□文/胡永欣　謝　敬

（河北金融學(xué)院河北·保定）

保定市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及其預(yù)報(bào)研究

□文/胡永欣謝敬

（河北金融學(xué)院河北·保定）

［提要］隨著霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，環(huán)境問題進(jìn)入大眾視野，同時(shí)也要求對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量領(lǐng)域的研究有所提高。本文以2013年12月1日至2014年11月30日保定市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及同期氣象資料為基礎(chǔ)，利用excel和spss軟件進(jìn)行運(yùn)算操作，采用描述性統(tǒng)計(jì)法對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并運(yùn)用逐步回歸法建立模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及其預(yù)報(bào)的研究便于采取針對(duì)性措施控制環(huán)境污染，同時(shí)還有利于提高公眾的環(huán)保意識(shí)，是今后開展環(huán)境治理需要重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目之一。

環(huán)境；空氣質(zhì)量；建模；預(yù)測(cè)

收錄日期：2015年5月15日

一、引言

2015年1月份環(huán)保部公布的全國(guó)空氣質(zhì)量狀況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，空氣質(zhì)量最差的10個(gè)城市中保定市排在最后一位?？諝馐侨祟愘囈陨娴幕A(chǔ)，空氣質(zhì)量狀況的好壞直接關(guān)系到人們的身體健康狀況，同時(shí)也關(guān)系到城市的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。近年來，保定市霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，并且有越來越嚴(yán)重的趨勢(shì)，引起了政府及市民們的廣泛關(guān)注。預(yù)報(bào)研究具有十分重要的意義，首先，開展空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)工作是強(qiáng)化污染防治和實(shí)現(xiàn)環(huán)境綜合治理的手段之一，對(duì)環(huán)境的改善作用重大；其次，開展空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)工作是政府拓寬服務(wù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容，可以為人們安排活動(dòng)提供參考依據(jù)，為相關(guān)部門制定污染治理決策提供科學(xué)依據(jù)；最后，開展空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)可以提高人們的環(huán)保意識(shí)，指導(dǎo)人們?nèi)粘；顒?dòng)和行為。

二、保定市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及影響因素

按照環(huán)境空氣污染物濃度限值標(biāo)準(zhǔn)，2013年12月1日至2014年11月30日空氣污染天數(shù)為286天，細(xì)顆粒物（PM2.5）超出標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為235天，占總污染天數(shù)的82.17%；可吸入顆粒物（PM10）超出標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為237天，占總污染天數(shù)的82.87%；二氧化硫（SO2）超出標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為35天，占總污染天數(shù)的12.24%；二氧化氮（NO2）超出標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為88天，占總污染天數(shù)的30.77%；一氧化碳（CO）超出標(biāo)準(zhǔn)的天數(shù)為47天，占總污染天數(shù)的16.43%。

主要污染物為可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）和二氧化氮（NO2），可吸入顆粒物通常來自于在未經(jīng)修建整理的路面上行駛的車輛、材料的粉碎處理過程以及大風(fēng)揚(yáng)塵；細(xì)顆粒物通常來源于風(fēng)揚(yáng)塵土、漂浮的海鹽、花粉、細(xì)菌等；二氧化氮通常來源于燃燒的燃料以及汽車尾氣。

根據(jù)歷年環(huán)保部發(fā)布的74個(gè)城市空氣質(zhì)量狀況，連續(xù)三年保定市環(huán)境空氣質(zhì)量排名全國(guó)倒數(shù)，2014～2015年各個(gè)月份保定市環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)在全國(guó)190個(gè)城市當(dāng)中排名基本上在倒數(shù)前十以內(nèi)，有評(píng)論稱保定市為“全國(guó)最不適宜人類居住的城市之一”。

影響環(huán)境空氣質(zhì)量的因素主要包括氣象因素、季節(jié)因素、人文因素等，在污染物排放量相對(duì)穩(wěn)定的情況下，氣象因素將直接影響城市空氣質(zhì)量的好壞，主要的氣象因素包括大氣的逆溫現(xiàn)象、風(fēng)速以及降雨（雪）等；季節(jié)因素主要是各季節(jié)不同的氣候造成不同程度的污染，而人文因素主要包括工業(yè)企業(yè)建設(shè)及布局、城市化進(jìn)程中的問題，等等。

三、保定市環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)實(shí)證分析

本文采用逐步回歸法，通過篩選預(yù)報(bào)因子，建立最優(yōu)回歸方程進(jìn)行預(yù)報(bào)研究。城市空氣中污染物的擴(kuò)散稀釋過程的快慢，主要取決于當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的天氣形勢(shì)，影響污染物濃度的氣象因素主要包括風(fēng)、大氣穩(wěn)定度、降水等。據(jù)可用數(shù)據(jù)，初步確定的預(yù)報(bào)因子包括：X1細(xì)顆粒物（PM2.5）、X2可吸入顆粒物（PM10）、X3二氧化硫（SO2）、X4二氧化氮（NO2）、X5一氧化氮（CO），以及氣象因子X6當(dāng)日最低氣溫（℃）、X7當(dāng)日最高氣溫（℃）、X8當(dāng)日風(fēng)速（m/s）、X9當(dāng)日風(fēng)向、X10當(dāng)日天氣。

預(yù)報(bào)量Y與預(yù)報(bào)因子X建立的最優(yōu)回歸方程為：

考慮到數(shù)據(jù)的可用性以及影響空氣質(zhì)量的大氣穩(wěn)定度、風(fēng)速等主要要素在一年的各個(gè)季節(jié)中存在較大的差異，而且一年當(dāng)中污染天數(shù)以冬季和春季為最多，為了提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，在建模中采用分季節(jié)對(duì)不同污染物濃度建立空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模型，其中冬春兩季為采暖期，夏秋兩季為非采暖期，以其相應(yīng)數(shù)據(jù)建立預(yù)報(bào)模型。擬以2013年12月1日至2014年11月30日長(zhǎng)度為365天的樣本擬合統(tǒng)計(jì)模型。運(yùn)用spss軟件，多重共線性檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。（表1）

表1　保定市環(huán)境空氣質(zhì)量影響系數(shù)

容差與方差膨脹因子互為倒數(shù)，如果容差小于或等于0.1，也就是方差膨脹因子（VIF）大于或等于10，則說明自變量間存在多重共線性情況。從表中可以看出存在多重共線性。

采暖期預(yù)報(bào)方程為：

非采暖期預(yù)報(bào)方程為：

將2014年12月1日至2015年2月28日的相關(guān)數(shù)據(jù)代入采暖期模型，將2014年6月至8月的相關(guān)數(shù)據(jù)代入非采暖期模型，進(jìn)行預(yù)報(bào)成果檢驗(yàn)。

通過運(yùn)算得出，采暖期模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為81.3%，非采暖期模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為85.6%，預(yù)報(bào)效果比較理想，預(yù)報(bào)模型能夠應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，具有一定的實(shí)用價(jià)值，考慮當(dāng)?shù)氐募竟?jié)因素，分期進(jìn)行預(yù)測(cè)，能夠提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

四、政策建議

視各地區(qū)具體情況解決空氣污染問題：首先，要有政府在法律方面的支持，完善相關(guān)法律法規(guī)，并做好宣傳教育，提高人們環(huán)保意識(shí)；其次，改進(jìn)并提高生產(chǎn)技術(shù)，減少污染物的排放，控制污染源，并大力發(fā)展清潔能源；再次，在城市化進(jìn)程中，統(tǒng)籌建設(shè)，合理布局，科學(xué)規(guī)劃；最后，采取生物措施，防治結(jié)合。

1、在控制污染來源方面，首先改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，減少污染物排放，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能等清潔能源；其次做好檢測(cè)和預(yù)報(bào)工作；同時(shí)，還要發(fā)揮好大眾媒體的輿論監(jiān)督作用。

2、在日常生活方面，把車量控制在適量水平，必要時(shí)可采取諸如限號(hào)等措施，減少出行車輛，同時(shí)大力發(fā)展公交事業(yè)。推廣使用清潔能源，減少車輛尾氣排放。應(yīng)建立健全相關(guān)規(guī)定，集中供暖，嚴(yán)令禁止私建鍋爐，引導(dǎo)城市居民進(jìn)行廚房改造，大力推廣應(yīng)用清潔能源。

3、在防護(hù)方面，依據(jù)城市主導(dǎo)風(fēng)向，在遠(yuǎn)離居民區(qū)并且空氣流暢的地方建立工業(yè)企業(yè)，并在工業(yè)企業(yè)與居住區(qū)之間建立隔離帶。

4、合理規(guī)劃城市綠地，增加城市綠化面積。并健全環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)，加快環(huán)境保護(hù)隊(duì)伍的健身。

5、加大環(huán)保宣傳力度，提高公眾的環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)人們積極參與環(huán)境污染防治工作，用實(shí)際行動(dòng)推進(jìn)城市空氣質(zhì)量的改進(jìn)。

主要參考文獻(xiàn)：

［1］張革新.重慶市主城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究［D］.西南師范大學(xué)，2005.

［2］汪彥云.昭陽區(qū)城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況分析及防治對(duì)策研究.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008.

［3］魏璐，朱偉軍，陳海山.鄭州市空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法探討.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2009.2.

［4］譚德彪.城市環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式的研究.攀枝花科技與信息，2004.1.

河北金融學(xué)院應(yīng)用性本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）支持計(jì)劃項(xiàng)目資助；2014年河北省教育廳高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：SZ141212）；2014年保定市科學(xué)研究與發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目：“環(huán)首都綠色經(jīng)濟(jì)圈背景下基于ESDA的河北省保定市縣域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展研究”

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