張　琳　程運(yùn)林　陳　軍

(1.長沙市環(huán)境科學(xué)研究與信息中心，長沙　410019；2.長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙　410004；3.長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站，長沙　410001)

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“十二五”期間主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量相關(guān)性分析
——以長沙市為例

張琳1程運(yùn)林2陳軍3

(1.長沙市環(huán)境科學(xué)研究與信息中心，長沙410019；2.長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙410004；3.長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站，長沙410001)

本文采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中Pearson相關(guān)系數(shù)法系統(tǒng)性的對長沙市“十二五”期間化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四項(xiàng)主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化趨勢及相關(guān)性進(jìn)行分析，得出二氧化硫減排對改善大氣環(huán)境質(zhì)量起到較大作用，其他主要污染物的減排對環(huán)境質(zhì)量改善的效果不明顯。

總量減排(削減)；環(huán)境質(zhì)量變化；趨勢分析；相關(guān)性分析

水環(huán)境和大氣環(huán)境主要污染物總量減排是生態(tài)文明建設(shè)和改善環(huán)境質(zhì)量的重要技術(shù)手段。分析總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化的關(guān)系，探究其變化的原因，為“十三五”總量減排提供科學(xué)依據(jù)。本文采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中Pearson相關(guān)系數(shù)法系統(tǒng)性的對長沙市“十二五”期間化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四項(xiàng)主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化趨勢及相關(guān)性進(jìn)行分析，以期為“十三五”長沙市及全國其他城市污染減排工作提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1　主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量狀況

根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部《“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則》，主要污染物是指國家實(shí)施排放總量控制的四項(xiàng)污染物，即化學(xué)需氧量(COD)、二氧化硫(SO2)、氨氮(NH3-N)、氮氧化物化物(NOx)。長沙市“十二五”期間，COD、NH3-N、SO2和NOx年排放量總體上逐年下降，2015年較2010年分別實(shí)現(xiàn)總量削減20.72%、15.14%、30.28%和7.82%，分別超額完成湖南省人民政府下達(dá)減排目標(biāo)任務(wù)的47.47%、1.95%、556.83%和103.12%，減排工作成效顯著。

“十二五”期間，湘江長沙段總體水環(huán)境質(zhì)量由Ⅲ類提升至Ⅱ類；瀏陽河長沙市區(qū)段水環(huán)境質(zhì)量基本維持穩(wěn)定；湘江長沙段飲用水水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)率基本達(dá)到100%(僅2012年未達(dá)100%)。2015年空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為258天，優(yōu)良率70.7%，城區(qū)SO2和NO2年均濃度分別較2010年下降55.0%和17.4%。

2　Spearman秩相關(guān)系數(shù)法[1，2] 的趨勢分析

采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法，對長沙市“十二五”期間四項(xiàng)主要污染物排放量及年均濃度、機(jī)動(dòng)車排氣氮氧化物排放量和酸性降水頻率進(jìn)行年際變化趨勢分析。得出：四項(xiàng)主要污染物排放量、SO2和NO2年均濃度顯著下降；湘江長沙段和瀏陽河長沙段的COD、湘江長沙段NH3-N年均濃度下降幅度較??；瀏陽河長沙段NH3-N年均濃度、機(jī)動(dòng)車排氣NOx排放量和酸性降水頻率呈小幅上升趨勢。趨勢分析見表1。

3　Pearson相關(guān)系數(shù)法的相關(guān)性分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中Pearson相關(guān)系數(shù)分析方法[3]對長沙市“十二五”期間主要污染物排放總量與年均濃度相關(guān)性進(jìn)行分析。分析結(jié)果見表2、表3、表4和表5。

由表2可得出SO2排放量與SO2年均濃度呈顯著正相關(guān)。

由表3可得出NOx排放量與NO2年均濃度、機(jī)動(dòng)車排氣NOx排放量與酸性降水頻率相關(guān)性較小；機(jī)動(dòng)車排氣NOx排放量與NO2年均濃度呈負(fù)相關(guān)；NOx排放量與酸性降水頻率則呈顯著負(fù)相關(guān)。

由表4可得出COD排放量與湘江長沙段和瀏陽河長沙段COD年均濃度相關(guān)性較?。幌娼L沙段COD年均濃度與瀏陽河長沙段COD年均濃度呈顯著相關(guān)。

由表5可得出NH3-N排放量與湘江長沙段NH3-N年均濃度相關(guān)性較小；NH3-N排放量與瀏陽河長沙段NH3-N年均濃度、湘江長沙段NH3-N年均濃度與瀏陽河長沙段NH3-N年均濃度呈負(fù)相關(guān)。

表1　“十二五”期間主要污染物及相關(guān)指標(biāo)變化趨勢分析

注：1.湘江為長沙市的主要河流，湘江長沙段由上游湘潭市昭山入境，長沙市望城區(qū)喬口出境，由南向北縱貫市區(qū)。瀏陽河為湘江一級支流，瀏陽河長沙段指流經(jīng)長沙市區(qū)的河段，由長沙榔梨鎮(zhèn)入境，三角洲處匯入湘江。2.本文中主要污染物排放量數(shù)據(jù)來源于長沙市“十二五”期間歷年《環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》，年均值濃度數(shù)據(jù)來源于《長沙市“十二五”環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》。

表2　SO2排放量與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性

* Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表3　NOx排放量與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性

*Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表4　COD排放量與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性

*Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表5　NH3-N排放量與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性

4　結(jié)　論

水環(huán)境和大氣環(huán)境主要污染物總量減排是生態(tài)文明建設(shè)和改善環(huán)境質(zhì)量的重要技術(shù)手段。分析總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化的關(guān)系，探究其變化的原因，為“十三五”總量減排提供科學(xué)依據(jù)。本文采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中Pearson相關(guān)系數(shù)法系統(tǒng)性的對長沙市“十二五”期間化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四項(xiàng)主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化趨勢及相關(guān)性進(jìn)行分析，以期為“十三五”長沙市及全國其他城市污染減排工作提供科學(xué)依據(jù)和參考。

由以上分析得出如下結(jié)論：

(1)SO2減排對大氣環(huán)境質(zhì)量改善起到較大作用。

(2)NOx減排對大氣環(huán)境質(zhì)量改善不明顯，究其原因可能是：雖然NO2年均濃度值顯著下降，但是其他氮氧化物濃度值可能未下降。

(3)根據(jù)長沙市“十二五”期間的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，長沙市的酸性降水為非金屬氧化物混合型，長沙市機(jī)動(dòng)車排氣NOx排放量和酸性降水頻率均為上升趨勢，但相關(guān)性較小。因此，機(jī)動(dòng)車排氣污染減排與酸性降水頻率關(guān)系需進(jìn)一步探討。

(4)NH3-N減排對水環(huán)境改善，特別是對瀏陽河長沙段水環(huán)境質(zhì)量改善未起到效果，究其原因可能是：根據(jù)長沙市“十二五”環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，瀏陽河長沙段NH3-N、總磷呈上升趨勢，COD、石油類、陰離子表面活性劑呈下降趨勢。因此，生活污染仍是瀏陽河長沙段的主要污染源，這可能與瀏陽河長沙段上5座城鎮(zhèn)污水處理廠每日78萬噸的出水排放有關(guān)。(5)COD和NH3-N減排對水環(huán)境質(zhì)量改善不明顯，究其原因可能是其排放量已大大超過環(huán)境容量，“十二五”期間的減排量還不足已明顯改善環(huán)境質(zhì)量。

“十三五”期間，長沙市大氣環(huán)境總量減排仍要重點(diǎn)關(guān)注電力行業(yè)和水泥行業(yè)，保證脫硫脫硝設(shè)施的正常運(yùn)行，不斷提高治污設(shè)施去除效率；加大機(jī)動(dòng)車排氣的治理力度，加快黃標(biāo)車輛淘汰，加快油品質(zhì)量提高，采取區(qū)域與時(shí)段相結(jié)合的車輛限行措施等。水環(huán)境總量減排方面應(yīng)加快瀏陽河長沙段上5座城鎮(zhèn)污水處理廠尾水的提標(biāo)改造工作，進(jìn)一步改善瀏陽河水環(huán)境質(zhì)量。另外，開展除COD、NH3-N、SO2和NOx以外的污染因子的減排工作，可能對改善環(huán)境質(zhì)量意義重大。

[1]《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范》(試行)HJ 663-2013，中國環(huán)境科學(xué)出版社.

[2]劉宏燕.秩相關(guān)系數(shù)及其在蒲石河水質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2014.38(2)：23-24.

[3]郭紅霞.相關(guān)系數(shù)及其應(yīng)用[J].武警工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26(2).

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[11]趙英民.著力構(gòu)建大氣污染防治新機(jī)制切實(shí)改善環(huán)境空氣質(zhì)量[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2014，39(1)：5-6.

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[14]郝永利，孫紹鋒，胡華龍.淺析廢煙氣脫硝催化劑環(huán)境管理[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2014，39(1)：16-18.

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Correlation Analysis of Main Pollutant Emission Reduction and Environmental Quality during the 12th Five-Year Plan

ZHANG Lin1CHENG Yunlin2CHEN Jun3

(1.Changsha Environmental Science Research and Information Center，Changsha 410019；2.Changsha Environmental Protection College，Changsha 410004；3.Changsha Environmental Monitoring Center Station；Changsha 410001)

In this paper，the trend and correlation between emission reduction of the four main pollutant，such as COD，ammonia nitrogen，sulfur dioxide and nitrogen oxides，and the environmental quality during the 12th Five-Year Plan is systematically analyzed using Spearman rank correlation coefficient method and Pearson correlation coefficient method in SPSS. It is concluded that the emission reduction of sulfur dioxide has a big effect on the improvement of the atmospheric environmental quality，while emission reduction of other pollutant has no obvious effect on the improvement of environmental quality.

emission reduction of total amount；change of environmental quality；trend analysis；correlation analysis

張琳，長沙市環(huán)境科學(xué)研究與信息中心，副主任，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境信息管理

程運(yùn)林，長沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境信息管理

X51

A

1673-288X(2016)05-0190-03

引用文獻(xiàn)格式：張琳等.“十二五”期間主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量相關(guān)性分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(5)：190-192.