当前世界环境

介绍

铁矿石开采是果阿邦的一项主要经济活动，并推动了该邦的经济发展。矿业和采石业为该州经济贡献了约20.4%的GDP(国内生产总值)。¹采矿活动，无论大小，本质上都是对环境的破坏。采矿活动造成的环境恶化主要是由于不适当和浪费的工作做法造成的。对空气质量的影响程度取决于所开采矿物的种类、采矿方法、采矿活动的规模和集中程度，以及地质和地貌环境。果阿的采矿现在采用露天采矿法，机械化程度很高。²露天开采比地下开采对空气质量的影响更大。近年来，随着机械化采矿技术和重型运土设备的引进，这一问题进一步加剧。^3、4露天采矿活动产生的大气排放物的主要来源包括清理土地、清除覆盖层、运输道路上的车辆移动、挖掘、装载和卸载矿石材料以及覆盖层。运输道路产生的灰尘对大气中的颗粒物含量有很大贡献。与空气污染有关的问题已使发展中国家和发达国家的公众提高了对空气质量的认识。⁵因此，需要进行空气质量监测和评价，以防止和尽量减少采矿和其他人为活动造成的空气质量恶化。印度现有的空气质量评价和评估完全基于测量的污染物浓度水平是否符合国家环境空气质量标准(NAAQS)。⁶这种方法在一定程度上有助于维持期望的环境大气质量，但当污染物浓度低于NAAQS时，它并不能真正反映空气质量的恶化情况，因为NAAQS以标准的形式提供了一个上限浓度，并根据标准指定相应的空气质量。低于NAAQS的污染物浓度水平被错误地解释为公平和可接受的空气质量，但有时浓度高到足以造成严重的环境和健康问题。Dee等人还观察到，在许多情况下，这些标准被表示为可接受的选定参数的最高浓度限制或最大范围，以保持某些期望的质量。⁷更确切地说，标准的使用在管理和执行期望的政策方面是重要的，但它们不是评估环境质量的完整工具。⁶由于需要量化空气质素和追踪污染的演变，因此产生了大量的空气质素指数，以反映每天的污染状况。⁸空气质素指数也有特别的意义，因为;空气污染监测数据通常很复杂，一般公众无法理解。大数据往往不能以简单直观的方式向科学界、决策者和公众传达空气质量状况。这个问题可以通过使用环境综合指数来确定给定区域的空气质量指数(AQI)来解决，该指数将复杂的情况总结为一个ï´´，以便在时间和空间上进行比较。⁹Plaia和Ruggieri将空气质量指数定义为衡量空气质量对人类健康影响的一种简单易懂的方法。¹⁰制定了一系列空气质量指标。^11、12大多数指标都是以NAAQS为基准制定的。还有其他独立于NAAQS的系统，它们基于绝对环境质量尺度对空气质量的测量(考虑到污染物对生物物理、健康和美学属性的潜在影响)，而与NAAQS无关。¹³考虑到现有环境空气质量评估方法的缺点，本文试图遵循一个独立于NAAQS的“绝对”环境质量尺度上的空气质量贬值指数，该指数衡量空气质量的恶化(对污染物影响生物物理、健康和美学属性的潜力给予适当的权重)。⁶该指标是在数值函数曲线的基础上确定的，用于评价空气质量。这种方法在概念上类似于Dee等人开发的环境评价系统，用于评估与水资源有关的环境影响。⁷Sharma等人、Singh和Roy等人也分别将这一概念用于确定印度Raniganj Coalï ' s ' fields(印度)、恰蒂斯加尔邦Korba工业区煤矿区(印度)和印度东部煤田的空气质量状况。^14、6、13

材料与方法 研究区域

果阿是一个相对较小的邦，位于北纬14°53'54"和北纬15°40'00"之间，东经73°40'33"和东经74°20'13"之间，地理面积为3702公里²海岸线长达105公里。研究期间(2011年1月至2012年12月)的平均风速为0.64 m/s，其中78.7%的记录资料为0.5 ~ 2.1 m/s, 21.03%的记录资料为平静状态。持续时间最长的主导风向为西风。研究期间记录的最高温度为30°C，最低温度为11°C。平均相对湿度在35%至97%之间。研究区域的地理面积为1513公里²(位于北纬15°16′至15°38′，东经73°50′至74°17′之间)，是为了更加关注采矿和辅助基础设施对原始环境的区域影响这一关键主题。研究区域包括采矿和相关活动，仅限于有效的采矿租约和核心采矿活动周围5公里处。图1描绘了研究区域的地图以及环境空气质量监测地点。

图1:环境空气质素监测 研究区域内的站点 点击此处查看图

抽样与分析

采用细颗粒物采样器(Envirotech-Model APM 550 MFC)和呼吸性粉尘采样器(Envirotech-Model APM 460)对该地区进行了系统的环境空气质量监测，以获得该地区空气质量参数的总体情况。在季风后、冬季和夏季采集了SPM、PM的24小时环境空气样本_10，所以₂也没有_X作为监测和分析标准提供。为了监测这些标准污染物的环境空气质量，根据IS: 5182第XIV部分提供的选择标准，选择了34个具有代表性的环境空气质量站。¹⁵在34个监测站中，选择8个监测站在矿山，12个在核心采矿活动周围的缓冲区，其余14个在矿石运输路线，以强调和描述造成标准污染物的来源。表1列出了监测地点的详细情况及其各自的坐标。

表1:环境空气质素 研究区内的监测站 点击这里查看表格

结果与讨论

为了评估研究区域的空气质量状况，遵循了CPCB环境空气质量参数采样和测量指南。对点₁₀,所以₂也没有_X遵循2009年NAAQS标准和1994年NAAQS标准。NAAQS为SPM, PM₁₀,所以₂也没有_X如表2所示。SPM、PM的浓度水平₁₀,所以₂也没有_X表3、图2、图3、图4、图5所示。SPM、PM浓度水平的空间分布₁₀,所以₂也没有_X如图6所示。

图2:平均浓度 研究区域的SPM水平 点击此处查看图

图3:平均浓度 PM水平10在研究区域 点击此处查看图

图4:平均浓度 SO水平2在研究区域 点击此处查看图

图5:平均浓度 NO水平X在研究区域 点击此处查看图

图6:年平均值的空间分布 (一)SPM (b)点10，(c)所以2和(d)X浓度 研究区域的水平 点击此处查看图

表2:国家环境空气质量标准 点击这里查看表格

表3:环境空气质素监测 结果:果阿铁矿矿区 点击这里查看表格

监测结果表明，颗粒物质是果阿矿区主要的污染物质，主要表现为细颗粒物和PM的浓度水平₁₀都超过了NAAQS标准。SO的浓度₂也没有_X几乎所有的监测站都发现了低于标准的污染物。一般来说，在矿山之后的矿石运输路线上发现颗粒物质浓度较高。这说明运输是果阿铁矿矿区最具破坏性的活动。运输路线中微粒物质的主要来源是空气动力压力引起的粉尘悬浮和再悬浮、运矿翻车车的矿石粉尘溢出以及轮胎、制动器的磨损等。

空气质素折旧指数

本研究采用的空气质量贬值指数试图在0到-10之间的任意尺度上衡量空气质量的恶化程度。指数为“0”表示最理想的空气质素，与所考虑的污染物的最佳空气质素相比，并无下降;而指数为-10则表示最大的下降或最差的空气质素。指数数值由0至-10的减少，表示空气质素从最理想的水平逐渐下降。空气质量折旧指数计算公式如下:


在那里,AQ_部=空气质量下降指数AQ_我= i的空气质量指数值^th参数连续波_我= i的复合权重^th参数n =总数目。AQi的数值由值函数曲线得到。在值函数曲线中，0表示最差空气质量，1表示对应污染物浓度的最佳空气质量。典型的SPM, SO值函数曲线₂,没有_X(TSP x SO)₂)分别如图7、8、9和10所示。CW的价值_我式(1)中，计算公式如下:

在那里,太瓦_我= i的总重量^th参数太瓦_我=一个_我+ BPIW_我+ HW_我(3)式中，AW_我=该参数的美学权重BPIW_我= i的生物-物理冲击重量^th参数

图7:悬架的价值函数曲线 颗粒物(Jain et al.) 点击此处查看图

图8:价值函数曲线 二氧化硫(Jain et al.) 点击此处查看图

图9:的价值函数曲线 氮氧化物(Jain et al.) 点击此处查看图

图10:价值函数曲线 为TSP × SO2(卢哈尔和卡纳) 点击此处查看图

计算TW_我，主观地赋予AW一个1到5之间的重要权重_我, BPIW_我和HW_我(即对于I^th污染物)由一组评估人员或专家评估。最不重要的作业是1分，最重要的评分是5分。然后根据式(2)和式(3)对权重进行汇总。不同污染物的复合权重的分配和计算如表4所示。AQ的值_我和AQ_部，根据式(1)计算，如表5和图11所示。

表4:的赋值与计算 不同污染物的复合重量 点击这里查看表格

表5:价值函数和Aq部果阿铁矿矿区不同采样位置的数值分析 点击这里查看表格

图11:空气质素下降 在不同的监测站 点击此处查看图

将空气质量贬值指数应用于果阿铁矿矿区的环境空气监测数据，作为一种更现实地衡量空气质量贬值的指数。通过空气质量指数可以很容易地评价果阿铁矿矿区的空气质量恶化情况_部值。空气质量从最理想值0明显下降，如AQ_部所有站点的值均< -1。基于观测计算的AQ_环保局,其中，阿莫纳村(A25)的空气质量折旧率最高，其次是松市村(A28)，折旧率分别为4.35和4.099。空气质量指数为A11的坦布迪苏拉的空气质量下降幅度最小_部值为1.443。该地点空气质量下降最低的原因是由于其距离矿山和相关活动(如矿石运输)较远，以及该地区植被繁茂。总的来说，矿石运输路线沿线的空气质量下降幅度最大，其次是矿山。缓冲区空气质量的下降幅度也相当大，但低于矿石运输路线和矿山。由此推断，矿石运输是果阿铁矿矿区最具破坏性的活动，需要采取有效的缓解措施，加强监管，控制空气质量的恶化。在矿井内也需要采取有效的缓解措施。这种方法可以检测到即使是边际变化也会导致空气质量恶化的程度，但现有的环境空气质量评估方法，即污染物的测量浓度与NAAQS的比较，除非测量浓度超过NAAQS，否则无法令人信服地归类为不可接受或不合格。在超过标准之前，没有迹象表明空气质量会恶化到真正可接受的水平。从研究区污染物的测量浓度可以清楚地看出，许多站点的SPM浓度水平超过了NAAQS年标准，PM浓度水平也超过了NAAQS年标准₁₀在大部分站点，而SO的浓度水平₂也没有_X在几乎所有采样站都远低于NAAQS。这个数字并没有提供有关该地区空气质量的有意义的情况。只有当所有污染物都超过NAAQS标准时，这种情况才会显著，但这种情况在研究区域并不普遍。因此，简单地将污染物的测量浓度值与NAAQS进行比较，可能并不能真实地反映整体情况。Singh(2006)计算了AQ_部指数使用naaqs值为每个污染物，并观察到一个相当退化的情景(AQ)_部= - 6.0320)。这进一步证明，现有的评估制度未必是评估空气质素的最佳方法。空气质量折旧指数是一种更清晰的方法，甚至可以获得空气质量的边际变化。折旧指标的应用能很好地反映环境空气质量状况。它提供了空气质量从期望值0的整体恶化。由于空气质量指数的计算与国家环境空气质量标准中污染物的测量浓度的简单比较相比，本评价采用的指标具有优越性_部每一种污染物的NAAQS指数都给出了足够高的数值，表明空气质量明显下降。因此，将污染物的测量浓度与NAAQS进行简单比较的方法并不能真正达到评价空气质量的目的。在这种情况下，空气质量折旧指数可以是一种宝贵的工具，用于绘制空气质量的周期性恶化及其对环境造成损害的可能性。采用这种指数来监测采矿集群内及其周围的空气质量，将有助于以一种更加现实和有意义的方式评估和比较印度不同矿区的空气质量。由于空气质量贬值指数不受污染物种类或数量的限制，也不受地理位置的限制，因此可以很容易地用于不同的情况、地点和应用。

结论

本研究采用空气质量折旧指数对果阿铁矿矿区的环境空气质量进行评价。该地区空气质量的恶化十分明显，因为空气质量指数_部所有监测位置的值均为< -1。总的来说，在矿石运输路线上，空气质量下降最多，其次是矿山。交通运输沿线的高折旧率表明，交通运输是对空气环境最具破坏性的活动。根据观察结果，该研究描绘了需要制定有效的管理计划，以减轻运输路线沿线以及矿山内部和周围的污染负荷。严格执行载重限制和车速限制可能是减少交通沿线颗粒物排放的一个针对性的解决方案。在繁忙时间，应禁止运输矿石。

确认

作者感谢印度政府环境与森林部提供的ï财政支持和印度矿业学院在研究过程中的宝贵支持。其中一位作者还感谢人力资源开发部提供的财政支持。

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