城市廢水主要污染物排放情況統(tǒng)計(jì)分析范文

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摘要:隨著城市用水人口的增加以及工業(yè)化經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的加劇，水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。如何針對(duì)已有問(wèn)題采取適當(dāng)措施，已成為我們最需面對(duì)的問(wèn)題。本文對(duì)全國(guó)主要城市廢水污染物的排放情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)因子分析發(fā)現(xiàn)城市廢水的最主要來(lái)源是生活廢水的排放。通過(guò)聚類分析，根據(jù)公因子最終將31個(gè)城市分為4類，第二、三、四類城市:天津、石家莊、重慶等城市的廢水污染物排放量很大，超過(guò)全國(guó)平均水平。

關(guān)鍵詞:廢水;污染物排放;因子分析;聚類分析

一、引言

近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)非常迅速，工業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，但這種快速增長(zhǎng)也給資源與環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。隨著我國(guó)工業(yè)化經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，城市用水人口的增加，城市化水平的提高，我們面臨的各類環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，所以整體經(jīng)濟(jì)與環(huán)境發(fā)展的不平衡是中國(guó)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。眾所周知，構(gòu)建和諧社會(huì)需要人與自然的和諧發(fā)展，我們?cè)诎l(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，不能放棄大自然，要學(xué)會(huì)與之和諧相處，所以，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然的和諧是我們向往的面貌。目前，在眾多的自然環(huán)境問(wèn)題中，水資源的污染與浪費(fèi)已經(jīng)成為了一個(gè)較為棘手并且迫切需要我們解決的一個(gè)方面。為了解城市廢水中污染物的來(lái)源并根據(jù)廢水污染物排放情況對(duì)全國(guó)主要城市進(jìn)行分類，更好地解決城市生活的水質(zhì)量問(wèn)題，本文選取全國(guó)主要城市廢水中主要污染物排放情況數(shù)據(jù)(來(lái)自2018中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒)，進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并且根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果提出了一些相關(guān)建議，希望對(duì)改善水質(zhì)量并且對(duì)減少城市廢水及污染物的排放有所幫助。

二、文獻(xiàn)綜述

文獻(xiàn)［1］，就城市生活廢水處理及環(huán)境保護(hù)的影響找出處理生活廢水的辦法和進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的措施，促進(jìn)城市化進(jìn)程向更高質(zhì)量層面發(fā)展。文獻(xiàn)［2］，對(duì)城市廢水中的主要污染物排放量進(jìn)行了因子分析，并得出結(jié)論:廢水及污染物的主要來(lái)源是生活廢水的排放。文獻(xiàn)［3］中講解了因子分析與聚類分析的基本原理、具體做法與應(yīng)用。本文在因子分析的基礎(chǔ)上根據(jù)文獻(xiàn)［3］對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了聚類分析。通過(guò)文獻(xiàn)［4］可以看出，工業(yè)廢水及污染物的排放規(guī)律表現(xiàn)出區(qū)域性差異，并且提出如果適當(dāng)改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有益于水質(zhì)的改善。文獻(xiàn)［5］主要闡述了西安市的水資源狀況，并對(duì)西安水資源及污水處理做出分析并提出了建議。文獻(xiàn)［6］中提出了多種技術(shù)，多種思路，包括對(duì)城市污水處理廠的改造以及對(duì)設(shè)計(jì)新建污水處理廠提出的新技術(shù)、新思路。文獻(xiàn)［7］詳細(xì)分析了環(huán)境保護(hù)與我國(guó)城市廢水的排放之間的相關(guān)關(guān)系，并以分析為基礎(chǔ)提出了一些處理城市廢水的方法。文獻(xiàn)［8］主要分析了我國(guó)廢水排放的現(xiàn)狀，分析得出生活廢水的排放漸漸成為了城市廢水的主要來(lái)源。參考這些文獻(xiàn)，本文對(duì)城市廢水和污染物的排放及廢水的處理提出幾點(diǎn)建議，希望能夠改善城市水質(zhì)量、減少城市廢水的排放并可以對(duì)廢水進(jìn)行資源化處理，建設(shè)“人水和諧”的城市。

三、數(shù)據(jù)來(lái)源和指標(biāo)確定

本文所用數(shù)據(jù)來(lái)自《2018中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒———全國(guó)主要城市廢水中主要污染物排放情況》。本文所用指標(biāo)全部來(lái)自于國(guó)家規(guī)定的廢水污染指標(biāo)，包含六個(gè)指標(biāo)，分別是:X1工業(yè)廢水排放量(萬(wàn)噸)、X2工業(yè)化學(xué)需氧量排放量(噸)、X3工業(yè)氨氮排放量(噸)、X4城鎮(zhèn)生活污水排放量(萬(wàn)噸)、X5生活化學(xué)需氧量排放量(噸)以及X6生活氨氮排放量(噸)。為了更好地分析，把原始數(shù)據(jù)的所有單位標(biāo)準(zhǔn)化為“萬(wàn)噸”。

四、統(tǒng)計(jì)分析

(一)因子分析首先進(jìn)行因子分析的適用性檢驗(yàn)。根據(jù)適用性檢驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，KMO的檢驗(yàn)值為0．743，大于0．5;Bartlett的球形度檢驗(yàn)的P值為0，小于0．05，說(shuō)明各變量間不相互獨(dú)立。數(shù)據(jù)通過(guò)檢驗(yàn)，說(shuō)明該數(shù)據(jù)適合做因子分析。運(yùn)用因子分析對(duì)全國(guó)主要城市廢水中主要污染物排放情況的原始變量進(jìn)行分析，開(kāi)始進(jìn)行公因子選擇時(shí)，根據(jù)特征值大于等于1，選取了2個(gè)主因子。但旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣顯示，2個(gè)主因子無(wú)法對(duì)因子含義進(jìn)行很好的解釋，因此嘗試抽取3個(gè)公因子，繼續(xù)進(jìn)行因子分析，分析結(jié)果如下。通過(guò)公因子方差表可發(fā)現(xiàn)，變量的共同度都大于70%，符合提取公因子的要求。根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的總方差解釋可以得出，第一公因子的貢獻(xiàn)率最大，為40．669%，第二公因子的貢獻(xiàn)率次之，為28．279%，第三公因子的貢獻(xiàn)率最小，為25．278%，三個(gè)公因子的累積貢獻(xiàn)率為94．225%，累計(jì)貢獻(xiàn)率超過(guò)了85%，說(shuō)明提取的三個(gè)公因子能夠代表原始數(shù)據(jù)的大部分信息，因此在此次分析中可以提取3個(gè)公因子。根據(jù)旋轉(zhuǎn)成分矩陣表，可以寫(xiě)出因子分析的數(shù)學(xué)模型(將原始變量通過(guò)公因子表示出來(lái))。進(jìn)而根據(jù)數(shù)學(xué)模型中公因子前的系數(shù)，可以對(duì)原始變量進(jìn)行分組，分配給各公因子。根據(jù)所包含的原始變量，對(duì)主因子進(jìn)行合理地命名。此次因子分析的數(shù)學(xué)模型為:第一主因子F1命名為生活廢水污染物排放量因子，包括變量:X4，X5，X6。第二主因子F2命名為工業(yè)污染物排放量因子，包括變量:X2，X3。第三主因子F3命名為工業(yè)廢水排放量因子，包括變量:X1。根據(jù)成份得分系數(shù)矩陣表可以給出以下公式:以上分別為各個(gè)因子得分以及綜合因子得分的計(jì)算公式。通過(guò)因子分析的結(jié)果可知，各因子以及綜合因子得分的前五名城市分別為:第一主因子得分前5名城市為:重慶、上海、成都、廣州、北京第二主因子得分前5名城市為:石家莊、重慶、天津、上海、杭州第三主因子得分前5名城市為:杭州、上海、石家莊、南京、廣州綜合因子得分前5名城市為:杭州、上海、廣州、天津、南京通過(guò)因子分析的結(jié)果來(lái)看，城市廢水最主要是來(lái)自于生活廢水的排放，其中重慶、上海、成都、廣州、北京這五個(gè)城市的生活污水排放量相對(duì)較大。石家莊、重慶、天津、上海、杭州這五個(gè)城市的工業(yè)污染物排放量較大。杭州、上海、石家莊、南京、廣州這五個(gè)城市的工業(yè)廢水排放量較大。綜合因子得分情況來(lái)看，得分前10名的城市，因子綜合得分都大于平均值0，其余城市綜合得分均小于平均值0，說(shuō)明綜合因子得分排在前10名的城市，其整體的廢水污染物排放量都相對(duì)較大，所以在治理水資源污染以及進(jìn)行廢水處理時(shí)，需要著重注意并合理采取措施。

(二)聚類分析根據(jù)以上因子分析得到的各因子得分作為變量，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。在此次聚類分析中，我們選擇系統(tǒng)聚類法中的Ward法，并且選取歐式距離作為聚類分析的度量標(biāo)準(zhǔn)。最終分析結(jié)果如下。根據(jù)樹(shù)狀圖顯示的結(jié)果，在此可將樣本個(gè)案分為四類。將31個(gè)主要城市分為四類的結(jié)果如下:第1類城市:北京、太原、呼和浩特、沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱、合肥、福州、南昌、濟(jì)南、長(zhǎng)沙、南寧、海口、成都、貴陽(yáng)、昆明、拉薩、西安、蘭州、西寧、銀川、烏魯木齊。第2類城市:天津、上海、南京、杭州、鄭州、武漢、廣州。第3類城市:石家莊。第4類城市:重慶。由個(gè)案匯總表可看出，第一類北京、太原、呼和浩特等城市在三個(gè)公因子變量方面都是低于全國(guó)平均水平的，可見(jiàn)第一類城市的廢水污染物的排放量相對(duì)較少。第二類天津、上海、南京等城市在工業(yè)污染物排放量上雖不是這四類城市中最高的，但是也超過(guò)了全國(guó)平均水平，并且工業(yè)廢水排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)平均水平，由此可知，第二類城市的工業(yè)污染物排放量、工業(yè)廢水排放量相對(duì)較高。第三類城市石家莊的工業(yè)污染物的排放量最高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了全國(guó)平均水平，其他兩類污染物排放量低于平均水平，由此可知，石家莊的工業(yè)污染物排放量非常高。第四類城市重慶的生活廢水主要污染物的排放量最高，并且極大地超過(guò)了全國(guó)平均水平;工業(yè)污染物排放量也比平均水平要高，由此可知，重慶市的廢水污染物排放量很高。在綜合因子方面，除第一類北京、太原、呼和浩特等城市低于全國(guó)平均水平外，其他三類城市的廢水污染物排放量都超過(guò)了全國(guó)的平均水平，由此可知這三類城市的廢水污染物排放較多，這三類城市需要努力減少?gòu)U水污染物的排放，做好改善措施。

五、對(duì)策和建議

人民生活水平的提高、城市用水人口的增加以及工業(yè)的高速發(fā)展會(huì)導(dǎo)致城市廢水的大量排放，如何在減少城市廢水污染物排放量的基礎(chǔ)上更好地發(fā)展人民生活以及工業(yè)化經(jīng)濟(jì)，建設(shè)人與水資源和諧發(fā)展的社會(huì)環(huán)境，是值得我們深思熟慮的問(wèn)題。從以上的分析結(jié)果可以得出，城市廢水中污染物的排放主要來(lái)自于生活廢水的排放，并且各個(gè)城市的廢水污染物排放量不同，天津、石家莊、上海等重點(diǎn)減排廢水城市需要合理控制廢水污染物的排放量，并可以做好相應(yīng)廢水處理措施。以下是通過(guò)此次分析，針對(duì)廢水污染物排放量問(wèn)題提出的幾點(diǎn)建議。1．政府可以制定相關(guān)法律準(zhǔn)則，對(duì)城市廢水加大減排力度。2．城市居民應(yīng)盡量控制并減少生活廢水和污染物的排放。3．工業(yè)廠應(yīng)該盡可能減少工業(yè)廢水的排放，并且做好廢水處理。4．發(fā)展城市區(qū)域水污染防治體系，綜合考慮水資源規(guī)劃、水資源用處、經(jīng)濟(jì)投資以及自然凈化的能力，利用系統(tǒng)工程優(yōu)化水污染防治體系，盡可能使城市廢水資源化。5．社會(huì)應(yīng)加大對(duì)廢水減排的宣傳力度，讓每個(gè)城市居民認(rèn)識(shí)到減排廢水和污染物的重要性。制定城市污水處理相關(guān)規(guī)定，加大水污染防治力度，加快城市廢水處理設(shè)施建設(shè)，加大廢水減排宣傳力度，保護(hù)水資源生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市污水綜合治理，讓城市進(jìn)步與水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，努力做到“城水和諧”，對(duì)目前社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。每個(gè)社會(huì)公民都有責(zé)任保護(hù)水資源、合理利用水資源。希望有一天能夠真正實(shí)現(xiàn)改善城市水質(zhì)量、減少城市廢水的排放，對(duì)廢水進(jìn)行資源化處理并加以利用，社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境更加和諧。

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作者：劉爽 單位：天津財(cái)經(jīng)大學(xué)