发布时间:2023-10-08 10:05:05
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本课是苏教版《科学》教材四年级上册《我们周围的空气》单元的第四课。本课通过组织学生进行憋气活动认识空气也是生命之源,再来讨论对我们周围的空气是否满意,引出我们周围的空气被污染了,从而寻找空气污染的原因及其产生的危害,增强大家保护空气的意识,想办法采取措施来防治空气污染。
在学习本课之前,学生已有了一定的生活经验,通过自己平时的观察也发现了空气正在变得不洁净,也初步感受了空气污染的危害,但是对空气是生命之源可能感受不是很深。在本课的学习中,将通过情境设置,学生进行憋气活动,使他们感受到空气对生命的重要性,但是只有洁净的空气才能使人健康,从而引出对空气污染及保护的大讨论。
本课的教学目标是:
过程与方法
1能调查搜集当地空气污染状况,了解污染原因及防治空气污染的措施;
2能用对比实验的方法,研究车辆尾气对人的影响。
知识与技能
1知道空气也是生命之源;
2了解空气污染的主要原因、危害及防治。
情感、态度与价值观
1关心自己生存的空气环境,能针对当地空气污染的主要原因积极提出建议;
2意识到科学技术会给人类与社会发展带来好处,也可能产生负面影响。
教学过程设计
一研讨空气的重要性
1师:在三年级的时候,我们已经学习了《水是生命之源》,你知道还有什么也是生命之源?
学生回答,结合学生的回答,教师并进一步追问:为什么空气也是生命之源?
教师结合学生回答,并进一步谈话:要不我们体验一下憋气30秒的感觉。
2憋气活动:学生坐在位子进行憋气,大屏幕上计时开始。要求:学生感觉不舒服就站起来。(出示多媒体)
3师:憋气时,你有什么感觉?你能一直憋下去吗?为什么?
学生回答。
4师:对,(出示多媒体)人的生命活动离不开空气,陪伴我们生活在地球上的数不清的动物、植物,他们和人类一样都离不开空气。因此空气也是生命之源。(多媒体出示课题)
二、研讨空气污染
1探究我们周围的空气的污染
谈话:你对我们周围的空气满意吗?为什么?学生回答(满意或不满意)并追问:为什么?并进一步追问:你是怎样知道的?
2你们通过观察、调查等方法,知道我们周围的空气并不清洁,那还有什么方法来验证周围的空气并不洁净?学生回答(做实验)。并进一,全国公务员共同的天地步追问:怎么做?【对比实验:操场与微机房,有无尾气、有无油烟、有无灰尘等】
3探究我们家里的空气的污染
师:现在请把我们的眼光转移到自己的家里,让我们注意一下,我们家里的日常生活,想一想,找一找,我们家里有没有污染空气的家用设备?我们家里没有污染空气的行为?
学生交流,汇报。(出示多媒体)
4讨论:科学技术发展和越来越舒适的生活与空气污染有什么关系?
师:随着科学的发展,人们发明了冰箱、洗衣机、电视机、汽车、摩托车等家用设备,使我们的生活越来越舒适、越来越幸福。那么我们这些家用设备与今天的空气污染有没有关系呢?
学生讨论交流,汇报。(出示多媒体)
结合学生回答,师提问:(1)既然汽车、摩托车在行驶过程中造成空气的污染,那么我们外出时该怎么办呀?(步行、骑自行车等)进一步追问:为什么?(2)既然清香剂、杀虫剂污染空气,那有了蚊子,蟑螂怎么办?进一步追问:为什么?(3)含氟冰箱,空调都污染空气,那我们应该使用怎样的冰箱,空调?
5探究我们周围的空气不都是污染的
师:你们有没有去过医院?你知道医生为什么戴口罩?在非典时期人们外出也要戴口罩,为什么?(出示多媒体)
师:你到过公园或花园吗?(出示多媒体)假如你来到这里,还见到人们戴口罩吗?为什么?(树木花草)
师:我们都看过电视,你见到过天气预报中的空气质量指数吗?教师结合介绍空气质量指数,
三、空气污染的危害
1提问:看来,我们周围的空气已经不同程度的受到污染,污染的空气对生命体有什么影响?让我们看看科学报道:空气被长期污染后造成的危害。(出示多媒体)
2学生阅读
四、研讨保护空气的措施
1师:通过阅读,你知道了什么?既然空气受到了污染,空气又是生命之源,我们应该怎么做?
2学生回答。结合学生的回答,并进一步追问:为什么?(步行、骑自行车、种植树木花草)进一步说明空气是生命之源。现在是植树造林的好时节我们应该怎么做?(植树造林意义)
3除此之外,我们还可以做些什么?
学生回答,可以用画图、写标语、诗歌等形式来宣传保护空气的有效措施。
2小组讨论并记录。
3师:经过刚才的讨论,相信大家已经找到了一些改变空气质量的好措施了,请大家来交流交流。
关键词:
空气污染;监测;建模
近年来,随着我国工业企业的迅猛发展,人们的生活水平逐渐提高,人们也越来越重视空气质量和居住环境,但是,在经济迅猛发展的同时,各种不断发展的企业也给环境造成了巨大的破坏,使得我国的空气质量大幅度下降,在我国的大部分地区都出现了不同程度的雾霾天气,给人们的生活带来了许多负面的影响,因此,治理空气污染就成为了人们热议的话题。但是,要治理空气污染,必须要先做好对空气污染的监测和建模工作。通过对空气污染的监测数据进行建模,从而根据监测数据,对污染环境的工业进行整治,最终提高空气质量。
1浅谈空气污染监测
1.1空气污染监测的必要性
人类社会的发展一直都伴随着对自然环境的破坏,这带来了严重的环境污染问题,主要表现在水污染严重、空气质量下降、森林面积减小三方面上,其中,空气质量下降是对人们影响最为广泛的,例如:pm2.5、二氧化硫等可吸入颗粒物以及有害气体可以进入人体,对人的消化道以及肺造成较大的损害,而悬浮在空气中的颗粒物会使空气能见度降低,严重威胁人们的出行安全。由此可见,空气污染问题已经严重影响到了人们的正常生活,因此,必须要治理空气污染,而要治理空气污染,就必须对空气质量进行监测,这样才能对空气质量有较深入的了解,相关部门才能正确做出决策,选择正确的方法来改善空气污染的现状。
1.2空气污染监测的现状
建国以来,我国一直致力于发展工业,综合国力水平大幅度提高,但是却严重的污染了环境。为了改善环境污染,我国已经颁布了一系列的环保条例,并将环境监测作为环境保护的一项基础工作,形成了较全面的监测范围,具有很强的专业性。目前,我国已经在各地方设立了环境监测站,引进了先进的仪器设备对空气污染进行监测。主要是对环境空气进行监测,测定空气中污染物的成分、含量等信息,并通过这些信息对空气环境质量进行评价。现阶段,我国的空气污染监测主要分为环境空气污染源监测、环境空气质量监测、特定目的应急监测等三种,在整体的环境监测上并没有漏洞,但是由于采取的一些监测手段,设备等较为落后,导致监测结果不够准确,因此,需要采取一些更为科学的监测措施进行弥补,同时还要加快对监测技术的革新。
1.3加强空气污染监测的方法
空气污染监测与人们的生活密切相关,所以做好空气污染监测工作是极为重要的。工作人员首先要做的是明确监测内容,当对空气污染源进行监测时,主要监测的是烟尘、粉尘、二氧化硫等物质;当对空气质量进行监测时,主要监测的是二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、可吸人悬浮颗粒物等物质。其次,工作人员要对所使用的仪器进行定期的护理,防止因设备出现故障而导致无法收集数据或监测结果出现偏差。除此之外,监测工作的准确度还取决于使用设备的先进程度,所以环境检测站的工作人员要注意引进先进的空气污染监测仪器和空气质量分析设备,使得工作人员可以及时地总结出空气污染指数及相应的空气质量等数据,这样才能切实加强空气污染监测工作的准确度。
2空气污染数据建模的概述
2.1空气污染数据建模的必要性
首先,对空气污染数据建模是对空气污染监测工作的补充,因为一组空气污染数据只能代表该地区在某一时间的空气质量,而不能反映出在接下来一段时间的变化趋势以及对周边地区的影响,但是空气总是相对流动的,每个地区的空气质量变化都会对其他地区的空气质量造成影响,这就体现了对空气污染数据建模的重要性。科学、合理的进行建模会大大的提高空气质量检测工作的效率,建模得到的数据也能在很大程度上反映出一大片区域在近些时间段内的空气质量变化。这样虽然在前期的工作量会加大,但是在建模之后,就会大大减少监测工作的工作量。
2.2空气污染数据建模的注意事项
空气污染数据建模是一项复杂的工作,需要考虑多方面不同的因素,这其中最应该注意的是要明确空气污染监测的监测对象,空气污染监测主要包括污染源对环境影响的监测和城市环境空气质量的监测,这两种应该分开进行讨论,如果是前者,建模所考虑和调查的主要因素就是污染源,从污染源出发讨论对空气造成的影响;如果是后者,应当监测的数据就变成了空气质量,通过对空气质量的监测,探讨该片地区污染物的分布规律,从而进行治理。除此之外,还要确定污染源的状况,不同的污染源应该采取不同的方式进行建模工作,相关人员应该事先调查清楚污染源的状况和分布,确保建模工作的顺利进行。
2.3空气质量监测点的选取原则
合理地选择空气质量监测点是空气污染建模工作的重中之重,不同的监测点应当具备不完全相同的地质地形条件,每个监测点都应当由其代表性,例如:不同的污染源、不同的海拔高度、不同的土壤条件等等,只有把所有的情况都考虑进去,建模的结果才会更加准确。除此之外,还需要考虑建模工作的实际情况,如果只是间实行的进行监测,就需要多设置一些监测点,防止出现偶然情况,使得建模结果出现较大的偏颇;如果是要进行长期的监测,就少设置一些监测点,毕竟过多的监测点会消耗掉大量的人力物力。工作人员应当充分考虑监测点的选取,形成一个覆盖全地区的监测点网,更好的完成空气质量监测工作。
3结束语
空气质量监测工作的重要性不言而喻,我国的空气质量监测工作虽然也在迅猛发展,但是其中还是存在着或多或少的问题,这些问题的存在使得工作人员对于空气质量的预报总是不那么准确,但是,相信当空气质量的监测部门做好空气质量监测与建模工作以后,我国的空气质量预报的准确度会逐步提升,只有这样,环境保护部门才能有针对性的采取一定措施来治理空气污染,使得我国的空气污染程度得到控制,人们的生命安全得到保障。
参考文献
1.2浅谈现阶段空气污染监测现状我国的空气监测起步较晚,但是发展速度很快,相关部门根据实际情况制定了众多的措施,并取得了良好的成效。环境监测是环境保护的基础性工作,它具有涉及面广、专业性强和投资大等特点。为了能够提高全国空气监测工作的质量于效率,国内环境部门将已经在全国组织监测网络。除此之外,国家也制订了统一的监测原则,在各地方设立了环境监测站,充分发挥了各方面的技术人才的优势,同时引进众多先进设备,大幅提高了我国空气监测的工作的质量。我国的空气质量监测人员应用了科学合理地监测与测试数据的技术,使我国的空气质量监测水平不断提高,逐渐的在世界占据领先地位。在我国广大空气质量监测人员的不断努力的基础上,国家仍在不断地完善环境保护法律,促进我国环境监测工作进一步地展开与加强。现在空气环境监测工作主要是运用各种方法连续或者间断地测定环境空气中污染物的性质、浓度进行分析,并评价空气环境质量的过程。现在国内监测环境主要分为环境空气污染源监测、环境空气质量监测、特定目的应急监测等三种。经过近20年的发展,我国的空气质量监测体系逐渐完备,整体环境监测工作并无漏洞。但是仍然在一些细节工作存在问题,这需要我国的空气质量监测人员不断总结经验,并根据实际工作情况作出合理的调整,争取最大程度的提高我国空气质量监测工作的质量。
1.3加强空气污染监测的办法空气污染监测工作与人们的日常工作、学习息息相关,做好空气污染监测工作才能制定出更为有效地保护环境方案,因此,如何提高我国空气污染监测质量就显得极为重要。为了能够提高污染监测质量,监测人员首先需要对有关空气质量的法规、技术标准、污染测定方法及对测定仪器有着足够的了解。其次,监测人员要规范空气监测手段,在进行监测时一定要秉着科学的态度进行监测工作,确保监测数据和信息的及时、准确、可靠。另外,空气质量监测人员要掌握进行空气污染建模的步骤,只有科学的空气污染建模,才能使污染检测更加科学、高效。影响空气污染监测的因素有很多,这需要监测人员有着足够的监测工作经验,并在工作中能够积极学习优秀的污染监测案例,总结经验,尽可能的提高监测工作的质量。
2浅谈空气污染建模
2.1进行空气污染建模的意义科学、合理的布点建模工作可以大大地提高空气质量监测工作的效率,得到的监测的数据也会更加准确,能够更加真实地反映大气的污染状况。进行空气污染建模工作的重点就是合理选择空气污染监测点,它直接影响到监测结果的代表性和精度,合理的检测地点可以减少监测工作的工作量,也可以提高所得数据的精准度。因此,合理的进行空气质量监测、科学的选择检测地点是监测质量保证的重要环节。
2.2进行空气污染建模的注意事项
2.2.1明确监测的目的,在空气污染监测体系中,包括城市环境空气质量的监测和污染源对环境影响的监测,目标不同,它们的监测目的是不同的。这需要城市环境空气质量的监测,主要是为了调查环境空气中污染物的时空分布规律以及对敏感体的暴露情况,进行污染对环境影响的监测,主要是为了掌握污染源的变化趋势以及排放污染物的规律。
2.2.2确定污染源的状况,不同的污染源的建模方法不尽相同,因此,在进行分布建模之前,需要相对调查范围内及附近范围污染源的分布、排出量等因素进行综合的调查及分析,确保空气污染建模工作能够顺利进行。
2.3空气质量监测点的选择合理的进行空气质量检测点的选择是科学的进行空气污染建模的重中之重,进行空气质量检测点的选择主要考虑以下两个方面:其一是监测点的代表性,其二是检测点的数量。从代表性来讲,由于每个监测点所代表的作用是不同的,每一个监测点都有特殊的作用如是代表一定的功能区,代表污染源的影响、代表区域环境背景等,因此,进行监测点的选择要综合考虑当地的空气污染源、污染度、地形地势、监测任务的周期等众多问题。从检测点的数目来讲,如果监测任务是暂时性的,同时需要得到精度较高的监测数据,就需要增大样点的布设范围,对于需要布设众多监测点的情况下,可以选择各种布点方法,例如规格网格法、扇形布点法等。对于长期的定点监测,则不能够设立过多的监测点,这将需要花费大量的资金,因此需要采用按人口和功能区布点法。以上所述的两点因素对监测工作后期的布点建模有较大的影响,还有一些次要因素如地形特征,风力情况等也会对检测工作造成影响,。因此在监测工作中监测人员必须考虑全部因素,才能形成有代表性的布点建模,更好地完成空气污染监测工作。
We all know that clean air is important to good health. wherever you go and whatever you do, you are always surrounded by a sea of gases that we call air. If there are impurities in the air, they may be absorbed by our bodies and make us ill. We need clean air, but unfortunately , air pollution is globally present , especially in cities.
Many large cities are anything but pollution-free. Our cities have many factories, which we need to make food, clothing and other things. Every year these factories pour millions upon millions of tons of smog into air. Power plants and houses that burn coal add greatly to air pollution. Besides , there are more cars in cities now. Once out on the streets, they will take in fresh air and replace it with poisonous gases.
Our country is trying hard to prevent and control air pollution. As long as every citizen also realizes its importance and makes join efforts, the day will come soon when people will take in only clean air. Then , the sunlight will no longer be blackened out by smoke and soot.
【参考译文】
【关键词】净化技术 空气质量 空调系统
首先让我们先了解我们的空气,我们的空气是混合物,它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体,这些恒定成分维持基本不变,这是自然界各种生态变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如,在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同,而分别含有氨气、酸蒸气等。另外,空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说,空气的成分一般是比较固定的。
一.空气污染的根源
空气污染的根源分为室内空气污染源和室外空气污染源两种。首先室内空气污染是与我们日常生活息息相关的,其污染源主要是装修使用的各种乳胶漆,家具漆面,海绵,塑料等工业产品,有可能不注意就会造成多方面的室内空气污染,再有就是家用电器静电吸附灰尘污染;室内空气流通不畅或者长期使用空调并不能及时进行清洁,这些都会产生残留有害细菌造成空气污染;家里有老人、病患、小孩、宠物同生活,会造成细菌多方面携带并传染。这些都是一些家庭所没注意到并一直在发展中,从而造成病毒性病变的空气污染。其次室外空气污染,其污染源主要表现在工业污染和公共场所污染。高热量的挥发都会附着灰尘并沉淀造成粉尘空气污染;工业空气中所残留的氨气酸蒸也就是我们说的“酸味”造成空气污染等等。所以我们的生活需要有质量的呼吸环境就需要净化空气,净化空气成为我们现在的重点。
二.空气净化的原理及方法
空气净化主要是靠物理作用而不是靠化学方法,除去空气中的生物粒子,以及其他各种颗粒。空气净化技术的目的是通过一整套清洁技术保持一定空间内空气达到规定的洁净度。
空气净化方法主要有以下几方面:
1)整体净化。整体净化可分为层流型净化和湍流型净化。层流净化是指空气由一侧全面地以匀速流向另一侧,以保证室内的尘粒或细菌不向四周扩散而平稳的被平推出室外,而达到好的除菌效果。
高效过滤除菌技术:保证空气的洁净主要靠高效或超高效过滤设备。设备向特定的环境内输送洁净的空气,洁净空气退出污染的空气以保持空气的洁净度。
过滤的原理:①网截阻留;②筛孔阻留;③静电吸引阻留;④惯性碰撞阻留和布朗运动阻留。
滤材的结构:滤材级别多数为高效级或超高效级滤材,所用滤材一般有:玻璃棉制滤材、高级纸浆制滤材、石棉纤维制滤材、过氯乙烯纤维制滤材等。高效滤材对空气中0.5μm的颗粒的阻留率能达到90%~99%,超高效滤材可阻留0.3μm 的颗粒99.9%以上。可见过滤洁净技术是一种综合技术。
2)局部净化。局部净化的方法有:
1.洁净层流罩:洁净层流罩是医院使用局部空气净化的装置。一般可构成垂直层流方式,四周用透明围幕。整个罩内可保持较高洁净度的空气。这种洁净层流罩可用于免疫功能低下病人的治疗保护,所以也称无菌病床层流罩。
2.净化操作台:采用水平或垂直层流方式来净化小空间内的空气,可使操作台内的空气净化达到很高级别。
3.静电吸附除菌净化技术:静电吸附除菌是利用电除尘的工作原理,在小型化技术方面有所创新。①采用细线放电极与蜂巢状铝箱收集极形成级线装置;②采用镜象力荷电吸附作用。
目前有一种三级过滤净化装置,即预净化――高效净化――活性炭吸附,采用组合式正离子静电吸附除菌技术,并通过大风量的空气来净化,以保证室内空气净化次数,较好地解决了重点房间如医院的手术室、 ICU病房 、母婴病房、血液透析室等有人情况下的空气持续消毒的问题,可使医院室内空气的净化洁净度达到 10 万级 ――1 万级。
4.负离子净化技术:负离子是一种带负电的化学基团,能发生可逆性变化,存在时间极短,本身并无杀灭微生物的能力,主要是靠带电离子与空气中的微粒特别是微生物颗粒结合,形成多个颗粒凝聚变大从而迅速沉降,使空气达到净化的目的。空气中负离子只有在具备某些化学性质时,如活性氧离子等,它们才具有侵害蛋白质的能力从而杀灭微生物,因此负离子对空气净化的能力比较有限,对空气中微生物粒子清除率只能达到 70%~90% 。
三.如何将空气净化应用在空调送风中
首先最常用的方法就是保持室内通风良好,每天要在阳光充足的时候开窗通风一小时左右。对于改善老人、小孩、病患的呼吸环境就要借助空气净化器。为了避免二次污染,可以设计一种和暖通空调相结合的空气净化仪器,将此应用在送暖通风中。除了空调本身的滤网外,可以在滤网上加一层纳米技术,使用多层过滤,这样在空调送风送热的过程中就会先进行空气吸入循环,致使重金属附着纳米网,灰尘附着空调网已达到净化空气的目的。还应设置外置过滤存储器,这样就能直视空气过滤后的留下的污染物,以达到能够进行及时清理的目的。另外还可以设计一套智能装置,当空气达到污染指标时,空调会进行人工提醒,要求更换过滤网。目前市场上的空调还没有提醒这一说,尤其是在大的公共场所空调智能提醒尤其重要。
四.空调整体节能有利于改善环境
随着人们生活水平的提高,对于空调系统的应用越来越广泛,对于不可再生能源的消耗也在逐步增加,这种情况将会导致生态环境的破坏愈演愈烈。 那么这就要求我们在生活中要节能减排尽量减少能源的消耗。
降低空调房间负荷,是空调系统节能减排的基础,要想降低符合就需要分析空调房间的运行情况,确定影响房间负荷的各种因素。根据影响房间负荷的因素特征,来确定室内环境的空气质量。根据不同的空气质量选择结合不同的空气净化装置,这就是合理优化的设计理念,合理的设计不但能更好的改善空调的送风质量,还能够更小的减少能源消耗降低空气污染。
五. 结束语
随着经济社会的不断发展,人们越来越重视生活的质量,环保低碳理念越来越深入人心。同时更加关注节能减排的重要性。我们空气净化与暖通空调设计企业与人员身上的担子也随之加重,面对人们更高的生活质量的要求,我们的系统设计人员要不断的增强理论知识与专业技能,只有不断的学习,才能使得我国在暖通节能与空气净化系统设计领域中处于领先的地位。
即使孩子到了2岁,也建议少吃巧克力。首先,巧克力中含有咖啡因,有提高兴奋性的作用,可能会影响孩子正常的休息。其次,巧克力尤其是国产巧克力大多加了不少糖,如果孩子吃得太多,就会养成喜吃甜食的坏习惯。再次,巧克力的营养价值不高,但能量高、脂肪含量高,如果孩子在饭前吃,可能会影响食欲,从而打乱正常的进餐规律,养成挑食偏食的坏习惯,对生长发育不利。最后,巧克力还有一定的致敏性,可能导致孩子过敏,产生危险。
因此,建议孩子越晚吃巧克力越好,而且要控制量,一颗糖大小就可以了,千万不能抱着一整块啃。
(摘自《生命时报》)
空气污染 儿童最受伤
共享一片天,空气受污染,谁也逃不掉。由于儿童自身的特点,更容易因为空气污染而受到伤害。尤其是在室外污染环境中逗留时间长或营养不良的儿童,前者因为摄入污染物量更大,所以更危险,后者则因为儿童本身就脆弱,所以抗风险能力差。
儿童天生怕空气污染
儿童身材矮小,呼吸时离地面更近,再加上在室外逗留的时间比较长,所以暴露在污染环境中的机会也更多。
除此之外,儿童的气道更窄,所以污染物可引起成倍于成人的气道阻塞。而儿童正处于发育中的肺脏等器官也更容易因为空气污染而受影响,导致发育不良。
如何缓解空气污染带来的伤害
远离污染环境无疑是最好的办法,但几乎不可行。借用美国环境保护局推荐的预防措施,给家长一些可行性建议:
要通过空气质量指数选择户外活动的时间,以此来降低风险。一些组织会在自己的网站上实时空气质量指数,家长应该频繁关注,据此增加或减少孩子户外活动的时间。
可戴专业的防护口罩,同时增加维生素C和维生素E的摄入量。一些有基础疾病如哮喘等症的孩子,可在医生的指导下服用抗氧化制剂。
(摘自《健康时报》)
男性带大的孩子智商更高
美国耶鲁大学的一项研究成果表明,由男性带大的孩子智商更高,他们在学校里的成绩往往更好,将来走向社会也更容易成功。这项调查持续了12年,对各个年龄段的孩子进行跟踪调查,从而得出如上结论。
甘肃省体育科研所研究员王东良认为,坚持健身有必要,空气有污染的时候则应采取一些措施进行保护。“健身不能因噎废食,”长期从事高原训练和国民体质监测研究的王东良说,但这里面有个权衡利弊的问题,解决问题的关键,就是用科学方法,采取必要措施,尽可能减轻污染对身体的伤害。“如果给出一个针对性的建议,我认为只能是减少室外活动,选择在体育场馆里健身,”王东良说,空气污染较重时,不适宜在户外进行剧烈运动,比如踢足球、打篮球和长距离跑步。
他还给出两条建议,第一是选择好时间段,一天当中空气污染程度并不相同,清晨雾气中含有较多的有害化学物质、尘埃和病菌,地面空气污染重,因此日出前不适宜运动;第二是适度,健身“贵在适宜、重在坚持”,每个人应根据自己的体质安排运动量。
“其实,等太阳出来再健身,健身掌握住度,这些都是基本常识,不管空气质量如何都需要注意。只不过在污染较重的空气状况下,这些方面的重要性更为突出罢了,”王东良说。甘肃省体工一大队全民健身综合馆副馆长刘海生也认同这种观点。他说,没必要因空气不好而干脆放弃健身,但要注意运动强度应与污染程度成反比。
外出运动看空气质量
专家建议,喜爱户外运动的人,除了关心天气晴雨外,最好多关注空气质量,根据空气污染指数和空气质量状况,决定是否外出运动。
根据空气污染指数(API)不同,空气质量状况分为优、良、轻度污染、中度污染、重污染。空气质量状况为优、良时,市民可正常活动。空气质量状况为轻微污染、轻度污染时,易感人群症状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状,建议心脏病和呼吸系统病患者应减少体力消耗和户外活动。空气质量状况为中度污染时,心脏病和肺病患者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群中普遍出现症状,建议老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内,并减少体力活动。空气质量状况为重污染时,健康人群运动耐受力降低,有明显强烈症状,提前出现某些症状,老年人和病人应当留在室内,避免体力消耗,一般人群应尽量减少户外活动。
尽管治理环境、改善环境质量已经成为一种共识,但在现实操作中,其重要性又往往被忽视,这在很大程度上是由环境质量这种“商品”本身的属性决定的。从经济学角度看,环境属于公共品,虽然其质量的改善对于改进居民的福利至关重要,但由于缺乏直接的市场,其经济价值难以表现。正是这种估价上的困难,使决策者往往对环境质量的重要性给以低估和轻视(Kolstad,2000;Kneese,2011)。因此,为了帮助决策者更好地制定和实施相关的环境政策,就必须积极探索合理的环境估价方法,建立科学的环境政策成本—收益评价体系。
作为环境的重要组成部分,空气和居民生活的关系最为密切,其质量对居民福利的影响也最大,因此对其质量进行估价的理论和现实意义都十分重大。目前,国际上已有大量的文献对此进行了研究,并积累了不少较为成熟的方法。相比之下,国内的同类研究却相对较少。
本文运用青岛市2008年商品住房交易登记数据,通过“特征价格法”,对青岛市空气质量的经济价值进行估计,并在此基础上对环境政策的成本—收益进行评价。
本文其余部分安排如下:第二部分是文献综述,第三部分是数据及相关背景介绍;第四部分是模型设定和估计方法;第五部分是估计结果与分析;第六部分是空气质量、住房价格和公共环境治理融资的案例分析;最后是结论部分。
二 相关文献综述
对空气质量的经济价值进行合理评估是环境经济学的重要议题之一。至少从上世纪60年代开始,人们已经发现房产价值和空气质量之间存在某种联系,并建议将这种联系应用于环境政策评价(Ridker和Henning,1967)。由于当时技术条件的限制,这一发现并没有引起太多重视。
Rosen(1974)提出“特征价格法”后,关于空气质量对房产价格影响的研究开始大量涌现。①根据“特征价格法”,事实上,房价是人们对住房具有一系列特征的边际意愿支付(Marginal Willing to Pay, MWTP)的总和,通过回归分析就能还原各种特征的MWTP。沿着这一思路,Bender等(1980)、Smith(1978)、Freeman(1974、1982、1993)、Palmquist(1982、1983、1991)和Brucato等(1990)用美国、欧洲等地的房地产市场数据,就空气质量对房屋价格的影响进行了广泛的分析。对于这些早期的文献,Smith和Huang(1995)做了一个很好的综述。值得一提的是,Smith和Huang在对相关研究结论进行综述比较的同时,还对以上文献中的模型设定作了比较。通过Monte Carlo模拟发现,在不同估计方程设定形式下都能较好拟合数据的前提下,线性估计方程得到的系数最能准确刻画“特征价格模型”中的MWTP。
最近10年来,随着环境问题重要性的上升,对空气质量进行评估的文献开始大量增加。从研究方法上看,最近的文献主要有三方面的突破:第一是空间计量技术的使用。传统的“特征价格模型”往往忽略房屋价格在空间上的相关性,造成估计结果的偏误。针对这一问题,空间计量的创始人之一Anselin及其合作者(Kim等,2003;Anselin和Lozano-Gracia,2009)将空间误差修正模型、空间滞后模型等新方法引入分析,从而提升了估计的精确程度。第二是将迁移等行为引入分析,将“特征价格法”和离散选择模型结合起来进行分析。例如,Bayer等(2006)通过对美国房地产市场的分析,发现如果迁移需要成本,那么用“特征价格法”估计的人们对清洁空气的MWTP将被严重低估。根据他们的研究,在考虑迁移成本后,得到的MWTP将是用传统估计方法所得结果的3倍左右。第三是将“特征价格法”同“生活满意观点”等主观评价方式结合起来,综合评价人们对清洁空气的MWTP。根据Luechinger(2009)的研究,用“特征价格法”估计得到的MWTP仅为用“生活满意观点”估计所得数值的1/10左右,这表明在很大程度上“特征价格法”的估计值仅仅是人们对空气质量MWTP的一个下界(lower bound)。
当然,除了以上三方面的研究外,还有大量文献在传统的框架内对空气质量的估价进行了探索。Chay和Greenstone(2005)利用工具变量法对美国空气质量对房价的影响进行了研究。当然,这类研究从本质上并没有突破“特征价格法”的框架。在表1中,我们对近期的部分重要文献进行了总结。
需要指出的是,目前关于空气质量估价的绝大多数研究都建立在“平均”意义上。但在现实中,购买不同价位住房的居民对空气质量的重视程度各不相同,了解不同居民在MWTP上的差异不仅有重要的理论意义,而且在现实政策的制定中有重要的参考价值(如在考虑对房产征税以进行环境治理融资时,这是个关键问题)。
在国内,不少经济学家已经开始用“特征价格法”对公共政策进行评价。例如郝前进和陈杰(2007)用该方法研究了交通可达性对上海房价的影响;谷一桢和郑思齐(2009)用该方法考察了北京13号地铁的修建对于周边房价的影响;冯皓和陆铭(2010)用该方法探讨了择校行为对上海房地产市场的影响。在环境科学的研究中,尹海伟等(2009)利用“特征价格法”测算了上海绿地面积对房价的影响。利用“特征价格法”对空气质量进行估价的研究并不多见,本文将在一定程度上填补相关文献的空白。
三 相关背景和数据介绍
本文以青岛市作为研究对象。青岛位于山东半岛南端,是全国15个副省级城市之一。2008年末,青岛市户籍总人口为761.56万人,其中市区人口为276.25万人(面积1159平方公里),下辖5市(县级)485.3万人。②青岛是山东省重要的旅游和工业城市,也是全国最早开放的沿海城市之一。2008年青岛市GDP总量为4436.2亿元,其中第三产业贡献高达40%。
近年来,青岛市积极推动房地产业的发展,房地产在全市经济中的 重要性逐步提高。根据《青岛统计年鉴》公布的数据计算,2008年房地产投资占青岛GDP的比例为10.2%,高于全国平均的8.4%,而在2001年,这一比例仅为6.5%,略低于全国平均的6.8%。
为配合房地产业的发展,青岛积极打造宜居城市,鼓励和吸引全国各地居民在青岛购房置业。③在吸引居民尤其是外地居民购房的过程中,良好的环境一直是青岛的独特优势,这使得包括空气质量在内的环境因素在决定当地房价的过程中起着至关重要的作用。为突出环境优势,青岛在环境治理方面做出了巨大努力。“十一五”期间,青岛市治污减排投入资金高达37亿元,占地方财政收入的10.81%。在空气污染治理方面,青岛市启动了空气重点污染源在线监测工作,搭建了环境监控信息系统平台。同时,在城市机动车和扬尘污染防治等方面也采取了一系列举措。这些政策措施有效地改善了青岛空气质量,以2008年为例,全市空气质量优良天数达333天。基于良好的城市环境,青岛被认为是全国最理想的居住城市之一。④
本文使用的数据主要来自于3个数据库。其中,最重要的数据来自青岛市国土资源和房屋管理局提供的商品住房交易数据库。数据库提供了2008年青岛市一手商品住房的交易信息,这些信息包括:住房位置(具体到小区经纬度)、建筑结构、建筑面积、使用面积和交易价格等。在经过数据有效性甄别后,共有8264个观测值,约等于当年一手商品住房交易总量的1/4。
第二个数据来源是Google地图。虽然上述数据库已经提供了商品住房位置的详细信息,但并没有住房周边环境的相关信息。为弥补这一点,我们根据资料提供的房屋地址和经纬度,通过Google地图搜集和整理了目标房屋到市中心(以“五四广场”为代表)的距离,及其与最近的商场、医院、公园、中学之间的距离。
第三个数据来源是青岛政务网提供的《空气质量状况日报》。⑤该报告从1999年开始,每天青岛市所属区县的空气污染指数、质量级别以及首要污染物。⑥这些观测数值分别来自青岛全市13个观测点,由于我们拥有关于小区的精确位置信息,因此可以得到各小区和所有观测点之间的空间距离。在此基础上,仿照Luechinger(2009)的方法,本文用“逆距离加权插值法”(inverse distance weighted interpolation)计算了各小区之间的空气污染指数。具体来说,假设某小区距离观测点m的距离为,且观测点m的空气污染指数为,则认为该小区的空气污染指数为:⑦
表2 给出了本文主要变量的统计性描述。
四 模型设定和估计方法
(一)“特征价格法”模型
我们主要采用“特征价格法”对清洁空气的价格进行估计。按照Rosen(1974)的研究,住房的价格事实上是购房者对其所具备的各类特征的支付。根据以上思想,考虑如下模型:
Smith和Huang(1995)通过Monte Carlo模拟发现,在不同估计方程设定形式下都能较好拟合数据的前提下,线性估计方程得到的系数更能准确刻画“特征价格模型”中的MWTP,因此在后面的讨论中,我们将主要关注线性模型的估计结果,而将其他形式的估计结果作为参照。
(二)稳健性检验策略
1.基于商品住房小区层面的平均数据回归。由于我们使用的是一手商品住房交易数据,因此,估计结果容易受本年度交易楼盘位置的限制。例如在本文使用的样本数据中,李沧区一手商品住房交易量明显多于其他各区(市),在这种情况下,利用单套住房的交易数据进行回归可能导致估计结果有偏。
为检验前面的结论是否可靠,我们将以小区为单位,考察空气质量对于小区平均住房价格的影响。当然,在这种情况下我们的样本观测值将大大减少,并且不能再考察住房个体特征对价格的影响,这是一种巨大的信息损失。同时,由于观测值减少,也可能导致估计结果不显著。基于以上两点原因,小区层面的回归将只被用作参考。
2.引入空间因素。在之前的估计模型中,我们假设随机误差项ε服从正则假定,这保证了用OLS估计的结果具有优良的性质。而在现实中,一般的正则假设并不容易得到保证,一个重要的原因是各误差之间可能存在空间相关性。Kim等(2003)指出,在用特征价格模型进行房产价格估计时,人们往往忽略了房产价格在空间上的相关性,因此,他们建议用空间计量方法去重新考察上述问题。
为了考察我们在上一节中估计结果的稳健性,我们也将在小区层面上,采用上述两种空间计量模型对我们的模型进行重新估计。⑨具体来说,我们将估计如下两种空间模型:
(1)空间滞后模型(spatial lag model)。在空间滞后模型中,假定某小区住房均价与其邻近小区的住房均价存在相关性,于是,有如下模型设定:
P=α+pWP+βAP+Zδ+Nη+ε (5)
这里,p是空间自相关系数,W是空间权重矩阵,它刻画在空间上住房价格的相关情况。AP是小区所在区域的空气污染程度向量,Z表示小区特征,N表示邻近小区的特征。
(2)空间误差模型(spatial error model)。在空间误差模型中,并不直接假设彼此邻近的房屋之间价格存在相关性,而是假设随机误差项ε存在空间自回归形式。具体来说,我们需要考虑如下模型:
P=α+βAP+Zδ+ε (6)
ε=λWε+u
这里,λ是空间自回归系数,u为服从正态分布的随机项。
在权重矩阵设定方面,我们假设在空间上彼此相距2公里以内的房屋是“相邻”的。用表示空间权重矩阵W的第i行第j列的元素,并且:
应用上述模型,我们可以在考虑空间因素的影响下,重新考察空气质量对住房价格的影响。关于模型的具体估计过程,受篇幅所限不再赘述,有兴趣的读者可以参考Lesage(1998)。需要指出的是,当运用空间滞后模型估计得系数β和ρ后,购房者的MWTP为:,而利用空间误差模型估计得到的MWTP在形式上和一般线性模型相同。
(3)利用2007年的空气污染指数作为解释变量。上述估计使用2008年的空气污染指数作为解释变量,这样的估计策略可能受到质疑。因为对大多数人而言,购房是一项长期决策行为,最终影响其购买行为决策的可能不是当年的空气污染程度,而是基于他们对之前空气污染状况的认识。
为考察这种可能的滞后效果,我们将用2007年空气污染指数代替2008年的指数作为解释变量,重新考察购房者的MWTP,以此来检验之前结论的 可靠性。
(4)“浮尘层”和“清洁层”的回归。有关研究表明,空气中飘浮的灰尘通常集中于距离地面30~40米处,大约相当于房屋8~12层的位置。而在更高或更低的楼层,空气中含有的灰尘较少。据此,如果空气质量确实对住房价格有影响,那么对处于8~12层的住宅,这种影响程度将较大;而对于13层及以上的住宅,应当没有显著影响。为检验这一结论,我们将分别对这两个楼层位置的住房价格对空气质量的敏感程度进行回归分析。
(三)分位数回归
无论是应用一般回归策略,还是应用空间计量方法,估计的都是空气质量对于整个住房市场的平均影响。而事实上,由于住房市场具有高度异质性,因此空气质量对不同价位的住房影响将不尽相同。这种异质性对于制定相关的环境治理政策是十分重要的,而在以往的研究中,这种影响往往被忽略了。为考虑这种影响,我们将用分位数回归(quantile regression)进行分析。
根据Koenker和Hallock(2004)的文献,考察空气质量对价格处于分位数т上的住房影响,我们处理如下优化问题:
具体地,假设MWTP=g(P),而住房价格p服从分布F(p),对于某个在边际上降低1个空气污染指数的环境治理项目,Q(p)是在价格为p的条件下房屋的交易数量,那么理论上可以从住房购买者筹集到公共环境治理的资金为:
依据上述计算公式,我们可以评估相关公共环境治理项目的经济效益和融资等问题。
五 估计结果与分析
(一)基本“特征价格法”估计结果
我们利用不同的方程设定形式,对青岛市2008年住房价格进行了估计,结果见表3。从回归结果看,无论在哪一种方程设定形式下,住房价格均与大部分公共设施间的距离以及距离市中心的路程呈负相关关系,这说明了区位在住房价格中的重要作用。在住房单元个体特征方面,房屋所处楼层、房屋总面积等与住房价格之间呈正相关关系,而厅室数量等特征指标与住房价格呈负相关关系。⑩另外,从总体上看,青岛市中心城区住房价格远高于行政辖区内的郊区市(县)。
对于本文所关心的空气质量对住房价格的影响,基本线性模型估计结果表明,购房者对空气质量改善的MWTP值为99.785元/每平方米,即他们愿意为空气污染降低1个指数而对每平方米住房多支付99.785元。我们的样本显示,2008年青岛市商品住房均价为5739 元/每平方米,按此计算,购买者对空气质量改善的MWTP占整个住房价格的1.74%。进一步,我们可以计算出住房价格对空气质量的偏弹性。容易计算得到,在平均住房价格和平均空气质量处,该弹性值为1.356。也就是说,空气污染指数每下降1%,住房的单位价格(元/每平方米)就会上升1.356%。
由表3可以发现,在不同方程设定形式下,估计得到的MWTP值有所不同。仅考虑平均住房价格和平均空气质量时的情况,用带二次项的线性模型估计出的MWTP值最大,为113.096元/每平方米,占住房价格的1.97%;即使用半对数模型估计得到的MWTP最小估值也是68.868元/每平方米,占住房价格的1.20%。需要指出的是,尽管用不同模型设定估计得到的MWTP存在一定差异,但是总体来讲差别并不大。而且,从数据拟合程度看,各模型得到的调整后的R[2]值都比较大,说明拟合效果良好。在上述讨论前提下,根据Smith和Huang(1995)的研究结论,我们比较相信线性模型的估计结果。
与Anselint和Lozano-Gracia(2009)、Kim等(2003)等研究进行比较,不难发现青岛居民对空气质量改进的MWTP在房价中所占的比例较高。尽管选用的指标不同(已有研究一般选用S0[,2]浓度、悬浮颗粒浓度等指标,而本文选用的是空气污染指数这个加总指标),和国外研究结论的直接对比较为困难,但从比例上看,本文计算的MWTP在房价中所占的比例要高于同类研究的结论。这至少可以从侧面说明,空气质量在青岛房地产价格的决定中有更为重要的意义。当然,如果购房者在青岛购置住房的主要动因是享受其优良的环境,那么根据Luechinger(2009)的研究,这个估计值或许仍然较为保守。
(二)稳健性检验
表4给出了各种稳健性检验结果,前两列分别给出的是基于小区层面的加总数据进行的线性和半对数模型的估计。容易发现,尽管样本观测值减少导致估计结果显著性有所下降,但从估计系数符号看,结论与基于个体层面的估计结果基本类似。在MWTP估值上,用线性模型估计得到的结果为71.736元/每平方米,而用半对数模型估计得到的结果为57.390元/每平方米。从数值上看,后者要小一些,但差别并不大。
表4的第3、4列分别给出了用空间误差模型和空间滞后模型估计得到的结果。显然,在估计系数符号上,两个模型的估计结果仍然和之前的结论一致。在考虑到空间因素后,MWTP数值有所上升,更接近之前用个体层面数据估计的结果。受计算量所限,我们没有用个体层面的数据进行空间计量估计。但如果用空间模型估计能提高MWTP值,那么我们就有理由相信之前的估计结果还是相对保守的。
表4第5、6两列给出了用2007年空气污染指数作为解释变量的估计结果。容易看到,以此为依据得到的MWTP估值和用2008年空气污染指数得到的结果吻合程度相当高。这也进一步验证了之前估计结果的可靠性。
表4最后两列分别检验了处于“浮尘层”和“清洁层”的楼层价格对于空气质量的敏感程度。第7列的回归结果显示,处于“浮尘层”楼层的MWTP为-170.505元/每平方米,其值远高于平均水平,这符合我们先前的预期。根据第8列回归结果,空气质量对处于“清洁层”的住房楼层也有显著影响(但数值较小),这和我们的预期并不完全一致。造成这种现象的原因可能是“一般均衡效应”,即空气质量通过影响该区域的整体价格,进而也对“清洁层”价格产生了作用。
图1 商品住房成交价格和相应的空气质量MWTP值之间的关系
(三)分位数回归结果
表5给出了5个分位数上的估计结果。通过估计结果可以直观地看到如下事实:随着住房交易价格上升,购房者的MWTP值也在不断上升,并且MWTP占住房价格的比例也在上升,这说明不同消费能力的购房者对于空气质量的评价存在显著差异。一般而言,购买高价位住房的消费者对空气质量的评价也高:在10%分位数上,购房者的MWTP值仅为30.055元/每平方米(约占该价位房屋价格的0.91%),而在90%分位数上,对应的数值为233.770(约占该价位房屋价 格的2.85%),后者是前者的7.78倍。这种差异来自于不同价位住房购买者的不同动机:对于低价位住房的购买者,买方的动机主要是居住,对周边空气质量不会太敏感,他们往往不太愿意为改进空气质量而支付太高的价格;而高价房的购买者在选购住房时更注重房屋的舒适性,因此对周边空气质量有较强的敏感性,对改进空气质量的MWTP也较高。根据这个结论,如果治理环境、改善空气质量,最大的受益者将是高价房购买者。如果通过对房产征税来为改进空气质量融资,那么合理的税制设计应当随房价累进。
为进一步了解商品住房成交价格和相应的空气质量MWTP值之间的关系,我们在图1中给出了各分位数上两者之间的关系。由图1可知,商品住房成交价格和对空气质量的MWTP值之间表现出十分明显的正相关关系。如果通过OLS用一个二次模型去拟合这一关系,(11)可以得到MWTP值和住房价格之间的经验关系:
(调整后的=0.966,括号中为标准误)
不难发现,调整后的R[2]值相当高,说明模型拟合效果很好,也说明MWTP值和住房价格之间的对应关系十分明显。
六 空气质量、住房价格和公共环境治理融资
清洁空气的最大受益者是当地居民,居民直接和便于识别的受益方式是住房。清洁空气是典型的公共物品,为此,为改善空气质量的投资项目常常因为无法识别受益人而变得异常困难。上一节中,我们估计了青岛住房购买者对于空气质量改进的边际意愿支付,从而为空气质量改进项目融资识别受益人和度量受益大小提供了便利,具有重要的政策和实际意义。
第一,利用这一测算工具,我们可以对空气污染治理政策的经济效益进行评估。2007年青岛市(含下属郊区、县、市)年平均空气污染指数为66.57,2008年这一指数为66.18,下降了0.39。按照我们估计的MWTP值,平均而言购房者愿意为空气质量改进在住房交易价格上多支付38.916元/每平方米(99.785元/每平方米×0.39)。2008年青岛市一手商品住房成交总量约为340万平方米。以此简单推算,仅此一项,2007-2008年青岛市空气质量改善产生的经济价值约为1.3亿元。(12)
需要指出的是,以上考虑的仅是一手商品住房的交易数据,如果我们参照以上方法,考虑因空气质量改进带来的存量住房的“潜在升值”,那么空气质量改进的价值增值要大很多。假设青岛市2008年存量住房是一手商品住房成交量的5倍,那么空气质量改善对存量住房带来的“潜在升值”约为6.5亿元,加上一手商品住房,一共是7.8亿。该数额比2008年青岛市用于“三废”(废水、废气、废渣)治理的总支出还要多。
另外,根据Luechinger(2009)、Bayer等(2006)等文献的结论,用“特征价格法”估计的空气质量价值仅仅是一个下界,因此有理由认为治理空气污染所带来的实际经济受益还要高于以上估算。
第二,分位数回归结果可以为相关公共环境治理项目融资提供可能的参考。目前,以青岛为代表的一批沿海旅游城市正在积极打造宜居城市,治理城市空气污染是当务之急。不过,空气治理需要大量投入,资金来源是各地政府面临的现实困难。一项可供选择的融资方案是,对新建商品住房课征环境治理税,具体课征额度可根据目标城市MWTP值和住房价格间的经验关系征收。我们认为,利用这样的方案,可以在很大程度上缓解地方政府环保投入资金不足及其来源问题。
仍以青岛为例,该市主要空气污染是空气中的可吸入颗粒物和二氧化硫,(13)这两类污染主要是由燃煤引起的。为治理这类污染,2008年青岛市总计投入1.66亿元进行锅炉改造,取得了不错的效果。如果投入3亿元左右的资金进一步加强锅炉改造,另用1亿元左右资金加强城市的洒水抑尘,将空气污染降低1个指数是完全可能的,由此需要的总投入约为4亿元。假设2008年商品住房交易价格分布和本文使用样本一致,根据式(9)、(10)做简单外推,如果这项工作顺利完成,理论上仅在住房市场上就可以募集4.6亿元的资金。政策实践中,政府可以根据房价,采用一个略低于式(10)计算出的数值征收环境税,一方面用于增加环境改造投入,另一方面提升购房者总体福利,实属一举两得。当然,如果要开征环境税,其中还会涉及不少政策问题和技术细节。如究竟是应该对住户征税还是对开发商征税?税收应当采取怎样的形式收取?这些将是进一步讨论的问题。
七 总结与展望
本文利用青岛市2008年一手商品住房交易的微观数据,通过“特征价格法”估计了购房者对于空气质量改善的边际意愿支付,发现了清洁空气的价值,并且“资本化”在住房价格之中。估计结果表明,平均而言,购房者愿意为降低1个指数的空气污染而为每平方米住房支付99.785元,该数值约占同期住房平均价格的1.74%。为确保估计结果的可靠性,我们进行了多种稳健性检验。为刻画消费者的差异性,描述他们对清洁空气支付意愿的不同,我们还引入分位数回归得到了各分位数住房价格对应的MWTP值,并据此估计出住房价格和MWTP之间的经验关系。
清洁空气是典型的公共物品,其估价是一大难题。本文利用商品住房交易价格,估计出清洁空气的价格,为今后类似公共物品定价问题提供了范例。更为重要的是,清洁空气价值的发现,为区域性空气污染治理融资提供了依据。在已有的政策实践中,大多数城市空气污染治理资金主要有两种来源,一是公共财政预算资金;二是从高污染企业收取的治污费。从成本—收益的角度看,用公共财政预算资金投入空气污染治理并不十分合理,部分居民缴纳的税收没有获得相称的回报。从居民住房地理分布来看,高收入家庭一般居住在空气质量优良的区域,为此应当支付更多的治理费用。相反,低收入家庭一般居住在空气质量较差的区域,相应地承担较少治理费用。可见,住房价格将不同空气质量受益者区别开来,为整体空气质量改善提供了可能。当然,相关政策的应用路径及其可行性还有待探索,在以后的研究中我们将做进一步的分析。
本文在写作过程中,得到了住房和城乡建设部保障司及青岛市国土资源和房屋管理局有关同志的大力支持,在此表示感谢。感谢匿名审稿人提出的宝贵意见。当然文责自负。
注释:
①除了“特征价格法”外,基于问卷调查的“条件估价法”(Conditional Valuation Method,简称CVM)有时也被用于对空气质量价值的评估。但受客观性和成本的 限制,其使用不如“特征价格法”广泛。
②青岛市中心城区包括市南、市北、四方、李沧、崂山、黄岛和城阳七区,下辖即墨、胶州、胶南、平度和莱西5市(县级)。
③在我们的样本中,2008年,持有非青岛身份证的购房者约占全部购房者数量的45%。尽管身份证上标示的籍贯和现有户籍地点可能存在着一定差别,但这仍然能在一定程度上说明非青岛户籍居民已经成为青岛商品住房购买的一支重要力量。
④在“全国十大宜居城市”、“全国最佳退休城市”等评选中,青岛多次上榜,而“清新的空气”、“适宜的气候”等成为青岛上榜的重要理由。
⑤qingdao.gov.cn/n172/n191855/n192041/index.html。
⑥空气污染指数是考察地区空气质量的一个综合指标。中国计入空气污染指数的项目为二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒物。在编制污染指数时,先按照公式分别计算几种污染物的浓度指数,然后将几个指数中的最大值作为空气污染指数。当污染指数在50或50以下时,不报告首要污染指数。2001年前,只报告市区空气质量。
⑦值得说明的是,Anselin和Lozano-Gracia(2009)指出,当空间插值的方法选择不同时,会对插值结论产生影响。所幸的是,与他们的研究相比,本文的研究集中在一个更为狭小的地域,这使得插值方法不同带来的误差被大大减少。
⑧为方便起见,以下我们将在不发生混淆的情况下,把“购买者对空气污染程度下降的MWTP”简称为“购买者的MWTP”。
⑨如果以单套住房为单位进行估计,就需要处理十分庞大的权重矩阵。这种计算量已经超出了我们目前设备所允许的范围,故在此没有进行。
⑩厅室数量与住房价格呈负相关关系似乎不符合直觉。这可能是由于厅室数量和房屋面积之间高度正相关,因此其效果被房屋面积的作用吸收了。事实上,如果在回归方程中去掉房屋面积这一解释变量,那么厅室数对住房价格的影响将是正的。
环境问题是当前世界各国普遍关注的问题之一,是21世纪人类面临的重大挑战。亚洲虽然国家众多城市众多,但是不同的国家引起空气污染的污染物种类和污染指数不同,所以各个国家的污染严重程度不同。而且城市空气污染是多种不同污染物综合作用的结果。根据亚洲11个城市的空气质量调查情况,如何评价这11个城市空气污染严重程度,这是本文所要着重研究的问题。
空气中的污染物主要有SO2、SPM(悬浮颗粒物)、NOх、CO,一般分为三级,其中超过WHO指标100%以上为Ⅲ(非常严重污染);超过WHO指标,达到100%以下为Ⅱ(中度严重污染);符合WHO指标或少量超过为Ⅰ(低度污染)。根据联合国环境规划署《全球环境展望2003》(中国环境科学出版社2003)的记载,这11个城市空气中SO2、SPM、NOх、CO的质量分别是:(1)曼谷为Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ;(2)北京为Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(3)加尔各答为Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(4)新德里为Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(5)雅加达为Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ;(6)卡拉奇为Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ;(7)马尼拉为Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ;(8)孟买为Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(9)汉城为Ⅲ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(10)上海为Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅰ;(11)东京为Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ。
一、建模的建立(表1)
1、将研究目标(Z)、因素(P)、对象(C)按相关关系构建层次结构图,这三个层次最高层是目标(Z),中间层是因素(P),最低层是排序城市(C)。
2、给出SO2,SPM,NOх,CO两两成对比较的判断矩阵A。再进行层次单排序及其一致性检验。A的给出主要是依据SO2,SPM,NOх,CO在空气污染中的重要程度及对人群的影响在研究中发现二氧化硫亦会导致死亡率上升,尤其是在悬浮颗粒物的协同作用下。2000年,研究人员对北京的两个居民区作了大气污染与死亡率的相关值研究。研究结果表明,大气中二氧化硫的浓度每增加1倍,总死亡率增加ll%;总悬浮颗粒物浓度每增加1倍,总死亡率增加4%。由此可以说明二氧化硫的影响较颗粒物的影响大很多。SO2,SPM,NOх都会引起呼吸系统疾病,而且SO2和NOх的水溶物还是酸雨的主要成分。所以SO2和NOх对空气质量的影响比SPM的影响大。再从SO2和NOх的来源来比较,可以看出城市中的SO2和NO的污染水平相当。SPM的污染水平次之,但也是紧随其后。而SO2、SPM、NOх、CO中CO对环境的影响最小。据此给出SO2、SPM、NOх、CO两两成对比较的判断矩阵。由Perron-Frobenions定理,非负矩阵存在正的最大模特征值,对应着正的特征向量。借助Matlab软件进行求取最大模特征根及相应特征向量的计算,再将所求的特征向量单位化后得到的就是因素P对目标Z相对重要性的权重,记为W。
λmax=4.0206;CI=0.0069;RI=0.90;CI/RI=0.0077;CR<0.1
因为CI/RI
3、给出最低层对中间层的各个因素的判断矩阵并进行分析。由于各个城市只存在污染程度的不同,所以只需给出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间的关系即可。我所给出的关系是Ⅰ/Ⅰ=1,Ⅱ/Ⅱ=1,Ⅲ/Ⅲ=1,Ⅲ/Ⅰ=5,Ⅲ/Ⅱ=4,Ⅱ/Ⅰ=3。在这个关系的基础上,给出了最低层C:{C1,C2,C3,C4,C5,C6}对于中间层p:{P1,P2,P3,P4}各个因素的判断矩阵,并用MATLAB进行了类似的计算,显示出了对P1,P2,P3,P4的权重。结果如下,从结果中我们清楚地看到对这四个因素的排序都有满意的一致性,真正的反映了C在P1,P2,P3,P4中所占的比重。
λmax=6.0881;CI=0.0176;RI=1.24;CI/RI=0.0142;CR<0.1
同理我们可以求出P2-C、P3-C、P4-C的相应数据。
4、层次总排序(见表3)即C层对目标Z的总排序。
方法是将P-C所得到的四个经过单位化的特征向量作为列向量构成6×4矩阵,和由P对目标Z的权量构成的4×1矩阵做乘法,结果即是11个城市的空气污染严重程度的权重向量,那么数值较大的数所对应的城市空气污染程度就比较严重。
总排序一致性的检验:
CR=(0.3849×0.0176+0.1428×0+0.3849
×0+0.0879+0)/1.24=0.005463
CR
此结果有说明总排序有非常满意的一致性。
二、结果分析和模型讨论
从模型层次总排序的结果,我们很清楚的看到C对目标Z的权重C2>C4>C1>C5>C3>C6。那么C1―C6所对应的城市的空气污染程度也有同样的排序。由此我们得到了11城市的污染严重程度排序,结果如下:(1)北京、汉城;(2)雅加达;(3)曼谷、马尼拉;(4)上海;(5)加尔各答、德里、卡拉奇、孟买;(6)东京。
这个模型的结论从另一个侧面反映了所给的原始数据所代表的实际情况。结论显示北京和汉城的空气污染程度在11个国家里最严重。对于北京从实际出发,我们可以找到一点答案。首先,中国是亚洲人口最多的国家,而且北京作为中国的首都,政治文化的中心,必然是人口积聚的中心。人口密集,交通拥挤,工业生产规模愈来愈大,能流物流高度集中,使得空气污染日益加剧。其次,问题的数据来自于1992年,当时的中国发展还比较落后,而且进行改革开放也才初见成效。对环境污染的认识还很粗浅,对环境污染的治理也不够彻底,治理方法还比较初等。除此以外,还有一个不容忽视的因素,我国大气污染物的主要来源主要是煤,当时城市中的能源消耗也主要是煤,燃煤排放的污染物占燃烧的96%。在众多因素的影响下,北京当时的环境水平还不是很高,与北京这座历史名城成为世界级都市还有很大差距。那么近年来北京变化比较大,到处高楼耸立,绿树成荫,工厂,汽车所排放的气体都要符合一定的标准,对环境污染的治理也卓见成效,随着科技的进步,一些新的能源发挥着巨大的作用,北京的环境正发生着巨大的变化。
参考文献:
1、王祥荣.生态与环境[M].东南大学出版社,2000.
2、奚旦力.环境与可持续发展[M].高等教育出版社,1998.
随着社会的不断发展,环境保护作为我国的一项基本国策,越来越受到人们的关注。作为发展中国家,在进行现代化建设的同时,应尽量减少污染,走一条发展与治理同步、以预防为主的环保新路。而化学教学与环境保护有着密切的联系。因此,在化学教学中进行环保教育是每一位化学教师的重要职责。根据化学教学的内容和特点,化学教师应有意识地对学生进行环境保护教育,概括起来,主要有以下几个途径:
一、在化学课堂教学中,渗透环保教育
课堂教学是强化环保意识的主渠道。在目前尚未单独开设环境教学课的情况下,化学教师抓住教材中的环境知识,有意识地对学生进行专题性的环境保护教育,是最有效的途径。例如学习《空气》这节内容,在学生认识了空气的成分后,引导学生了解江苏省南京市的空气质量日报,从而使学生认识到本市空气的污染状况及空气中的主要污染物,接着讲述造成空气污染的原因,主要是受到汽车尾气排放、矿物燃料燃烧、工厂废气排放等的影响,然后讲述预防空气污染的措施和方法。另外通过氟利昂、氮的氧化物对臭氧层的破坏,将使地球温度升高和受紫外线的辐射,让学生认识到必须寻找新能源替代这些污染大的能源。在学氧化碳性质时,应强调指出二氧化碳虽不是空气污染物,但空气中二氧化碳含量的增加会引起温室效应。因此,在生产和日常生活中,要尽量减少矿物燃料的燃烧,以减少二氧化碳的排放,同时要大力开辟新的能源,如氢能、太阳能、核能、潮汐能等。此外还要大量植树造林,禁止乱砍滥伐。在讲解合成材料时,要教育学生在生活中尽可能少用塑料袋,不乱扔塑料袋,尽量不用一次性碗筷,以防止“白色污染”。
二、在化学实验过程中,强化环保教育
化学是一门以实验为基础的学科,结合化学实验对学生进行环保教育是培养学生环保意识的又一条途径。例如,组织学生通过实验测定实验室、教室、校园空气中二氧化碳的浓度,测定实验室制取二氧化碳后废液的pH值,模拟用二氧化硫形成酸雨的过程,等等。这样不仅可以提高学生的实验技能,更重要的是使学生亲身体验到环境保护的重要性。此外,化学教师可以通过指导学生改进实验装置,对学生进行环境保护教育。例如,在组织学生做二氧化硫在氧气中燃烧的实验时,指导学生先在集气瓶中加入少量氢氧化钠溶液,以防止反应生成的二氧化硫污染环境,使学生通过改进实验装置增强环保意识。
三、在化学课外活动中,深化环保教育
(1)组织化学课外兴趣小组,开展环境保护活动。例如组织学生测定所居住小区空气污染物浓度,利用课外活动时间到居民区拾废弃金属、收集废电池、捡废弃塑料袋,等等,使学生在课外活动中体验环境污染的程度及其危害性,进一步增强环保观念。
(2)教育学生在日常生活中养成良好的环保习惯。例如,在家里要养成节约用水、节约用气、节约用电的良好习惯。时时处处牢记环保使命,同时要敢于同污染环境、浪费资源的不良行为作斗争,以自己的实际行动保护好我们的家园。
(3)通过出专栏、办展览和小报、聘请环保专家来校作讲座等多种形式开展环保教育。结合教学内容组织学生定期出环保专栏,办展览和小报,每学期组织一次环保知识专题讲座,组织学生参观附近工厂污水处理情况,组织学生开展环保知识竞赛。通过这一系列活动的开展,使学生真正认识到环境保护的重要性,扩大环保教育的影响。
总之,环境保护是我国一项基本国策,涉及每一个人的切身利益,也需要每一个人的积极参与,特别是青少年的参与。因此,在化学教学中,只有教师高度重视、精心设计、正确引导,从小培养学生爱护环境、改善环境、保护环境的意识,才能引导他们将来为优化我国的环境面貌作出自己的贡献。
参考文献:
思想教育:培养学生的环境意识及实事求是的科学态度。
重点难点
了解空气的组成及空气污染与防治。
教学方法
实验探讨法、课堂讨论启发式讲解法。
教学用具
仪器:钟罩、水槽、燃烧匙、单孔橡皮塞、集气瓶、烧杯、乳胶管、导管、
双孔橡皮塞、弹簧夹、酒精灯。
药品:红磷、水。
其它:火柴。
教学过程
教师活动学生活动教学意图
【引入】人类和一切动植物的生命支柱是什么气体?
空气是一种“看不到摸不着”的天然物质,它跟我们的生活最密切,它是由一种物质组成还是由多种物质组成的呢?今天我们进一步学习有关空气的知识。
【板书】第一章空气氧
第一节空气
【板书】一、空气的组成
【提问】1.空气就在你周围,你能描述它有哪些物理性质吗?
2.空气是一种单的一物质吗?它主要由哪些成分组成呢?
【演示实验】空气中氧气含量的测定(课本p.7图1-1)。思考、回答问题。
回忆什么是物理性质,思考回答问题。激发学生学兴趣,引入课题。
复习绪言中物理性质概念,使学生产生求知欲。引入空气组成的讨论。
教师活动学生活动教师活动
介绍仪器名称,操作顺序,提示学生观察要点:红磷燃烧的主要现象和水面变化的情况。
【学生分组的实验】空气中氧气含量的测定(教参p.7图1-1)。
介绍仪器名称,装置原理,操作操作顺序,注意事项。
用燃着的火柴检验瓶内剩余气体。【分析讨论】启发引导学生分析讨论:
1.红磷燃烧生成五氧化二磷;说明红磷燃烧所消耗的是空气中的什么气体?
2.为什么红磷燃烧时只消耗了钟罩或集气瓶内气体的1/5而不是全部呢?
3.用燃着的火柴伸入钟罩或集气瓶内,火柴熄灭说明了剩余气体具有什么性质?
【板书】空气是无色、无味的气体,它不是单一的物质,是由多种气体组成。空气中主要成分是氧气和氨气。
【讲述】人类对空气认识的历史过程(利用投影挂图讲解)。
【小结】空气的成分其积极分数:氮气(78%)、氧气(21%)、稀有气体(0.94%)、二氧化碳(0.03%)、其它气体和杂质(0.03%)。
【投影】课堂练习一(见附1),指导学生做练习。填写观察记录:
红磷燃烧时有大量
生成,同时钟罩内水面逐渐,等燃烧停止,白烟消失后,钟罩内水面上升了约积极,剩余气体约占总体的
。
用燃着的火柴伸入钟罩内,火焰。
实验记录:
红磷燃烧时有大量
生成,打开弹簧夹后,烧杯中的水会进入集气瓶,约占瓶容积的。
火焰。
分析、思考、讨论、归纳得出结论。
理解记忆
阅读课本p.7~p.8
准确记忆
做练习一
培养学生动手操作及观察实验的能力。
培养学生分析解决问题的能力。
激发学生学习化学的兴趣,进行实事求是的科学态度教育。
巩固加深理解记忆。
教师活动学生活动教学意图
【问题引入】你知道污染空气的是哪些物质?来源于哪里?如何防治空气的污染吗?(结合挂图、投影讨论)。
【板书】二、空气的污染与防治
1.污染空气的性质:粉尘、有害气体。
2.污染物的主要来源:矿物燃料、化工厂的废气,汽车排放的尾气等。
3.防治和减少空气污染的方法:认识保护环境的重要性,消除、减少污染源。
【投影】课堂练(见附2)。指导学生做练习
【课后小结】通过本节课的学习,使我们了解了空气的组成,空气的污染与防治,认识到保护环境是重要的,是每个公民都应尽的义务和责任。
【投影】随堂检测(见附4)思考、看投影片讨论。
阅读课本p.9第二、第三自然段。
讨论、归纳、综合、记忆。
做练
归纳、总结
独立完成检测题培养学生的环境意识。
加强学生对环境保护重要性的认识。
In my opinion, to protect environment, the government must take even more concrete measures. First, it should let people fully realize the importance of environmental protection through education. Second, much more efforts should be made to put the population planning policy into practice, because more people means more people means more pollution. Finally, those who destroy the environment intentionally should be severely punished. We should let them know that destroying environment means destroying mankind themselves.
中学化学教材中潜在的环境教育的因素很多,日常教学中要把它们科学、巧妙地渗透到各章节之中。在教学中充分利用教材中的环保内容,采用多媒体手段,让学生增长环保知识,加强环保意识。
如《化学与生活》中“空气质量的改善”一节,讲到空气污染与防治时,首先指出大气有自净作用,当大气中污染物数量超过其自净能力时就会出现大气污染;然后让学生阅读,了解空气污染主要来源于化石燃料燃烧和工厂废气;空气污染物主要分有害气体和粉尘两类,有害气体包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮,其中二氧化硫、二氧化氮能形成酸雨;再利用多媒体播放因废气排放造成空气污染、酸雨及危害人类生命的影片,加深学生对所学知识的印象。在学习“氧气”后,引导学生了解“臭氧”,指出冰箱、空调等的使用,会破坏臭氧层,导致臭氧层空洞的出现,使微生物死亡;使植物生长受阻,尤其是农作物如棉花、豆类、瓜类和一些蔬菜的生长;使海洋中浮游生物死亡,导致以这些浮游生物为食的海洋生物相继死亡;使人和动物的免疫力减低;使人的皮肤色斑增多,皮肤癌发病率增高,严重威胁人类健康、生命和生存。在教学过程中,播放南极上空臭氧空洞的视频及相关的危害性漫画材料等,形象地向学生展示保护环境的迫切性和重要性。在教学时结合教学内容介绍日常生活的环保事例,如垃圾分类及回收;减少一次性塑料水杯、快餐盒的使用;金属、纸和塑料的回收等。让学生真正体会环保的重要性,明白环保功在当今,利在千秋。
二、化学实验教学与环保教育的有机结合
化学是一门以实验为基础的科学。化学实验中的大多数产物是有毒或有害物质,尤其产生的有毒气体散发到空气中直接影响师生的健康,污染环境。在实验中大多数学校没有废水回收装置,虽然所做实验毒性不大,但为了加深学生的环保意识,在没有废水回收系统和污水处理的前提下,每次给学生实验提供一个回收仪器,要求学生将废液等倒入其中,并对收集的废液稍作处理后再排放。例如,在做“一氧化碳还原氧化铁”的实验时,由于一氧化碳有毒,为了防止一氧化碳泄漏,这就要求教师严格教育学生,实验前首先做好装置气密性检验,严格按照操作步骤进行,增加尾气处理装置,把有毒气体转化成无毒或毒性降解物。
化学实验教学中力求利用最少的实验药品,获得最好的实验效果。微型化学实验不仅试剂用量少,且其效果可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。可见,如果适当地将一些污染较大的实验改成微型实验,既能省钱、省时、省力,又能减少污染、保护环境。