范围内相邻标准。
一般邻接标准的Wij为:
其中, i=1, 2, …, n;j=1, 2, …, m;m=n或m≠n, 经过检验距离阀值为140公里即以城市的中心地理坐标为圆心, 半径70公里, 在覆盖面积15386平方公里以内接壤的都为相邻的区域城市。
Moran'sⅠ的取值范围为[-1, 1]。在给定显著性水平时, Moran'sⅠ值越趋近于1, 表示空间差异越小。相反, 当Moran'sⅠ越趋近于-1, 表明空间差异越大。当Moran'sⅠ等于0时, 则表示空间不相关。运用Matlab计量分析软件对2000~2010年淮河流域环境效率在地理空间格局的相关性进行Moran'sⅠ检验, 结果见表3。
检验结果表明, 淮河流域的大气环境效率并非完全随机分布, 表现出较强的空间集群特征。具有较高大气环境效率的地区相互靠近, 或者较低大气环境效率的地区互相相邻的空间联系结构, 从整体上看, 淮河流域大气环境效率是存在空间相关性的, 即存在着地理空间上的集聚现象。
淮河流域38个地级市大气环境效率存在空间集聚性, 虽然流域内的一部分地级市资源、环境与经济发展处在高度协调状态, 但这些地区绝大多数都位于淮河流域东部地区, 淮河流域发展处于不平衡状态, 区域差异明显。调整工业结构对于减小区域差异, 实现流域内各区域协调发展至关重要。
2.3 大气环境质量影响因素的实证分析
本部分实证变量数据主要来自淮河流域2000~2010年淮河流域38个地级市的各省的统计年鉴和《中国统计年鉴》和国研网统计数据库。为了检验淮河流域的库兹涅兹曲线效应, 因变量选取二氧化硫排放量, 自变量选取地区工业总产值、工业总产值占GDP比重以及实际外商直接投资和大气环境效率4个变量。
2.3.1 模型设定
为了充分分析大气环境质量的影响因素, 本文选取工业总产值、工业结构因素、技术进步与外商直接投资4个自变量。同时为了增强数据的平稳性设定模型为:
其中, i指地区, t指时间, ln Sit代表第i个省市在t年的SO2排放;ln GDPit代表第i个省市在第t年的人均工业总产值水平;ln STRit是工业结构, 以工业总产值占GDP比重来衡量;ln TECit代表技术因素, 用大气环境效率来表示 (具体测算将在下面内容中介绍) ;ln FDIit为外商直接投资变量, 用实际利用外商投资比GDP来衡量;为特定地区的截面效应;εit是随机扰动项。
(1) 构建一般非空间面板数据固定效应模型如下:
其中, μi表示空间特定效应和λi表示时间特定效应, 我们初步设定其为固定效应。
(2) 设定SDM模型的具体形式如下:
其中, wij是权重矩阵;δ和θ, Ф, φ, τ表示对应变量的空间滞后值的系数。
2.3.2 基于淮河流域地级市省份空间面板数据的研究
通过利用Lee和Yu (2010) 误差修正方法, SDM时间固定效应模型的误差修正引入:
其中, σ2表示通过Baltagi的直接方法得到的估计量, T表示时间段;SDM空间和时间固定效应模型的误差修正方法为:
其中, 是SDM模型系数估计值, 为渐进方差矩阵, N表示地区个数。最终确定使用时间固定效应的SDM模型。进一步分析时间固定效应的SDM模型中直接影响和溢出效应的分布, 结果见表4。
2.3.3 结论
上述分析表明人均工业总产值、工业结构 (工业产值占GDP比) 、技术因素、外商直接投资均对大气环境质量产生一定的影响, 其中工业结构对流域内大气环境质量的影响较为显著。从直接影响的角度看, 除了技术因素弱显著外, 人均工业总产值、工业结构和外商投资都对大气质量变量SO2的排放具有显著的正效应, 即会产生一定的环境污染。从溢出效应角度看, 环境技术效率对大气质量变量SO2排放的溢出效应弹性系数为负, 表明淮河流域内各地级市环境技术效率对周边地区大气质量变量SO2排放会有显著的制约作用, 即有利于环境污染的改善;而人均工业总产值, 工业结构要素的溢出效应都是正的, 表示它们会促进周边地区的大气质量变量SO2的排放。人均工业总产值和工业结构具有显著 (1%显著性水平下) 正的总效应, 技术因素具有显著 (1%显著性水平下) 的负总效应, 这也比较符合实际意义。并且外商直接投资对大气质量变量SO2排放总效应是负值, 虽然不显著, 但也表明对大气质量变量SO2排放具有抑制作用。
3 淮河流域工业能源消费空间效应研究
改革开放以来, 淮河流域经济一直处于快速发展的状态, 但是在经济高速发展的背后是能源的高消耗, 近十一年来淮河流域每年消耗约占全国的20%以上, 而且能源消费占全国的比例呈现逐步加剧的趋势。相关研究显示电力消费与能源消费具有基本一致的趋势, 所以本文利用电力消费作为能源消费的替代变量, 对淮河流域能源消费空间效应进行计量模型的分析以对淮河流域工业结构优化调整提出相关对策。
3.1 工业能源消费空间计量分析
3.1.1 Moran'sⅠ指数的空间集聚效应检验
运用Matlab计量分析软件对2000~2010年淮河流域电力消费在地理空间格局的相关性进行Moran'sⅠ检验, Moran'sⅠ指数见表5所示。
检验结果表明, 中国能源消费表现出较强的空间集群特征。其空间联系的特征是:具有较高电力消费的地区相互靠近, 或者较低电力消费的地区互相相邻的空间联系结构, 因此, 中国能源电力消费是存在空间相关性的。
3.2 模型设定
3.2.1 理论模型
自20世纪70年代出现能源危机以来, 能源问题再次受到了政府和学者们的关注, 根据索洛模型F=Af (K, L) 知技术要素、资本要素和劳动力要素是经济增长的重要因素, 采用CobbDouglas具体生产函数形式Y=AKαLβ。能源通常被看作是原材料的一部分, 没有对之进行必要的重视, 在1963年Marc Nerlove对C-D生产函数关系进行了拓展, 将C-D生产函数中技术、资本和劳动力要素中包含的能源消费因素的影响剥离了出来, 得出下式:
其中, Y表示产出, A表示技术要素, K表示资本要素, E表示燃料要素, L表示劳动力要素, α, β, γ分别表示资本、劳动力、能源弹性系数, 此处我们设定弹性系数之和为1。根据内生增长模型给出以下假设:
考虑到能源要素主要来源于资源禀赋是相对固定的, 在生产中使用意味着资源会下降:
为减少异方差, 根据一般面板数据的做法, 我们对所有变量的数据都取对数, 即对 (1) 式的变量取对数形式, 具体如下:
其中, i指地区, t指时间, Ln Yit表示总产值的对数;Ln Ait表示技术因素的对数;Ln Kit表示资本存量的对数;Ln Lit表示劳动力的对数;Ln Eit表示能源消费的对数。
对上式对时间求导得到:
在经济增长均衡路径上:gY=gK
将gY=gK带入上式得:
在经济增长均衡路径上人均产出增长率为:
当不存在能源约束时:
不存在能源消费约束的经济增长均衡路径上人均产出增长率与存在能源消费约束的经济增长均衡路径上人均产出增长率gY/L的差, 就是源于能源消费限制的“增长阻力”:
显然, 经济增长阻力随着资本份额 (αi) 、能源消费份额 (γi) 、下降的能源利用率 (b) 和劳动力增长 (n) 递增而递减, 也即资本份额 (αi) 、能源消费份额 (γi) 、下降的能源利用率 (b) 和劳动力增长 (n) 越大, 经济增长越快。然而, 如果单一的以能源消费促进经济增长, 意味着经济增长的越快能源消耗得也越快, 最终会导致能源制约经济发展, 即当能源消费份额 (γi) 超过一定限度时, 下降的能源利用率 (b) 也必然会随之增加, 最终经济增长将受到限制甚至停滞;资本份额 (αi) 和劳动力增长率 (n) 的增加都有助于缩小经济增长阻力, 促进经济发展。
3.2.2 计量模型建立
对 (24) 式形成一般的非空间面板数据固定效应模型, 这个模型不含空间的交互影响, 模型如下:
μi和λi分别为空间和时间效应。在上式基础上可以设定具体的SDM模型形式, 如下:
其中, wij是权重矩阵;δ和θ, Ф, φ表示对应变量的空间滞后值的系数。
3.3 实证分析
3.3.1 样本选择与变量描述
变量数据主要来自淮河流域各期的各省的统计年鉴和《中国统计年鉴》。由于湖北省一般不作为淮河流域的省份, 略去, 最终形成2000~2010年淮河流域38个地级市的面板数据。为了反映淮河流域工业的能源消费空间效应, 选取了工业总产值、工业资本存量、工业劳动力人数以及工业用电量4个变量, 各变量的数据处理如下:
(1) 地区工业经济发展水平, 以各地按2000年不变价计算的人均工业总产值表示, 单位:元/人;
(2) 地区工业劳动力 (L) :劳动力采用了工业累计从业人数, 单位:万人;
(3) 地区工业资本存量 (K) :采用Reinsdorf等 (2005) 推导得到公式K0=I0 (1+g) / (g+d) 的方法估算初始资本存量, 单位:万元;
(4) 地区工业能源消费 (E) , 采用各地区工业电力消费量作为能源消费量, 单位:亿千瓦小时;
(5) 经济空间权重矩阵 (W) , 是二元权重矩阵w与各地区GDP所占比重均值的对角矩阵的乘积。
3.3.2 基于淮河流域地级市省份空间面板数据的研究
通过对淮河流域地级市空间面板数据进行相应的模型设定和非空间面板模型的系数估计、拉格朗日乘数 (LM) 检验、时间和空间固定效应模型LM检验结果, 可以构建SDM模型时间和空间固定效应的模型的最佳空间面板模型形式, 再对模型进行相应的Lee和Yu (2010) 误差修正方法得到最终的SDM模型, 直接影响和溢出效应, 结果见表6。
注:“***”、“**”和“*”分别表示在1%, 5%和10%显著性水平下通过检验。
由表6, 从直接影响的角度看, 淮河流域的能源消费和人力要素直接影响弹性系数都为正, 但是不显著, 表明总体在现有生产方式下, 增加能源消费和人力要素能促进工业经济快速增长, 但未必是有效途径。物质资本直接影响的弹性系数为负, 也不显著, 表明增加物质资本可能会有一定程度的抑制工业的发展。从溢出效应角度看, 淮河流域的能源消费和人力要素溢出效应弹性系数都为正, 但是不显著, 表明在淮河流域现有生产方式下, 增加能源消费和人力要素能促进周边地区工业经济快速增长, 但未必是有效途径。物质资本溢出效应的弹性系数为负, 也不显著, 表明增加物质资本也可能会给淮河流域周边地区工业的发展带来一定程度的抑制作用。
4 淮河流域工业结构存在的问题及优化调整对策
4.1 淮河流域工业结构存在的问题分析
本文通过采用空间面板数据模型, 以淮河流域38个地级市为研究对象, 运用Matlab2010b等软件, 对2000~2010年以来淮河流域环境和能源效应的时间和空间演化规律与特征进行了深入的分析, 研究显示淮河流域工业结构存在以下问题。
(1) 淮河流域工业发展历史较长, 所引发的环境效应问题复杂多样, 大气环境空间效应的直接影响和溢出效应均显示工业结构对SO2排放具有显著正效应, 主要体现为工业所产生的“三废” (废水、废气、固体废弃物) 排放, 这些均与淮河流域的粗放型经济增长方式密切相关。这些环境效应又通过资源的枯竭、环境恶化等问题对淮河流域的工业发展产生约束效应。并且, 淮河流域的工业经济发展对资源依附度较高, 淮河流域煤炭资源丰富, 并形成了江苏省徐州市, 安徽省淮南市、淮北市、宿州市, 山东省临沂市、济宁市、枣庄市、淄博市和河南省平顶山市等典型的煤炭资源城市。根据文中分析显示, 这些资源型城市多是大气环境效率较低的城市, 多处于中年期或者接近中年期的发展阶段, 经济环境发展不协调, 且具有显著的空间集聚性, 亟需调整工业结构。
(2) 流域内各省市工业发展在空间集聚性的基础上也呈现出区域差异性, 大气环境空间效应中显示外商直接投资及技术因素的溢出效应和总效应对SO2排放具有抑制作用, 由于外商直接投资与技术水平的差异, 流域内各省市发展存在显著差异。其中, 江苏省是发达的东部省份之一, 能够吸引外商投资, 且第三产业也实现了持续发展, 但是江苏省工业结构仍存在严重的南苏北差距问题。安徽省外商直接投资相对缺乏, 工业总产值比重相对其他3个省一直较低。流域内工业发展缺乏先进技术、管理经验及外商投资的支撑, 新兴产业缺乏相应的发展环境, 因此, 要结合淮河流域工业发展的实际现状、资源环境与经济社会发展的突出矛盾问题及资本、技术、劳动力的配置情况等对淮河流域的资源工业结构进行调整优化。
(3) 在大气环境及能源消费空间效应双视角下, 淮河流域劳动力和物质资本的3个效应中, 物质资本的直接和溢出效应基本都呈现出对经济增长的抑制作用, 而劳动力的溢出效应和总效应具有显著的正向作用, 因此, 淮河流域物质资本对经济增长呈现出抑制作用, 工业发展主要还是应当依靠劳动密集型产业, 而不是资本密集型产业, 现阶段淮河流域工业发展仍应该将劳动密集型产业作为主导, 同时应改善资本环境发展资本密集型产业, 促进淮河流域工业结构的良性发展。
(4) 在能源消费空间效应的溢出效应和总效应中, 淮河流域工业能源消费与工业总产值都呈现出较强显著性 (5%) 的正相关关系, 说明在资源丰富的地区, 淮河流域工业经济的增长仍是依赖于资源型产业的推动。但是, 以能源消费作为促进经济发展的主要动力, 以能源的高消耗为代价的经济发展必然会带来一系列的环境问题和能源枯竭问题。因此, 如何转变工业的结构方式, 实现从以黑色资源为主的工业结构向以绿色、清洁能源为主要消费源的工业结构的转变, 发展绿色、清洁能源消费产业, 实现集约型工业经济, 并以此带动整个工业的经济增长是淮河流域未来发展的核心问题。
4.2 淮河流域工业结构优化调整对策研究
工业受到资源禀赋和环境的约束通常大于农业和服务业, 尤其是在粗放经营阶段, 资源禀赋的大小直接决定了当地工业对经济发展的贡献度大小。在初期的发展阶段, 典型的资源型城市都是完全依赖资源发展起来的。但是随着资源的开采程度加深, 会带来许多的环境问题, 反过来制约了后续经济的发展。因此, 合理的改善工业结构, 对于资源环境具有重大现实意义。要实现全盘统筹淮河流域工业结构集约型增长, 应侧重从科学角度制定产业发展规划, 在发展主导产业、发展战略新兴产业、建立内部产业协调机制、加强政府职能的作用等方面采取相应措施。
4.2.1 大力发展主导产业
现有的传统产业中, 制造业是淮河是流域的主要污染来源, 需要下大力气解决淮河流域主导产业转型的这个主要矛盾。在促进主导产业发展的同时还要处理好劳动密集型与资本、技术密集型产业, 出口与内需, 外资企业与国有企业、民营企业之间的协调关系。要保证传统主导产业发挥它应有的作用, 同时实现产业的转型, 达到可持续发展的目标要求。
4.2.2 发展战略新兴产业
淮河流域工业结构调整要借助于新知识、新技术, 使工业结构向低消耗、低污染、高效率的方向发展, 最终实现资源环境约束下经济的可持续发展。在调整工业结构的过程中应充分利用淮河流域的大学资源、科技优势, 开展高新科技产业的研发工作, 形成科技产业集群效应。同时, 应积极发展环保产业, 改造提升传统优势产业, 引进绿色、清洁能源替代技术, 资源节约技术, 废弃物再资源化技术, 清洁生产技术以及污染处理技术等技术, 实现淮河流域由粗放型向集约型转变, 由资源密集型向资本技术型方向发展。
4.2.3 建立内部产业协调机制
具体来说, 淮河流域各省市要依据资源优势, 对原有的产业进行重新的定位, 协调配置流域内的生产要素, 引导优势区位产业集聚, 提高淮河流域产业整体竞争力和淮河流域综合经济实力。同时, 应改善投资环境吸引外资, 利用外资合作拓展海外市场, 激活淮河流域的工业竞争力和市场机制, 利用外资发展服务业, 完善第三产业行业结构, 引导外资投向交通、运输、邮电以及为生产科技服务的行业发展, 推动淮河流域工业由“粗放型”向“集约型”转变。
4.2.4 强化流域间政府的作用
对于淮河流域内的重点发展企业、具有相对比较优势企业、流域内跨区域整合的企业及传统需要转型升级的企业, 应实行税收优惠政策。同时, 淮河流域内各地政府应克服地方保护主义, 在开放性市场化体制的基础上, 建立新的统一经济区域, 采取区域政府统一标准、统一政策对具有公共福利的产业进行扶持, 实现本地区管理, 多地区监督的良好局面。同时, 在政府作用下, 加强流域基础设施, 综合发挥民间金融机构和外资等方式筹集资金, 加快推动淮河流域经济带基础建设。
摘要：本文通过采用空间面板数据模型, 以淮河流域38个地级市为研究对象, 运用Matlab2010b等软件, 利用空间经济学和空间统计学方法, 对20002010年以来淮河流域大气环境和工业能源效应的时间和空间演化规律与特征进行了深入分析。研究发现, 20002010年淮河流域的大气环境质量变量SO2排放和工业能源消费具有显著的空间集聚效应。实证结论显示淮河流域工业对本地区环境要素的利用效率还存在一定的改进空间, 仅以能源消费作为促进经济发展的主要动力, 以能源的高消耗为代价的经济发展方式, 将来必然会带来一系列的环境问题和能源枯竭问题, 因此, 转变工业的结构方式, 发展绿色、清洁能源消费产业, 实现集约型工业经济将是淮河流域未来工业转型发展的方向。
工业大气环境 第5篇
教案
学 校： 年级及班级： 授课教师：
授课时间：第十一周星期三第9节
上课题目：普通高中课程标准实验教科书
地理1 必修
湖南教育出版社
2007年5月第2版 第二章
自然环境中的物质运动和能量交换
第三节
大气环境
一、对流层大气的受热过程
P43 【教学目标】
1、知识与技能
（1）了解大气的垂直分层，以及每个层的主要特征及与人类的关系；（2）知道大气的削弱和保温作用，并能解释日常生活中的一些现象；（3）能用图示说明大气受热过程；（4）知道影响地面辐射的主要因素。
2、过程与方法
（1）运用图表说明大气的垂直分层及对太阳辐射的削弱作用，培养学生对
地理知识归纳总结的能力。
（2）探究法分析影响地面辐射的主要因素。
3、情感态度与价值观
（1）通过认识大气对整个地理环境及人类活动的影响，树立学生正确的人地观、科学的环境观；
（2）理论联系实际，运用大气的削弱作用和保温作用去解释生活中的一些现象，从而激发探究地理问题的兴趣和动机，树立求真、求实的科学态度。
【教学重点】
1、大气对太阳辐射的削弱作用
2、太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射的关系 【教学难点】
1、太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射的关系
2、影响地面辐射的主要因素 【课型】综合课
【教学方法】讲述法、讲练法、讨论法。【教具】小黑板
【教学课时】45分钟 【教学过程】
一、组织教学（1分钟）
二、引入新课（2分钟）情境导入：
[教师提问] 同学们，在讲述新课之前，老师想问大家一个问题，在刚刚过去的军训中，大家都非常辛苦。那在军训的过程当中，同学们是比较喜欢阴天呢？还是晴天呢？
[学生回答] 阴天！
[教师讲述] 为什么是阴天？
[学生回答] 因为阴天比较凉快！
[教师讲述] 是的，那么大家有没有想过为什么阴天的时候比较凉快呢？我们这节课就带着这个问题来学习新的内容。请同学们翻开课本43页，浏览课本43页的内容，同时观察图2-23，找出大气分为哪三个层，每个层各有什么样的特点。
[板书]第三节 大气环境 大气的垂直分层：
三、讲授新课（36分钟）
[教师提问]同学们找到了没有？大气共分为哪三个层？ [学生回答]对流层、平流层、高层大气。[板书]对流层：
平流层：
高层大气：
[教师提问]对，非常好。下面我们就来学习这三个分层，大家看图，最底下的是哪个层？
[学生回答]对流层。
[教师提问]没错。我们知道，对流层是和人类活动关系最密切的，那么对流层有什么样的特点呢？大家都有过登山的经历吗？
[学生回答]有！
[教师提问]那大家回想一下，夏天的时候，我们在山脚下的时候比较凉快还是登上山顶的时候比较凉快呢？
[学生回答]登上山顶的时候比较凉快。
[教师提问]那大家可以从这里推出对流层中气温随海拔高度变化的规律吗？
[学生回答]对流层的气温随着海拔的升高而逐渐降低。[板书]对流层：高度↑，温度↓
[教师讲述]没错。这就是对流层的一个特点，从这个特点我们可以得出对流层的温度是上冷下热的，这就有利于空气的对流，从而导致对流层的天气现象复杂多变。因此，对流层的对流运动是比较显著的。
[教师提问]那么平流层温度的垂直变化是不是也和对流层一样呢？ [学生回答]不一样。
[教师提问]没错。那么平流层的温度是如何变化的呢？ [学生回答]随高度的上升而上升。[板书]平流层：高度↑，温度↑
[教师提问]刚才我们说到对流层以对流运动为主，那么平流层以什么运动为主呢？
[学生回答]以平流运动为主。
[教师讲述]是的，这是因为平流层水汽含量极少，天气晴朗，能见度好，并且平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，所以以平流运动为主，利于飞行。
[教师提问]最后我们来看一下高层大气。我们知道，高层大气是最接近太空的大气层。2000~3000千米的高空就是地球大气的上界。大家有没有看过电视里宇航员进入太空都要穿宇航服呢？
[学生回答]有。
[教师讲述]除了穿上太空服，宇航员还要带上氧气瓶，这是为什么？ [学生回答]因为太空的空气很稀薄。
[教师提问]没错，那么我们可以由此推断出，高层大气中的空气也是比较稀薄的了。空气稀薄，说明空气密度比较？
[学生回答]小。
[教师提问]没错，那么空气密度小，气压就比较？ [学生回答]低。
[板书]高层大气：气压低，密度小
[教师讲述]是的。除此之外，高层大气也是电离层所在的地方，电离层能够反射无线电波。
[教师提问]那同学们观察了课本当中的图，有没有发现高层大气中还有一种非常美丽的现象？
[学生回答]极光。
[教师讲述]没错，那关于极光呢，有兴趣的同学也可以上网查找资料，了解一下极光具体是怎么形成的。
[教师提问]好，大气层的三个分层我们都了解到了。那我们刚才说到，与人类活动最密切的是哪个层呢？
[学生回答]对流层。
[承转]没错，下面我们要学习的大气对太阳辐射的削弱作用就是位于对流层当中。好，现在请同学们翻开课本45页，观察图2-24，同时思考课本44页思考一个问题：假设到达大气上界的太阳辐射是100%，那为什么最终到达地面的太阳辐射只有47%呢？好，同学们带着这个问题浏览课本44页到45页的内容。
[板书]
一、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
[承转]大家思考好了吗？我们一起来解决这个问题吧。
[教师提问]假设到达大气上界的太阳辐射是100%，那为什么最终到达地面的太阳辐射只有47%呢？我们首先看一下右边这个箭头，它是直接指向大气层对吧？
[学生回答]对。
[教师讲述]它表示的是大气吸收太阳辐射。
[教师提问]我们再来看左边的两个箭头：太阳辐射经过大气层，最终到达地面，在这整一个过程中，大气将太阳辐射怎么样了？
[学生回答]反射和散射了。
[教师提问]对，没错。从这幅图中，同学们能不能总结出，大气对太阳辐射的三种作用形式？
[学生回答]是吸收、反射和散射。
[承转]好，我们现在就来学习这三种作用形式。请同学们翻开课本44页，观察课本44页的这个表格，找出太阳辐射分为哪三类光。
[板书]吸收
反射 散射
[教师提问]同学们观察得怎么样了？我请一位同学来回答，请XXX同学。[学生回答]太阳辐射可分为紫外光、可见光、红外光。
[承转]请坐，回答得非常好。那么这三种光经过大气层时都发生了哪些情况呢？我们一一来看。
[教师讲述]首先我们来看紫外光，紫外光根据波长可以分为两种情况。波长较短的主要被上层大气吸收，而波长较长的部分主要被臭氧层吸收。
[教师提问]我们再来看可见光，可见光经过大气时发生了哪些情况？请XXX同学来回答一下。
[学生回答]可见光中，波长较短的蓝色光等为大气分子所散射，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面。
[教师讲述]请坐，回答得非常好。最后我们来看红外光，红外光主要是被对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘所吸收。
[承转]简单了解这个表格之后，我们重点来学习大气对太阳辐射的三种作用形式。
[教师讲述]首先我们来学习吸收作用。
[教师提问]太阳辐射到达地球首先经过哪一个层？ [学生回答]高层大气。
[教师提问]对。刚才我们说高层大气吸收波长较短的？ [学生回答]紫外光。
[教师提问]好，太阳辐射经过高层大气后就来到了平流层，我们知道平流层当中有臭氧层，那么臭氧层吸收的是？
[学生回答]波长较短的紫外光。
[教师提问]没错。最后太阳辐射到达了对流层，我们知道对流层当中含有大量的水汽和二氧化碳等物质，那么这些物质吸收什么光？
[学生回答]波长较长的红外光。
[教师提问]没错。我们从高层大气、臭氧、水汽和二氧化碳的吸收作用中，能够得出大气吸收作用具有什么样的特点？
[学生回答]选择特性。
[教师提问] 没错。我们再来看反射作用。假设地球上没有大气，那么太阳辐射将全部到达地球。但当有了大气层之后，大气层就会反射部分太阳辐射。那有哪些光不能被反射吗？
[学生回答]没有。
[教师提问]这说明反射的特性是？ [学生回答]无选择性。
[教师提问]那么影响反射的因素是什么呢？我们知道，参与反射作用的大气成分是云层和尘埃，而云层越厚，尘埃越多的话，反射作用就越强。同学们现在能不能够解释，为什么阴天的时候比较凉快了啊？
[学生回答]因为阴天的时候云层比较厚，反射作用就越强，温度就不会太高。[教师讲述]我们再来看散射作用。太阳光是平行射向地球表面的，而参与散射作用的大气成分是空气分子和微小尘埃，这时候太阳辐射就会向四面八方散射，这也使得到达地面的太阳辐射被削弱。
[教师提问]我们举一个散射作用的例子。晴天的时候，天空呈现的是什么颜色？
[学生回答]蓝色。[教师提问]为什么呢？
[学生回答]因为有散射作用。
[教师讲述]没错，因为太阳辐射中波长较短的蓝紫光容易被散射，而肉眼对紫光并不敏感，因此最终大量的蓝色光就经过散射而被我们的肉眼所接收。
[教师提问]好，三种作用形式我们都讲完了，现在我们来小结一下。首先，吸收作用中参与作用的大气成分有？
[学生回答]臭氧、水汽和二氧化碳。
[教师提问]对。臭氧吸收波长较短的紫外线，而水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线。因此，吸收作用的特点是？
[学生回答]有选择性。
[教师提问]没错。那反射作用中参与作用的大气成分是什么？ [学生回答]云层和尘埃。[教师提问]波长范围呢？
[学生回答]各种波长都能被反射。[教师提问]因此它的特点是？ [学生回答]无选择性。
[教师提问]散射作用的大气成分是？ [学生回答]空气分子和微小尘埃。[教师提问]它们散射的是？
[学生回答]波长较短的蓝紫光。[教师提问]作用特点是？ [学生回答]有选择性。
[承转]看来同学都学得不错。那么大气除了对太阳辐射具有削弱作用，大气还有一个保温作用。现在就请同学阅读课本44页到45页的内容，同时思考什么是地面辐射、大气辐射和大气逆辐射。
[板书]
（二）大气的保温作用
[教师提问]同学们找到答案了吗？我们一起来学习吧。太阳辐射到达地球的时候首先经过哪里？
[学生回答]大气层。
[教师提问]我们刚才学习了，大气会削弱太阳辐射，通过哪三种作用形式？ [学生回答]吸收、反射、散射。
[教师提问]大地接收太阳辐射之后会怎么样？ [学生回答]增温。
[教师讲述]对。所以我们把这个概括为“太阳暖大地”。
[板书]太阳暖大地
[教师提问]我们继续来看。大地增温后，会产生什么辐射？ [学生回答]地面辐射。
[教师提问]没错，地面辐射遇到大气层大部分会被大气怎么样？ [学生回答]吸收。
[教师提问]少部分的地面辐射会射向？ [学生回答]宇宙空间。
[教师提问]大气吸收了地面辐射后，大气也会怎么样？ [学生回答]增温。
[教师讲述]对了。我们就把这个过程概括为“大地暖大气”。[板书]大地暖大气
[教师提问]最后，大气增温也会产生？
[学生回答]大气辐射。
[教师讲述]没错，我们把大气辐射射向地面的部分称为“大气逆辐射”，并且大气向上的部分同样是射向了宇宙空间。我们把这个过程概括为“大气还大地”。
[板书]大气还大地 [教师提问]好，这就是大气的保温作用。接下来我们一起来做一个活动探究。大家知道，月球是地球唯一的卫星，也就是说，月球与地球到达太阳的距离是比较相近的，但是同学们月球的昼夜温差有多大吗？老师给大家两个数据。白天，月球表面的温度最高能达到127℃，而到了夜间，月球的温度能降到-183℃。这温差是不是特别大？
[学生回答]是。
[教师讲述]月球的昼夜温差比地球上任何一个地方的昼夜温差都大，这是为什么呢？好，同学们自由讨论一下，等一下老师请一位同学来回答。请XXX同学来回答一下。
[学生回答] 主要原因是大气。地球表面有大气层，白天对太阳辐射有削弱作用，这使得白天温度不至于升得太高；夜晚因为大气层的保温作用，使得温度不至于降得太低，这样昼夜温差就不会太大。而月球因为没有大气层的削弱作用，白天温度很高；夜晚也没有大气层的保温作用，温度就降得很低，所以月球的昼夜温差就很大了。
[教师讲述]好，请坐。回答得非常好，大家掌声鼓励一下。看来大家对这部分的知识掌握得还是不错的。那接下来我们再来学习今天的最后一个知识点：影响地面辐射的主要因素，请同学们快速浏览课本45页到46页的内容，找出影响地面辐射的主要因素有哪几个。
[板书]
（三）影响地面辐射的主要因素
[教师提问]同学们找到答案了吗？影响地面辐射的主要因素有什么？ [学生回答]纬度因素和下垫面因素。[板书]纬度
下垫面
[教师讲述]好，首先我们先来了解纬度因素。我们知道，纬度不同，意味着年平均正午太阳高度就不同，那么我们讨论纬度因素的时候，主要就是讨论太阳高度不同对地面辐射有什么影响。
[教师提问]我们来看图，假设这是地球表面，这是大气层，当太阳高度角最大的时候，太阳光就垂直到达地面，这时候接收到太阳辐射的区域我们假设它为a，这种照射的情况我们假设为A。当太阳高度角不是最大的时候，照射的情况是这样的。这时候接收到太阳辐射的区域我们假设它为b，这种照射情况我们假设为B。那么同学们请观察，在A和B哪种情况下，a地区接收到的太阳辐射比较集中？
[学生回答]A情况下。
[教师提问]好，这是一方面。另一方面，A和B两种情况，哪种情况下太阳辐射经过的路径比较短？
[学生回答]A情况下比较短。
[教师提问]对。那么光热越集中，路径越短，说明a地区地面得到的太阳辐射就越？
[学生回答]多。
[教师提问]因此，产生的地面辐射就越？ [学生回答]强。
[承转]非常好。接下来我们来看第二个因素，下垫面因素。
[教师提问]同学们认真观察课本46页图2-27，从这幅图中，同学们有没有发现陆地的反射率与海洋的反射率有什么不同？我请一位同学来回答。
[学生回答]陆地的反射率普遍比海洋的反射率高。
[教师讲述]好，请坐。没错，我们可以发现陆地的反射率和海洋的反射率差别很大，并且陆地上不同性质的地面反射率也不一样，反射率不一样，吸收和反射的太阳辐射也就不一样，最终产生的地面辐射也就不一样。这就是下垫面因素了。最后，课本还补充了一个因素是什么因素？
[学生回答]气象因素。[板书]气象
[教师提问]好，那究竟气象因素如何影响地面辐射呢？我们举一个例子来看，我们知道，拉萨和重庆大致位于同一纬度线，但是拉萨的年日照时数远远比重庆多得多，这是为什么呢？我们来分析一下。拉萨地区位于我国的什么高原？
[学生回答]青藏高原。
[教师提问]我们说，高原地区的空气比较？ [学生回答]稀薄。
[教师提问]空气稀薄意味着大气对太阳辐射的削弱作用就？ [学生回答]弱。
[教师提问]对了。那重庆地区呢？我们知道，重庆地区多雨雾，这就意味这大气当中的水汽比较多，在这种情况下，大气的削弱作用是比较？
[学生回答]强。
[教师提问]那大家现在能理解气象因素对地面辐射的影响了吗？ [学生回答]能。
四、总结新课（3分钟）
[教师提问]我们来总结一下这节课学习的内容。首先我们学习了大气的垂直分层，大气共分为哪三个层？
[学生回答]对流层、平流层、高层大气。
[教师提问]接着我们学习了大气受热过程的两种表现形式，分别是大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用。那同学们说大气的削弱作用有哪三种作用形式？
[学生回答]吸收、反射、散射。
[教师提问]大气的保温作用是哪三个过程？
[学生回答]太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地。
[教师提问]最后我们学习了影响地面辐射的三个因素，分别是什么？ [学生回答]纬度因素、下垫面因素和气象因素。[教师讲述]非常好，看来同学们都掌握得不错了。
五、复习巩固（3分钟）
1、气象谚语有“露重见晴天”的说法。就此现象，下列叙述正确的是
（）A．天空云量少，大气保温作用强
B．地面辐射强，地表降温慢
C．空气中水汽少，地表降温慢
D．大气逆辐射弱，地表降温快
附：板书设计
第三节 大气环境
大气的垂直分层
对流层：海拔↑，温度↓平流层：海拔↑，温度↑ 高层大气：气压低，密度小
一、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的吸收作用
（二）地面辐射和大气辐射
太阳暖大地 大地暖大气 大气还大地
（三）影响地面辐射的主要因素
纬度
下垫面
解析大气环境监测布点方法 第6篇
【关键词】大气环境监测；大气保护；布点方法
大气环境监测主要是对环境中的污染物按照实际需要进行定时定点观测，观测不同种类污染物的分布规律，进而进行环境评估、预报和研究。通过大气环境监测，对大气环境进行判断，评估是否符合国家标准，对外预报大气环境质量，分析大气污染发展的趋势，为环境质量状况研究提供依据。大气环境监测的对象主要是大气中的氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物、臭氧、挥发性有机物等分子状污染物和可吸入颗粒物（PM10）、总悬浮颗粒物、细颗粒物等颗粒状污染物。在我国的监测历史并不太长，从学科角度来看，大气环境监测属于环境科学的分支学科，对环境科学的发展具有基础性的作用。
1.大气环境监测的意义
2007年国家环保总局公告《环境空气质量监测规范（试行）》实施以来，我国的大气环境监测取得了很大的进展，但是随着我国工业化、城镇化程度的不断推进，我国大城市的大气环境问题不容乐观，已经影响到了人民的健康水平，对我国的大气环境监测工作提出了新的要求和挑战。进行大气环境监测的意义主要体现在三个方面：第一，对人的意义。人作为社会活动主体最基本的权利是生存权，大城市的大气环境在无形中对人的身体产生极大的影响，恶劣的大气环境甚至威胁人的生命，因此，对大气环境进行日常监测是保证人的生存权的最基本的要求。第二，对动植物的意义。动植物动过光合作用或呼吸作用来存活，在这个过程中与空气进行融合；空气中的污染物对周围环境，如土壤、水等的不良影响也会导致动植物受害，甚至导致动物大批死亡，植物大量枯萎。第三，对社会环境的意义。大气污染物通过对人、动植物的影响，最终会导致活动的承受体——社会环境不断恶化，大气监测最后是通过对社会环境的监测观察来实现，通过对社会环境中不同时空、不同种类污染物的浓度进行监测，最后有利于对污染浓度进行有效控制，保持社会的可持续发展。
2.大气环境监测布点的方法
监测点的布设，应尽量全面、客观、真实反映评价范围内的环境空气质量。大气环境监测布点方法不是一成不变的，根据污染物浓度、环境人口的密集度、工业发展水平、重要动植物分布、河流水源地的重要程度、监测地形、监测地气候环境等等进行监测布点分析和选择。
2.1大气环境监测布点点位选取的原则
（1）代表性原则。代表性是指当前所选取的点位要能够真实有效的代表点位所代表区域的真实情况，对于该区域主要污染物浓度进行重点监测，并能够对未来发展趋势做出有效的判断。
（2）一致性原则。一致性是指当前布点监测的大气污染物种类和浓度能够与周围保持一致。无论从监测地形，还是监测地气候环境来看，保持一致性是对监测数据进行合理性分析和判断的基础和前提。
（3）经济性原则。经济性是指在保证大气环境监测数据有效科学合理的基础上，对监测点位加以科学分配，争取做到在污染物严重地区多布点，在工业化程度不高，如农村地区进行少量布点，将有效的资源尽可能用到重点区域。
（4）科学性原则。根据污染物的不同，布设大气环境监测布点的时，结合实际需要采取不同的方法，如果监测对人体有较大危害的气体污染物时，监测点位的高度尽量控制在1.5米到2.0米之间，或者选取一个适当的参考值1.7米；如监测对植物有重大影响的大气污染物时，监测点位高度应该尽量与植物的中心叶面保持一致。
2.2大气环境监测布点方法
（1）照功能区布点法。这种方法是在大气环境监测初期经常采用的布点方法，功能区主要是根据一个城市的工业区域、教育区域、商业区域等等的不同而设立不同的点位，是在工业区域设置较多点位，特别是污染物排放较多的企业所在点。在对不同功能区进行布点时，应尽可能考虑布点的观测有效性、合理性，对应急状况能够进行有效的预测及合理的紧急处理，同时对于不同的大气污染物，根据不同扩散系数，对布设的点位进行适当的调整。按照功能区进行布点方法的优点是充分体现了经济性原则，能够对工业区域进行合理有效的监测和预报，在大城市里具有明显的优势，缺点是不太适合城市外的其他地区，不能提供有效的判断监测数据，无法保证检测数据的精确性。
（2）网格布点法。网格布点法即在综合考虑区域的重要性、大气污染物的污染程度、工业化发展水平的高低的基础上，对所在区域进行网格划分，在网格的交点处设立监测点位。这种方法的优点是充分考虑代表性、一致性原则，能够确保判断监测数据的有效性和精确性，同时能够绘制该区域不同时段污染物扩散的趋势，有利于对污染物控制进行科学决策，在污染物均匀区域、多污染源区域实用度很高。网格布点法的缺点是对污染物浓度高的区域缺乏必要的点位监测，不能反映高浓度污染物的实际浓度，同时在点位布设的经济性方面存在一些不足。
（3）扇形布点法。根据不同目的，在污染源常年主导风向的下风侧或季节主导风向的下风侧，划定3～5个方位的不同距离处设置采样点。扇形布点法适用于单个污染源的情况，根据污染源所处区域，不同季节的不同风向，不同污染物种类的扩散系数而设立的一种大气环境监测方法。这种方法能够有效的对单个重要点源进行监测，并对其产生的影响进行科学的划定，从而判断是否对污染气体点源周围的环境及居民生产生活造成影响。在布设时以主风向为轴线，根据实际需要在不同角度设置不同数量的布设点位，同时在上风向也应设置相应的参照点位。扇形布点法的优点是适合单个重要点源，同时能够经济有效的利用资源，同时保证监测数据的精确，不足之处在于不适合大范围使用这种方法，同时对风向的把握及利用的要求较高。
（4）同心圆布点法。同心圆布点法是在地势平坦的区域，有多个污染物点源存在的情况下，在确定污染区位置的同时，以此污染源作为圆心，画出不同半径的同心圆，然后画出不同的轴线，轴线与同心圆的交点即为布设点位。同心圆布点法的优点在于能够较多地的布设监测点位，布点分布均匀，适用于有多个污染源的地区，同时满足代表性原则、一致性原则、经济型原则、科学性原则，能够对多个污染源进行有效监测。同心圆布点法的缺点是周围环境，例如风向等对监测结果及监测点位的布设有较大影响，对于主导风向明显的地区较为适用。
3.结语
随着工业化城镇化的不断加剧，大气污染物对人体、动植物及社会环境的影响日益严重，对社会的可持续发展产生了重要影响，大气环境监测工作越来越重要。当今，公众对大气环境质量要求的日益提高，特别是2012年新的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）颁布之后，细颗粒物（PM2.5）及雾霾等名词成为公众关注的焦点，对现有的大气环境监测点进行重新合理的规划和布局，已经成为环保部门的一项重要日程。合理布设大气环境监测点有利于环保部门对大气污染事件作出及时有效的响应。在进行大气环境监测布点的时候，应该综合考虑各个因素，如污染物浓度、环境人口的密集度、工业发展水平的不同、珍惜动植物分布等等，选择合适的方法进行大气环境监测点点位的布设，在进行规划时，以某种方法为主，结合其他方法和实际需要进行大气监测布点，以保证大气环境监测数据的科学性、有效性、精确性。 [科]
【参考文献】
[1]邓奕球.大气环境监测布点方法探讨[J].产业与科技论坛，2011（10）.
[2]王秀梅，张淑红.大气环境监测的应用及布点方法[J].北方环境，2011（07）.
[3]赖剑文.大气环境监测布点研究初探[J].科技与企业，2013（06）.
工业大气环境 第7篇
2015年12月30日,环境保护部科技标准司下达计划组织制订,由中国石油和化学工业联合会牵头、中国氮肥工业协会和中国磷复肥工业协会以及中国化学矿业协会联合承担标准编制工作的《化学肥料工业大气污染物排放标准》开题论证会在环保部召开。
论证会由环境保护部科技标准司主持。来自环保部、环科院、中国石油和化学工业联合会、氮肥协会、磷复肥协会、化学矿山协会、石油化工规划院、青岛科技大学、北京环境保护监测中心、中国天辰化学工程公司和云南云天化股份有限公司的领导、专家20余人参加了此次论证会。
论证委员会听取了标准主编单位所做的标准开题论证报告和标准初稿内容的介绍,认为标准主编单位提供的材料齐全,内容详实;对国内外相关标准及文献进行了调研;技术路线合理可行。同时提出,标准在后续编制过程中要进一步明确标准的适用范围和与其他标准的衔接;下一步需对代表性企业进行调研。要求在调研过程中要进一步加强传统工艺和清洁生产工艺的特征污染物、控制技术及监测方法的使用,选择有代表性的企业或典型工艺进行实测。
工业大气环境 第8篇
一、各地方工业和信息化主管部门要制定实施计划, 加强政策支持, 强化效果考核。
(一) 加强调查研究, 结合工业发展特点和大气污染防治要求, 制定切实可行的清洁生产技术改造实施计划, 明确目标、任务、完成时限和措施。
(二) 充分利用工业转型升级、技术改造、大气污染防治等专项资金以及地方财政资金, 优先支持实施计划中清洁生产技术改造项目的实施。
(三) 强化效果考核, 保证实施计划落实。督促企业抓紧实施技术改造, 及时开展实施效果评估验收, 建立项目实施效果与降低排污强度挂钩的评估考核机制, 并作为大气污染防治行动计划实施情况考核的主要指标, 每年2月底前向工业和信息化部报告实施情况。
二、有关行业协会要充分发挥自身优势, 做好信息咨询、技术服务、交流研讨等工作, 协助地方工业和信息化主管部门编制好实施计划, 指导企业采用先进适用技术实施清洁生产技术改造, 力争取得好的实施效果。
工业大气环境 第9篇
关键词：工业布局,规划,大气质量,影响评估
1 城市空间发展规划及限制性因素分析
工业布局是社会生产的空间形式, 它将各生产要素进行合理的地域组合, 以合理开发和利用自然资源, 充分发挥环境自净能力, 实行区域污染的综合防治, 促进经济与环境的协调发展。
从历史上看, 石家庄市基本上沿循一个中心、紧凑团块、圈层蔓延式的空间发展模式。当前石家庄市正在面临着从工业城市到后工业城市, 从交通枢纽城市到高速交通节点城市转型的大好机遇。引导城市空间形态从圈层蔓延走向轴向拓展, 从紧凑团块走向开敞组团, 从城市开发区走向城市新城区, 是城市空间拓展的必然选择。城市空间拓展为工业的重新布局提供了最佳的锲合点, 所以必需紧紧抓住这个契合点, 尊重科学规律, 合理地选择工业用地, 尽快形成新的绿色工业园区。
石家庄市城市空间发展规划为:以主城区为核心, 引导城市空间形态从圈层蔓延走向轴向拓展, 从紧凑团块走向开敞组团, 从城市开发区走向城市新城区的城市空间格局的拓展与重构, 按照“1+4”组团城市发展模式构建“一个主城区, 四个卫星城”。主城区的建成区面积在200km2, 人口控制在220~250万人;正定、鹿泉、栾城和藁城四个卫星城的规模控制在10~20万人, 建城区面积总计达到60km2。
石家庄市主城区的空间拓展受到了地理因素的制约, 限制条件如下。
(1) 向北:滹沱河是城市向北拓展的主要障碍。只有跨越滹沱河并将滹沱河市区段变成市内河, 石家庄市才有可能向北发展。
(2) 向西:太行山地阻断了石家庄市向西部的发展, 而且城市西部的地震断裂带、南水北调总干渠以及城区西侧的军事用地 (机场) 对城市向西部和北部的发展也有一定的制约作用。
(3) 向南:铁路编组站和大型变电站影响了城市向南的发展;筹建中的青岛-银川高速公路也将严重制约城市向西、向南的发展。
(4) 向东:京深高速公路和京武高速铁路 (规划) 给城市向东发展造成了阻碍。但高新技术开发区已跨越这一障碍为城市向东拓展打下了基础。
各种限制条件给城市的发展带来了不同程度的影响, 综合上述制约条件分析, 石家庄市工业布局调整的最佳选择是主城区的东部和西南部的可利用区域。北部、东北部、西部和南部不适宜布置工业区。
2 城市工业布局现状与发展规划限制性因素分析
主城区的工业布局是历史发展中形成的, 目前主城区的功能分区的总体形态是东北部和南部为工业区, 中间为生活居住区。这种工业布局恰恰把工业区布在了城市的主导风向和次主导风向上, 在主城区内形成了一个SO2和烟尘超标面积超过100km2的重污染区。
解决这一难题的最根本办法是在主控区内不设置工业三类区, 尤其资源消耗型的重污染企业, 亏损的、濒临破产的工业企业, 通过土地置换、工业重组等方式可以在5~15年内, 陆续地、分期分批地迁出主城区, 到主城区外围的工业组团去, 也可以先把重污染的工业迁出去。而主控区即主城区功能应该突出组团式城市的核心作用, 重点突出大型中心城市的政治功能、行政功能、流通功能、科技文化教育功能、信息传媒功能。生产功能主要表现为发达的第三产业和知识密集型的高新技术产业。为此调整产业结构, 优化城市用地, 强化金融、商贸等城市功能, 弱化传统工业尤其资源消耗型的重污染型企业是必然的趋势。主城区的规划建设重点应该是金融、信息、劳务、商贸、文化、服务等第三产业和高新技术产业, 同时还要加强基础设施、城市生态环境和公共设施的现代化水平, 使其居国内同等规模城市的前列。
但是, 城市主控区的工业向外迁移不能形成污染的迁移和转嫁。工业组团或工业园区应该在充分考虑气象、资源、地理等限制性条件下进行选址, 其建设规模必需充分考虑大气环境容量。大气环境容量是大气对污染物的稀释和净化能力的综合体现, 在区域内大气污染物排放量一定的情况下, 不同的排放源布局方案, 将会产生不同的环境效果。在不合理的布局情况下, 某些地方的大气环境容量资源有可能被过多或超额占用, 使得这些地方的环境质量恶化, 造成环境污染, 而其他地方的环境资源却有可能得不到充分利用, 从而浪费了这些地方的环境资源。根据《石家庄市城市总体规划文本》 (1997-2010年) , 石家庄市主城区的周边设立5个工业组团, 形成一中心多组团的空间发展格局。各组团分别为:西部鹿泉城区发展为石家庄建材工业区;南部栾城县城发展为医药工业区;窦妪发展成为以化工、机械加工为主的工业区;北部正定县城发展为科技、文教、旅游为主的正定历史文化旅游区;东部以炼油厂为基础建设石家庄丘头石油化学工业区, 形成中间主城区 (包括高新区东区) 、外围5个卫星城“众星捧月”的组团城市形态。
(1) 正定组团。正定组团位于主城区东北方向, 距离主城区12km, 地质构造宜于城市建设发展。目前已形成中南部为生活居住、商贸办公区, 西部、北部为工业和仓储用地的发展格局。组团性质为:国家级历史文化名城, 以发展机电纺织和加工工业为主具有旅游特色、环境宜人的城市区。
(2) 鹿泉组团。鹿泉组团位于主城区西北方向, 距离主城区15km, 目前已初具规模, 向阳街是组团南北向商业金融文化娱乐轴线, 一些大型公共服务设施均布置在该轴线两侧, 形成中北部为生活居住区, 南部以工业仓储区为主的发展格局。规划在该组团建设4个小组团和2个工业小区。组团性质为:以发展为建材及其他加工业服务的商贸业和旅游业为主的城市区。
(3) 栾城组团。栾城组团位于主城区东南方向, 距离主城区20km, 目前基本形成以308国道为界, 西部为工业区, 东部为生活居住区的格局, 该组团主导风向夏季为东南风, 冬季多西北风;地下水流向为西北向东南。组团性质为:以医药、食品工业为主的城市区。
(4) 石化区 (丘头) 组团。石化区 (丘头) 组团位于主城区东南方向, 距离主城区15km, 目前基本形成以炼油厂为核心的石油化工格局, 区域地势平坦, 一般无不良地质现象, 适宜于城市建设。规划工业区在现状的基础上延续向西南方向发展, 生活居住区向东北发展, 形成西部为工业区、东部为生活居住区的格局。组团性质为:以石油化学加工工业为主的城市区。
(5) 窦妪组团。窦妪组团位于主城区正南方向, 距离主城区10km, 该组团地处槐沙河冲积平原, 地势平坦, 建设条件较好。京广铁路和京广公路在组团西侧纵贯, 目前工业主要沿京广公路东侧布置, 规划以洨河为界, 西部为工业用地, 东部为生活居住用地, 以3条道路连接, 形成工业、生活相对独立又比较集中的发展格局。组团性质:以化工、机械工业为主的城市区。
3 城市工业布局规划对城区大气质量的影响
由于这5个工业组团与主城区有相当的距离, 本研究将其视为主城区的点源, 采用《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》 (GB/T13201-91) 中的A-P值法估算了5个工业组团SO2的允许排放量。将其SO2允许排放量限值作为源强, 并假定5个工业组团的平均排放高度为30m或80m, 利用高斯扩散模型来评估这5个工业组团对主控区的影响。
预测结果表明:当大气污染源平均高度为30m时, 正定工业组团加重了主控区东北部SO2的污染, 在市区东北部将会形成一个大于116km2的SO2超标区, 其中在主控区内形成的SO2超标区为53km2, 并有26km2的SO2严重超标区;使主城区每平方公里SO2的浓度增加了28μg/m3, 加重了主城区的SO2污染程度和污染范围。鹿泉工业组团对市区西部影响较大, 使桥西区每平方公里SO2增加21μg/m3, 新华区增加13μg/m3, 主城区增加11μg/m3, 周边地区增加12μg/m3。栾城工业组团对市区南部影响较大, 使裕华区每平方公里SO2增加19μg/m3;其余各区增加11μg/m3以下。窦妪工业组团对市区南部影响较大, 桥西、裕华、桥东和主城区每平方公里SO2增加16~20μg/m3, 其余各区增加10μg/m3以下。丘头工业组团对市区东部影响较大, 使长安区每平方公里SO2增加16μg/m3, 裕华区增加12μg/m3;其余各区增加7μg/m3以下, 周边地区增加27μg/m3, 在东南部形成了一个大于37km2的超标区。
可见, 当大气污染源平均高度为30m时, 丘头组团对主控区的影响最小, 栾城次之, 鹿泉再次之, 窦妪影响较大, 正定影响最大。
如果5个组团的源高提高到80m, 预测结果仍然是正定工业组团对市区SO2污染最重、窦妪次之, 丘头对市区的影响最小, 栾城次之, 鹿泉再次之。
分析结果表明:如果5个组团都排放大气污染物, 那对主城区的环境空气质量均会产生一定的影响, 但西部、东部和南部的卫星城产生的影响要远远小于北部和东北部的卫星城, 所以正定卫星城是绝不适宜建设工业区的。
4 结语
石家庄市城市空间格局按“1+4”方式拓展与重构。工业布局调整的最佳选择是东部和西南部的可利用区域。主城区的功能应该突出组团式城市的核心作用, 重点突出大型中心城市的政治和行政功能、商贸流通功能、科技文教功能、信息传媒功能等, 生产功能主要集中在第三产业和知识密集型的高新技术产业;主城区外的正定组团对市区的环境空气质量影响最大, 东部、南部和西部的工业组团对市区的环境空气质量影响次之。
参考文献
[1]郭怀成, 尚金城, 张天柱.环境规划学[M].北京:高等教育出版社, 2001.
工业大气环境 第10篇
1 我国电力工业大气污染治理技术开发现状
对于电力工业的污染气体的防治问题研究, 我国的起步比较晚, 而国外的很多国家早已经着手于对本国的污染气体排放控制的研究, 并且取得了很大的成果, 在实际的应用中也取得了很大的效果。而我国对于电厂排放气体排放控制的研究着手较晚, 主要是进行了一些中小型的研究试验, 技术手段尚不成熟, 导致了研究的成果不够显著, 无法真正的实现工业化与产业化的发展, 也无法真正的在工业生产中得到应用[1]。所以对于大气污染治理的研究与开发, 对我国来说仍是一个十分严峻的问题。
2 大气污染治理的全新开发模式
2.1 传统的开发模式
近年来, 随着工业生产的大力发展, 导致了空气的污染逐渐加重, 对于空气污染的防治对现今来说十分重要, 但是在我国却没有完善的污染治理措施。究其根本, 主要原因对大型工业生产的烟气排放要进行脱硫脱硝的工作, 但是对大型工业生产的烟雾排放进行脱硫脱硝是一项十分复杂重大的工程, 技术开发的难度很大, 并且极其的复杂。在初期的研究开发中, 主要先通过小试验的方式来进行试探性研究, 在取得效果后根据小试验的成果以及设计路线进行中型试验, 并且在取得成果后, 再进行大型试验, 以此类推, 直到最终的大规模应用。这种研发的代价很大, 研发的成本极其的高, 周期性非常长, 并且风险性也相当之大, 如果在某一环节失败, 那么整个研究过程都会受到影响, 会消耗很大的成本, 所以一些企业是无法承担这种高风险高成本的研究, 由于缺少资金的支持以及技术的落后, 最终导致了技术无法走向成熟, 无法在我国的大规模生产中得到应用[2]。所以现今我国的治理模式主要是依托国外的成熟技术, 用国外的成熟技术来对我国的工业生产的烟气排放进行处理, 从而来减少对大气的污染。虽然我国的很多学者对国外的技术进行了改良, 却无法很好的创新, 难以摆脱对国外技术的依赖。
2.2 技术开发模式的反思
经过数十年对大气污染技术的治理, 由于受到技术落后等因素的影响, 所以难以取得很大的成就。对于技术的研究必须要遵循着反复试验, 以试验来进行论证结果的原则, 通过反复的试验直到可以在最终应用到大型工业生产中。现阶段, 随着经济的发展, 大型工业生产所产生的烟气对人们的生活造成了很大的威胁, 严重的影响着人们的生命健康, 同时对经济发展也产生了影响, 在很大的程度上影响了经济的发展。所以现今来说对于大气污染的治理十分重要。
对于工业生产的烟气脱硫脱硝的处理, 主要可以通过化学的形式进行处理, 利用化学的反应来进行烟雾的脱硫脱硝, 但是对于化学反应设备的制造, 一定要全面, 反应设备的适应性必须要强、尺度大、负荷的范围一定要广[3]。
2.3 OI2技术开发模式
OI2主要是指对关键设备、系统集成优化以及工程设计等几大关键技术的研究。在对大气污染治理的研究中, 以OI2技术开发模式为核心, 成功的研制出了烟气脱硫脱硝技术, 并且在实际应用中取得了很好的效果, 以OI2技术开发模式研制出的脱硫脱硝技术, 其技术比较成熟可靠, 为大型工业生产带来了很大的经济效益。OI2技术的开发主要是集精准、个性与集成化为一体, 将设计的原理不断的完善, 不断的升华的一个过程[3]。
2.4 OI2技术开发模式的有益效果
以OI2技术为基础开发的脱硫脱硝技术, 在减少投资运用费用的同时也缩短了建设的周期, 并且在实际应用中得到了广泛的运用。这项技术的开发已经大大的拉近了我国与国外的研究差距, 提高了我国的研究能力, 同时也促进了我国的相关技术的研究水平, 提高了设备制造业的发展, 对我国的建设发展有着很深的影响。
3 结语
现阶段随着经济的不断发展, 大型工业生产也日益加大, 所以对于空气污染防治的要求也逐渐提高。国家必须要加强对环境污染的防治研究, 利用先进的技术, 进行大气污染治理技术的研发创新, 提高研发的效率, 做到低成本高效率的原则。以OI2技术为基础开发的烟气脱硫脱硝技术则满足了这一点, 并且在实际应用中取得了很好的效果, 取得了很大的经济效益与环境效益, 为我国环境污染的防治做出了很大的贡献。
摘要：根据我国工业大气的污染程度的现状, 以及我国近年来对大气污染进行治理的情况来进行分析, 研究在大气污染治理中存在的问题, 并且探讨了全新的大气污染治理模式。
关键词：大气污染,电力工业,反思,创新模式
参考文献
[1]周屈兰, 徐通模, 惠世恩.我国自主开发的湿法脱硫技术及其应用[J].动力工程, 2010, 26 (2) :262-266.
[2]孙克勤.扬州电厂烟气脱硫系统特点及设计优化探讨[J].电力勘测设计, 2011, 2 (2) :43-47.
大气环境因子与雷电产生的关系 第11篇
摘 要 利用北京地区闪电定位系统的观测资料，结合探空资料，分析并得到335 d（182 d有雷电，153 d无雷电）的大气环境因子与雷电产生的关系。结果表明，对流有效位能与雷电产生有比较好的相关性，而中层湿度与雷电产生的相关性不明显，从而明确雷电产生的预报指标。本研究对华北地区雷电探测与雷暴预报有参考价值。
关键词 对流有效位能；中层湿度；雷电产生
中图分类号：P427.3 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02
1 选取资料
本文使用的探空资料来自北京观测站（39.56°E，116.17°N）每日08：00、20：00 （北京时间，下同）的探空。选取的表征大气不稳定度的参数主要有400～700 hPa平均湿度和对流有效位能（CAPE），使用08：00与20：00的探空资料分别计算以上参数。在探测区域内，以闪电数量、演变过程及分布状态为依据，并与天气实况向结合做好相关的记录工作，确实发生闪电活动的雷暴过程；针对观测无闪电记录及少量、散乱的闪电观测，通常我们认为是没有闪电活动[1]。经过以上划分，并与资料的准确性与完整性相结合，在试验期的3 a终一共找出无闪电活动过程153个及有闪电活动过程182个。
2 大气环境因子与雷电产生的相关性分析
2.1 400～700 hPa平均相对湿度
在强对流天气系统中，雹粒与冰晶之间相互碰撞与摩擦，导致增温，同时当水滴冻结时释放出潜热，产生温差起电机制。当水滴冻结时，冰壳内部温度为0 ℃，而冰壳外部为低于零度的室外环境温度，这就产生了温差。冰中有一小部分分子处于电离状态，有H+和OH-，并且其浓度随着温度升高增加很快，温度高的地方离子多，它们就会向温度低的地方迁移，而H+的迁移率比OH-的要高得多，所以就形成热端为负离子，冷端为正离子，而冰晶在运动中会有冰刺脱落，而使得形成大的带负电冰壳和小的带正电的冰刺，随着不停的冰壳向下运动，冰刺向上运动，使得云上部带正电，下部带负电，当云-地电场达到一定值时，就会产生云对地的放电[2]。所以云中相对湿度是温差起电产生的必要条件，对雷电产生的作用至关重要。
有闪电活动与无闪电活动的400～700 hPa中层湿度值具有较大的范围。对于无闪电活动而言，其平均湿度为47.97%，与其相对应的有闪电活动的平均湿度为57.53%，能够看出，400～700 hPa的平均相对湿度值与闪电活动之间并不具备较好的相关性。但是，在湿度UW<30%以下，无闪电活动的几率明显较高，有28.10%的无闪电活动和5.9%的有闪电活动出现在这个范围，预报无闪电发生的概率为81.13%。而无闪活动和有闪活动的最大值分别是98.4%和98.69%，所以说并不是相对湿度越大，产生雷电的几率越大，可能是在某个范围内与相对湿度呈正相关，另外有闪活动产生时的湿度最小值为9.55%，说明其起电机制可能不属于碰撞起电或者温差起电。
2.2 对流有效位能
气块从云底上升到云顶的对流有效位能CAPE：CAPE=Tv，env和Tv，ad分别是探空得到的实际环境温度和从云底沿可逆湿绝热线上升对应的温度，表示在不计摩擦的情况，气块的不稳定能量，等于单位质量气块由Zcb（云底高度）上升到Zct（云顶高度）时动能的增量。不稳定能量的大小决定着云中对流的强度，对流的强度在云中起电过程中不可或缺，能量越大，自由电荷量就越大，从而促使云地电场大小达到指定值产生放电。对流深厚程度高，就会在云中聚集大量的正负离子，更容易产生云与云，云内，云与地之间的放电活动。
通过对流有效位能的CAPE分析，可以发现，当使用CAPE=400为一个判别点时，在无闪电活动中，有73.79%位于CAPE<400的情况下；在有闪电活动中，有61.60%出现在CAPE>400的情况下。对应的，可以得出在CAPE>400时，出现闪电活动的几率为74.04%；在CAPE<400时，不出现闪电活动的几率为61.29%。这与Solomon等的研究分析结果相似。在他们研究的12个雷暴中，有7个CAPE的值超过了400，其中6个产生了闪电（有闪电活动的几率为85.71%），而另外5个低于这个值的雷暴中，只有2个产生了闪电（无闪电活动的几率为60%）。
2.3 其他大气环境因子
2.3.1 沙氏指数SI
SI=T500-Ts
T500为500 mbar上的实际温度，Ts为气块从850 mbar开始，沿干绝热线抬升到凝结高度，然后再沿湿绝热线抬升到500 mbar的温度。Ts越大，表示这段高度上的湿度越大，水滴与云滴的碰撞愈强烈，冰晶的温差起电愈频繁，从而为云放电提供更多的电荷。SI>0，表示稳定；SI<0，表示不稳定，且愈小愈不稳定。
2.3.2 气团指标K
K=[T850-T500]+[Td]850-[T-Td]700，其中，[T850-T500]为850 mbar与500 mbar的实际温度差，850 mbar與500 mbar对应的高度正好是雷暴云产生区域，这个差值决定了两个高度之间对流强度，温度差越大，对流越强烈，产生雷电的几率越大。[Td]850为850 mbar的露点，露点的高低与空气中水汽含量多少有关。空气中水汽含量多，露点就高；水汽含量少，露点就低。[T-Td]700为700 mbar的温度露点差，露点温度与当时气温结合起来还能表示空气的潮湿程度，露点与实际气温之差越小，说明空气湿度越接近饱和程度，即空气越潮湿，反之，越干燥。[T-Td]700越小，表明700 mbar高度上湿度越大，也对应了湿度影响雷电产生的结果。综合3个变化量可知：K值大，说明底层暖湿，中层湿度层厚，高层冷，因此K值越大，越不稳定。
3 对流上限的海拔高度Z
对流上限指的是对流所能达到的最大高度。通过自由对流高度的状态曲线继续向上延伸，并再次和层结曲线相交之点所在的高度，就是对流上限，也就是经验云顶。随着云顶增高，底部气温越冷，底部和顶部温度差越大，对流愈强烈，闪电、雷鸣更加频繁。云顶较低的云，冰晶浓度小，碰撞起电和温差起电都不能很好的进行，不能提供足够的电荷是放电活动产生。
参考文献
[1]郭凤霞，张义军，言穆弘，等.环境温湿层结对雷暴云空间电荷结构的影响.高原气象，2004，23（5）：6782683.
[2]郭凤霞，张义军，郄秀书，等.雷暴云不同电荷结构数值模拟研究.高原气象，2003，22（3）：2682274.
工业大气环境 第12篇
关键词：回归分析法,工业区,规划环评,大气预测
1规划环评大气预测和评价方法
在规划环评中, 大气环境影响的预测和评价方法主要包括: 投入产出分析、环境数学模型、加权比较法、可持续发展能力评估、对比评价法、环境承载力分析等[1,2], 以下对具有代表性的方法进行简单叙述。
1.1加权比较法
对规划比选方案的大气环境影响评价指标赋值, 并根据各类预测或评价因子的影响程度予以加权, 分值与权重的乘积即为某规划方案对于该预测或评价因子的实际分值, 将所有评价因子得分进行算术加和即为这一规划方案的最终得分, 最终得分最高的规划方案即为最优方案。
1.2环境承载力分析
承载力分析主要应用于战略、规划环评中的累积影响分析, 其研究主要分为两个方面, 一是对整个区域进行环境承载力的综合评价;一是对各个环境要素承载力的分析, 如土地、人口、水、交通、生态、旅游承载力等。
1.3投入产出分析
投入产出分析是由Leontief在20世纪30年代提出的, 目前在我国主要应用于扩展型
2回归分析法进行大气预测与评价
2.1预测工作程序
选定国家总量控制因子NOx作为预测指标, 在进行规划前后特定产业布局关系验证的基础上, 确保规划工业区中的不同产业园区NOx的排放量和监测点A计算的浓度都能够直接进行回归分析, 并从中衍生出回归方程和曲线。之后, 与规划工业区的氮氧化物排放量相结合, 进行距离规划工业区最近的城市区域例行环境空气监测点A的年均监测浓度解析, 根据年均浓度监测值和良好空气质量天气数数量关系示例, 完成规划实施后的环境质量状况科学化预测。
2.2预测方式及结果
规划工业区结构分布和城市总体区位关系的进一步梳理。规划工业区处于云贵高原东南边缘, 凤凰山脉的余脉, 是中低山向丘陵过渡地带。属中亚热带山地气候区, 冬无严寒, 夏无酷暑, 雨量充沛, 霜期较短。年平均气温16.9℃, 年平均降雨量1497.8mm, 其中4~8月为主要雨季, 年平均相对湿度81%, 最小相对湿度12%;年平均风速1.9m/s, 主导风向为东南风。主要气象灾害有暴雨和洪涝、干旱、低温冷害、寒冻害、冰雹、大风和雷暴。主城区位于该规划工业区的东南侧, 直线距离20km。本文研究预测的规划工业区主要是以有色冶炼行业为主的规划园区, 可细分为三类产业园区, 包括铅冶炼产业园区、锌冶炼产业园区和铜冶炼产业园区。规划实施后, 铅冶炼产业园区NOx增加0.8倍、锌冶炼产业园区NOx增加1.5倍、铜冶炼产业园区NOx增加3.1倍, 通过回归曲线方程进行大气预测, 结果为铅冶炼产业园区对A测点的NOx年均贡献浓度值为0.010332mg/m3, 占标率为20.66%;锌冶炼产业园区对A测点的NOx年均贡献浓度值为0.010102mg/m3, 占标率为20.2%;铜冶炼产业园区对A测点的NOx年均贡献浓度值为0.011895mg/m3, 占标率为23.79%。从预测结果可知, 对城市区域例行环境空气监测点A的影响:铜冶炼产业园区>铅冶炼产业园区>锌冶炼产业园区。
2.3布局方案建议
在规划工业区布局方案过程中, 首先需要符合城市总体规划、区域布局规划、土地利用规划等规划要求。其次, 通过大气预测结果可以看出, 铜冶炼产业园区应尽量布置在整个规划工业区的西北方向, 以减少其对城区的影响;铅冶炼产业园区及锌冶炼产业园区均布置在城区的下风向, 降低对城区的环境空气影响。 同时, 应提出切实可行的大气污染控制措施, 在保证污染源排放符合排放标准要求的前提下, 最大限度的减少三个产业园区NOx的排放量, 从而使园区整体大气影响符合环境保护要求。
3结语
综上所述, 本文主要在大气污染源源强无法确定前提下, 应用宏观形态的回归分析手段, 预测铅冶炼产业园区、锌冶炼产业园区和铜冶炼产业园区三类产业园区对城市区域例行环境空气监测点A的影响, 得到铜冶炼产业园区>铅冶炼产业园区>锌冶炼产业园区的结论。并根据预测结果, 为规划工业区的布局提出了科学性的建议, 为以后类似的规划环评大气环境影响预测提供一定的参考。
参考文献
[1]王萌.工业园区规划环评中大气环境影响评价方法探讨——以独贵塔拉园区为例[D].内蒙古:内蒙古大学, 2012.
[2]尚金城, 包存宽.战略环境评价导论[M].北京:科学出版社, 2003.