主成分分析论文

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1、工业废水处理情况的主成分分析【摘要】工业废水的综合治理已成为当代环境工作亟待解决的重大问题之一。工业废水的处理情况受工业废水达标排放量、化学需氧量排放量、氨氮排放量、废水治理设施数、废水治理费用等多因素的综合影响。选取全国各主要城市的废水排放指标进行主成分分析。研究结果表明：工业废水的达标排放量与工业废水处理情况成正相关；化学需氧量、氨氮排放量增加对于废水的排放起了重要作用。工业废水处理设施数、废水治理费用越多，城市的废水处理情况越好。【关键词】工业废水达标排放量；化学需氧量；氨氮排放量；主成分分析1问题的提出真正改变我国的环境质量，必须有效地治理各类污染源。随着我国工业化和城市化的快

2、速推进，废水种类和数量增加迅猛，对水体环境污染的压力加重，并威胁生态安全和居民健康。从环境保护角度看，工业废水处理比城市污水处理更为复杂、更为重要。随着“十二五”国家对节能减排工作的重视，积极引入市场机制，加大投资力度，污水处理能力快速增长，城镇污水处理设施的建设和运营对污染物减排的贡献率不断提升。工业废水处理不能一概而论。那么，工业废水处理情况与哪些问题密切相关呢？针对这些问题我们又能怎么处理呢？2相关研究成果工业污染的防治应从末端处理改变为源头控制，以达到节约资源、削减污染的目的30年来，工业污染控制的基本策略还是没有跳出末端处理的老框框。“三同时”、“达标排放”指的就是建设工业内

3、部的废水处理厂，达到工业废水排放标准。这样的策略虽然可以起到一定的作用，但其费用效益比是很低的，而且不符合可持续发展的战略。从工业生产的源头控制污染的产生，即通过实施清洁生产，包括改变产品设计、采用清洁原料、改革生产工艺、更新生产设备、循环使用物料、加强生产管理等，使资源的利用率尽量提高，污染物的产生量尽量减少，不仅可以获得环境效益，还可以因为降低成本而获得经济效益。　　水污染防治应该实施工业、城市、点源、面源、内源、地面水、地下水同时控制的综合防治策略。　　我国30年来进行水污染防治的教训之一是重工业、轻城市；重点源、轻面源和内源。城市废水的收集和处理工程远远落后于城市建设，以至大量

4、城市废水不经处理排放进河流、湖泊，污染了我们自己美丽的家园，破坏了人民赖以生存的水资源。从全国来说，城市废水排放量占据废水总量的比例近年来呈现上升趋势，预计还会上升。　　除了集中排放的工业、城市废水以外，无组织排放的、大面积的污染源，如农田径流等，也越来越显现出其对水体污染的重要影响，对于湖泊、海湾的富营养污染，面污染源往往是主要的贡献者。而我国至今尚未采取有效措施对面污染源进行控制，因此，在某些地区出现了虽然工业废水实现了达标排放、城市废水进行了有效处理，而水体的水质指标和蓝藻爆发却不见改善的现象。　　我国至今的水污染防治工作，主要是针对地面水进行的，对于地下水的关注则显不够。事实上

5、，地下水一旦受到污染，其修复要比地面水困难得多，因此，在加强对地面水污染防治的同时，地下水污染的防治也不容忽视。同样，对地下水污染的防治也必须以防为主，以上讨论的各项原则也都是适用的。3方法介绍在实际问题的研究中，我们经常碰到多变量或多指标问题。在多数情况下，这些不同的变量或指标之间，存在一定的相关性。主成分分析就是设法将原来众多具有一定相关性的指标（如x1，x2，⋯，xp）重新组合成一组新的相互无关的指标来代替原来的指标：我们知道反映变量本身变动程度（变异程度）的常用尺度是方差，而我们可以计算得到：然后根据x的线性组合F的方差大小来依次选取主成分，从而达到降维、筛选变量等优点。4指标

6、的选取在考虑工业废水的处理情况时我们主要选取了五个指标，即废水排放达标量（x1）、化学需氧量排放量（x2）、氨氮排放量（x3）、工业废水治理设施数（x4）、废水治理费用（x5）。工业废水中化学需氧量排放量是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此化学需氧量又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。工业废水中氨氮排放量是工业废水中氨氮的密度。工业废水排放达标量是指各项指标都达到国家或地方排放标准的外排工业废水量，包括未经处理外排达标和经过处理后外排

7、达标两部分。5实证分析下面选取我国各大城市工业废水处理情况的数据进行主成分分析，选取的主要指标有：废水排放达标量（x1）、化学需氧量排放量（x2）、氨氮排放量（x3）、工业废水治理设施数（x4）、废水治理费用（x5），程序如下：Dataa;Inputname$x1-x5@@;Cards;秦皇岛51148403.48.72129851.9大连2650311327.7681.429910865.9上海4068729030.6483.21730264