環保重點城市空氣質量情況實證分析

王麗寧　代雨晴

環保重點城市空氣質量情況實證分析

王麗寧代雨晴

本文采用中國2014年54個環保重點城市空氣質量數據，首先利用因子分析對各個指標進行研究，對環保重點城市進行綜合排名，發現工業城市排名普遍靠后，污染最嚴重的是河北省內的環保重點城市，而南方地區尤其是位于沿海的環保重點城市排名普遍靠前；再次對主因子進行K均值聚類分析，發現第三產業發達的地區空氣質量較好，相反第二產業發達的地區空氣污染相對比較嚴重，工業污染對空氣質量的影響大于臭氧污染對空氣質量的影響；最后對環保重點城市空氣質量的現狀進行總結并提出關于提高環保重點城市空氣質量的對策建議。

環保重點城市空氣質量；描述統計；因子分析；聚類分析

隨著全球城市化的高速發展，空氣污染已經成為不可避免的問題，嚴重影響自然環境以及人類生活。在過去幾年，我國已經將空氣治理作為了建設生態文明、推動可持續發展、加強國家治理能力現代化建設的重要內容之一。從國家到地方層面在節能減排、工業轉型、綠色出行等方面都下大力氣推進空氣污染治理。但是對環保重點城市空氣質量情況實證分析卻不多見。對一個國家不同地區進行研究有利于比較不同自然條件和不同社會環境的地區在空氣質量上的異同，總結經驗教訓。因此，為了保證城市發展，提高空氣質量，很有必要對我國環保重點城市空氣質量情況進行實證分析。通過分析我國空氣質量所面臨的困境，提出解決不同地區空氣污染問題的可行路徑。

本文的研究對象選擇環保重點城市是根據中國的實際情況以及數據的可獲得性決定的，選取京津冀、珠三角、長江三角等重點區域和直轄市、省會城市共54個具有代表性的環保城市，數據來自于《中國統計年鑒（2015）》。從總體上看，污染最嚴重的指標為細顆粒物，其平均濃度遠遠高于國家二級標準，其余指標的平均濃度雖然均達到國家二級標準，但是也均有不同程度的污染。54個環保重點城市的二氧化硫年平均濃度達到國家年均值二級標準，未達到國家二級標準的環保重點城市比重為13%；54個環保重點城市的二氧化氮年平均濃度達到國家年均值二級標準，全部環保重點城市都達到了國家標準；54個環保重點城市的可吸入顆粒物年平均濃度達到國家年均值二級標準，未達到國家年均值二級標準的城市比重為94%；54個環保重點城市的細顆粒物均值濃度超過了國家年均值二級標準，未達到國家二級標準的環保重點城市比重為87%；54個環保重點城市的一氧化碳日均值第95百分位平均濃度達到國家年均值二級標準，全部環保重點城市都達到了國家標準；54個環保重點城市的可吸入顆粒物年平均濃度達到國家年均值二級標準，未達到國家年均值二級標準的環保重點城市比重為94%；臭氧(O3)日最大8小時第90百分位濃度平均濃度達到國家日均值二級標準,未達到國家日均值二級標準的環保重點城市比重為30%。

表1　解釋的總方差

提取方法：主成份分析。

表1給出了每個變量共同度的結果。從該表可以得到，標準化之后的變量的共同度都很高，表明變量中的大部分數據均能夠被因子所提取，說明因子分析的結果是很有效的。

表2　 旋轉成份矩陣a

提取方法：主成分。

旋轉法：具有Kaiser標準化的正交旋轉法。

a.旋轉在3次迭代后收斂。

由表2可知，每個因子只有一部分指標的因子載荷較大，因此可據上表分類，將六個指標按高載荷分成兩類：二氧化硫年平均濃度、可吸入顆粒物(PM10)年平均濃度、一氧化碳日均值第95百分位濃度、細顆粒物(PM2.5)年平均濃度在第一個因子上載荷較大，可以將第一主因子命名為工業污染因子；臭氧(O3)日最大8小時第90百分位濃度、二氧化氮年平均濃度在第二個因子上載荷較大，因為臭氧指標的系數遠遠高于其他指標的系數，因此可以將第二主因子命名為臭氧因子。

由環保重點城市空氣質量情況的因子得分排名表可以得出54個環保重點城市空氣質量前5名為海口、湛江、拉薩、汕頭和深圳，這些環保重點城市位于沿海地區，第三產業發展迅速；空氣質量后5名為保定、石家莊、唐山、邯鄲和濟南，第二產業發展迅速，人口偏多，這些環保重點城市大多位于河北省。從地理位置上來看，我國中東部地區空氣質量污染嚴重，東南沿海空氣質量良好。從產業結構上來看，第三產業發達的環保重點城市空氣質量優于第二產業發達的環保重點城市。

通過聚類分析可以得到用平均連接法生成的聚類譜系圖。展現了聚類分析中每一次類合并的情況。

具體分類如下：

第一類：石家莊、唐山、邯鄲、保定

該研究比較四項指標單項檢測和聯合檢測的陽性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB單項檢測的陽性率分別為70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四項聯合檢測的陽性率明顯高于單項檢測（P<0.05），聯合檢測有助于提高早期診斷的檢出率。以ACR作為DN的診斷參考項目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表達水平與ACR呈正關。

第二類：秦皇島、太原、呼和浩特、哈爾濱、鄭州、西安、蘭州、銀川、烏魯木齊

第三類：北京、天津、沈陽、無錫、常州、蘇州、鎮江、杭州、湖州、紹興、濟南、青島、武漢、廣州、成都

第四類：長春、吉林、上海、徐州、南通、連云港、揚州、寧波、溫州、福州、廈門、南昌、長沙、深圳、珠海、汕頭、湛江、南寧、重慶、昆明、拉薩

第五類：合肥、海口、貴陽、西寧

第一類城市空氣質量最差。從地理位置上來看，這些環保重點城市都屬于河北省。兩個主因子尤其是第一主因子遠遠超過平均水平,這是由于這些環保重點城市的各個指標都遠遠超過平均水平。這些地區工業發展迅速，并且人口過多，地理位置不利于污染物的排放。因此要想提高空氣質量，就要實現綜合治理，調整三產業結構，既要控制工業污染又要減少生活污染，實施綠色出行。

第二類城市空氣質量較差。從地理位置上來看，這些環保重點城市屬于中西部，人口密集，第二產業發展迅速。第一主因子高于平均水平，第二主因子低于平均水平。因此要想提高這些城市的空氣質量，首先要優化產業結構，才能從根本上改善空氣質量。

第三類城市空氣質量一般。，有部分城市位于珠三角以及長江三角，第三產業較為發達，但是人口相對較多。而北京、天津這樣的一線城市，人口過于密集，汽車尾氣污染較為嚴重，而工業污染較為輕。因此空氣質量較差主要是由于生活污染。從整體上來看，第一主因子低于平均水平，第二主因子高于平均水平。因此這些城市要想提高空氣質量，就要注重對臭氧的治理。

第四類城市空氣質量比較好，兩個主因子均低于平均水平，城市空氣質量排名靠前。這些部分城市位于長江三角以及珠三角，第三產業較為發達，工業污染較輕。從地理位置上來看，大多數位于南方，人口相對較少，工業與生活污染較輕。并且旅游城市偏多，第三產業發展較好。

通過聚類分析結果可以看出中國大部分城市處于污染的狀態，造成污染的原因主要是工業污染與臭氧污染。工業污染相對于尾氣污染對空氣質量的影響較大。因此要想從根本上改善中國的空氣質量，就是要控制以及處理工業排放物。

從上述分析中，我們可以得到如下建議：

（1）完善法制制度。在完善法制制度的過程中，最重要的就是優化產業結構。一個地區的產業結構直接影響到污染物排放。并且由本文分析可知，第三產業發達的環保重點城市空氣質量優于第二產業發達的環保重點城市。因此對產業結構不合理的地區應該合理地對產業結構進行優化，大力發展第三產業，實現資源配置最優。

（2）環境信息公開。公眾環境訴求表達的通道不暢是中國城市空氣污染的社會性原因。因此我們需要公眾“自下而上”的參與來保護空氣環境。行動上表現為要進一步擴大企業環境信息的公開范圍，保證企業污染排放數據的真實性。并且政府應加強公眾環境訴求表達的重視，制定相關的政策保護并且鼓勵公眾的監督行為。

（3）完善相關環境政策。完善有關企業排放污染物含量的政策、企業處理污染物的收費制度，并且對環保節能產業、現代服務業給予所得稅方面優惠等,只有建立企業利益與環境損害成本的價格成正比的體制，才能把污染環境的成本轉化為企業的內部化問題，避免將污染空氣環境的成本轉嫁給整個社會，進而使合理控制污染排放量真正成為企業的自覺行為。

（4）分區域進行治理。不同地區所面臨的空氣污染問題也不一樣，除了上述的建議，最重要的是因地制宜。工業發展較為迅速的地區應該著重解決工業污染物的問題，盡量利用清潔能源，改進生產技術減少燃燒、反應、加工等過程中污染物的生成量；還應該大力宣傳保護空氣環境以及防治空氣污染的重要意義，使每一位市民養成健康、綠色的生活習慣，從而將保護環境深入到每個人的生活中，最終制止資源浪費和污染空氣的行為。

[1]王五一，葉敬忠，張世秋.環境與健康：跨學科視角[M]，社會科學文獻出版社，2010.

[2]李春林，陳旭紅.應用多元統計分析[M]，清華大學出版社，2013.

[3]葉林.空氣污染治理國際比較研究[M]，中央編譯出版社，2014.

（作者單位：河北經貿大學）