環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量情況實證分析

王麗寧　代雨晴

環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量情況實證分析

王麗寧代雨晴

本文采用中國2014年54個環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，首先利用因子分析對各個指標(biāo)進行研究，對環(huán)保重點城市進行綜合排名，發(fā)現(xiàn)工業(yè)城市排名普遍靠后，污染最嚴重的是河北省內(nèi)的環(huán)保重點城市，而南方地區(qū)尤其是位于沿海的環(huán)保重點城市排名普遍靠前；再次對主因子進行K均值聚類分析，發(fā)現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達的地區(qū)空氣質(zhì)量較好，相反第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達的地區(qū)空氣污染相對比較嚴重，工業(yè)污染對空氣質(zhì)量的影響大于臭氧污染對空氣質(zhì)量的影響；最后對環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀進行總結(jié)并提出關(guān)于提高環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量的對策建議。

環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量；描述統(tǒng)計；因子分析；聚類分析

隨著全球城市化的高速發(fā)展，空氣污染已經(jīng)成為不可避免的問題，嚴重影響自然環(huán)境以及人類生活。在過去幾年，我國已經(jīng)將空氣治理作為了建設(shè)生態(tài)文明、推動可持續(xù)發(fā)展、加強國家治理能力現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容之一。從國家到地方層面在節(jié)能減排、工業(yè)轉(zhuǎn)型、綠色出行等方面都下大力氣推進空氣污染治理。但是對環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量情況實證分析卻不多見。對一個國家不同地區(qū)進行研究有利于比較不同自然條件和不同社會環(huán)境的地區(qū)在空氣質(zhì)量上的異同，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。因此，為了保證城市發(fā)展，提高空氣質(zhì)量，很有必要對我國環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量情況進行實證分析。通過分析我國空氣質(zhì)量所面臨的困境，提出解決不同地區(qū)空氣污染問題的可行路徑。

本文的研究對象選擇環(huán)保重點城市是根據(jù)中國的實際情況以及數(shù)據(jù)的可獲得性決定的，選取京津冀、珠三角、長江三角等重點區(qū)域和直轄市、省會城市共54個具有代表性的環(huán)保城市，數(shù)據(jù)來自于《中國統(tǒng)計年鑒（2015）》。從總體上看，污染最嚴重的指標(biāo)為細顆粒物，其平均濃度遠遠高于國家二級標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)的平均濃度雖然均達到國家二級標(biāo)準(zhǔn)，但是也均有不同程度的污染。54個環(huán)保重點城市的二氧化硫年平均濃度達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，未達到國家二級標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保重點城市比重為13%；54個環(huán)保重點城市的二氧化氮年平均濃度達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，全部環(huán)保重點城市都達到了國家標(biāo)準(zhǔn)；54個環(huán)保重點城市的可吸入顆粒物年平均濃度達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，未達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)的城市比重為94%；54個環(huán)保重點城市的細顆粒物均值濃度超過了國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，未達到國家二級標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保重點城市比重為87%；54個環(huán)保重點城市的一氧化碳日均值第95百分位平均濃度達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，全部環(huán)保重點城市都達到了國家標(biāo)準(zhǔn)；54個環(huán)保重點城市的可吸入顆粒物年平均濃度達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)，未達到國家年均值二級標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保重點城市比重為94%；臭氧(O3)日最大8小時第90百分位濃度平均濃度達到國家日均值二級標(biāo)準(zhǔn),未達到國家日均值二級標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保重點城市比重為30%。

表1　解釋的總方差

提取方法：主成份分析。

表1給出了每個變量共同度的結(jié)果。從該表可以得到，標(biāo)準(zhǔn)化之后的變量的共同度都很高，表明變量中的大部分數(shù)據(jù)均能夠被因子所提取，說明因子分析的結(jié)果是很有效的。

表2　 旋轉(zhuǎn)成份矩陣a

提取方法：主成分。

旋轉(zhuǎn)法：具有Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法。

a.旋轉(zhuǎn)在3次迭代后收斂。

由表2可知，每個因子只有一部分指標(biāo)的因子載荷較大，因此可據(jù)上表分類，將六個指標(biāo)按高載荷分成兩類：二氧化硫年平均濃度、可吸入顆粒物(PM10)年平均濃度、一氧化碳日均值第95百分位濃度、細顆粒物(PM2.5)年平均濃度在第一個因子上載荷較大，可以將第一主因子命名為工業(yè)污染因子；臭氧(O3)日最大8小時第90百分位濃度、二氧化氮年平均濃度在第二個因子上載荷較大，因為臭氧指標(biāo)的系數(shù)遠遠高于其他指標(biāo)的系數(shù)，因此可以將第二主因子命名為臭氧因子。

由環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量情況的因子得分排名表可以得出54個環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量前5名為?？?、湛江、拉薩、汕頭和深圳，這些環(huán)保重點城市位于沿海地區(qū)，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速；空氣質(zhì)量后5名為保定、石家莊、唐山、邯鄲和濟南，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人口偏多，這些環(huán)保重點城市大多位于河北省。從地理位置上來看，我國中東部地區(qū)空氣質(zhì)量污染嚴重，東南沿?？諝赓|(zhì)量良好。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上來看，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達的環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量優(yōu)于第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達的環(huán)保重點城市。

通過聚類分析可以得到用平均連接法生成的聚類譜系圖。展現(xiàn)了聚類分析中每一次類合并的情況。

具體分類如下：

第一類：石家莊、唐山、邯鄲、保定

該研究比較四項指標(biāo)單項檢測和聯(lián)合檢測的陽性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB單項檢測的陽性率分別為70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四項聯(lián)合檢測的陽性率明顯高于單項檢測（P<0.05），聯(lián)合檢測有助于提高早期診斷的檢出率。以ACR作為DN的診斷參考項目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表達水平與ACR呈正關(guān)。

第二類：秦皇島、太原、呼和浩特、哈爾濱、鄭州、西安、蘭州、銀川、烏魯木齊

第三類：北京、天津、沈陽、無錫、常州、蘇州、鎮(zhèn)江、杭州、湖州、紹興、濟南、青島、武漢、廣州、成都

第四類：長春、吉林、上海、徐州、南通、連云港、揚州、寧波、溫州、福州、廈門、南昌、長沙、深圳、珠海、汕頭、湛江、南寧、重慶、昆明、拉薩

第五類：合肥、?？?、貴陽、西寧

第一類城市空氣質(zhì)量最差。從地理位置上來看，這些環(huán)保重點城市都屬于河北省。兩個主因子尤其是第一主因子遠遠超過平均水平,這是由于這些環(huán)保重點城市的各個指標(biāo)都遠遠超過平均水平。這些地區(qū)工業(yè)發(fā)展迅速，并且人口過多，地理位置不利于污染物的排放。因此要想提高空氣質(zhì)量，就要實現(xiàn)綜合治理，調(diào)整三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，既要控制工業(yè)污染又要減少生活污染，實施綠色出行。

第二類城市空氣質(zhì)量較差。從地理位置上來看，這些環(huán)保重點城市屬于中西部，人口密集，第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。第一主因子高于平均水平，第二主因子低于平均水平。因此要想提高這些城市的空氣質(zhì)量，首先要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，才能從根本上改善空氣質(zhì)量。

第三類城市空氣質(zhì)量一般。，有部分城市位于珠三角以及長江三角，第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達，但是人口相對較多。而北京、天津這樣的一線城市，人口過于密集，汽車尾氣污染較為嚴重，而工業(yè)污染較為輕。因此空氣質(zhì)量較差主要是由于生活污染。從整體上來看，第一主因子低于平均水平，第二主因子高于平均水平。因此這些城市要想提高空氣質(zhì)量，就要注重對臭氧的治理。

第四類城市空氣質(zhì)量比較好，兩個主因子均低于平均水平，城市空氣質(zhì)量排名靠前。這些部分城市位于長江三角以及珠三角，第三產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達，工業(yè)污染較輕。從地理位置上來看，大多數(shù)位于南方，人口相對較少，工業(yè)與生活污染較輕。并且旅游城市偏多，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好。

通過聚類分析結(jié)果可以看出中國大部分城市處于污染的狀態(tài)，造成污染的原因主要是工業(yè)污染與臭氧污染。工業(yè)污染相對于尾氣污染對空氣質(zhì)量的影響較大。因此要想從根本上改善中國的空氣質(zhì)量，就是要控制以及處理工業(yè)排放物。

從上述分析中，我們可以得到如下建議：

（1）完善法制制度。在完善法制制度的過程中，最重要的就是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一個地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)直接影響到污染物排放。并且由本文分析可知，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達的環(huán)保重點城市空氣質(zhì)量優(yōu)于第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達的環(huán)保重點城市。因此對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理的地區(qū)應(yīng)該合理地對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)資源配置最優(yōu)。

（2）環(huán)境信息公開。公眾環(huán)境訴求表達的通道不暢是中國城市空氣污染的社會性原因。因此我們需要公眾“自下而上”的參與來保護空氣環(huán)境。行動上表現(xiàn)為要進一步擴大企業(yè)環(huán)境信息的公開范圍，保證企業(yè)污染排放數(shù)據(jù)的真實性。并且政府應(yīng)加強公眾環(huán)境訴求表達的重視，制定相關(guān)的政策保護并且鼓勵公眾的監(jiān)督行為。

（3）完善相關(guān)環(huán)境政策。完善有關(guān)企業(yè)排放污染物含量的政策、企業(yè)處理污染物的收費制度，并且對環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)給予所得稅方面優(yōu)惠等,只有建立企業(yè)利益與環(huán)境損害成本的價格成正比的體制，才能把污染環(huán)境的成本轉(zhuǎn)化為企業(yè)的內(nèi)部化問題，避免將污染空氣環(huán)境的成本轉(zhuǎn)嫁給整個社會，進而使合理控制污染排放量真正成為企業(yè)的自覺行為。

（4）分區(qū)域進行治理。不同地區(qū)所面臨的空氣污染問題也不一樣，除了上述的建議，最重要的是因地制宜。工業(yè)發(fā)展較為迅速的地區(qū)應(yīng)該著重解決工業(yè)污染物的問題，盡量利用清潔能源，改進生產(chǎn)技術(shù)減少燃燒、反應(yīng)、加工等過程中污染物的生成量；還應(yīng)該大力宣傳保護空氣環(huán)境以及防治空氣污染的重要意義，使每一位市民養(yǎng)成健康、綠色的生活習(xí)慣，從而將保護環(huán)境深入到每個人的生活中，最終制止資源浪費和污染空氣的行為。

[1]王五一，葉敬忠，張世秋.環(huán)境與健康：跨學(xué)科視角[M]，社會科學(xué)文獻出版社，2010.

[2]李春林，陳旭紅.應(yīng)用多元統(tǒng)計分析[M]，清華大學(xué)出版社，2013.

[3]葉林.空氣污染治理國際比較研究[M]，中央編譯出版社，2014.

（作者單位：河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)）