關(guān)于PM2.5的影響因素和解決辦法

施慧 王天培 董琛 于曉童

摘 要：近年來，PM2.5逐漸成為我國大部分地區(qū)面臨的首要大氣問題，對人類的健康和大氣環(huán)境都會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。因此，該文從GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、地理位置等PM2.5的可能影響因素入手，收集全國各省份143個城市2013年12月的PM2.5值和年總GDP以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比。并通過統(tǒng)計學(xué)軟件（SPSS）對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性的分析，以圖表式的形式展現(xiàn)出來。分析圖表，得到了不同省份的GDP與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對PM2.5產(chǎn)生的影響的存在差異，從差異性入手，尋找相應(yīng)的解決措施，達(dá)到因地制宜的目的。

關(guān)鍵詞：PM2.5 GDP 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 相關(guān)性

中圖分類號：X513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0103-04

The Influencing Factors And Solutions Of PM2.5

Shi Hui Wang Tianpei Dong Chen Yu Xiaotong

（ Beijing Information Science & Technology University， Beijing，100192，China）

Abstract：In recent years，PM2.5 has been becoming the primary atmospheric environmental problem faced by most cities in China， which causes serious harm to health and atmospheric environment.The article collects data from 143 cities of China about GDP，industrial structure and location which are influential factors of PM2.5.We assay these data through correlation analysis method by SPSS and show it by chart and diagram.We find the difference of influence which is caused by GDP of different provinces on PM2.5 by assaying the charts and diagrams.Then we can take corresponding measures to different area.

Key Words：PM2.5；GDP；Industrial structure； Correlation

1 PM2.5的介紹及其危害

1.1 PM2.5的來源

細(xì)顆粒物來源于人類活動和自然過程，其中人類活動是主要來源。美國環(huán)保局于1974年總結(jié)了顆粒物全球排放量及其來源分配情況（<20μm），見表1。人為活動主要是自然燃燒，如化石燃料、生物質(zhì)和垃圾的燃燒；而自然過程主要是由二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物等物質(zhì)的化學(xué)過程。按其形成方式可分為三種：直接以固態(tài)形式排出的一次粒子；在高溫狀態(tài)下以氣態(tài)形式排出、在煙羽的稀釋和冷卻過程中凝結(jié)成固態(tài)的一次可凝結(jié)粒子；由氣態(tài)前體污染物通過大氣化學(xué)反應(yīng)而生成的二次粒子。

1.2 PM2.5的定義

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm（不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20）的顆粒物。同時，由于PM2.5會通過呼吸道，到達(dá)人的肺部，直接進(jìn)入肺泡。因此，PM2.5也被稱為可入肺顆粒物。

1.3 PM2.5的危害

雖然細(xì)顆粒物只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，細(xì)顆粒物粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

1.3.1 PM2.5對于人體的健康的危害

由于PM2.5的直徑很小，能較深的進(jìn)入呼吸道。直徑在2μm以下的可深入到細(xì)支氣管和肺泡。當(dāng)細(xì)顆粒物進(jìn)入人體到肺泡后，影響肺的通氣功能，損害血紅蛋白輸送氧氣的能力，使機(jī)體易處于缺氧狀態(tài)，損壞呼吸系統(tǒng)，容易引發(fā)哮喘、支氣管炎和心血管病，甚至導(dǎo)致癌癥。自20世紀(jì)80年代起，就有很多科學(xué)家研究了顆粒物對于人體健康影響的研究[1]，見表2。美國北卡羅來納大學(xué)環(huán)境科學(xué)院與國家環(huán)境保護(hù)局研究人員在《環(huán)境研究通訊》發(fā)布研究報告中顯示全球每年約210萬人死于PM2.5等顆粒物濃度上升。

1.3.2 PM2.5對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響

一般地，人們大都認(rèn)為PM2.5只是空氣污染。其實，PM2.5對整體氣候的影響非常大。大氣中的顆粒物對光的散射和吸收，能顯著減弱光信號，大幅降低有效視距，從而導(dǎo)致人為能見度下降，產(chǎn)生陰“霾”天氣。PM2.5還能影響成云和降雨過程。大氣中雨水的凝結(jié)核，除了海水中的鹽分，細(xì)顆粒物PM2.5也是重要的源。有些條件下，PM2.5太多了，可能“分食”水分，使天空中的云滴都長不大，藍(lán)天白云就變得比以前更少；有些條件下，PM2.5會增加凝結(jié)核的數(shù)量，使天空中的雨滴增多，極端時可能發(fā)生暴雨。

1.4 實際意義

基于PM2.5的巨大危害和廣泛分布，本小組試圖通過分析PM2.5的可能影響因素，以此得出不同可能因素對不同地區(qū)PM2.5的影響程度，從而因地施策，使各地區(qū)PM2.5的治理資源得到合理分配。

2 PM2.5的影響因素

現(xiàn)階段，對于PM2.5影響因素的研究主要是針對某個小范圍地區(qū)或單一影響因素，很少有針對較大范圍的多種因素研究。我小組通過調(diào)查產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和GDP以及多個省份的PM2.5來得出相應(yīng)結(jié)論。

首先，我們對全國范圍內(nèi)所查數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖0-1至0-4所示。

由所查數(shù)據(jù)分析得出在全國范圍內(nèi)PM2.5與GDP的相關(guān)性為0.153，在自由度為183的條件下呈現(xiàn)出較弱的正相關(guān)，于是我們想到能否考慮在縮小區(qū)域范圍的基礎(chǔ)上得出更為細(xì)致與精準(zhǔn)的相關(guān)性分析，于是我們考慮以每個省為一個樣本空間（由于所取個別省份中樣本數(shù)量太小，在自由度越小的情況下顯著性臨界值（雙側(cè)）較大，明顯不相關(guān)，故我們只對每個省份中樣本數(shù)量大于3的省份進(jìn)行相關(guān)性分析），利用統(tǒng)計學(xué)軟件（SPSS）求出每個省份組別中的各影響關(guān)系與PM2.5的相關(guān)性，分別對每個省的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到省內(nèi)各城市PM2.5與GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，以得到因地治理，因地施策。

2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與PM2.5的關(guān)系

我們對廣東、河南、河北、內(nèi)蒙古等12個省份，143個城市分析了2013年P(guān)M2.5與第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，見（表3）。由此表可知，在廣州省，第二產(chǎn)業(yè)與PM2.5 的正相關(guān)程度較高。河南省的第三產(chǎn)業(yè)與PM2.5的正相關(guān)性高。山西省的第二產(chǎn)業(yè)與PM2.5的正相關(guān)性強(qiáng)，第三產(chǎn)業(yè)與PM2.5的負(fù)相關(guān)性強(qiáng)。四川省的第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與PM2.5的負(fù)相關(guān)性強(qiáng)。

由以上分析并繪制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與PM2.5顯著相關(guān)的省份的散點圖1-1至1-5。

2.2 GDP與PM2.5的關(guān)系

我們對廣東、河南、河北、內(nèi)蒙古等12個省份，143個城市的研究，研究了在2013年P(guān)M2.5與第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，見表4。由此表可知，河南省、江蘇省、遼寧省的GDP與PM2.5的正相關(guān)性高。

由以上分析并繪制GDP與PM2.5顯著相關(guān)的省份的散點圖如圖2-1至2-3。

以上兩者中和顯著性分析，見表1-5。

由以上分析可知，以下各省省內(nèi)PM2.5與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)或GDP有較強(qiáng)聯(lián)系，結(jié)果呈現(xiàn)如下。

山西?。荷轿鞯牡诙a(chǎn)業(yè)與PM2.5相關(guān)性明顯較高。我們通過查找相關(guān)資料得知，山西是典型的資源型地區(qū)，長期以煤為主的發(fā)展模式導(dǎo)致山西產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，并造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。山西第二產(chǎn)業(yè)比重偏大，第三產(chǎn)業(yè)份額相對不足，產(chǎn)業(yè)鏈條短，還屬于資源型、粗放型的傳統(tǒng)單一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[3]。其以煤炭為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式導(dǎo)致了PM2.5等顆粒物的排放量增多。由此分析出其確實有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理，與PM2.5呈正相關(guān)。

河南省：河南的GDP及第三產(chǎn)業(yè)對PM2.5有較高的相關(guān)性。2013年，河南省第二產(chǎn)業(yè)GDP貢獻(xiàn)達(dá)到55.4%，重工業(yè)增加值占全省工業(yè)增加值的67.1%。而河南省的重工業(yè)排名前兩名的分別是煤炭開采及洗選業(yè)和非金屬礦物制品業(yè)，均屬于高耗能高污染產(chǎn)業(yè)。無論是煤炭開采及洗選業(yè)還是非金屬礦物制品業(yè)，都會產(chǎn)生大量微小的顆粒物，即PM2.5.這就很好的解釋河南省PM2.5與GDP的正相關(guān)性。即GDP對高污染產(chǎn)業(yè)的依賴性造成了PM2.5與GDP的正相關(guān)性。

江蘇?。航K省的GDP與PM2.5 的相關(guān)性明顯較高。根據(jù)凌亢的江蘇省GDP增長路徑的研究[2]，發(fā)現(xiàn)GDP的增長率與三產(chǎn)業(yè)變化率的關(guān)系為

，其中FTX為第一產(chǎn)業(yè)拉動系數(shù)，TTZ為第二產(chǎn)業(yè)拉動系數(shù)，NEX為第三產(chǎn)業(yè)拉動系數(shù)。

由此可知，GDP 的增長與三個產(chǎn)業(yè)的變化情況有者密切的關(guān)系。江蘇省2013年的三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為6.1∶49.2∶44.7，第二產(chǎn)業(yè)所占的比重最大。同時江蘇工業(yè)生產(chǎn)逐年穩(wěn)步增長，全年規(guī)模以上工業(yè)增加值比上年增長11.5%，其中輕、重工業(yè)分別增長10.5%和11.9%。重工業(yè)主要是冶金、機(jī)械、能源（電力、石油、煤炭、天然氣為主）、化學(xué)、建筑材料等工業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)均會產(chǎn)生較多的PM2.5。這也就很好的解釋了江蘇省的PM2.5與GDP的正相關(guān)性。

遼寧?。哼|寧的GDP與PM2.5相關(guān)性明顯較高。自國家實施東北等老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略以來，遼寧省經(jīng)濟(jì)特別是在重工業(yè)方面發(fā)展迅速，但遼寧省重工業(yè)發(fā)展還存在結(jié)構(gòu)層次不高、市場化程度較低、人力資源不足等問題，造成制造業(yè)勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品附加值降低[4]，即單位GDP的增長所消耗的能源加大，以致使PM2.5等微小的顆粒物的排放量增大。GDP增長模式的不合理，導(dǎo)致了PM2.5與GDP的正相關(guān)性。

3 減少PM2.5的改善措施

不同的城市PM2.5的主要影響因素是不同的，因此我們要針對與每個城市的PM2.5的特征來制定相應(yīng)的措施?，F(xiàn)在我們以江蘇省為例。

根據(jù)江蘇省的PM2.5的影響因素，我們給出了如下的治理措施。

（1）政府相關(guān)部門進(jìn)行立法，出臺大氣污染防治條例；完善霧霾防治的規(guī)劃制度；建立霧霾監(jiān)測和預(yù)警機(jī)制。

（2）減煤，以減少和控制燃煤為重點，對小鍋爐開展集中整治；提標(biāo)，大力淘汰落后過剩產(chǎn)能；治車，治理機(jī)動車尾氣排放，對國四以上標(biāo)準(zhǔn)油品進(jìn)行升級；控燃，要在農(nóng)村加大秸稈禁燒和綜合利用力度，在城市控制煙花爆竹燃放和露天燒烤；降塵，在建筑領(lǐng)域降低揚(yáng)塵污染，實現(xiàn)城區(qū)施工工地硬質(zhì)化，建立監(jiān)控長效機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

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