环境质量报告的关联分析

徐海峰 黄晶 王闯 董凤娟 张开航

（山东省枣庄生态环境监测中心，山东枣庄 277000）

中国环境监测总站在“关于印发《十三五全国环境质量报告书评分标准》的通知”，在创新性中提出：选取区域污染排放、社会经济、产业结构、地理区位、地形地貌、资源消耗、能源消耗、环保举措等领域中的指标，对生态环境质量进行科学合理的关联分析。参考“环境质量报告书编写技术规范”[1]，“地表水环境质量评价办法（试行）”[2]，“环境空气质量评价技术规范（试行）”[3]，本文对如何实施环境质量报告的关联分析进行研究探讨。

1.水环境质量的关联分析主要指标

地区生产总值，第一产业，第二产业，第三产业与污染物浓度的关联性分析，水环境质量与经济社会关联分析，地表水水质与污废水排放及治理相关性，第二产业增加值和人口数量与污废水排放量的相关性，工业废水排放量与第二产业增加值相关性等。

2.大气环境质量的关联分析主要指标

万元地区生产总值能耗，万元工业增加值能耗，与SO2、NOx、VOCs（挥发性有机物）、烟尘、PM2.5、PM10的产生量、处理量、年均浓度相关性，环境空气污染物与排放源关联分析，工业SO2、NOx、VOCs、烟尘排放量与PM2.5年均浓度相关性，工业企业排放量与城市污染物年均浓度相关性分析，包括：城市工业SO2排放量与SO2年均浓度，城市工业NOx排放量与NO2年均浓度，城市工业NOx排放量与CO年均浓度相关性，工业企业VOCs排放量与城市O3年均浓度相关性分析，工业企业NOx排放量与城市NO2年均浓度相关性分析，工业企业SO2排放量与城市SO2年均浓度相关性分析，工业企业颗粒物排放量与城市PM2.5年均浓度相关性分析；O3（臭氧）污染与气象因素，日最高温度、日均地面气压、日均地面湿度、日均地面风速与臭氧浓度的相关性分析。

3.噪声环境质量的关联分析主要指标

噪声与经济指标（常驻人口、地区生产总值、第一产业增加、第二产业增加值以及第三产业增加值），气象因素（日照时数、平均风速、降水、平均相对湿度、平均气温、平均气压），空气质量指数AQI，以及空气污染物（CO、NO2、O3、PM10、PM2.5、SO2），可以采用 Spearman 相关系数对噪声的数据和人口、经济等数据进行汇总分析。

4.环境质量与生态指标的关联分析

土壤环境质量与经济社会指标，生态环境指标的关联分析，固体废物，危险废物产生量、处理率与环境质量的关联分析，植被覆盖率、自然保护区面积面积比、耕地和建设用地面积比、水域湿地面积比、沙化土地面积比与环境质量关联性分析[4]。

5.实例分析

参考中国环境监测总站“噪声评价关联分析”[5]，对相关性系数r的相关程度定义为5个等级程度：|r|≥80%，显著相关，60%≤|r|＜80%，高度相关，40%≤|r|＜60%，中度相关，20%≤|r|＜40%，低度相关，0≤|r|＜20%，不相关，进而分析它们的相关性。

5.1 地表水环境质量变化趋势预测

根据“十三五”各年度高指数、COD、氨氮、总氮、总磷统计值，按照年度变化，计算相关性、截距、斜率，建立相关性数学模型，外推“十四五”期间的浓度变化，从表1“十三五”现状和“十四五”污染物浓度预测值可以看到，年度变化和高指数、COD、氨氮、总氮、总磷年均值相关性呈明显的负相关性，即，随着打好污染防治攻坚战各项政策措施的落实，高指数、COD、氨氮、总氮、总磷逐年降低。其中，COD、氨氮年均值“十四五”期间低于地表水环境质量Ⅱ类标准值、Ⅰ类标准值，总磷低于地表水环境质量Ⅱ类标准值。但是，总氮仍然高于地表水环境质量Ⅲ类标准值，说明“十四五”期间应该减少无机化肥的生产和使用，加大有机肥的使用，大力发展有机农业、绿色农业。

表1 “十三五”现状和“十四五”污染物浓度预测值（单位mg/L）

5.2 规模以上工业总产值、产业结构与污染物浓度的关联性分析

根据2016—2020年的统计年鉴，2016-2020年x市环境质量报告，对规模以上工业总产值、产业结构与污染物浓度的关联性进行了分析，参见表2工业总产值、产业结构与污染物浓度的关联性分析，从表2可以看出，规模以上工业总产值和各年度高指数、COD、氨氮、总氮、总磷统计值具有较明显的相关性，即随着规模以上工业总产值逐年降低，各年度高指数、COD、氨氮、总氮、总磷值也相应降低；第二产业和氨氮、总氮、总磷呈现明显的相关性，即随着第二产业所占比例的降低，产业结构相对合理，氨氮、总氮、总磷值也同时降低；第三产业和氨氮、总氮、总磷呈现较明显的负相关性，即随着第三产业所占比例的提高，氨氮、总氮、总磷值也相应降低，表明调整产业结构对于降低污染物浓度，改善环境质量具有促进作用。

表2 工业总产值、产业结构与污染物浓度的关联性分析

5.3 污水处理总量，污染物排放量与污染物浓度关联性分析

根据2016—2020年x市统计年鉴，2016—2020年x市环境质量报告，对污水处理总量，污染物排放量与污染物浓度进行了关联性分析，参见表3污水处理总量，污染物排放量与污染物浓度关联性分析，从表3可以看出，污水处理总量和COD、氨氮、总氮、总磷呈现明显的正相关，即随着污水处理总量的增加，COD、氨氮、总氮、总磷的浓度逐年降低，说明增加污水处理量的重要性。而城镇生活污染物COD、氨氮、总氮、总磷排放量的增加和COD、氨氮、总氮、总磷的浓度呈现明显的负相关性，即处理后排放量的增加，使污染物浓度减少，说明x市加大城镇生活污染物治理、处理力度，对改善环境质量的效果正在显现。

表3 污水处理总量，污染物排放量与污染物浓度关联性分析

5.4 地表水水质在线自动监测数据与人工监测的关联性分析

根据2016—2020年x市环境质量报告，x市河流自动站监测数据进行了地表水水质在线自动监测数据与人工监测的关联性分析，参见表4高锰酸盐指数在线自动监测数据与人工监测的关联性分析，表5氨氮在线自动监测数据与人工监测的关联性分析，从表4和表5可以看到，自动监测数据与人工监测数据基本吻合，自动监测数据相对于人工监测数据相对偏差（%）符合要求。

表4 高锰酸盐指数在线自动监测数据与人工监测的关联性分析

表5 氨氮在线自动监测数据与人工监测的关联性分析