汾渭平原城市大气污染控制研究

刘 彤，钱羽佳，吝欣如

（陕西科技大学经济与管理学院，陕西 西安 710021）

近年来大气污染严重地区从京津冀地区、珠三角地区转移到了汾渭平原地区，现需要对其进行大气污染治理。汾渭平原地处陕西、山西、河南三省份结合处，对该地区城市的大气污染治理效果值得我们关注。

以往对于大气污染的研究关注点在京津冀地区以及珠三角地区，汾渭平原的研究相对较少，并且对汾渭平原的研究也缺少对城市防控效率的评价研究，本文便弥补这一缺漏，对城市防控效率进行排名，从各城市排名的变化中进行分析并得出相关结论。

1 汾渭平原大气污染控制效果评价指标

我国《环境空气质量标准》规定了以PM2.5平均浓度、PM10平均浓度、SO2平均浓度、N02平均浓度、CO日均值第95百分位浓度以及O3日最大8小时平均第90百分位浓度作为空气质量的评价指标[1-2]，故在此次研究中也将以此作为大气污染的主要评价准则。而经济的发展会对生态产生较大的影响[3]，汾渭平原地处经济发达地区，为进一步探究经济对大气污染的影响[4]，在本次的研究中加入了可以代表各地区经济的各产业生产总值。对于某一地区的污染程度，相关污染物的总浓度反应的是一个地区的总体状态，属于一个绝对指标，而污染负荷是区域或某环境要素对污染物的负载量[5]，于污染物总体而言，污染负荷更加准确地反映了一个地区的大气污染情况。根据上述情况，综合考虑添加部分指标后建立以下的大气污染控制评价体系（详见表2-1）。

表2-1 大气污染控制评价指标体系

2 汾渭平原大气污染控制效果评价

2.1 评价方法

主成分分析是一种研究从变量群中提取共性因子的统计技术，可在许多变量中找出隐藏的具有代表性的因子。将相同本质的变量归入一个因子，可减少变量的数目，实现降维，还可检验变量间关系的假设[6]。

2.2 评价步骤

本文采用主成分分析[7-8]进行研究，主要包括以下步骤：

步骤一：标准化处理，消除量纲影响。由于研究问题的指标来自各个方面，存在着不同单位、数量级的情况，为了使数据之间具有可比性，对数据进行标准化处理[9]。

标准化处理具体为：总指标变量有m个，对这m个变量进行主成分分析，指标记为：x1，x2，…，xm，而评价对象有n个，xij表示第i个评价对象的第j个指标的取值，将各指标值xij转换成标准化指标

步骤二，数据的相关性检验，以及特征值与特征向量的计算。主成分分析适用于相似程度较高的因素之间的降维，可以通过相关系数矩阵（协方差矩 阵）、公因子方差等检验原始数据相关性。

λ1≥λ2≥…≥λm≥0，为矩 阵的特征值，μ1，μ2，…，μm，为特征向量。

其中，μj=（μ1j，μ2j，…，μnj）T，由特征向量组成m个新的指标变量。

式中y1是第1主成分，y2是第2主成分，…，ym是第m主成分。

主成分相关系数矩阵R=（rij）m×m

式中rii=1，rij=rji，rij是第i个指标与第j个指标的相关系数。

步骤三，由相关系数矩阵R的特征值和特征向量计算特征值的信息贡献率和累积贡献率[10]。称为主成分yj的信息贡献率；

根据计算得出的各个主成分的累计贡献率，随着主成分的增多，累计贡献率也会提高，当累计贡献率接近1时（一般大于0.85），以现在所得到的前p个指标变量代替原来m个指标变量。

步骤四，确定主成分之后根据成分矩阵表和步骤二计算的特征根来计算综合得分。

bj为第j个主成分贡献率。

2.3 评价结果及分析

根据上述步骤结合软件得到了三年城市污染程度的综合排名，排名越前说明污染程度越大（见表3-5）。

表3-5 三年年城市综合得分以及排名

由排名得到以下变化图（图3-1）：

图3 -12017-2019各市排名变化图

对比11个城市，2019年临汾、运城、渭南污染程度较高，而宝鸡、吕梁、三门峡在大气污染方面控制较好；2018年临汾、运城、吕梁污染程度较高，宝鸡、咸阳、三门峡、西安在大气污染方面控制较好；2017年临汾、吕梁污染程度较高，宝鸡、咸阳、铜川、三门峡在大气污染方面控制较好，三年间晋中、临汾、运城、三门峡、宝鸡排名比较稳定。

3 结论与政策建议

近几年来，随着环境治理全国空气污染最严重的区域从京津冀、珠三角转移到了汾渭平原[11]，据综合评价结果为提升各地大气污染治理效果提出以下几个方面的建议：

3.1 把控污染来源，因地制宜采取措施

空气污染物的分为工业性污染、生活性污染以及交通污染等[12]，污染物主要有燃料的燃烧排出的烟尘、SO2、NOX、CO、CO2等，其次不同工业生产性质、规模、工艺流程也会排放不同的空气污染物，如冶金工业排出的金属氧化物，化工企业排出的硫化氢、氟化氢和氨等。除此之外生活中居民取暖和做饭用到的木材、煤炭或液化石油气，在这些燃料燃烧的过程中，会排出大量悬浮颗粒物、SO2、CO、CO2等，造成局部大气污染。而交通工具排放的污染物也会造成空气污染。由全国城市空气质量报告可以得出在不同月份不同城市的主要污染物并不相同，这就要求在不同的城市制定大气污染治理对策时要因地制宜，把握不同的侧重点，找出污染的主要来源，精准治理。

3.2 推动绿色科技创新

经济与生态已经不是相互对立的 关系，我国战略要求区域经济与生态环境的协调发展[13]，经济发展与生态环境的保护相互促进，互利共赢[14]，所以面对大气污染问题可以推动绿色科技创新，用新型的科技达到治理的效果。

3.3 加强政府支持与监督

污染治理的实施需要政府的支持，例如财政投入，税收优惠、财政补贴等。政策鼓励企业注重技术研发，或是采用关闭重污染工厂、规定工厂上脱硫工艺，减少粉尘排放，采取集中供热等措施，节约能源的同时减少污染物的排放。推行使用纯电动交通工具、车辆限行，鼓励多乘坐公共交通工具[15]，减少能源浪费的同时减少温室气体排放等措施促进大气污染治理。