环境毕业论文全国主要城市空气质量现状与分析资料.docx
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环境毕业论文全国主要城市空气质量现状与分析资料
全国主要城市空气质量现状与分析
I
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；
II
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……………………………………………………………2
2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…………………………3
3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
I
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（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
1
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：
①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。
②二氧化硫：
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。
③二氧化
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
2
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
3
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：
①可吸入颗粒（X1）；
②二氧化硫（X2）；③二氧化氮（X3）；④空气质量达到二级以上的天数
（X4）；⑤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，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：
4
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。
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,Ⅰ级天数较少,Ⅲ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、
5
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：
⑴ 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。
⑵ 城市空气污染严重，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％。
⑶ 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
6
时溶解于水中，即形成酸雨。
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 SO2－4 所占比例高达
70％～90％ ，其浓度比西方发达国家（如美国） 平均高 2～6 倍，NO3－
则略低，NH4＋、Ca2＋、Mg2＋浓度也比美国酸雨区高出 5～10 倍。
⑷ 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
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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。
⑸ 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
⑴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。
⑵ 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。
①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，污染欠账多。
工业技术和装备中有许多
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是上世纪50～60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。
②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。
③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。
④是排污收费标准太低，使得污染企业宁
可交排污费，而不愿意花钱治理。
⑶ 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。
⑷ 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
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的颗粒物。
3 结论与对策建议
3.1 结论
⑴ 环境意识薄弱，对可持续发展战略认识不足。
⑵ 能源、利用不合理，能源浪费严重。
⑶ 城市空气污染防治的资金投入不足。
⑷ 执法不严，监督管理力度不够。
⑸ 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
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