基于主成分分析的主要污染物減排策略探析
——以粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域?yàn)槔?/h1>
2021-11-11 11:44:28石結(jié)容
皮革制作與環(huán)保科技 2021年13期
石結(jié)容
（廣州市灝瀚環(huán)?？萍加邢薰荆瑥V東 廣州 510655）
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展往往是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的，近幾年在對(duì)“主要污染物”[1-2]研究中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)主要污染物排放量影響因素[3]的研究都是從環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)和可持續(xù)發(fā)展角度進(jìn)行的，多側(cè)重于從研究單一或多種污染物的排放強(qiáng)度[4-7]與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系入手，本文通過構(gòu)建主要污染物排放量影響因素相應(yīng)的指標(biāo)體系[8]，運(yùn)用SPSS主成分分析功能[9-10]，對(duì)2011～2014年粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域主要污染物排放的影響因子共性及差異性[11]進(jìn)行分析，了解并確定主要污染物排放影響因子[12-14]，為主要污染物減排工作提出有效建議。
1 研究區(qū)概況
研究區(qū)域位于廣東省中部地區(qū)，下轄多個(gè)鎮(zhèn)街。區(qū)內(nèi)以汽車零部件、醫(yī)療器械、電子電器、飲料食品生產(chǎn)等工業(yè)為主，是粵港澳大灣區(qū)核心的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。
2 區(qū)域主要污染物排放特征
2.1 主要污染物排放總量有所下降
2011～2014年，研究區(qū)域各個(gè)鎮(zhèn)的氮氧化物排放量增減不一，但氮氧化物的排放總量不斷增加；二氧化硫以及化學(xué)需氧量排放量四年間呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，但總體呈增加趨勢(shì)；氨氮排放量，四年間呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，但總量在不斷下降。
2.2 主要污染物排放區(qū)域集中
工業(yè)源化學(xué)需氧量及氨氮主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中在中北部三個(gè)鎮(zhèn)街；二氧化硫和氮氧化物排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)則主要集中在北部及南部三個(gè)鎮(zhèn)街；這些主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)的排放量均占全區(qū)排放的80%以上。而化學(xué)需氧量主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)（包括2個(gè)鎮(zhèn)街）的排放量占全區(qū)總排放量的75%以上，農(nóng)業(yè)源化學(xué)需氧量主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)（包括3個(gè)鎮(zhèn)街）的排放量占全區(qū)總排放量的65.90%。
2.3 主要污染物排放行業(yè)集中
長(zhǎng)期以來，研究區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中火力發(fā)電、建筑陶瓷制品制造、棉印染精加工、鋁壓延加工等六大重污染行業(yè)占一定比重，二氧化硫排放量偏大。2011～2014年期間，六大產(chǎn)業(yè)的二氧化硫排放量由2010年的70.29%上升到2014年的73.44%，其中火力發(fā)電排放量最大，2014年排放量達(dá)5 909.23噸，較2011年增長(zhǎng)了46.57%。
研究區(qū)域化學(xué)需氧量工業(yè)源主要來自棉印染精加工、鋁壓延加工、啤酒制造、化纖織物染整精加工四大產(chǎn)業(yè)。2014年，四大產(chǎn)業(yè)的工業(yè)廢水化學(xué)需氧量排放占比為88.21%，較2011年增長(zhǎng)了13%。其中棉印染精加工占比最大且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。
3 區(qū)域主要污染物排放影響因素分析
3.1 影響因子的選擇
通過文獻(xiàn)歸納和專家咨詢，結(jié)合研究區(qū)的情況，從社會(huì)、自然、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)等方面選取影響研究區(qū)主要污染物因素，見表1。
表1 研究區(qū)域主要污染物排放影響因子
3.2 主成分分析
選定10個(gè)影響因子后，將研究區(qū)域2011～2014年7個(gè)鎮(zhèn)相應(yīng)因子的值導(dǎo)入SPSS軟件，運(yùn)用因子分析中的主成分分析法進(jìn)行分析，分結(jié)果如下：
（1）2011年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)廢氣排放量這幾個(gè)影響因子。
（2）2012年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)鍋爐數(shù)，工業(yè)鍋爐數(shù)取代了工業(yè)廢氣排放量對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放的影響。
（3）2013年度影響粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)鍋爐數(shù)等影響因子，與2012年主要影響因子保持一致。
（4）2014年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括人口密度、單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)，人口密度取代了農(nóng)用化肥使用強(qiáng)度成為影響對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放主要因子，說明在各項(xiàng)減排措施的大力推行下工農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響因素在逐步減小，社會(huì)因素逐漸成為影響主要污染物排放的重要因素。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
2011-2014年影響研究區(qū)域主要污染物排放的影響因素既具有一定的共性，也具有一定的差異性。
（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展總量以及工業(yè)發(fā)展是影響主要污染物排放的共性因素，單位地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)與主要污染物排放量成正相關(guān)關(guān)系，即單位地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)量越多與主要污染物排放量就越多。
（2）2011-2013年農(nóng)業(yè)和工業(yè)等產(chǎn)業(yè)因素是影響主要污染物排放的主要因素，主要影響因子包括農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)鍋爐數(shù)等；
（3）2014年人口密度成為影響主要污染物排放顯著的因子之一，社會(huì)因素與產(chǎn)業(yè)因素共同影響主要污染物排放。
4.2 建議
4.2.1 加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入的控制，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化
研究區(qū)域在主成分分析過程中與部分農(nóng)業(yè)因素的相關(guān)性較強(qiáng)，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)影響因素對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥的使用是水環(huán)境污染中氮素的主要來源之一，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入的管理控制對(duì)水環(huán)境污染防治具有重要意義。同時(shí)對(duì)于粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域各地區(qū)來說，北部片區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占地區(qū)產(chǎn)值較大比重，對(duì)于化肥、農(nóng)藥的使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，導(dǎo)致化肥、農(nóng)藥等物質(zhì)的流失成為影響區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的主要因素。
4.2.2 工業(yè)排放污染防治
工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)鍋爐數(shù)是研究區(qū)域主要大氣環(huán)境污染的主要影響因素，對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量安全具有至關(guān)重要的作用。研究區(qū)域中部片區(qū)、南部片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，工業(yè)廢氣排放量大，各項(xiàng)污染指標(biāo)評(píng)價(jià)都影響其他地區(qū)，因此工業(yè)污染防治是保護(hù)區(qū)域大氣環(huán)境的重要措施。
4.2.3 生活污水管理控制
對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放特征研究中發(fā)現(xiàn)，單位地區(qū)生產(chǎn)總值以及人口密度也對(duì)大氣環(huán)境、主要水環(huán)境也有著至關(guān)重要的作用?；瘜W(xué)需氧量、氨氮等污染物質(zhì)的主要來源為生活污水，而非工業(yè)廢水，由此可見加強(qiáng)生活污水的管理控制對(duì)于保護(hù)研究區(qū)域水環(huán)境至關(guān)重要[15]。
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石結(jié)容
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1 研究區(qū)概況
研究區(qū)域位于廣東省中部地區(qū)，下轄多個(gè)鎮(zhèn)街。區(qū)內(nèi)以汽車零部件、醫(yī)療器械、電子電器、飲料食品生產(chǎn)等工業(yè)為主，是粵港澳大灣區(qū)核心的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。
2 區(qū)域主要污染物排放特征
2.1 主要污染物排放總量有所下降
2011～2014年，研究區(qū)域各個(gè)鎮(zhèn)的氮氧化物排放量增減不一，但氮氧化物的排放總量不斷增加；二氧化硫以及化學(xué)需氧量排放量四年間呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，但總體呈增加趨勢(shì)；氨氮排放量，四年間呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，但總量在不斷下降。
2.2 主要污染物排放區(qū)域集中
工業(yè)源化學(xué)需氧量及氨氮主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中在中北部三個(gè)鎮(zhèn)街；二氧化硫和氮氧化物排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)則主要集中在北部及南部三個(gè)鎮(zhèn)街；這些主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)的排放量均占全區(qū)排放的80%以上。而化學(xué)需氧量主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)（包括2個(gè)鎮(zhèn)街）的排放量占全區(qū)總排放量的75%以上，農(nóng)業(yè)源化學(xué)需氧量主要排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)（包括3個(gè)鎮(zhèn)街）的排放量占全區(qū)總排放量的65.90%。
2.3 主要污染物排放行業(yè)集中
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研究區(qū)域化學(xué)需氧量工業(yè)源主要來自棉印染精加工、鋁壓延加工、啤酒制造、化纖織物染整精加工四大產(chǎn)業(yè)。2014年，四大產(chǎn)業(yè)的工業(yè)廢水化學(xué)需氧量排放占比為88.21%，較2011年增長(zhǎng)了13%。其中棉印染精加工占比最大且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。
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表1 研究區(qū)域主要污染物排放影響因子
3.2 主成分分析
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（1）2011年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)廢氣排放量這幾個(gè)影響因子。
（2）2012年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)鍋爐數(shù)，工業(yè)鍋爐數(shù)取代了工業(yè)廢氣排放量對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放的影響。
（3）2013年度影響粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域主要污染物排放的因素包括單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)鍋爐數(shù)等影響因子，與2012年主要影響因子保持一致。
（4）2014年度影響研究區(qū)域主要污染物排放的因素包括人口密度、單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)，人口密度取代了農(nóng)用化肥使用強(qiáng)度成為影響對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放主要因子，說明在各項(xiàng)減排措施的大力推行下工農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響因素在逐步減小，社會(huì)因素逐漸成為影響主要污染物排放的重要因素。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
2011-2014年影響研究區(qū)域主要污染物排放的影響因素既具有一定的共性，也具有一定的差異性。
（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展總量以及工業(yè)發(fā)展是影響主要污染物排放的共性因素，單位地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)與主要污染物排放量成正相關(guān)關(guān)系，即單位地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)鍋爐數(shù)量越多與主要污染物排放量就越多。
（2）2011-2013年農(nóng)業(yè)和工業(yè)等產(chǎn)業(yè)因素是影響主要污染物排放的主要因素，主要影響因子包括農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)鍋爐數(shù)等；
（3）2014年人口密度成為影響主要污染物排放顯著的因子之一，社會(huì)因素與產(chǎn)業(yè)因素共同影響主要污染物排放。
4.2 建議
4.2.1 加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入的控制，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化
研究區(qū)域在主成分分析過程中與部分農(nóng)業(yè)因素的相關(guān)性較強(qiáng)，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)影響因素對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥的使用是水環(huán)境污染中氮素的主要來源之一，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入的管理控制對(duì)水環(huán)境污染防治具有重要意義。同時(shí)對(duì)于粵港澳大灣區(qū)某區(qū)域各地區(qū)來說，北部片區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占地區(qū)產(chǎn)值較大比重，對(duì)于化肥、農(nóng)藥的使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，導(dǎo)致化肥、農(nóng)藥等物質(zhì)的流失成為影響區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的主要因素。
4.2.2 工業(yè)排放污染防治
工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)鍋爐數(shù)是研究區(qū)域主要大氣環(huán)境污染的主要影響因素，對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量安全具有至關(guān)重要的作用。研究區(qū)域中部片區(qū)、南部片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，工業(yè)廢氣排放量大，各項(xiàng)污染指標(biāo)評(píng)價(jià)都影響其他地區(qū)，因此工業(yè)污染防治是保護(hù)區(qū)域大氣環(huán)境的重要措施。
4.2.3 生活污水管理控制
對(duì)研究區(qū)域主要污染物排放特征研究中發(fā)現(xiàn)，單位地區(qū)生產(chǎn)總值以及人口密度也對(duì)大氣環(huán)境、主要水環(huán)境也有著至關(guān)重要的作用?；瘜W(xué)需氧量、氨氮等污染物質(zhì)的主要來源為生活污水，而非工業(yè)廢水，由此可見加強(qiáng)生活污水的管理控制對(duì)于保護(hù)研究區(qū)域水環(huán)境至關(guān)重要[15]。
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