北京空气污染指数与化石燃料消费量的关系研究-中国统计教育学会.PDFVIP

北京市空气污染指数与化石燃料消费量的关系研究 清华大学 洪一平、王艺博、王开元 目录 1.摘要 1 2.关键词 1 3.研究背景2 3.1 北京市空气污染情况综述2 3.2 化石燃料综述2 4.理论介绍3 4.1 多元线性模型3 4.2 多重共线性4 4.3 主成分分析法4 5.建立模型5 5.1 数据的选择与变量的选取5 5.2 数据的初步处理6 5.3 数据的多重共线性检验6 5.4 数据的主成分分析6 5.5 线性模型的建立8 5.6 线性模型的拟合和修正8 5.7 线性模型的检验9 5.8 结论 10 6 结论的评价 11 6.1 结论的不足之处11 6.2 对改善空气质量的建议11 7 参考文献 12 8 附录 13 8.1 原始数据表格13 8.2 数据分析程序14 1.摘要：随着今年北京市雾霾灾害的发生，越来越多的人开始关心北京市的空气 质量问题。本篇文章从2000-2011 年空气的三种常见污染物（可吸入颗粒物，二 氧化硫，二氧化氮）和1999-2011 年的不同化石燃料的年消费量的数据作为出发 点，利用主成分分析和多元线性回归的技术，拟合出了可以反映近期北京市的上 述三种污染物和化石燃料年消费量之间的线性关系，并根据拟合模型，对相关部 门在能源结构优化等方面提出了建议。 2.关键词：空气污染 化石燃料 主成分分析 多元线性回归 能源结构优化 1 3.研究背景 3.1 北京市空气污染情况综述 北京市的空气污染情况，是本篇文章考察的主题之一。上世纪中叶以来，北 京市作为新中国的首都，成为国家重点扶持和发展的地区.因此，北京市的工业、 能源、交通、建筑业等方面得到了飞速的发展，城市人口持续增加。但是，伴随 着城市的发展，严重的大气污染问题也随之而来，比如工业污染、机动车污染、 煤烟污染、扬尘污染等等，这些都影响到了北京市民的生活质量。实际上，在上 世纪90 年代，北京市的主要污染物的年平均浓度均已超过了环境空气质量二级 标准，[4]而从 2000 年到 2002 年，北京市空气质量没有明显改善，甚至有恶化 的趋势，尤其是可吸入颗粒物和二氧化氮都达到了近十年的最高值，这说明当时 的空气质量问题已经严重到不得不引起有关部门和公众的重视的程度。 面对严峻的形势，北京市政府从1998 年12 月开始陆续采取了一些治理空气 污染的措施[4],此后随着北京申奥成功，政府陆续出台了一系列目的是改善空气 质量的政策，进一步加大了治理的力度。比如，政府关闭或者搬迁了一批高污染 工业企业、汽车的尾号限行措施、鼓励市民选择乘坐公交出行、充分利用废物、 以及利用甲烷将传统的有害气体资源化，成为石化燃料的替代品等等。这些政策 在一定程度上得到了收获。从本篇文章附录的数据就可以看出，在2003 年，可 吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮排放量第一次有了很大程度的下降。而后经历 了2004-2007 年的波动之后，在2008 年这个奥运年，三种污染物的排放再一次 有了很明显的下降。可以说，北京市空气质量的改善，离不开政府的努力和市民 的支持。 奥运会后，在政府与市民的努力下，从可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮 的浓度来看，北京市的空气质量并没有发生倒退。然而，因为今年年初的雾霾事 件，北京市今年环境问题再一次成为人们关注的焦点。年初以来，北京的空气污 染状况持续很严重，PM2.5 污染物浓度持续升高，严重的雾霾天气阻碍了市民的 正常生活，市民纷纷戴上口罩才敢上街，最严重的时候能见度甚至不到 10 米。 [5]这一事件提醒我们，我们必须要重新重视空气质量的问题，不能因为近十年 来空气质量的改善就麻痹大意。 遗憾的是，北京市对于PM2.5 的观测从2012 年才开始[6]，所以PM2.5 的实 验数据到目前为止还很难进行有效的研究。因此，本篇文章选择的刻画空气污染 的指数，还是依据可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮的日均浓度这三种传统的 考察方式。 3.2 化石燃料综述 本篇文章考察的另一个主题和化石燃料有关。化石燃料一般指的是若干种碳