保定市環境空氣質量現狀及其預報研究

□文/胡永欣　謝　敬

（河北金融學院河北·保定）

保定市環境空氣質量現狀及其預報研究

□文/胡永欣謝敬

（河北金融學院河北·保定）

［提要］隨著霧霾天氣的頻繁出現，環境問題進入大眾視野，同時也要求對環境空氣質量領域的研究有所提高。本文以2013年12月1日至2014年11月30日保定市環境空氣質量監測數據及同期氣象資料為基礎，利用excel和spss軟件進行運算操作，采用描述性統計法對現狀進行分析，并運用逐步回歸法建立模型進行預測。對環境空氣質量現狀及其預報的研究便于采取針對性措施控制環境污染，同時還有利于提高公眾的環保意識，是今后開展環境治理需要重點發展的項目之一。

環境；空氣質量；建模；預測

收錄日期：2015年5月15日

一、引言

2015年1月份環保部公布的全國空氣質量狀況監測數據，空氣質量最差的10個城市中保定市排在最后一位。空氣是人類賴以生存的基礎，空氣質量狀況的好壞直接關系到人們的身體健康狀況，同時也關系到城市的綜合競爭力。近年來，保定市霧霾天氣頻繁出現，并且有越來越嚴重的趨勢，引起了政府及市民們的廣泛關注。預報研究具有十分重要的意義，首先，開展空氣質量預報工作是強化污染防治和實現環境綜合治理的手段之一，對環境的改善作用重大；其次，開展空氣質量預報工作是政府拓寬服務領域的一項重要內容，可以為人們安排活動提供參考依據，為相關部門制定污染治理決策提供科學依據；最后，開展空氣質量預報可以提高人們的環保意識，指導人們日常活動和行為。

二、保定市環境空氣質量現狀及影響因素

按照環境空氣污染物濃度限值標準，2013年12月1日至2014年11月30日空氣污染天數為286天，細顆粒物（PM2.5）超出標準的天數為235天，占總污染天數的82.17%；可吸入顆粒物（PM10）超出標準的天數為237天，占總污染天數的82.87%；二氧化硫（SO2）超出標準的天數為35天，占總污染天數的12.24%；二氧化氮（NO2）超出標準的天數為88天，占總污染天數的30.77%；一氧化碳（CO）超出標準的天數為47天，占總污染天數的16.43%。

主要污染物為可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）和二氧化氮（NO2），可吸入顆粒物通常來自于在未經修建整理的路面上行駛的車輛、材料的粉碎處理過程以及大風揚塵；細顆粒物通常來源于風揚塵土、漂浮的海鹽、花粉、細菌等；二氧化氮通常來源于燃燒的燃料以及汽車尾氣。

根據歷年環保部發布的74個城市空氣質量狀況，連續三年保定市環境空氣質量排名全國倒數，2014～2015年各個月份保定市環境空氣質量指數在全國190個城市當中排名基本上在倒數前十以內，有評論稱保定市為“全國最不適宜人類居住的城市之一”。

影響環境空氣質量的因素主要包括氣象因素、季節因素、人文因素等，在污染物排放量相對穩定的情況下，氣象因素將直接影響城市空氣質量的好壞，主要的氣象因素包括大氣的逆溫現象、風速以及降雨（雪）等；季節因素主要是各季節不同的氣候造成不同程度的污染，而人文因素主要包括工業企業建設及布局、城市化進程中的問題，等等。

三、保定市環境空氣質量預報實證分析

本文采用逐步回歸法，通過篩選預報因子，建立最優回歸方程進行預報研究。城市空氣中污染物的擴散稀釋過程的快慢，主要取決于當地、當時的天氣形勢，影響污染物濃度的氣象因素主要包括風、大氣穩定度、降水等。據可用數據，初步確定的預報因子包括：X1細顆粒物（PM2.5）、X2可吸入顆粒物（PM10）、X3二氧化硫（SO2）、X4二氧化氮（NO2）、X5一氧化氮（CO），以及氣象因子X6當日最低氣溫（℃）、X7當日最高氣溫（℃）、X8當日風速（m/s）、X9當日風向、X10當日天氣。

預報量Y與預報因子X建立的最優回歸方程為：

考慮到數據的可用性以及影響空氣質量的大氣穩定度、風速等主要要素在一年的各個季節中存在較大的差異，而且一年當中污染天數以冬季和春季為最多，為了提高預報準確率，在建模中采用分季節對不同污染物濃度建立空氣質量預報模型，其中冬春兩季為采暖期，夏秋兩季為非采暖期，以其相應數據建立預報模型。擬以2013年12月1日至2014年11月30日長度為365天的樣本擬合統計模型。運用spss軟件，多重共線性檢驗結果如表1所示。（表1）

表1　保定市環境空氣質量影響系數

容差與方差膨脹因子互為倒數，如果容差小于或等于0.1，也就是方差膨脹因子（VIF）大于或等于10，則說明自變量間存在多重共線性情況。從表中可以看出存在多重共線性。

采暖期預報方程為：

非采暖期預報方程為：

將2014年12月1日至2015年2月28日的相關數據代入采暖期模型，將2014年6月至8月的相關數據代入非采暖期模型，進行預報成果檢驗。

通過運算得出，采暖期模型的預測準確率為81.3%，非采暖期模型的預測準確率為85.6%，預報效果比較理想，預報模型能夠應用到實際當中，具有一定的實用價值，考慮當地的季節因素，分期進行預測，能夠提高預測的準確性。

四、政策建議

視各地區具體情況解決空氣污染問題：首先，要有政府在法律方面的支持，完善相關法律法規，并做好宣傳教育，提高人們環保意識；其次，改進并提高生產技術，減少污染物的排放，控制污染源，并大力發展清潔能源；再次，在城市化進程中，統籌建設，合理布局，科學規劃；最后，采取生物措施，防治結合。

1、在控制污染來源方面，首先改進生產技術，減少污染物排放，大力發展太陽能、風能等清潔能源；其次做好檢測和預報工作；同時，還要發揮好大眾媒體的輿論監督作用。

2、在日常生活方面，把車量控制在適量水平，必要時可采取諸如限號等措施，減少出行車輛，同時大力發展公交事業。推廣使用清潔能源，減少車輛尾氣排放。應建立健全相關規定，集中供暖，嚴令禁止私建鍋爐，引導城市居民進行廚房改造，大力推廣應用清潔能源。

3、在防護方面，依據城市主導風向，在遠離居民區并且空氣流暢的地方建立工業企業，并在工業企業與居住區之間建立隔離帶。

4、合理規劃城市綠地，增加城市綠化面積。并健全環境保護機構，加快環境保護隊伍的健身。

5、加大環保宣傳力度，提高公眾的環保意識，引導和鼓勵人們積極參與環境污染防治工作，用實際行動推進城市空氣質量的改進。

主要參考文獻：

［1］張革新.重慶市主城區環境空氣質量預報系統研究［D］.西南師范大學，2005.

［2］汪彥云.昭陽區城市環境空氣質量狀況分析及防治對策研究.環境科學導刊，2008.

［3］魏璐，朱偉軍，陳海山.鄭州市空氣質量統計預報方法探討.南京氣象學院學報，2009.2.

［4］譚德彪.城市環境空氣質量預報模式的研究.攀枝花科技與信息，2004.1.

河北金融學院應用性本科畢業論文（設計）支持計劃項目資助；2014年河北省教育廳高等學校科學研究項目（項目編號：SZ141212）；2014年保定市科學研究與發展規劃項目：“環首都綠色經濟圈背景下基于ESDA的河北省保定市縣域經濟可持續發展研究”

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