淄博市2014年大气环境质量综合评价

解素雯+孟昭为

摘要：

大气环境质量的综合评价是城市环境质量考核的重要内容，将淄博市大气环境质量通过主成分分析法进行综合评价，将实际情况与综合评价得到的结果进行比较，证明了其在大气环境质量评价中的可行性，从而为环境部门对环境质量的监测、治理和控制等方面提供一定的参考依据。

关键词：

主成分分析法；大气环境质量评价；淄博

中图分类号：

F2

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）11002702

近年来，人口的快速增长和经济突飞猛进的发展使得大气环境质量不断恶化，所以，人们开始逐渐重视大气环境质量的综合评价。那么怎样客观、合理地评价大气环境的质量状况呢？目前主要应用的评价方法有指数评价法、改进密切值法、灰色聚类法、神经网络等方法，但这些方法的变量比较多，很难体现出主要指标的作用。近年来，多元统计分析方法逐渐得到人们的重视和认可，应用的范围随之增大，因此主成分分析法在环境质量评价中也开始逐渐得到应用。该方法考虑到多个变量之间的相关关系，将许多变量转化为几个不相关的变量。该方法可以消除评价指标之间的相关影响，减少指标选择的工作量。将淄博市大气环境质量通过主成分分析法进行综合评价，将实际的大气环境质量与得到的综合评价结果进行了比较，证明了该方法在大气环境质量评价中的可行性。

1主成分分析的原理和方法

1.1基本原理

主成分分析法是一种数学变换的方法，在给定的一组相关变量后，主成分分析法通过线性变换转成另一组不相关的变量，这些不相关的变量按照方差的大小依次递减的顺序排列。第一变量具有最大的方差，称为第一主成分，第二变量的方差次大，并且和第一变量不相关，称为第二主成分，以此类推。每个主成分的方差在总方差中所占的比率即为解释方差，它的方差越大，即贡献越大，那么它越能代表原始数据。通常情况下当前n个主成分的方差累计贡献率达到85%以上时便认为这n个主成分就可以代表该数据的大部分信息。

1.2方法步骤

（1）原始数据的标准化处理。原始数据的量纲会有所不同，为了消除这一影响，需要对数据进行标准化处理。

（2）求协方差矩阵以及它的特征值和特征向量。

（3）通过计算解释方差确定主成分。

（4）综合评价。选择n个主成分，求出对应的特征向量，并对主成分做出合理充分地解释。

2实例分析

本文以淄博市2014年12个月的大气环境质量状况（表1），数据来自山东省环境保护厅，以GB 3095—2012《环境空气质量标准》（表2）为例，通过主成分分析法对大气环境质量进行综合评价。

由上面的计算结果，可得出淄博市2014年1月—12月大气环境质量状况从优到劣依次为7月、5月、6月、9月、8月、10月、4月、2月、3月、11月、12月、1月。由于这12个月份的大气环境质量都低于二级标准的最低界限，所以这12个月份的大气环境质量差于二级。

由第一主成分的特征向量可得，SO2、NO2、PM2.53种污染物在整个大气环境中所占比重非常大，污染着大气环境，所以对3种污染物的治理应做到同等重视。寻找污染源头是污染物治理的关键。SO2的污染源头主要是工厂排出的废气；NO2的污染源头则主要是机动车及工厂排出的废气；PM2.5则主要来由发电冶金等燃料燃烧、扬尘、汽车尾气及二手烟等产生的。

分析SO2，NO2，PM2.5的来源，实施相应的治理措施：注重全民节能减排；开发利用新能源；植树造林进行大面积绿化。

通过分析可以看出，在7月份淄博市的环境质量达到研究时段的最高水平，并且夏季的环境质量普遍要比冬季好。因为冬季燃煤供暖是影响大气环境质量下降的主要原因，临近冬季，燃气改造等道路施工较多，部分煤堆、灰堆、物料堆等未有有效的抑尘措施，在出现大风天气时，加剧了扬尘污染，从而导致了大气环境质量的下降。另外，随着经济的迅速发展私家车的数量逐渐增多，排放的汽车尾气也越来越严重，并且植物的严重破坏等也是导致大气环境质量出现下降的主要因素，因此，相关部门应当加大治理力度采取有力措施，保护人们赖以生存的环境。

3结论与讨论

（1）基于主成分分析法对淄博市2014年大气环境质量进行综合评价的结果，与我们实际所处的大气环境质量情况大致相同，即利用此评价方法对大气环境质量进行评价是可行的。

（2）不仅要通过数学方法来计算出环境质量，还要通过一系列措施来改善。如：积极开发公用能源替代化石能源，大力发展太阳能。提供集体供暖，解决供暖成本。建立空气质量监测机制，植树造林多开河渠等。

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