寧夏總量減排與環(huán)境質(zhì)量改善的相關(guān)性分析

靳 燕，陳大興，辛 亮

(寧夏回族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，寧夏 銀川 750010)

·解析評(píng)價(jià)·

寧夏總量減排與環(huán)境質(zhì)量改善的相關(guān)性分析

靳 燕，陳大興，辛 亮

(寧夏回族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，寧夏 銀川 750010)

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析寧夏“十一五”期間主要污染物總量控制指標(biāo)與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)程度，并建立回歸模型。結(jié)果表明:寧夏總量減排與環(huán)境質(zhì)量改善存在高度關(guān)聯(lián)，擬合曲線均為一元線性回歸曲線。隨著SO2排放總量降低，重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量穩(wěn)步改善，兩者呈現(xiàn)同向變化的趨勢(shì);隨著COD排放總量降低，黃河寧夏段水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)步改善，兩者亦呈現(xiàn)同向變化的趨勢(shì)。寧夏總量減排在環(huán)境質(zhì)量改善上成效已顯現(xiàn)，污染防治政策較為成功，環(huán)保成績(jī)顯著。

SPSS統(tǒng)計(jì)軟件;主要污染物總量減排;環(huán)境質(zhì)量改善;污染防治;寧夏

《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間SO2排放總量減少10%、COD排放總量減少10%的約束性指標(biāo)。寧夏制定了“十一五”總量控制規(guī)劃和年度考核計(jì)劃，嚴(yán)格落實(shí)目標(biāo)責(zé)任制，有力促進(jìn)污染減排工作順利進(jìn)行，完成了“十一五”減排目標(biāo)。筆者對(duì)主要污染物總量減排和環(huán)境質(zhì)量的改善進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，反映寧夏減排成效，希望為環(huán)境管理提供一定的技術(shù)支撐，并為“十二五”節(jié)能減排體系建設(shè)提供幫助和啟發(fā)。

1 “十一五”期間寧夏污染減排成效和環(huán)境狀況

寧夏“十一五”期間主要污染物總量控制目標(biāo)為:SO2排放總量控制在31.1萬(wàn)t以內(nèi)，比2005年降低9.3%;COD排放總量控制在12.2萬(wàn)t以內(nèi)，比2005年降低14.7%?！笆晃濉逼陂g，全區(qū)環(huán)境保護(hù)工作取得重大進(jìn)展，SO2和COD總量減排的兩個(gè)約束性指標(biāo)完成，全區(qū)SO2排放總量比2005年減少 9.36%，COD排放總量比 2005年減少14.72%，比國(guó)家下達(dá)的減排目標(biāo)任務(wù)提高0.06和0.02 個(gè)百分點(diǎn)［1］。

“十一五”期間，寧夏主要污染物SO2、COD排放量削減比例逐年提高，年削減比例始終處于全國(guó)前列。SO2、COD排放強(qiáng)度均以年均20%的比例下降，年下降比例走在全國(guó)前列［2］。截至2009年，SO2排放強(qiáng)度和COD排放強(qiáng)度分別比“十五”末下降了 58.48%和 58.99%。

“十一五”期間，寧夏環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)步提高。全區(qū)城市空氣質(zhì)量連續(xù)3年達(dá)到國(guó)家Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保重點(diǎn)城市銀川和石嘴山市環(huán)境空氣質(zhì)量Ⅱ級(jí)和高于Ⅱ級(jí)的天數(shù)逐年提高，銀川市環(huán)境空氣質(zhì)量已連續(xù)5年排名西北省會(huì)城市第一，并成為西北首個(gè)通過(guò)“國(guó)家環(huán)保模范城市”專(zhuān)家評(píng)審的省會(huì)城市［1］。

黃河寧夏段已連續(xù)4年保持Ⅲ類(lèi)以上良好水質(zhì)。2010年黃河各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為100%，全面達(dá)到國(guó)家“十一五”水污染物總量減排責(zé)任書(shū)目標(biāo)要求［1］。

2 主要污染物總量減排與環(huán)境質(zhì)量變化

分別用“十一五”期間總量減排指標(biāo)與環(huán)境指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，并運(yùn)用SPSS(Statistical Product and Service Solutions，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品和服務(wù)解決方案)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行曲線回歸模型分析［3］。結(jié)果表明:減排指標(biāo)與典型環(huán)境指標(biāo)的擬合曲線均為一元線性回歸曲線，即y=α+bx。所選取的典型環(huán)境指標(biāo)在置信水平為0.05(雙側(cè))時(shí)都與減排指標(biāo)存在顯著關(guān)系。因此，建立減排指標(biāo)與相關(guān)環(huán)境指標(biāo)之間的計(jì)量模型具有一定的解釋意義。

2.1 SPSS統(tǒng)計(jì)軟件介紹

SPSS是當(dāng)今最流行的統(tǒng)計(jì)軟件之一，具有數(shù)據(jù)輸入、編輯、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表、圖形繪制等功能，操作簡(jiǎn)單，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.2 SO2減排與城市空氣質(zhì)量改善的關(guān)聯(lián)分析

“十一五”期間，全區(qū)SO2排放總量比2005年減少9.36%;環(huán)保重點(diǎn)城市空氣中 SO2濃度比2005年下降21.7%，SO2污染天數(shù)比2005年下降58.6%;優(yōu)良天數(shù)比例比2005年提高6.8%，降水中硫酸根離子濃度比2005年下降58.7%。隨著SO2排放總量降低，環(huán)保重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量穩(wěn)步改善，兩者呈現(xiàn)同向變化的趨勢(shì)。

2.2.1 典型環(huán)境指標(biāo)的選取

運(yùn)用SPSS Statistics 17.0軟件選擇雙變量相關(guān)分析中的Kendall's tau-b雙側(cè)檢驗(yàn)法，進(jìn)行SO2減排與城市空氣質(zhì)量改善的相關(guān)分析。結(jié)果表明:全區(qū)SO2排放總量與環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度、降水中硫酸根離子濃度、優(yōu)良天數(shù)比例存在顯著的相關(guān)性(表1)。因此，分別建立兩者之間的回歸模型，進(jìn)一步進(jìn)行回歸分析。

表1 2006—2010年城市空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)相關(guān)性分析

全區(qū)SO2排放總量與全區(qū)綜合污染指數(shù)、重點(diǎn)城市SO2污染天數(shù)相關(guān)性不顯著，是因?yàn)橛绊憣幭某鞘锌諝赓|(zhì)量的首要污染物為可吸入顆粒物，其污染天數(shù)占總污染天數(shù)的77.0%以上，P(PM10)分指數(shù)高，對(duì)綜合污染指數(shù)的貢獻(xiàn)率高，而P(SO2)對(duì)綜合污染指數(shù)的貢獻(xiàn)率低。

2.2.2 回歸模型構(gòu)建

以SO2排放總量為自變量(X)，分別以重點(diǎn)城市SO2濃度、降水中硫酸根離子濃度、優(yōu)良天數(shù)比例為因變量(Y)制作散點(diǎn)圖，并進(jìn)行趨勢(shì)分析(置信水平為95%)，建立回歸模型(圖1—3)，擬合曲線均為一元線性，擬合優(yōu)度均在0.76以上，擬合曲線效果較好。

圖1 SO2排放總量與重點(diǎn)城市SO2質(zhì)量濃度回歸模型

圖2 SO2排放總量與重點(diǎn)城市降水中硫酸根離子濃度回歸模型

圖3 SO2排放總量與重點(diǎn)城市優(yōu)良天數(shù)比例回歸模型

2.2.3 結(jié)果輸出與分析

以SO2排放總量和環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度為例，運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行回歸分析，揭示二者之間數(shù)量關(guān)系，并對(duì)回歸方程做顯著性檢驗(yàn)(表2、表3)。

表2 模型情況匯總

表3 方差分析

表2為所擬合模型的情況匯總，SO2排放總量和環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度相關(guān)系數(shù)R=0.877，擬合優(yōu)度R2=0.769。

表3是所用模型的檢驗(yàn)結(jié)果，Sig.值是回歸關(guān)系的顯著性系數(shù)，是F值的實(shí)際顯著性概率(P值)，當(dāng)Sig.≤0.05時(shí)，說(shuō)明回歸關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在置信水平α=0.05或α=0.01上查F分布 表，可 知:F0.05(1，3)=10.1、F0.01(1，3)=34.1，擬合曲線的F=11.20＞F0.05(1，3)，P=0.044＜0.05。因此，SO2排放總量和環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度建立的回歸模型是具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的，并在置信水平α=0.05下是顯著的。進(jìn)一步對(duì)系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.2.4 回歸模型的驗(yàn)證

由于所建立的模型只有一個(gè)自變量，因此模型的驗(yàn)證就等價(jià)于系數(shù)的檢驗(yàn)。表4給出了包括常數(shù)項(xiàng)在內(nèi)的所有系數(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過(guò)t檢驗(yàn)證明(P＜0.05)常數(shù)項(xiàng)和“SO2排放總量”都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

由此得到SO2排放總量和環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度之間的回歸方程為一元線性回歸方程，即y=0.001x+0.030。

表4 回歸系數(shù)

同理:可以得到SO2排放總量和其他兩個(gè)環(huán)境指標(biāo)的回歸方程也為一元線性回歸方程(表5)，仍然具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并在置信水平α=0.01下是顯著的。

表5 SO2排放總量與典型環(huán)境指標(biāo)的擬合方程

2.3 COD減排與黃河寧夏段水環(huán)境質(zhì)量改善的關(guān)聯(lián)分析

“十一五”期間，全區(qū)COD排放總量比2005年減少14.72%;黃河寧夏段高錳酸鹽指數(shù)濃度比2005年下降28.5%;Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例比2005年提高17.5個(gè)百分點(diǎn)。COD排放總量與黃河寧夏段高錳酸鹽指數(shù)濃度、Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例、綜合污染指數(shù)均存在顯著的相關(guān)性(表6)。隨著COD排放總量的減少，高錳酸鹽指數(shù)濃度和綜合污染指數(shù)顯著降低，Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例顯著增高。表明COD排放總量降低，黃河寧夏段水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)步改善，兩者呈現(xiàn)同向變化的趨勢(shì)。

表6 2006—2010年黃河寧夏段水環(huán)境統(tǒng)計(jì)指標(biāo)相關(guān)性分析

分別建立COD排放總量與高錳酸鹽指數(shù)濃度、Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例、綜合污染指數(shù)的回歸模型(圖4—6)，擬合優(yōu)度均在0.74以上，擬合曲線效果也較好，經(jīng)驗(yàn)證回歸方程均為一元線性回歸方程(表7)，仍然具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖4 COD排放總量與高錳酸鹽指數(shù)濃度回歸模型

圖5 COD排放總量與Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例回歸模型

圖6 COD排放總量與綜合污染指數(shù)回歸模型

表7 COD排放總量與典型環(huán)境指標(biāo)的擬合方程

3 結(jié)果分析

由上述分析可知，總量減排指標(biāo)和環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)存在顯著的線性相關(guān)，因此可以很好地解釋環(huán)保重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量、黃河寧夏段水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)步改善的原因。

環(huán)境質(zhì)量的改善直接得益于總量減排工程?！笆晃濉逼陂g，寧夏完成SO2工程減排項(xiàng)目83項(xiàng)，COD工程減排項(xiàng)目62項(xiàng)，完成城市污水處理廠建設(shè)項(xiàng)目21項(xiàng)。全區(qū)所有100 MW以上現(xiàn)役火電機(jī)組脫硫設(shè)施全部建成投運(yùn)，所有新建火電機(jī)組全部建設(shè)脫硫設(shè)施，全區(qū)脫硫機(jī)組裝機(jī)達(dá)到9 484 MW，火電廠SO2污染貢獻(xiàn)率、排放強(qiáng)度已明顯呈下降趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年工業(yè) SO2排放達(dá)標(biāo)率為82.8%，比 2005 年上升 0.39 個(gè)百分點(diǎn)［2］。全區(qū) 7家造紙企業(yè)全部建設(shè)運(yùn)行堿回收設(shè)施和廢水深度治理工程，19個(gè)縣級(jí)城市全部建設(shè)城市污水處理廠，設(shè)計(jì)日處理能力達(dá)到87.5萬(wàn)t，全區(qū)關(guān)停馬鈴薯淀粉企業(yè)1 900余家，淘汰關(guān)?；瘜W(xué)制漿造紙企業(yè)和污染嚴(yán)重的廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)60余家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年廢水排放達(dá)標(biāo)率為87.4%，比2005年上升19.6%;生活污水處理率達(dá)65.7%，比2005 年上升18.4%［2］。

4 結(jié)論與建議

(1)全區(qū)SO2排放總量與環(huán)保重點(diǎn)城市SO2濃度、降水中硫酸根離子濃度、優(yōu)良天數(shù)比例均呈顯著的線性相關(guān)性;COD排放總量與黃河寧夏段高錳酸鹽指數(shù)濃度、Ⅲ類(lèi)以上水質(zhì)所占比例、綜合污染指數(shù)均呈顯著的線性相關(guān)性。總量減排與環(huán)境質(zhì)量改善呈現(xiàn)同向變化的趨勢(shì)，總量減排對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量成效顯著。

(2)“十一五”期間寧夏以高耗能為主的工業(yè)格局沒(méi)有發(fā)生根本性變化，“十二五”期間隨著國(guó)家新一輪西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，寧夏經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展仍處于爬坡追趕的階段。從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，重化工業(yè)將占相當(dāng)大的比重，經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和工業(yè)化進(jìn)程加快必然帶來(lái)能源消耗大幅上升，而為確保全面完成“十一五”總量控制目標(biāo)任務(wù)，寧夏已竭盡全力加大了重點(diǎn)減排工程建設(shè)和淘汰落后產(chǎn)能力度，“十二五”減排空間有限。因此，建議國(guó)家加大對(duì)寧夏經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持力度，加大對(duì)寧夏污染減排項(xiàng)目的重點(diǎn)支持。

［1］寧夏環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站.2010年及“十一五”期間寧夏環(huán)境質(zhì)量狀況［R］.2011.

［2］寧夏回族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)廳.寧夏回族自治區(qū)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)(2009年)［R］.2009.

［3］李志輝.SPSS for Windows統(tǒng)計(jì)分析教程［M］.2版.北京:電子工業(yè)出版社，2005.

Data Analysis on the Correlation between the Total Emission Reduction and Characteristics of Environmental Quality Improvement in Ningxia

JIN Yan，CHEN Da-xing，XIN Liang
(Ningxia Environmental Monitoring Central Station，Yinchuan，Ningxia 750010，China)

A regression model was built by the analysis on the correlation degree between the total emission reduction index of major pollutants and environmental quality in Ningxia using SPSS statistical software.The results showed that there was a high correlation degree between the total emission reduction and characteristics of environmental quality improvement in Ningxia.The fitting curves were all linear regression curves.The air quality improved steadily with the reduction of sulfur dioxide emission.The water quality in the Yellow River of Ningxia section also improved with the reduction of COD emission.There were both positive correlations.The improvement of environmental quality in Ningxia was effective due to the total emission reduction.The policy of pollution control was rather successful.

SPSS statistical software;total emissions of major pollutants;improvement of environmental quality;pollution prevention;Ningxia

X5

A

1674-6732(2011)-06-0033-05

10.3969/j.issn.1674-6732.2011.06.010

2011-03-27;

2011-03-30

靳燕(1979—)，女，工程師，本科，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。