河北省雾霾现状分析与预测——基于对废气排放量及投入治理实证研究

周子杨（河北省南宫中学 河北 南宫 055750）

河北省雾霾现状分析与预测
——基于对废气排放量及投入治理实证研究

周子杨（河北省南宫中学 河北 南宫 055750）

近年来，在河北省发生了强度大、持续时间长的雾霾天气，受雾霾影响严重。雾霾不仅影响着河北省的生态环境，更影响了人们的身体健康以及河北省经济的发展。本文还分别预测了河北省废气排放量和投入治理两个方面，通过对非平稳时间序列，结果表明：随着废气排放量增加，政府对环境的投资越多。通过理论分析，提出防治措施，降低废气污染物，降低投资，因地制宜地去治理雾霾天气。

雾霾；投入治理；废气排放量；防治措施

1 引言

河北省雾霾情况非常严重，近年来因为工业污染、汽车尾气排放、以及焚烧垃圾等大气污染日益增加等原因，引发的疾病逐年增加，也就是说，我们现在生活在一个终生暴露的大气污染环境里，呼吸系统疾病、心脑血管疾病、心肌梗、肺炎已经成了很平常的病症，越来越多的人接受雾化治疗。

随着国家工业化经济日益繁荣，越来越多的工厂污染也逐渐增加，工厂能促进国家的经济产业，调节经济增长模式，满足老百姓日常生活需求，但同时也会带来严重的气体污染物的排放，近几年雾霾越来越严重，甚至引发各种疾病。一味的封杀工厂只会造成更多的人失业，国家经济会逐步下滑。所以本文以河北省雾霾情况的研究与分析为题，研究河北省雾霾现状，预测河北省未来几年的废气排放量，河北省雾霾天气产生原因以及国家企业如何治理雾霾都提供可行性方案。只有雾霾少了，天才会变蓝，人才会健康，经济才会持续增长。

2 河北省雾霾现状及原因

2.1 河北省空气质量——以石家庄为例

从2000年至今各地区环保人员数最高达到9%，最低仅仅是0.1%，在河北省平均环保人员为6%。空气污染指数超过500爆表的十大污染城市中，河北省占了七个。河北是城市发展最多的省，同时也是雾霾最严重的省。在河北省城市中首屈一指的就是省会石家庄。

河北省2002年至2010年工业废气排放量呈逐渐下降的趋势，生活废气排放量趋于平稳没有大幅度变动，工业废气排放量是生活废气排放量的3-5倍。从河北省废气排放总量折线趋势来看，在2007年至2010年废气排放总量呈直线下降趋势，但是在2011年废气排放量又直线回升，并且回升幅度比下降幅度大很多。这就是近几年雾霾严重的真正原因。

2.2 河北省雾霾天气产生的原因

（1）影响河北省大气质量的物质

影响河北省大气质量的物质成分主要是城市工程建设、燃料燃烧和汽车尾气。依照河北省污染物成分分析，主要来源分为：一是工业工程。河北工业发展很快，大多企业为钢材、石化的商务型企业，这些企业排放的大气污染物特别多。二是燃料燃烧。河北省城市中垃圾燃烧越来越厉害，乡村中焚烧秸秆也没有得到有效控制，烧煤烧柴更是村民的每日必需，致使二氧化硫等污染气体肆意地排放到空气中。三是汽车尾气排放。河北省越来越多的人买车换车，机动车总数逐年增加，带来的机动车尾气排放量直线上升。

（2）市民的环保意识薄弱

人们对环境的理解认识还有很大的不足，对环境污染问题的严重性还存在许多误区，对政府采取的环保措施也不积极配合。在大街上即使有多个垃圾箱，仍然会出现随手乱扔垃圾的人。城市垃圾如果没有分类利用，那么资源就无法得到循环，只能一味的填埋处理。

（3）政府管理还存在不到位的地方

3 河北省废气排放量的预测

3.1 单位根检验

运用ARMA模型对数据进行建模分析，要求该序列满足稳定性，通过ADF检验，发现2002-2015年废气排放量序列（取名为y）为非平稳数列，然后建立数据图形，发现数据存在波动，但看不出来有围绕某个均值波动的可能，因此，判定该数列为不平稳数列。对废气排放量数据选择ADF单位根检验方法，对原始数据做了一阶差分，结果表明此时统计量为-3.606505，均小于1%，5%，10%显著水平下的临界值，表明不存在单位根，即为平稳时间序列。

表1 ADF单位根检验

3.2 模型建立

经过观察差分后废气排放量的相关图，发现自相关和偏相关系数都落入二倍标准差之内，y一阶差分的相关图判断废气排放量服从ARMA，统计基本不显著。在建模过程中进行大量实验发现，序列模型中ARMA（4，1）拟合最好，表2为模型参数估计结果。

从表2输出的结果可知，AR（4）MA（1）模型的系数统计是显著的，AIC准则为8.715036，BIC准则为8.780778，回归标准误差为16.57638，残差平方和1648.658。并对模型残差的相关性进行Q检验，P值均大于0.05，表明残差不存在相关性。因此废气排放量的平稳时间序列的模型为：

3.3 预测废气排放量

经过预测，dy是原数据一阶差分后的结果，所以应该还原原数据y。

由表可知，模型为：（注：X=DYD）

已经预测出X2016=-6.9，X2017=-30.4，X2018=-26.0，可知Y2016=267，Y2017=278，Y2018=276，具有明显增加的趋势，河北省需要进一步采取措施，有效治理废气的大量排放，以防污染空气。

表2 ARMA（4，1） 模型的输出结果

表3 动态预测值还原y值

表4 动态预测值（dyd）

4 河北省对雾霾天气的防治措施

（1）植树造林

绿色植物具有净化功能，它能防风固沙，减少灰尘，调节天气和增加降水量，并且能吸收有毒气体净化空气等强大的功能。在雾霾影响范围广、能见度低的地区，采用绿色植物净化的方法能有效改善雾霾天气。因此，在河北省主要的工业城市和工矿物区域有目的性和选择性的植树造林，扩大其种植面积，这是防治雾霾最有效也是最环保的手段。

（2）提升国民素质

在过年期间，非规定日内燃放烟花爆竹的人给予严重的罚款处罚；禁止大量燃烧煤炭等会造成严重污染的污染物；禁止使用含有磷等无法分解或是分解较慢的洗衣粉；禁止工厂把污染严重的废水排放到河流中，以致无法分解；各个小区居民合理安排燃煤量和时间段，避免造成燃煤高峰期引发雾霾天气；禁止小商小贩在市场上卖劣质煤炭，提高煤炭的利用率；自觉组织宣扬雾霾防护知识，维护生命健康；做好天气预警工作，积极向有关部门提出应对雾霾的建议；资深专家学者开展“头脑风暴法”，探索雾霾污染扩散模型，出台相应的预防措施，解析雾霾污染源。

（3）加强政府的宏观调控作用

政府的宏观调控包括工程、城市管理、运输、教育、天气和环保等多个部门，政府应采用行政手段，关闭排放污染物不合格的工厂和企业，吊销其营业执照，大力支持新兴产业，采用风能、太阳能等新兴能源，运用自然地力量给工厂或者企业发电，减少碳循环；政府应制定有效地法律法规，对不合格的工厂或企业一律采取严厉的惩罚，对国民破坏环境的行为也要有严厉的法律惩罚，不能一味的说教，这样只会治标不治本，破坏环境的行为仍然会继续发生；气象部门观测天气，在适合的条件时，实行人工降雨或雪；环保部制定限量的气体排放标准，时时监察各个污染企业的运行和排放情况。

（4）提出对汽车尾气的治理措施，从源头上遏制污染气体的排放

参考其他省市或是发达国家对机动车的限量政策，出台限购机动车、轿车等措施；开展绿色出行活动，大力鼓励赞扬骑自行车、坐公交和步行的群众，部分公用车限制出行，私家车、出租车采用单双号出行；对汽车尾气的排放达到一定的限额采取收费制度，对一段时间内频繁加油的汽车采用扣留或罚款处罚，对无牌照或是限号上路的车辆加大处罚力度；机动汽车尾气排放标准必须和国际标准相一致，环保部门加强监管汽车研制厂，禁止不合格的机动车流向市场；采用先进技术，提高汽油质量，推广使用燃油清净剂，或是提升汽车质量，研发耗油少具有清洁能源的高品质汽车；对于该报废的机动车，一律严格淘汰，禁止在市面上流动。对易发生交通拥堵的地段大力疏导，交通部门及时通过媒体发布路况信息，在严重交通堵塞地段提醒部分车辆绕路而行，避免汽车总是处在未熄火状态排放大量的汽车尾气。

〔1〕白林.河北治理雾霾天气对策亟待付诸实践〔J〕.中国金融信息网，2014，12（2）：2-3.

〔2〕宗义湘，王俊芹.统计学教程〔M〕.北京：中国质检出版社，中国标准出版社，2012.

〔3〕史代敏，谢小燕.应用时间序列分析〔M〕.北京：高等教育出版社，2011.

〔4〕何永敢，邹能锋.基于ARMA模型的安徽省城乡居民消费水平差距的预测〔J〕.山西农业大学学报（社会科学版），2012，11：1125-1130.

〔5〕童强，张克功，杜吉梁.ARMA预测模型及其在经济预测中的应用〔J〕.兰州石化职业技术学院学.

Analysis and Forecast of Smog in HeBei Province——Based on the Empirical Study on Exhaust Emission and Investment of Pollution Control

ZhouZiyang（NanGong Middle School of HeBei Province NanGong HeBei 055750）

In recent years，HeBei province has a strong and long duration of smog weather.Smog not only affects the ecological environment of HeBei Province，but also affects people's health and the development of economy.In this paper，the two aspects of exhaust emission and investment management are predicted.The results show that the government's investment on environmental protection increases with the increase of exhaust emission.Through theoretical analysis，prevention and control measures to reduce emission of pollutants are put forward.

Smog Investment of pollution control Exhaust emission Control measure

X-01

A

1674-263X（2017）02-0008-04

2017-06-20

周子杨（2001-），男，现就读于河北省南宫中学。