關于PM2.5的影響因素和解決辦法

施慧 王天培 董琛 于曉童

摘 要：近年來，PM2.5逐漸成為我國大部分地區面臨的首要大氣問題，對人類的健康和大氣環境都會產生嚴重的危害。因此，該文從GDP、產業結構、地理位置等PM2.5的可能影響因素入手，收集全國各省份143個城市2013年12月的PM2.5值和年總GDP以及產業結構比。并通過統計學軟件（SPSS）對這些數據進行相關性的分析，以圖表式的形式展現出來。分析圖表，得到了不同省份的GDP與產業結構對PM2.5產生的影響的存在差異，從差異性入手，尋找相應的解決措施，達到因地制宜的目的。

關鍵詞：PM2.5 GDP 產業結構 相關性

中圖分類號：X513 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0103-04

The Influencing Factors And Solutions Of PM2.5

Shi Hui Wang Tianpei Dong Chen Yu Xiaotong

（ Beijing Information Science & Technology University， Beijing，100192，China）

Abstract：In recent years，PM2.5 has been becoming the primary atmospheric environmental problem faced by most cities in China， which causes serious harm to health and atmospheric environment.The article collects data from 143 cities of China about GDP，industrial structure and location which are influential factors of PM2.5.We assay these data through correlation analysis method by SPSS and show it by chart and diagram.We find the difference of influence which is caused by GDP of different provinces on PM2.5 by assaying the charts and diagrams.Then we can take corresponding measures to different area.

Key Words：PM2.5；GDP；Industrial structure； Correlation

1 PM2.5的介紹及其危害

1.1 PM2.5的來源

細顆粒物來源于人類活動和自然過程，其中人類活動是主要來源。美國環保局于1974年總結了顆粒物全球排放量及其來源分配情況（<20μm），見表1。人為活動主要是自然燃燒，如化石燃料、生物質和垃圾的燃燒；而自然過程主要是由二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發性有機物等物質的化學過程。按其形成方式可分為三種：直接以固態形式排出的一次粒子；在高溫狀態下以氣態形式排出、在煙羽的稀釋和冷卻過程中凝結成固態的一次可凝結粒子；由氣態前體污染物通過大氣化學反應而生成的二次粒子。

1.2 PM2.5的定義

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm（不到人的頭發絲粗細的1/20）的顆粒物。同時，由于PM2.5會通過呼吸道，到達人的肺部，直接進入肺泡。因此，PM2.5也被稱為可入肺顆粒物。

1.3 PM2.5的危害

雖然細顆粒物只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，細顆粒物粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

1.3.1 PM2.5對于人體的健康的危害

由于PM2.5的直徑很小，能較深的進入呼吸道。直徑在2μm以下的可深入到細支氣管和肺泡。當細顆粒物進入人體到肺泡后，影響肺的通氣功能，損害血紅蛋白輸送氧氣的能力，使機體易處于缺氧狀態，損壞呼吸系統，容易引發哮喘、支氣管炎和心血管病，甚至導致癌癥。自20世紀80年代起，就有很多科學家研究了顆粒物對于人體健康影響的研究[1]，見表2。美國北卡羅來納大學環境科學院與國家環境保護局研究人員在《環境研究通訊》發布研究報告中顯示全球每年約210萬人死于PM2.5等顆粒物濃度上升。

1.3.2 PM2.5對大氣環境質量的影響

一般地，人們大都認為PM2.5只是空氣污染。其實，PM2.5對整體氣候的影響非常大。大氣中的顆粒物對光的散射和吸收，能顯著減弱光信號，大幅降低有效視距，從而導致人為能見度下降，產生陰“霾”天氣。PM2.5還能影響成云和降雨過程。大氣中雨水的凝結核，除了海水中的鹽分，細顆粒物PM2.5也是重要的源。有些條件下，PM2.5太多了，可能“分食”水分，使天空中的云滴都長不大，藍天白云就變得比以前更少；有些條件下，PM2.5會增加凝結核的數量，使天空中的雨滴增多，極端時可能發生暴雨。

1.4 實際意義

基于PM2.5的巨大危害和廣泛分布，本小組試圖通過分析PM2.5的可能影響因素，以此得出不同可能因素對不同地區PM2.5的影響程度，從而因地施策，使各地區PM2.5的治理資源得到合理分配。

2 PM2.5的影響因素

現階段，對于PM2.5影響因素的研究主要是針對某個小范圍地區或單一影響因素，很少有針對較大范圍的多種因素研究。我小組通過調查產業結構和GDP以及多個省份的PM2.5來得出相應結論。

首先，我們對全國范圍內所查數據進行相關性分析，如圖0-1至0-4所示。

由所查數據分析得出在全國范圍內PM2.5與GDP的相關性為0.153，在自由度為183的條件下呈現出較弱的正相關，于是我們想到能否考慮在縮小區域范圍的基礎上得出更為細致與精準的相關性分析，于是我們考慮以每個省為一個樣本空間（由于所取個別省份中樣本數量太小，在自由度越小的情況下顯著性臨界值（雙側）較大，明顯不相關，故我們只對每個省份中樣本數量大于3的省份進行相關性分析），利用統計學軟件（SPSS）求出每個省份組別中的各影響關系與PM2.5的相關性，分別對每個省的數據進行分析，得到省內各城市PM2.5與GDP、產業結構的相關性，以得到因地治理，因地施策。

2.1 產業結構與PM2.5的關系

我們對廣東、河南、河北、內蒙古等12個省份，143個城市分析了2013年PM2.5與第一、第二和第三產業結構的關系，見（表3）。由此表可知，在廣州省，第二產業與PM2.5 的正相關程度較高。河南省的第三產業與PM2.5的正相關性高。山西省的第二產業與PM2.5的正相關性強，第三產業與PM2.5的負相關性強。四川省的第二產業結構與PM2.5的負相關性強。

由以上分析并繪制產業結構與PM2.5顯著相關的省份的散點圖1-1至1-5。

2.2 GDP與PM2.5的關系

我們對廣東、河南、河北、內蒙古等12個省份，143個城市的研究，研究了在2013年PM2.5與第一、第二和第三產業結構的關系，見表4。由此表可知，河南省、江蘇省、遼寧省的GDP與PM2.5的正相關性高。

由以上分析并繪制GDP與PM2.5顯著相關的省份的散點圖如圖2-1至2-3。

以上兩者中和顯著性分析，見表1-5。

由以上分析可知，以下各省省內PM2.5與產業結構或GDP有較強聯系，結果呈現如下。

山西省：山西的第二產業與PM2.5相關性明顯較高。我們通過查找相關資料得知，山西是典型的資源型地區，長期以煤為主的發展模式導致山西產業結構單一，并造成嚴重的資源浪費及環境污染。山西第二產業比重偏大，第三產業份額相對不足，產業鏈條短，還屬于資源型、粗放型的傳統單一產業結構[3]。其以煤炭為主的產業結構模式導致了PM2.5等顆粒物的排放量增多。由此分析出其確實有產業結構的不合理，與PM2.5呈正相關。

河南?。汉幽系腉DP及第三產業對PM2.5有較高的相關性。2013年，河南省第二產業GDP貢獻達到55.4%，重工業增加值占全省工業增加值的67.1%。而河南省的重工業排名前兩名的分別是煤炭開采及洗選業和非金屬礦物制品業，均屬于高耗能高污染產業。無論是煤炭開采及洗選業還是非金屬礦物制品業，都會產生大量微小的顆粒物，即PM2.5.這就很好的解釋河南省PM2.5與GDP的正相關性。即GDP對高污染產業的依賴性造成了PM2.5與GDP的正相關性。

江蘇省：江蘇省的GDP與PM2.5 的相關性明顯較高。根據凌亢的江蘇省GDP增長路徑的研究[2]，發現GDP的增長率與三產業變化率的關系為

，其中FTX為第一產業拉動系數，TTZ為第二產業拉動系數，NEX為第三產業拉動系數。

由此可知，GDP 的增長與三個產業的變化情況有者密切的關系。江蘇省2013年的三大產業結構比為6.1∶49.2∶44.7，第二產業所占的比重最大。同時江蘇工業生產逐年穩步增長，全年規模以上工業增加值比上年增長11.5%，其中輕、重工業分別增長10.5%和11.9%。重工業主要是冶金、機械、能源（電力、石油、煤炭、天然氣為主）、化學、建筑材料等工業，這些產業均會產生較多的PM2.5。這也就很好的解釋了江蘇省的PM2.5與GDP的正相關性。

遼寧省：遼寧的GDP與PM2.5相關性明顯較高。自國家實施東北等老工業基地振興戰略以來，遼寧省經濟特別是在重工業方面發展迅速，但遼寧省重工業發展還存在結構層次不高、市場化程度較低、人力資源不足等問題，造成制造業勞動生產率和產品附加值降低[4]，即單位GDP的增長所消耗的能源加大，以致使PM2.5等微小的顆粒物的排放量增大。GDP增長模式的不合理，導致了PM2.5與GDP的正相關性。

3 減少PM2.5的改善措施

不同的城市PM2.5的主要影響因素是不同的，因此我們要針對與每個城市的PM2.5的特征來制定相應的措施?，F在我們以江蘇省為例。

根據江蘇省的PM2.5的影響因素，我們給出了如下的治理措施。

（1）政府相關部門進行立法，出臺大氣污染防治條例；完善霧霾防治的規劃制度；建立霧霾監測和預警機制。

（2）減煤，以減少和控制燃煤為重點，對小鍋爐開展集中整治；提標，大力淘汰落后過剩產能；治車，治理機動車尾氣排放，對國四以上標準油品進行升級；控燃，要在農村加大秸稈禁燒和綜合利用力度，在城市控制煙花爆竹燃放和露天燒烤；降塵，在建筑領域降低揚塵污染，實現城區施工工地硬質化，建立監控長效機制。

參考文獻

[1] Mnece W.Healthy risk of particulate matter from long range trans-boundary air pollution（preliminary assessment）[R].Geneva：World Health Organization，1999.

[2] 凌亢，陳茂奇.江蘇省GDP增長路徑研究[J].南京經濟學院學報，1999（6）：27-32.

[3] 李連光，景普秋.煤炭資源開發與山西經濟增長之間關系的實證研究[J].中北大學學報：社會科學版，2010（2）：47-54.

[4] 王必鋒，王海蘭，張廣軍.遼寧省生產性服務業發展現狀及對策[J].沈陽工業大學學報：社會科學版，2009（3）：228-233.