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1、环境指标相关性研究基于二元超阈值模型长江流域赣江断面水质环境指标相关性研究??基于二元超阈值模型江西财经大学吴波亮、邱叶、郑罗慧摘要:改革开放以来,中国经济快速发展,同时能源的低利用率致使污染物排放到自然环境中,破坏自然生态系统。研究水域中水质环境指标的相关性,对改善自然生态系统具有重要的理论与实际意义。本文选取长江流域赣江断面(鄱阳湖入口)的水质环境指标为研究对象,利用Copula函数分析了PH、COD、NH3-N以及COD指标的尾部相关性。结果表明,赣江入湖口水质指标PH与NH3-N、CODmnmn与N
2、H3-N之间存有尾部相关性,但PH与NH3-N的尾部相关性相对较强;因而本文选取PH与NH3-N指标并采用二元超阈值模型来分析其间的极值相关关系,得出的结论:赣江入湖口水质PH和NH3-N同时出现极值的概率极低,最大仅有0.0233的概率,而在水质指标PH过高条件下,NH3-N含量出现超标的概率高达0.5以上,反之PH值条件概率很小,不到0.015,这说明了赣江入湖口水质同时存在碱性污染和氨氮污染的情况很小,而水质在碱性污染情况下,出现氨氮污染的概率较大,反之不成立。最后根据实证结果,本文提出了几点建议措施
3、以提高赣江入湖口断面的水质环境。关键词:赣江断面;指标尾部相关性;Copula函数;二元超阈值模型一、绪论1.1选题背景和研究意义1978年以来30多年的改革开放,促使中国经济突飞猛进,GDP以年均9.6%的增长速度快速增长,第二产业发展速度更为显著,年均增长速度为12%,远超于第一、三产业的发展水平。经济的高速发展必须要有雄厚的资源能源消费作为支持,据能源部公布的数据可看出,近30多年来我国的资源能源的消耗快速增长,从1978年的能源消费总量的57144万吨标准煤到了2011年的348002万吨标准煤,年
4、均消耗增长率约为14.5%。同时,我国经济正处于工业中期,科学技术相对较落后,生产力低下,这决定着我国资源能源的利用效率较低,能源的低1利用率致使大量的污染物排放到自然环境中,破坏自然生态系统,影响到人类生存发展。就目前而言,由于人类的生产活动而产生的环境污染一般可分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。其中污染程度最为广泛最为严重的是化学性污染,其主要有无机物(汞、镉、砷、铬、铅、氰化物、氟化物等)污染和有机物(有机磷、有机氟、多氯联苯、酚、多环芳烃等)污染,这些污染物通过流入水中污染河流和湖泊,影
5、响水生物的生存,破坏自然生态环境进而威胁到人类的生存与发展。近十年来,我国境内发生许多水污染事件,这些水污染都在不同程度威胁着人类的生存发展,其中水污染影响较为严重的事件主要有(表1.1):1.1近十年我国重大水污染事件事件时间污染物危害氨氮、河域鱼虾丧失,下游居民因饮用未达标自来水而出现恶心、腹淮河水污染事件1994.7高锰酸盐泻、呕吐等症状。沱江“3.02”特沱江水质变黑,水味刺鼻,50万公斤鱼类被毒死,近100万2004.3氨氮大水污染事故居民饮水困难,经济损失2亿多。北江下游韶关、清远、英德三个城市
6、近千万居民的饮用水受到北江镉污染2005.12镉威胁,部分居民出现镉中毒现象。松花江重大水污苯、苯胺、导致部分居民饮水中毒,引发水传疾病传播,并影响松花江沿2006.11染事件硝基苯岸数百万居民用水安全。由于有机物排入过多,导致9.6万亩水域全部污染,水色发白洋淀死鱼事件2006.2有机物黑,有臭味,网箱中养殖鱼类全部死亡,并且漂浮着大量死亡的野生鱼类,部分水草发黑枯死,直接经济损失达900多万元。湖南岳阳砷污染由于砷超标10倍左右,造成居民的饮用水安全受到威胁和影2006.9砷事件响。水流出现明显异味,城
7、区20万人口饮水、用水受到不同程度江苏沭阳水污染2007.2氨氮影响,并有群众出现轻微拉肚子的中毒现象造成汀江的大量鱼类死亡,并通过“累积效应”会使人体摄入紫金矿业事件2010.7铜酸过量的铜元素而引起急性铜中毒病症;2007后紫金山下的村民患癌症的人数明显增多。广西龙江镉污染龙江河怀远镇河段水质异常,镉含量超标准80倍,导致下游2012.1镉事件柳州市民饮水困难,引起市民抢购瓶装水。从表1.1可知,我国水污染造成的后果是很严重,影响到水生态生存甚至威胁到人类的存亡。关于水环境的开发与保护愈来愈受到国家领导
8、层的关注。2010年的两会上,温家宝总理指出:加强水环境保护,积极推进重点流域区域水环境治理及城镇污水处理、农业面水源污染治理、重金属水质污染综合整理等工作。虽然近几年来,我国水质总体上有所改善,趋于良好态势,但仍有部分河流湖泊的污染也正在加剧,甚至已从局部河段的污染扩散到大范围地表水、地下水的污染,并通过大气污染、酸雨、渗透等方式,蔓延影响到全国范围的自然水源。面2对着这水环境严峻的挑战,李克强总理对于处理水污
