中国主要省份空气污染物状况及污染物相关关系的研究

统
计
与
管
理
二
○
一
六
·
四问题研究
摘　要：中国各个区域受限于经济水平与地域的限制，大气污染物排放量也不尽相同，而污染物排放总量对一个地域空气质量具有重要的影响，因此本文首先对中国各个主要省份主要污染物排放状况进行研究，并分析相邻两年间主要污染物排放总量的变化趋势；然后运用相关分析的方法，研究一定时间内各个重要污染物浓度是否具有相关关系；最后给出一些建议。

关键词：污染物排放量 污染物浓度 相关分析 建议
资助项目：华北理工大学大学生创新创业训练计划项目，项目编号：Z2015017
中图分类号：0213.2 文献标识码：A
DOI：10.16722/j.issn.1674-537X.2016.04.018
一、前言
北京市人大第十四届四次会议召开“推进大气污染治理和水环境建设”新闻发布会。

世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。

”由此可见，21世纪的今天，无论是从政府，还是从客观情况，大气问题都到了一个不可回避并且需要认真对待的时刻了。

二、现状
从环境保护部收集2014年上半年和2015年上半年需氧量、氨氮物、二氧化硫以及氮氧化物的排放总量，如图1所示：
图1　污染物排放量
由图1可以看出各个省份污染物排放总量的特点：
1、 除了氨氮物变化赴幅度小之外，需氧量、二氧化硫以及氮氧化物在不同省份的排放量具有显著差异。

2、从种类排放总量上看，氨氮物较之于其他三种污染物在数量上明显较小。

3、从两幅图像的比较上来看，各个省份各个污染物的排放量变化幅度非常小，并且折线走向大致相同，这说明各个城市各个污染物排放量并不会在短时间内发生剧烈变化，具有一定的稳定性。

绝大部分省份的变化量都是负值，所以相对来说，排放总量大部分都较2014年有所下降。

根据中国几个主要的城市群——长三角城市群、珠三角城市群、京津冀城市群、山东半岛城市群、中原城市群、辽中南城市群、长江中游城市群、成渝城市群、关中城市群，并根据所处地域分别从经济和地理位置两方面对中国主要省份进行如下划分：
ⅰ 上海、江苏、浙江、安徽
ⅱ 广东、福建、海南、广西、云南
ⅲ 北京、天津、河北
ⅳ 山东、河南、山西
ⅴ 辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古
ⅵ 湖北、湖南、江西、贵州
ⅶ 四川、重庆
ⅷ 新疆、青海、西藏
ⅸ 宁夏、甘肃、陕西
然后，给出分区的综合排放量，定义综合排放量为各个分区当中的所有省份在2015和2014两个上半年排放量的综合，结果ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ以及ⅸ的四种污染物排放量分别为：
表1　综合排放量
需氧量氨氮物二氧化硫氮氧化物
298.639.67222.5324.58
377.245.94220.53262.68
167.6814.8148.53194.36
360.1735.71421.51408.58
422.5129.08317.47344.99
335.6340.25278.1212.12
160.6118.39131.2797.46
79.16 5.8999.84108.52
109.954.2511.42 5.65
中国主要省份空气污染物状况及污染物相关关系的研究
周　齐　彭亚绵　黄少骞　闫苗苗
统计与管理
二○一六·四问题研究
据此，做出雷达图如图2
所示：图2　综合排放
其中，系列1~系列9分别对应ⅰ~ⅸ九个分区。

由图可知，所有地区的氨氮化物相对于其他污染物总量
是相对较少的，并且综合四种污染物排放总量，九个分区当
中分区九污染物总排放量是最多的，最少的是分区四，其余
由多到少依次为：ⅷ ⅶ ⅲ ⅵ ⅱ ⅰ ⅴ
三、几种重要污染气体浓度之间的相关分析
自然界当中绝大多数客观现象都具有相关关系，所以探
究变量之间的相关关系对于把握变量之间的依存关系具有重
要意义，原始数据如表2所示。

表
2　原始数据
1月2月3月4月5月6月7月8月9月SO2857517210858575172108
NO26566169
97 3.5656616997
PM106266187944626618794
PM2.5486116594 3.6486116594
CO375114585 2.3375114585
（一） 对数据进行标准化
为消除数量级和量纲的影响，首先对数据进行标准化：
'i
i
i
i
x x
x
S
−
=
其中，i x 为样本均值，i S为样本标准差。

（二）计算相关系数
总体相关系数往往用样本相关系数来估计总体相关系
数，作为相关性的表征：
()()
n
i i
X X Y Y
r
−−
∑
（三）显著性检验
检验统计量为：
t
定显著性水平为0.05，则拒绝
原假设，认为总体相关系数是显著性不为零的。

（四）结果及分析
由此可得：在通过显著性检验的情况下，SO2与其余四
种污染物浓度随时间变化上具有显著的相关系；NO2浓度随
时间的变化与PM10、PM2.5以CO及具有显著相关关系；
PM10与PM2.5具有显著相关关系。

之所以会出现这种情况，是因为大气污染物与其他物质
以及他们之间会发生复杂的化学变化，由此造成：
1、某一污染物化学反应生成另一污染物的原料，造成化
学平衡移动，简洁导致不同污染物之间在浓度关系上表现相关。

2、不同污染物之间直接发生化学反应，导致不同污染
物之间在浓度关系上表现相关。

四、结语
通过本次研究，越发体会到大气问题问题的重要性与严
峻性，保护大气环境，维护大气生态，是经济发展的必要条件，
也是人们生活质量的重要保障。

针对本次研究，提出如下四
条建议：
1、优化产业结构，大力发展第三产业；
2、全国资源优势互补，减少地域对某一产业的单一性依赖；
3、提高废气处理技术，防止废气大气反应；
4、树立环保意识，加大大气治理力度。

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[6] /news/82506.html.
（作者单位：华北理工大学理学院）。