“十二五”期间主要污染物总量减排与环境质量相关性分析——以长沙市为例

张　琳　程运林　陈　军

(1.长沙市环境科学研究与信息中心，长沙　410019；2.长沙环境保护职业技术学院，长沙　410004；3.长沙市环境监测中心站，长沙　410001)



“十二五”期间主要污染物总量减排与环境质量相关性分析
——以长沙市为例

张琳1程运林2陈军3

(1.长沙市环境科学研究与信息中心，长沙410019；2.长沙环境保护职业技术学院，长沙410004；3.长沙市环境监测中心站，长沙410001)

本文采用Spearman秩相关系数法和SPSS统计分析软件中Pearson相关系数法系统性的对长沙市“十二五”期间化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四项主要污染物总量减排与环境质量变化趋势及相关性进行分析，得出二氧化硫减排对改善大气环境质量起到较大作用，其他主要污染物的减排对环境质量改善的效果不明显。

总量减排(削减)；环境质量变化；趋势分析；相关性分析

水环境和大气环境主要污染物总量减排是生态文明建设和改善环境质量的重要技术手段。分析总量减排与环境质量变化的关系，探究其变化的原因，为“十三五”总量减排提供科学依据。本文采用Spearman秩相关系数法和SPSS统计分析软件中Pearson相关系数法系统性的对长沙市“十二五”期间化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四项主要污染物总量减排与环境质量变化趋势及相关性进行分析，以期为“十三五”长沙市及全国其他城市污染减排工作提供科学依据和参考。

1　主要污染物总量减排与环境质量状况

根据中华人民共和国环境保护部《“十二五”主要污染物总量减排核算细则》，主要污染物是指国家实施排放总量控制的四项污染物，即化学需氧量(COD)、二氧化硫(SO2)、氨氮(NH3-N)、氮氧化物化物(NOx)。长沙市“十二五”期间，COD、NH3-N、SO2和NOx年排放量总体上逐年下降，2015年较2010年分别实现总量削减20.72%、15.14%、30.28%和7.82%，分别超额完成湖南省人民政府下达减排目标任务的47.47%、1.95%、556.83%和103.12%，减排工作成效显著。

“十二五”期间，湘江长沙段总体水环境质量由Ⅲ类提升至Ⅱ类；浏阳河长沙市区段水环境质量基本维持稳定；湘江长沙段饮用水水源水质达标率基本达到100%(仅2012年未达100%)。2015年空气质量优良天数为258天，优良率70.7%，城区SO2和NO2年均浓度分别较2010年下降55.0%和17.4%。

2　Spearman秩相关系数法[1，2] 的趋势分析

采用Spearman秩相关系数法，对长沙市“十二五”期间四项主要污染物排放量及年均浓度、机动车排气氮氧化物排放量和酸性降水频率进行年际变化趋势分析。得出：四项主要污染物排放量、SO2和NO2年均浓度显著下降；湘江长沙段和浏阳河长沙段的COD、湘江长沙段NH3-N年均浓度下降幅度较小；浏阳河长沙段NH3-N年均浓度、机动车排气NOx排放量和酸性降水频率呈小幅上升趋势。趋势分析见表1。

3　Pearson相关系数法的相关性分析

采用SPSS统计分析软件中Pearson相关系数分析方法[3]对长沙市“十二五”期间主要污染物排放总量与年均浓度相关性进行分析。分析结果见表2、表3、表4和表5。

由表2可得出SO2排放量与SO2年均浓度呈显著正相关。

由表3可得出NOx排放量与NO2年均浓度、机动车排气NOx排放量与酸性降水频率相关性较小；机动车排气NOx排放量与NO2年均浓度呈负相关；NOx排放量与酸性降水频率则呈显著负相关。

由表4可得出COD排放量与湘江长沙段和浏阳河长沙段COD年均浓度相关性较小；湘江长沙段COD年均浓度与浏阳河长沙段COD年均浓度呈显著相关。

由表5可得出NH3-N排放量与湘江长沙段NH3-N年均浓度相关性较小；NH3-N排放量与浏阳河长沙段NH3-N年均浓度、湘江长沙段NH3-N年均浓度与浏阳河长沙段NH3-N年均浓度呈负相关。

表1　“十二五”期间主要污染物及相关指标变化趋势分析

注：1.湘江为长沙市的主要河流，湘江长沙段由上游湘潭市昭山入境，长沙市望城区乔口出境，由南向北纵贯市区。浏阳河为湘江一级支流，浏阳河长沙段指流经长沙市区的河段，由长沙榔梨镇入境，三角洲处汇入湘江。2.本文中主要污染物排放量数据来源于长沙市“十二五”期间历年《环境统计年报》，年均值浓度数据来源于《长沙市“十二五”环境质量报告书》。

表2　SO2排放量与环境质量数据的相关性

* Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表3　NOx排放量与环境质量数据的相关性

*Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表4　COD排放量与环境质量数据的相关性

*Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)。

表5　NH3-N排放量与环境质量数据的相关性

4　结　论

水环境和大气环境主要污染物总量减排是生态文明建设和改善环境质量的重要技术手段。分析总量减排与环境质量变化的关系，探究其变化的原因，为“十三五”总量减排提供科学依据。本文采用Spearman秩相关系数法和SPSS统计分析软件中Pearson相关系数法系统性的对长沙市“十二五”期间化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物四项主要污染物总量减排与环境质量变化趋势及相关性进行分析，以期为“十三五”长沙市及全国其他城市污染减排工作提供科学依据和参考。

由以上分析得出如下结论：

(1)SO2减排对大气环境质量改善起到较大作用。

(2)NOx减排对大气环境质量改善不明显，究其原因可能是：虽然NO2年均浓度值显著下降，但是其他氮氧化物浓度值可能未下降。

(3)根据长沙市“十二五”期间的环境质量监测数据，长沙市的酸性降水为非金属氧化物混合型，长沙市机动车排气NOx排放量和酸性降水频率均为上升趋势，但相关性较小。因此，机动车排气污染减排与酸性降水频率关系需进一步探讨。

(4)NH3-N减排对水环境改善，特别是对浏阳河长沙段水环境质量改善未起到效果，究其原因可能是：根据长沙市“十二五”环境质量监测数据，浏阳河长沙段NH3-N、总磷呈上升趋势，COD、石油类、阴离子表面活性剂呈下降趋势。因此，生活污染仍是浏阳河长沙段的主要污染源，这可能与浏阳河长沙段上5座城镇污水处理厂每日78万吨的出水排放有关。(5)COD和NH3-N减排对水环境质量改善不明显，究其原因可能是其排放量已大大超过环境容量，“十二五”期间的减排量还不足已明显改善环境质量。

“十三五”期间，长沙市大气环境总量减排仍要重点关注电力行业和水泥行业，保证脱硫脱硝设施的正常运行，不断提高治污设施去除效率；加大机动车排气的治理力度，加快黄标车辆淘汰，加快油品质量提高，采取区域与时段相结合的车辆限行措施等。水环境总量减排方面应加快浏阳河长沙段上5座城镇污水处理厂尾水的提标改造工作，进一步改善浏阳河水环境质量。另外，开展除COD、NH3-N、SO2和NOx以外的污染因子的减排工作，可能对改善环境质量意义重大。

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Correlation Analysis of Main Pollutant Emission Reduction and Environmental Quality during the 12th Five-Year Plan

ZHANG Lin1CHENG Yunlin2CHEN Jun3

(1.Changsha Environmental Science Research and Information Center，Changsha 410019；2.Changsha Environmental Protection College，Changsha 410004；3.Changsha Environmental Monitoring Center Station；Changsha 410001)

In this paper，the trend and correlation between emission reduction of the four main pollutant，such as COD，ammonia nitrogen，sulfur dioxide and nitrogen oxides，and the environmental quality during the 12th Five-Year Plan is systematically analyzed using Spearman rank correlation coefficient method and Pearson correlation coefficient method in SPSS. It is concluded that the emission reduction of sulfur dioxide has a big effect on the improvement of the atmospheric environmental quality，while emission reduction of other pollutant has no obvious effect on the improvement of environmental quality.

emission reduction of total amount；change of environmental quality；trend analysis；correlation analysis

张琳，长沙市环境科学研究与信息中心，副主任，工程师，主要研究方向为环境信息管理

程运林，长沙环境保护职业技术学院教授，主要研究方向为环境信息管理

X51

A

1673-288X(2016)05-0190-03

引用文献格式：张琳等.“十二五”期间主要污染物总量减排与环境质量相关性分析[J].环境与可持续发展，2016，41(5)：190-192.