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1、北京市建筑粉尘对空气质量影响实证研究 任凤玲 董晓莲 武汉科技大学管理学院 摘 要： 采集北京 2000-2015 年 15 年间房屋竣工面积和可吸入颗粒物浓度数据, 运用格兰杰因果关系检验, 发现北京建筑粉尘是空气质量变化的格兰杰原因。对防治建筑粉尘污染、保护空气环境, 提出可行性措施和建议。关键词： 建筑粉尘; 空气质量; 可吸入颗粒物; 格兰杰因果关系; 一、引言随着中国工业化、城市化、城镇化水平的不断深入, 中国建筑业迅猛发展。建筑垃圾、建筑粉尘的产生, 破坏了生态环境, 空气质量严重下降。严重的雾霾问题, 不仅对人民的日常出行造成了巨大的影响, 而且农业、旅游业、服务业等产业都受到了
2、直接或间接的影响。必须采取有效的措施, 降低粉尘带来的危害。为此, 国内外学者做了大量的研究。高申1用因子分析法对阿拉善盟的大气成分做了分析, 结果发现 PM10 和 PM2.5 的主因子都有建筑粉尘。周淑玲2利用层次分析法分析福州市的大气环境质量, 通过各种相关性检验后得出影响最大的是 PM10, 且大量来源于建筑行业。而对空气质量的研究, 学者总体方向是通过对可吸入颗粒物等因素的监测和分析得出的。如高庆先3等人利用时间序列分析和多元回归方法, 分析 2014 年北京国家奥林匹克体育中心的空气质量演变特征, 发现奥体中心首要污染物为 PM2.5。杨志文4等人则采用实际考察法, 研究 2015
3、 年春节期间燃放烟花爆竹后的空气质量, 发现烟花爆竹这种带有粉尘性质的物品对空气质量的污染十分严重。由于粉尘对于空气质量影响较大, 而建筑粉尘又是其中非常重要的因素, 因此, 有必要对建筑粉尘影响做出分析。表 1 2000-2015 年房屋竣工面积 (万平方米) 下载原表 图 1 房屋建筑竣工面积 (万平方米) 下载原图二、北京市建筑粉尘和空气质量现状随着建筑企业生产和经营规模的不断扩大, 北京市建筑业 2016 年的总产值达到了 8436.7 亿元, 同比增长 2.8%, 增速比 2015 年下降 7.3%, 占地区生产总值的4.2%5。据统计, 截止 2015 到年底, 北京市共有 108
4、21 家建筑企业存在于建筑市场上, 2015 年一年全市共完成 2961 项施工总承包交易, 受国家宏观政策的影响, 保障性住房建设任务不断增长, 还超额完成, 商品房施工、竣工面积在缩小。1、北京市建筑粉尘现状根据国内外众多学者的研究, 建筑竣工面积和建筑粉尘有强烈的正相关关系, 即建筑施工、竣工面积越大, 建筑粉尘的总量也随着增大。因此本文用建筑竣工面积来代替建筑粉尘的产量。根据北京市统计年鉴 20166, 可知 2000-2015 年各年房屋竣工面积数据, 如表 1 所示。图 1 直观反映了 2000 年至 2015 年北京房屋建筑竣工面积的总体发展水平, 也可以从侧面表现建筑粉尘近十几
5、年的影响趋势。从图中可以看出 21 世纪初房屋建筑增长速度快, 突破 4000 万平方米后, 增长幅度较为平缓, 2004 年北京申奥成功, 但实际上北京市在 2002 年就开启了奥运建设, 此后两三年北京建筑竣工增速最大, 2005 年竣工面总值 4679.2 万平方米, 达到了历史最高纪录。自2005 年后这几年每年房屋竣工面积总值平稳, 并保持着较高的数值, 建筑粉尘的产量也一直处于较高水平。2、北京市空气质量现状近十几年以来, 可吸入颗粒物 PM10 成为主要的污染物, 因此, 城市空气质量监测标准用 PM10, 可用其数值作为时间序列以代替空气质量, 用于分析与建筑面积的关系。根据2
6、000-2015 年北京市环境状况公报7, 可知各年份可吸入颗粒物均值数据, 如表 2 所示。图 2 反映了北京市 2000 年至 2015 年空气质量指标中污染物 PM10 年均变化规律。从图中可以看出, 这十几年来, 经过有效治理, 北京市 PM10 的含量不断减少。2007 年以前 PM10 的数值一直处于一个较高水平, 最高值达到 166g/m3, 最低值也有 141g/m3。造成这一数值居高不下的原因是北京经济持续快速健康发展, 城市建设和各项社会事业建设全面开展, 城市耗能较大, 另一方面是奥运建设工作的开展, 许多奥运场馆和奥运村及物增长率比较图一系列建筑拔地而起。但同时北京也在
7、兑现申奥时对空气质量做出的承诺, 做到了每日对空气质量的监测, 保证质量水平达到法律规定, 给国民和国际友人提供一个良好的空气环境。在市委和市政府的努力下, 2008 北京奥运会期间空气质量不仅仅做到了达标的程度, 更是达到了二级和大于二级的更高的要求, 天数占全年天数的80%。表 2 各年份可吸入颗粒物均值 (微克/立方米) 下载原表 图 2 年均可吸入颗粒物 (微克/立方米) 下载原图图 3 北京市房屋建筑竣工面积和年均可吸入颗粒 下载原图3、北京市房屋建筑竣工面积与可吸入颗粒物的关系由于数值大小存在差距, 本文采用增长率这一指标做比较以达到更直接明显的效果。如图 3, RFS 是指房屋竣
8、工面积增长率, RPM 是指年均可吸入颗粒物增长率。从图中可以看出这两个变量的增长下跌有一定的趋同性, 大致当 RFS 递增时 RPM 也随之递增, 有一定的规律可循。因此猜测北京市建筑粉尘和空气质量之间也存在这样的规律, 当建筑粉尘增长的时候, PM10 的值越来愈大, 空气质量水平是越来越差的。三、北京市建筑粉尘和空气质量关系的实证分析存在参数 X 和参数 Y, 他们之间的格兰杰因果关系可以理解为:设两组时间序列数据包含参数 X 和参数 Y, 而且这两组时间序列显示的信息表示的是过去的时间段, 假设现在要对参数 Y 的未来做推算, 那么用两组时间序列即有参数 X 的参与的方法得到的结果要比
9、只用参数 Y 过去的信息推断出结果的方法好。所以参数 X 是对参数 Y 的预测有辅助作用的, 这样我们称参数 X 是参数 Y 的格兰杰原因。为了避免伪回归的出现, 在做实证分析的时候, 第一步是要对数据进行单位根检验, 然后做相关性检验, 即增广的迪基-富勒 (ADF 检验) 。1、平稳性分析运用 Eviews8 软件, 对 FS 和 PM 这两组时间序列进行 ADF 检验, 得到的结果如表 4, 在检验时发现两组时间序列在 1%、5%、10%三组显著性水平下都是不平稳的。当发现时间序列不平稳时, 我们采用差分来处理数据, 再用差分数据作检验, 这是一种使非平稳数据平稳的一种手段。对数化后的时
10、间序列用 LNFS 和LNPM 表示, 一阶差分后的时间序列用 DLNFS 和 DLNPM 表示。根据表 4 结果显示, 在 1%的显著水平上拒绝原假设, 差分后的时间序列并无单位根, 显示为平稳序列。这证明了 LNFS 和 LNPM 是一阶单整序列, 接下来做协整检验。表 3 原序列检验结果 下载原表 表 5 差分后 ADF 检验结果 下载原表 2、协整关系检验由上述单位根检验得出的结果证实了 LNFS 和 LNPM 是一阶单整, 说明这两组时间序列存在某种长期稳定的均衡关系。当检验出两组数据也是协整的, 那么可以推出他们之间存在一种稳定的, 并且长时间会保持的相关关系。协整检验的具体方法是
11、:用 OLS 法 (最小二乘法) 对方程做回归估计, 然后对残差值进行ADF 检验。这里将 LNFS 作为自变量, LNPM 作为因变量, Rs 是残差项, DW 是统计量, R2 是拟合优度, S.E 是残差平方和, F 是统计量。用 OLS 法得出的回归模型如下:得出回归模型后对残差序列 Rs 进行 ADF 检验, 为两组时间序列有协整关系提供可靠支持。检验数据见表 6, 可以得出 Rs 在 1%的显著水平下拒绝了原假设, 表明 Rs 序列是平稳有效的, LNFS 和 LNPM 之间存在一定的协整关系, 从计量经济学模型意义角度解释, 建筑粉尘产量每变化一个单位, 可吸入颗粒物变化0.84
12、4898 个单位。表 4 Rs 的 ADF 检验 下载原表 3、格兰杰因果关系检验LNFS 和 LNPM 经过 ADF 检验验证出两者是一阶单整序列, 经过协整关系检验得知两者之间存在一定的协整关系, 可以推论出长期稳定的关系是存在于建筑粉尘和空气质量间的, 现在可以用格兰杰因果关系检验检验两者间的关系, 检验结果如表 7 所示:表 5 房屋竣工面积与可吸入颗粒物序列之间的因果关系检验 下载原表 根据表 3 中的检验结果反应:在滞后期分别为 1-4 期的时候 LNPM 不是 LNFS 的Granger 原因的假定条件 P 值均在 5%的显著水平下不能拒绝, 所以可以得出LNPM 不是 LNFS
13、 的 Granger 原因;在 1 和 2 滞后期情况下, LNFS 不是 LNPM 的Granger 原因的假定条件 P 值在 5%的显著水平下拒绝原假设, 所以 LNFS 是LNPM 的 Granger 原因。从表 3 中结果推出建筑粉尘增长是空气质量变化的格兰杰原因, 而空气质量的变化不会引起建筑粉尘增长的变动。4、因果关系检验结论北京市建筑粉尘在短期和中长期内对空气质量变化有显著的影响, 即建筑行业的迅速增长必然会产生大量的建筑垃圾, 其中建筑粉尘会随施工面积的增大而增多。当人们注意到建筑行业给居民生产、生活所带来的环境问题后, 响应国家的号召走绿色循环经济道路, 建筑方使用环保材料、
14、对施工进行降尘、用围墙保护施工外的环境, 那么空气质量的状况会得到极大的改善。大气质量对建筑粉尘变化没有显著影响, 即大气质量的浮动不会造成建筑行业需求的变动, 也就不会造成建筑粉尘的变化。空气质量达标甚至更好越来越成为居民关注的重点, 当空气质量越好或是 PM10 的监测值越小并不能推测出建筑施工面积的变化。四、减少建筑粉尘对空气质量影响的对策分析由于北京市建筑粉尘增长对空气质量变化有显著关系。因此, 控制建筑粉尘的产生, 对保护居民生产、生活环境至关重要。可考虑从政府、政策、无尘管理、个人四个方面进行管理。1、政府在建筑粉尘污染控制中发挥积极作用从公共物品的角度来看, 建筑粉尘污染治理是政
15、府环境保护的一部分, 具有社会公益属性的公共物品, 政府应该提供这方面的服务。北京市政府需要履行指导、引导、监管的职能, 完善法律法规, 建立健全的责任机制, 根据原有建筑法律法规和环境污染治理的文件作为基础, 结合北京环境现状制定出更符合现在的法规, 促进绿色建筑的发展。2、实施建筑粉尘收费政策建筑粉尘收费政策是指政府对各类建筑施工工地, 制定详细的抑尘措施条例。可从国家已经出台的征收排污费暂行办法得来的, 通过研究得出合适建筑粉尘收费的一套政策。如江苏省和佛山市这两处的建筑粉尘收费政策实行的相关内容。收费内容大体由三方面构成:实际工程数据、排污费征收原理、排污费征收标准。北京市雾霾问题给人
16、民群众身心都带来了巨大的伤害, 建筑粉尘作为大气污染的主要来源, 征收建筑粉尘排污费就十分有必要。3、建筑企业无尘化管理可采用挡风抑尘、绿化防尘和抑尘剂抑尘等多种方法, 有效进行无尘化技术处理。通过制定合理有效的施工方案、喷雾降尘、湿法防尘、设置硬质遮挡围墙、施工车辆控制等多种无尘化管理措施, 有效解决建筑粉尘问题。4、个人积极监督、举报环境问题人人有责, 当身边有建筑企业施工, 同时生活环境受到严重影响的时候, 就应该维护自己的权利, 先主动向施工部门的相关负责人沟通协商, 建议施工方愿意采取方法防治污染, 保护身边的环境。当沟通破裂的时候可以向政府部门报告, 有政府出面执行强迫手段, 或者也可以向媒体或是公共传媒微博等进行舆论宣传, 打击施工方形象促使其改变不良行为。五、结束语北京市作为国家中心, 建筑行业的发展前途依然客观, 建筑粉尘问题仍然存在。希望建筑行业和空气质量的变化能引起大家的注意, 为共同发展绿色建筑, 改善空气质量, 提
