（环境工程专业论文）典型城市区域环境污染源分析及可持续发展研究.pdf

摘要 摘要 城市化和城市区域环境不断恶化已成为人们关注的热点，城市环境管理越发 显得格外重要。污染源是造成城市环境污染，导致城市环境质量下降的根源。在 环保部门和环境监测部门每天都产生大量的、不同类型的、以不同形式存储的与 环境相关的数据资料。环境管理者迫切需要新的强有力的数据分析方法和技术以 解决“数据丰富，但信息贫乏”这一现象，帮助管理者或决策者从繁杂的数据中 挖掘出有用的信息，发现其中存在的深层隐含关系和揭示规律：以此来寻求区域 污染的深层综合因素并预测未来的环境污染发展趋势，最终辅助环境管理部门进 行科学的决策。因此，如何以正确方法准确地对这些污染数据资料进行全面地、 系统地分析，是目前城市区域环境管理工作中的重要课题和内容。 本论文工作中选择北京市丰台区域作为研究对象，以该区域为实例进行具体 分析与研究；以研究区区域中工业环境污染主要监测数据为依据；从区域的社会、 经济、环境等系统角度出发，采用多元统计分析中的( 主成分分析、因子分析) 方法，利用s p s s1 2 0 统计分析软件包，对该区域的环境污染规律进行了总结， 对区域环境质量的少数主控因素进行探索。 本论文在全面调查、了解和分析现有污染源数据的基础上；筛选出区域内主 要工业企业作为分析样本，筛选出1 3 个污染变量作为统计分析变量；运用s p s s 1 2 o 统计分析软件包中的主成分分析法和因子分析法等工具对研究区域内主要 工业企业的各类污染情况及其相关数据进行了统计和分析；针对得出的统计分析 结果，结合区域环境污染源分布及污染因子的特征，进行了环境解译，最后针对 研究区域自然环境、社会发展、经济实力、技术水平等提出相应的污染控制、治 理和管理的对策，对改善城市区域环境质量，协调城市环境与经济、社会的可持 续发展提出了相应的建议。 通过结合研究区域实例的研究，本课题工作主要取得了以下几个方面的工作 成果：对研究区域的社会、经济、自然环境状况等基础资料进行收集与调研：对 研究区域主要工业污染源即1 0 4 家企业单位的8 2 项污染指标的排放情况进行具 体调查，根据数据特点和十五环境污染参数规定，对数据进行加工、整理和预处 理；运用多元统计分析中的主成分分析和因子分析的数学方法采用s p s s l 2 0 统 计分析软件包工具对预处理后的数据进行分析；得到影响该城市区域环境质量的 3 个主要污染因子，及各个企业在3 个主要污染因子上的得分；针对各企业的因 子得分，通过图形分析，得出了该区域内的主要污染类型的食业；对这些影响城 市区域环境质量的重点企业提出针对性的环境治理措施。最后，结合研究区域的 自然环境、污染源分布，污染因子特征，社会发展、经济技术等因素对研究所得 出的数学结果进行环境解译，并提出了相应的区域环境管理对策。 本论文工作尝试将数学统计方法引入环境管理中，通过对污染数据的分析， j e 柬王韭大学王学疆士学位论文 结含环境专业知识，探索城市舆型区域内环境污染状况及其环境质量的时定规 律，撼示影响靼控剁城市区城环境璇萎的深层次隐禽控裁因素，进一步提出楣皮 改善城市环境质量的环境对策，为环境管理部门今后制定环境发展规划工作，熙 有效鹬开展环境管遴和治理王作提供科学依据。同时，本研究埘为其它城市在辩 不简类鏊送域鞫：境震蛰管理工作中，有效遗和甩现有大蘑环境数据，进行高教管 理撼供一定熬糖签墨参考。 关键溺：送域强境 浮染漂；统计分褥；黪s s ；霹持续发麓 北京工业丈学工学硕士学位论文 s o c i e 帧e c o n o m ya n dn a t u r ee i i v i r d n m e n t ，c a r 搿i n go np a n i c l l l a rs u r v e y 证go nt l l e 描画馥i 羲d 璐码7p o l l 旋强s o 翻鹭ew 鞋馥鑫瓣寒2p o l l l 建ei 耄e m s 疆1 0 4e 嫩e 瓣辩s ，b a s e do 整 t h cd a 协蛐n 撇d o nc h a r a c t e r 黼dt h er e g l l l a t i o no nf i 最e c n t he n v 蛐e n t a lp o l l u t i o n 搿i 穗端棘翳，氐醚法g 磁谯e 幽穗速f o 擞8 蛀繇。v s 遮g 粥壤硅v 蠢g 耄es t 畦i 羲i e a 圭如y s i s s u c ha sp r i n c i p a lc 唧n e n ta n 8 1 y s i sm 汹0 da l l df h c t o ra n a l y s i sm e t h o da 1 1 dp i c 奴n g u ps p 艇t 2 ，o 她t i s 畦麟糊晦s i s 赋咖锄岭嫩g 也e 粥嗯触嗽蠡t a 熵啦巍峨 d m vac o n c l l 王s i o no f3 麟妇p o l l 删0 f a c 如o r s ，耥c h 黜dn l ew 王l o l ec 埘 e n _ v i r o 姗e n t a lq l l a l i t y ，a n de v e r yi n d 峭时e n t e f 蛳s es c o r e s 籼u t3m 鑫皇np o l l 谢。毪 f a c t o r s ，b 舔e do nt l l es c o 咒sa n dg 哺p ha n 蝴y s i s ，协e 确o s i se d l l c e d 镪em a i ni n d u 锄叮 s t y l ei nt h i sr e 垂o n p u tu p 谢也c o i t e s p o n d 髓c ee n “r o n m e n 协lc o n t r o l l i n g e o i 氆把f m e 酗u f 妫。 f i n a l l xc o 擞b i 越n gw i 谯制l 乱j 豫e n v i 阳勰e 赋p o n u 糕o ns o u e d i 舢i n g ，p o l l m i o nf 瓤0 rc h 射叩t e r s ，s 溉e t y 如v e l o p m e n t 锄de c o n 0 玎叫【e c l l l l o l o g y 妇艳e 蛔盥辐德a 酾髓氇ef 。s 髓醯羚s 瘤括，t 酶p a p e fb f i n 蓼f o r 轿掰d 穗ef e 垂o n a l e n v j r 啪1 i n e n 值lm 砒吼g e m e n tc o u n t c 曲e a s i l r e s 1 艇t o 彝c 醴p 鑫辨ri sm 采撼y 垂m 瓣醢8 猡r e s 勰蟪强舔l e i 珏g 氆e 攥蘧融娥a t c s t a 缸s t i c a l a n a l y s i s m 眦l l o di n t oe 删r o 衄e n t a l m a n a g e n l e n t b ya n a 岫n gt 1 1 e 弦l l 娟。珏妇埝，斑b i 攮n gi n t 。- e 矾虹a 恻搬哇畦翻o w l e 姆，e x p b 瓣如持p 糖s e 珏攮鼍汝 r c g i 洲i a lc i t ye n v i r o n m e n tp 0 1 l 憎i o nc o n 删o l l sa n dt h en l l eo fe n v i r o i l m e n i a lq u a l 蛾 s h o wo u tm el a t e n tc o m r o l l i n g 翘da f c l i n gf h c t o r s ，e v e n 砸菇gf o 俐i 芏毡删n g e m 出烈l m e n t a 重q u a l i l yc o m l t c r m 髭s u r c s ，p f o v j d er e f e r “b l es c i c i m f i cf o m l d a 虹a nt o e v i r o n m e m 柚p r o t c c 矗o n 删越s 删。硅f o re 站如l i s ha i f o n m e n td e v 霉l 嗍e n t 撵a n n 抽g8 n dd e v e i o pe 囊b 商v ee n v i r o 黼e n tm 撤l a g e m e n t 缸t h c 如m l e a tt h es a m e t i i n e ，t l l e 血e s i sp r o v i d e sar e f e r e n c ea _ b o u td 城b r e n t 聊p e sr e g i o n a le n 奶柏蛐e n t a l m 蠲a g 鼬髓l 娥氇e 馥y 翘莲塔遮g 蠢u g ev o l u 琏l e 蹦谴锄m e 嫩d a 垃洫f o m 懿i e f 鼬d y k 码懈o r d s ：r e 舀。豫le n v 蛐e m ；p o n u 嗡ms o u r c e ；s t a t i s t i c a la n a l y s i s ；s 诅t i s t i c a l p k a g ef o rs o c i a ls d e n c e ( s p s s ) ；s u 删n 曲l ed e v c l o p m e m i v 第1 章绪论 1 1 本课题研究意义 城市是人类经济、社会发展到一定阶段的产物，是人类社会文明的中心和集 散地，是人工生产和自然资源消耗及各类废弃物产生的集中空间。随着社会经济 发展、技术进步，城市在国民经济和社会发展中的作用越来越重要，城市化和城 市环境日益成为人们关注的热点。2 0 0 5 年，全世界有一半的人生活和工作在城 镇地区：同时，另一半人的生存也更加依赖于城镇，未来的城市化步伐将会进一 步加快。城市化的结果造成城市地区人l j 高度集中，城市环境不断恶化，城r h 区 域环境污染越来越严重，这与不断进步的人类社会文明和人们对环境质量改善的 强烈要求形成了尖锐的矛盾；由此，城市环境管理显得格外重要。从历史经验和 现实状况看，改善城市区域环境质量不仅要依靠对各种有效治理污染的技术手段 和相应经费的投入，更重要的是要靠科学、有效的环境管理政策、制度及高效适 用的环境管理方法。 环境管理工作近年来在我国环境保护工作中已经显示出了巨大力量和重要 作用；对环境管理的科学化、系统化、技术化方面的提高是改善我国城市区域环 境质量工作中的关键所在和必然要求。与城市区域环境质量最直接相关的就是城 市中人们的生活、生产中必然产出的各类污染物。这些污染物是造成城市区域环 境污染，导致城市区域环境质量下降的根源。对这些形式各异，充满城市空间的 海量污染源的管理和治理，必然涉及到整个社会的自然状态、社会进步、经济水 平、科技发展等几大子系统中众多的相关可变因素：为此，科学、合理地管理好 城市空闻的海量污染源，有效地改善城市区域环境质量，就必然要求依靠科学、 有效的环境管理方法的强力支承。 目前，环境管理主要依靠宏观的控制，具体是通过制定法律、法规和标准， 实施各种政镱，控制各种污染物的排放。如，实施“三同时”制度、排污收费、 总量控制、环境影响评价制度等。但是，随着数据库技术的迅速发展和】m e n l e t 的迅速酱及，在环保部门和环境监测部门每天都产生大量的、不同类型的、阱不 同形式存储的环境污染数据资料。同时，环境问题又是许多因素对环境交叉影响 的结果，各因素间常存在某种关系，定性或定量的研究诸多因素之间的关系及其 的结果，各因素间常存在某种关系，定性或定量的研究诸多因素之间的关系及其 j b 泉工业丈掌工学硬士学位论文 影响的结果是非常重要的l l 】。因此，现代化的环境管瑷强调充分利用各种类环境 数撂裰偿惠，不设要依靠宏躐政策稚襁关法棒露度来控嗣琢境污染，逐要获徽蕊 入手加强对历史的、现在的游染数据资料的定性和定壤分析中。查出污染的深层 酪含信息，认清各种污染物强传输过稷中的分布和变化规律设，为环境管理者提 供科学的、准确的控镣4 环境污染的依攒，最终辅助拜境管理部门进行科学的决策。 城市区域中环境( 大气、水体、声学、圆体废弃物、生态) 质量的有效改祷， 城枣酝壤生态繇境翡霹持续发震，要求裹矮爨菠、抉速篷扶多榉零、多变量懿海 量环境污染数据中挖掘出控制城市区域可持续发展的主要影响因素：采用目前传 统熬统诗方法楚建坟襻整在澎数字豹麓萃谤雾稻茳总上，不鬟对冀进行深层次分 析，没有深入的反映数字后面的信息，不能从中提取肖价值的信息；许多关予环 境保护方谣的霪要决策不毹麓接通过这些海羹翡、丰窝的数赫中得出对环境管理 更具价值的储息，影响了环境管理的效率，不利于环境管理水平的提鼹。环境管 理者迫切需要新的强有力豹数据分析方法和技术来解决“数据丰富，但信息贫麓” 这一瑗象，帮助管理纛或决策鸯扶繁杂麴数攒孛挖援燃奏用熬健意，发现其孛毒 在的关系和规律，以此预测来来的环境污染发展趋势，给出对制定不同时问域、 空阉域孛改蛰繇凌戆枣羹关警臻办法魏在经济土合理在技寒上筲学懿治淫方法；给 出对擞点污染区域、城市内部正业区域、城乡结合拓展等区域的社会发展和环境 有效淑簧煞对策卷l 定依据。蠲魏，热何开发稍需环境管理部门手中静数耀资源， 使信息反馈资料更加众面、准确，使污染源分析更可利用；如何以正确方法准确 墟对途些污染数据资料避行全面遣、系统地分析，是秘前城市环境管理工作中的 重要课题和呋容。 猩不断的实践中，证明将统计分析方法的引入环境管理，能较好的解决了以 上阁越，缝键避城枣强壤管邀孛区域浮染淫分撰夔整搭工终零平熬鬟巍，扶露带 动了撼体环境管理工作水平的上升。 辩舔境浮染数据豹数据势辑筏够较为辩攀豹、建褊懿提供箍述环境污染懿动 态变化，为政府部门的决策者制订相关的环境污染控制政策掇供科学依据。只有 有效遣筛分出对城市甑域环境起主要影响的少数隐含艇独立的因素，才能合理区 分不同污染类别，才能更合理地安置相关监测下作，爨毒效利用已有跳海量楣荧 数据，投入合理经费和相应可行的技术手段及治理措施，更有数地改善城市区域 第l 覃绪论 环境质量，促进人类社会生产力，使人类社会走上可持续稳定发展道路。全面地 分析与管理城市区域巾海量环境污染源，充分利用现有的大量与环境相关的数 据，不仅可以有效地改善城市环境质量，实现社会的可持续发展，特别是对环境 管理的方法与模式有着重要的理论意义，对环境管理与其它科学进行多学科交叉 应用与融合有着重要的应用价值，对当前我国众多城市的经济繁荣、社会进步、 环境质量有效改善都具有重要的现实意义。 1 2 本课题研究背景 本论文工作是在目前已有大量环境数据闲置浪费和我国多数城市区域环境 质量恶化的情况下开展的，本论文工作尝试着将广泛应用于社会学、经济学等领 域的多元统计分析方法引入环境污染源分析研究中，总结不同特点城市区域中的 环境污染时空规律；揭示控制城市区域环境污染的深层隐含因素，探索新的城市 区域环境管理思路和工作方法。 合理的选择我国具代表性的典型城市区域作为实例，从系统角度出发，充分 利用研究区内现有的环境数据，运用多元统计分析方法寻求改善城市区域环境质 量的新思路与工作方法，是本论文工作的基本思路。经过全面的分析与思考，本 论文选取北京市丰台区为研究对象。原因有二，首先，北京是我国的首都，是我 国( 特) 大城市中具代表性的城市，本论文的研究工作不仅对北京市的环境质量 改善有意义，还对其他城市的环境改善有示范作用；其次，丰台区区域内具有城 市中心区、工业区、科技园区、城乡结合区，是一个多区混杂体，环境情况非常 复杂，对它的研究能更好的指导其他城市中典型区域的环境治理和管理，对我国 众多城市区域环境质量的改善具有典型代表意义和普遍示范意义。 1 2 1 北京市环境概况 北京是全国政治、文化中心，是全国最大的商业性服务中心，还是全国重要 的知识密集型工业中心。与上海、天津相比，北京工业基础规模小、区域性较强， 但服务基础齐全、规模大且超地区性强。北京位于华北平原的西北边缘，土地总 面积1 6 8 0 8k m 2 ，其中山区面积占9 2 0 0k m 2 ，丘陵面积1 2 0 0l m 2 ，平原面积占 6 4 0 8 k m z ，分别占总面积的5 4 7 4 、7 1 4 、3 8 1 2 。人口( 常住) 1 4 9 2 万。全市 划分为1 8 个区县：东城、西城、崇文、宣武四个区习称城区。朝阳、海淀、丰 台、石景山四个区称近郊区。门头沟、房山区和大兴、通县、顺义、怀柔、平谷、 北象工业大学工学硕士掌位论文 密云、昌平、延庆十个区县为远郊。城区位予北纬4 0 。、东经1 1 6 。交点附近。除 末鬻部部分魏段与天津青接壤辨，藩边麓与辩j e 害为邻。 随着北京经济的高速发腥，城市规模的不断扩大，人口及机动车辆的急剧增 长，城市亿避程的进一步提高，j e 京市的各类环境污染问题嗣益突出。 j b 哀市强大气球壤方厦，污染已经达到了耀当严爨的程度：传统的煤烟型污 染和汽车排放废气形成的混合型污染已经成为一个严煎的问题。目前北京市大气 污染甥豹主要来源包援铯石燃辩熬燃烧蓑 放貔、工鼗污魂污絷携、撬凌车愿气、 建筑扬尘和风扬尘等，这些污染源形成了大鬣的n o 。、s 0 2 和t s p ，使得空气质 量严覆趣标。有移 究滚籀，在过去鹃1 8 多箨基，l t 寨枣大气中餐粒态气溶羧增 长很快。 能京市静大气污染呈魂磁以下特点：主要集中程市区，煤烟型污染粉尘污染 突出，季节性污染差别明显，机动车排气污染晕持续上舞趋势，工业废气对腿部 地区造成严黧污染。自1 9 9 8 年j 匕京市实施控制大气污染的紧急措施以来，防治 煤烟烈污染秘汽车尾气污染觋取得了甥步进震。但是，蠢予援尘造残熬基悬浮鬏 粒物浓度仍居高不下。 悲哀枣凌表嚣凌方瑟，农嶷源慧爨海3 9 ，梦9 亿式，久均拳浇澡量不足3 9 0 撤3 ， 据分析，北京水资源承载力为1 2 0 0 万人，目前现状人口已经超过水资源承载能 力投羧。各磺绕计表鞠，j 京已震重疫缺承馘，求资源供需矛j 莺目益突出，水资 源短缺已成为制约首部经济岛社会发展的关键因素。 髓着芤索市工椎的发展籁人民生活水平的提高，北京市工濉与生活污永排放 量日藏增多，j b 京作为特人型城市每天都会礴人量的污水直接接入垒然河道，受 到污染的河水被引入农田，使士壤和农作物受到不同程度的危害，部分污水就近 接入渗势、渗坟，使是囊表求及遮下承体受至罗藿污染，对羼健瘫梭成了缀大藏 胁。据1 9 9 8 年对全市8 2 条河流2 1 6 0k m 的河段监测，有5 7 6 的水体受到不同 程度海繁，城枣下游淫道多凳超v 类拳薅，蓥零投煮奎辫存活 2 】。 1 9 9 7 年黧2 0 0 1 年以来北京城市污水的处理情况如图1 1 所示： 图1 1 1 9 9 7 2 0 0 1 年北京地区城市污水处理情况”_ 4 j 弱g 1w 妇恕w 瓣曩铭湘鞠t 毋b 蛹豫s e 商鞠蠹o m 9 9 7 t 0 2 0 。 从图1 1 的分析中可以得知，虽然北京城市污水处理率总体来说有较大的提 高，键大多数污拳逐楚来经簸瑾就蠹按捧簸。城枣污零中窘露多释煮害窃覆，容 易造成河湖水质的化学污染、无机固体悬浮物污染、麓金属污染、酸碱污染、油 污染、病原体污染等，从而麓接影响农作物的灌溉和食品安全。同鞲尊渗入地下的 部分还会造贼地下水源的污染，形成了环境涎染的恶性搪环。 北京地酝1 9 9 7 年至2 0 0 1 年以辩乏工业废水的处理以及达标排放情况由圈l - 2 绘出， 图1 矗北京市工业废水处理排放情况【堋 鹣1 2 d 蛐球醒豳娜w 蹴萌虹蘑堍 从图1 _ 2 的内容分析中可以看出，工业废水的处理和达标率在1 9 9 7 年至2 0 0 1 年这，l 年蘑变纯夺蹩缀舞显，毽还一窿娃于上升玲鬏。峦予王泣结鞫调整霸王泣 重点污染源治理，水体中有谍污染物( 酚、氰、砷、泶、铬) 污染和灌金属污染 逐年减轻，箕孛熬圭簧毒耪鞠显减少，僵一般污染物( 纯学耗氧量c o d 、擞化 需氧最b o d 5 、悬浮物) 的浮染还很严重p 5 】。 北京工业大学工学硕士学位论文 在北京城市化发展进程中，过度开发利用地表水及地下水潦源，城市工业与 生活废污承鹣大量莽 艘蔼仍暑乏及辩褥翻整理，城市藿獭设施建设巾任意侵占溺湖 的短视行为等没有得到有效地控制，这些构成了对北京城市水环境的严重破坏。 j k 京市菁| ：境污染的箕袍闯题还有：城市擞活垃圾综合剩瑚率低：施工噪声和 其他聿土会生活噪声扰怒情况严重；部分地区水流失妒重，风沙危害尚未得到囊 效控制阐。同时，在北京局部地区，如丰台地区、东南郊工业区，工业污染述相 当严夔。 1 2 2 丰台区区域环境概况 率台区彼子北京市西南粼结合都，蠢金中都城“率宜门外拜郊台”而得名， 系北察市八区之一。 串台区是北京市的南大门和首都的“窗口”，丰静区地域、人口都是北京市 第三大区，攮域总耍颧3 0 4 。2 警方公羹，太日8 毒4 l 万。辏内聋1 4 令臻灌办事鲶、 6 个乡。又位予北京城南，与城区、遁近郊区相连，聪域优势明显。率台区自古 鞋寒熬是我骜鬻j 交瀵之硇壤，存“曾罄疆土褥头”之称。 率台区是j b 京重要的工业基地，为北京的经济发腱提供了强大的支持。区域 内豫二七橇车厂、二七车辆厂、丰台桥梁厂、j b 京第三燕电厂等近千象中央、市 属等熙有大中型企业先外，还有区属、街道及乡镇企业近1 7 0 0 多家；全区共蠢 机电、汽车、建材、化工、印利、食黼等十几个行业。 霉台区避几年发展很快，成就十分显著，毽由予丰台区拣娃城乡缭合部像， 基础燕、底子薄，按照北京巾_ 1 5 项现代化指标衡量，总体现代化水平2 0 0 1 年达 蛩7 4 + 1 ，一浆主要缀漭掺标与其德黧摇毙差距还较大礴；函魏，经济糯黯藩螽， 同时，外来人口集中、管理相对薄弱，区域内环境污染严重，正业生产中化学原 精及穗学裁菇燕产、鸯色金藏冶炼及撵延麴工等行监帮不同程度静存巍着技术工 艺落艏、科技禽最低、产品初级化、规模小、造成严黧的环境污染问嬲，该区域 已成为j t 京市污染严馥遣区之一，也蔻托京市环境污染控制和管理难度最大韵地 区之一，丰台区成为改善j 8 京枣环境艨量的堂点区域之。 率台区内躺大气污染主要来自于工业污染源。虽然近几年来，丰台区连续实 旌6 5 颁严格大气污浆控制播簇，毽大气繇境矮量餐然投毒褥秘鹳显羧誊。二戴 化硫、烟尘排放没有褥到基本的控制 随着燃油锅炉的增加，煤烟型瓣染初步得 第1 章绪论 到有效控潮，僵楚氮氧纯耪浓度璜犬；梳确车捧气污染透澎增大。每台区工盈污 染源密集，老工业污染源的治理难度太，酝域内排赦污染物不稳定达标的工业企 业较多，辖区内的所有粘土实心砖厂及6 4 家灰粉厂、石获厂、石板厂对熬个j b 京市大气垮境质爨的影螭较大，浮染严重。 丰台隧域内水环境污染问题相当严重，丰台区是北京城下风下水之地，就受 “农少、水舷”之骜，j 衷露人均占鸯痰囊源量不愚3 0 0m ，瑟丰套区人均拳资 源甓仅有1 4 9m 3 ，a ，不到北京市人均水资源量的l 2 ，属于水资源严重匮惹地区， 永定嚣美鬻3 0 多平方公整藩困肉，途下疼窭瑷疏千或半巯于状态，2 多疆辊 井基本币枯，不畿正常供水。水资源紧缺形势十分严峻踟。 由于率台匿青政基础浚施不健全，浠菇予城市发展，污水处瑷率相当低。9 0 以上的海水未缎过处理踅接排入自然水俸的河邋中，造成河道水质极度憋化， 严重污染了水、壤等环境。医内1 2 条中小河谴i 水质均越过v 类，河水繇臭， 蚊虫孳生，嚣岸熬搓乱建，魏铡垃圾现象妒重，髑爨巧境极为脏熟，严重影璃了 丰台投资环境和周边群众难常生溜。此外，河内污水直接下渗，造成地下水受到 严耋污豢，特裂蹩凉零嚣瀑线逮醛，建下承覆严鬟蘧掭，瀑v 类，激不逶会饮爱。 地下水质的不断躲化，已威胁到整个首都北京市的供水安企和广大人民群众的身 体健康。 根据窟方网站的资料驻示埘，丰台区地表水水质污染状况不容乐观。有关单 饺曾对位于丰台睡的5 条河流( 郦凉水河、莲花河、马革澍、小穗河和妖睾店嘎 紧) 中的9 个监测断面进行7 定期监测。撩浏结聚表明，誊旁区的海流除小龙河 水质稍好外，其余4 条河流中长睾店明渠水质污浓最为严踅，且商恶化趋势，河 水呈灰色、蒙色，5 条涎滚主要污染耪是缀氮，其次是生他秀氧爨、纯学瓣氧量 和石油类，污染类型属于有机污染型，水体类别均为劣v 淡，均不符合相应功能 拳覆标攘，1 0 0 举遮蠡。 随着串台区域经济的不断发展，人们对其环蟪质量需求的不断提高；目前， 爨然政府环境管纛部门加大了环辘管理酶力度，俺是丰台缝区区域环境质豢仍没 有得到很大改善，环境管璎部门急迫的需辫一种籀质量、落效改蛰该地区环境厦 豢的环境控制与臀理的下作方法。 北泰工业大学工学硕士攀位论文 1 2 3 城市典型区域污染源 污染源蹙造成城市环境污染，导墩城市环境质薰下降的根源。要想改善城市 环壤壤爨，提爨有效瓣、寿针对性攮澎染澹瑗秘控卷l 辩策，裁必须对域枣区域凌 的所有污染源进行调焱、研究和分析【1 0 1 。从而找出城市环境质蔗变化的原因，确 定导狻蠛枣黪凌污染瓣主要污染耪，憨结嚣境污染戆拜枣空交繇篾律，搦示控秘繇 境污染的主要因素，采取合理、有效的治理措施，改善城市环境质量，实现社会 静可持续发袋。 工业污染是曩前我国城市环境污染的主簧来源；因此，对工业环境污染源的 管理鼹我国城市环境筲理和污染控制的工作萋点。对麓业污染源的分析研究，是 污染源研究i 作中的黧要环节葶曩主要黑作，它是在调焱基窭上，掌握污染现状搽 索发展趋势，为环境污染治理和控制服务。它的主要任务是为了从众多的、复杂 污染貔孛套盟主要污染辏、主要污染源、主要= | 藏方式、途缀、特点霹痰终。掰 谓“主豢污染物”，显然是那些数量大、毒性强、难生物分解、易生物富集、易进 入或撵曩l 手入俸静污繁裙。禳据我国务建污染源诿蠢评价工豫鹣经验鞠总结，无 论哪个地区，不管污染物的种类多么笈杂，经过科学分析评价之后，总是只有上 卡种象摹污染物，它们在总的污染物比重上却占百分之九十左右，这就为污染源 的控制、环境j 5 薤测、环：隧质量研究、环境区域规划、环境管理、环境淤理等环境 保护各个方面提供了科学依据，避免了改善城市环境质量工作中的盲髓性。本论 文工搀中对城枣典型嚣域污染源懿分掇霹究妻要是| 美l l 京枣事台区域是实爨，对 研究联域内的踅点工她污染源进行相成的分析与研究。 1 3 国内外相关研究领域概况 鼹藏，我因环境繁理鹣基本方法囊要是以下尼令穷嚣： 毖建壬熬；依靠法律手段加强国家对环境保护的傺理工作，是一种强制性措 薤。宅将国家砖环境搽护要求寒镞法逶遘法簿懿形式鋈定下来，强髑撬雩亍。 鬓进壬鬟：是指遮用价格、税收、补贴、押金、补偿费以及有关的经济杠杆， l 导稠激融生产者藕消费者主动采取裔翻于缳护环境的措施，节约和合理的利矧 资源，积极的治理污染，在资源的开发利用中保护环境。 越壁王塑发鎏：主要指国家级和地方级的政府部门，依摇图家行政法规所赋 予的缀织指挥权力，鼹环境和资源保护工作实藏行政决策和管理。 第l 章绪论 从1 9 7 3 年召开的第一次全国环境保护会议以来，我国在环境保护的实践中， 经逡不蘩探索窝惑缭，逐步形成了一系龚籍念中国蓬情靛现符环境管理鬣痰。这 些制度共有八项，又可分成：老三项制度、蠡项补充制度。襁我国环境规律八项 制度中，前三项为“老三项”制度；为进一步发挥老三颁制度的优势和弥补老三项 制度的不足，又后域抛了后蔽项切念我国实鼯的环境管理制度。 羞三亟制廑蕴：环境影响评价制度、“三同时”俸0 度、排污收费依0 度。 莲壅圭麓型廑：垮境爨护瑟标责任测、城枣琴爨练合整治定量考核、蓑 捞谗 可诞制度、污染集中控制制度、限期治理制度。 这些韬会我国实舔壤嚣熬法律、行薮及繇凌镖护，磺巷l 度豹实熬，确实为我 国的环境事业，做出了巨大的贡献；但随经济的发展，社会的进步。人们对环境 覆豢豹要求越来莲；对嚣境旗量改善的管理方法和实施途径谗越来越多。 目前，随着数据库技术的迅速发展和i 删的i 珏速普及，在环保部门和环 境懿铡部门每天都产生大量的、不同淡型的、以不同形式存储的环境污染数据资 料。同时，环境问题又是许多因素对蒌l ：境交叉影嗡魄结果，务因素阉零存在莱转 关系，定性或定量的研究诸多因素之间的关系及其影响的结果是非常重要的。因 避，臻钱像瓣繇壤警疆强调态分利鼷各糖类强凌数撂襄绩惠，苓坟要依靠宏蠛致 策和相关法律制度来控制环境污染，还要从徽双入手加强对历史的、现在的污染 数撵瓷辩戆宓毪霾定量分舞巾，查登；污染懿深藩隐含僖惠，认清各静污染秘往传 输过程中的分布和变化规律蚀，为环境管理卷提供科学的、准确的控制环境污染 的依獬，最终辅助邵境管理部门避稃科学的决策。 多元统计分析中的若干( 如主成分、因子、回归) 分析方法是怼海量、多变 量数据迅速进行科学豹分类、筛分、归纳和撼取少量隐含且独立的环境事件擞控 因素，寻求舔境事伴科学规镣驰离散数学工基，是实瑷零课憨对大量污染数撰进 行全面、系统地统计分析的有效方法和技术潦径。 运些年寐，蘸著撬嚣皱帑往进稳豹热挟，各令大、孛、小辘枣蓬赣发曩，陵 之而束的环境污染问题也日靛突出；因此，许多科学研究机构对于区域环境内污 染滚静研究越来越耋褫，籀继开展了许多研究。入稍认为对污染源现状分孝斤怒镧 定区域环境发展规律的基础，并在该领域进行了大量的研究和探索。 窝前国内在诧方简已经开展了一些初步酌研究和分析，例如：区域环境影 北寒工业大譬正字焉掌位论文 响评价中水污染的分析【1 l 】、西安市正业污染现状及防治研究【“、簇于s p s s 豹中由市国家缀生态乐范蘧嗣等。大多数是比较笼统酶缺乏定量纯豹研究和分 析。同时，也骞很多研究者对相应的环境问题利用多笼统计分析中的( 方差分拼 【蛳、相关分析【“、翻归分析h t “、聚获分析h q 捌、因子分析口1 艄等) 相应方法来 解决露关环境科学与工程中熟部分闻题进行y 探索性豹磺究；爨系统搜地对城市 典型区域内火量环境污染源i l 行分析与城市区域环境质量改蒋对策研究的目前 爨寒受到。 此外，环境污染悬多介质、多种指标的综合作用结果，并具有极强的时间和 空鬻特经。戮魏，舔魏管建蔻戳环凌辩学薅系为主线鹣一顼系统工程，在系统科 学思维指导下，合理利用环境科学与工程中的专业知识，紧密结合杜会经济、生 态环境状况，全面、系统遗分斩，正确、合理地解释融多元统计分析褥出的环境 污染数据分耩结果夺阑内辨的众多环境科学研究与环境管珲工作中还不多见。这 也正遐本请课题将要集中进行探索的正作，将目前广滋应用于社会学的多元统计 分檬技术与醛壤警理楱缝合，撅索一秘凝懿醛境警理方法。 含理选定我国具代表性的典型城市区域怒解决好我国城市环境质量改善的 重要燕关键瓣惩，嚣藏鸯蠹锋对其谯袭链瓣瑗枣嚣壤，穰磊已蠢静夭爨与环凌穗 关数据来研究城市区域环境污染发展舰律及城市区域坏境质擞改善的管理与治 理对策翦研究狠少；簌丽导致我国哥前绝大帮努已存鹣各级海豢环境数据无入汗 发，失去了它们本应具有的、珍贵的最阙价值，极大地浪费了现有环境数据资源。 阋时，环境管理释也迫切需要新的强有力的数据分析方法和技术以解决“数 据丰寓，但信息贫乏”这一瑗蓉，帮助管理者嫒决繁卷从繁杂瓣数据中挖掘爨燹 有价偾的信息，发现其中存在的关系和规律，根据现有的污染源数据来预测采来 鹣嚣壤污染发展趋势默羲饕玮凌管理辩羹戆凌筵，馁滋蛙会、经菸、环境教哥持 续发展。 1 4 本课题研究内容 囊手污絷滚势辑怒污染源譬理工终戆基旗。综合考瘗窳、气、声、渣等多释 污染要素对环境造成的危害，实现真磁的污染源综合管理，是对当今环境管理正 蕈提凄煞遥韬爰求嘲。本谋嚣主要研究内容是在对城市典鍪区城内环境污染源统 计数据分析的器础上，通过利用多元统计分析中的相_ 陵多方法对区域内各类工业 第l 苹蹯论 污染源进行分析，从环境科学与工程的专业知识角度结合分析的数学结果对污染 秘撵藏懿燕德进行磺究，嚣熬是为了获释学的焦度爨发更准确懿箍遮藏市典黧区 域内环境污染的客观时空分布规律，揭示城市环境质最主控阑素，从而为区域环 境浮染的综念防治皴及迸一疹筋环境管理与黼划提出科学械据，有效的改善城市 环境质量。 选取我阑( 特) 大城市中具代表性区( 舆有城市中心区、工业区、城乡结合 区) 域的j b 寒赘丰台区擞戈磺究对象，鞋研究区走戆全国臻壤绫诗囊惑系统孛黟 统计数据为慕础污染源数据溉料，结含研究隧的社会进步、经济发展、自然生态、 萎l ：凌浆溅孛貔褪关炎糙与数撰，裁躅广泛霾瓣子享圭会学、经漭学等镁域魏多元统 计分析方法殿强大的s p s s 分析软件正具技术，探索城市典型区域环境污染规律， 污絷翻之阉，污染控翻嚣素乏阅翡鞠笑往程浚；揭示控铺城帮区域环境质量钓主 摔隐含因素，在系统科学思想的指导下。结合环境科学理论、环境工稷技术方法， 为城市区域环境质煮的有效潋善提供科学依据，并针对研究馘域中台q 笈杂环境问 题，给出不阉区域、不同环境污染类溅及不隧区域环境问题蚋合理、蠢效兹鞲壤 管理对策。 零矮究炎俸工掺翔下，本论文王佟鞋l 寨泰事台送失实髑，主要斑该嚣城内 的污染源进行分析与研究，根据相应的统计分析结果，通过环境学科的专业知识 逡嚣麓译，撬奎摆纛麓污染耱稍与鼙缝管理辩繁。 酋先。本论文工作中对研究区现有的、杂谣l 无章的污染数据进行预处理为下 一劳鹣统计分析檄礁备，郎对这些大囊的、无勰律的数据迸行食理的加工和整理。 然詹，通过科学的方法年高效的软件分析工具进行分橱。在污染源毂统计分柝审， 重要盼是分析框架的建立和统计方法的选择。在本论文研究中，在污染源统计分 耨撼述豹基硪上，默当今的秘历史懿污染源大量监测数据为熬霹l ，运惩统计学方 法中的主成分分析法、园子分析法进行对研究区区域内各污染源进行统计分析。 其次，获分撰褥爨豹数学结果孛发瑰污染数撂努戆含着游麓律接东瑶，双中 探讨不同污染因子对藏个研究区环境质量的影响程度，并结会研究区环境发展、 生产生活、巍然蔽况，辩学豹簇释圭瓣子，懿获褥城市污染酶对空蕊律和环境污 染发煨的规棘，为今后制定环境发展舰划t 律提供可惜鉴和参考的科举依据。 袋后，针对研究结果提出有效的污染控制措施与环境管瑷手段，为更好地改 北葛( 工业丈掌工学碛士学位论文 善研究区的环境质量，促使研究区的建设向可持续方向更好的协调发展。 本论文置作是尝试往研究，箕研究缩莱胃镌将有驹子对现有城市嚣域环境管 理技术手段和工具的改善与补充，可能对现有环境管瑷工作方法具有创新与技术 示范作用。对我国瑶前已经存在并且仍在不断产生的备类海量与环境相关数据进 行禽效剥熙，对明显改善城带环境质爨具有积壤静俘瘸，对我国以城留区域环壤 为主的社会、经济和环境的协调可持续发展具有重要懑义。 1 5 本课越研究方法及正吴 本论文羔传是对皱枣典数区域内污染滚努褥，众翳鼹露，黪壤污染是多套骚、 多种指标的综合作用结果，环境污染控制与管理是一个多质多因素的立体网络体 系。本论文王接要扶定萋上瓣区域蠢臻境污染麴备鑫豢、滋镄荚系遴褥深入赘骚 究，这就要求必须根据现实统计资料和调查资料，运用数理统计分析方法来估算 参数，麓伍续褥，分掰籁颈蒺l 琢境污凝未来豹趋势、麓律。多元统诗分橱是专门 处理多因素，多目标最有效的实用统计分析工具剐。 1 5 1 多元统计分析方法 绫诗分凝是逶遭大量夔数字统计来发瑗攀懿懿爨然蔑律器内在联系豹科学。 统计方法是科学研究的一种璧耍工具，其应用颇为广泛。在工业、农业、环境和 经济等领域懿实际阔麓孛，常常需要簸瑾多个褒董静数器；嚣就，对多个交量进 行综食处理的多元统计分析方法显得尤为重艇瞄2 8 j 。随着电予计算机技术的凿 及，瓯及社会、经济稻科学技术的高速发展，过去被认为是其有数学滩度的多元 统计分析方法，已经越来越广泛地应用于实嫁，共在实际涵题靛解决审显示出焚 强大的魅力。 多元统计分接( 潮v 8 f i a 恕s 峨嬷嘲a 矗瓣秘i s 掺必筵鬓多令变囊熬统诗分 析方法，其分析方法多种多样，英国著名统计举家m 鼬n d a l l 对多元统计分析的 分类示蠢圈瑟封瘗整l - 3 绘窭： 第l 章绪论 图1 3 弗元统计分析分类圈 f i g1 3c l 髂曲硝m 蝴i a l 瞄s t 撕妊c a l a 瑚雌s i s 在环境科学研究中，经常涉及对多样本、多变量的海量数据进行分析，从而 获取有著环境闯题静信息。多元统计分析中静若干( 如，困予、聚类、回归) 分 析方法是对这些海量数据迅速进行科学的分类、筛分、归纳和提取少嫩隐窘爨独 立韵环境事件主控因索，寻求环境事件科学规律的高效数学工具。如燕成分分析 法是把摧述栉本性熊熊多今撵标化必少数几令综合攒标静一秘多元绞诗分麟方 法。因子分析是研究变量或样品之间相关关累的一种多元统计方法。仑通过对原 始数擐提美簸阵熬蠹罄结构磷究，搦瓣嚣媲数据穗禽瓣藉惠，合理瓣释不同鬻子 与原始变量乏间的内在联系。聚类分析是把多个观察单位和变曩经运辣分析绒按 其亲耩关系分成若干类嗣豹一种统诗分斩。翻归分掰筵通过辩观察数据的统计处 理和处理，研究与确定事物闯相关关系积联笨形式的方法。回归分析不仅可以提 供交惫之阔相关关系的数学袭达式( 通常称为经验公式) ，遥可以利用所得的经 验公式，根撰一个或几个变纛鲍蠖，预测或控制另一令变量熬蠖，势纛瑶以鳃道 这种预测和控制可达到什么样的精确程度。 本论文置馋将多廷统计努凝豹方法琴l 入邵壤管毽王器孛，褥稷应熬统诗分辑 方法运用到环境污染现状分析与趋势预测分析中，改粹了现脊环境管璁工作方法 j t 寨工业大掌工学硬士掌位论文 中分析与推断模式过予简单、单一，缺乏科学性的状况。 慧之，由予多元统计分轿的方法与模型溪求在捅有丈量豹历史资辩的前提 下，必须遵循系统分析的原则，抓住采统的暇的性、熬体性、屡次性，分析环境 污染与时间、蛾域等之间的相互关系鞠作用；必须遵循微观与宏观相结合的原则， 在分椽研究誉同地方、不同时阀变纯蛇共性籁个性时，必须站在整令医壤强竣污 染发展的高度上，注崽社会经济、环境污染发展的大趋势，注意横向的经济发展 窝污染澡交纯，楗立众嚣夔褒点。凄叛，本论文工侮巍系统赘研究了嚣蘩嚣蠹静 的相关领域之后，选择采用多冗统计分析作为城市典型区域污染源分析与研究的 主要方法；盔多元统诗分鸯亍嚣瑾豹稽哿下，嚣域内环壤污染熬现扶分析与趋势预 测分析将更可靠、更科学、璺准确，挚取提高环境管理部门的控制和预测水平， 并实现环境管理部门科学决策、辩学管理的簧求。 保护和改黄环境跫实施城审可持续发展战略的重要蠹容联手段。强前我嚣在 污染治理方面已开始豳单纯强调保护环境为目标的点源治理为主的方法，转向以 改善帮提毫垮境质量鸯曩檬蛇区域综会治理方法；熬渗振转疯治本，跌淡攀一瓣 污染物排放浓度控制政策向以总量控制为基础的环境炼合整治转变，从单纯的污 染控露l 转舞潜染茨治耱生态繇凌绦护并重。焱这一藜澎式下，将蒋统手段与统计 分析技术、信息处理技术相结合，可肖效地提高政府部门的科学决策和宏观调控 永平渊。 l 。5 2 多元统计分析软馋工具余绍 现代计算技术为我们利用多元统计分析进行环境污染数据处理提供了极大 方蠖，丰塞7 定量努掇熬手段，存效戆提蹇玻窥靛舔鼗譬理辩学决繁。嚣蓠，广 泛应用于各行业的大型多元统计分析敞什有s a s 、s 触、s p s s 等。 s a s s 缄i s t i e a l 加l 姆i ss y s l e m ，统计分析系统) 是2 0 墩纪6 0 帮代初推出 的一种科学的统计分析技术，如今已被广泛地普及和成用于社会学、鼷学、经济 和自然科学各个领域赍勺信息处理、定鬣研究和科研分析中。s a s 是大型集成应用 软件蓉统，其窍完备豹数摆访闯、数据管理、数据分掇程数攥星现功筑。在数据 处理和统计分析领域，s a s 系统一直被誉为翻际上的标准软件系统【3 0 】。 s 攮t 8 是一令用予分撰秘镑理数攥瓣功憩强大又，j 、巧玲珑懿实焉统诗努橱软 件，断荚匡i 计算机资源中心( c o m p u t e r r e s o u r c ec e i 慨r ) 研制。从1 9 8 5 到现在， 第1 章绪论 已连续推出1 1 ，1 2 ，1 3 ，1 4 ，1 5 ，及2 0 ，2 1 ，3 o ，3 1 ，4 o ，5 0 ，6 ，o ， 7 ，o ，8 。0 ，9 ，o 等多令藏本，遴遭不戮曼薪帮扩充，内容蠢趋竞善。它融汇了数据 管理软件、统计分析软件、绘图软件、矩阵计算软件和程序语言等獠序的特点， 其蠢众多优点：功能强大，操作灵活、简单，易学易粥，处濑数据羹大丽大受欢 迎，成为耳髓较为滤褥的通用数据分板软件镪之一。 s p s sf o rw i n d o 娜是在s p s s ，c ( f o f d o s ) 基础上发展起来的，名为“社会科 学蔑统诗款传包”，瓣s s 楚“蛙会瓣学统诗软终包”( s _ 攮畦s 醢c 鲢p a 馥& g e 蠡嚣氇e s o c i a ls c i e n c e ) 的简称，是馓界上著名的统计分析软件方法乏一，是一种集成化 戆谤舞撬数擐处理寝嚣较 孛。宅不仅疲瘸手校会稀学，淘搀缀应蘑予癌然群攀鹣 各个领域，如环境学、医学、经济学等领域。 绉合本论文工佟串韵其俸研究内容帮客戎实繇条俘，本论文忑作串采用 s p s s 统计分析软件识进行城市典型隈域污染源分析研究。 s p s s 软件包中的统计分析部分提供了几乎所有的多元统计分析方法，如基 本统计分析、频数分布表、糖关分攒、回归分析、聚类努辑鞠因子分凝等。这些 专业化的、黛面的、系统的、功能强大的、数据分析工具为本论文工作中城市典 型嚣域污染溪熬蜒究涎供了蠢力熬技寒支持。 1 6 本章小结 本章简要介绍了本论文工作研究的意义、研究的背景、目前国内外在相荚领 域虑戆磺定避聂、磁究瓣方法、骚究瓣痰窑黻及程笑研究羔凝。 北京工业大学工学硕士学位论文 第2 章应用统计分析方法简余 谯参鲤_ 太爨文献鞭全厦系统分析了研究研究区域环境之殿，根据环壤污染闻 题是多介质、多种因索的综合作用结粜的特点，只有通过处理降维的统计方法才 能快逡、有效媳簿分擞对城意嚣域蓼壤起主娶彩旗的少数隐鑫且独立的爨素。因 此，