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1、全国主要城市空气质量现状与分析 全国主要城市空气质量现状与分析 摘 要 空气质量优劣程度与一个城市的综合竞争力密切相关,它直接影响到投资环境和居民健康,因此越来越受到政府和公众的关注.城市化过程是发展中国家实现现代化的必经之路,但是该过程往往会导致环境污染不断加剧.大城市工业集中、人口密集、大量消耗化石燃料,高密度的建筑群又不利于污染物的扩散,因此空气污染(特别是城区)异常严重。本文利用2007年中华人民共和国国家统计局环境保护部提供的数据资料，对全国31个主要城市空气质量状况进行量化分析及综合评价，初步探讨我国目前城市空气质量的现状趋势及成因，为政府治理空气污染的决策提供科学依据；同时为其他

2、类似研究利用该数据源提供范例。本文主要利用系统聚类分析方法，对全国31个主要城市空气质量中所存在的问题做了现实性的分析。从全国31个城市空气质量指标状况的分析入手，使用多元统计分析中的系统聚类分析方法进行分析与评价，得出不同地区的空气质量现状差异，并找出影响空气质量的主要因素，从而得到了各城市空气质量的一些特点和存在的不足；总结出了如何治理城市空气质量的一些可行性策略。关键词 城市空气质量指标；空气质量现状；空气污染；聚类分析； 1 背景综述1 1.1 城市空气质量指标产生的背景1 1.2 城市空气质量指标的内涵与特征2 1.3 研究目的和意义2 1.4 主要研究内容2 1.5 研究方法22

3、我国城市空气质量的系统分析及现状评价1 2.1对城市空气质量进行系统分析1 2.2城市空气质量的综合现状评价2 2.3 城市空气质量综合现状评价结果的分析33 结论与对策建议7 3.1主要结论7 3.2对策与建议8参考文献14附表16全国主要城市空气质量现状与分析1 背景综述 1.1 城市空气质量指标产生的背景空气质量优劣程度与一个城市的综合竞争力密切相关,它直接影响到投资环境和居民健康,因此越来越受到政府和公众的关注.城市化过程是发展中国家实现现代化的必经之路,但是该过程往往会导致环境污染不断加剧.大城市工业集中、人口密集、大量消耗化石燃料,高密度的建筑群又不利于污染物的扩散,因此空气污染(

4、特别是城区)异常严重。在面对一次次“胜利”的同时，人类也深深地体会到了苦涩的“回报”-城市空气质量问题。随着城市空气质量问题的逐渐恶化，科学研究者就相应的制定了反应和评价空气质量标准的指标，即空气质量指标。它是一种反应和评价空气质量的标准，是常规监测的几种空气污染物的浓度数值形势、并分级表征空气质量状况。适用于表示城市短期空气质量状况和变化趋势。城市是人类科技进步、经济发展和社会文明的结晶，是人类集中聚居的场所，然而，也是环境污染集中的场所。空气质量优劣程度与一个城市的综合竞争力密切相关,它直接影响到投资环境和居民健康,因此越来越受到政府和公众的关注.不合理的能源结构是影响城市空气质量的重要因

5、素之一。作为世界上经济发展最快的国家之一，中国能源消耗量近十年来稳步增长。煤炭，不仅是过去、现在，而且在不远的将来，都将是中国主要的能源形式，这就决定了煤炭的消耗在中国的城市空气质量中起着决定性作用。另一个影响中国城市空气质量程度的重要因素，是机动车保有量和城市人口随着经济的快速发展而迅速增加，这种趋势在大中城市表现得尤为明显。但与此同时，大规模的城市拆迁改建和产业结构、工业布局的调整也有效的改善了中国部分城市空气质量。1.2 城市空气质量指标的内涵与特征 空气质量指标是一种反映和评价空气质量的标准，是常规监测的几种空气污染物的浓度数值形式、并分级表征空气质量状况，相关监测部门可以根据空气质量

6、指标产生的数据进一步来判断空气污染的程度，适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。城市空气质量的三项指标分别是指：可吸入颗粒物：这是大气降尘的主要污染指标。大气中的可吸入颗粒物主要来自工业废气、建筑扬尘、交通尾气、物质燃烧等。它含有可损害神经系统的铅、汞、锰等，还有致癌物苯并芘、砷、铬等。二氧化硫：主要由燃煤排放引起。二氧化硫在大气中会氧化而形成硫酸盐气溶胶，毒性将增大10倍以上，它将会严重危害人体健康，导致胸闷。眼睛刺激、呼吸困难，甚至呼吸功能衰竭。在此环境下的降水便是酸雨，它会使水质及土壤酸化，从而导致鱼类和植物大量死亡。二氧化硫曾是一些发达国家在工业发展时期的主要污染物。我国是燃煤大

7、国，每年排放的二氧化硫居世界前列，所以对二氧化硫及其次生污染的防治必须加大力度。二氧化氮：主要由机动车尾气造成。它对人们呼吸器官有较强的刺激作用，可引起气管炎、肺炎、肺气肿等。二氧化氮与水可生成硝酸盐、亚硝酸盐，进入人体可生成致癌物亚硝酸氨，也可与人体血液中的血红蛋白结合，使人产生缺氧症状。1952年美国洛杉矶光化学烟雾事件的罪魁祸首便是氮氧化物。 综上所述，可见城市环境空气质量直接反映城市规划建设管理水平，影响城市经济发展，招商引资，密切关系城市居民生活质量甚至直接影响到人类的身体健康以至生命安危。如何更好的控制它们最大程度减少对人类的危害是很有必要的。1.3 研究目的和意义本文研究目的主要

8、是通过中国统计局全国主要城市空气质量指标的数据，城市环境空气质量直接反映城市规划建设管理水平，影响城市经济发展，招商引资，关系城市居民生活质量。随着经济建设、城市建设的快速发展，城市作为政治、经济、文化、商贸中心，建筑密度、人口密度、交通车辆密度不断膨胀，各类一次二次能源消耗量与日俱增，以及城市居民生产生活活动中，其他污染的不断产生，对城市环境空气质量产生巨大压力，而且城市空气质量不是通过一两项治理就会奏效，而是要通过综合防治、长效管理才能得以恢复，走向良性循环的道路。综合治理城市空气污染，改善城市环境空气质量是树立和落实科学发展观的具体体现，是城市建设和管理的重要内容，也是广大城市居民的迫切

9、愿望。要真正做到“让人民群众呼吸上清新空气”，为子孙后代创造良好的生活空间，就必须从现在起，正视存在问题，逐个加以解决。 1.4 主要研究内容本文主要研究内容是通过中国统计局提供的2007年全国主要城市空气质量指标的数据，对全国主要城市空气质量指标进行系统聚类分析，根据分析结果来进一步研究我国城市空气质量现状，及污染程度。具体研究步骤如下： （1）对全国各主要城市空气质量指标的进行系统聚类分析，根据对空气质量指标的分析结果对全国主要城市空气质量进行现状分析。 （2）综合评价影响城市空气质量的原因及在治理过程中存在的不足之处。 （3）研究改善城市空气质量的对策。 1.5 研究方法本文研究主要采用

10、的研究方法有：统计分析中的系统聚类分析方法，定性与定量研究相结合。并借助Excel、SPSS统计软件，进行数据的处理。对全国31个主要城市的空气质量指标进行统计分析。并根据分析数据来进一步判断空气的污染程度，从而理性分析我国主要城市的空气质量现状及影响空气质量的主要原因，并且提出一些相关治理建议和对策。 2 我国城市空气质量的系统分析及现状评价 2.1 对城市空气质量进行系统分析 2.1.1 相关方法简介聚类分析的基本思想是：距离相近的样品（或变量）先聚成类，距离相远的后聚成类，过程一直进行下去，每个样品（或变量）总能聚到合适的类中。系统聚类过程是：假设总共有n个样品（或变量），第一步将每个样

11、品（或变量）独自聚成一类。共有n类；第二步根据所确定的样品（或变量）“距离”公式，把距离较近的两个样品（或变量）聚合为一类，其他的样品（或变量）仍各自聚成一类，这样，形成（n-1）个类中“距离”最近的两个类进一步聚成一类，这样，形成（n-2）类；.以上步骤一直进行下去，最后将所有的样品（或变量）全聚成一类。本文采用聚类分析中的欧氏距离来度量样品与样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward 方法对全国31个主要城市的城市空气质量指标进行系统聚类。并根据聚类结果进一步进行客观分析来研究我国主要城市的空气质量现状。2.1.2 应用聚类分析法分析空气质量的基本状况 对全国31个主要城市2007年的

12、城市空气质量指标进行分析研究。由于空气质量指标涉及到多因素、多指标，为便于比较各个城市空气质量指标的异同点， 根据我国各主要城市2007年城市空气质量指标的数据表（见附表1），可以采用多元统计分析中的系统聚类方法对31个主要城市的空气质量指标进行分析。分析选用了五个指标：可吸入颗粒（X1）；二氧化硫（X2）；二氧化氮（X3）；空气质量达到二级以上的天数（X4）；空气质量达到二级以上占全年比重（X5），用来反映全国各城市空气质量的状况，原始数据（见附表1）。本文采用聚类分析中的欧氏距离来度量样品与样品（即地区与地区）之间的相似程度，用Ward 方法对我国31个主要城市的城市空气质量进行系统聚类，

13、聚类结果见 树图1和 树图2.由于前三个指标和最后两个指标的含义不一样，所以要对原始数据做两次聚类分析，才能更透彻的从不同指标来衡量我国主要城市的空气质量。第一种情况是按二级以上天数及所占比重作为衡量标准对各个城市空气质量做聚类分析。明显可见全国31个主要城市被分为四类，分类结果见树图1。又有 （附表 3） 明显可见，各类所包含的省市自治区、直辖市如下：第一类有5个城市，其中包括北京、兰州、太原、乌鲁木齐、武汉；第二类有15个城市，其中包括长沙、成都、哈尔滨、杭州、合肥、济南、南京、沈阳、石家庄、天津、西安、西宁、银川、郑州、重庆；第三类有7个城市，其中包括长春、广州、贵阳、呼和浩特、南昌、南

14、宁、上海；第四类有4个城市，其中包括福州、海口、昆明、拉萨；根据中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法制定的环境空气质量标准（GB3095-1996）规定。（见注解1）二类区即二级标准为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。从（附表1）可以看出我国31各主要城市都已达到二级标准，但不同的是达到二级标准的天数各不相同。可以看出：第一类的5个城市明显是达到二级标准天数及所占比重最少的。这主要归因于其特殊的城市职能和地理位置，工业发展比较快，工业企业比较多，而且人口密度过大，又容易受北部沙尘暴袭击。诸多因素影响导致空气质量严重恶劣，是重点治理对象。

15、第二类的15个城市居于中等。主要区域为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；也相对存在一些不足之处，有待各有关部门的进一步调查及相关对策治理。第三类的7个城市与其他大城市相比处于中上等水平。与空气质量较好的城市相比,级天数较少,级天数较多,仍存在着不少差距。但是上海是进步最大的一个城市。其中上海市政府加大力度控制大气污染源排放和建设城市绿地是促进城区空气质量变好的重要原因。这是其他城市应该学习和借鉴的。重点是分到第三类的4个城市，其中昆明二级以上天数所占比重达到100%，是中国空气最好的城市。其余三个相对前三类也有明显优势。主要区域为自然保护区、风景名胜区和

16、其它需要特殊保护的地区；第二种情况是按前三个变量（即可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮）对我国的主要城市空气质量进行系统聚类分析。其含义和第一种情况相反，综合反映出来的意义是一样的，结合树图2及（附表2 ）的分析显示，结果也明显和第一种情况相匹配。以下就不再对第二种情况做过多叙述。 2.2 城市空气质量的综合现状评价 通过上面的分析结果可以看出，城市空气质量指标中，可吸入颗粒、二氧化硫、二氧化氮、达到二级以上天数及达到二级以上天数所占比重五项测评指标相对于2007年前有所好转（详细情况可以查阅历年中国环境状况公报），从而相应城市空气质量相对也有好转趋势，这主要反映了随着经济的不断发展，社会公众的环

17、保意识在不断提高，各政府有关部门也积极地采用了相应的治理措施来积极应对经济发展给环境带来的负面影响。因为城市空气质量直接反应城市规划建设管理水平，影响城市经济发展，招商引资，关系城市居民生活质量。各城市政府要善于积极抓住城市突出的环境问题，全方位地开展城市空气环境综合整治，努力使各项环境空气质量指标逐年趋于好转。但是目前的环境空气质量还相对很难适应城市经济发展，还需有关部门进一步的治理和改善。根据分析结果，具体来分析全国城市空气质量的现状主要体现在下面几个方面： 煤烟型污染严重，影响经济社会可持续发展我国城市空气污染的一个重要特征是煤烟型污染，煤炭燃烧排放出大量烟尘、二氧化硫和氮氧化物，是主要

18、的城市空气污染源。以煤炭为主的能源消费形成的城市空气污染已经威胁到人民群众的健康和经济社会的可持续发展。全国煤炭消耗量从1990年的9.8亿吨增加到1995年的12.8亿吨，再到2007年的18.4亿吨标准煤，二氧化硫排放总量随着煤炭消费量的增长而急剧增加，到1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨，2007年虽然实现比2005年和2006年有所下降，但排放总量依然达到2468.1万吨；2007年全国烟尘排放量为986.3万吨，其中工业排放量771.1万吨，生活排放量215.5万吨；2007年工业粉尘排放量为699万吨。空气质量总体情况是农村好于城市，轻工业城市好于重工业城市。 城市空气

19、污染严重，影响人民群众的身体健康近几年，我们在城市空气污染治理上取得了一些成效，主要空气污染物二氧化硫排放量在2007年实现下降，但城市空气污染形势依然严峻，城市阴霾天气依然不断出现。据2007中国环境状况公报，我国空气质量达到国家一级标准的城市仅占2.4，二级标准的占58.1，三级及三级以下标准的城市占39.5。颗粒物年均浓度达到二级标准的城市占72，低于三级标准的占2.2。在全国113个环境保护重点城市中，空气质量达到二级标准的城市占44.2，三级及三级以下标准的占55.8。 酸雨污染日益突出，经济危害严重 由于人类在工业和其他活动中排放大量的二氧化硫和氮氧化物，降雨时溶解于水中，即形成酸

20、雨。酸雨危害是多方面的，包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸雨可使儿童免疫功能下降，慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加，同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨还可使农作物大幅度减产，特别是小麦，在pH值为3.5的酸雨影响下，可减产13.7；pH值为3.0时减产21.6，pH值为2.5时减产34。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林、植物危害也较大，常使森林和植物树叶枯黄、病虫害加重，最终造成大面积死亡。 我国酸雨主要分布于长江以南，青藏高原以东及四川盆地。以长沙为代表的华中酸雨区，降水酸度值最低，酸雨出现频率最高；西南酸雨区污染程度仅次于华中酸雨

21、区，华南酸雨区、华东沿海酸雨区分布较广。在酸雨监测的500个城市(县)中，出现酸雨的城市占281个，占总量的56.2；酸雨发生的频率在25以上的城市171个，占34.2；酸雨发生频率在75以上的城市65个，占13。酸雨分布主要集中在长江以南，四川省、云南省以东的区域，包括浙江省、江西省、湖南省、福建省、重庆市的大部分地区以及长江、珠江三角洲地区。我国酸雨沉降具有明显的季节性特征，如云南东北部的冬季、广州的春季均是降水酸度最高的季节。从酸雨的化学组成看，我国酸雨组成中SO24所占比例高达7090，其浓度比西方发达国家(如美国)平均高26倍，NO3则略低，NH4、Ca2、Mg2浓度也比美国酸雨区高

22、出510倍。 交通污染逐渐加重，已成为影响城市空气污染的重要因素 随着交通运输业的发展，城市机动车保有量在不断增加，我国城市空气污染正由煤烟型污染转向煤烟与交通混合型污染。由于城市人口密集，交通运输量加大，机动车排气污染在城市空气污染中所占比例也不断上升。全国汽车保有量年增长率保持在13，特别是一些大型和特大型城市，如北京、广州、成都、上海等地方机动车数量增长速率远远高于全国平均水平。随着小汽车走入中国百姓家庭，城市交通污染将进一步加剧。 根据中国环境科学研究院的预测，按目前的控制水平，到2010年，随着全国机动车保有量成倍增长，机动车污染物排放量将比2000年增加一倍左右，再加上用车维修保养

23、差、报废年限长、交通拥堵严重，机动车对大气污染的影响程度越来越大。据监测，在北京和广州，约80的一氧化碳来自汽车源的排放，氮氧化物也有41左右来自于汽车源。近年来许多城市交通干线两侧一氧化碳超标严重，如天津市区主要交通干线一氧化碳超标几倍至十几倍；汽车保有量的增加和尾气排放量的增大，对城市大气环境造成严重影响。 城市地面扬尘和沙尘造成可吸入颗粒物浓度偏高 随着城市化进程加快，城市建设中地面扬尘、建筑扬尘、土壤风蚀扬尘等均对空气中颗粒物浓度有较大影响，城市大气中的主要污染物可吸入颗粒物的来源也日益复杂。另外，不合理的道路清扫方式和洒水不够，极易造成二次扬尘污染。更为严重的是北方生态环境失调、绿化

24、覆盖率低、不合理的耕作方式造成土地荒漠化。目前，我国北方沙尘天气的不断出现，与过去相比，频次增加，程度加重，影响范围逼近长江流域，严重影响了经济社会活动和人们的正常生活。2.3 城市空气质量综合现状评价结果的分析环境意识薄弱，对城市空气环境保护战略认识不足 首先一些地方和部门还没有真正树立起科学发展观和正确政绩观，片面追求经济增长的高速度，热衷搞面子工程、政绩工程，甚至认为先污染后治理、先破坏后恢复是经济发展的一般规律，其结果是在高速增长的同时，付出了过大的资源和环境代价，并将对长期发展造成损害。其次，企业环保发展意识不强。一些企业既没有把节能减排作为提高竞争力的内在要求，又缺乏社会责任，随意

25、浪费资源，转嫁污染。三是节约资源、保护环境还没有成为全社会的自觉行动。消费方式和生活方式还不合理，不少产品过度包装，并非必需的一次性用品还相当普遍，一些消费者追求奢华、讲究排场，形成珍惜资源、珍爱环境的社会风尚任重道远。 空气环境是人类赖以生存的宝贵资源，城市空气环境恶化后，恢复良好的城市空气环境质量要比采取措施从根本上防治城市空气污染付出更多的经济代价。但这种观念长期以来并没有被一些部门和一些地区充分理解和认识。 空气污染防治的资金投入不足目前，全国污染治理和用于城市空气污染防治有关的城市基础设施建设和工业工程建设投资不足。是我国工业发展的起点低，基础工业整体水平提高较慢，技术改造难度大，污

26、染欠账多。工业技术和装备中有许多是上世纪5060年代水平的，资源、能源消耗高，污染排放量大。由于工业的整体改造受到资金的限制，迟迟不能进行整体改造和污染治理，相当一批技术装备落后的工业企业长期在生产中排放大量污染物，造成严重污染。 是国家在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等方面的投资力度弱，远远不能满足需要。是城市集中供热、燃气等基础建设工程是解决城市空气环境污染的主要措施。但不少地区建设进度缓慢，重视不够，投入不足。有些城市建完了热电厂，却缺少资金建设供热管网，分散热源仍然存在，不但没有减少污染，反而增加了排放量。是排污收费标准太低，使得污染企

27、业宁可交排污费，而不愿意花钱治理。 执法不严，违法不究，监督管理力度不够 尽管我国城市空气污染防治法规、标准建设取得很大进展，但有法不依、执法不严、违法不究的现象仍十分普遍。首先，一些地方政府干预环保部门执法，批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对城市空气污染严重的工业项目；一些项目不执行国家“先评价，后建设”的规定，出现了一些新的不合理布局和污染超标的建设项目；一些对大气污染防治措施的投资经常留有缺口或将资金挪作他用，地方电厂、地方水泥厂和乡镇企业监管不严，超标现象比较普遍。其次，由于各地监测机构受到经费的限制，不能普遍开展对污染源的经常性监督监测，从而削弱了环保部门对污染源的日常监督

28、管理；环保设施操作管理比较差，实际运行率低，许多项目尽管开工验收时可达标，但实际运行中却超标排放。第三，机动车污染防治起步晚，排气监督管理机制还未真正建立，各监督执法部门职责不清、监督不力，尤其对汽车制造、销售、使用、报废全过程污染监督管理还很薄弱，机动车排气污染监督监测还未纳入国家大气环境质量和污染源的常规监测体系中，从而缺乏对机动车排气污染的有效监督。 缺乏实用的治理技术我国在城市空气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面，虽然做了不少工作，但与城市空气污染控制的需求差距还较大，资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术，冶金、化工、建材等行

29、业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术等。目前实行的空气监测标准还是1996年制定的，严重落后于形势，直径小于2.5微米的细颗粒物没有列入监测指标，而这恰恰是毒性最强的颗粒物。3 结论与对策建议 3.1 结论 环境意识薄弱，对可持续发展战略认识不足。 能源、利用不合理，能源浪费严重。 城市空气污染防治的资金投入不足。 执法不严，监督管理力度不够。 缺乏实用的治理技术。3.2 对策与建议目前，我国城市的空气污染已危害到了人们的身体健康。研究表明，在中国引起慢性障碍性呼吸道疾病的主要决定因素是城市空气污染。城市空气污染造成了巨大的经济损失，制约了经济的发展。我国城市空气污染物防治的重点为：“两控

30、区二氧化硫；城市烟尘、粉尘；机动车排气污染。主要控制目标是：工业污染源和机动车限期达标排放，实现国家规定的烟尘、粉尘和二氧化硫总量控制指标，全面推动机动车车用汽油无铅化；重点城市空气环境质量按功能区达到国家标准，控制酸雨污染力日重的发展趋势。 为达到上述目标，主要采取了以下对策： 地方政府对环境质量负责，走可持续发展的道路。 各级政府要对本辖区的空气环境质量负责，充分认识走可持续发展道路的重要性。在研究经济社会发展的重大战略和重大项目时，应充分考虑环境保护的要求。城市空气环境质量应普遍达到国家二级标准。 采取措施落实跨世纪绿色工程规划和主要污染物排放总量控制计划，根据本辖区空气环境质量控制目标

31、分解总量指标，并从资金、监督管理等方面予以保证。尤其是大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造排放二氧化硫和烟尘的项目，必须采取有效措施控制污染物排放总量，或者由项目建设单位或当地人民政府负责削减区域内其它污染源的排放量，确保空气污染物排放量控制在区域总量控制指标内。 发展清洁能源，改善能源消费结构 逐步减少直接消费煤炭，提高使用燃气、电力等清洁能源的消费比例。逐步提高车用燃油质量和标号，加速淘汰含铅汽油，使我国的汽油尽快向无铅化、高标号方向发展。2000年已完成禁止生产、销售和使用含铅汽油。积极开发各种低污染汽车，如天燃气汽车、液化气汽车、甲醇汽车、电动汽车等。 推行煤炭洗选加工，控制高硫份、高灰份煤炭污染 严格控制高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选是减排二氧化硫的重要措施，规定：(1)不得再批准开采硫份大于3%的煤矿，对现在硫份大于3%的煤矿实行限产、配采或予以关停；(2)大力提高原煤入洗