城市環(huán)境空氣質(zhì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究

遼寧省錦州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 張?chǎng)┎?/p>

一、空氣污染現(xiàn)狀分析

空氣污染是指在空氣環(huán)境中污染物含量達(dá)到一定濃度，影響到生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)正常生存和發(fā)展的現(xiàn)象[10]。人類(lèi)生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的顆粒物、硫氧化物、臭氧等空氣污染物以一定的輸入速率參與大氣循環(huán)，大氣循環(huán)過(guò)程中的生物活動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)和物理沉降作用對(duì)空氣污染物具有消除作用[11]。當(dāng)空氣污染物的輸入速率大于消除速率時(shí)，污染物在空氣中的濃度會(huì)升高到對(duì)人、生物或材料產(chǎn)生直接或者間接的急慢性危害的現(xiàn)象[12]。

目前，已知的空氣污染物多達(dá)100多種，按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，空氣污染物可以劃分為不同的類(lèi)型[13]。以空氣污染物的狀態(tài)劃分：可分為氣溶膠狀污染物和細(xì)顆粒物，氣溶膠狀污染物包括粉塵、降塵、懸浮顆粒，氣態(tài)污染物包括一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮、三氧化硫、二氧化硫等。按污染物的來(lái)源來(lái)分：可分為自然源和人為源，自然源主要有森林火災(zāi)和火山爆發(fā)等產(chǎn)生的灰塵、氣體硫化物等，人為源主要有工業(yè)廢氣、生活燃煤廢氣、機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣等[14]。

二、空氣污染指標(biāo)影響因素的關(guān)聯(lián)性分析

（一）環(huán)境空氣質(zhì)量與城市發(fā)展因素灰色關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間城市發(fā)展情況作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關(guān)性分析。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)與SO2濃度的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)均在0.45—0.65之間，總的來(lái)說(shuō)城市發(fā)展情況的各個(gè)指標(biāo)對(duì)SO2濃度的影響差異不大。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為城市人口密度＞建成區(qū)綠化覆蓋率＞城鎮(zhèn)化率＞ 地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞城市居民人均生活消費(fèi)支出＞城鎮(zhèn)居民用電量＞城市居民人均可支配收入＞人均GDP＞私人汽車(chē)擁有量。可以看出錦州市對(duì)NO2濃度造成較大影響的主要是城市人口密度、建成區(qū)綠化覆蓋率和城鎮(zhèn)化率，相關(guān)度均大于0.8，因此，采取適當(dāng)措施增加城市綠色植被量有利于減輕NO2對(duì)環(huán)境污染的影響。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)對(duì)PM10濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：建成區(qū)綠化覆蓋率城市＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞城鎮(zhèn)化率＞人口密度＞城鎮(zhèn)居民用電量＞人均GDP ＞城市居民人均生活消費(fèi)支出＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車(chē)擁有量?？梢钥闯鲥\州市對(duì)PM10濃度造成較大影響的主要是建成區(qū)綠化覆蓋率和城鎮(zhèn)化率、地區(qū)生產(chǎn)總值和城鎮(zhèn)化率，因此，PM10主要與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和城市綠色覆蓋率有關(guān)。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)對(duì)PM2.5濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞建成區(qū)綠化覆蓋率城市＞城鎮(zhèn)化率=城市人口密度＞城鎮(zhèn)居民用電量＞人均GDP＞城市居民人均生活消費(fèi)支出＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車(chē)擁有量。可以看出錦州市對(duì)PM2.5濃度造成較大影響的主要是地區(qū)生產(chǎn)總值、建成區(qū)綠化覆蓋率、城鎮(zhèn)化率和人口密度，因此，PM2.5主要與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、城市綠色覆蓋率和城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)與人口數(shù)量有關(guān)。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)對(duì)CO濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：建成區(qū)綠化覆蓋率城市＞城鎮(zhèn)化率＞城市人口密度＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞城市居民人均生活消費(fèi)支出＞城鎮(zhèn)居民用電量＞城市居民人均可支配收入＞人均GDP ＞私人汽車(chē)擁有量。可以看出錦州市對(duì)CO濃度造成較大影響的主要是地區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率、城鎮(zhèn)化率和人口密度。

城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)對(duì)O3濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：建成區(qū)綠化覆蓋率城市＞城市人口密度＞城鎮(zhèn)化率＞城市居民人均生活消費(fèi)支出＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞城鎮(zhèn)居民用電量＞人均GDP＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車(chē)擁有量。可以看出錦州市對(duì)O3濃度造成較大影響的主要是建成區(qū)綠化覆蓋率、城鎮(zhèn)化率和人口密度。

（二）環(huán)境空氣質(zhì)量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)灰色關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)情況作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關(guān)性分析。

可以發(fā)現(xiàn)對(duì)SO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：第二產(chǎn)業(yè)增加值＞第一產(chǎn)業(yè)增加值＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第三產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明第二產(chǎn)業(yè)對(duì)SO2濃度的影響最大。

對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：第一產(chǎn)業(yè)增加值＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第三產(chǎn)業(yè)增加值＞第二產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明對(duì)錦州市SO2濃度影響較大的是第一產(chǎn)業(yè)和地區(qū)整體生產(chǎn)總值GDP。

對(duì)PM10濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第一產(chǎn)業(yè)增加值＞第三產(chǎn)業(yè)增加值＞第二產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明對(duì)錦州市PM10濃度影響最大的是地區(qū)整體生產(chǎn)總值GDP。

對(duì)PM2.5濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：第一產(chǎn)業(yè)增加值＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第三產(chǎn)業(yè)增加值＞第二產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明對(duì)錦州市PM2.5濃度影響最大的是第一產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)其影響最小。

對(duì)CO濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：第一產(chǎn)業(yè)增加值＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第三產(chǎn)業(yè)增加值＞第二產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明對(duì)錦州市CO濃度影響最大的是第一產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)其影響最小。

對(duì)O3濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：第一產(chǎn)業(yè)增加值＞第三產(chǎn)業(yè)增加值＞地區(qū)生產(chǎn)總值GDP＞第二產(chǎn)業(yè)增加值。這說(shuō)明對(duì)錦州市O3濃度影響最大的是第一產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)其影響最小。

總體來(lái)看，錦州市除了SO2主要受到第二產(chǎn)業(yè)影響以外，錦州市環(huán)境空氣質(zhì)量主要受到第一產(chǎn)業(yè)和地區(qū)生產(chǎn)總值GDP的影響，第二產(chǎn)業(yè)影響最小。

（三）環(huán)境空氣質(zhì)量與能源消耗結(jié)構(gòu)灰色關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間能源消耗結(jié)構(gòu)作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度的特征序列做相關(guān)性分析。

發(fā)現(xiàn)對(duì)SO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞天然氣＞煤＞熱力＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒對(duì)SO2濃度的影響最大。對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞煤＞天然氣＞焦炭＞電力?？傮w來(lái)看，各個(gè)能源消耗均對(duì)NO2濃度的影響比較大，尤其是石油燃料的燃燒，與NO2濃度的灰色相關(guān)度大于0.9，這說(shuō)明NO2濃度與石油燃料的燃燒密切相關(guān)。

對(duì)PM10濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞焦炭＞煤＞天然氣＞電力。石油燃料的燃燒對(duì)PM10濃度的影響最大，同時(shí)其他能源消耗也對(duì)PM10濃度影響較大。對(duì)PM2.5濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞天然氣＞熱力＞焦炭＞煤＞電力。石油燃料的燃燒對(duì)PM2.5濃度的影響最大，其次是天然氣和熱力的消耗，煤、焦炭和電力消耗對(duì)PM2.5濃度的影響相似。對(duì)CO濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞煤＞天然氣＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒對(duì)CO濃度的影響最大。對(duì)O3濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞天然氣＞煤＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒和熱力消耗對(duì)O3濃度的影響較大。

總體來(lái)看，錦州市環(huán)境空氣污染受石油燃料消耗的影響最大，電力消耗的影響最大。

（四）環(huán)境空氣質(zhì)量與交通運(yùn)輸灰色關(guān)聯(lián)度分析

1.環(huán)境空氣質(zhì)量與機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間機(jī)動(dòng)車(chē)保有量作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關(guān)性分析。

可以看出機(jī)動(dòng)車(chē)保有量各指標(biāo)對(duì)SO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：民用汽車(chē)擁有量＞出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)＞機(jī)動(dòng)車(chē)保有量＞私人汽車(chē)擁有量。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，其中影響最大的是民用汽車(chē)擁有的數(shù)量。因此可以發(fā)現(xiàn)對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)＞民用汽車(chē)擁有量＞機(jī)動(dòng)車(chē)保有量＞私人汽車(chē)擁有量?？傮w來(lái)看，出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)對(duì)NO2濃度的影響最大，這可能是由于出租車(chē)出入比較頻繁，產(chǎn)生的污染比較嚴(yán)重所致。

觀察各指標(biāo)與PM10和PM2.5濃度的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量對(duì)PM10濃度與PM2.5濃度產(chǎn)生影響高度相似，關(guān)聯(lián)度的大小比均為：出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)＞民用汽車(chē)擁有量＞機(jī)動(dòng)車(chē)保有量＞私人汽車(chē)擁有量。出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)對(duì)大氣顆粒物濃度的影響最大，這可能是由于出租車(chē)出行率高，尾氣排放量較大。

各指標(biāo)對(duì)CO濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)＞民用汽車(chē)擁有量＞機(jī)動(dòng)車(chē)保有量＞私人汽車(chē)擁有量。民用汽車(chē)和運(yùn)營(yíng)出租汽車(chē)車(chē)輛數(shù)對(duì)CO濃度的影響較大。各指標(biāo)對(duì)O3濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)車(chē)數(shù)＞民用汽車(chē)擁有量＞機(jī)動(dòng)車(chē)保有量＞私人汽車(chē)保有量。出租車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)對(duì)O3濃度的影響最大。

總體來(lái)看，錦州市環(huán)境空氣污染主要受出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)的影響。

2.環(huán)境空氣質(zhì)量與貨運(yùn)量的關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間貨運(yùn)量作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關(guān)性分析。

可以發(fā)現(xiàn)對(duì)SO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：民航＞水運(yùn)＞貨物周轉(zhuǎn)量＞公路貨運(yùn)量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，貨運(yùn)量與SO2濃度的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.5-0.72之間，其中影響較大的是民航貨運(yùn)量和水運(yùn)量。

對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉(zhuǎn)量＞公路貨運(yùn)量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運(yùn)貨運(yùn)量?？傮w來(lái)看，民航貨運(yùn)量、貨物周轉(zhuǎn)量和公路貨運(yùn)量均對(duì)NO2濃度的影響較大。

對(duì)PM10濃度的灰色關(guān)聯(lián)度的大小比為：公路貨運(yùn)量＞民航＞貨物周轉(zhuǎn)量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運(yùn)貨運(yùn)量。公路貨運(yùn)量對(duì)大氣顆粒物濃度的影響最大。

對(duì)PM2.5濃度的灰色關(guān)聯(lián)度的大小比為：民航＞公路貨運(yùn)量＞貨物周轉(zhuǎn)量＞港口貨物吞吐量＞水運(yùn)＞集裝箱吞吐量。民航貨運(yùn)量、公路貨運(yùn)量和貨物周轉(zhuǎn)量對(duì)PM2.5濃度較大，其余三個(gè)指標(biāo)對(duì)PM2.5濃度影響差異性不大，關(guān)聯(lián)度均在0.6左右。

對(duì)CO濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉(zhuǎn)量＞公路貨運(yùn)量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運(yùn)貨運(yùn)量。民航、貨物周轉(zhuǎn)量和公路貨運(yùn)量對(duì)CO濃度的影響較大，港口貨物吞吐量次之，集裝箱吞吐量和水運(yùn)貨運(yùn)量對(duì)CO濃度的影響比較小。

對(duì)O3濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉(zhuǎn)量＞公路貨運(yùn)量＞港口貨物吞吐量＞水運(yùn)貨運(yùn)量＞集裝箱吞吐量。民航貨運(yùn)量對(duì)O3濃度的影響最大。

總體來(lái)看，錦州市環(huán)境空氣污染主要受民航貨運(yùn)量、貨物周轉(zhuǎn)量和公路貨運(yùn)量的影響，此外水運(yùn)量對(duì)SO2濃度影響也比較突出。

3.環(huán)境空氣質(zhì)量與客運(yùn)量的關(guān)聯(lián)度分析

以錦州市“十三五”期間客運(yùn)量作為灰色關(guān)聯(lián)模型的影響因素序列值，與6個(gè)主要空氣污染指標(biāo)濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關(guān)性分析。

錦州市2015—2020年客運(yùn)量各指標(biāo)與 SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3濃度的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果如圖3.4.3所示。可以發(fā)現(xiàn)對(duì)SO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：公路客運(yùn)量＞旅客周轉(zhuǎn)量＞旅游總?cè)藬?shù)＞旅游總收入＞民航客運(yùn)量。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，公路客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量對(duì)SO2濃度的影響較大，民航客運(yùn)量較低，這可能是由于錦州飛機(jī)場(chǎng)距離市中心較遠(yuǎn)且航班數(shù)較少所致。

對(duì)NO2濃度產(chǎn)生影響的大小比分別為：旅客周轉(zhuǎn)量＞公路客運(yùn)量＞旅游總?cè)藬?shù)＞旅游總收入＞民航客運(yùn)量。總體來(lái)看，公路客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量對(duì)NO2濃度的影響較大。

對(duì)比各指標(biāo)與PM10和PM2.5濃度的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)客運(yùn)量對(duì)PM10濃度與PM2.5濃度產(chǎn)生影響高度相似，關(guān)聯(lián)度的大小比均為：旅客周轉(zhuǎn)量＞公路客運(yùn)量＞旅游總收入＞旅游總?cè)藬?shù)＞民航客運(yùn)量。旅客周轉(zhuǎn)量和公路客運(yùn)量對(duì)PM10濃度與PM2.5濃度影響較大，旅游總收入和旅游總?cè)藬?shù)對(duì)其影響次之，民航客運(yùn)量對(duì)大氣顆粒物的污染影響最小。

對(duì)CO濃度與O3濃度產(chǎn)生影響高度相似，關(guān)聯(lián)度的大小比均為：旅客周轉(zhuǎn)量＞公路客運(yùn)量＞旅游總?cè)藬?shù)＞旅游總收入＞民航客運(yùn)量?？傮w來(lái)看，公路客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量對(duì)CO濃度和O3濃度的影響較大。

總體來(lái)看，錦州市環(huán)境空氣污染主要受公路客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量的影響，民航客運(yùn)量對(duì)其的影響最小。

三、結(jié)論

環(huán)境空氣質(zhì)量與錦州地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、城市綠色覆蓋率、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)與人口數(shù)量、城鎮(zhèn)化率和人口密度密切相關(guān)。

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中，公路客運(yùn)量、旅客周轉(zhuǎn)量和石油能源消耗量對(duì)SO2影響最大；石油能源消耗量和民航貨運(yùn)量對(duì)NO2影響最大；旅客周轉(zhuǎn)量、石油能源消耗量、公路客運(yùn)量、民航貨運(yùn)量、公路貨運(yùn)量對(duì)PM2.5影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉(zhuǎn)量、公路貨運(yùn)量對(duì)PM10影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉(zhuǎn)量、貨物周轉(zhuǎn)量對(duì)CO影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉(zhuǎn)量對(duì)O3影響最大。

環(huán)境空氣污染受石油燃料消耗、出租汽車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)、公路客運(yùn)量和旅客周轉(zhuǎn)量的影響最大，受電力消耗和民航客運(yùn)量的影響最小，此外水運(yùn)量對(duì)SO2濃度影響也比較突出。