楊崳鈜　李燃　李紅柳　張雷波

摘要 根據1986—2014年天津市大氣環(huán)境質量監(jiān)測數據，分析主要污染物濃度變化和大氣環(huán)境質量現狀。采用主成分分析和線性回歸相結合的方法，從經濟、產業(yè)、自然等方面篩選大氣環(huán)境質量的影響因素，建立指標體系，對主要污染物進行多因素分析。結果表明，二氧化硫和煙塵排放量是大氣環(huán)境質量最直接的影響因素；產業(yè)結構、能源消費、城市化發(fā)展等通過影響污染物排放，進而對大氣環(huán)境質量產生影響。

關鍵詞 環(huán)境質量；大氣污染物；影響因素；天津市

中圖分類號 X501 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）05-0215-03

Abstract Base on Tianjin atmospheric environment quality monitoring data from 1986 to 2014，the main pollutant concentration changes and atmospheric environmental quality status were analyzed. By adopting the combination of principal component analysis and linear regression method，factors influencing the quality of atmospheric environment were selected from the aspects of economic，industrial，natural，established the index system and analyzed multiple factors of main pollutants. The results showed that，sulfur dioxide and soot emissions was the most direct factors affecting atmospheric environment quality，industrial structure，energy consumption，urbanization development affect the quality of atmospheric environment，then influencing the pollutants.

Key words environmental quality；air pollutants；influence factor；Tianjing City

通過對天津市近30年環(huán)境質量數據的統計分析，科學分析和描述大氣環(huán)境污染特征，辨識影響環(huán)境質量變化的諸多因素，客觀分析未來社會經濟發(fā)展對環(huán)境的壓力，以此科學、準確、審慎地研判天津市當前環(huán)境形勢和未來環(huán)境變化趨勢，力求探尋經濟社會發(fā)展、環(huán)境政策法規(guī)標準等影響因素與環(huán)境質量變化之間的響應關系。

1 資料來源與分析方法

根據1986—2014年大氣環(huán)境質量監(jiān)測數據，天津市4項主要大氣污染物年均濃度變化趨勢如圖1所示。

目前，天津市大氣環(huán)境質量逐漸好轉并趨于穩(wěn)定，但仍很脆弱；污染類型逐步由煤煙型為主向區(qū)域型復合型污染轉變。霧霾（灰霾）天數呈現上升趨勢，PM2.5成為首要污染物。機動車尾氣污染日益嚴重，重化工業(yè)規(guī)模持續(xù)增大，將加重大氣復合型污染程度。執(zhí)行新標準后，天津市大氣環(huán)境質量達標困難。采用主成分分析和線性回歸相結合的方法，明確影響環(huán)境質量的關鍵因素，并進行多因素分析[1-3]。對于一個環(huán)境質量指標y，分析與之相關較密切的一組變量x1，x2，…查找這些變量歷年來的數據，并利用線性趨勢法填補缺失值[4-6]。將這些數據標準化，使其成為一列均值為0，方差為1的無量綱的數值。然后利用主成分分析的方法對變量數進行降維，得到幾個不相關的且能代表原數據85%以上信息量的主成分（設提取了n個主成分，變量xi對主成分fj的系數為aij）。用線性回歸的方法求出變量y與提取的各主成分之間關系：y=b1 f1+b2 f2…bn fn+b0。最終計算xi對于環(huán)境指標y的系數wi=b1ai1+b2ai2…+bnain。

2 結果與分析

從經濟規(guī)模、產業(yè)結構、社會因素、自然因素、污染物排放等方面篩選大氣環(huán)境質量影響因素，建立大氣環(huán)境質量影響因素分析指標體系（表1）。

理論上講，大氣中的二氧化硫主要來源于煤炭燃燒，雖然能源消費量和煤炭消費量明顯升高，但由于脫硫設施的增加、脫硫效率的提高以及嚴格的管理措施等，二氧化硫排放量、二氧化硫濃度顯著降低，即能源消費量和煤炭消費量指標對二氧化硫濃度的影響并不顯著（圖2）。理論上講，大氣中二氧化氮主要來源于煤炭燃燒和機動車尾氣。機動車尾氣是氮氧化物的主要排放源之一，但從分析結果中可以看出，機動車保有量對二氧化氮濃度的影響并不大，而鋪裝道路濃度對氮氧化物濃度呈現較大影響。這一結果從某種程度上說明機動車尾氣排放標準政策的實施具有良好的成效。但隨著交通道路的發(fā)展，車流量增大、交通堵塞等問題所引起的機動車尾氣污染是不容忽視的影響因素之一（圖3）。相對二氧化硫和二氧化碳2項污染物，各項指標對PM10的影響程度較為均衡。從某種意義上講，全社會固定資產投資額代表城市固定資產（例如城市基礎設施、城市建筑、工業(yè)項目等）的建設規(guī)模，分析結果充分說明煙塵排放、機動車尾氣以及建筑施工對煙塵污染的貢獻程度（圖4）。

綜合來看，二氧化硫和煙塵排放量是大氣環(huán)境質量最直接的影響因素。產業(yè)結構、能源消費、城市化發(fā)展等通過影響污染物排放而對大氣環(huán)境質量的產生影響?？刂莆廴疚锱欧帕渴墙档臀廴疚餄舛取⒏纳拼髿猸h(huán)境質量最直接的途徑。

3 結論

根據1986—2014年的統計數據和空氣質量監(jiān)測數據，采用主成分分析和線性回歸相結合的方法，建立指標體系，對主要大氣污染物影響分析結果如下：目前，天津市大氣環(huán)境污染由煤煙型污染向區(qū)域型復合型污染特征轉型，顆粒物來源中，二次粒子和機動車尾氣的貢獻越來越大，各主要源類的分擔率趨于相當。PM2.5成為大氣環(huán)境污染的首要污染物。近年來，霧霾（灰霾）天數呈現上升趨勢。污染物排放是大氣環(huán)境質量的首要影響因素。以煤炭為主的能源消費結構、日益增大的工業(yè)規(guī)模、機動車保有量的持續(xù)增加、大規(guī)模的建設施工等工業(yè)化和城市化進程，通過影響大氣污染物排放量，進而影響大氣環(huán)境質量。汽車尾氣污染日益嚴重，重化工業(yè)規(guī)模增大帶來的揮發(fā)性有機污染物排放大幅增加，將加重大氣復合型污染程度。新增污染物排放量增大，工程減排的治理空間已不大，污染物總量控制壓力增大。

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