环保重点城市空气质量情况实证分析

王丽宁　代雨晴

环保重点城市空气质量情况实证分析

王丽宁代雨晴

本文采用中国2014年54个环保重点城市空气质量数据，首先利用因子分析对各个指标进行研究，对环保重点城市进行综合排名，发现工业城市排名普遍靠后，污染最严重的是河北省内的环保重点城市，而南方地区尤其是位于沿海的环保重点城市排名普遍靠前；再次对主因子进行K均值聚类分析，发现第三产业发达的地区空气质量较好，相反第二产业发达的地区空气污染相对比较严重，工业污染对空气质量的影响大于臭氧污染对空气质量的影响；最后对环保重点城市空气质量的现状进行总结并提出关于提高环保重点城市空气质量的对策建议。

环保重点城市空气质量；描述统计；因子分析；聚类分析

随着全球城市化的高速发展，空气污染已经成为不可避免的问题，严重影响自然环境以及人类生活。在过去几年，我国已经将空气治理作为了建设生态文明、推动可持续发展、加强国家治理能力现代化建设的重要内容之一。从国家到地方层面在节能减排、工业转型、绿色出行等方面都下大力气推进空气污染治理。但是对环保重点城市空气质量情况实证分析却不多见。对一个国家不同地区进行研究有利于比较不同自然条件和不同社会环境的地区在空气质量上的异同，总结经验教训。因此，为了保证城市发展，提高空气质量，很有必要对我国环保重点城市空气质量情况进行实证分析。通过分析我国空气质量所面临的困境，提出解决不同地区空气污染问题的可行路径。

本文的研究对象选择环保重点城市是根据中国的实际情况以及数据的可获得性决定的，选取京津冀、珠三角、长江三角等重点区域和直辖市、省会城市共54个具有代表性的环保城市，数据来自于《中国统计年鉴（2015）》。从总体上看，污染最严重的指标为细颗粒物，其平均浓度远远高于国家二级标准，其余指标的平均浓度虽然均达到国家二级标准，但是也均有不同程度的污染。54个环保重点城市的二氧化硫年平均浓度达到国家年均值二级标准，未达到国家二级标准的环保重点城市比重为13%；54个环保重点城市的二氧化氮年平均浓度达到国家年均值二级标准，全部环保重点城市都达到了国家标准；54个环保重点城市的可吸入颗粒物年平均浓度达到国家年均值二级标准，未达到国家年均值二级标准的城市比重为94%；54个环保重点城市的细颗粒物均值浓度超过了国家年均值二级标准，未达到国家二级标准的环保重点城市比重为87%；54个环保重点城市的一氧化碳日均值第95百分位平均浓度达到国家年均值二级标准，全部环保重点城市都达到了国家标准；54个环保重点城市的可吸入颗粒物年平均浓度达到国家年均值二级标准，未达到国家年均值二级标准的环保重点城市比重为94%；臭氧(O3)日最大8小时第90百分位浓度平均浓度达到国家日均值二级标准,未达到国家日均值二级标准的环保重点城市比重为30%。

表1　解释的总方差

提取方法：主成份分析。

表1给出了每个变量共同度的结果。从该表可以得到，标准化之后的变量的共同度都很高，表明变量中的大部分数据均能够被因子所提取，说明因子分析的结果是很有效的。

表2　 旋转成份矩阵a

提取方法：主成分。

旋转法：具有Kaiser标准化的正交旋转法。

a.旋转在3次迭代后收敛。

由表2可知，每个因子只有一部分指标的因子载荷较大，因此可据上表分类，将六个指标按高载荷分成两类：二氧化硫年平均浓度、可吸入颗粒物(PM10)年平均浓度、一氧化碳日均值第95百分位浓度、细颗粒物(PM2.5)年平均浓度在第一个因子上载荷较大，可以将第一主因子命名为工业污染因子；臭氧(O3)日最大8小时第90百分位浓度、二氧化氮年平均浓度在第二个因子上载荷较大，因为臭氧指标的系数远远高于其他指标的系数，因此可以将第二主因子命名为臭氧因子。

由环保重点城市空气质量情况的因子得分排名表可以得出54个环保重点城市空气质量前5名为海口、湛江、拉萨、汕头和深圳，这些环保重点城市位于沿海地区，第三产业发展迅速；空气质量后5名为保定、石家庄、唐山、邯郸和济南，第二产业发展迅速，人口偏多，这些环保重点城市大多位于河北省。从地理位置上来看，我国中东部地区空气质量污染严重，东南沿海空气质量良好。从产业结构上来看，第三产业发达的环保重点城市空气质量优于第二产业发达的环保重点城市。

通过聚类分析可以得到用平均连接法生成的聚类谱系图。展现了聚类分析中每一次类合并的情况。

具体分类如下：

第一类：石家庄、唐山、邯郸、保定

该研究比较四项指标单项检测和联合检测的阳性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB单项检测的阳性率分别为70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四项联合检测的阳性率明显高于单项检测（P<0.05），联合检测有助于提高早期诊断的检出率。以ACR作为DN的诊断参考项目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表达水平与ACR呈正关。

第二类：秦皇岛、太原、呼和浩特、哈尔滨、郑州、西安、兰州、银川、乌鲁木齐

第三类：北京、天津、沈阳、无锡、常州、苏州、镇江、杭州、湖州、绍兴、济南、青岛、武汉、广州、成都

第四类：长春、吉林、上海、徐州、南通、连云港、扬州、宁波、温州、福州、厦门、南昌、长沙、深圳、珠海、汕头、湛江、南宁、重庆、昆明、拉萨

第五类：合肥、海口、贵阳、西宁

第一类城市空气质量最差。从地理位置上来看，这些环保重点城市都属于河北省。两个主因子尤其是第一主因子远远超过平均水平,这是由于这些环保重点城市的各个指标都远远超过平均水平。这些地区工业发展迅速，并且人口过多，地理位置不利于污染物的排放。因此要想提高空气质量，就要实现综合治理，调整三产业结构，既要控制工业污染又要减少生活污染，实施绿色出行。

第二类城市空气质量较差。从地理位置上来看，这些环保重点城市属于中西部，人口密集，第二产业发展迅速。第一主因子高于平均水平，第二主因子低于平均水平。因此要想提高这些城市的空气质量，首先要优化产业结构，才能从根本上改善空气质量。

第三类城市空气质量一般。，有部分城市位于珠三角以及长江三角，第三产业较为发达，但是人口相对较多。而北京、天津这样的一线城市，人口过于密集，汽车尾气污染较为严重，而工业污染较为轻。因此空气质量较差主要是由于生活污染。从整体上来看，第一主因子低于平均水平，第二主因子高于平均水平。因此这些城市要想提高空气质量，就要注重对臭氧的治理。

第四类城市空气质量比较好，两个主因子均低于平均水平，城市空气质量排名靠前。这些部分城市位于长江三角以及珠三角，第三产业较为发达，工业污染较轻。从地理位置上来看，大多数位于南方，人口相对较少，工业与生活污染较轻。并且旅游城市偏多，第三产业发展较好。

通过聚类分析结果可以看出中国大部分城市处于污染的状态，造成污染的原因主要是工业污染与臭氧污染。工业污染相对于尾气污染对空气质量的影响较大。因此要想从根本上改善中国的空气质量，就是要控制以及处理工业排放物。

从上述分析中，我们可以得到如下建议：

（1）完善法制制度。在完善法制制度的过程中，最重要的就是优化产业结构。一个地区的产业结构直接影响到污染物排放。并且由本文分析可知，第三产业发达的环保重点城市空气质量优于第二产业发达的环保重点城市。因此对产业结构不合理的地区应该合理地对产业结构进行优化，大力发展第三产业，实现资源配置最优。

（2）环境信息公开。公众环境诉求表达的通道不畅是中国城市空气污染的社会性原因。因此我们需要公众“自下而上”的参与来保护空气环境。行动上表现为要进一步扩大企业环境信息的公开范围，保证企业污染排放数据的真实性。并且政府应加强公众环境诉求表达的重视，制定相关的政策保护并且鼓励公众的监督行为。

（3）完善相关环境政策。完善有关企业排放污染物含量的政策、企业处理污染物的收费制度，并且对环保节能产业、现代服务业给予所得税方面优惠等,只有建立企业利益与环境损害成本的价格成正比的体制，才能把污染环境的成本转化为企业的内部化问题，避免将污染空气环境的成本转嫁给整个社会，进而使合理控制污染排放量真正成为企业的自觉行为。

（4）分区域进行治理。不同地区所面临的空气污染问题也不一样，除了上述的建议，最重要的是因地制宜。工业发展较为迅速的地区应该着重解决工业污染物的问题，尽量利用清洁能源，改进生产技术减少燃烧、反应、加工等过程中污染物的生成量；还应该大力宣传保护空气环境以及防治空气污染的重要意义，使每一位市民养成健康、绿色的生活习惯，从而将保护环境深入到每个人的生活中，最终制止资源浪费和污染空气的行为。

[1]王五一，叶敬忠，张世秋.环境与健康：跨学科视角[M]，社会科学文献出版社，2010.

[2]李春林，陈旭红.应用多元统计分析[M]，清华大学出版社，2013.

[3]叶林.空气污染治理国际比较研究[M]，中央编译出版社，2014.

（作者单位：河北经贸大学）