陳雨艷，楊 坪，余 恒，張秋勁，李 納，黃勝紅，王英英

四川省環(huán)境監(jiān)測總站，四川 成都 610091

隨著經濟高速發(fā)展和人民生活水平提高，能源枯竭，環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴重［1］，環(huán)境質量問題受到人們越來越多的關注。如何對環(huán)境質量進行客觀的綜合評價具有重要的理論和實際意義。常用的環(huán)境質量評價方法包括層次分析法［2］、模糊綜合評判法［3-4］、歐氏距離聚類法［5］和主成分分析法［6-7］等;評價體系的內容也各有側重，有的側重于地質環(huán)境質量［8］和生態(tài)環(huán)境質量評價［9-12］，有的側重于農村環(huán)境質量評價［13］，有的基于污染物排放視角［14］和基于植物景觀評估［15］。建立的環(huán)境質量評價體系多包括污染物排放指標和經濟指標［16-17］，而往往忽略了建立一種單純基于環(huán)境質量監(jiān)測體系的環(huán)境質量綜合評價體系，這種體系可用于行政區(qū)域綜合環(huán)境質量的考核，即可用于各行政區(qū)域環(huán)境質量評價和橫向比較排名以及年際間變化狀況觀察的評價體系。

該文對量化區(qū)域環(huán)境質量狀況進行了探索，基于環(huán)境質量監(jiān)測建立了區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系，提出了區(qū)域環(huán)境質量的考核方式。通過每年采用區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系對各個區(qū)域環(huán)境質量的好壞進行評價，可以直觀地體現各區(qū)域環(huán)境質量狀況及其綜合排名，使區(qū)域間能夠進行橫向比較，能反映某區(qū)域年份之間環(huán)境質量變化情況，揭示地區(qū)環(huán)境質量惡化的因素，這樣更能有效地引起各地區(qū)相關部門的重視，看到差距，有針對性地采取相應的措施改善環(huán)境質量，同時能增強大眾的環(huán)保意識，對環(huán)境質量總體情況認識更直觀，對于環(huán)境管理具有極其重要的現實意義。

1 建立原則

以科學性［18］、針對性、全面性、可操作性［19］和導向性等為原則建立區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系。在環(huán)境質量各要素相關標準和規(guī)范的基礎上，考慮環(huán)境質量的影響要素，以環(huán)境監(jiān)測為基礎，以環(huán)境質量例行監(jiān)測數據為依托，具有科學性和可操作性［20］;同時又不局限于現有監(jiān)測數據，兼顧監(jiān)測點位與數據的時間和空間的覆蓋性，具有全面性;建立的評價體系考慮了環(huán)境質量監(jiān)測未來發(fā)展趨勢，具有導向性。本體系用于全面而純粹地反映區(qū)域環(huán)境質量綜合狀況，而不涉及污染物排放和經濟狀況等指標。

2 確定方法

2.1 指標和權重的確定方法

建立的評價體系包括目標層、要素層和指標層，環(huán)境質量綜合評價體系采用征求專家意見的方法確定評價體系的要素、指標及其相應權重。

2.2 環(huán)境質量綜合指數的計算方法

區(qū)域環(huán)境質量綜合指數(REQI)的計算公式:

式中:n為環(huán)境要素個數，本評價體系n=5;Pi為要素i的環(huán)境質量指數;Rj為要素i一級指標j的環(huán)境質量指數;Wj為一級指標j的權重;m為要素i包含一級指標的個數;wk為二級指標k的權重值;Bk為二級指標k的環(huán)境質量指數;l為一級指標j包含二級指標的個數，如二級指標k還包含三級甚至四級等多級指標，其指標的環(huán)境質量指數計算以此類推。

3 適用范圍及用于區(qū)域環(huán)境質量考核的方式

3.1 評價體系的適用范圍

評價體系適用于各區(qū)域環(huán)境質量狀況評價及排名，這里的“區(qū)域”指的是二級和三級行政區(qū)，即二級行政區(qū)的地區(qū)、盟、自治州、(地級)市和三級行政區(qū)的縣、自治縣、旗、自治旗、(縣級)市、(市轄)區(qū)、林區(qū)、特區(qū)。

3.2 用于區(qū)域環(huán)境質量考核的方式

每年采用評價體系計算各區(qū)域的REQI(滿值為100)，按照各區(qū)域綜合指數進行排序。以評價體系用于考核的年份為第一年，連續(xù)3年的環(huán)境質量綜合指數的均值作為基準年的環(huán)境質量綜合指數，ΔREQI為考核年度環(huán)境質量綜合指數與基準年環(huán)境質量綜合指數之差，反映環(huán)境質量狀況變化情況。

4 區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系的組成

4.1 評價體系的組成

評價體系包括目標層、要素層和指標層，要素層包括環(huán)境空氣、水環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)狀況和土壤環(huán)境5個部分;指標層根據實際情況又可分為多級指標，詳見表1(只列出一級和二級指標)。

4.2 評價方法的選擇原則

評價體系包括環(huán)境空氣、水環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)狀況和土壤質量5個要素，評價方法主要以各要素環(huán)境質量標準、監(jiān)測技術規(guī)范和相關的評價技術規(guī)定等為基礎，綜合考慮其可操作性和實用性，充分利用例行監(jiān)測數據，結合現有環(huán)境質量統計方法，以能夠合理地將環(huán)境質量狀況進行量化處理且能科學地代表環(huán)境質量狀況為準則，經專家認可方可確定為環(huán)境要素和指標的評價方法。評價方法大體分為3種方式，即采用插值法，以環(huán)境要素或指標的達標比率為基礎，采用現有規(guī)定的評價方法。

在環(huán)境質量標準(或規(guī)范)中規(guī)定了相應的環(huán)境質量標準來劃分其級別(或類別)的環(huán)境要素(或指標)，或多以插值法為基礎計算其環(huán)境指數。例如，在地表水水質評價中，就是對不同水質類別的標準限值賦予相應的環(huán)境指數值，根據單項污染物濃度，采用插值法計算監(jiān)測點位單項污染物的環(huán)境指數;區(qū)域聲環(huán)境質量指數和土壤點位環(huán)境指數的計算也是采用插值法。

當環(huán)境要素或指標只有2個以下環(huán)境質量標準或標準限值，很難采用插值法來計算環(huán)境指數，或者環(huán)境要素或指標的例行監(jiān)測數據可以直接使用，均可考慮以達標比率為基礎來計算，但這種評價方法必須能科學地代表環(huán)境質量并經過專家認可。例如，集中式飲用水源地水質評價就是采用全年累計達標水量比例進行計算;環(huán)境空氣評價中的小時評價指數和日評價指數、酸雨狀況環(huán)境指數和功能區(qū)噪聲環(huán)境指數等均是以達標比例為基礎進行計算。

表1 區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系組成

能直接用現有的評價技術規(guī)范或評價辦法對其環(huán)境質量狀況進行量化處理的環(huán)境要素和指標，則考慮利用現有的評價辦法。如生態(tài)狀況評價中4個指標的環(huán)境指數采用《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(試行)》(HJ/J 192—2006)中相應的計算方法;水環(huán)境中湖庫水體營養(yǎng)狀況評價采用《地表水環(huán)境質量評價辦法(試行)》(環(huán)辦［2011］22號)中綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法來計算監(jiān)測點位的營養(yǎng)狀態(tài)指數，并在此基礎上計算監(jiān)測點位水體營養(yǎng)狀況環(huán)境指數。

4.3 評價方法

4.3.1 環(huán)境空氣質量評價

環(huán)境空氣質量評價包括城鎮(zhèn)環(huán)境空氣質量和鄉(xiāng)村環(huán)境空氣質量共2個一級指標，城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村環(huán)境空氣質量各包括污染物的小時評價、日評價、年評價和酸雨狀況4個二級指標，其中小時評價和日評價代表短期空氣質量狀況，年評價代表空氣污染物長期情況。美國、歐盟和澳大利亞等均制定了污染物短期評價的允許超標時間，小時評價和日評價的高濃度的影響可以在年評價中得到體現，年評價能代表長期環(huán)境空氣質量，其高濃度影響相對較大，為了體現短期空氣質量，兼顧環(huán)境空氣對生物長期的影響，根據專家意見小時評價和日評價采用達標比例進行計算，而年均值采用插值法進行評價。酸雨是指pH＜5.6的降水［16］，危害很大，會對生態(tài)系統產生嚴重的影響，造成土壤酸化，還能使非金屬建筑材料表面硬化水泥溶解，是例行的監(jiān)測項目，因此把酸雨情況作為二級指標，且以非酸雨量所占比例為基礎計算其環(huán)境指數。

4.3.1.1 小時評價

小時評價項目包括 SO2、NO2、CO和 O3共4項，參與評價的污染物濃度有一項超過《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)二級標準限值，則為超標。小時評價環(huán)境指數=年度達標小時數×100/年度監(jiān)測小時總數。

4.3.1.2 日評價

日評價的項目包括 SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3共6項。其中前5項采用的是24 h均值，O3采用的是日最大8 h滑動平均。采用單因子評價，單項污染物濃度超過《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)二級標準限值，則超標。日評價環(huán)境指數 =年度達標天數 ×100/年度監(jiān)測天數。

4.3.1.3 年評價

根據《環(huán)境空氣質量評價技術規(guī)范(試行)》(HJ 663—2013)，年評價包括年平均濃度評價和24 h均值百分位數評價，參評項目包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和 O3共6項。對于沒有年均濃度限值標準的O3和CO，僅以24 h均值百分位數進行評價。對《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)中年均值和日均值不同級別標準濃度賦予環(huán)境指數值，根據參評污染物年均值濃度和24 h均值百分位數，采用插值法計算年平均濃度評價的環(huán)境指數和百分位數評價的環(huán)境指數。單項年評價環(huán)境指數為年平均濃度評價和百分位數評價環(huán)境指數的最低值。年評價環(huán)境指數 =min(SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3單項環(huán)境指數)。

4.3.1.4 酸雨狀況

酸雨狀況用酸雨狀況環(huán)境指數表征。酸雨狀況環(huán)境指數=(總雨量－酸雨量) ×100/總雨量。

4.3.2 水環(huán)境質量評價

地表水是水資源的重要組成部分，也是人類生活用水和土地灌溉的來源之一。集中式飲用水源地水質與人類身體健康息息相關，地表水和集中式生活飲用水源地水質是水環(huán)境例行監(jiān)測的重要組成部分，這兩者組成了水環(huán)境質量評價。

4.3.2.1 評價指標的組成

水環(huán)境質量評價包括地表水和集中式飲用水源地水質2個一級指標:地表水包括水質和湖庫水體營養(yǎng)狀況2個二級指標;集中式飲用水源地水質包括地表水水質和地下水水質2個二級指標，其權重見表1，其中二級指標水質包括河流和湖庫2個三級指標，其權重分別為P河流和P湖庫。P河流=區(qū)域內斷面所在不同河流年總徑流量之和/(區(qū)域內點位所在湖庫庫容總和+區(qū)域內斷面所在不同河流年總徑流量之和);P湖庫=1－P河流。

4.3.2.2 評價方法

4.3.2.2.1 地表水

水質評價包括河流水質和湖庫水質，評價指標為《地表水環(huán)境質量評價方法(試行)》中規(guī)定的21項，即《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)表1中除水溫、總氮和糞大腸菌群外的21項。水質評價涉及污染物濃度和流量2個方面，其中污染物濃度環(huán)境指數采用單因子評價法，將《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)表1中不同水質類別的標準限值賦予環(huán)境指數值，根據單項污染物濃度采用插值法計算單項污染物的環(huán)境指數，污染物濃度越大，其單項污染物的環(huán)境指數越低，以最差的單項污染物代表監(jiān)測點位的整體情況，即監(jiān)測斷面(點位)污染物濃度環(huán)境指數為所有評價污染物濃度所得環(huán)境指數的最低值。水質質量除考慮污染物濃度外，還要兼顧流量的影響，將監(jiān)測斷面流量所處范圍的不同賦予相應的流量系數，區(qū)域內河流水質環(huán)境指數為所有監(jiān)測斷面污染物濃度環(huán)境指數與流量系數的加權平均值。

湖庫水體營養(yǎng)狀況評價包括葉綠素a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數共5個指標，先計算湖庫各監(jiān)測點位的數據均值，再采用《地表水環(huán)境質量評價辦法(試行)》(環(huán)辦［2011］22號)中綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法計算湖庫的營養(yǎng)狀態(tài)指數，得到湖庫水體的營養(yǎng)狀況環(huán)境指數。湖庫水體營養(yǎng)狀況環(huán)境指數=100－綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數。

根據湖庫庫容所處范圍的不同賦予相應的湖庫系數，區(qū)域內湖庫水體營養(yǎng)狀況環(huán)境指數為區(qū)域內湖庫水體營養(yǎng)狀況環(huán)境指數與權重系數的加權平均值。

4.3.2.2.2 集中式飲用水源地水質評價

地表水水質評價項目包括《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)表1基本項目除化學需氧量和糞大腸菌群外的22項指標，表2補充項目(5項)和表3的優(yōu)選特定項目(33項)共60項。采用單因子評價法，參評項目若有一項超過《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類水標準限值，則此次水質為超標。地表水水質環(huán)境指數=全年地表水累計達標水量×100/全年地表水累計取水量。

地下水水質評價項目包括《地下水質量標準》(GB/T 14848—1993)中 22項(pH、總硬度、硫酸鹽、氯化物、高錳酸鹽指數、氨氮、氟化物、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氰化物、汞、砷、鎘、六價鉻、鉛);采用單因子評價法，當一項污染物濃度超過《地下水質量標準》(GB/T 14848—1993)III類標準限值時，則此次水質為超標。地下水水質環(huán)境指數=全年地下水累計達標水量×100/全年地下水累計取水量。

4.3.3 聲環(huán)境質量

鄉(xiāng)村一般比較安靜，聲環(huán)境質量只評價城鎮(zhèn)，包括區(qū)域聲環(huán)境質量和功能區(qū)聲環(huán)境質量?？紤]到夜間噪聲對人類休息影響很大，以人為本的原則，夜間聲環(huán)境質量權重設為0.6，晝間聲環(huán)境質量權重設為0.4。

4.3.3.1 區(qū)域聲環(huán)境質量

將《環(huán)境噪聲監(jiān)測技術規(guī)范城市聲環(huán)境常規(guī)監(jiān)測》(HJ 640—2012)城市區(qū)域環(huán)境噪聲總體水平等級劃分中不同級別的平均等效聲級賦予相應的環(huán)境指數值，根據區(qū)域晝間平均等效聲級和夜間平均等效聲級，采用插值法計算區(qū)域晝間和夜間的聲環(huán)境質量指數。區(qū)域聲環(huán)境質量指數=0.4×晝間聲環(huán)境質量指數+0.6×夜間聲環(huán)境質量指數。

4.3.3.2 功能區(qū)聲環(huán)境質量

根據《聲環(huán)境質量標準》(GB 3096—2008)，聲環(huán)境功能區(qū)分為5種類型，統計各類功能區(qū)的監(jiān)測點次和達標點次，計算功能區(qū)噪聲監(jiān)測點位達標率。功能區(qū)聲環(huán)境質量指數=(0.4×晝間監(jiān)測點次達標率+0.6×夜間監(jiān)測點次達標率)×100。

4.3.4 生態(tài)狀況評價

生態(tài)狀況的一級指標包括生物豐度指數、植被覆蓋指數、水網密度指數和土地退化指數，其環(huán)境指數的計算方法與《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范(試行)》(HJ/T 192—2006)一致。生態(tài)狀況環(huán)境指數=0.25×生物豐度指數+0.25×植被覆蓋指數+0.25×水網密度指數+0.25×(100－土地退化指數)。

4.3.5 土壤質量評價

土壤監(jiān)測工作具有特殊性和復雜性，為了使評價結果能充分反映土壤環(huán)境質量狀況并使評價體系具有可操作性，土壤質量評價包括土壤污染狀況調查區(qū)域內網格點的質量狀況和土壤例行監(jiān)測部分的質量狀況2個部分，其中土壤污染狀況調查(區(qū)域內網格點部分)數據評價能基本反映土壤環(huán)境質量狀況，土壤例行監(jiān)測數據評價部分可作為補充，能部分反映近幾年來部分土壤環(huán)境質量狀況。評價項目包括《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618—1995)中有標準限值的鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六(總量)和滴滴涕(總量)。

土壤環(huán)境質量評價采用單項污染指數法，計算公式:

式中:Pi為土壤環(huán)境質量中污染物i的單項污染指數;Ci測為土壤中污染物i的實測數據;Ci0為污染物i的評價標準值，即《土壤環(huán)境質量標準》(GB 15618—1995)二級標準。根據土壤監(jiān)測點位污染物濃度計算單項污染指數。

《全國土壤污染狀況評價技術規(guī)定》根據土壤點位單項污染指數將土壤環(huán)境質量分為5個級別。將單項污染指數分級標準賦予相應的環(huán)境指數值，根據土壤點位單項污染指數，采用插值法計算單項土壤點位環(huán)境指數，土壤點位環(huán)境指數為10個參評項目所得單項環(huán)境指數的最低值。

土壤污染狀況調查(區(qū)域內網格點部分)數據所得環(huán)境指數值(P土調)和例行監(jiān)測數據所得環(huán)境指數值(P例)為所有參評土壤點位所得環(huán)境指數的平均值。土壤質量環(huán)境指數 =0.80×P土調+0.20×P例。

4.3.6 區(qū)域環(huán)境質量綜合指數的計算

區(qū)域環(huán)境質量綜合指數(REQI)=0.30×環(huán)境空氣質量指數+0.30×水質環(huán)境質量指數+0.10×聲環(huán)境質量指數+0.15×生態(tài)狀況指數+0.15×土壤環(huán)境質量指數。

5 評價體系實證分析

四川省的成都、自貢、攀枝花、瀘州、巴中和馬爾康6個地區(qū)采用本評價體系進行區(qū)域環(huán)境質量評價，得到的區(qū)域環(huán)境質量綜合指數見圖1?？梢姡?個元素中環(huán)境空氣環(huán)境指數差距最突出，馬爾康最好，其次是巴中，最差的是成都。區(qū)域環(huán)境質量綜合指數，馬爾康環(huán)境質量最好，REQI達到了85以上，5個元素環(huán)境指數均位于前列;其次是巴中較好;自貢、攀枝花和瀘州較差;成都的環(huán)境質量綜合指數最低，REQI僅為61，特別是環(huán)境空氣環(huán)境指數和水環(huán)境指數均位于6個城市的最低值。馬爾康地處四川盆地西北部，青藏高原東部，邛崍山脈北段，屬高原峽谷區(qū)，環(huán)境質量總體較好;成都具有1 400多萬人，企業(yè)眾多，每年產生大量的生活和生產廢水，對水環(huán)境質量影響較大，環(huán)境空氣質量也較差。6個城市的環(huán)境質量綜合指數排名與實際情況基本相符。

圖1 區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系應用實例

6 結論

以環(huán)境監(jiān)測為基礎，采用征求專家意見的方法建立了區(qū)域環(huán)境質量綜合評價體系，包括環(huán)境空氣、水環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)狀況和土壤質量共5個要素，各要素包括多級指標，提出了該體系用于區(qū)域環(huán)境質量考核的方式，并將該體系應用于四川省6個地區(qū)的環(huán)境質量評價，評價結果與實際情況基本相符，結果表明，該體系簡單、方便，且具有很強可操作性。

通過每年采用評價體系對各個區(qū)域環(huán)境質量進行評價，得到各區(qū)域環(huán)境質量綜合指數，這樣各區(qū)域環(huán)境質量狀況和排名一目了然，可以直觀地體現各區(qū)域環(huán)境質量狀況及其變化趨勢，揭示地區(qū)環(huán)境質量惡化的主要因素，使大家認識到各區(qū)域間環(huán)境質量狀況存在的差距，引起主管部門的重視，分析原因并制定相應措施，使區(qū)域環(huán)境質量狀況有所改善和提高，本體系對環(huán)境管理具有積極的意義。

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