宁夏总量减排与环境质量改善的相关性分析

靳 燕，陈大兴，辛 亮

(宁夏回族自治区环境监测中心站，宁夏 银川 750010)

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宁夏总量减排与环境质量改善的相关性分析

靳 燕，陈大兴，辛 亮

(宁夏回族自治区环境监测中心站，宁夏 银川 750010)

利用SPSS统计软件分析宁夏“十一五”期间主要污染物总量控制指标与环境质量数据的关联程度，并建立回归模型。结果表明:宁夏总量减排与环境质量改善存在高度关联，拟合曲线均为一元线性回归曲线。随着SO2排放总量降低，重点城市空气质量稳步改善，两者呈现同向变化的趋势;随着COD排放总量降低，黄河宁夏段水环境质量稳步改善，两者亦呈现同向变化的趋势。宁夏总量减排在环境质量改善上成效已显现，污染防治政策较为成功，环保成绩显著。

SPSS统计软件;主要污染物总量减排;环境质量改善;污染防治;宁夏

《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间SO2排放总量减少10%、COD排放总量减少10%的约束性指标。宁夏制定了“十一五”总量控制规划和年度考核计划，严格落实目标责任制，有力促进污染减排工作顺利进行，完成了“十一五”减排目标。笔者对主要污染物总量减排和环境质量的改善进行关联分析，反映宁夏减排成效，希望为环境管理提供一定的技术支撑，并为“十二五”节能减排体系建设提供帮助和启发。

1 “十一五”期间宁夏污染减排成效和环境状况

宁夏“十一五”期间主要污染物总量控制目标为:SO2排放总量控制在31.1万t以内，比2005年降低9.3%;COD排放总量控制在12.2万t以内，比2005年降低14.7%。“十一五”期间，全区环境保护工作取得重大进展，SO2和COD总量减排的两个约束性指标完成，全区SO2排放总量比2005年减少 9.36%，COD排放总量比 2005年减少14.72%，比国家下达的减排目标任务提高0.06和0.02 个百分点［1］。

“十一五”期间，宁夏主要污染物SO2、COD排放量削减比例逐年提高，年削减比例始终处于全国前列。SO2、COD排放强度均以年均20%的比例下降，年下降比例走在全国前列［2］。截至2009年，SO2排放强度和COD排放强度分别比“十五”末下降了 58.48%和 58.99%。

“十一五”期间，宁夏环境质量稳步提高。全区城市空气质量连续3年达到国家Ⅱ级标准，环保重点城市银川和石嘴山市环境空气质量Ⅱ级和高于Ⅱ级的天数逐年提高，银川市环境空气质量已连续5年排名西北省会城市第一，并成为西北首个通过“国家环保模范城市”专家评审的省会城市［1］。

黄河宁夏段已连续4年保持Ⅲ类以上良好水质。2010年黄河各监测断面水质达标率为100%，全面达到国家“十一五”水污染物总量减排责任书目标要求［1］。

2 主要污染物总量减排与环境质量变化

分别用“十一五”期间总量减排指标与环境指标统计数据进行相关分析，并运用SPSS(Statistical Product and Service Solutions，统计产品和服务解决方案)统计软件进行曲线回归模型分析［3］。结果表明:减排指标与典型环境指标的拟合曲线均为一元线性回归曲线，即y=α+bx。所选取的典型环境指标在置信水平为0.05(双侧)时都与减排指标存在显著关系。因此，建立减排指标与相关环境指标之间的计量模型具有一定的解释意义。

2.1 SPSS统计软件介绍

SPSS是当今最流行的统计软件之一，具有数据输入、编辑、统计分析、报表、图形绘制等功能，操作简单，具有广泛的应用领域。

2.2 SO2减排与城市空气质量改善的关联分析

“十一五”期间，全区SO2排放总量比2005年减少9.36%;环保重点城市空气中 SO2浓度比2005年下降21.7%，SO2污染天数比2005年下降58.6%;优良天数比例比2005年提高6.8%，降水中硫酸根离子浓度比2005年下降58.7%。随着SO2排放总量降低，环保重点城市空气质量稳步改善，两者呈现同向变化的趋势。

2.2.1 典型环境指标的选取

运用SPSS Statistics 17.0软件选择双变量相关分析中的Kendall's tau-b双侧检验法，进行SO2减排与城市空气质量改善的相关分析。结果表明:全区SO2排放总量与环保重点城市SO2浓度、降水中硫酸根离子浓度、优良天数比例存在显著的相关性(表1)。因此，分别建立两者之间的回归模型，进一步进行回归分析。

表1 2006—2010年城市空气质量统计指标相关性分析

全区SO2排放总量与全区综合污染指数、重点城市SO2污染天数相关性不显著，是因为影响宁夏城市空气质量的首要污染物为可吸入颗粒物，其污染天数占总污染天数的77.0%以上，P(PM10)分指数高，对综合污染指数的贡献率高，而P(SO2)对综合污染指数的贡献率低。

2.2.2 回归模型构建

以SO2排放总量为自变量(X)，分别以重点城市SO2浓度、降水中硫酸根离子浓度、优良天数比例为因变量(Y)制作散点图，并进行趋势分析(置信水平为95%)，建立回归模型(图1—3)，拟合曲线均为一元线性，拟合优度均在0.76以上，拟合曲线效果较好。

图1 SO2排放总量与重点城市SO2质量浓度回归模型

图2 SO2排放总量与重点城市降水中硫酸根离子浓度回归模型

图3 SO2排放总量与重点城市优良天数比例回归模型

2.2.3 结果输出与分析

以SO2排放总量和环保重点城市SO2浓度为例，运用SPSS软件进行回归分析，揭示二者之间数量关系，并对回归方程做显著性检验(表2、表3)。

表2 模型情况汇总

表3 方差分析

表2为所拟合模型的情况汇总，SO2排放总量和环保重点城市SO2浓度相关系数R=0.877，拟合优度R2=0.769。

表3是所用模型的检验结果，Sig.值是回归关系的显著性系数，是F值的实际显著性概率(P值)，当Sig.≤0.05时，说明回归关系具有统计学意义。在置信水平α=0.05或α=0.01上查F分布 表，可 知:F0.05(1，3)=10.1、F0.01(1，3)=34.1，拟合曲线的F=11.20＞F0.05(1，3)，P=0.044＜0.05。因此，SO2排放总量和环保重点城市SO2浓度建立的回归模型是具有统计学意义的，并在置信水平α=0.05下是显著的。进一步对系数进行检验。

2.2.4 回归模型的验证

由于所建立的模型只有一个自变量，因此模型的验证就等价于系数的检验。表4给出了包括常数项在内的所有系数的检验结果，经过t检验证明(P＜0.05)常数项和“SO2排放总量”都具有统计学意义。

由此得到SO2排放总量和环保重点城市SO2浓度之间的回归方程为一元线性回归方程，即y=0.001x+0.030。

表4 回归系数

同理:可以得到SO2排放总量和其他两个环境指标的回归方程也为一元线性回归方程(表5)，仍然具有统计学意义，并在置信水平α=0.01下是显著的。

表5 SO2排放总量与典型环境指标的拟合方程

2.3 COD减排与黄河宁夏段水环境质量改善的关联分析

“十一五”期间，全区COD排放总量比2005年减少14.72%;黄河宁夏段高锰酸盐指数浓度比2005年下降28.5%;Ⅲ类以上水质所占比例比2005年提高17.5个百分点。COD排放总量与黄河宁夏段高锰酸盐指数浓度、Ⅲ类以上水质所占比例、综合污染指数均存在显著的相关性(表6)。随着COD排放总量的减少，高锰酸盐指数浓度和综合污染指数显著降低，Ⅲ类以上水质所占比例显著增高。表明COD排放总量降低，黄河宁夏段水环境质量稳步改善，两者呈现同向变化的趋势。

表6 2006—2010年黄河宁夏段水环境统计指标相关性分析

分别建立COD排放总量与高锰酸盐指数浓度、Ⅲ类以上水质所占比例、综合污染指数的回归模型(图4—6)，拟合优度均在0.74以上，拟合曲线效果也较好，经验证回归方程均为一元线性回归方程(表7)，仍然具有统计学意义。

图4 COD排放总量与高锰酸盐指数浓度回归模型

图5 COD排放总量与Ⅲ类以上水质所占比例回归模型

图6 COD排放总量与综合污染指数回归模型

表7 COD排放总量与典型环境指标的拟合方程

3 结果分析

由上述分析可知，总量减排指标和环境质量统计指标存在显著的线性相关，因此可以很好地解释环保重点城市空气质量、黄河宁夏段水环境质量稳步改善的原因。

环境质量的改善直接得益于总量减排工程。“十一五”期间，宁夏完成SO2工程减排项目83项，COD工程减排项目62项，完成城市污水处理厂建设项目21项。全区所有100 MW以上现役火电机组脱硫设施全部建成投运，所有新建火电机组全部建设脱硫设施，全区脱硫机组装机达到9 484 MW，火电厂SO2污染贡献率、排放强度已明显呈下降趋势。据统计，2009年工业 SO2排放达标率为82.8%，比 2005 年上升 0.39 个百分点［2］。全区 7家造纸企业全部建设运行碱回收设施和废水深度治理工程，19个县级城市全部建设城市污水处理厂，设计日处理能力达到87.5万t，全区关停马铃薯淀粉企业1 900余家，淘汰关停化学制浆造纸企业和污染严重的废纸造纸企业60余家。据统计，2009年废水排放达标率为87.4%，比2005年上升19.6%;生活污水处理率达65.7%，比2005 年上升18.4%［2］。

4 结论与建议

(1)全区SO2排放总量与环保重点城市SO2浓度、降水中硫酸根离子浓度、优良天数比例均呈显著的线性相关性;COD排放总量与黄河宁夏段高锰酸盐指数浓度、Ⅲ类以上水质所占比例、综合污染指数均呈显著的线性相关性。总量减排与环境质量改善呈现同向变化的趋势，总量减排对改善环境质量成效显著。

(2)“十一五”期间宁夏以高耗能为主的工业格局没有发生根本性变化，“十二五”期间随着国家新一轮西部大开发战略的实施，宁夏经济、社会发展仍处于爬坡追赶的阶段。从未来的发展趋势看，重化工业将占相当大的比重，经济的快速增长和工业化进程加快必然带来能源消耗大幅上升，而为确保全面完成“十一五”总量控制目标任务，宁夏已竭尽全力加大了重点减排工程建设和淘汰落后产能力度，“十二五”减排空间有限。因此，建议国家加大对宁夏经济发展的支持力度，加大对宁夏污染减排项目的重点支持。

［1］宁夏环境监测中心站.2010年及“十一五”期间宁夏环境质量状况［R］.2011.

［2］宁夏回族自治区环境保护厅.宁夏回族自治区环境统计年报(2009年)［R］.2009.

［3］李志辉.SPSS for Windows统计分析教程［M］.2版.北京:电子工业出版社，2005.

Data Analysis on the Correlation between the Total Emission Reduction and Characteristics of Environmental Quality Improvement in Ningxia

JIN Yan，CHEN Da-xing，XIN Liang
(Ningxia Environmental Monitoring Central Station，Yinchuan，Ningxia 750010，China)

A regression model was built by the analysis on the correlation degree between the total emission reduction index of major pollutants and environmental quality in Ningxia using SPSS statistical software.The results showed that there was a high correlation degree between the total emission reduction and characteristics of environmental quality improvement in Ningxia.The fitting curves were all linear regression curves.The air quality improved steadily with the reduction of sulfur dioxide emission.The water quality in the Yellow River of Ningxia section also improved with the reduction of COD emission.There were both positive correlations.The improvement of environmental quality in Ningxia was effective due to the total emission reduction.The policy of pollution control was rather successful.

SPSS statistical software;total emissions of major pollutants;improvement of environmental quality;pollution prevention;Ningxia

X5

A

1674-6732(2011)-06-0033-05

10.3969/j.issn.1674-6732.2011.06.010

2011-03-27;

2011-03-30

靳燕(1979—)，女，工程师，本科，从事环境监测工作。