城市環境空氣質量與國民經濟發展關系的研究

遼寧省錦州生態環境監測中心 張雯博

一、空氣污染現狀分析

空氣污染是指在空氣環境中污染物含量達到一定濃度，影響到生態系統和人類正常生存和發展的現象[10]。人類生產生活中產生的顆粒物、硫氧化物、臭氧等空氣污染物以一定的輸入速率參與大氣循環，大氣循環過程中的生物活動、化學反應和物理沉降作用對空氣污染物具有消除作用[11]。當空氣污染物的輸入速率大于消除速率時，污染物在空氣中的濃度會升高到對人、生物或材料產生直接或者間接的急慢性危害的現象[12]。

目前，已知的空氣污染物多達100多種，按照不同的劃分標準，空氣污染物可以劃分為不同的類型[13]。以空氣污染物的狀態劃分：可分為氣溶膠狀污染物和細顆粒物，氣溶膠狀污染物包括粉塵、降塵、懸浮顆粒，氣態污染物包括一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮、三氧化硫、二氧化硫等。按污染物的來源來分：可分為自然源和人為源，自然源主要有森林火災和火山爆發等產生的灰塵、氣體硫化物等，人為源主要有工業廢氣、生活燃煤廢氣、機動車輛尾氣等[14]。

二、空氣污染指標影響因素的關聯性分析

（一）環境空氣質量與城市發展因素灰色關聯度分析

以錦州市“十三五”期間城市發展情況作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關性分析。

城鎮發展指數與SO2濃度的灰色關聯系數均在0.45—0.65之間，總的來說城市發展情況的各個指標對SO2濃度的影響差異不大。

城鎮發展指數對NO2濃度產生影響的大小比分別為城市人口密度＞建成區綠化覆蓋率＞城鎮化率＞ 地區生產總值GDP＞城市居民人均生活消費支出＞城鎮居民用電量＞城市居民人均可支配收入＞人均GDP＞私人汽車擁有量。可以看出錦州市對NO2濃度造成較大影響的主要是城市人口密度、建成區綠化覆蓋率和城鎮化率，相關度均大于0.8，因此，采取適當措施增加城市綠色植被量有利于減輕NO2對環境污染的影響。

城鎮發展指數對PM10濃度產生影響的大小比分別為：建成區綠化覆蓋率城市＞地區生產總值GDP＞城鎮化率＞人口密度＞城鎮居民用電量＞人均GDP ＞城市居民人均生活消費支出＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車擁有量。可以看出錦州市對PM10濃度造成較大影響的主要是建成區綠化覆蓋率和城鎮化率、地區生產總值和城鎮化率，因此，PM10主要與地區經濟發展程度和城市綠色覆蓋率有關。

城鎮發展指數對PM2.5濃度產生影響的大小比分別為：地區生產總值GDP＞建成區綠化覆蓋率城市＞城鎮化率=城市人口密度＞城鎮居民用電量＞人均GDP＞城市居民人均生活消費支出＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車擁有量。可以看出錦州市對PM2.5濃度造成較大影響的主要是地區生產總值、建成區綠化覆蓋率、城鎮化率和人口密度，因此，PM2.5主要與地區經濟發展程度、城市綠色覆蓋率和城鄉結構與人口數量有關。

城鎮發展指數對CO濃度產生影響的大小比分別為：建成區綠化覆蓋率城市＞城鎮化率＞城市人口密度＞地區生產總值GDP＞城市居民人均生活消費支出＞城鎮居民用電量＞城市居民人均可支配收入＞人均GDP ＞私人汽車擁有量。可以看出錦州市對CO濃度造成較大影響的主要是地區建成區綠化覆蓋率、城鎮化率和人口密度。

城鎮發展指數對O3濃度產生影響的大小比分別為：建成區綠化覆蓋率城市＞城市人口密度＞城鎮化率＞城市居民人均生活消費支出＞地區生產總值GDP＞城鎮居民用電量＞人均GDP＞城市居民人均可支配收入＞私人汽車擁有量。可以看出錦州市對O3濃度造成較大影響的主要是建成區綠化覆蓋率、城鎮化率和人口密度。

（二）環境空氣質量與產業結構灰色關聯度分析

以錦州市“十三五”期間產業機構情況作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關性分析。

可以發現對SO2濃度產生影響的大小比分別為：第二產業增加值＞第一產業增加值＞地區生產總值GDP＞第三產業增加值。這說明第二產業對SO2濃度的影響最大。

對NO2濃度產生影響的大小比分別為：第一產業增加值＞地區生產總值GDP＞第三產業增加值＞第二產業增加值。這說明對錦州市SO2濃度影響較大的是第一產業和地區整體生產總值GDP。

對PM10濃度產生影響的大小比分別為：地區生產總值GDP＞第一產業增加值＞第三產業增加值＞第二產業增加值。這說明對錦州市PM10濃度影響最大的是地區整體生產總值GDP。

對PM2.5濃度產生影響的大小比分別為：第一產業增加值＞地區生產總值GDP＞第三產業增加值＞第二產業增加值。這說明對錦州市PM2.5濃度影響最大的是第一產業，第二產業對其影響最小。

對CO濃度產生影響的大小比分別為：第一產業增加值＞地區生產總值GDP＞第三產業增加值＞第二產業增加值。這說明對錦州市CO濃度影響最大的是第一產業，第二產業對其影響最小。

對O3濃度產生影響的大小比分別為：第一產業增加值＞第三產業增加值＞地區生產總值GDP＞第二產業增加值。這說明對錦州市O3濃度影響最大的是第一產業，第二產業對其影響最小。

總體來看，錦州市除了SO2主要受到第二產業影響以外，錦州市環境空氣質量主要受到第一產業和地區生產總值GDP的影響，第二產業影響最小。

（三）環境空氣質量與能源消耗結構灰色關聯度分析

以錦州市“十三五”期間能源消耗結構作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度的特征序列做相關性分析。

發現對SO2濃度產生影響的大小比分別為：石油＞天然氣＞煤＞熱力＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒對SO2濃度的影響最大。對NO2濃度產生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞煤＞天然氣＞焦炭＞電力。總體來看，各個能源消耗均對NO2濃度的影響比較大，尤其是石油燃料的燃燒，與NO2濃度的灰色相關度大于0.9，這說明NO2濃度與石油燃料的燃燒密切相關。

對PM10濃度產生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞焦炭＞煤＞天然氣＞電力。石油燃料的燃燒對PM10濃度的影響最大，同時其他能源消耗也對PM10濃度影響較大。對PM2.5濃度產生影響的大小比分別為：石油＞天然氣＞熱力＞焦炭＞煤＞電力。石油燃料的燃燒對PM2.5濃度的影響最大，其次是天然氣和熱力的消耗，煤、焦炭和電力消耗對PM2.5濃度的影響相似。對CO濃度產生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞煤＞天然氣＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒對CO濃度的影響最大。對O3濃度產生影響的大小比分別為：石油＞熱力＞天然氣＞煤＞焦炭＞電力。石油燃料的燃燒和熱力消耗對O3濃度的影響較大。

總體來看，錦州市環境空氣污染受石油燃料消耗的影響最大，電力消耗的影響最大。

（四）環境空氣質量與交通運輸灰色關聯度分析

1.環境空氣質量與機動車保有量的關聯度分析

以錦州市“十三五”期間機動車保有量作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關性分析。

可以看出機動車保有量各指標對SO2濃度產生影響的大小比分別為：民用汽車擁有量＞出租汽車運營車數＞機動車保有量＞私人汽車擁有量。從結果中可以發現，其中影響最大的是民用汽車擁有的數量。因此可以發現對NO2濃度產生影響的大小比分別為：出租汽車運營車數＞民用汽車擁有量＞機動車保有量＞私人汽車擁有量。總體來看，出租汽車運營車數對NO2濃度的影響最大，這可能是由于出租車出入比較頻繁，產生的污染比較嚴重所致。

觀察各指標與PM10和PM2.5濃度的灰色關聯分析結果發現，機動車保有量對PM10濃度與PM2.5濃度產生影響高度相似，關聯度的大小比均為：出租汽車運營車數＞民用汽車擁有量＞機動車保有量＞私人汽車擁有量。出租汽車運營車數對大氣顆粒物濃度的影響最大，這可能是由于出租車出行率高，尾氣排放量較大。

各指標對CO濃度產生影響的大小比分別為：出租汽車運營車數＞民用汽車擁有量＞機動車保有量＞私人汽車擁有量。民用汽車和運營出租汽車車輛數對CO濃度的影響較大。各指標對O3濃度產生影響的大小比分別為：出租汽車運營車數＞民用汽車擁有量＞機動車保有量＞私人汽車保有量。出租車運營數對O3濃度的影響最大。

總體來看，錦州市環境空氣污染主要受出租汽車運營數的影響。

2.環境空氣質量與貨運量的關聯度分析

以錦州市“十三五”期間貨運量作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關性分析。

可以發現對SO2濃度產生影響的大小比分別為：民航＞水運＞貨物周轉量＞公路貨運量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量。從結果中可以發現，貨運量與SO2濃度的灰色關聯系數在0.5-0.72之間，其中影響較大的是民航貨運量和水運量。

對NO2濃度產生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉量＞公路貨運量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運貨運量。總體來看，民航貨運量、貨物周轉量和公路貨運量均對NO2濃度的影響較大。

對PM10濃度的灰色關聯度的大小比為：公路貨運量＞民航＞貨物周轉量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運貨運量。公路貨運量對大氣顆粒物濃度的影響最大。

對PM2.5濃度的灰色關聯度的大小比為：民航＞公路貨運量＞貨物周轉量＞港口貨物吞吐量＞水運＞集裝箱吞吐量。民航貨運量、公路貨運量和貨物周轉量對PM2.5濃度較大，其余三個指標對PM2.5濃度影響差異性不大，關聯度均在0.6左右。

對CO濃度產生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉量＞公路貨運量＞港口貨物吞吐量＞集裝箱吞吐量＞水運貨運量。民航、貨物周轉量和公路貨運量對CO濃度的影響較大，港口貨物吞吐量次之，集裝箱吞吐量和水運貨運量對CO濃度的影響比較小。

對O3濃度產生影響的大小比分別為：民航＞貨物周轉量＞公路貨運量＞港口貨物吞吐量＞水運貨運量＞集裝箱吞吐量。民航貨運量對O3濃度的影響最大。

總體來看，錦州市環境空氣污染主要受民航貨運量、貨物周轉量和公路貨運量的影響，此外水運量對SO2濃度影響也比較突出。

3.環境空氣質量與客運量的關聯度分析

以錦州市“十三五”期間客運量作為灰色關聯模型的影響因素序列值，與6個主要空氣污染指標濃度（SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3）的特征序列做相關性分析。

錦州市2015—2020年客運量各指標與 SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3濃度的灰色關聯分析結果如圖3.4.3所示。可以發現對SO2濃度產生影響的大小比分別為：公路客運量＞旅客周轉量＞旅游總人數＞旅游總收入＞民航客運量。從結果中可以發現，公路客運量和旅客周轉量對SO2濃度的影響較大，民航客運量較低，這可能是由于錦州飛機場距離市中心較遠且航班數較少所致。

對NO2濃度產生影響的大小比分別為：旅客周轉量＞公路客運量＞旅游總人數＞旅游總收入＞民航客運量。總體來看，公路客運量和旅客周轉量對NO2濃度的影響較大。

對比各指標與PM10和PM2.5濃度的灰色關聯分析結果發現客運量對PM10濃度與PM2.5濃度產生影響高度相似，關聯度的大小比均為：旅客周轉量＞公路客運量＞旅游總收入＞旅游總人數＞民航客運量。旅客周轉量和公路客運量對PM10濃度與PM2.5濃度影響較大，旅游總收入和旅游總人數對其影響次之，民航客運量對大氣顆粒物的污染影響最小。

對CO濃度與O3濃度產生影響高度相似，關聯度的大小比均為：旅客周轉量＞公路客運量＞旅游總人數＞旅游總收入＞民航客運量。總體來看，公路客運量和旅客周轉量對CO濃度和O3濃度的影響較大。

總體來看，錦州市環境空氣污染主要受公路客運量和旅客周轉量的影響，民航客運量對其的影響最小。

三、結論

環境空氣質量與錦州地區經濟發展程度、城市綠色覆蓋率、城鄉結構與人口數量、城鎮化率和人口密度密切相關。

在國民經濟發展進程中，公路客運量、旅客周轉量和石油能源消耗量對SO2影響最大；石油能源消耗量和民航貨運量對NO2影響最大；旅客周轉量、石油能源消耗量、公路客運量、民航貨運量、公路貨運量對PM2.5影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉量、公路貨運量對PM10影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉量、貨物周轉量對CO影響最大；石油能源消耗量、旅客周轉量對O3影響最大。

環境空氣污染受石油燃料消耗、出租汽車運營數、公路客運量和旅客周轉量的影響最大，受電力消耗和民航客運量的影響最小，此外水運量對SO2濃度影響也比較突出。