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      基于SPSS的空氣質(zhì)量指數(shù)的影響因素分析及預(yù)測(cè)

      2020-11-21 05:46:56
      關(guān)鍵詞:廊坊市達(dá)標(biāo)率空氣質(zhì)量

      郭 歡

      (華北科技學(xué)院 安全工程學(xué)院,北京 東燕郊 065201)

      0 引言

      隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源與交通規(guī)模明顯擴(kuò)大,城市化進(jìn)程明顯加快,人民的生活水平斷提高,人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響能力日益加強(qiáng),最明顯的就是空氣污染問題。近年來(lái),我國(guó)的空氣質(zhì)量狀況不容樂觀,全國(guó)多地頻發(fā)的霧霾天氣不僅對(duì)人們的身體健康造成了危害,同時(shí)也讓我國(guó)的經(jīng)濟(jì)受到巨大損失。

      為全面了解廊坊市空氣質(zhì)量狀況,明確廊坊市 AQI 的影響因素,探索提高廊坊市空氣質(zhì)量的有效途徑,結(jié)合 AQI 以及主要空氣污染物的日均值和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)廊坊市空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究,對(duì) AQI 的影響因素進(jìn)行研究,明確廊坊市空氣污染的主要原因,為治理空氣污染政策的制定提供理論支持。

      1 空氣質(zhì)量時(shí)間分布特征

      2012年,國(guó)家環(huán)保部門公布了新的環(huán)境空氣質(zhì)量規(guī)范,修訂了空氣質(zhì)量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),首次將PM2.5、NO2等物質(zhì)納入到空氣質(zhì)量勘測(cè)的范疇,這將更加準(zhǔn)確反映現(xiàn)在環(huán)境的實(shí)際狀況[1]。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù) (AQI) 技術(shù)規(guī)定 (試行)》(HJ633-2012),依據(jù)AQI數(shù)值將城市空氣質(zhì)量劃分為6級(jí)[2](見表1),指數(shù)越大,級(jí)別越高,說明污染越嚴(yán)重,對(duì)人體健康的影響也越明顯。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,可以發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3等因素的指標(biāo)存在著相互聯(lián)系,為了更進(jìn)一步探究廊坊市AQI 指數(shù)與其影響因素的相關(guān)程度,我們利用SPSS軟件進(jìn)一步分析。

      表1 空氣質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

      1.1 廊坊市空氣質(zhì)量分布

      圖1為2019年1月1日至2019年12月31日, 廊坊市不同空氣質(zhì)量類別所占日數(shù)的百分比。由圖1可知,廊坊市2019年出現(xiàn)頻率最高的空氣質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)良,占年總?cè)諗?shù)的50%;其次為三級(jí)輕度污染,出現(xiàn)頻率為32%;再次為中度污染,出現(xiàn)頻率為10%;重度污染、嚴(yán)重污染、優(yōu)出現(xiàn)的頻率分別為4%、2%、2%;優(yōu)良空氣質(zhì)量等級(jí)占年總?cè)諗?shù)的比率 (也稱為空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率)為52%。

      圖1 2019年廊坊市不同類別空氣質(zhì)量百分比

      1.2 廊坊市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率

      圖2為2015~2019年廊坊市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率變化,由圖2可知,2015~2019年平均空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率呈逐年上升趨勢(shì),但總體來(lái)說,空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率較低,2019年達(dá)標(biāo)率升至50.68%,與2015年相比,空氣質(zhì)量情況有明顯好轉(zhuǎn)。由此可見,隨著政府部門對(duì)空氣污染物的治理,2019年廊坊市空氣質(zhì)量雖得到有效改善,但空氣污染狀況仍十分嚴(yán)重。

      圖2 2015—2019年廊坊市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率

      2 AQI指數(shù)與其影響因素的多元回歸分析

      為研究廊坊市空氣質(zhì)量受哪個(gè)因素影響最大,需要建立空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3的回歸方程,通過系數(shù)的大小來(lái)判斷對(duì)AQI大小的影響。

      2.1 散點(diǎn)圖擬合

      表2 PM2.5模型摘要和參數(shù)估算值

      表3 PM10模型摘要和參數(shù)估算值

      圖3 PM2.5散點(diǎn)圖

      圖4 PM10散點(diǎn)圖

      由上圖可知,廊坊市空氣質(zhì)量與PM2.5,PM10呈正相關(guān)。通過上述分析發(fā)現(xiàn),廊坊市空氣質(zhì)量與多個(gè)影響因素有關(guān)。PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3的變化都會(huì)引起空氣質(zhì)量指數(shù)AQI的變化,因此對(duì)因變量AQI與自變量PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3進(jìn)行多元回歸分析。

      2.2 多元回歸分析

      表4 模型匯總

      表5 回歸方程系數(shù)相關(guān)性分析

      根據(jù)分析之后,回歸分析方程可表示為

      AQI=0.616PM2.5+0.006PM10+0.035SO2+

      0.358CO-0.052NO2+0.437O3

      (1)

      從方程可以看出,空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與PM2.5、PM10、CO、SO2、O3成正相關(guān),與NO2成反比相關(guān),由方程系數(shù)可以看出PM2.5對(duì)空氣質(zhì)量指數(shù)AQI的影響最大。

      2.3 空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)

      要進(jìn)一步對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行有效的控制和改善, 對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)顯得尤為重要。廊坊市空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與PM2.5存在極強(qiáng)的線性相關(guān);細(xì)顆粒物是廊坊市的首要污染物,細(xì)顆粒物的濃度對(duì)廊坊市空氣質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用,由此預(yù)測(cè),在未來(lái)一年中影響廊坊市空氣質(zhì)量的最大影響因素仍然是PM2.5。

      3 結(jié)論

      (1) 空氣質(zhì)量指數(shù) AQI 是目前研究的熱門話題。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法可以發(fā)現(xiàn)AQI的諸多性質(zhì)和影響因素。運(yùn)用相關(guān)分析方法,發(fā)現(xiàn)廊坊市空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與空氣中PM2.5的含量呈極強(qiáng)的線性相關(guān)。

      (2) 2019年廊坊市空氣質(zhì)量有進(jìn)一步改善,但總體空氣質(zhì)量并不樂觀。PM2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源,大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。在改善空氣質(zhì)量時(shí)候要特別注意日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物。

      (3) 環(huán)境空氣質(zhì)量與人類生活息息相關(guān)。因此,對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)并實(shí)施有效的改善措施為當(dāng)前首要任務(wù)。

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