关于PM2.5的影响因素和解决办法

施慧 王天培 董琛 于晓童

摘 要：近年来，PM2.5逐渐成为我国大部分地区面临的首要大气问题，对人类的健康和大气环境都会产生严重的危害。因此，该文从GDP、产业结构、地理位置等PM2.5的可能影响因素入手，收集全国各省份143个城市2013年12月的PM2.5值和年总GDP以及产业结构比。并通过统计学软件（SPSS）对这些数据进行相关性的分析，以图表式的形式展现出来。分析图表，得到了不同省份的GDP与产业结构对PM2.5产生的影响的存在差异，从差异性入手，寻找相应的解决措施，达到因地制宜的目的。

关键词：PM2.5 GDP 产业结构 相关性

中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号：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的介绍及其危害

1.1 PM2.5的来源

细颗粒物来源于人类活动和自然过程，其中人类活动是主要来源。美国环保局于1974年总结了颗粒物全球排放量及其来源分配情况（<20μm），见表1。人为活动主要是自然燃烧，如化石燃料、生物质和垃圾的燃烧；而自然过程主要是由二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物等物质的化学过程。按其形成方式可分为三种：直接以固态形式排出的一次粒子；在高温状态下以气态形式排出、在烟羽的稀释和冷却过程中凝结成固态的一次可凝结粒子；由气态前体污染物通过大气化学反应而生成的二次粒子。

1.2 PM2.5的定义

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm（不到人的头发丝粗细的1/20）的颗粒物。同时，由于PM2.5会通过呼吸道，到达人的肺部，直接进入肺泡。因此，PM2.5也被称为可入肺颗粒物。

1.3 PM2.5的危害

虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

1.3.1 PM2.5对于人体的健康的危害

由于PM2.5的直径很小，能较深的进入呼吸道。直径在2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。当细颗粒物进入人体到肺泡后，影响肺的通气功能，损害血红蛋白输送氧气的能力，使机体易处于缺氧状态，损坏呼吸系统，容易引发哮喘、支气管炎和心血管病，甚至导致癌症。自20世纪80年代起，就有很多科学家研究了颗粒物对于人体健康影响的研究[1]，见表2。美国北卡罗来纳大学环境科学院与国家环境保护局研究人员在《环境研究通讯》发布研究报告中显示全球每年约210万人死于PM2.5等颗粒物浓度上升。

1.3.2 PM2.5对大气环境质量的影响

一般地，人们大都认为PM2.5只是空气污染。其实，PM2.5对整体气候的影响非常大。大气中的颗粒物对光的散射和吸收，能显著减弱光信号，大幅降低有效视距，从而导致人为能见度下降，产生阴“霾”天气。PM2.5还能影响成云和降雨过程。大气中雨水的凝结核，除了海水中的盐分，细颗粒物PM2.5也是重要的源。有些条件下，PM2.5太多了，可能“分食”水分，使天空中的云滴都长不大，蓝天白云就变得比以前更少；有些条件下，PM2.5会增加凝结核的数量，使天空中的雨滴增多，极端时可能发生暴雨。

1.4 实际意义

基于PM2.5的巨大危害和广泛分布，本小组试图通过分析PM2.5的可能影响因素，以此得出不同可能因素对不同地区PM2.5的影响程度，从而因地施策，使各地区PM2.5的治理资源得到合理分配。

2 PM2.5的影响因素

现阶段，对于PM2.5影响因素的研究主要是针对某个小范围地区或单一影响因素，很少有针对较大范围的多种因素研究。我小组通过调查产业结构和GDP以及多个省份的PM2.5来得出相应结论。

首先，我们对全国范围内所查数据进行相关性分析，如图0-1至0-4所示。

由所查数据分析得出在全国范围内PM2.5与GDP的相关性为0.153，在自由度为183的条件下呈现出较弱的正相关，于是我们想到能否考虑在缩小区域范围的基础上得出更为细致与精准的相关性分析，于是我们考虑以每个省为一个样本空间（由于所取个别省份中样本数量太小，在自由度越小的情况下显著性临界值（双侧）较大，明显不相关，故我们只对每个省份中样本数量大于3的省份进行相关性分析），利用统计学软件（SPSS）求出每个省份组别中的各影响关系与PM2.5的相关性，分别对每个省的数据进行分析，得到省内各城市PM2.5与GDP、产业结构的相关性，以得到因地治理，因地施策。

2.1 产业结构与PM2.5的关系

我们对广东、河南、河北、内蒙古等12个省份，143个城市分析了2013年PM2.5与第一、第二和第三产业结构的关系，见（表3）。由此表可知，在广州省，第二产业与PM2.5 的正相关程度较高。河南省的第三产业与PM2.5的正相关性高。山西省的第二产业与PM2.5的正相关性强，第三产业与PM2.5的负相关性强。四川省的第二产业结构与PM2.5的负相关性强。

由以上分析并绘制产业结构与PM2.5显著相关的省份的散点图1-1至1-5。

2.2 GDP与PM2.5的关系

我们对广东、河南、河北、内蒙古等12个省份，143个城市的研究，研究了在2013年PM2.5与第一、第二和第三产业结构的关系，见表4。由此表可知，河南省、江苏省、辽宁省的GDP与PM2.5的正相关性高。

由以上分析并绘制GDP与PM2.5显著相关的省份的散点图如图2-1至2-3。

以上两者中和显著性分析，见表1-5。

由以上分析可知，以下各省省内PM2.5与产业结构或GDP有较强联系，结果呈现如下。

山西省：山西的第二产业与PM2.5相关性明显较高。我们通过查找相关资料得知，山西是典型的资源型地区，长期以煤为主的发展模式导致山西产业结构单一，并造成严重的资源浪费及环境污染。山西第二产业比重偏大，第三产业份额相对不足，产业链条短，还属于资源型、粗放型的传统单一产业结构[3]。其以煤炭为主的产业结构模式导致了PM2.5等颗粒物的排放量增多。由此分析出其确实有产业结构的不合理，与PM2.5呈正相关。

河南省：河南的GDP及第三产业对PM2.5有较高的相关性。2013年，河南省第二产业GDP贡献达到55.4%，重工业增加值占全省工业增加值的67.1%。而河南省的重工业排名前两名的分别是煤炭开采及洗选业和非金属矿物制品业，均属于高耗能高污染产业。无论是煤炭开采及洗选业还是非金属矿物制品业，都会产生大量微小的颗粒物，即PM2.5.这就很好的解释河南省PM2.5与GDP的正相关性。即GDP对高污染产业的依赖性造成了PM2.5与GDP的正相关性。

江苏省：江苏省的GDP与PM2.5 的相关性明显较高。根据凌亢的江苏省GDP增长路径的研究[2]，发现GDP的增长率与三产业变化率的关系为

，其中FTX为第一产业拉动系数，TTZ为第二产业拉动系数，NEX为第三产业拉动系数。

由此可知，GDP 的增长与三个产业的变化情况有者密切的关系。江苏省2013年的三大产业结构比为6.1∶49.2∶44.7，第二产业所占的比重最大。同时江苏工业生产逐年稳步增长，全年规模以上工业增加值比上年增长11.5%，其中轻、重工业分别增长10.5%和11.9%。重工业主要是冶金、机械、能源（电力、石油、煤炭、天然气为主）、化学、建筑材料等工业，这些产业均会产生较多的PM2.5。这也就很好的解释了江苏省的PM2.5与GDP的正相关性。

辽宁省：辽宁的GDP与PM2.5相关性明显较高。自国家实施东北等老工业基地振兴战略以来，辽宁省经济特别是在重工业方面发展迅速，但辽宁省重工业发展还存在结构层次不高、市场化程度较低、人力资源不足等问题，造成制造业劳动生产率和产品附加值降低[4]，即单位GDP的增长所消耗的能源加大，以致使PM2.5等微小的颗粒物的排放量增大。GDP增长模式的不合理，导致了PM2.5与GDP的正相关性。

3 减少PM2.5的改善措施

不同的城市PM2.5的主要影响因素是不同的，因此我们要针对与每个城市的PM2.5的特征来制定相应的措施。现在我们以江苏省为例。

根据江苏省的PM2.5的影响因素，我们给出了如下的治理措施。

（1）政府相关部门进行立法，出台大气污染防治条例；完善雾霾防治的规划制度；建立雾霾监测和预警机制。

（2）减煤，以减少和控制燃煤为重点，对小锅炉开展集中整治；提标，大力淘汰落后过剩产能；治车，治理机动车尾气排放，对国四以上标准油品进行升级；控燃，要在农村加大秸秆禁烧和综合利用力度，在城市控制烟花爆竹燃放和露天烧烤；降尘，在建筑领域降低扬尘污染，实现城区施工工地硬质化，建立监控长效机制。

参考文献

[1] Mnece W.Healthy risk of particulate matter from long range trans-boundary air pollution（preliminary assessment）[R].Geneva：World Health Organization，1999.

[2] 凌亢，陈茂奇.江苏省GDP增长路径研究[J].南京经济学院学报，1999（6）：27-32.

[3] 李连光，景普秋.煤炭资源开发与山西经济增长之间关系的实证研究[J].中北大学学报：社会科学版，2010（2）：47-54.

[4] 王必锋，王海兰，张广军.辽宁省生产性服务业发展现状及对策[J].沈阳工业大学学报：社会科学版，2009（3）：228-233.