保定市环境空气质量现状及其预报研究

□文/胡永欣　谢　敬

（河北金融学院河北·保定）

保定市环境空气质量现状及其预报研究

□文/胡永欣谢敬

（河北金融学院河北·保定）

［提要］随着雾霾天气的频繁出现，环境问题进入大众视野，同时也要求对环境空气质量领域的研究有所提高。本文以2013年12月1日至2014年11月30日保定市环境空气质量监测数据及同期气象资料为基础，利用excel和spss软件进行运算操作，采用描述性统计法对现状进行分析，并运用逐步回归法建立模型进行预测。对环境空气质量现状及其预报的研究便于采取针对性措施控制环境污染，同时还有利于提高公众的环保意识，是今后开展环境治理需要重点发展的项目之一。

环境；空气质量；建模；预测

收录日期：2015年5月15日

一、引言

2015年1月份环保部公布的全国空气质量状况监测数据，空气质量最差的10个城市中保定市排在最后一位。空气是人类赖以生存的基础，空气质量状况的好坏直接关系到人们的身体健康状况，同时也关系到城市的综合竞争力。近年来，保定市雾霾天气频繁出现，并且有越来越严重的趋势，引起了政府及市民们的广泛关注。预报研究具有十分重要的意义，首先，开展空气质量预报工作是强化污染防治和实现环境综合治理的手段之一，对环境的改善作用重大；其次，开展空气质量预报工作是政府拓宽服务领域的一项重要内容，可以为人们安排活动提供参考依据，为相关部门制定污染治理决策提供科学依据；最后，开展空气质量预报可以提高人们的环保意识，指导人们日常活动和行为。

二、保定市环境空气质量现状及影响因素

按照环境空气污染物浓度限值标准，2013年12月1日至2014年11月30日空气污染天数为286天，细颗粒物（PM2.5）超出标准的天数为235天，占总污染天数的82.17%；可吸入颗粒物（PM10）超出标准的天数为237天，占总污染天数的82.87%；二氧化硫（SO2）超出标准的天数为35天，占总污染天数的12.24%；二氧化氮（NO2）超出标准的天数为88天，占总污染天数的30.77%；一氧化碳（CO）超出标准的天数为47天，占总污染天数的16.43%。

主要污染物为可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和二氧化氮（NO2），可吸入颗粒物通常来自于在未经修建整理的路面上行驶的车辆、材料的粉碎处理过程以及大风扬尘；细颗粒物通常来源于风扬尘土、漂浮的海盐、花粉、细菌等；二氧化氮通常来源于燃烧的燃料以及汽车尾气。

根据历年环保部发布的74个城市空气质量状况，连续三年保定市环境空气质量排名全国倒数，2014～2015年各个月份保定市环境空气质量指数在全国190个城市当中排名基本上在倒数前十以内，有评论称保定市为“全国最不适宜人类居住的城市之一”。

影响环境空气质量的因素主要包括气象因素、季节因素、人文因素等，在污染物排放量相对稳定的情况下，气象因素将直接影响城市空气质量的好坏，主要的气象因素包括大气的逆温现象、风速以及降雨（雪）等；季节因素主要是各季节不同的气候造成不同程度的污染，而人文因素主要包括工业企业建设及布局、城市化进程中的问题，等等。

三、保定市环境空气质量预报实证分析

本文采用逐步回归法，通过筛选预报因子，建立最优回归方程进行预报研究。城市空气中污染物的扩散稀释过程的快慢，主要取决于当地、当时的天气形势，影响污染物浓度的气象因素主要包括风、大气稳定度、降水等。据可用数据，初步确定的预报因子包括：X1细颗粒物（PM2.5）、X2可吸入颗粒物（PM10）、X3二氧化硫（SO2）、X4二氧化氮（NO2）、X5一氧化氮（CO），以及气象因子X6当日最低气温（℃）、X7当日最高气温（℃）、X8当日风速（m/s）、X9当日风向、X10当日天气。

预报量Y与预报因子X建立的最优回归方程为：

考虑到数据的可用性以及影响空气质量的大气稳定度、风速等主要要素在一年的各个季节中存在较大的差异，而且一年当中污染天数以冬季和春季为最多，为了提高预报准确率，在建模中采用分季节对不同污染物浓度建立空气质量预报模型，其中冬春两季为采暖期，夏秋两季为非采暖期，以其相应数据建立预报模型。拟以2013年12月1日至2014年11月30日长度为365天的样本拟合统计模型。运用spss软件，多重共线性检验结果如表1所示。（表1）

表1　保定市环境空气质量影响系数

容差与方差膨胀因子互为倒数，如果容差小于或等于0.1，也就是方差膨胀因子（VIF）大于或等于10，则说明自变量间存在多重共线性情况。从表中可以看出存在多重共线性。

采暖期预报方程为：

非采暖期预报方程为：

将2014年12月1日至2015年2月28日的相关数据代入采暖期模型，将2014年6月至8月的相关数据代入非采暖期模型，进行预报成果检验。

通过运算得出，采暖期模型的预测准确率为81.3%，非采暖期模型的预测准确率为85.6%，预报效果比较理想，预报模型能够应用到实际当中，具有一定的实用价值，考虑当地的季节因素，分期进行预测，能够提高预测的准确性。

四、政策建议

视各地区具体情况解决空气污染问题：首先，要有政府在法律方面的支持，完善相关法律法规，并做好宣传教育，提高人们环保意识；其次，改进并提高生产技术，减少污染物的排放，控制污染源，并大力发展清洁能源；再次，在城市化进程中，统筹建设，合理布局，科学规划；最后，采取生物措施，防治结合。

1、在控制污染来源方面，首先改进生产技术，减少污染物排放，大力发展太阳能、风能等清洁能源；其次做好检测和预报工作；同时，还要发挥好大众媒体的舆论监督作用。

2、在日常生活方面，把车量控制在适量水平，必要时可采取诸如限号等措施，减少出行车辆，同时大力发展公交事业。推广使用清洁能源，减少车辆尾气排放。应建立健全相关规定，集中供暖，严令禁止私建锅炉，引导城市居民进行厨房改造，大力推广应用清洁能源。

3、在防护方面，依据城市主导风向，在远离居民区并且空气流畅的地方建立工业企业，并在工业企业与居住区之间建立隔离带。

4、合理规划城市绿地，增加城市绿化面积。并健全环境保护机构，加快环境保护队伍的健身。

5、加大环保宣传力度，提高公众的环保意识，引导和鼓励人们积极参与环境污染防治工作，用实际行动推进城市空气质量的改进。

主要参考文献：

［1］张革新.重庆市主城区环境空气质量预报系统研究［D］.西南师范大学，2005.

［2］汪彦云.昭阳区城市环境空气质量状况分析及防治对策研究.环境科学导刊，2008.

［3］魏璐，朱伟军，陈海山.郑州市空气质量统计预报方法探讨.南京气象学院学报，2009.2.

［4］谭德彪.城市环境空气质量预报模式的研究.攀枝花科技与信息，2004.1.

河北金融学院应用性本科毕业论文（设计）支持计划项目资助；2014年河北省教育厅高等学校科学研究项目（项目编号：SZ141212）；2014年保定市科学研究与发展规划项目：“环首都绿色经济圈背景下基于ESDA的河北省保定市县域经济可持续发展研究”

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