京津冀空氣質量的6項污染指標之間相關性分析

李智坤 賀帥星 張若晴 冀德剛

摘 要：應用spss軟件工具，通過kendall系數分析近4年來保定、北京、承德、石家莊、廊坊、天津6個城市的PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等污染指標之間的相關性。結果表明，保定和北京的各項指標之間相關性轉強，其他4市存在一定的相關性。

關鍵詞：空氣質量；kendall；相關性分析；監測指標

中圖分類號 TP216 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）12-0065-2

近年來，在大力發展經濟的同時，環境問題特別是空氣污染問題已經到了不容小覷的地步。要從根本上解決空氣污染問題，必須通過準確的數據加上恰當的方法對其進行合理性分析，從而找到各項指標城市與城市之間的相關性。本研究主要分析了保定、北京、石家莊、承德、廊坊、天津6個城市近4年來空氣質量指數AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3等指標的數值，并研究了這些指標之間的相關性。

1 分析方法

1.1 評價因子 肯德爾（kendall）等級相關系數是用于反映分類變量相關性的指標，適用于2個變量均為有序分類的情況。這種指標采用非參數檢驗方法測度變量間的相關關系，它利用變量的秩計算一致對數目和非一致對數目。如果2個變量之間具有較強的正相關性，則一致對數目U應較大；若2個變量相關性弱，則一致對數目U和非一致對數目V應大致相等。

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

通過相應的數據，再結合spsss數學軟件，利用kendell系數分別得到對于同一指標6個城市之間的相關性。

1.2 評價標準 對于給定的一個顯著性水平，通過spss得到相關系數矩陣，然后觀察這些系數，系數越接近1，則它們的相關性越強，反之，相關性也就越弱。

2 結果與分析

2.1 PM10和PM2.5 由表1可知，北京和保定在PM10、PM2.5指標上的相關性最強。保定市位于河北省的中部，相對濕度較低，風力因素是影響PM2.5不容易擴散的主要原因。在保定的南市區和新市區，工業污染比較嚴重，市中心有眾多的鍋爐燃煤廠，主要是通過分散的燃煤鍋爐來供熱[1]，排放出大量的廢氣污染物。另外，保定市區汽車尾氣的排放量日益增加，這是PM10大量出現的原因，而PM10是影響PM2.的一個重要因素。2013年全國大范圍霧霾天氣，北京以及臨邊地區都受到了很大的影響，主要的大氣污染物來源于汽車的尾氣，早晚上下班會出現2次峰值；在采暖時期，大量的燃料燃燒也造成了粉塵污染[2]。

2.2 SO2 由表1可知，在SO2這一指標中，北京市與廊坊市的指標為0.641，是這些指標中較大的。據調查，北京市SO2主要是由于化石燃料的燃燒，其中包括汽車的尾氣和取暖，還有一些工廠如說冶金、化工、建材，另外還與當地的季節、溫度、濕度、地形等都有很大的關系。一方面，北京的西南方向有SO2的高排放工業區，另一方面北京的周邊城市污染物的輸送，這些都造成了SO2的積累[3]。廊坊與北京的相關性之所以很強，主要原因是北方主要的能源以煤炭為主，而煤炭的含硫量是很高的，這樣我們在使用這種能源的時候，就會大大地增加SO2的排放量。廊坊市屬于暖濕帶半干旱半濕潤季風氣候，受內蒙古高壓的影響，空氣干燥且污濁，不利于大氣污染物的擴散[4]。

2.3 CO和NO2 由表1可知，北京和保定的CO、NO2這一指標的相關性最強。京津冀NO2的整體濃度呈現東南平原區高，西北山區低的趨勢，其中平原區屬北京和天津較高。京津冀地區聚集了大量的化學燃料，水泥、鋼鐵等高污染產業[5]。CO、NO2主要來源于汽車尾氣，像北京這樣的大城市，人口密集，出行車輛較多，因此尾氣排放量大，從而導致空氣中的CO、NO2指數超標。

3 結論

通過分析研究6個城市6項污染指標之間的相關性得知，保定和北京的各項指標之間相關性比較強，其他4個市也存在著一定的相關性。因此，京津冀地區若想從根本上解決大氣污染問題，不僅要加強自身污染源治理，而且要聯合周邊省市協同調控，制定循序漸進的長期目標，共同治理環境污染問題。

參考文獻

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[3]孟曉艷，王普才，王庚辰，等.北京及其周邊地區冬季SO2的變化與輸送特征[J].氣候與環境研究，2009，14（3）：309-317.

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[5]鄭曉霞，李令軍，趙文吉.京津冀地區大氣NO2污染特征研究[J].生態環境學報，2014.23（12）：1938-1945.

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（責編：張宏民）