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1、地区工业废气排放负担的差异及对策研究 - 废气处理摘要：工业废气的排放是造成大气污染和环境污染的重要原因，对各地区的气体污染物排放负担、工业生产贡献进行比较和模型分析，可以更加清晰地看出各地区气体污染物的负担差异，这种差异主要是由于各地区工业发展水平、产业结构及环境政策的差异造成的，据此，从提升清洁技术、调整产业结构、污染治理和污染源管理等方面，提出更为有效的环境保护政策与措施，更好地促进经济与环境和谐发展。关键词：洛伦兹曲线；工业 GDP；基尼系数；污染负担随着工业化进程的加快，各国都面临着环境污染与治理问题，采取有效的环境政策是促进环境与经济和谐发展的必然要求，在大气污染治理中，工业废气排
2、放的治理是世界环境问题的主要内容之一。大气环境与人们的生命健康息息相关，一旦大气环境受到破坏，人们的身体健康就会受到损害，而且是任何人都无法躲避的，工业废气的排放与增加会直接带来大气环境的破坏，成为威胁人们健康的重要因素。比如，近年来在我国一些地区已经出现严重雾霾天气，大气污染问题已经引起了政府和市民的普遍重视，霾对呼吸系统、心血管、神经系统都有影响，尤其是会使呼吸系统患病率显著增加1。各地区都在试图多途径、多种措施来加强大气污染的治理工作，加强环境管理体制的建设2。针对治理大气污染工作，各地方政府和企业不断通过工业企业技术改造、汽车尾气治理和新能源交通工具使用推广，等等，希望能够在环境污染的
3、防治方面取得进一步的成效3 。减少工业废气排放，降低工业化污染，已经成为政府、企业和市民普通关注的问题。一、我国工业废气排放与控制现状工业废气的排放量在工业化发展中会处于不断上升的趋势，我国通过改善环保排放装置、对污染企业进行整顿等措施严格控制工业的废气排放，取得了一定成效。如图 1 所示，20022010 年，包括工业二氧化硫和生活二氧化硫的排放总量自 20022006 年一直呈现逐年递增的态势，但 20072010 年排放总量呈现了下降趋势；20022010 年，工业烟、粉尘的排放量呈现了整体下降的趋势，说明对烟粉尘的清洁控制技术水平较好，从整体来看，在这一阶段，我国废气排放量的规模有所下
4、降。从近两年废气排放量的变化来看，2010 年我国工业废气排放总量为 519 168 亿立方米，二氧化硫排放总量为 2 185.1 万吨，工业二氧化硫排放量为 1 864.4 万吨，工业二氧化硫去除量 3 304 万吨，工业烟尘排放量 603.2 万吨，生活烟尘排放量 225.9 万吨，工业烟尘去除量 38 941.4 万吨，粉尘排放量为 448.7 万吨；2011 年我国二氧化硫排放量为 2 217.91 万吨，比上年增加了 32.81 万吨，烟（粉尘）排放量为 1 278.83 万吨，比上一年增加 1.03 万吨。从数据分析上看，我国在控制废气排放上已经取得一定的成绩，但是，2011 年比
5、 2010年二氧化硫和烟（粉）尘的排放量有所增加，这说明随着工业化进程的深入，工业废气排放总量同时在增加，污染物的减排任务也随之增加，环境保护问题更应受到重视。随着经济的继续向前发展，能耗及工业总产值在逐年增长，工业废气的排放总量将会进一步增加，甚至是成倍增长4。因此，我们需要从多角度、多方面来研究和探讨降低单位工业总产值带来的废气负担率，对此，我们需要进一步分析各地区废气排放量的变化及负担状况，研究存在的问题，这样才能更好地促进废气减排工作的顺利进行。二、废气排放的环境洛伦兹曲线按照环境库兹涅茨曲线，经济发展水平较低时，经济增长会导致环境污染不断加深，当经济发展水平超过特定水平之后，经济增长
6、，产业技术进步或调整，会使得环境污染呈现降低的态势5。环境污染与经济增长存在一定的内在关系6。由于我国各地区经济发展水平存在差异，必然使得各地区的废气排放与控制水平存在差异，我们必须要对不同地区的差异及其原因进行分析。对我国工业废气排放量的波动与分布特点进行进一步分析，研究各地区废气排放负担是否存在差异及其原因，对完善环境治理政策，提出相关建议具有重要的现实意义。为研究各地区废气排放是否平均，首先选择洛伦兹曲线和基尼系数进行实证分析。洛伦兹曲线原本是用来描述社会收入分配是否公平的一种曲线，在这里引用洛伦兹曲线的研究方法和基尼系数指标来分析各地区废气排放的负担状况与存在差异的原因。二氧化硫、烟（
7、粉）尘是工业废气排放的主要物质，也是对环境造成污染的主要污染源，假定各地区在生产过程中在 GDP 方面的贡献率会带来一定量的废气污染物的排放，用各地区的工业 GDP 占全国工业 GDP 的比重表示各地区工业生产贡献率，用各地区二氧化硫和烟（粉）尘的排放量占全国二氧化硫和烟（粉）尘排放量的比重表示各地区工业生产带来的气体污染负担率。将各地区的工业生产贡献率与大气污染负担率进行比较，用以衡量各地区污染气体排放带来的环境损失与生产贡献之间的差异。（一）指标选择各地区工业生产贡献率 Ia=各地区的工业 GDPa/全国工业GDP各地区的废气排放负担率 Max=各地区废气排放量 Pax/全国废气排放总量
8、P废气排放负担率与生产贡献率之比 Qax=Max/Iax=1， 2，分别代表烟（粉）尘和二氧化硫；a=1，2，331，表示 31 个地区。在其他因素不变的情况下，经济增长和清洁技术提高会有助于实现工业废气的减排7。基于此特点，如果 Q 小于 1 时，数值越小，意味着该地区工业生产带来的经济效益的增加率越高于废气污染的增加率，表明该地区具有较高的生产力水平，因工业排放导致的大气污染程度较低，或者是该地区的控制污染技术水平较高，大气污染物的排放受到很大程度的控制；反之，如果 Q 大于 1，则代表该地区工业生产带来的经济效率低于废气污染的增加率，表明该地区的生产会带来更多的废气排放，环境效益的损失大
9、于经济效益的增加，若 Q 值越高，则表明该地区需要努力提高生产技术水平，降低污染物的排放，或者通过强化保护大气环境的措施，提高清洁技术水平，控制工业废气的排放。（二）绘制环境洛伦兹曲线洛伦兹曲线通常是一条下凸的曲线，用以表示不平均的程度，下凸程度越大，代表越不平均8。如图 2 和图 3 所示，45 度的对角线是表示绝对平等线，即各地区废气排放水平不存在差异，各地区的废气排放负担相同；横轴和右侧的纵轴所组成的折线是绝对不平等曲线，表示废气排放仅由一个地区释放，也就是基于工业生产的大气污染物的负担是由一个地区带来的；左侧的纵轴表示各地区不同气体排放量在全国中的比重，即各种废气排放的污染负担率，横轴
10、表示各地区工业生产贡献率，即各地区的工业 GDP 在全国工业GDP 中的比重。图中四条弯曲的曲线是将不同地区工业生产贡献率与气体污染的负担率确定的散点连接而绘制的，每条曲线与对角线组成的面积用 A 表示，曲线与折线之间的面积用 B 表示，用A/（A+B）的数值即基尼系数来分析气体污染物的排放水平，该数值越大，则表明气体污染物的排放越是集中在少数几个地区，反之，则表示各地区的气体污染排放负担相同9。由于实际中数据是离散的，为更准确地计算基尼系数，需要准确绘制洛伦兹曲线模型10。根据图 2 和图 3 中散点分布特点，经过模型的筛选与最优分析，最终选用二次曲线模型，对废气排放负担的环境洛伦兹曲线进行
11、曲线估计，如表 1 所示，给出了两种气体污染的环境洛伦兹曲线的回归模型检验报告，从拟合优度、模型检验结果和各个参数值来看，模型均具有统计学意义，拟合优度很好。建立的回归方程为：通过定积分进行计算，获得不同气体排放的基尼系数A/（A+B）的比值，2010 年数据为：0.09 7（二氧化硫） ，0.266（烟粉尘） ；2011 年数据为：0.241 7（二氧化硫） ，0.3280（烟粉尘） 。一般情况下，如果基尼系数小于 0.2，认为绝对公平，0.20.3，表明相对平均，0.30.4，表示较为合理，0.40.5，认为差距较大，0.5以上认为高度不平均11。2010 年，二氧化硫排放的基尼系数小于0
12、.2，表示各地区因工业化生产带来的二氧化硫排放负担的差异不大；烟粉尘排放的基尼系数处于 0.20.3，表示相对平均。2011 年，二氧化硫排放的基尼系数处于 0.20.3，表示相对平均；烟粉尘排放的基尼系数处于 0.30.4，表示较为合理。由于得出的基尼系数较小，说明从各地区的工业发展生产水平来看，各地区废气排放负担分布是较为均衡的，废气的排放负担并不是由于一个或若干地区的工业集聚造成的。各地区工业生产所排放的烟粉尘，相对于二氧化硫的排放而言，各地区的差异要更明显一些；而从 2010 年与 2011年废气排放的基尼系数变化来看，数值呈现增加的态势，说明我国各地区在废气减排工作上的成效存在速度上
13、的差异，或者说各地区工业生产带来的废气排放负担率的差异呈现扩大的趋势，一些地方的废气减排工作还需要进一步加强。三、各地区废气负担状况比较为进一步分析 2011 年各地区废气排放负担的差异，仅考虑各地区工业生产贡献的前提下，将各地区由于生产贡献带来的废气污染负担状况进行比较。表 2 给出了 2011 年各地区生产贡献率与废气排放负担率比较状况，其中北京、天津、西藏和甘肃等 17 个地区的各种工业废气的污染负担率都小于生产贡献率，显示出较高的工业生产水平或较低的工业废气排放水平，这表明在这 31 个地区中有1/2 强的城市在工业生产中废气的排放水平低于全国的平均标准。河北、山西、山东和河南等 9
14、个地区，存在工业生产的贡献率小于废气排放的负担率的情况，气体污染负担明显高于全国平均水平，从数据分析上看，河北最为明显，烟粉尘的污染负担率是工业贡献率的 3 倍，二氧化硫的污染负担率是工业贡献率的近 2 倍。这表明，河北的工业废气排放亟待有效措施加以控制，而导致河北省废气排放负担较高的原因，更大的可能应该是重工业结构和较低的废气控制技术水平。该地区的工业结构亟待优化调整，清洁技术水平亟需提高12 。为进一步研究各地区工业废气排放的共性与差异，对数据做进一步的聚类分析。选择西藏、山东、河北、云南和江苏作为初始类的中心点，这几个地区包括了 31 个地区中从高至低的不同的大气污染排放水平，但这不一定
15、是最好的代表，需要再进行迭代过程寻找更好的类中心点代替初始类中心点。如表 3 所示，第一次迭代后，5 个中心点分别变化为 0.287、0.000、0.381、0.130 和 0.249，第二次迭代后，5 个类的中心点变化均小于指定的收敛准则 0.01，达到聚类结果要求。表 4 为最终的聚类中心，可以看出，第 1 类的指标数据最低，包括的地区有 6 个：北京、天津、上海、海南、西藏和青海，这些地区各项指标的数据较低，表明由于生产水平较高，生产贡献率远大于气体污染物的排放负担率，或者是该地区工业废气污染的排放率本身较低。但是在实践中，对于各地区的大气环境负担率进行分析，还要考虑到其他影响因素，例如
16、北京、天津和上海这三个城市即使工业生产所带来的贡献率高于大气污染导致的环境损失率，但是引入土地面积、人口等因素，可能导致的结论会有所不同，比如：从单位土地面积上分析，北京地区所承担的气体污染负担可能是很高的，在此，我们仅考虑工业贡献率与废气污染负担程度。第 2 类、第 3 类和第 5 类的各指标数据较高，一共包括 8 个城市：山东自成一类；河北、山西归为第三类；广东、河南、内蒙古、辽宁、江苏归为第五类；其余 17 个地区归为第 4 类。在我国 31 个地区中，仅有不足 1/3 的城市的工业生产贡献率小于工业生产导致的废气排放负担率，这与各地区的生产力水平和各地区废气排放的控制程度有关。综合以上的分析可以看出，废气排放量的变化与工业化发展水平密切相关，由于各地区的工业生产水平不同，所处的环境库兹涅茨曲线上的阶段也是存在差异的，经济发展水平较高的地区，废气排放的控制效果远大于经济发展水平较低的地区，所承担的废气负担率也相对较低；而经济发
