（甘肅省定西生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，甘肅定西 743000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程加快、城市常住人口增加、燃料消耗持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)多個(gè)地區(qū)空氣污染嚴(yán)重，帶來(lái)了一系列負(fù)面影響，空氣污染的治理迫在眉睫。2013年，國(guó)家開(kāi)始大力實(shí)施空氣污染治理行動(dòng)，各省市均投入大量資源開(kāi)展空氣污染的預(yù)防和治理。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于某空氣站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及2015～2018年執(zhí)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)注》（GB 3095—2012）中空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)涵蓋SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3濃度的分時(shí)數(shù)據(jù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失，本研究結(jié)合2005～2014年空氣指標(biāo)變化趨勢(shì)，通過(guò)差值和誤差比較分析，最后使用誤差較小的插值法補(bǔ)齊數(shù)據(jù)。

2 方法選擇

2.1 小時(shí)指數(shù)平均法

小時(shí)指數(shù)可以描述一個(gè)時(shí)點(diǎn)的污染物水平和總平均水平之間的關(guān)系。

（1）以24 h為一個(gè)分析周期，將分析周期劃分為n個(gè)子周期，計(jì)算得到某時(shí)期內(nèi)污染物平均值

（2）計(jì)算分析周期內(nèi)的總平均值：

（3）將各小時(shí)的均值與總均值相除，得到小時(shí)指數(shù)Hk：

說(shuō)明：Hk＞1，表明該時(shí)刻的污染物濃度高于該時(shí)段總均值；Hk＜1，說(shuō)明該時(shí)刻的污染物濃度低于該時(shí)段總均值。觀察小時(shí)污染物濃度變化，可以得到某個(gè)具體時(shí)期污染物濃度的波動(dòng)規(guī)律。

2.2 雙重差分分析模型

雙重差分法（difference in difference，DID）的基本原理為假設(shè)與檢驗(yàn)：假設(shè)目標(biāo)變量為y，試驗(yàn)組T（受政策影響的），對(duì)照組C（不受政策影響的），一般政策實(shí)施后可以直接對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組行對(duì)比，即為單差分，存在明顯缺陷主要是沒(méi)有考慮政策實(shí)施前試驗(yàn)組和對(duì)照組之間的固有差異，說(shuō)服力有限。如果將單差分的差異減去政策實(shí)施之前的兩組固有差異，則可以得到雙重差分，基于具體研究對(duì)象構(gòu)建的模型即為雙重差分模型。

一般可以將DID模型假設(shè)為：

式中：y——目標(biāo)變量；dT——虛擬變量（用T或C分別表示試驗(yàn)組和對(duì)照組）；d2——時(shí)間虛擬變量（用0或1分別表示政策前、政策后）；ε——隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)；β0——對(duì)照組目標(biāo)變量在政策前的平均水平；δ0——試驗(yàn)組與對(duì)照組政策前后的總體變化；β1——與政策實(shí)施無(wú)關(guān)的組間差異權(quán)衡系數(shù)，即趨勢(shì)成分；δ1——剔除趨勢(shì)成分后政策實(shí)施對(duì)結(jié)果變量的真實(shí)影響。

不考慮其他因素的情況下，δ1的估計(jì)值即為倍差的估計(jì)量，可以表示為：

某市臨近沙漠戈壁，且常年干旱少雨，造成植被稀少，水資源較為匱乏，每年有大量沙塵天氣，四面環(huán)山，橫空氣流動(dòng)性也較差，形成了一個(gè)空氣流通較為緩慢的中間地帶，空氣污染物無(wú)法順利擴(kuò)散。

考慮到某市實(shí)際情況，面臨如下形勢(shì)：

（1）氣候條件原因。某市氣候溫差大、空氣干燥，導(dǎo)致污染物在氣溫突然變化中的垂向擴(kuò)散受到抑制。市區(qū)風(fēng)速小，污染物在水平方向的交換受到了抑制，垂向和水平向的效應(yīng)疊加，對(duì)城市空氣的自凈能力大幅度削弱，使得污染物濃度逐漸累積升高。此外，一次沙塵暴將持續(xù)影響3～5 d的PM10濃度，以2017年為例，前4個(gè)月某市受到沙塵暴的影響比去年同期多7次，總計(jì)受到影響超30 d，導(dǎo)致同期PM10濃度和PM2.5濃度分別達(dá)到99 μg/m3和50 μg/m3，分別上升35.6%及47.1%。

（2）能源結(jié)構(gòu)原因。某市的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前約有燃煤鍋爐544臺(tái)，家用燃煤小火爐數(shù)量約712個(gè)，年耗煤量超15 萬(wàn)t，同時(shí)燃煤供應(yīng)中心及型煤生產(chǎn)線及配送網(wǎng)絡(luò)未完全建成運(yùn)行，導(dǎo)致燃煤質(zhì)量管控力度不夠，加大了污染程度。

2014～2016年的采暖期，SO2平均濃度比非采暖期的SO2平均濃度分別高出0.026 μg/m3、0.039 μg/m3和0.044 μg/m3。

（3）面污染。每年都有超過(guò)50處的施工場(chǎng)地，其中大部分建筑場(chǎng)地未嚴(yán)格實(shí)行綠色施工及相關(guān)文明施工規(guī)定，如現(xiàn)場(chǎng)圍擋、場(chǎng)地硬化、出入車輛沖洗、渣土密封運(yùn)輸、工地物料堆放等，導(dǎo)致?lián)P塵污染較為嚴(yán)重。與此同時(shí)，露天燒烤和秸稈焚燒、爆竹燃放等不文明行為屢禁不止，餐飲業(yè)的油煙凈化也有部分設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，導(dǎo)致面污染的情況沒(méi)有得到妥善治理。

（4）機(jī)動(dòng)車污染。市區(qū)的機(jī)動(dòng)車保有量連年上升，以每年12%的速度遞增，目前已超過(guò)25萬(wàn)輛，排期污染日趨嚴(yán)重。老舊車的淘汰進(jìn)程緩慢，目前已經(jīng)實(shí)行國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)，老標(biāo)準(zhǔn)的車輛淘汰還有較長(zhǎng)的進(jìn)程。

上述原因是剔除輸入型沙塵影響后引起PM2.5、PM10超標(biāo)的主要原因，也是后續(xù)提出治理措施或建議時(shí)重點(diǎn)應(yīng)考慮的方面。

3 地區(qū)大氣污染防治措施及效果評(píng)估

3.1 描述性統(tǒng)計(jì)方法的總體治理效果分析

以分時(shí)AQI數(shù)據(jù)為分析對(duì)象，采用雙重差分模型和描述性統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)某市實(shí)施政策前后的空氣質(zhì)量指數(shù)是否有好轉(zhuǎn)及好轉(zhuǎn)的程度進(jìn)行探究，進(jìn)行空氣治理政策成效的客觀性評(píng)價(jià)。2019年空氣質(zhì)量分時(shí)指數(shù)變化如圖1所示，2018年空氣質(zhì)量分時(shí)指數(shù)變化如圖2所示。

圖1 2019年空氣質(zhì)量分時(shí)指數(shù)變化

圖2 2018年的空氣質(zhì)量分時(shí)指數(shù)變化

由圖1及圖2可以發(fā)現(xiàn)，在政策持續(xù)實(shí)施期間，高污染天氣集聚的情況從2018年的9個(gè)波峰降至2019年的兩個(gè)波峰，說(shuō)明高污染的次數(shù)明顯減少?？諝馕廴境尸F(xiàn)明顯的季節(jié)性差異，最差天氣仍然出現(xiàn)在冬季，春季其次，夏天的空氣質(zhì)量最優(yōu)，與最初的假設(shè)和分析相符合。

3.2 基于雙重差分模型的PM10和PM2.5治理效果評(píng)價(jià)

3.2.1 研究的設(shè)計(jì)與假設(shè)

為了更好地驗(yàn)證某市對(duì)于PM2.5的治理效果，可通過(guò)單差分方法進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)實(shí)行《大氣污染防治工作計(jì)劃》的具體效果。即通過(guò)比較某市2018年和2019年同期的污染水平差異進(jìn)行定量比較和判斷。但由于單差分方法誤差較大，造成結(jié)果科學(xué)性不強(qiáng)。在政策的實(shí)施中不可能只存在單一的影響因素，還包含其他可能在后續(xù)環(huán)節(jié)影響結(jié)果的因素，如人口、社會(huì)活動(dòng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通等。因此可以假設(shè)在某市實(shí)行《大氣污染防治工作計(jì)劃》過(guò)程中存在不可避免的趨勢(shì)成分，可以將difference分為兩個(gè)部分，既包含趨勢(shì)成分，又包含政策的實(shí)施效果，可使用雙重差分模型。

3.2.2 數(shù)據(jù)的設(shè)置

《大氣污染防治工作計(jì)劃》的實(shí)施對(duì)空氣污染有明顯的改善效果，還需分析治理政策的具體提升效果。以冬季污染最為嚴(yán)重的2個(gè)月為例（11、12月），PM10和PM2.5的變化趨勢(shì)整體一致，本研究以PM2.5為例進(jìn)行說(shuō)明，取2015～2018年各年的11、12月PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

設(shè)因變量y為PM2.5真實(shí)濃度值，建立PM2.5的治理效果評(píng)價(jià)模型：

分析可知，數(shù)據(jù)模型的估計(jì)結(jié)果與絕對(duì)數(shù)據(jù)模型沒(méi)有質(zhì)的變化，說(shuō)明如果不實(shí)施空氣污染治理措施，2015～2018年的空氣污染會(huì)逐年加重，證明了假設(shè)的正確性，也說(shuō)明了空氣污染治理措施的有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用小時(shí)指數(shù)平均法和雙重差分模型分析空氣污染物高頻分時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)理論建模和數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析得到了大氣污染物的主要分布規(guī)律，通過(guò)分析得出轄區(qū)內(nèi)的空氣質(zhì)量指數(shù)經(jīng)相關(guān)政策的具體實(shí)施得到好轉(zhuǎn)，區(qū)域內(nèi)污染物濃度呈現(xiàn)冬季高夏季低的特征。分析分時(shí)數(shù)據(jù)可知，午后空氣質(zhì)量最佳，早晚高峰空氣質(zhì)量最差，夜間污染物濃度基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，降幅較小。從能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、機(jī)動(dòng)車污染治理、揚(yáng)塵專項(xiàng)治理等角度入手落實(shí)大氣污染治理工作，能夠顯著減少空氣污染，提高空氣質(zhì)量。