因子分析法在环境污染检测中应用

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因子分析法在环境污染检测中应用

【摘要】随着我国环境保护相关工作不断推进,我国环境污染治理工作取得了初步成效,生态环境质量水平有了明显的提高。环境污染检测作为环境保护工作中的重要组成部分,需要采用科学的方法对环境污染进行全面的检测、分析与评价,在此基础上制定相应的环境保护策略,其中因子分析法是一种有效检测与评价环境污染程度的方法。本文对因子分析法在环境污染检测与评价中的应用进行深入研究,并提出一些合理的意见和优化措施,旨在进一步提高因子分析法应用水平,促进我国环境污染检测工作更好地开展。

【关键词】因子分析法;环境污染检测;环境污染评价;应用方式;优化策略

0引言

人类发展过程中对生态环境造成了严重破坏,且随着经济建设速度不断加快,生态环境恶化已经成为威胁社会发展的主要问题。在此背景下,为了实现长远可持续发展战略目标,国家推出了一系列环境保护工作,并加强了对环境污染的检测与评价工作。环境污染检测与评价工作是对生态环境污染程度的分析,包括大气污染、土地污染、水体污染等多个方面,所涉及的内容较多且较为复杂,而因子分析法能够很好地解决环境污染检测与评价工作,所以近些年来因子分析法在我国环境保护领域取得了广泛应用。

1因子分析法基本内涵分析

因子分析法是指通过在变量群中提取共性因子的一种统计技术,该方法最早由英国著名心理学家C·E斯皮尔曼所提出,在心理学分析中逐渐应用。随着因子分析法的不断发展与完善,因子分析法因其独特的优势,逐渐在其他多个领域使用,并且取得了较好的效果。因子分析法能够从多种变量中找出关键的、具有代表性的因子,通过将相同本质的变量归类为相同的一个因子,能够减少所分析的变量数目,还能够检验变量之间的关系,降低内容较多且复杂的分析内容难度[1]。因子分析法从与最初变量的相关系数矩阵出发,通过寻找与所分析问题关联性较强的隐性因子,将这些因子与所分析对象的原始变量建立联系关系,并设定关联系数,从而完成因子分析法的使用。在使用因子分析法时一般按照以下步骤进行:①计算标准化数据在矩阵中的相关系数,并计算相关系数的矩阵特殊根,同时计算与此相对应的正交标准化能够反映特征的向量[2];②原始数据的标准化处理是其中的关键环节,通过标准化的计算方式能够消除原始数据中不同因素的影响;③如果矩阵特征根的计算结果共效率超过85%,那么则可以得到一个新的因子载荷矩阵;④之后需要对根据特征根累计率中所得出的新载荷矩阵进行方差最大值的正交旋转变化,通过旋转后的因子载荷矩阵的列向量对应不同的公共因子,从而使每个公共因子能够对应不同的原始数据,使因子的可解释性得到相应提高。因为环境污染检测是一项较为复杂的工作,工作人员在进行环境污染检测与评价时会涉及许多变量,为了简化工作流程、提高工作效率,因子分析法逐渐在环境污染检测与评价工作中应用,通过因子分析法能够将环境污染检测与评价中的多种变量归为相同因子,从而降低环境污染检测与评价工作难度,并提高工作效率和精准度,促使环境污染检测与评价工作更好地开展[3]。

2环境污染检测与评价中的因子分析

2.1数据收集工作。数据收集是环境污染检测与评价中的基础性工作,同时是确定因子的前提,想要对环境污染检测与评价中多种因子进行科学的分析,就要对环境污染数据进行全面的收集,为因子分析工作打下基础。环境污染数据收集的全面性和准确性是影响因子分析结果的决定性因素,所以在环境污染数据收集工作中必须做到全面且准确,所收集的数据必须是经过观测、实践而得出的,具有研究价值的数据。

2.2数据分析处理工作。将所收集到的环境污染数据进行整理后需要对其进行分析和处理。例如在对我国新疆地区的环境污染检测与评价工作中,采用全国环境污染平均数据对其进行补充、分析和评价显然是不够科学的。因此在对新疆地区的环境污染检测与评价工作,由于烟尘和二氧化硫对大气环境有极大的危害,且烟尘和二氧化硫主要来自于工业排放和日常生活,工作人员根据全国二氧化硫和烟尘的排放比例估计新疆地区总排放量,所得出的数据结果较为准确,这种估算方法较为科学,能够实现对新疆地区环境污染数值较为准确地检测和评价[4]。

2.3公因子提取和分析工作。公因子提取和分析工作是采用因子分析法检验和评价环境污染中的核心环节,可以采用SPSS软件对特征向量和特征根进行科学的计算。通过SPSS软件计算的结果如果超过85%,则说明数据所提取的公因子信息所包含的内容较为全面,能够对环境污染进行检测和评价。以对新疆地区的环境污染检测与评价工作为例,在二氧化硫和工业粉尘排放总量检测工作中,工作人员的计算结果是在第一公因子A1中所具有载荷较大,其他污染指标在A1中的载荷较低,从而可以计算出工业固体废物的总生产量以及对大气环境的污染程度,所以A1就可以作为大气环境污染的一个公因子,以此规律和计算方法就可以计算和提取其他公因子。表1是在本次新疆地区环境污染检测与评价工作中所计算的具体结果。

3环境污染检测与评价中因子分析法的应用

根据以上对可公共因子的命名,结合SPSS函数的分析对环境污染情况进行全面的分析,通过对新疆地区污染情况、工业结构以及乡村地区的数据收集、整理、处理和分析后,从调查结果中对新疆地区在第一因子中的得分情况进行了如下分析:新疆地区的第一因子得分较高说明,说明新疆地区的固体废弃物和工业大气污染程度较高,分析其具体原因,新疆地区在改革开放后,经济水平得到了快速提高,工业生产发展速度十分迅猛,已经建成了多个大型工业生产基地,例如钢铁产业以及其他多种重型工业生产,2018年新疆固定资产投资增速快于全国。新疆地区工业生产在促进经济发展的同时,不可避免地造成了一定的环境污染,大量工业气体的排放严重污染了生态环境。除此之外,新疆地区的乡镇企业在改革开放后也得到了快速的发展,许多污染程度较高的企业为了降低废弃物处理成本,将工业生产基地转移到了乡镇中。由于缺乏环境保护意识,乡镇政府对环境污染严重的企业缺乏实际治理和管理经验,导致新疆地区的工业污染情况不断加剧,从而导致新疆地区在第一因子中得分较高。新疆地区虽然发展速度较快,但是与一些经济较为发达的省份相比,其经济发展结构中工业发展所占比例较大,与一些经济较为发达的省份相比,工业发展对其环境所造成的污染程度较高。经济较为发达的省份和直辖市,工业生产不是其主要经济来源,而是以金融业、服务业、教育业等为主,所产生的工业污染物较低,这也是这些地区在第一因子中得分较低的原因。新疆地区在第二因子中得分的主要原因是新疆地区水资源较为匮乏,人均占有量不足,一旦出现水体污染等问题,就会导致水环境遭受大面积的污染,陷入可用水资源紧张的局面;新疆地区在第三因子中的分数说明,新疆地区大气环境污染问题逐渐加重,导致该结果出现的因素不仅和新疆地区地理环境有关,还与新疆地区经济发展模式有密切的联系,比如新疆地区的煤炭资源特别丰富,煤炭在很长一段时间内是该地区的主要能源结构,在发展煤炭经济的过程中不可避免地造成了相应的大气环境污染问题。

4结语

综上所述,本文详细阐述了因子分析法的基本内涵,并结合新建地区因子分析法在环境污染检测与评价中的实际应用,根据其所建立的因子分析矩阵对我国新疆地区的环境污染情况进行了分析,希望可以对我国环境保护工作起到一定的借鉴作用,提高我国环境保护工作质量。

参考文献

[1]周雯珺,曲芳芳.基于灰色关联和因子分析的我国环境污染第三方治理模式有效性评价[J].科技管理研究,2019,39(9):255-261.

[2]冀翔.动态因子分析在环境监测数据综合处理中的应用[J].科学技术创新,2020(13):52-53.

[3]周建华,李晓伟,陈锋.污染物源解析技术正定矩阵因子分析法的现状研究[J].北华航天工业学院学报,2020,30(4):10-12,25.

[4]于海虹,朱佳.谈环境污染检测与评价中因子分析法的应用[J].黑龙江技术信息,2014(14):27.

作者:金淑聪 单位:新疆昌吉回族自治州环境监测站