时间:2022-11-23 11:13:53

本文作者:孙鑫宁平唐晓龙易红宏周连碧张旭工作单位:昆明理工大学
在过去的三十多年中,我国经济发展模式属于粗犷型,工业经济发展主要依靠物质、资源的投入。为获取物质、原料和资源,在开采、洗(分选)选和冶炼过程必然产生大量的工业固体废物〔13〕。我国一般大中型露天矿山年剥离量都在数百万吨以上;地下坑采每年也要产生数十万吨以上的废石;在选矿作业中每选出1吨精矿,平均要产出几吨或几十吨的尾矿;每冶炼出1吨金属平均还要产生出数吨的冶炼渣。第一次污染源普查结果表明,2007年我国工业固体废物产生量38.52亿t,贮存量15.99亿t,贮存率为41.5%,工业固体废物的大量产生与堆放,造成土地浪费、资源浪费并带来潜在的环境风险〔14〕。其中包括水污染风险、大气污染风险、土壤污染风险及生态污染风险。对于这些大宗工业固体废物的尾矿库(渣场),目前国内主要关注其安全性评价,如:尹光志等对尾矿库的安全性、稳定性进行了大量评价研究〔15-17〕,但是尚未有一套完整评价体系来评价其环境风险。环境风险评价的方法比较繁多,使用较多的有生命周期评价法、安全检查表评价法、概率风险评价法、模糊逻辑评价法、层次分析法、统计分析法、公式评价法、图形叠加法、神经网络评价法、事故致因突变模型评价法等。根据各方法特性和大宗工业固体废物污染源环境风险评价的技术需求,本文总结对比了主要的五种风险评价方法。生命周期评价法(LifeCycleAssessment,LCA)生命周期评价法,简称LCA,是一种评价潜在环境影响以及贯穿产品整个生命周期所用的资源,如原料的获取、产品的生产、产品的销售以及废物管理阶段的方法。LCA起源于1969年美国中西部研究所受可口可乐委托,对饮料容器从原材料采掘到废弃物最终处理的全过程进行的跟踪与定量分析。20世纪90年代,LCA受到了广泛的关注。由于它的迅速发展以及各国对该方法的需求,诞生LCA国际标准,这也标志着LCA发展成为一套成熟、稳定的评价方法。各国也通过一系列的指导方针和教学材料为LCA国际标准的一致性和规范性进行了补充完善,其中包括联合国环境规划署、国际环境毒理学和化学学会以及LCA欧洲委员会编写的生命周期倡议书和生命周期数据系统〔18〕。LCA通常有四个步骤:目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释,其中影响评价是评价的重点。LCA对产品整个生命周期的评价是其他评价方法所不能达到的,其范围广泛的特点有利于避免问题的转化,例如在生命周期中相的转化、区域的转化以及环境问题的转化。目前市场上有许多可用于LCA的软件,如Gabi等。在欧洲委员会(EC)网站中也能下载一些关于LCA的注册软件、工具和数据,这些软件能满足不同决策者的需求特点,而且还考虑到了数据清单计算的合理性。还可以运用LCA进行评价的经典的例子作为评价工具,如Nielsen等对固废填埋场的评价,Doka建立的废物处理、售后服务生命周期清单(LCI),Hellweg等对生态废物的评价,还有各类焚烧工艺的评价〔18〕。在选矿过程和尾矿中,LCA的应用开始于20世纪90年代中后期,最初关注于完成金属生产过程的生命周期清单(lifecycleinventories,LCI),以便支持消费品的选择和设计的LCA。之后LCA的运用扩展到公司的项目及加工方法的选择。尽管LCI、LCA的相关方法有一定的限制性,但在矿业—矿物可持续发展的项目(theMining,MineralsandSus-tainableDevelopment)中,LCA还是被认为是一种在行业决策中提供环境风险评价的有用方法〔19〕。该方法的运用需要建立生命周期清单(LCI),即大量采集可信的数据。然而尾矿成分极易变化〔20〕,不易采集到可信数据,而且目前我国尾矿和选矿行业生命周期清单数据较少,故不宜采用此方法评价大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险。
安全检查表评价法(SafetyCheckList,SCL)安全检查表评价法,简称SCL,是由一些有经验,且对工艺过程、机械设备和作业情况熟悉的人员,事先通过对检查对象共同进行详细分析、充分讨论,把检查对象加以分解,将大系统分割成若干小的子系统,以提问或打分的形式列出检查项目和检查要点并编制成表,以便之后进行检查和评审〔21〕。安全检查表产生于20世纪30年代工业迅速发展时期。当时,由于安全系统工程尚未出现,安全工作者为解决生产中遇到的日益增多的事故,运用系统工程的手段编制了一种检验系统安全与否的表格。系统工程广泛应用以后,安全检查表的编制逐步走向理论阶段,使得安全检查表的编制越来越科学、全面和完善。目前SCL已被国内外广泛采用,并扩展到各个领域。例如:SCL在铁路劳动安全管理上的应用〔22〕,SCL在港口工程危险源辨识中的应用〔23〕以及2009年世界卫生组织运用SCL对外科手术中的存在风险进行了评价,并取得了较好的效果,避免了许多风险隐患〔24〕等。使用安全检查表法进行施工危险源辨识,可以突出重点、避免遗漏,便于发现和查明危险和隐患,便于存档。有利于落实安全生产责任制,并可作为安全检查人员履行职责的凭据。安全检查表检查的重点在装置设备状态,设备建、构筑物的安全距离等,着重调查当前状况,缺乏对装置及设备过去的了解。针对此问题,韩其俊对安全检查表法进行了改进,加入了历史资料查阅及调查提纲,解决了缺乏对装置、设备过去的了解,也为之后的安全检查表的发展提供了帮助〔25〕。SCL主要适用于现场安全检查人员,侧重于安全评价,缺少对环境风险的评价。为了使评价工作得到关于系统安全程度方面量的概念,开发了许多行之有效的评价计值方法。根据评价计值方法的不同,安全检查表评价法又分为逐项赋值法、加权平均法、单项定性加权记分法以及单项否定计分法。由于大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险评价体系研究需要一定的定量化指标,而此方法虽然加入了一些有效的评价记值方法,但无法进行真正意义上定量化,故不宜采用此方法进行风险评价。2.3概率风险评价法(ProbabilisticRiskAssess-ment,PRA)概率风险评价,简称PRA,是以某种伤亡事故或财产损失事故的发生概率为基础进行的系统风险评价方法。在20世纪70年代,美国原子能委员会(AEC)应用事件树和故障树相结合的分析技术首次成功地对核电站的风险进行了综合的评价,并以定量的方式给出了核电站的安全风险后,美国核管理委员会(NRC)开始使用PRA来支持其管理过程,从此PRA得到了广泛的运用。在“挑战者”事件之后,美国航空航天局(NASA)制定了更严格的安全和质量保证大纲,采用概率评价方法对航天任务进行评价〔26〕,并开发了一套完整的PRA程序对航天飞机的飞行任务进行评价。欧空局(ESA)的安全评价也从以定性为主转向定量评价,并开发了自己的风险评价程序〔27〕。一般地,PRA由以下几个步骤构成〔28〕:1)研究熟悉系统;2)分析初始事件;3)事件链分析;4)初始事件和中间事件概率的评估;5)后果分析;6)风险排序和管理。PRA不仅是一个风险评估方法,而且可以作为一个风险管理技术。在实际应用中,该法在美国和大多数的欧洲国家获得了显著的效果〔29-30〕。因为PRA耗费人力、物力和时间,它最适合以下几种系统的风险评价〔31〕:l)一次事故也不允许发生的系统,如洲际导弹、核电站等;2)其安全性受到世人瞩目的系统,如宇宙航行、海洋开发工程等;3)一旦发生事故会造成多人伤亡或严重环境污染的系统,如民航飞机、海洋石油平台、石油化工和化工装置等。由于环境污染具有潜伏性,污染不一定能瞬时表现出来,加之环境污染还具有持久性,无法判断其污染时间,故难以统计其概率,而且目前对于尾矿库、渣场的环境风险研究数据、资料较少,使得运用PRA评价大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)的环境风险不具说服力,具有较大的主观性。故不适用于大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)的环境风险评价。模糊逻辑评价法(FuzzyLogicAssessment,FLA)模糊逻辑评价法,简称FLA,是随着模糊数学的迅速发展而出现的一种全新的基于模糊集理论的评价方法。模糊集理论用于环境风险评价是环境评价领域的重大变革。如Anile等〔32〕基于模糊逻辑开发了一种适用于在社会经济的环境等多种因素作用下对江河使用的影响评价。AndredeSiqueira和Re-natodeMello〔33〕依靠模糊逻辑开发了一种评价环境影响的决策方法,此方法用于比较了巴西圣卡塔利娜岛高速公路工程的环境影响评价,并给出了最佳选择决策。随着计算机的迅猛发展,模糊逻辑进行了不断完善,RobertoPeche〔34-35〕通过计算机软件对模糊逻辑进行处理,并运用到在环境风险评价中,取得了很好的效果。FLA的最大优势在于它可以体现出人类所具有的处理不精确、不确定和难以定量化的信息的能力。模糊集理论可以通过运用“部分真实”的概念来量化变量的不确定性,依靠隶属函数来确定集合中要素的“隶属度”。与其他方法比较,它的优点是:用隶属函数描述分界线,使评价结果接近客观。尤其是在风险性评价系统领域,它体现了模糊性的客观现实,使得评价中的数据易于测取,可以将风险评价结果表述得更易于让决策者和公众理解,所以,这种方法对于决策过程也是极为有用的。FLA以一种精确的方式为模型系统或人为判断产生的不精确、不确定信息的使用提供了新途径。针对大宗工业固体废物污染源(尾矿库、堆场)环境风险评价指标繁多,且需要诸多专家学者的经验进行主观性分析评价,故运用FLA可以让评价结果更具合理性、说服性。
近年来,随着尾矿库事故的频发,尤其是大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)对环境造成的危害,造成了许多无法挽回的损失。其影响范围广,涉及因素多而复杂(涉及到土壤、水、大气、生态等诸多环境),不易定量化且因素之间相互制约、相互影响。如:尾矿成分多、易转化;土壤、水等因素相互影响、相互制约;风险高且存在随机性,与时间、雨量、自然灾害等诸多相关不确定因素联系紧密。针对大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险评价体系研究,从方法学研究角度而言,大宗工业固体废物的尾矿库安全风险评价及相关单一的土壤风险评价、地下水风险评价、地表水风险评价等研究较多,但将其作为一个整体的环境风险评价体系还尚未有研究。从此目标而言,本文将5种主要的风险评价方法对比总结于表1,以便从中找出适用于大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)的环境风险评价方法。虽然FLA体现出人类所具有的处理不精确、不确定和难以定量化的信息的能力,但不能从整体上对大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险评价体系这样复杂的系统进行分析,而且缺少随机性。而对于AHP,虽然能够从宏观上对目标系统分层交错的指标进行评价,得出一个简单明了的结论,从而简化一个复杂的系统,但AHP对模糊性的考虑还需进一步完善。因此,对于构建一套大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险评价体系,考虑其复杂性、不确定性、广泛性等诸多因素。笔者认为,需要把这两种评价方法结合起来,构建出一套完整的评价体系。这样不仅解决了大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)复杂的环境系统和多种不确定风险因素的问题,而且对其无法定量化评价等的问题也能得到较好的解决,从而为决策者提供一套切实可行的大宗工业固体废物污染源(尾矿库、渣场)环境风险评价体系。
1项目废气排放环节及排放量
1.1工艺流程及废气排放环节
1.1.1纺纱工序a.清梳联:本工艺主要包括开棉、清棉、混棉、梳棉四个步骤,由清梳联一套设备来完成。清梳联主要设备包括:往复式抓棉机、重物分离器、单轴流开棉机、多仓混棉机、主除杂机和梳棉机。b.条卷:将梳棉机出口的棉条进行并合、牵伸,提高小卷中纤维的伸直平等程度,并使小卷的重量、长度达到规定值,且保证小卷边缘的平整度满足要求。c.精梳:由于条卷后的原棉纤维中含油杂质、棉结、纤维疵点,因此需要进入精梳机除杂;除杂后的条卷进一步分离纤维,长度不达标的短纤维被进一步去除,从而使棉纤维的长度、整齐度和伸直度得到提升;精梳后的棉条最终被拉至到一定粗细,且棉纤维的平行伸直度得到提高。d.并条:将多根精梳后的棉条进行并合,棉条长片段不匀现象得到改善;然后把棉条拉长抽细到规定重量,并进一步提高纤维的伸直平行程度;利用并合与牵扯伸,使纤维进一步均匀混合不同唛头、不同工艺处理的棉条;最终做成圈条成型良好的熟条,有规则地盘放在棉条桶内,供后工序使用。e.粗纱:将熟条均匀地拉长抽细,并使纤维进一步伸直平行,然后将牵伸后的须条加以适当的捻回,使纱条具有一定的强力,以利粗纱卷绕和细纱机上的退绕。f.细纱:将粗纱拉细到所需细度,使纤维伸直平行;将须条加以捻回,成为具有一定捻度、一定强力的细纱;将加捻后的细纱卷绕在筒管上;制成一定大小和形状的管纱,便于搬运及后工序加工。g.络筒:将管纱(线)卷绕成容量大、成型好并具有一定密度的筒子;清除纱线上部分疵点和杂质,以提高纱线的品质。本工序主要废气产污环节为清梳过程中棉尘的排放(G1)、粗纱、细纱工段的棉尘排放(G2)。
1.1.2织造工序a.络筒:在络筒机上将松式络筒变为普通络筒。b.并线、加捻:部分烘干后的松筒及原纱通过并线机将两股纱线并合,然后利用加捻机进行加捻。c.上浆、烘干:部分原纱在整经前需通过自动上浆机上浆并烘干。d.整经:根据工艺设计的规定,将一定根数和长度的经纱,从络纱筒子上引出,组成一幅纱片,使经纱具有均匀的的张力,相互平行地紧密绕在整经轴上,为形成织轴做好初步准备。e.织造:利用箭杆织机及提花机进行织造。f.割绒:部分高档毛巾需将表面的毛圈进行剪割处理,使织物表面布满平整的绒毛,使其比普通毛巾有更强的吸湿性和柔软度。本工序主要产污环节为织造棉尘的排放(G3)、割绒棉尘的排放(G4)、织造废纱的排放(S2)。
1.2废气污染物排放情况
纺纱车间会产生一定量的棉尘(飞花),主要来自于清梳联(G1)和粗纱、细纱、络筒工段(G2)。清梳联工段棉尘产生量约为46.9t/a,通过型号为FD510的布袋除尘器处理后排放,除尘器风量为6900m3/h,除尘效率为99%以上,棉尘排放浓度为8mg/m3,排放量为0.47t/a,排放高度为15m;粗纱、细纱工段棉尘产生量为187.5t/a,这部分棉尘被纺纱设备自带的吹吸风机进行循环过滤,吹吸风机收尘效率在97%以上,棉尘的排放量为5.6t/a,通过车间排风口无组织排放。织造工序中的络筒、并线、加捻、织造工段同样会产生一定量的棉尘(G3),棉尘产生量为29.3t/a。这部分棉尘被设备配套设置的吹吸风机循环过滤,吹吸风机综合收尘效率在90%以上,棉尘排放量为2.9t/a,通过车间排风口无组织排放。在割绒工段会产生一定量的割绒棉尘(G4),棉尘产生量为439.6t/a,通过型号为FD230的布袋除尘器处理后排放,除尘器风量为5400m3/h,除尘效率为99%以上,棉尘排放浓度为97mg/m3,排放量为4.4t/a,排放高度为15m。
2结论
纺织行业主要大气污染物为棉尘(粉尘),且粉尘的排放存在产生量大,排放环节多等特点。纺织类项目的环境影响评价过程中应高度重视粉尘的产生环节及产生量,并相应的提出环保措施,确保废气污染物达标排放。
作者:李博 单位:聊城市环境科学工程设计院
[关键词]流域生态补偿;污染权;东苕溪;机会成本
一、引言
生态补偿机制是指为了保护生态环境,以促进人与自然和谐发展为目的,基于生态系统的服务价值、生态保护和发展机会成本,采用政府和市场两种手段,调节生态保护各个利益相关者之间的利益关系的公共制度①。生态环境价值论、外部性理论和庇古手段等都为生态补偿机制研究提供了大量的理基础。流域生态补偿在国内外都有很多的实际案例。澳大利亚曾利用经济补贴的方式推进各省的流域综合管理;纽约市通过对用水户收费,整合资源转移至上游地区,进行区域间的横向转移支付②。国内流域生态补偿最典型的案例当属2000年11月浙江省义乌市与东阳市的水权交易案:义乌市通过财政出资2亿元,向东阳市购买了每年5000万立方米水资源的永久使用权③。这些正是基于公平原则,即流域上下游应该具有同等发展的权利或者同等排污的权利。本文从流域上下游具有同等污染权的角度出发,采用机会成本法,核算处于东苕溪流域上游的临安市由于放弃一定量的污染权而产生的机会成本,并以此作为下游杭州市区向上游临安市的生态补偿标准。
二、文献综述
污染权在1968年由Dales提出,是指排放一定量污染物的权力。最早应用污染权这个概念的场合是政府将排放一定量污染物的权力出售给企业投标者,同时这些企业投标者之间可以相互买卖各自手中的污染权。哥本哈根气候变化大会之后,有关学者指出“排污权即发展权”,并得到了广泛的认可。适当的污染权能够体现公平正义的原则,这与流域生态补偿机制的初衷是一致的①。
机会成本法是一种流域生态补偿标准核算方法。机会成本是指上游水源保护区为保护整个流域生态环境所放弃的经济收入和发展机会而产生的成本,通常都是以土地、森林和劳动力等载体为基础来进行核算的。蔡邦成、陆根法、宋丽娟等估算南水北调东线水源地保护一期生态建设工程中,因为将工业用地和农业用地转换为生态用地的机会成本为1.46亿元②。代明、刘燕妮、陈罗俊测算了广东省佛冈县因接受限制或禁止开发工业而对当地财政收入和就业造成的影响,2015年应该补偿的数额为22.645亿元③。以土地、森林、劳动力等为载体核算的机会成本作为流域生态补偿的标准,由于可计算的都是直接损失,间接损失很难估计,因此算出来的补偿标准通常只是整个机会成本的一部分。
本文认为,流域上、下游应该具有同等污染权,上游由于放弃一定量的污染权而产生的机会成本应该得到补偿。本文首先拟合中国大陆31个省市的人均GDP和人均污染物排放量曲线,并计算出理论人均污染物排放量;接着对照临安市的实际人均污染物排放量,计算出临安市放弃的污染权,并以单位工业废水排放量的GDP为基础,计算出临安市因为放弃部分污染权而产生的机会成本,并以此作为临安市应该获得的生态补偿金额。
三、理论假设和基本模型
(一)理论假设
污染权即发展权,流域上、下游拥有同等的发展权,同时拥有同等的污染权。在没有对上游环境保护要求的情况下,同等的经济发展水平对应的是同样的污染物排放量。流域上游为确保整条流域的水质安全,承担起水源保护的责任,因此上游放弃了部分废水排放权以保证水质质量,限制了经济发展;下游由于不需要承担水源保护的责任,可以在环境承受范围内排放一定量的污染物作为经济发展的代价。久而久之,流域上游将出现环境保护良好,但经济发展弱于流域下游,而下游受益于水源地的环境保护,可以实现经济迅速发展,而且水质得到保障。为了平衡流域上下游在经济发展和环境保护中的权利与义务,下游需向上游提供一定的经济补偿。
(二)补偿标准测算方法
下游应该向上游支付多少以换取上游放弃一定量的污染权呢?本文采用机会成本法进行测算,上游由于保护环境,放弃了部分污染权,减缓了经济发展,产生了机会成本。
污染权的市场价值 = 放弃的污染权 × 单位污染权价格。
放弃的污染权等于理论污染物排放量减去实际污染物排放量。如何计算理论污染物排放量?本文认为,理论人均污染物排放量可以通过一定区域的环境库兹涅茨曲线得出。环境库兹涅兹曲线指出:人均收入与环境污染程度之间存在倒U型曲线形状,即随着人均收入的增加,环境污染范围不断扩大、程度逐渐加重,直到人均收入到达一定的数值之后,环境污染范围缩小、程度逐渐减弱,整体环境变好。典型的环境库兹涅茨曲线呈现倒U型,但是中国众多学者的实证研究显示,环境库兹涅茨曲线可能是倒U型,也可能是N型,甚至是线性的。根据拟合的环境库兹涅茨曲线,将人均GDP对应的理论人均污染物排放量减去实际的人均污染物排放量,就可以得出人均污染物排放减少量,根据上游的人口数据可以得出污染物排放减少总量,即放弃的污染权。
计算可以分为三个步骤:首先根据一定区域的相关数据拟合出人均GDP与人均排污量的曲线:P=f(Y)。其中,P代表人均污染物排放量,Y代表人均GDP,由此计算出不同人均GDP下的理论人均污染物排放量。第二步计算上游放弃的排污权。上游放弃的排污权为:R=X×P(P=P(理)-P(实)。其中,P(实)为上游实际的人均污染物排放量,X为当年上游总人口数。第三步计算下游应向上游支付的生态补偿标准:V=W×R=W×X×P。其中,W代表单位排污权的价格。
四、实证分析
(一)东苕溪流域介绍
本文的研究对象为东苕溪流域。东苕溪流域位于浙江省杭嘉湖平原西部,属太湖水系。东苕溪由南、中、北三条支流组成,干流南苕溪发源于临安市天目山南麓,流经临安、余杭,与中苕溪、北苕溪汇合后流至瓶窑,称东苕溪。东苕溪流经瓶窑至德清接导流港,并有余英溪、埭溪等汇入,在白雀塘桥与西苕溪主流在湖州旌儿港汇合,向北流入太湖。东苕溪干流全长143公里,其中在杭州市境内96公里。流域面积(湖州以上)2267平方公里。流域内山地丘陵占83.4%。
我们只研究属于杭州这个地级市范围内的东苕溪流域的相关区域。临安市是一个县级市,行政区划上隶属于杭州市这个地级市,我们将临安市作为上游,而将杭州市区作为下游。2015年,杭州市的户籍人口723.55万人,临安为52.944万人,杭州市区人口为532.86万人。自从2003年以来,临安市的户籍人口变化不大,而杭州市区的人口增加较多,从2004年的401.59万人增加到2013年的450.82万人,2014年富阳市划为富阳区之后,户籍人口增加至500多万人。
总体来看,临安的经济发展水平与杭州市区差距较大,即使与杭州全市相比,也有一定差距,如图1所示。以当年价格计算,2015年临安的人均GDP只有8.83万元,而杭州市区高达16.5万元,杭州市为13.97万元。而2004年这个差距相对较小,临安、杭州市区、杭州市分别为26014元、49055元、38858元。将临安与杭州市区及杭州市的人均GDP以1978年为基期进行平减,得出实际人均GDP的差距,说明临安与杭州市区及杭州市的差距在拉大。
东苕溪的水质状况逐年在好转。根据历年《杭州市环境状况公报》,2004年42.9%的水域达不到Ⅲ类及以上水质标准。2007年根据生态省考核12项指标评价,苕溪流域水体各断面均符合或优于Ⅲ类水质标准,且基本达到功能区目标要求;2011年按监测结果的年均值评价,苕溪流域各断面均符合或优于Ⅲ类标准,水环境功能区达标率为100%,但是若按月均值评价,苕溪流域仍有很少的情况没有达到要求;2014年苕溪水质状况为优,水环境功能达标率为100%,达到或优于Ⅲ类标准的比例为100%。
东苕溪流域水质的改善,无疑与处于上游地区的临安在环境保护上的努力直接相关。自从2003年开始,临安市根据生态市建设总体指标要求和2003―2007年政府生态建设目标责任制要求,市政府与26个乡镇、街道及相关责任部门签定了责任状,生态建设的各项工作已融入到了各个领域,关停并转了一些高污染企业,开展循环经济建设,这些措施有力地改善了东苕溪的水质。无疑,临安在保护和改善东苕溪的水质过程中,放弃了一些污染环境的产业和项目,短期情况下,对自身的经济增长有一定的负面影响。
2014年12月31日,杭州市人民政府办公厅出台了杭州市东苕溪流域水权制度改革试点方案,开展控制东苕溪生活生产用水的总量以及对水权制度试点,从权利与义务两方面合理分配水资源并做好水源保护工作,解决保护和高效利用,推动经济社会可持续发展。
(二)理论污染物排放量的计算
由于临安市和杭州市仍然处于工业化阶段,工业增加值在国内生产总值中仍占主要地位,而且工业废水是首要的水体污染来源,因此,本文的污染物指标选取人均工业废水排放量。同时,考虑到采用更大范围的样本进行拟合的曲线更能符合理论污染物排放量,因此,本文以中国大陆31个省市2004―2013年的面板数据,拟合人均GDP和人均工业废水排放量曲线,用以计算出与临安市人均GDP对应的理论人均工业废水排放量。数据均来源于历年《中国统计年鉴》,人均GDP数据以1978年为基期进行调整。
根据面板数据分析步骤,本文首先对数据序列的平稳性进行检验,对系列进行协整检验,然后采用hausman检验之后,确定采用固定效应模型来进行参数估计,最终得到人均工业废水排放量与人均GDP之间的函数关系。其中,agdp为人均GDP,awater为人均工业废水排放量。
一次项模型:awater=32.1650+0.002086agdp
(69.262) (26.17) R2=0.97
二次项模型:awater=28.77573-0.003588agdp- 1.16E-07(agdp)2
(54.517) (19.03) (-7.53)R2=0.98
m然二次项模型的R2略高于一次项模型,但是二次项模型的二次项的系数很小,几乎可以忽略不计,因此最终采用一次项模型,发现人均工业废水排放量随人均GDP的增加而增加,但是系数很小。随着经济发展,中国人均工业废水排放量呈非常缓慢的上升趋势。
(三)放弃的污染权的测算
根据拟合的全国31个省、直辖市人均GDP与人均工业废水排放量曲线,我们可以得到不同人均GDP对应的理论人均工业废水排放量。把临安市当年的人均GDP代入曲线计算出当年的理论人均污染物排放量,减去临安市当年实际的人均工业废水排放量,就可以测算出当年人均工业废水排放减少量,再乘以当年的人口数,得出减少的工业废水排放总量即减少的排污权。临安市人均GDP数据来源于历年《杭州统计年鉴》,并以1978年为基期进行平减;工业废水排放量数据来源于历年《临安市环境状况公报》。
R=X×P。其中,R为减少的工业废水排放总量,X为当年上游总人口数,P为减少的人均工业废水排放量。以2010年为例,临安市当年人均GDP为10204元,对应的理论人均工业废水排放量为53.45吨/人,而实际的人均工业废水排放量仅为49.13吨/人,2010年临安市人均丧失了4.32吨的工业废水排放权。按照当年临安市总人口数52.59万人,当年共计丧失了227.27万吨工业废水排放权,如表1所示。
2004―2013年间,随着人均GDP的提高,全国人均工业废水排放量呈现缓慢上升的趋势,而临安市人均工业废水排放量却呈现下降趋势。结果显示,2004―2009年间,临安市的实际人均工业废水排放量高于全国人均工业废水排放量,属于过度排放,过度排放总量达到9357.18万吨。自从2010年以来,临安市人均工业废水排放量逐年减少并均低于全国水平,且差额越来越大,2010―2013年p少的工业废水排放量达到4418.45万吨。由此可以看出,自从2010年以来,临安市通过损失污染权,放缓了经济发展的速度,保护了水源地。为了激励临安市继续保护环境,下游对上游的经济补偿是必要的。
(四)生态补偿金额的计算
V=W×R=W×X×P。其中,W为单位工业废水排放的价格,X为上游人口数,P为减少的工业废水排放量。大多数污染权没有市场价格,只能通过间接的方法进行估算,如单位污染物的GDP产出、单位污染物带来的工业总产值或是污染物的处理成本等。本文采用单位工业废水排放量的GDP产出作为污染权的价格。仍以2010年为例,临安市当年丧失了227.27万吨工业废水排放权,而当年全国单位工业废水的GDP产出324.43元/吨,最终计算得到2010年临安市丧失的污染权机会成本为7.37亿元,如表1所示。
2004―2013年这十年可以分为两个阶段: 2004―2009年,临安市超标使用排污权;2010―2013年,由于逐年减少工业废水的排放而产生了机会成本。通过分别求各年损失的机会成本,得到2010―2013年为保护水源地环境丧失污染权所导致的潜在产生损失174.44亿元。
【关键词】工业污染;危害;整治措施
1常见的工业污染类别
根据目前常见的工业污染分类标准,城市污染大致可以根据其具体形态分为以下三类。
1.1废气
工业废气目前已经成为了严重危害居民呼吸道健康的重要“凶手”之一。废气主要来源于矿物质能源的燃烧与工厂生产过程中所产生的含有大量二氧化硫、粉尘、一氧化碳等有害物质的污染气体。冶炼、烧焦、化工产品和钢材酸洗过程中产生的废气。
1.2废水
一般情况下,废气有广义与侠义之分。本文中所研究的废气,主要是侠义的废气,专门指的是由于城市中工业生产活动中排放出的废水。常见的废水主要来源于制药厂、造纸厂以及钢铁厂等等。
1.3固体废弃物
工业固体废弃物实在生产过程中产生并排出的各种工业废渣、垃圾以及其他固体废弃物。工业固体废弃物主要来源于冶金、火力发电等对于能源、资源消耗量较大的行业。
2工业污染的危害
2.1危及城市居民人身健康
工业污染中含有大量的化学、重金属物质。工业废水在未经处理的情况下排出,其有害金属物质将直接渗透至土壤,污染土壤及地下水。山东省滨州市博兴县兴福镇以白铁加工行业为主,其地下水中重金属、化学物质严重含量超标。《2013年滨州市中小学生健康调查报告》中数据显示,博兴县兴福镇中心小学学生血检报告中金属元素超标比例达到了67.9%。在调查过程中5%的学生,表现出了唇舌麻木、心悸等轻度氯化物重度的表现。
二氧化硫是工业废气中的重要组成部分,也是造成呼吸系统疾病的重要因素。当大气中的二氧化硫含量超过1―5ppm时,就会对于人体呼吸系统造成损伤。由于儿童的自身免疫系统相对较弱,因此其最容易造成儿童的呼吸系统疾病。
2.2严重破坏农业生态平衡
工业污染对于农业生态平衡的破坏主要体现在以下两个方面:
第一,土壤污染。固体废弃物与废气对于农业的影响是非常直接的。工业的固体废弃物长期得不到妥善处理,其有害物质会随之渗透至土壤中。以山西省临汾市洪洞县为例,其长期堆放工业固体垃圾的土壤重金属含量严重超标,无法进行任何农业生产。此外,工业废气中的二氧化硫在大气中的含量达到一定浓度时,就会形成酸雨,酸雨直接造成了土地的酸碱度失衡,无法进行耕种。
第二,灌溉用水的污染。工业废水未经严格的处理排放至河流中,严重影响了正常的农业灌溉用水。工业废水往往偏于重碱性或重酸性,并且废水中的有害物质将直接降低农产品的质量,并且城市居民的饮食链条中进一步危害居民健康。
2.3阻碍城市的可持续发展
受到工业污染的影响,城市无论在自然坏境还是社会环境方面都会出现一定的负面问题。目前,我国大力推行绿色、集约化生产,但是部分工业企业为了节约成本而忽视工业废水、废气的处理。其在污染环境的同时,也使其自身的生产链条进入了一种恶性循环的状态。由于工业污染的影响,其自身的生产环境质量随之下降,对于优秀人才的吸引力也会下降,由此在生产技术方面得不到改进。
3城市污染的整治措施
3.1政府有关部门加强监督与管理
政府作为城市管理的主体,对于整理城市污染具有不可推卸的责任。同时,维护城市的自然环境与社会环境也是政府部门的职责之一。在整治工业污染的过程之中,各执法部门要各司其职,严格执法。以公开、公正、高效为原则整治排污不合格的企业。对于违反规定的企业,不能够“法外留情”,依法处理有关企业及其负责人。城市工业污染的整治是一项系统性、工程性的工作。因此,环保部门、工商管理部门、监察部门要加强工作中的沟通与协作,提升处理问题的能力与效率。
3.2以市场为导向,引导工业健康发展
市场是决定企业发展的重要导向型因素,因此在整治工业污染的过程中要高度重视采用经济手段进行管理政治。坚持以市场为导向,引导工业的健康发展需要做到以下两点:引入专业污染物处理系统。目前,造成工业污染的一大重要原因就是企业为了节约成本而忽视对于有关污染物处理技术与设备的引入。因此,可以建立专业的工业污染物处理系统,将某一区域的工业废弃物进行集中处理,进而达到规模效应降低处理成本。
3.3强化社会舆论的监督
社会舆论对于企业来说是一种无形的压力,负面社会舆论对于企业形象的影响是巨大的。因此,加强社会舆论的监督需要坚持做到发动媒体与群众的力量。通过媒体的影响力,对于违反规定的企业进行曝光,进而在社会上形成一种舆论压力。企业的消费者认可度会受到社会舆论压力的影响,因此,企业将会通过多种途径提升自身的企业形象,努力为自身打造“节能”、“环保”、“可持续”的标签,赢得消费者的青睐。
3.4优化产业结构
产业结构不仅仅对于城市经济的发展具有重要的影响力,其对于环境问题的整治也具有不可替代的作用。优化产业结构需要严格按照有关规定,淘汰高污染、高耗能的企业。此外,还要大力推动第三产业的发展。第三产业的发展水平代表了一个国家经济发展水平,同时其以低消耗、高效益已经引起了越来越多的重视。因此,地方政府要着重进行产业结构调整,在财政、政策等方面给予第三产业一定的倾斜,推动第三产业的发展。
4结论
城市工业污染已经成为了威胁城市发展与居民身体健康的重要因素,因此整治城市工业污染刻不容缓。我们必须首先清楚的认识到工业污染危害的严重性,进而通过政府管理、社会舆论监督等方式对其进行有效的整治。
【参考文献】
[1] 周民良.我国各省区环境污染状况的变化趋势与特征分析[J].江海学刊,2013(12)
关键词:工业废气;粉尘污染物;气态污染物
随着我国经济的不断发展,一些工业企业也随之不断发展,它所产生的有害气体越来越多。在很多工业企业的生产过程中,势必会排放很多工业气体,而这些气体因为多含有的有害物质且不易在空气中消散,对我们的生活环境造成了严重危害。所以,文章对于如何治理现今的工业污染问题进行了详细的分析,在一定程度上对工业污染问题的治理提供良好的借鉴意义。
1 工业废气污染的种类及成因
社会上的工业生产种类繁多,对空气污染较为严重的是石油及与之相似的工业品种,这些工业行业在生产过程中会排出大量的有害气体,这些气体的有害物质在空气中无法分解,对空气造成了非常大的危害。而其中污染物主要包括两种:第一、固体颗粒污染物;第二、气体污染物。
1.1 固体颗粒粉尘污染物
固体污染物是空气污染物中比较常见的一种,除了被称为固体颗粒污染物外,它还有另外一种名称叫溶胶性污染物。顾名思义,颗粒污染物一般指的是大气中的固体或液体颗粒状的污染物。这些污染物主要来自化工厂、水泥厂及锅炉厂等这些地方所产生的废气污染。大部分是因为在这些工业企业的生产过程中,都需要烧煤等矿物质来完成生产,而在燃烧过程中,在很多时候燃烧物燃烧的并不彻底,随后被排放到空气中,其中所存有的不溶于大气的颗粒物就对空气造成了非常大的污染。
1.2 气体污染物
社会经济的不断发展推动着工业企业的不断发展,在现今工业企业的生产过程中,所排出的大气污染物对环境造成的大气污染问题越来越突出。其中主要包括以下几种污染物:
(1)含氮有机气体污染物。在我们的日常生活中,和汽车相类似的一些机械产品燃料的燃烧也会对空气造成污染。现代社会经济发展的越来越好,汽车作为一种新型、便利的交通工具被广泛使用,但同时也对环境造成了一定的污染,现今,绝大多数的汽车仍需要燃料的燃烧,才能进行工作。但在汽车燃料的燃烧过程中,会产生大量含氮有机气体污染物,对这些气体在燃料燃烧过程中被排放进大气中,使得空气中的含氮有机污染物不断增多,不利于空气的循环,对空气的正常循环结构造成了严重破坏。
(2)含硫气体污染物。含硫污染物是大气污染物中并不经常见得一种。它主要是由工业企业冶炼金属所产生的,是由有金属气体在冶炼的高温环境下产生的。这种污染物还能与空气中的水汽相结合,发生反应后所产生的物质就是我们所说的酸雨。酸雨除了对物体具有腐蚀作用外,同时也对人的身体健康有所危害,使人在酸雨的环境下产生呼吸系统的疾病。
(3)碳氢有机气体污染物。碳氢化合物统称烃类,是指由碳和氢两种原子组成的各种有机化合物,碳氢化合物主要来自天然源。其中主要包括四种污染:烷烃、烯烃、芳香烃、含氧烃。日常生活中,虽然人们还没有感受到它对人们生活的不良影响,但是它在不知不觉中已经对人们造成了危害,这一气体的排放,对空气中的臭氧层造成了严重的破坏,使太阳所发出的紫外线强度大大增加。不仅对社会环境造成了破坏,同时也严重危害人们的身体健康,增加了皮肤癌的患病几率。之前有研究表明,氟物质的使用过量对环境造成了很多的不良影响,因此,我们应该减少氟物质的使用量,对自己负责,对环境负责。
2 促进工业废气污染治理技术的应用和发展的策略
2.1 突出大气污染治理的重点
应该加大对空气污染的治理问题,这要从空气污染的主要源头工业行业抓起。对于工业污染问题的治理,只靠个人是不够的,政府必须加大对污染企业的管理力度,制定有效、合理的整治措施,对空气污染比较严重的非法型企业,政府应该予以取缔,空气污染问题在很大程度上已经对人们的日常生活产生了严重的不良影响,所以这就要求政府相关部门把治理好空气污染问题当成重中之重。对于空气污染治理的问题已经迫在眉睫,对于如何治理的策略性建议,每一个公民都应该参与进来,出谋划策,为空气污染的有效治理出一份力,同时结合政府的有效政策,使人民对保护环境的认识上升到一个新层面。团结统一,使空气的治理问题能够高效完成。
2.2 不断革新工业废气污染治理技术
对于工业废气的治理,为了减少排放气体的污染物质,相关部门已经推出了多种污染气体排放之前所能进行的有效处理方法,其中主要包括活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种处理方法。除以上方法之外,废气处理塔采用多重废气吸附过滤净化系统,工业废气处理设计周密、层层净化过滤废气,效果较好。但是相关的治理技术在在治理空气的过程中,还存在比较大的缺陷,这就要求我们在空气的治理的过新程中,不断实践、不断改良,不断推动着治理技术的革新,是全社会人民团结起来,钻研治理空气污染的新技术,从而使空气污染的治理上升到一个新高度。
2.3 注重政策的引导和环保宣传力度
对于空气的污染,很多都是传统的工业企业造成的,对于空气污染的治理,需要耗费大量的生产资金,有很多小企业因为资金不足,为了节约成本,对于空气造成污染的问题企业给予了置之不理得态度。在这问题上,政府应该加强对这一问题的宣传,使群众的环保意识得以有效提高,在今后环境的保护的实践中增加人民的自主意识。由于一些企业资金不足,无法完成本企业对所排放的污染气体的治理,这就要求政府对这样的企业给予一些资金上的支持,有了充足的资金,企业的污染治理才能有效进行。同时,政府还应该建立健全相应的法律法规,运用法律的手段强制企业进行气体污染物的处理。对于对空气治理问题置之不理的企业,政府应该进行通报批评,且根据企业所存在的问题,提出合理的治理方案,同时要求企业必须按照要求完成,否则就会得到更加严厉的惩处。
3 结束语
文章主要论述了工业废气污染严重的主要原因,并通过详细的分析提出了相应的治理建议,在文章的论述中,我们不难发现,空气污染的主要源头就是工业企业,所以工业企业在治理废气污染的问题上有着不可推卸的责任,企业必须要履行对于保护环境应尽的义务。另外,个人在也要加强自己的环保意识,监督好自己的同时也能对别人实行监督,团结一致,为保护环境出一份力,共同构建和谐、健康、美好的社会环境。
参考文献
[1]贺建军.工业废气废水的治理方法研究[J].江西建材,2016(8).
1实证分析
1.1研究方法
本文利用江苏1990-2010年江苏出口总额(其中包括2000-2010年初级产品、工业制成品出口额)、工业废气、工业废水、固体废弃物排放量等数据构建计量模型,借助Eviews6软件,运用协整检验、格兰杰因果检验等方法实证分析江苏出口贸易与环境污染、贸易结构与环境污染之间关系。
1.2指标选择
根据数据的可得性,本文选取“三废”即工业废气排放量、工业固体废气排放物排放量、工业废水排放量3个指标度量环境污染程度。出口总额作为出口贸易指标,并且为了进一步研究需要,选取初级产品出口额、工业制成品出口额作为指标分析产品贸易结构对环境的影响。
1.3数据采集
本文所选数据来源于江苏统计年鉴、中国统计年鉴数据库、江苏省环境状况公报等。具体如表1、表2所示。
1.4单位根检验
在分别检验江苏省出口总额与环境污染物排放指标的协整关系之前,需要检查各变量的平稳性,否则可能出现伪回归错误。本文采用ADF方法检验序列平稳性。结果由表3可以看出,在水平序列下,各变量除Y3外其他指标都是不平稳的,在进行一阶差分以后,各变量都趋于平稳。
1.5协整检验
在进行时间系列分析时,传统上要求所用的时间系列必须是平稳的,即没有随机趋势或确定趋势,否则会产生“伪回归”问题。但是,在现实经济中的时间系列通常是非平稳的,我们可以对它进行差分把它变平稳,但这样会让我们失去总量的长期信息,而这些信息对分析问题来说又是必要的,所以用协整来解决此问题。本文试对各个变量进行检验,并加以判定他们之间是否有长期的稳定关系,即他们之间是否是协整的。利用Eviews6软件,分析结果表4。
从表4中,很容易发现工业废气排放与出口总额、工业固体废弃物排放与出口总额二者的直线的拟合优度都很好,达到了90%以上,甚至于达到97%,说明出口贸易对环境污染有直接影响,且由于系数值都为正数,表明出口额的增长加剧了环境污染。然而,出口贸易的增长对工业废水的影响不明显,虽然回归分析的P值通过检验,但是拟合程度只有23%左右,无法直接解释出口贸易对环境污染,尤其是对工业废水排放的影响。由于出口贸易对环境污染,特别是对工业废气、固体废弃物排放有直接影响,因此,我们可以进一步探讨江苏省出口贸易结构是否会对环境污染产生影响(由于无法直接证明出口贸易会对工业废水排放量产生影响,所以本文暂不考虑产品贸易结构对工业废水产生的影响)。本文选取2000-2009年江苏省出口贸易相关数据,包括初级产品出口额X1,工业制成品出口额X2,工业废气排放量Y1,工业固体废弃物排放Y2,继续分析贸易结构与环境污染二者之间存在的关系。方法与之前相同,先进行单位根检验,后再协整检验,结果如表5所示。回归结果的拟合程度非常高,但P值过高,也就是系数的斜率没有一个通过了显著性检验,说明X1、X2斜率至少有一个不为0,即存在多重共线性。所以,针对多重共线性,对原始序列做一阶差分,重现进行检验,结果如表6。
从表中可以看出,一阶差分以后的初级产品出口额及工业制成品出口额与环境污染存在相关关系,一阶差分后,初级产品与环境污染存在负相关关系,工业制成品与环境污染存在正相关关系。可以认为贸易结构中,相较于初级产品,工业制成品的出口增加更能加剧了对环境的污染。
1.6格兰杰因果
检验格兰杰因果检验方法是分析时间序列变量之间的因果关系。协整分析的结果反映变量之间是否存在长期稳定的均衡关系,但是,这种关系是否构成因果需要进一步验证。考虑到经济中通常出现的时滞效应,在对时间序列进行因果关系检验时,本文将对滞后各期的X与Y1、Y2之间关系进行检验,其检验结果列入表7内。检验结果显示,在滞后二期的情况下,拒绝X不是Y1的Granger原因,即X是Y1的格兰杰原因。其余情况下,均接受原假设。这就说明,江苏出口总额的变化是导致是工业废气排放量变化的原因,而出口总额变化不会导致固体废弃物排放量及工业废水排放量的变化,究其原因,笔者猜测可能与所选分析数据较少,导致无法得出结论有关。
2结论
1、引言
改革开放以来,中国的经济取得了飞速发展,但是也付出了巨大的环境代价,环境污染日益严重。党的十七大明确提出了“建设资源节约型、环境友好型社会,实现速度和结构、质量、效益相统一、经济发展与人口、资源、环境相协调”的经济发展战略要求。2009年初,国务院出台《关于推进重庆市统筹城乡改革和发展的若干意见》提出了加快推进重庆环境保护和资源节约、着力构建长江上游生态屏障的总体要求。减少污染排放,建立循环生产模式,改善人们生产、生活环境刻不容缓。工业污染是制约环境问题的主要因素,在人类发展过程中,工业增长是社会和技术进步的重要标志,同时也是造成环境污染的主要原因。中国工业经济高速发展伴随的工业污染防治一直是环境保护工作的重点和关键,有效地控制工业污染是中国乃至全球经济可持续发展的重点,对于老工业城市重庆来说,工业对于城市经济发展和环境保护更具有重要的意义。一方面,近几年重庆工业对GDP增长的贡献率达50%以上,工业占GDP的比重最大。另一方面,随着经济的发展,科技的进步以及工业化进程的加快,伴随而来的工业三废对环境造成了严重的污染。因此,降低工业污染的排放是改善重庆城市环境质量的关键。在重庆老工业基地重新崛起的战略背景下,对工业污染的相关分析和预测具有重要的理论和实践意义。通过分析影响重庆市工业污染的主要因素和未来重庆工业污染排放量,不仅能够降低工业污染的排放量,还能够为重庆工业污染的规划和控制提供决策信息,在一定程度上改善重庆的环境现状。
2、国内外相关文献回顾
近年来,国内外关于工业污染的影响因素以及预测方面的研究取得了一定的进展。在国外,Bruyn(1997)分析了经济结构、环境保护政策、排污强度、收入水平等因素对SO2的影响,文章指出经济结构以及环保政策对污染排放具有重要作用,在发达国家尤为明显。Laurent Viguier(1999)分析了1971.1994年间匈牙利、波兰、俄罗斯以及OECD国家的SO2,NOx和CO2的排放情况,并采用Divisia指数分析法研究了排放系数、经济结构、能源强度等因素对排污强度的影响,研究发现在转轨经济时期,高能耗是造成高排污强度的主要因素。Selden(1999)和Selden(2002)分析了经济规模、产业结构、能源结构、环保技术以及生产率等对美国大气污染和全球SO2的影响,并指出从总体变化来看,经济规模的增长以及生产技术的改善是主要的影响因素。Hettige et al(2000)分析了工业生产总值、工业污染排放比例以及污染强度与工业废水排放的关系,结果表明随着工业生产总值的增加,工业废水污染将更加严重。Antweiler el al(2001)建立了理论模型研究了在国际商品市场上,生产技术、贸易规模以及贸易构成对全球S02排放的影响,并用相关数据对这一模型进行了验证,研究显示自由贸易有利于环境污染的控制。
在国内,慕金波等(1992)探讨了灰色预测模型对某市化学工业三废的预测,预测结果显示未来几年内某市化学工业三废将呈现上升趋势。张劲等(2007)运用灰色关联分析法分析了武汉市工业三废产生量的主要因子,并运用GM(1,1)模型预测了武汉市2010年三废产生量,发现武汉市三废产生量与城市规模和能源使用量关联度较大,同时运算出了预测值。汪东等(2010)运用指数函数模型以及灰色关联分析法对天津市工业污染排放特征及其成因进行了研究。结果表明,天津市环境污染变化的主要影响因子包括工业总产值、国际贸易、能源消费、城市发展、工业污染治理、环境科研投入以及排污费征收。耿强等(2010)采用中国省级面板数据,分析了中国工业污染排放强度的影响因素。通过分析发现:工业污染排放强度以及工业化进程对工业污染排放有重要影响,国有工业企业在排污方面可能存在双向效应,环保表现不明确。
综上,已有研究中关于工业污染的影响因素的选择缺乏系统性和完整性,现有研究主要以SO2和其他个别污染指标代替工业污染。同时,在运用灰色关联分析法之前,关于各因素对工业污染的影响方向性问题的研究较少。因此,研究中关于影响因素选择的合理性、研究和预测的针对性有进一步深入的空间。目前,针对重庆工业污染的影响因素分析及预测方面的研究鲜少。因此,本文试图在前人研究的基础上以及结合重庆的实际,进一步完善工业污染影响因子,选取工业废水、工业废气、工业SO2、工业粉尘、工业烟尘、工业固废作为工业污染指标进行灰色关联分析并进一步对重庆工业污染的排放量进行预测。
3、重庆市工业污染排放现状分析
重庆工业结构以重型化工业为主,轻工业为辅,而且受历史、地理以及交通因素影响,重庆工业主要沿长江、嘉陵江沿线分布,工业污染比较严重。近年来,虽然重庆加大了对工业三废的治理力度,工业污染状况有所改善,但通过对《重庆市统计年鉴》相关统计数据的深入分析,我们发现重庆市工业污染排放规模仍然较大,整体污染情况并不乐观。
图1描述了2003年以来重庆市工业污染排放情况。从图中可以看出,虽然近年来重庆加强了对三峡库区污水治理以及次级河流的整治,工业废水排放量有所下降,但工业废气排放总量却大幅上升。工业SO2、工业粉尘以及工业烟尘缓慢下降,但整体变化幅度较小。工业固体废物排放在2005年大幅上升,2006年以来有所下降,之后的几年呈现出逐渐增加的趋势。
纵观近年来重庆工业污染情况,我们可以发现工业废气和工业固废不仅在排污总量上逐年增加,而且增长速度也越来越快。虽然工业废水排放量有所控制,但从工业三废排放的绝对数量看,工业废水远远大于工业固废。相比其他工业污染指标而言,工业SO2、工业粉尘以及工业烟尘排放绝对量小,不能从整体上改变污染状况。随着重庆工业化和城市化进程的加快,重庆的工业污染程度也将越来越严重。降低工业污染的排放强度,减少工业三废的排放量是解决重庆环境问题的关键。只有对影响重庆工业三废排放的相关因素进行深入分析,才能从根本上解决重庆的工业污染问题。因此,本文将对影响重庆工业三废排放的相关因素进行深入探讨,并在此基础上对未来重庆工业三废排放量进行预测,这将有利于改善重庆城市环境质量。
4、重庆市工业污染影响因素的灰色关联分析
4.1 指标选择
影响工业污染排放的因素有诸多,包括自然因素、人文社会因素、经济因素等,然而自然因素以及人文因素都是通过经济因素体现出来。因此,本文综合了宋香荣等(2010)选取的新疆环境污染影响因子,张劲等(2007)选取的武汉工业三废影响指标,赵海霞等(2006)提出的江苏省环境污染影响因素以及包群等(2006)在分析中国经济增长与环境污染时采用的相关因素。在此基础上,通过对工业污染定性分析以及结合重庆的实际,选取如下具有代表性的指标:经济规模、产业结构、工业化程度、对外贸易程度、工业污染治理投资、城市化水平。由于历年《重庆统计年鉴》中关于万元GDP能耗、环境科技投入以及生产技术的数据统计不完善,因此我们选取剩下的六大指标进行分析。各个指标具体解释如下:
(1)X1:经济规模。经济发展意味着更大规模的资源需求,因而对环境会产生相应的影响。依照环境经济学理论,其他条件不变,经济总量越大,自然资源的消耗越快,环境污染排放越多,施加于环境的压力越大,相应的环境质量状况就会越差。
(2)X2:产业结构。从产业结构来看,不同产业的排污强度不同。通常,随着一国经济发展,该国经济会从以第一产业为主向第二产业转变,环境污染加重。在三次产业结构中,第二产业所占比重越大,工业污染越严重。
(3)X3:工业化程度。伴随着一国或者一个地区工业化步伐的加快,越来越多的资源被开发利用,资源消耗速率开始超过资源的再生速率和环境承受能力,污染大幅增加,环境质量下降。工业化程度越高,工业三废的排放越多,对环境造成的污染越严重。
(4)X4:对外贸易程度。对外贸易对工业污染的影响显著。一方面,鼓励出口的对外贸易政策使企业长期处于高资源投入、高能源消耗、高污染排放、低工业产出的“三高一低”型工业生产状态,可以说是消耗了后代宝贵的自然环境资源来换取当代人的外汇收入。另一方面,随着经济的快速发展,进出口产品从原来的初级产品转换为工业制成品,对工业品需求的增加必然带来大量的工业污染物。
(5)X5:工业污染治理投资。工业污染治理投资反映了一国或一个地区对环境治理和投入的力度。工业污染治理投资越多,环境质量将会提升,因此工业污染治理投资对工业污染具有相反的效果。
(6)X6:城市化水平。城市化的发展一方面推动了经济、文化、教育、科技和社会的不断发展,把人类社会的物质文明和精神文明推向新的阶段;另一方面随着城市人口的持续、增长、城市规模的不断扩大、大城市和特大城市的不断涌现,城市生态与环境问题尤其是“三废”污染令人不安。城市化进程的加快直接导致工业污染的加剧。
根据上述分析,我们以人均GDP代表经济规模,以第二产业所占GDP的比重表示产业结构,以工业增加值占GDP的比重表示工业化程度,以对外贸易总额占GDP的比重表示对外贸易程度,以重庆工业污染治理实际使用资金额为工业污染治理投资额,以非农业人口占总人口的比例表示城市化水平。其中,经济规模、产业结构、工业化程度、对外贸易程度、城市化水平对重庆市工业污染的影响方向是正向的,工业污染治理投资对工业污染的影响方向是反向的(见表1)。
4.2 重庆市工业污染影响因素灰色关联分析
灰色关联分析法的基本思想是根据序列曲线的几何形状的相似度来判断其联系是否紧密,它对样本量的大小和规律要求不高,较好的弥补了传统相关数理统计方法的缺陷。
由于工业污染治理投资对工业污染的影响是反向性的,因此本文首先对工业污染治理投资额进行倒数化处理,然后根据灰色关联度的计算方法和计算步骤,以2003年到2009年工业三废为参考序列,以同时间段的人均GDP、工业污染治理投资额倒数、城市化水平、对外贸易程度、第二产业所占比重、工业化程度为比较序列进行灰色关联度计算。最终结果见表2。
表2是各影响因素与工业污染六大指标的关联度及其排名。关联度越接近于1表明相关性越强,排名越靠前。从表2可知,城市化水平、产业结构、工业化程度与重庆市工业废水、工业SO2、工业粉尘、工业烟尘、工业固体废弃物关联度较大,排名靠前;而对外贸易程度、经济规模、工业化程度与重庆工业废气关联度较大,排名靠前。综合各影响因素的关联度大小以及排名,结合以上分析,我们认为主要原因在于以下几个方面:
一是经济规模扩张,城市化进程加快。2003年以来,随着西部大开发的进一步推进,重庆面临经济发展的重任,其首要目标就是经济规模的扩张。2003年,重庆GDP为2555.72亿元,人均GDP为8164.979元。2009年,重庆GDP上升到65684亿元,人均GDP上升到19935.25元,增速显著。然而这种经济规模的扩张是建立在“高能耗、高污染、高投入”的粗放型经济增长模式上,因此必然会造成严重的城市工业污染。另一方面,近年以来,重庆加快了城市化的步伐,随着城市人口的增加,住房建设和城市基础设施建设进一步增加,从而对城市环境和自然资源带来了巨大的压力。
二是产业结构不合理,工业化程度高。近年来,重庆逐渐形成了“二三一”的产业格局,第二产业所占GDP的比重大于第三产业和第一产业。然而第二产业以工业和建筑业为主,加之重庆产业层次较低,尚未形成以资本、技术密集型为主的产业格局,因此随着第二产业比例的增加,工业污染排放量也不断增加。
重庆工业占对GDP增长的贡献率已经超过50%,成为重庆经济发展不可或缺的重要组成部分,是全国三大摩托车、五大汽车制造基地之一,同时也是全国重要的装备制造、天然气化工、仪器仪表生产基地。但是,重庆的工业化呈现出不合理的趋势,表现为:首先,以重化工业为主的重工业在工业中所占比重较高,轻工业比重较小。2004年,重庆轻重工业之比为34.2:65.8,2008年调整为31.9:68.1,重工业比重进一步增加。然后,重庆重污染行业和重污染企业所占比重较大。最后,重庆工业设备落后,技术水平低,万元GDP能耗高。重庆工业所占比例高,加上内部不合理的因素必然导致严重的工业污染。
三是对外贸易快速发展。近年来,重庆为了建设成为内陆开放高地,将对外贸易作为重头戏来抓。尤其是保税区以及两江新区成立以后,政府出台了各种优惠措施,鼓励出口,贸易规模不断扩大。另一方面,根据《重庆统计年鉴》的数据可知,重庆主要进出口产品为工业制成品、矿产品、化学工业及其相关工业的产品以及塑料、橡胶制品等。从近年来重庆市工业废气排放的主要行业和企业分布可以看出,以上这些行业将产生大量的工业废气。加之重庆大部分进出口企业仍然延续“三高一低”的生产模式,进一步加剧了工业废气的排放。
在对重庆市工业污染影响因素分析的基础上,本文将进一步用灰色动态模型预测重庆未来几年内工业污染情况,为下一步重庆工业污染的治理提供依据,从而使本文的研究更有意义。
5、重庆市工业三废的灰色动态模型(GM)预测
5.1 预测方法选择与数据预处理
工业污染是一个复杂的系统问题,在综合现有研究的基础上,本文采用灰色系统模型预测重庆未来几年内工业三废排放量。表3是2003-2009年重庆市工业污染排放情况。从表中可以看出,工业三废平均增长速度都出现了较高的极值点且数据波动幅度较大,一阶累计数据光滑性较差,并且准指数规律不明显,不符合灰色序列模型的基本准则,因此必须采用二阶平均弱化缓冲算子对原始数据进行处理,弱化其随机性。
5.2 重庆市工业三废的灰色动态模型(GM)预测
利用灰色动态模型(GM)对弱化后的数据进行模拟并计算出相对误差、关联度、均方差比值以及小误差概率,结果见表4。
从表4中可以看出,发展系数-a都
表6是2010年_2020年重庆未来十年工业污染排放的相关预测。从表6的结果来看,尽管未来十年内重庆市工业废水、工业SO2、工业粉尘、工业烟尘的排放量将逐步放缓,呈现下降趋势,但工业废气和工业固废排放量呈上升势头,特别是工业废气的增长幅度远远超过工业废水的下降幅度。从重庆市未来十年内工业污染的预测值可知,工业污染整体形势依然严峻,尤其是工业废气排放对整个环境质量的改善带来了巨大的挑战。
关于重庆未来工业污染排放呈现出的趋势,我们认为可能的原因是:一方面,随着重庆节能减排工作的推进以及对现有重污染企业的治理,整个工业污染状况将得到缓解,工业SO2、工业粉尘、工业烟尘的排放量降低。加之重庆一直以来非常重视对三峡库区以及次级河流的整治,所以工业废水排放将得到控制。另一方面,随着重庆目前的产业调整与升级,未来重庆将形成以汽摩、装备、材料、化工、电子信息和能源为核心的六大支柱产业体系,而这六大支柱产业正是工业废气和工业固废的主要来源,因此这可能是未来几年内重庆工业废气和工业固废排放量越来越严重的原因之~。同时,随着重庆寸滩港和两江新区的进一步发展,重庆将变成一座更加开放的城市,对外贸易规模将不断扩大,并且重庆现有的工业生产方式以及进出口产品结构在短时间内无法彻底转变,这可能是重庆未来十年内工业废气排放量增加的另一重要因素。
6、结论
综上所述,本文通过研究重庆市工业污染的影响因素以及对未来重庆市工业污染的排放趋势进行预测,得出如下结论:
结论一:近年来,重庆工业污染排放日益严重,其主要原因在于随着重庆经济规模扩张、城市化进程的加快以及对外贸易的快速发展,工业污染排放量随之增加。加之重庆产业结构的不合理,工业所占比重较大,因此进一步加剧了重庆市工业污染程度。
结论二:通过对未来十年重庆工业污染排放量的预测,发现重庆市工业废水、工业SO2、工业粉尘、工业烟尘的排放量将逐步放缓,呈现下降趋势,但工业废气和工业固废排放量呈上升势头。未来重庆工业污染减排仍然面临巨大的挑战。
关键词:涉铅企业 环境风险 固有风险率 模糊综合评判
中图分类号:F272 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-000-02
涉铅企业已被我国环保部门列为重点整治的行业之一,涉铅企业引起的环境污染事故也频繁发生[1]。因此,对涉铅企业进行环境风险评估是很有必要的,既能确定涉铅企业的风险等级,有针对性地对企业采取有效的整改措施;又能提高环保部门的监督管理能力,对不达标的企业重点监控,力求避免铅污染事故的发生;同时还是保险公司制定保费额度的参考,为环境保护部门进行环境管理提供技术依据。
该文利用风险评价理论及模糊数学的知识,根据涉铅企业环境污染事故因子建立涉铅企业环境风险模糊综合评价模型和评价指标体系、环境风险分级标准,以便为国家环境保护管理部门及国家相关职能部门对涉铅企业环境风险管理提供决策依据。
1 涉铅企业环境风险模糊综合评价模型
1.1 风险评价理论介绍
1.2 模糊综合评价的数学模型
1.3 涉铅企业环境污染事故的主要因素
影响涉铅企业环境污染事故易发性的因素主要有以下几点:
(1)企业类型。铅的应用范围极其广泛,不仅在工业、农业等领域应用,在铅冶炼、铅蓄电池、废铅蓄电池回收、铅印刷等企业也广泛使用铅金属或含铅矿石,由于这些企业在生产过程中,其生产要求、生产工艺等不同,也分属于不同的行业,所以其企业类型也不一样,其引发铅污染事故的可能性也不相同。
(2)企业规模。由于企业生产规模、经济实力等方面的差异,导致其在安全环保资金投入,安全管理的机构建立、人员配备、制度建设等方面的配套不一样,因此一般中小规模企业较大企业更易发生铅污染事故。
(3)生产工艺。不同的生产工艺导致铅污染事故的可能性也不一样。有的企业生产工艺先进,其生产过程中产生的铅烟、铅尘较少,其发生铅污染可能性不大;反之,生产工艺落后的企业生产过程中产生的铅烟、铅尘较多,其发生铅污染可能性就较大,即涉铅企业发生铅污染事故的概率与其生产工艺密不可分。
(4)其他因素。涉铅企业发生铅污染事故的可能性还与其生产设备、生产条件及员工素养有关。生产设备、生产条件较好、员工素养较高的涉铅企业发生铅污染事故较小,反之则发生事故率较高。
以上6个因素与涉铅企业环境污染事故发生都有着密不可分的关系,但是要用数学函数精确描述它们之间关系是十分困难的,为此用模糊数学来确定它们之间的相互关系。
1.4 涉铅企业环境污染事故后果的严重度确定
根据计算结果,再由表3不难看出,该涉铅企业环境污染事故的固有风险率为0.415,风险性等级为三级,即有显著风险,为了安全需要进行整治,从而降低其风险性。
2 结语
该文根据涉铅企业环境污染事故具有模糊性的特点,充分利用模糊数学工具,提出一种涉铅企业环境污染风险性的模糊综合评判方法,该方法在实际应用中具有操作方便,过程具体、结果准确,做出的结论科学且符合实际情况,有利于行政主管部门对涉铅企业的分级监督管理,防止涉铅企业环境污染事故的发生。但是,该方法中某些因素的选取、权重值的分配、一些关键数据临界值的确定还有待进一步研究。
参考文献
关键字:水污染控制规划;特点;规划方法
1 概述
水是生命的源泉,它与能源、土地共同构成了人类社会发展的基础。随着世界人口的增长和经济的发展,水环境问题日益突出。早在1997年1月,联合国在《对世界淡水资源的全面评估》报告中指出:水资源缺乏将严重制约21世纪社会经济的发展,并可能导致国家间的冲突。近年来,我国水资源形势也是不容乐观,主要的河流受有机污染严重,面源污染也日益突出。我国的水资源污染到了非常严重的程度,水污染控制已迫在眉睫。
水污染控制规划是对水体污染所制定的防治目标和措施。水体的对象可以是江河、湖泊、水库、海湾,范围可以是河段、城市区段、河流、水系和流域等。水污染控制规划的主要内容是:①水质功能区的规划,按照不同的水质使用功能、水文条件、排污方式、水质自净能力特性,划分水质功能区、监控断面,建立功能区内水质管理信息系统等;②水质目标和污染物总量控制指标规划,规定水质目标与污染物排放的总量控制指标;③治理污水规划,提出推荐的水域污染控制方案,提出分期实施的工程设施和投资概算等。水污染控制规划涉及的数据时海量的,运用传统的图纸、表格、文字等手工操作和管理已显得力不从心,也不便于数据的更新和管理,因此,在水污染控制规划中,应用信息技术已成必然。
2 我国目前水污染的特点及存在的问题
据联合国公布,当今世界有18%的人面临饮水困难。我国的水利部也用“水多,水少,水脏,水浑”来形容我国目前的水资源情况。 尤其是频繁发生的水污染事件造成了我国严重的经济损失。在我国,化工产业的发展是经济增长的重要组成部分。进入21世纪以来,中国快速发展工业化、城市化,工业的发展和城市布局的变化使得水污染漫延, 从而造成了巨大的经济损失。因此加大对水污染的治理力度成为经济发展中的首要问题。 我国目前水污染有以下特点:
(1) 我国江河污染较多。以城市和工矿企业的点源污染为主,并沿江成为污染带。
(2) 潜在污染源面积广。统计显示,全国共有21326家化工企业,其中 13416家位于长江和黄河沿岸;另外,珠江流域和松花江流域也分布有许多大型石化企业。辽河流域的辽阳、锦州同样也是石化企业集中区。七大流域的重点排污企业达5379 家。
(3)突发性。目前我国水污染的突发事件非常频繁, 平均每两到三天发生一起水污染事故,就会造成相当大的经济损失。
我国水污染问题如此严重, 也暴露出了我国在水污染治理方面的不少问题。GIS作为一个集数据和图像为一体的信息系统,能够加强对污染源的监察、预测、信息查询和空间模拟等功能。在解决水污染的许多问题中,GIS 已成为一个颇有价值的系统。
3 近代主要规划方法
3.1 线性规划法
线性规划法是污染物总量控制规划常用的方法之一。通过这个方法,可以求得最大污染源排放量,或最小污染物削减率,或最小污染物削减方案的总投资费用。线性规划通常可以分为白色线性规划和灰色线性规划两种,通常所说的线性规划是指白色线性规划,即规划模型中的全部参数都是已知的优化方法。白色线性规划法常用单纯形法求解。单纯形法算法简单,理论成熟,并且有标准的计算程序。
白色线性规划有一定的局限性,即所有参数必须“白化”才能求解得到满意的优化方案。而实际上,在水污染控制规划中,建模所用的参数并不能全部“白化”,一些边界条件或参数并不能准确的反映实际情况,因此灰色线性规划应运而生。灰色线性规划和白色线性规划相比,主要表现在:①约束条件的值能够随时间而变化;②约束条件的上、下限值或区间可以在一定范围内漂移;③目标函数不一定是数学上的极值,还可以是相对优化值,或者是一个灰色区间。因此灰色线性规划比白色线性规划更科学、更先进、更实用。不同类型的灰色线性规划有不同的求解方法。
3.2 层次分析法
层次分析法(AHP)是一种实用的多准则决策方法。该方法1982年引入我国,它有定性与定量相结合处理各种决策因素的特点,以及其系统、灵活和简洁的优点,所以迅速在我国众多领域得到广泛重视和应用。
层次分析法从本质上讲是一种思维方式。它把复杂问题分解成很多个组成因素,又将这些因素按照支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方法确定层次中各因素的相对重要性,然后结合决策者的判断,确定决策方案相对重要性的总排序,从而得到最佳方案。层次分析法克服了其他决策方法过分依赖数学模型的缺点,更加重视决策过程中决策者的判断和选择,整个过程中体现了决策思维的基本特征,即判断、分析和综合。在水污染控制规划中,将水资源的可持续利用作为决策目标层,将环境容量分配作为准则层,将污染物削减、控制措施作为方案层。这种递阶层次结构较好地反映了水污染控制规划的过程,因此层次分析法在水污染控制规划中得到了广泛的应用。
3.3 地理信息系统法
地理信息系统(GIS)法以空间数据为研究对象、间数据库为核心,采用空间分析和建模的方法,实时提供多种空间的和动态的资源与环境信息。它涉及人工智能、环境工程、规划理论、地学、数学等多种学科和专业。GIS自60年代提出以后,经过70年代的巩固,80年代的突破,90年代己进入全面发展和应用阶段。一些具有代表性的软件如ARC/INFO、ARC/VIEW、MGE、GENAMAP等已在世界上拥有众多用户。
我国70年代末开始进行GIS技术研究,目前已在城市规划、城市防灾、资源管理等领域得到了迅速发展和应用。它的空间分析能力、数据库与图形之间的动态连接等功能,对水污染控制规划极为有价值,它能够非常方便的将大量数据转换成图形,可以用不同的颜色直观表示出水体的污染程度,并可随时更新数据库,因此地理信息系统法具有直观、方便、准确和实时的特点。
4 结束语
在水环境日益受到重视的今天,针对我国水污染的特点,将有更多的水污染控制规划方法应运而生,从而加速我国的水污染治理速度,改善水环境的现有状况。
参考文献
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作者简介
论文摘要:引言近些年来,原本短缺的资源和脆弱的环境在中国人口的迅猛增长、经济的快速发展和人民消费水平的不断提高的前提下,面临着越来越大的压力,再加上城市建设的逐渐发展,日趋现代化的更新和升级,使得城市污染也迅速愈发严重。片面的追求经济发展已经导致了城市中的生活区环境严重恶化,使城市的规划和发展受到了巨大的影响和冲击,因此,把环境问题处理好变得越来越突出。
论文关键词:城市建设;城市污染;环境问题
一、城市环境和资源的压力
城市规划中的环境问题跟经济活动和人口的密度成正比,因而,巨大的资源与环境压力也接踵而来,加上日益加快的城市化进程,城市猛增的人口,人民日益提高的生活水平和升级的消费,都带给了紧张的城市环境和资源更重的压力。
(一)大气的污染和大气污染物
大气污染物目前已知的约有100多种。主要由自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、汽车尾气等)引发,后者更甚,特别是工业生产和交通运输死带来的。城市中的空气污染源大致来自于以下方面:1、工业:工业是导致大气污染的重要因素。因为工业排放到大气中的污染物性质复杂,种类繁多;2、交通运输:尤其是城市汽车,数量多又集中性强,它所排放的污染物能对人呼吸器官直接造成很大的危害,严重污染城市空气,是城市空气的重要污染源;3、各种喷雾剂,新增了空气中的有害成分,造成空气污染(如各种空气清新剂、杀虫剂等)。城市化日渐加快,相伴相生的工业、交通运输业也发展迅速,这些发展就导致了更多空气污染。当污染物:大量的废气、粉尘、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、臭氧等被排入大气中后,空气的质量就受到了严重的破环。
(二)废水污染
城市水污染主要涉及如下三点:
1、工业废水;2、生活污水。生活排放污水的数量正在逐渐增加,有资料显示,有一半的废水是生活排出的;3、农业中用的化肥、农药,通过雨水进入到到河流中后,使地表水受到污染。据相关环境部门调查,我国城镇未经任何处理直接排入水中的污水每天至少有l亿吨。全国七大水系中,一半以上的河段水已受到污染,全国不适合鱼类生存水占到1/3,不能用于灌溉的占到1/4,严重污染的已达到了90%,有一半的城镇水源不符合饮用标准,40%的水已不适合饮用,甚至水体污染已经成为导致南方城市总缺水量的60%—70%的罪魁祸首。
(三)固体废物污染
固体废物主要涉及到生活垃圾、一般工业固体废物和危险废物三种。另外,也包括农业固体废弃物和建筑废物。固体废物一定要妥善处理后才能丢弃,否则就会对大气、水体和土壤带来严重污染,危害人体健康。固体污弃物具有两重性,也就是说,在不同的时间和地点,对于不同的人而言,被废弃的某物品有可能是废物,但如果转换一定条件,废弃物也能变为资源。防治固体废物污染就是利用废物的这个双重性,使固体废物减量、无害化,并且变成资源。对于不能利用和一定会产生污染的固体废物,一定要妥善处理。
(四)噪声污染
噪声一般可分为高、低两种。一般而言,低强度的噪声对人体是无害的,而且在满足一定条件的情况下可以提高工作效率。但高强度的噪声则会对人体有害,使人疲劳,情绪低落,甚至引发疾病。高强度噪声,无论是对人的听觉、视觉、智力还是神经系统、消化系统、内分泌系统、心血管系统等都有伤害。高强度噪声主要来自工业机器、现代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商场、文体娱乐场所所带来的喧闹声等。伴随城市化进程的加快,噪音污染已发展为城市污染的严重灾害之一。城市的噪声污染主要来源于机动车数量的猛增。
二、防治污染的举措
(一)大气污染综合整治规划
大气污染的治理应当在维持现有城市的能源与交通状况的前提下,找出危害广,影响大的最严重污染物,以便能有针对性的有效治理。城市规划的大气污染治理方法主要有:1、合理工业布局;2、减少交通废气的污染;3、绿化造林
(二)水污染综合整治规划
生活污水主要是有机物的污染,工业污水主要的污染物就没那么简单了。虽然每个城市水污染的程度各异,但仍可普遍采取如下措施加以防治:1、提倡节约用水,对废水进行循环再利用。实在不能用的废水经过处理后再排入水管道中;2、划分区域用水,在污染严重区域开办废水处理基地,尝试多种处理方法,采用新的科学方法净化水,严格杜绝未经处理的污水直接倒入江河湖海中。
(三)固体废物综合整治计划
处理城市生活垃圾一般采取两种方式:一种是填埋,另一种就是焚烧。虽说目前,我国填埋生活垃圾已经发展到稳步推进的阶段,但实施填埋时一定要妥善处理土地资源,确保最大限度的减少填埋场的污染和浪费,变填埋气体为资源。焚烧垃圾主要适用于可燃垃圾,东部沿海城市因其土地资源的宝贵性,就决定了焚烧处理会慢慢演变为这一地区生活垃圾处理的主要方式。
(四)综合整治和规划噪声污染
[关键词]环境影响评价工程分析要点
化学工业是国民经济的重要部门,它不仅和人民生活息息相关,而且还是发展农业现代化、国防现代化、电子技术现代化等科技尖端技术的重要基础,在国民经济发展中占有重要地位[1]。化学工业项目因其生产工艺流程复杂,加工的物料及产品,具有易燃、易爆、易挥发、有毒有害等特征,生产过程中介质处于高温、高压、负压等工艺状态,即使同类化工项目,其污染物的排放情况也会有很大的差异[2]。工程分析作为化工项目环境影响评价报告文件中的核心内容,分析是否到位是决定环评报告质量好坏的关键。笔者认为应解决好以下几个方面:
1 工艺分析
工艺分析是工程分析的基础和主体。以下从工艺分析的任务、内容和应取得的成果三个方面进行论述。
1.1 工艺分析的主要任务要求
1.1.1 要根据项目批文、项目建议书和可行性研究报告确定的工程内容进行工艺分析。针对建设项目在产业政策、能源政策、资源利用政策和环保政策等方面的问题,剖析对环境产生的影响,做到既要有政策性,又要有针对性。
1.1.2 以“清洁生产”、达标排放和污染物总量控制为纲,分析论证工艺的先进性和工艺全过程的污染控制水平,以及各环保治理措施的处理技术经济可行性,从环保角度为项目选址和工程设计提出优化建议。
1.1.3 复核各工艺装置的废气、废水、固体废物的排放量、排放方式和去向;并按污染源分类分析,定量描述污染物排放总量,筛选出对环境有影响的评价因子,包括特征因子。
1.1.4 为各专题评价提供基础数据,力求做到科学、准确、有针对性。
1.2 工艺分析的具体内容
1.2.1 生产方法及工艺路线论述
首先要对拟建项目的产品生产进行调查了解,查找该产品国内外的研究进展报道及相关的论文。然后结合项目可行性研究报告等资料进行分类归纳,总结原料、副产品、产品的主要用途和物理、化学性质,以及生产工艺路线,列出主要化学反应、副反应式。
1.2.2 工艺流程说明及污染源排放情况
利用生产方法和工艺路线归纳总结的资料,编写工艺流程说明,绘制标有各装备(单元)污染源分布的工艺流程图,编制各装置废气、废水、噪声和固体废物的污染物产生量、去除量、排放量表。以一图一表的形式能更清晰的将污染环节和排放情况表示出来。应该注意的是,排放表中污染源编号应与污染工艺流程图中编号一致,同时应列出各排放点所产生的污染物的名称、浓度、产生量、去除量、排放量,以及排放方式和去向。
1.2.3 污染源分类汇总
在前述工作基础上,将所列举的污染源分别按照废气、废水、固体废物和噪声源进行汇总和分析,可作为环境影响预测和初步设计、工程竣工验收以及今后环保监管的依据。
1.2.4 达标分析和污染物总量排放建议指标
达标分析和污染物总量排放建议指标,主要评价工程“三废”排放是否符合国家和地方政府颁发的标准。其次,结合环境影响评价所确定的保护目标,提出污染控制目标,并确定各环境影响要素的评价因子和污染物排放总量控制因子。
工艺分析的主要内容可以用下面的树形图来表示(见图1)。
1.3 工艺分析应取得的成果
对于化工建设项目,只有在详细了解生产工艺的前提下,才可能得到正确的结论和成果。经过工艺分析后应得到的成果包括,①生产方法及工艺路线污染分析结论;②污染源分类排放状况表和污染物排放总量表;③环境影响分析结论及评价因子;④拟选厂址的合理性及对总图布置建议[3]。
2物料衡算与水平衡
2.1 物料衡算
物料衡算是根据质量守恒定律而进行的物料平衡计算,包括总物料衡算、有毒有害物料衡算和有毒有害元素物料衡算,它既可用于化工生产全过程或某一阶段总物料的平衡计算,也可用于任一组分的衡算。物料衡算其基本原理为投入某系统的物料等于该系统产出物质的产量和物料流失量之和,即:
在绘制物料平衡图过程中,需注意以下几点:一是注意转化率不同于收率。转化率是指参加反应的原料量和投入反应设备的原料量的百分比,它包括主反应和副反应;而收率仅指生成目标产品的原料消耗量和投入反应设备的原料量的百分比,它仅包括主反应。二是物料的流向要注意结合物质的沸点、溶解度、饱和度、饱和蒸气压等理化性质。三是注意绘制重金属或有毒有害化学品等特征物质物料平衡图。四是物料平衡图绘制完成后,要及时与建设方的技术人员沟通交流,核实完善物料平衡图,进一步保证工程分析的准确性和科学性。
例:某石化公司加氢裂化装置技改项目总物料平衡图(见图2)。
例:某合成氨厂节能技改项目硫平衡图(见图3)。
2.2 水平衡
水平衡是环评导则明确的任务,通过工程分析中的水平衡分析,可以核定化工建设项目中废水排放情况,为废水质量方案的确定和水污染物总量控制提供依据,同时提出用水计划和节水方案。
水作为工业生产中的原料和载体,在任一单元内都存在着水量和平衡关系,同样可以依据质量守恒定律,进行水平衡计算,工业用水量和排水量的关系见图4,其水平衡式为:Q+C+A+W=H+P+L。
例:某化肥厂技改工程水平衡图(见图5)。
3污染源强和排放量分析
结合工艺流程及产污环节、物料平衡、水平衡、类比调研等工作确定项目生产过程中主要污染因子、特征、性质以及拟采取的污染治理措施,然后按照各生产单元(车间)逐一列出废水、废气、噪声及固废的产生与排放源强清单,若是技改扩建工程应包括现有项目排放量、拟建项目排放量和技改扩建后(包括“以新带老”消减量)总排放量,对于有毒有害污染物还应列出非正常排放的源强。通过对污染源产生、削减和排放量的计算,可以对可行性研究报告拟提出的污染治理措施可行性进行论证,并根据这些污染物特征和达标情况,有针对性地选择合理有效的污染治理措施,即推荐方案,从而确保污染物最终达标排放。
4清洁生产水平分析
绝大多数化工厂属于高污染、重污染单位,清洁生产是一种新的污染防治战略。实施清洁生产,可以减轻污染治理设施末端处理的负担,提高项目建设的环境可行性[4]。清洁生产主要体现在以下几个方面:
4.1 尽量使用低污染、无污染的原料,替代有毒有害的原材料。
4.2 采用清洁高效的生产工艺,使物料、能源高效率转化成产品,减少有毒有害的副产品和废物量;同时对可再生利用的废物进行回用,变废为宝提高利用率,减少排放量。
4.3 生产清洁产品,要求对人体和环境不产生污染危害或能将有害影响减少到最低程度。
4.4 在产品使用寿命结束后,能便于回收利用,不对环境造成污染。
4.5 完善企业管理,保障清洁生产规章制度和操作规程。
5环保措施方案分析
在化工建设项目中积极推行清洁生产,把污染尽量解决在工艺过程中的同时,必要的末端治理措施对确保污染物达标排放也是必不可少的。
环保措施方案分析包括两个层次,首先对项目可研报告等文件提供的污染防治措施进行技术先进性、经济合理性及运行的可靠性评价,若所提措施有的不能满足环保要求,则需提出切实可行的改进完善建议。
6总图布置方案与外环境关系分析
化工项目工艺流程复杂、生产设备多、污染物排放方式也不同,对于存在面源污染的企业,须对该企业制定卫生防护距离,分析厂区与周围环境敏感点距离可靠性,同时绘制总图布置与外环境关系图;合理厂区内车间的布置,对可能导致敏感点和厂界污染物浓度超标的车间应做调整;对厂区周围敏感点提出切实可行的处置措施(如搬迁、防护等)。
7结论
综上所述,化工项目环评中工程分析主要内容应包括工艺分析、物料衡算、水平衡、污染源强分析、清洁生产水平分析、环保措施方案分析以及总图布置合理性分析。其工作思路可归纳如下:查找国、内外同类产品和各类生产工艺及其他相关资料――对建设单位提供的初期资料进行详细分析――绘制污染工艺流程图,标识污染物的具体部位――绘制物料平衡和水平衡图――与建设单位技术人员沟通――给出最终污染源位置、污染物排放源强与排放方式。
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例2:富屯溪邵武段横向扩散系数的求取
为了确定年产5万吨邵武竹浆厂的排污。我们进行了二维示踪扩散实验。因为是连续投料,所以配制的是4000ppm的稀溶液,采用结绳法确定采样点的横向距离,由于当地主水流不在河道中间,所以每个采样点都进行流速和水深的测量。然后用累积流量法进行模拟。
N=0,±1,±2……, ∞
进行非线性拟合估算,求得邵武河段的横向扩散系数,代入计算后八组模型的计算值和实测值的回归相关每数γ=0.85~0.99,平均0.94。
图12#-3#断面计算曲线和实测浓度对比
图24#断面计算曲线和实测浓度对比
以上实测说明了示踪实验的组织和实施是进行扩散预测的重要保证,关系到预测工作是否成败的关键,是进行水扩散实验时必须重视的。
参考文献:
随着经济全球化的进程,很多局部地区的环境污染通过贸易、FDI和技术转移等媒介演变为全球性的环境污染,并已经对人类的生存和可持续发展构成根本性的威胁。其中,大气污染的全球效应是最为明显的,包括酸雨(主要成分为)、臭氧层破坏和温室效应等都是人类关注的焦点。根据世界卫生组织对空气污染造成的疾病负担所做的评估,每年有200多万的过早死亡可能是由城市室外空气污染和室内空气污染(燃烧固体燃料)造成的,其中发展中国家的人口承受着这类疾病负担的一半以上。①近年来,人们开始从关注环境污染本身转向关注引发环境污染的各种原因与机制,其中资本流动与环境的关系就是当前最具争议性的问题之一。为降低实施较高环保标准所带来的成本与费用,发达国家的企业将污染产业或夕阳产业通过外国直接投资(FDI)转移到环境管制标准与污染治理成本相对较低的发展中国家,从而显著恶化了东道国的环境福利,这就是著名的“污染天堂假说”,它最早由Chichilnisky、Copeland和Taylor等提出。②在此基础上。Esty和Geradin、Dua和Esty的研究表明,发展中国家政府有降低环境保护标准或放松环保规制以吸引外资的动机,③从而导致了国际环境条件的两极分化。Ropke、Daly和Goodland甚至指出,这种“竞争到底线”的引资行为会令某些国家的环境标准面临崩溃。④如果这些假说成立,那么FDI的流入给发展中国家带来的不仅是污染产业的转移,而且更会埋下阻碍经济可持续发展的危险种子。
本文认为上述观点未必成立。首先,环保成本因素并不是发达国家产业转移以及跨国公司区位选择的唯一决定因素。根据Dunning提出的“国际生产折衷理论”(包括企业所有权优势、区位优势和内部化优势,简称“OLI范式”),⑤区位因素将决定跨国公司生产的地理选择。这时环保规制条件只是跨国公司考虑的因素之一,其在进行全球资源配置时还将综合考虑政治与经济制度、要素禀赋与价格、基础设施条件、教育与研发、文化伦理、政府干预与激励措施等多种因素。Eastin和Zeng利用中国1996—2004年省际面板数据分析了影响FDI流入的因素,发现并没有明显的证据表明中国吸引FDI的根本原因是较低的环保标准,“污染天堂效应”不过是一个直觉上的假象。⑥其次,较高的环保标准本身对企业增长方式转变和技术升级会起到催化作用,企业可通过结构调整和研究开发等方式适应日趋增强的环保需要,并不一定通过资本与产业转移方式来降低环境成本。Nidumolu、Prahalad和 Rangaswami的研究表明,环境友好型的企业能够在坚持可持续发展战略的同时进一步降低生产成本和增加收益,并塑造长期发展的竞争优势。⑦最后,即使发达国家为降低环保成本向发展中国家进行投资,也未必会导致发展中国家环境条件恶化。这是因为外商直接投资会同时伴随着对东道国环境污染治理技术和管理经验的转移, FDI的“示范效应”和东道国的“学习效应”反而会促进东道国环境质量的改善。 Wheeler的实证研究指出,那些吸引世界对外直接投资最多的国家(如中国、巴西和墨西哥等),其城市空气污染水平都呈现出不断下降的趋势。⑧
那么,FDI到底会如何影响发展中国家的环境呢?其作用机制是怎样的呢?我们认为,这种影响是多种效应的集合,而不能仅从外资政策和环境政策的角度加以解释。结合Grossman和Krueger所提出的贸易对环境的规模效应、结构效应和技术效应三个作用机制,⑨我们认为外商直接投资对发展中国家的环境影响机制也应从这三种效应来进行综合考量。因此,本文试图在构建FDI影响东道国环境质量的理论模型的基础上,针对中国工业行业实际情况进行经验检验,以求揭开长期为人们所争论的问题的面纱。
已有文献中深入分析FDI对我国环境污染作用与机制的经验研究并不很多。例如,He采用中国29个省际面板数据构建联立方程估计模型,检验了外商投资对我国环境污染的规模效应、结构效应和技术效应,结果表明外商投资每增加1%会造成污染排放增加约0.1%。⑩而Eastin和Zeng则指出,跨国公司面对竞争压力和发展中国家环保意识的觉醒,将会通过FDI将其国内先进的环保战略、技术标准和管理理念引入发展中国家。(11)他们对我国省际面板数据的经验研究支持了FDI通过技术外溢效应有利于环境保护的论点。此外,Liang则从产业结构调整的角度认为外商投资进入可以挤出部分低效率的国内企业,进而通过产业升级和技术扩散提高中国能源和资源的使用效率。(12)其对我国260个主要城市的面板数据的实证检验证明了这一假说。这些研究的共同特点都是以省际和地区面板数据为对象,分析了外商投资对中国环境污染的总效应,而未以行业和部门面板数据为基础深入剖析外商投资对污染排放的细分效应与作用机制,因此还不能在真正意义上揭示FDI与环境的关系。此外,包群等虽然根据2001—2006年我国工业行业面板数据从部门层面进行了FDI与环境污染关系的经验研究,(13)但他们仅是从总体效应的角度进行了考察,并未对其内在作用机理做出逻辑解释与细化分解,且缺乏理论模型的支持。因此,本文试图完成以下几点贡献:第一,在理论上,将技术因素引入Copeland和Taylor的经典贸易与环境模型考察FDI与环境污染的关系,将FDI对污染的总效应分解为规模效应、结构效应、技术效应三个作用机制,特别是着重分析了FDI对东道国污染治理技术的引入与溢出作用,将技术效应从FDI对环境的总效应中剥离出来,从而深入诠释了FDI改善中国环境质量的真正原因。第二,在数据上,与绝大多数文献使用的省份或城市样本不同,本文采用2001-2009年中国36个工业行业的面板数据进行检验,这充分考虑了我国外商直接投资主要集中在制造业部门以及大部分污染排放也来源于工业部门的现实。此外,行业面板数据还可以反映出地区面板数据中所无法反映的信息,如政府对行业的引资导向与环境规制等。第三,在计量方法上,本文采用了与理论模型紧密相连的结构型回归方程,而非简约型设定,同时使用系统广义矩估计方法来消除模型的内生性问题,并与其他计量检验方法得到的结果进行了比较,最后还对不同的污染排放物进行了敏感性检验以验证结果的稳健性。
本文余下部分结构安排如下:第二部分为理论模型,第三部分为计量模型设定、变量选择、 数据来源说明以及描述性分析,第四部分为计量检验的估计结果和分析,第五部分为结论及政策启示。
二、理论模型
本文在借鉴Copeland和Taylor模型的基础上试图构建一个包含污染治理技术和环境管制政策因素在内的一般均衡模型来分析外商直接投资对污染排放的影响,(14)并将总效应进一步分解为规模效应、结构效应与技术效应。该模型的特点:一是引入了对污染有重要影响的生产与管理技术因素,并充分考虑了FDI对东道国技术进步的促进与溢出效应;二是在现阶段我国缺少成熟的污染许可交易市场的情况下分析外生的污染税费对企业污染排放的成本的影响。
(一)基本设定
假设经济系统中生产两种产品,一种是清洁产品,用Y表示;另一种为污染产品,用X表示,x生产的同时向环境排放污染物Z,Z的排放量同x的产量正相关。 X和Y两种产品的规模收益不变,且相对于产品Y而言,产品X是资本密集型的。由于污染物Z将对社会中其他生产者或者消费者带来负的外部效应,因此Z的生产具有社会成本,在相关的产权得到明确的界定时,企业就必须为其所排放的污染支付相应的机会成本τ,在现实中τ可以看做是企业向政府缴纳的环境税,或污染费,或购买的排污许可权。一个追求利润最大化的企业会发现任意排放污染并不是一个最优的选择,从而将一部分资源(生产要素)用于减少污染排放量。使用θ∈[0,1]表示企业的污染治理强度,θ表示企业用于治理污染的资源占所有资源的比例。当θ=0时,企业完全不对污染进行治理,此时所能生产的产量为企业的潜在产量F(也可以认为是一个企业的生产能力)。当企业使用了θ部分的资源用于治理污染时,企业只能生产实际产量(1-θ)F和污染排放量Z,即X=(1-θ)F,Z=Ψ(θ)F,Ψ(θ)是关于θ的污染排放函数,它是θ的减函数。将Ψ(θ)的具体形式设定为:
(5)式表明产品X可视为由污染排放Z和潜在产出F两种要素投入所生产,且生产函数满足规模收益不变的特征,α代表污染要素投入占生产总成本的份额。
(二)成本最小化决策
根据生产函数式(5),企业在生产产品X时的利润最大化决策可以分为两个相互独立的环节进行:依据外生的资本成本w和劳动力工资r,选择合适的资本与劳动力比率使得生产单位潜在产出F的成本最小;企业在给定污染排放成本τ和生产单位潜在产出成本的前提下,选择最优的污染排放量Z和潜在产出F的组合,使得生产单位产品X的生产成本最小。上述两步决策可表述为:
(三)污染排放的决定
假定市场是完全竞争的,企业的净利润为0,则有:
其中s=S/L,表示人均产出。从上式可以看出,人均污染排放量z由规模因素 s、结构因素x以及污染排放强度e三方面的因素共同决定。将(10)式代入(11)式后两边取对数得到:
2.技术水平A。发展中国家环保技术进步与升级的途径主要包括自主研发创新、引进外国先进技术和技术外溢。其中,对于后两者,外国直接投资和跨国企业往往发挥了重要的引领作用,(15)从而激励其他企业的技术模仿与跟随,乃至发生技术“蛙跳”,(16)以实现新的趋近于国际的环境标准。因此,将技术函数写为:(17)
(四)FDI对人均污染排放的影响
接下来在(15)式的基础上进一步分析FDI对环境污染的影响机制。由于模型中假定研发水平rd、污染税率τ以及资本价格r和工资水平w均为外生变量,依据(15)式,两边对FDI求导,并乘以FDI可得到:
在不考虑FDI对国内资本的挤入或挤出效应的前提下,设dK/dFDI=1,可以将(16)式进一步转化为:
(17)式中,左边为污染排放对FDI的反应弹性,=(dS/dK)(K/S)为资本的产出弹性,fdi=FDI/K。(17)式表明FDI对人均污染排放的弹性可以分解为规模效应、结构效应与技术效应三个方面。这三个效应的系数的符号及大小共同决定了FDI对环境污染影响的总效应。首先,FDI流入将增加东道国的资本存量,由于资本的产出弹性为正(>0),因此FDI对污染排放的规模效应为正;其次,FDI流入将提高东道国的资本密集度,依据雷布津斯基定理,将导致资本密集型的污染产品的生产增加而其他产品生产减少,故FDI对污染排放的结构效应为正(>0);最后,如果外资企业较内资企业具有更高的技术与效率,同时发挥技术示范与溢出效应,那么FDI的流入将有助于东道国整体技术水平的改进与提升,则FDI对环境的技术效应为负。同时,还应该注意到在技术效应上外资进入程度(fdi)与污染排放对外资的反应弹性之间呈U型关系,即:当外资进入程度较低时,FDI对降低污染的边际作用较小,因为其技术作用尚未得到充分发挥;而当外资进入程度较高时,FDI对降低污染的边际效应也较小,因为其技术作用发挥的空间已经有限;而当外资进入程度在某个门槛值时,FDI对降低污染的作用最大。可见,上述三个效应的分解可以使我们在真正意义上回答FDI为什么会对东道国的环境污染造成影响的问题。(18)
综上所述,本文提出以下待经验检验的命题:
命题:FDI对东道国人均污染排放的影响通过规模效应、结构效应和技术效应三个渠道实现。其中,规模效应和结构效应为正,技术效应的符号取决于FDI对东道国技术进步与溢出的影响,对发展中国家而言,一般来说,FDI对污染排放具有负向的技术效应。FDI对东道国环境质量的总效应最终取决于三个效应之间的强弱关系。
三、计量模型、变量选择及描述性分析
根据(15)式设定计量模型如下:
实证研究的样本为中国工业36个行业2001—2009年的面板数据。为了保证原始数据统计口径的一致性,我们的样本企业选定为工业行业的全部国有及规模以上非国有工业企业,并剔除其他采矿业、工艺品制造业以及废弃资源和废旧材料回收加工业,将行业数目调整为36个。(19)
自变量污染排放在现实中包括大气污染、水污染、废物污染、声污染、生态破坏等诸多方面,对于如何通过一个综合性单一指标来全面和科学地描述一个国家或地区环境和资源遭到破坏的整体水平,国内外的已有研究尚未给出满意的答案。因此,更多的相关研究普遍采用多元化的具体污染指标。在基础模型的估计中我们选取二氧化硫()的排放量来代表环境污染的水平,这主要基于以下几点理由:第一,中国的能源结构决定了以煤烟型为主的大气污染是环境污染的主要形式与特征。中国是目前世界上最大的 煤炭生产和消费国,也是二氧化硫排放最多的国家,其排放的90%来自燃煤。(20)第二,二氧化硫会带来酸雨、硫酸雾等其他污染问题,从而对自然与人类健康造成严重的不利影响,因此其排放往往受到各国政府的严密监控。中国政府制定的“十一五”计划减排目标中的两项主要污染物指标之一就是二氧化硫。第三,相对其他污染排放而言,我国的公开统计数据中提供了较为详尽与可靠的排放数据,可以保证实证研究的数据可获得性和结果的可信性。本文选取人均二氧化硫量作为被解释变量进行对模型的估计,行业排放数据来源于《中国环境年鉴》,行业从业人员数据取自《中国统计年鉴》。
对计量模型中自变量的指标设定和数据来源说明如下:
1.工业行业的产出规模(scale)。选取人均工业增加值来表示该变量。其中工业增加值数据来源于《中国工业经济统计年鉴》和国家统计局官方网站,行业从业人员数据来源于《中国统计年鉴》。由于FDI进入会增加我国的工业行业产出规模,从而在规模效应上增加污染排放,因此其对因变量的预期影响符号为正。
2.工业行业的人均资本存量(k1)。采用工业行业固定资产净值年平均余额来表示资本存量,数据来自于《中国工业经济统计年鉴》。以全行业从业年平均人数来表示劳动力人数,数据来源于《中国统计年鉴》。依据雷布津斯基定理,人均资本存量的提高将导致资本密集型的工业行业的产出提高,从而增加排放,因此其对因变量的预期影响符号也为正。
3.工业行业的外资进入程度(fdi)。由于公开的统计年鉴中未能提供中国工业细分行业的外国直接投资数额,所以无法以FDI占资本存量或FDI占GDP的比重来测度外资进入程度,必须采用其他替代指标。综合已有的经验文献,其他衡量外资进入程度的指标构造方法主要包括外资企业就业人员占全部就业人数的比重和外资企业产出占总产出的比重。(21)本文采用外资企业的增加值占总增加值的比重来表示工业行业外资实际进入的程度,其数据来自《中国工业经济统计年鉴》和国家统计局官方网站。结合前文的理论模型分析,它对因变量的预期符号为负。
4.研发强度(rd)。选取工业行业的科研创新经费支出占全行业工业增加值比重来衡量该指标,研发数据来自《中国科技统计年鉴》。研发投入越多代表该行业的科研创新投入越大,包括增加对环保技术的研发投入、购置更有利于环境清洁的中间设备和原材料等,从而降低污染排放,其对因变量的预期符号为负。
5.税率(tax)。目前我国尚未征收污染税或环境税,政府采取的主要环保措施包括行政处罚(如对污染企业进行重点和随机稽查、罚金、责令停业或限期整顿等)和经济杠杆(如征收排污费和资源税、发放排污许可证、调节出口退税率等),它们构成了企业的排污成本。由于从公开的统计来源中无法获得全面的与污染有关的税费信息,且考虑到目前许多环境政策是通过相关的产业政策实施的,因此本文将采用估计的行业应缴税率(行业应缴税收占主营业务收入的比重)作为环境税率的一个代理变量,(22)能在一定程度上综合反映我国与环境相关的产业政策、财税政策、贸易政策和外资政策等措施的规制程度。(23)其中行业应缴税收通过主营业务收入减去主营业务成本和总利润获得,(24)数据均来源于《中国工业经济统计年鉴》。根据理论模型的分析,政府对污染排放征收较高的税收会导致企业生产污染产品的成本增加,因此会对一国环境质量起到改善作用,其对因变量的预期符号为负。
表1是对经验检验中的因变量与自变量的统计描述。可以看出,中国工业行业在样本期内的排放量的最大值与最小值之间存在很大的差异,离散系数高达2.7。外资进入程度的差异也较为明显,离散系数为0.67。
图1—4分别描绘了样本期内中国36个工业行业的二氧化硫排放量与四个主要自变量——人均工业增加值、人均资本存量、外资进入程度和行业税率之间的关系。简单的趋势分析表明:经济规模对工业排放具有明显的正向作用(见图1);资本密集度的提高由于改变了产业结构,从而使我国工业排放显著增加(见图2);行业外资进入程度越高,相应的污染排放就明显越低(见图3);行业的税率对污染有一定的抑制作用(见图4)。虽然上述观察得到的结论与我们前文的理论预期基本一致,但FDI影响排放的因素与机制是复杂的,包括影响经济规模、产业结构和技术溢出三个效应的作用方向与强度。这些更深层次的分析需要通过下文的计量模型实证检验得到进一步研究。
图1 排放与人均工业增加值的散点图
图2 排放与人均资本存量的散点图
图3 排放与外资进入程度的散点图
图4 排放与行业税率的散点图
四、估计结果及分析
计量检验首先估计三个核心变量(人均工业增加值、人均资本存量和外资进入程度)对人均工业排放的回归系数,作为分析FDI对环境污染的效应的基础。其次,根据回归模型的估计参数,对FDI影响污染的三个效应(规模效应、结构效应和技术效应)进行分解测算,并重点分析总效应和技术效应之间的相互关系。再次,结合各工业行业的外资进入程度进一步研究样本中36个工业行业外资对排放影响的情况。最后,为保证估计结果的稳健性,还对其他四种污染物排放的变量进行了敏感性检验。
(一)基础模型的实证结果分析
由于污染本身会在一定程度上影响FDI的流入水平(25)因此解释变量可能会与随机扰动项存在相关性,从而造成对的估计是有偏和无效的。所以我们在计量检验时首先要考虑解决内生性问题。已有研究中解决内生性的传统方法是工具变量法,然而从模型外部选择合适的工具变量的难度很大,比较常用的方法往往是选取变量的滞后项作为工具变量。但Arellano和Bond以及Arellano和Bover认为,这种处理方法还是会忽视相当一部分信息,(26)于是他们提出了一种能极大地增加模型使用信息量的差分广义矩估计方法(即different GMM估计,简称为DIFGMM)。在此基础上,Blundell和Bond认为标准的DIFGMM估计方法可能存在自变量滞后项和自变量差分滞后项的相关性不高从而导致弱工具变量的问题。(27)如果把自变量差分项的滞后项作为水平方程的工具变量,并且它和自变量当期项的相关性更高,则会得到更有效的工具变量。因此,同时利用这两类工具变量能够显著提高模型估计的有效性,也就是将差分矩阵和水平矩阵结合的GMM系统估计法(即system GMM,简称为SYSGMM) 。与普通工具变量法相比,SYSGMM法还可在GMM估计中通过 AR(1)检验剔除模型误差项自相关的影响。此外,由于GMM估计放松了对经典假设的严格限制,使得误差项的异方差问题不会对估计结果造成不利的影响。
为了检验模型的内生性问题,对计量模型进行了Hausman检验,结果表明在5%的显著性水平下拒绝计量模型中主要变量完全外生的假定,因此采用上述 SYSGMM方法处理存在的内生性问题,结果列于表2。Sargan检验和Hansen检验的估计结果均表明,GMM估计的工具变量的选择是有效的。(28)同时,为了考虑 SYSGMM估计中的一阶自相关问题,方程(4)和方程(5)还分别报告了误差项不存在以及存在一阶序列相关的估计结果。此外,为了便于比较,表2中还报告了混合OLS、随机效应和固定效应的估计结果。为了检验所有上述回归中的多元共线性问题,计算了多元方差膨胀因子=3.75,根据一般经验<10即认为不存在影响估计结果有效性的多重共线性问题。同时我们还针对(1)—(3)进行了怀特异方差检验,并报告了回归系数的异方差稳健标准差,列于表2中。(29)
表2的估计结果显示,方程(4)和方程(5)SYSGMM的估计系数具有更好的收敛性和稳健性。根据AR(1)检验结果拒绝了扰动项非自相关的原假设,因此采用方程(5)中考虑一阶自相关的SYSGMM方法更为科学。同时,方程(5)的三个核心解释变量的估计系数都通过了1%的显著性检验,且估计系数的符号和理论的预期完全一致。因此,本文将采用SYSGMM估计的方程(5)作为对基础模型的回归结果。具体来说,行业的经济规模扩大和资本密集度的增加将导致工业排放量增加,从而恶化我国环境质量;相反,外资进入水平的提高则有利于我国环境污染的改善。此外,还应注意到税率的政策变量对污染排放的显著负向影响作用,这实际上在很大程度上否定了“污染天堂假说”在中国的成立。
(二)FDI对污染排放的影响效应分解
根据前文理论推导的(15)式,可将FDI对污染排放的弹性影响分解为如(19)式所示的三种效应。其中,fdi可由实际统计数据获得;三个系数由表2中的SYSGMM方程(5)估计得到;资本的产出弹性(或资本收入占产出的份额)可通过测算获得,在已有的研究中,由于固定资产存量的测算方法不同,得到的值也略有差异,但大部分估算的数值接近0.6。(30)
我们将利用不同回归方法估计的系数值代入(19)式得到的规模效应、结构效应和技术效应列于表3。从定性角度考察,三种效应测算的结果与理论分析的影响符号完全一致。从定量角度考察,按照SYSGMM方程(5)估计的结果,外商直接投资每增加1%将有利于我国工业排放量减少约0.87%,其中规模效应和结构效应分别使排放增加0.1%和0.17%,而技术效应则使排放减少约1.15%。这一经验结论证明了FDI的“污染天堂效应”在中国并不存在,外资的进入并未在总体上造成我国环境的恶化,其根本原因在于FDI对环境影响的积极的技术效应超过了负向的规模效应与结构效应。进一步说,FDI对降低污染排放的促进作用主要体现在:一方面,外资企业一般更为普遍地采用环境友好型的生产与管理技术,特别是包括更为先进的控制污染物排放的技术、更有效的环境管理手段以及更完备的企业社会责任的要求和管理规范;另一方面,外商投资通过“示范效应”促使绿色环保技术与经验得到“外溢”,并通过东道国企业的“学习与模仿效应”提高产出效率和降低污染排放。这一结论也与Eastin和Zeng采用中国省际数据以及Liang采用中国城市数据进行检验得出的结论基本一致。(31)
接下来我们聚焦于FDI对污染排放的两个核心效应——技术效应和总效应——进行进一步的分析。根据(19)式,技术效应和总效应的表达式分别为:。对fdi从0—1给予不同的模拟连续赋值,并将所对应的技术效应与总效应数值描绘在图5中。不难看出,外资进入水平对工业排放影响(弹性)的总效应和技术效应均呈现U型,且技术效应曲线位于总效应曲线的下方。总效应曲线可以分为三个区间:(1)环境友好加强区间:该区间为最优环境效应点(即弹性的绝对值最大)A点(fdi值为0.39)的左侧,这段区间内随着FDI进入程度的提高,对环境的积极作用也不断增强,其原因在于减少排放的技术效应相对于增加排放的规模效应与结构效应持续扩大;(2)环境友好削弱区间:该区间位于A点至D点之间,D点为FDI进入程度对环境影响的临界点(超过该点则将会对环境产生负的总效应,fdi值为0.78),该区间内随着FDI进入程度的继续提高,技术效应的积极作用逐步减弱,最终被规模效应与结构效应所抵消;(3)环境恶化区间:该区间为 D点的右侧部分,当外资进入程度超过D点后,外资的继续流入将大大增强负向的规模效应与结构效应,从而造成污染排放的总效应由负变正,并不断恶化。因此,图5完整地展示了FDI进入变化对污染排放的模拟动态影响。
图5 FDI对工业排放的总效应和技术效应模拟
我们还特别注意分析了当前我国FDI进入程度对环境的影响以及与长期动态之间的关系。图5中B点代表了FDI进入程度为样本期(2001—2009)内均值(0.27)时的情况,C点为FDI进入程度为样本期最后一期(2009)水平(0.28)时的情况。显然,B点和C点均位于最优点A点的左侧,这表明鼓励外资流入程度的继续提高将有利于进一步改善我国的环境质量,换句话说,从优化环境与减排的角度看,我国吸引和利用FDI离最优水平还有一定的空间。
图6 中国36个工业行业FDI对排放影响的效应分布图
注:行业代码说明:1.煤炭采选业;2.石油和天然气开采业;3.黑色金属矿采选业;4.有色金属矿采选业;5.非金属矿采选业;6.农副食品加工业;7.食品制造业;8.饮料制造业;9.烟草制品业;10.纺织业;11.纺织服装、鞋、帽制造业;12.皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业;13.木材加工及木、竹、藤、棕、草制品;14.家具制造业;15.造纸及纸制品业;16.印刷业和记录媒介的复制;17.文教体育用品制造业;18.石油加工、炼焦及核燃料加工;19.化学原料及化学制品制造业;20.医药制造业;21.化学纤维制造业;22.橡胶制品业;23.塑料制品业;24.非金属矿物制品业;25.黑色金属冶炼及压延加工;26.有色金属冶炼及压延加工;27.金属制品业;28.通用设备制造业;29.专用设备制造业;30.交通运输设备制造业;31.电气机械及 器材制造业;32.通信设备、计算机及其他电子设备制造业;33.仪器仪表及文化办公用机械制造业;34.电气蒸汽热水的生产和供应业;35.煤气生产和供应业;36.自来水的生产和供应业。
(三)FDI环境效应的细分行业分析
为了进一步深入分析我国工业分行业的FDI环境效应,图6中描绘了36个工业行业在样本期内的总效应与技术效应情况。据此我们可以得到以下几点结论:第一,对于所有36个工业行业在样本期内FDI都表现出对减少排放具有积极的总效应和技术效应,这再次印证了我国并没有成为外商投资转移污染产业的“天堂”。第二,36个工业行业的FDI对排放的影响程度存在较大差异,对环境起积极作用最明显的行业主要集中在一些FDI进入程度中等的行业,如食品、纺织服装、鞋、帽、家具、塑料、金属、交通运输设备等制造业部门,而对环境积极作用较小的行业主要为FDI进入程度非常高的行业(如通信设备、计算机及其他电子设备制造业),或者FDI进入程度非常低的行业(如烟草制品业、煤炭采选业和黑色金属矿采选业等)。前者主要是因为FDI进入导致的不利于环境的规模效应与结构效应很大,而后者主要是由于FDI进入导致的有利于环境的技术效应很小。第三,从行业性质与特征看,采掘业(如煤炭、金属采选业等)和资本密集型的重化工业(如炼焦、钢铁、石化行业等)FDI进入的环境改善效应不明显,而一些劳动密集型行业(如家具、纺织、服装、鞋帽制造业等)外商投资的环境改善作用较为显著,这也与Cole以及Cole、Elliott和Wu的实证研究结论相一致。(32)
(四)敏感性分析
二氧化硫只是污染排放的主要形式之一,为了更准确地检验FDI对环境污染的影响,我们还选取了其他污染指标作为被解释变量进行敏感性分析,以进一步检测基础模型估计的稳健性。目前《中国环境年鉴》公布的污染指标中主要有三大类污染:水污染、大气污染和固体废弃物污染,(33)本文分别选取水污染中的工业废水(wast)、化学需氧量(cod)和大气污染中的工业废气(gas)、工业烟尘(smoke)作为替代污染指标。表4是上述四类污染物样本期内36个工业行业人均排放量的主要统计量分析。表5还测算了五类污染指标(包括)之间的相关系数(包括简单相关系数与斯皮尔曼相关系数),结果显示它们之间存在较大的相关性。
我们将五类污染排放指标利用SYSGMM-AR(1)方法对方程(18)的估计结果列于表6,结果表明这些污染指标的回归系数与前文对二氧化硫的检验符号基本一致,并且绝大多数都通过5%的显著性检验。这表明,我们对模型的计量分析具有较好的稳健性,从而进一步支持了已得到的结论的可靠性。接下来,类似前文,再将表6中的估计系数代入(19)式,得到表7中外商直接投资对其他四类污染排放物影响的规模效应、结构效应、技术效应以及总效应,测算显示三种分解效应的符号与前文相同,从总效应的情况看,除化学需氧量(cod)外,FDI进入都将有利于显著减少工业污染物的排放。
五、结论及政策启示
在引入技术函数的基础上,本文发展了一个分析FDI影响东道国环境质量的理论模型,并将这种影响分解为规模效应、结构效应和技术效应。在结构型计量模型的基础上,我们利用2001—2009年36个中国工业行业的数据检验了FDI进入对工业二氧化硫()排放的影响,并对三种效应进行了分解估算,不同计量方法的对比分析以及对其他污染排放指标的敏感性分析表明本文的模型设定与检验结果是稳健与可靠的。本文与以往的文献研究相比不但在经验上科学检验了“FDI能改善中国的环境吗”这一问题,更为重要的是通过对FDI的环境效应的分解(特别是U型关系的技术效应),进一步回答了“FDI为什么会改善中国的环境”这一问题,从而为制定相互有机联系的引资政策、产业政策与环保政策提供了更为准确的评估判断与合理的政策建议。本文得到以下几个主要结论。
第一,我们的研究测算在经验层面上不支持中国已经成为跨国公司和外国资本转移相关产业的“污染天堂”的论点。计量分析表明,FDI的进入无论在总体上还是分行业上都减少了我国的工业污染排放,从而改善环境质量,因此不存在FDI的“污染天堂效应”。以税率作为环境规制的代理变量的估计结果表明,包括产业政策、税收政策、贸易政策和外资政策措施在内的环境政策在一定程度上起到了环境保护的积极效果,从而否定了针对中国存在的“污染天堂假说”。不能否认在我国一些地方为盲目追求增长速度、解决就业、扩大税收等目标,政府竞相向外国投资者提供政策优惠,甚至放松环境管制,一些外商投资者为逃避监管和降低成本也存在向地方政府进行污染排放的寻租行为,但从总体上来说,FDI的流入并没有系统地威胁到我国的环境安全。
第二,对FDI影响污染排放的效应分解分析揭示了技术效应是FDI改善我国环境质量的根本原因,这种积极作用超过了外资进入所导致的增加污染的规模效应和结构效应。它体现在外资企业倾向采用更为先进、高效、环保的生产技术和管理模式,同时其产生的“外溢和模仿效应”将推动我国企业相应的节能减排技术水平的提高,从而有效地降低生产活动中的污染排放。这说明,充分发挥FDI在环保方面的示范与引领作用是我国转变经济发展方式,尤其是校正高能耗、高污染和低技术增长模式的一个重要战略举措。因此应积极鼓励具有环境保护技术优势的外资企业的进入,实现引资和环保的双重目标。我们的经验分析也证明,在中国当前的外资进入程度与以环保为目标的最优水平之间还有一段距离。
第三,对工业行业的细分研究表明FDI对污染排放的影响效果存在较大差异。外资进入程度中等的部门的环境优化总效应更为显著,而FDI进入程度较低的采掘业和程度较高的电子通讯制造业等部门的总效应则趋近于零。这体现了外资进入程度与环境质量改善之间的U型关系。因此,对污染密集度较高行业的引资限制和禁止应得到继续的贯彻,除非其能够确实引入世界先进的环保与节能技术;而对当前外资与产出规模较大的制造业应注意鼓励跨国公司在中国设立研发中心和延伸国内产业链,促进产品和产业的绿色环保技术的升级,从而为中国经济实现可持续发展做出贡献。
附录:
为了更加明确和简洁地推导产出结构与资本密集度k的关系,我们将产品X的潜在产出F和产品Y的具体生产函数形式设定为 :
当经济处于均衡时,无论是生产X还是Y的企业,都将选择最优要素组合使生产成本最小化。由于产品X和Y的生产函数具有规模报酬不变的性质,可将企业的成本最小化决策进一步看做是求单位产量生产成本最小的过程,即:
感谢罗伟博士对本文提出的建设性意见。作者感谢匿名审稿人提出的意见与建议,文责自负。
注释:
①世界卫生组织:《空气质量指南》(2009)。
②G. Chichilnisky, "North-South Trade and the Global Environment," American Economic Review, vol. 84, no. 4, 1994, pp. 851-874; B. R. Copeland and M. S. Taylor,“North-South Trade and the Environment,” Quarterly Journal of Economics, vol.109, no. 3, 1994, pp. 755-787.
③D. C. Esty and D. Geradin, "Market Access, Competitiveness, and Harmonization: Environmental Protection in Regional Trade Agreements," Harvard Environmental Law Review, vol. 21, no. 2, 1997, pp. 265-336; A. Dua and D. C. Esty, Sustaining the Asia Pacific Miracle: Environmental Protection and Economic Integration, Washington, D. C. : Peterson Institute for International Economics, 1997.
④ I. Ropke, "Trade, Development and Sustainability—A Critical Assessment of the 'Free Trade Dogma, '" Ecological Economics, vol. 9, 1994, pp. 13-22; H. Daly and R. Goodland, "An Ecological Assessment of Deregulation of International Commerce under GATT," Ecological Economics, vol. 9, no. 1, 1994, pp. 73-92.
⑤J. H. Dunning, International Production and the Multinational Enterprise, London: Allen & Unwin, 1981.
⑥J. Eastin and K. Zeng, Are Foreign Investors Attracted to "Pollution Havens" in China? Mimeo, British Inter-University China Centre, UK, 2009.
⑦R. Nidumolu, C. K. Prahalad and M.R. Rangaswami, "Why Sustainability Is Now the Key Driver of Innovation?" Harvard Business Review, vol. 87, no. 9, 2009, pp. 3-10.
⑧D. Wheeler, "Racing to the Bottom? Foreign Investment and Air Pollution in Developing Countries," Journal of Environment and Development, vol. 10, no. 3,2001, pp. 225-245.
⑨G. M. Grossman and A. B. Krueger, "Economic Growth and the Environment," Quarterly Journal of Economics, vol. 110, no. 2, 1995, pp. 353-377.
⑩J. He, "Pollution Haven Hypothesis and Environmental Impacts of Foreign Direct Investment: The Case of Industrial Emission of Sulfur Dioxide () in Chinese Provinces," Ecological Economics, vol. 60, no. 1, 2006, pp. 228-245.
(11)J. Eastin and K. Zeng, Are Foreign Investors Attracted to "Pollution Havens" in China?
(12)F. Liang, Does Foreign Direct Investment Harm the Host Country's Environment? Evidence from China, Mimeo, Hass School of Business, UC Berkeley, 2006.
(13)包群、吕越、陈媛媛:《外商投资与我国环境污染——基于工业行业面板数据的经验研究》,《南开学报》2010年第3期。
(14)B. R. Copeland and M. S. Taylor, "North-South Trade and the Environment," pp.755-787.
(15)虽然不同研究对FDI技术溢出效应的大小与作用机制存在着一些争议,但从所搜集的文献中可以看到,多数关于FDI对中国国内企业的技术溢出效应的研究都肯定了FDI的积极作用。例如,Hale和Long列出了10项对中国FDI外溢效应的研究,其中9个报告了显著的正向溢出效应,这些研究分别从行业、地区和企业层面进行了深入的经验检验。(详见G. Hale and C. Long, “What Determines Technological Spillovers of Foreign Direct Investment: Evidence from China,” Economic Growth Center of Yale University, Working Paper, no. 934, 2006 )
(16)详见罗伯特·J.巴罗、哈维尔·萨拉伊马丁:《经济增长》,何晖、刘明兴译,北京:中国社会科学出版社,2000年,第8章“技术扩散”的论述与证明。
(17)我们将企业分为内资企业和外资企业两大类,那么技术水平A则是内资企业技术A[,d]和外资企业技术A[,f]的加权平均值,权重分别为(1—fdi)和fdi,fdi表示外资进入程度。外资企业技术A[,f]由自主研发rd决定,内资企业的技术水平A[,d]不仅取决于rd,还受外资的技术外溢影响,因此加权的技术水平A可表示为:A=(1-fdi)A[,d](fdi,rd)+fdiA[,f](rd)=g(fdi,rd)。
(18)(17)式的结论区别于先前的相关研究:Copeland-Taylor模型是一个分析贸易对环境污染影响的模型,并未说明FDI所起的作用,也没有对技术效应加以深入研究;而包群等的研究只是通过对中国的经验分析表明FDI无论是在总体上还是分行业上都有利于减少工业污染排放,但并未在理论与实证上诠释其内在的深层原因与作用机制,即三个效应分解及其关系,特别是FDI进入程度与技术效应之间的U型关系。
(19)由于本文选取的数据涉及《中国统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》、《中国环境年鉴》、《中国科技统计年鉴》等不同来源,为保持行业统计口径的一致,剔除了这些部门。
(20)中国国家环境保护总局:《全国环境统计公报》(2009)。