京津冀空气质量的6项污染指标之间相关性分析

李智坤 贺帅星 张若晴 冀德刚

摘 要：应用spss软件工具，通过kendall系数分析近4年来保定、北京、承德、石家庄、廊坊、天津6个城市的PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等污染指标之间的相关性。结果表明，保定和北京的各项指标之间相关性转强，其他4市存在一定的相关性。

关键词：空气质量；kendall；相关性分析；监测指标

中图分类号 TP216 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）12-0065-2

近年来，在大力发展经济的同时，环境问题特别是空气污染问题已经到了不容小觑的地步。要从根本上解决空气污染问题，必须通过准确的数据加上恰当的方法对其进行合理性分析，从而找到各项指标城市与城市之间的相关性。本研究主要分析了保定、北京、石家庄、承德、廊坊、天津6个城市近4年来空气质量指数AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等指标的数值，并研究了这些指标之间的相关性。

1 分析方法

1.1 评价因子 肯德尔（kendall）等级相关系数是用于反映分类变量相关性的指标，适用于2个变量均为有序分类的情况。这种指标采用非参数检验方法测度变量间的相关关系，它利用变量的秩计算一致对数目和非一致对数目。如果2个变量之间具有较强的正相关性，则一致对数目U应较大；若2个变量相关性弱，则一致对数目U和非一致对数目V应大致相等。

[a=（u-v）*2n*（n-1）；R=P-n*（n-1）2-Pn*（n-1）2=4Pn*（n-1）-1]

通过相应的数据，再结合spsss数学软件，利用kendell系数分别得到对于同一指标6个城市之间的相关性。

1.2 评价标准 对于给定的一个显著性水平，通过spss得到相关系数矩阵，然后观察这些系数，系数越接近1，则它们的相关性越强，反之，相关性也就越弱。

2 结果与分析

2.1 PM10和PM2.5 由表1可知，北京和保定在PM10、PM2.5指标上的相关性最强。保定市位于河北省的中部，相对湿度较低，风力因素是影响PM2.5不容易扩散的主要原因。在保定的南市区和新市区，工业污染比较严重，市中心有众多的锅炉燃煤厂，主要是通过分散的燃煤锅炉来供热[1]，排放出大量的废气污染物。另外，保定市区汽车尾气的排放量日益增加，这是PM10大量出现的原因，而PM10是影响PM2.的一个重要因素。2013年全国大范围雾霾天气，北京以及临边地区都受到了很大的影响，主要的大气污染物来源于汽车的尾气，早晚上下班会出现2次峰值；在采暖时期，大量的燃料燃烧也造成了粉尘污染[2]。

2.2 SO2 由表1可知，在SO2这一指标中，北京市与廊坊市的指标为0.641，是这些指标中较大的。据调查，北京市SO2主要是由于化石燃料的燃烧，其中包括汽车的尾气和取暖，还有一些工厂如说冶金、化工、建材，另外还与当地的季节、温度、湿度、地形等都有很大的关系。一方面，北京的西南方向有SO2的高排放工业区，另一方面北京的周边城市污染物的输送，这些都造成了SO2的积累[3]。廊坊与北京的相关性之所以很强，主要原因是北方主要的能源以煤炭为主，而煤炭的含硫量是很高的，这样我们在使用这种能源的时候，就会大大地增加SO2的排放量。廊坊市属于暖湿带半干旱半湿润季风气候，受内蒙古高压的影响，空气干燥且污浊，不利于大气污染物的扩散[4]。

2.3 CO和NO2 由表1可知，北京和保定的CO、NO2这一指标的相关性最强。京津冀NO2的整体浓度呈现东南平原区高，西北山区低的趋势，其中平原区属北京和天津较高。京津冀地区聚集了大量的化学燃料，水泥、钢铁等高污染产业[5]。CO、NO2主要来源于汽车尾气，像北京这样的大城市，人口密集，出行车辆较多，因此尾气排放量大，从而导致空气中的CO、NO2指数超标。

3 结论

通过分析研究6个城市6项污染指标之间的相关性得知，保定和北京的各项指标之间相关性比较强，其他4个市也存在着一定的相关性。因此，京津冀地区若想从根本上解决大气污染问题，不仅要加强自身污染源治理，而且要联合周边省市协同调控，制定循序渐进的长期目标，共同治理环境污染问题。

参考文献

[1]潘蕾，幸莉仙.保定市PM2.5的因素分析[J].數学的实践与认识，2015，45（16）：122-126.

[2]闵霄.北京市城市热岛效应与PM2.5及PM10浓度分布关系研究[D].兰州：兰州交通大学，2017：6-12.

[3]孟晓艳，王普才，王庚辰，等.北京及其周边地区冬季SO2的变化与输送特征[J].气候与环境研究，2009，14（3）：309-317.

[4]周贺龄，田晓飞，张绍恢.廊坊市SO2污染及相关气象条件[J].资源与产业，2009，11（1）：111-113.

[5]郑晓霞，李令军，赵文吉.京津冀地区大气NO2污染特征研究[J].生态环境学报，2014.23（12）：1938-1945.

[6]薛敏，王跃思，孙扬，等.北京市大气中CO的浓度变化监测分析[J].环境科学，2006，27（2）：200-206.

[7]王丽丽，李定龙，陈栋.北京市夏季近地层大气臭氧浓度的变化特征分析[J].环境化学，2009，28（2）：302-303.

（责编：张宏民）