城市雾霾与废气污染物排放的关联性分析

◇李甜甜

城市雾霾与废气污染物排放的关联性分析

◇李甜甜

以我国31个省、自治区的主要城市为研究对象，使用描述性统计分析和相关分析对我国主要城市的雾霾污染（AQI）和废弃污染物排放（二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘）情况进行分析。分析结果表明：城市雾霾污染与废气污染物排放有关，且氮氧化物和烟（粉尘）是引起雾霾污染发生的重要原因。

雾霾；废气污染物；相关分析

10.13999/j.cnki.scyj.2016.08.005

一、引言

环境问题不仅关系我国经济的发展，更是关系我国经济发展的效率。我国城市雾霾污染问题变得日趋严重，对我国的可持续发展甚至人们的生活健康都造成了较严重的后果。减少雾霾污染，增加经济发展效益成为当今势必解决的问题。

所谓雾霾是雾与霾的组合，但两者又有本质区别。雾［1］的组成成分是细小水滴或者冰晶，其悬浮在近地面的空气表层中，会使得空气的透明度降低，从而对人们造成视觉上的障碍。根据2005年国家气象局发布的标准，霾是一种天气异常现象，它由空气中烟粉尘、硫化物，氮氧化物等成分组成。视野模糊，由此降低能见度，其能见度一般小于10km［2］，［3］。雾和霾这两个概念，可从相对湿度层次来对其进行区分，我国气象台观测系统一般也从相对湿度对雾和霾进行区分，当相对湿度大于90%所造成的空气混浊现象是雾，小于80%造成的空气混浊现象是霾，而一般情况下雾与霾会相伴存在，因此将相对湿度介于80%～90%所出现的空气混浊现象称之为雾霾［3］。

国内外学者偏向于从雾霾污染的空间分布特征、对气象环境的影响以及雾霾的成因角度进行分析研究。孟小绒［4］等对近43年西安地区的雾霾天气时空变化特征以及成因进行了分析，分析表明：雾霾的平均出现次数在西安地区以城区最多；2010年之前，雾霾出现次数有所降低，2010年之后，雾霾出现次数又有所升高；雾霾的成因主要有城区周边的风向、污染物的排放、西安特殊的地形等。王咏梅［5］等对山西省1961～2012年雾霾的时空变化特征及影响因子做出了分析，分析表明：中南部是雾的多发地区，以太原、临汾和大同为中心的区域是霾、烟幕日数的高值区域；50年以来，雾霾的出现日数呈递增趋势，而雾的出现呈递减趋势。周峤［6］对雾霾天气的成因进行了分析，分析结果表明：我国出现大范围的雾霾，其中有自然气候的原因，但从本质上来讲，人类活动的介入是必不可少的；雾霾产生的根本原因在于我国的厨房经济发展模式，直接原因在于工业污染物、汽车尾气等有害气体的排放。陈仁杰等从人体健康方面对雾霾污染进行了探讨，结果表明：导致雾霾的根本原因是PM2.5，其对呼吸系统、心血管系统等都有着很大的危害，导致人们在此方面的发病率增加。

为了进一步了解雾霾，重点研究我国主要城市废气污染物的排放情况、以及主要城市的空气质量状况，对两者进行关联性分析，有利于提出减少雾霾污染的政策意见，对政府实施环保政策提供相关的帮助。

二、资料与方法

1.资料的来源与数据的选取

选取2014年全国31个省、自治区的废气污染物排放情况，对31个省、自治区的废气污染物排放的分布以及污染严重程度有一个大致了解。着重对我国主要城市的废气污染物排放以及雾霾的污染程度做关联性分析，由此进一步分析出两者之间是否有什么必然的联系。本文所指的主要城市是省会、自治区、直辖市的城市，以其作为重点进行分析。

数据来源于《2015年中国统计年鉴》和“中国空气质量在线监测分析平台”。选取“2014年主要城市质量指数月统计数据”、“2014年主要城市空气质量情况数据”、“2014年主要城市废气污染物排放情况”、“2014年全国各省、自治区废气污染物排放情况”作为本次的研究对象。其中，对于雾霾污染程度的测度选择空气质量指数（AQI）［7］作为衡量标准，城市废气污染物的排放以二氧化硫、氮氧化物、烟（粉）尘这三个指标作为衡量标准。

空气质量指数（AQI）是一种定量描述空气质量状况的无量纲的指数，其中涉及的主要评价因子有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、PM2.5、PM10和臭氧这6个因子，是一种综合反映空气质量状况的指数。可以说，AQI较为全面地反映了雾霾污染的程度，因此本文选择AQI作为雾霾污染的衡量标准。将AQI值由小到大分为6个等级，AQI值越大，所反映的污染就越严重。根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633—2012）规定：空气污染指数分为6级，从1级到6级分别为 0—50、51—100、101—150、151—200、201—300、300以上，其对应的空气质量分别为空气优等、空气良好、空气轻度污染、空气中度污染、空气重度污染、空气严重污染。

2.分析方法

运用描述性统计分析对2014年主要城市空气质量指数数据进行分析，进一步了解2014年主要城市空气质量指数的分布情况；运用相关性分析检验我国主要城市雾霾污染与城市废弃物排放之间是否具有一定的联系；进一步使用多元统计分析，用以了解导致雾霾产生的主要因素。

三、分析结果

1.各省区废气污染物排放分布

所谓污染物［8］，是指正常环境有所变化，对生物的正常生长产生直接的或者间接的危害的物质。污染物依形态的不同，可以分为固体、气体和液体三种形态。空气中的污染物主要以气体和固体为主，人类活动中废气的排放是空气污染的重要来源，其中以二氧化硫、氮氧化物和烟（粉）尘为主。

从我国31个省区的废气污染物排放情况来看，考察主要废气污染物的排放总量，河北省最大，为450.01万吨；其次为山东，达439.16万吨；山西、内蒙古、河南的废气污染物也超过了300万吨。由此可见，因废气污染物排放而造成的环境污染问题，上述几个省市都应该引起重视。西藏排放总量最低，只有6.64万吨，北京、天津、上海、海南、青海也比较少，分别为28.73万吨、62.47万吨、66.26万吨、15.08万吨和52.87万吨。从二氧化硫的排放量来看，较高的有河北、山西、内蒙古、山东、河南，较低的有北京、天津、上海、海南、西藏、青海；就氮氧化物的排放量来看，山东、河南、河北、内蒙古、江苏和广东的排放量较大，而北京、天津、海南、西藏、青海的排放量较少。就废气中的烟（粉）尘的排放量来说，河北、山西、辽宁、山东的烟（粉）尘排放量较多，北京、天津、上海、海南、西藏、青海的烟（粉）尘排放量较少。

从废气污染物的排放情况上来看，河北、山西、内蒙古、山东、河南的废气污染排放比较多，相应的空气污染也比较严重，即空气质量状况不佳；排放较少的有北京、天津、上海、海南、西藏和青海，相应的空气污染比较轻缓，即空气质量状况比较好。

2.主要城市废气污染物排放

就排放总量而言，重庆的废气污染物排放最多，达983814吨，居我国主要城市之首；天津、石家庄、哈尔滨、上海的废气污染物排放也比较多，分别为568885吨、448704吨、459967吨、570930吨；海口的废气污染物排放量最少，为6980吨。相对比较少的还有拉萨、长沙和南昌；而北京、太原、呼和浩特等城市的废气污染物排放量处于中等水平。就二氧化硫的排放量来看，重庆的二氧化硫排放最多，达526934吨，相比其他城市而言，非常突出；海口的二氧化硫排放最少，仅1592吨。就氮氧化物的排放量来看，上海的氮氧化物排放最多，为247355吨；海口的氮氧化物排放最少，为191吨。而从烟（粉）尘的排放量来看，重庆最多，海口最少。由此可见，如果以废气污染物排放多少来判断城市雾霾污染的严重程度，那么，总的来说，重庆的雾霾污染最为严峻，天津、石家庄、哈尔滨、上海次之，而海口的雾霾污染程度最小。

3.主要城市雾霾污染程度

附图是我国主要城市空气质量指数分布图，石家庄AQI值最高，为160.83，全年处于中度污染的空气环境中；海口的AQI值最小，只有41.08，在0～50的范围内，全年空气质量状况优等；其他城市的空气质量全年处于轻度污染或良好的状态。

通过对我国主要城市废气污染物排放和空气质量指数的分析可知，地区雾霾污染程度与废气污染物排放之间的关系并不是很明显，从主观上判断废气污染物排放并不是造成雾霾污染的原因。为进一步了解主要城市的雾霾污染问题是否与该城市的废气污染物排放有联系，对两者之间进行相关性分析。

附图　我国主要城市空气质量指数分布

4.城市雾霾污染与废气污染物排放的相关性分析

为进一步分析雾霾污染与废气污染物排放之间的关系，运用SPSS软件计算两者之间的相关系数，并对其进行相关系数检验。将反映雾霾污染的空气质量指数AQI作为因变量，将主要废气污染物二氧化硫、氮氧化物、烟（粉）尘作为3个自变量，检验其相关关系是否成立，结果如附表所示。

附表　相关系数检验

由附表结果可知，AQI与二氧化硫、氮氧化物、烟（粉）尘的Pearson相关系数分别为0.263、0.418、0.391，且与氮氧化物和烟（粉）尘的P值分别为0.019和0.030，说明相关关系显著，而与二氧化硫的相关性P值为0.152，说明相关关系不显著，由此可见，城市雾霾污染程度与该城市废气污染物的排放具有相关性，且氮氧化物与烟（粉）尘是造成城市雾霾污染的重要原因。

四、结论与建议

1.结论

为研究城市雾霾污染与废气污染物排放是否有关联性，以空气质量指数AQI作为雾霾污染程度的衡量标准，以二氧化硫、氮氧化物、烟（粉）尘作为主要的废气污染物排放，对2014年我国主要城市的雾霾污染和废弃污染物排放做描述性统计分析，以及对两者之间做相关分析，通过分析，可以得出以下结论：

（1）对31个城市2014年的废气污染物排放情况分析可知，2014年我国主要城市中，重庆是废气污染物排放量最大的城市，海口的废气污染物排放最少，可以初步判断，重庆的空气质量状况比海口要差很多。

（2）对2014年我国31个主要城市的空气质量指数的分布情况进行分析可知，石家庄的年平均空气质量指数最高，全年都处于中度污染之中，其环境污染比较严峻，而海口的空气质量指数年平均值在50以下，其环境优等，是适合人们生活的好地方。

（3）对我国主要城市的雾霾污染程度与废气污染物排放进行相关分析可知，我国城市雾霾污染的产生与其废气污染物的排放息息相关，而废气污染物中的氮氧化物和烟（粉）尘是造成雾霾污染产生的主要原因。

2.建议

为提高我国城市的空气质量，减少雾霾的发生，可采取如下措施：

（1）城市废气污染物的排放主要来源于工业废气排放和生活废气排放；工业方面应提高效率，从根源上减少废气污染物的排放；生活方面，人们应从资源消耗方面入手，尽量节约资源，提高资源利用效率，尽量减少资源利用不当造成的废气污染物排放问题。

（2）政府应不断完善我国雾霾污染的治理制度和治理措施，要从整体出发去解决雾霾的治理，提高人们保护环境的意识，加强环境污染的惩罚措施，完善有关法律，用法律来制约不法分子对环境的迫害［9］。

（3）构建社会协同治理条件，只有政府和社会相互合作，才能提高对雾霾、对环境治理的效率［10］。

［1］谭吉华.广州灰霾期间气溶胶物化特性及其对能见度影响的初步研究［D］.北京：中国科学院研究生院，2007.

［2］吴兑.灰霾天气的形成与演化 ［J］.环境科学与技术，2011 （03）.

［3］吴丹，于亚鑫，夏俊荣等.我国灰霾污染的研究综述［J］.环境科学与技术，2014（S2）.

［4］孟小绒，杜萌萌，金丽娜等.近43年西安地区雾、霾天气时空变化特征及成因分析［J］.安徽农业科学，2015（03）.

［5］王咏梅，武捷，禇红瑞等.1961～2012年山西雾霾的时空变化特征及其影响因子［J］.环境科学与技术，2014（10）.

［6］周峤.雾霾天气的成因［J］.中国人口·资源与环境，2015（S1）.

［7］张年，张诚.工业固体废物处理与城市雾霾相关性的实证分析［J］.生态经济，2015（08）.

［8］王丽民，宋炳宏，么海亮.技术创新对河北省节能减排作用的实证研究［J］.河北大学学报（哲学社会科学版），2011（04）.

［9］蓝庆新，侯姗.我国雾霾治理存在的问题及解决途径研究［J］.青海社会科学，2015（01）.

［10］储梦然，李世祥.我国雾霾治理的路径选择［J］.安全与环境工程，2015（03）.

（作者单位：江西财经大学统计学院）