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近年來我國的大氣污染逐漸加重,嚴重影響了城市環境,對人們的健康也造成了威脅。大氣污染是當前我國城市環境中面臨的重要問題,大氣污染的原因是多方面的,由于當前城市大氣污染的治理措施不完善,大氣污染的治理效果不理想。今后環保部門需要進一步了解大氣污染的特征以及影響因素,不斷完善污染治理措施,建設美麗城市。
一、大氣污染的幾大特征
大氣污染是影響當前城市環境的重要因素,同時也是環境治理的重點內容。但是由于大氣污染治理工作并不完善,再加上大氣污染治理中存在的困難比較多,導致治理效果不理想,當前大氣污染具有以下幾個方面的特征:
(一)污染范圍比較大
由于空氣的擴散十分廣泛,大氣污染對于整個城市和居民的生活都造成了十分不利的影響。大氣污染范圍比較大,這一定程度上增加了治理的難度,大氣污染影響范圍廣不僅僅是污染物比較多的問題,同時受到氣候和風向的影響。近期我國大多數城市的霧霾天氣對城市居民的生活和健康造成了十分嚴重的影響,這是工業發展以及環境污染長期累積的結果,大氣污染成為很多城市的城市病之一。
(二)污染物比較多
隨著經濟的發展,大氣污染源逐漸增加,不僅僅有工業生產產生的廢氣,同時還有居民生活產生的廢氣,近年來隨著人們生活水平的提高,私家車數量逐漸增加,由此產生的汽車尾氣也有所增加,不僅對城市的交通造成了壓力,同時也影響了城市的空氣,一定程度上加劇了大氣污染。PM2.5是近期霧霾天氣中的主要顆粒,是近兩年來才逐漸被人們關注和發現的,污染物的增加給監測和治理工作造成了一定的不利影響,對于污染物的控制工作還需要進一步加強。
(三)污染治理困難
大氣污染治理工作十分復雜,不僅僅需要相應的治理措施還需要有相對完善的預防措施。當前我國大多數城市都存在大氣污染的環境問題,隨著科學發展觀的實踐以及經濟發展方式的轉變,建設環境友好型社會是當前環境工作的重點。但是大氣污染這一環境問題由于污染源比較難以控制,治理措施不完善,治理力度不強,導致整個治理工作存在眾多的困難。一些工業城市的興起和發展都需要大量的工業生產作為支撐,對于這些城市的治理尤為困難,經濟發展方式的轉變是一個漫長的過程,由于人們的環保意識比較差,在日常生活中缺少環保意識,一定程度上增加了大氣污染的治理難度。
二、大氣污染的影響因素
大氣污染作為我國城市病的重要組成部分,對于城市的發展以及人們的健康造成了嚴重的威脅,但是大氣污染治理工作十分困難,大氣污染的影響因素主要有以下幾個方面:
(一)經濟發展方式的影響
經濟發展是促進城市發展的重要因素,我國很多城市的興起都是依靠工業生產,工業生產是導致大氣污染的重要因素之一,但是這種傳統的經濟發展方式隨著資源的逐漸減少以及經濟發展觀念的改變已經難以適應經濟發展的需要。雖然我國的經濟發展方式逐漸改變,但是這是一個漫長的過程,更何況很多城市并沒有意識到轉變經濟發展方式,并沒有意識到資源枯竭的危險。這種單一的經濟發展方式對于環境的污染十分嚴重,對城市的大氣也造成了十分嚴重的污染。
(二)居民環保意識薄弱
城市的建設和發展與居民息息相關,但是當前城市居民的環保意識還需要進一步加強,大多數居民未能意識到自身的生活方式或者是生活習慣對于城市大氣將會造成十分嚴重的污染,大多數居民認為工業生產的廢氣排放才導致今天的霧霾天氣,工業生產排放的廢氣固然是大氣污染的罪魁禍首,但是居民生活中產生的廢氣也是造成大氣污染的重要原因,比如汽車尾氣,天然氣廢氣以及燃放煙花爆竹產生的廢氣等等這些都是造成大氣污染的重要因素,正是因為這些生活中和生產中產生的廢氣源源不斷地輸入環境中才會造成大氣污染這一環境問題。在實際的生活中居民并沒有意識到對大氣環境的保護,并沒有因為大氣污染減少開車的次數,也沒有因為大氣污染減少燃放煙花爆竹的次數,因此大氣污染日益嚴重。
(三)治理措施不完善
大氣污染治理相對緩慢,由于環保部門對于大氣污染的治理規劃不完善,相應的治理措施難以發揮出應有的作用,一些治理措施并不十分合理。環保部門的大氣污染治理措施缺乏執行力,對于一些污染相對嚴重的企業治理不夠嚴厲,導致很多企業不能真正執行環保部門的政策,大氣污染未能有效控制。環保部門對于大氣污染物的監測也不完善,監測力度和監測的范圍不合理,導致一些污染顆粒未能及時監測到,對于環境質量的監測等工作造成了十分不利的影響。由于治理措施不完善或者是治理措施力度不足,大氣污染治理工作還需要進一步完善。
三、治理大氣污染的建議
大氣污染是城市環境問題的重要組成部分,由于大氣污染的污染源比較多,污染治理措施并不完善,大氣污染對于城市的發展有著十分不利的影響,今后需要進一步完善城市大氣污染治理措施,盡快改善城市環境,為人們提供一個良好的生活環境。
(一)提高居民的環保意識
大氣污染成為近年來城市環境中的重要問題,不僅僅對城市建設造成了十分不利的影響,甚至還對人們的生命健康有著十分嚴重的威脅。造成大氣污染的原因是多方面的,其中居民的環保意識薄弱就是重要的因素,今后需要進一步加強宣傳教育,使人們能夠充分認識大氣污染的重要原因和重要污染源。環保部門需要對居民進行環保知識普及工作,通過宣傳教育提高居民的環保意識,提高居民的自律意識,盡量在日常生活中減少對大氣的污染,改善自己的生活方式。
(二)完善城市大氣污染治理措施
城市大氣污染已經成為城市病的重要組成部分,對于整個城市的發展有著十分不利的影響,尤其是近期多個城市出現的霧霾現象,這對人們的生命健康造成了嚴重威脅。今后換環保部門需要進一步完善治理措施,降低大氣污染的危害。一方面需要對城市大氣污染治理進行規劃。大氣污染是影響城市建設的重要因素,在大氣污染治理工作中需要通過對污染源以及污染源分布的情況進行分區域治理,這樣有助于提高治理的效果。對于一些污染特別嚴重的區域需要采取相對強硬的措施,提高治理效果。另一方面需要進一步加強污染物的治理。當前環保部門的治理措施并不十分完善,治理效果并不理想。今后需要進一步完善大氣污染的治理措施,環保部門可以借助法律手段,對一些污染較為嚴重的企業進行限期整理,如果企業廢氣排放如果不符合標準將不予發放許可證,如果企業改革不符合規范,將不能發放生產許可證。對于一些不符合營業標準的企業需要依法取締,盡量減少由于工業生產造成的大氣污染。另外作為環保部門工作人員需要提高自身的職業道德素養,在大氣污染治理工作中需要做到嚴格執法,減少由于工作人員不負責導致治理效果不理想等問題。
(三)轉變經濟發展方式
大多數企業的經濟增長都是依靠工業生產,但是由于工業生產對于空氣污染十分嚴重,并且一些資源都已經面臨枯竭的境地,因此需要進一步轉變經濟增長方式。近年來第三產業的發展十分迅速,城市經濟發展可以依靠城市資源發展酒店,旅游等服務行業,城市需要不斷尋找促進經濟發展的新增長點,經濟發展方式的轉變需要很長的時間,工業生產雖然對于城市的發展做出了十分重要的貢獻,但是工業生產也造成了一定的環境污染,和諧社會的發展需要人與自然的和諧相處,因此需要相對和諧的經濟發展方式,轉變經濟發展方式是今后一段時間經濟發展的主要目標,也是環境資源的需要。
結語
霧霾是2012年最受關注的詞語之一,持續將近一個月的城市霧霾現象對于人們的生命健康造成了十分不利的影響。霧霾等大氣污染作為城市環境問題的重要組成部分,嚴重威脅城市的發展。但是由于當前城市環境污染治理的措施不完善,治理效果并不理想。今后需要進一步完善大氣污染的治理措施,通過宣傳教育提高居民的環保意識,盡量減少廢氣的排放,通過對一些污染較重的企業的綜合治理,減少廢氣的排放,為建設美麗城市貢獻一份力量。
參考文獻
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關鍵詞:大氣;污染特征;現狀:防治對策
中圖分類號:S166文獻標識碼:A
前言
近年來,隨著社會經濟的發展和人們環保形態的不斷提高,環境空氣質量問題越來越受到社會的普遍關注?!笆晃濉敝痢笆濉逼陂g,丹東市把保護和改善環境空氣質量作為環境治理的主要工作,通過實施“藍天工程”等工作,使得城市環境空氣質量得以有效改善。
1丹東市大氣污染特征
近年來,丹東市區環境空氣質量持續保持良好,各年度PM10、SO2和NO2年均值均達到國家環境空氣質量二級標準??諝馕廴局笖礎PI達標天數均保持在350d以上,其中Ⅰ(優)級天數穩定在120d左右,首要污染物以PM10為主。
11空氣污染特點
污染物來源復雜,季節地域變化幅度大,揚塵污染、煤煙污染、機動車尾氣、工業污染等多種污染并存,呈現出復合型污染的特點,空氣污染防治難度大。
12季節變化特征
根據丹東市區2006~2013年環境空氣監測數據分析,丹東市區環境空氣質量隨季節變化差異較大。從表1中可以看出,各季節、各項污染物年均值由大到小均為:冬季>春季>秋季>夏季,并且具有冬季污染物濃度明顯高于夏季污染物濃度的特點。各項污染物(PM10、SO2、NO2)年均值冬季分別是夏季的173倍、365倍和236倍。
13功能區污染特征
根據丹東市區2006~2013年環境空氣監測數據分析,各功能區中交通區污染最重。各年度3項污染物最高值均出現在交通區。
從表2中可以看出,SO2交通區污染最重,居民區和工業區次之,清潔區最輕;NO2交通區污染最重,工業區和居民區次之,清潔區最輕;PM10交通區污染最重,清潔區較重,居民區次之,工業區最輕。PM10清潔區相對污染較重是由于該點位三面環山、地勢較低、周圍地表植被覆蓋較少等原因引起。
14受氣象條件影響
丹東市環境空氣質量受特殊氣象條件影響明顯。當污染源排放量沒有大的變化情況下,氣象條件直接影響空氣質量的好壞,使空氣污染指數有很大的差別。
2006~2013年,丹東市區環境空氣質量共有135d超標,其中有128d是由特殊氣象條件影響,占超標天數的948%。4a間,春季受內蒙古中部地區沙塵天氣影響,出現13d超標,占超標天數的96%;冬季受霧、霧霾及逆溫等天氣影響,出現115d超標,占超標天數的852%,詳見表3。表32006~2013年丹東市區環境空氣質量超標天數
與特殊氣象條件統計
年度超標天數特殊氣象條件沙塵霧霧霾逆溫200620112720072822420082331820091921720101511211201113210201242220131383合計1351310348
大氣污染物濃度除取決于排放量、排放方式等主觀因素外,還取決于污染物在大氣中的擴散程度,而污染物在大氣中的擴散、輸送則受氣象條件的支配。
風對大氣污染的貢獻在春秋兩季較為明顯。總體來說,丹東市年平均風力
降水對污染物濃度影響顯著。丹東地區降水較多,全年降水量的80%集中在夏季。夏季,由于降水對于污染物的沖刷降低了大氣中污染物的含量。
2丹東市大氣污染趨勢
“十二五”后期,隨著丹東市大范圍的市政工程及房地產項目相繼開展,空氣污染物仍將以顆粒物為首要污染物,其污染趨勢會保持平穩或略有下降,全市污染負荷會呈緩慢下降趨勢。短期內城市燃煤結構和燃燒能效難以有較大幅度改善,隨著“藍天工程”的實施和“大氣污染防治行動計劃”的落實,丹東市環境空氣質量將呈現緩慢改善的趨勢。
21PM10變化趨勢
PM10濃度總體呈現下降趨勢,受經濟社會等因素導致波動幅度較大。
從表4中可以看出,PM10呈明顯的下降趨勢,2013年出現較大波動,這是因為丹東市大范圍的市政管網、道路及萬達等房地產項目,露天塵源急劇增多,導致PM10年均濃度出現較大波動。然而,隨著市政工程的完成和對于揚塵監管的不斷深化,丹東市PM10濃度將逐步呈現明顯的下降趨勢。
22SO2變化趨勢
SO2濃度逐步趨于平穩,未來將出現下降趨勢。
“十一五”期間,丹東市以污染減排為重點,通過嚴抓工程減排、結構減排和管理減排,使SO2的排放量得到有效控制?!笆濉币詠?,隨著國務院“大氣污染防治行動計劃”和遼寧省“藍天工程”的實施,丹東市SO2濃度城區逐步平穩的趨勢?!笆濉焙笃冢S著國務院《大氣污染防治行動計劃》和省政府“藍天工程”的進一步實施,將對現有10t及以下的燃煤小鍋爐進行拆除,對工業企業開展脫硫改造;同時,隨著天然氣管網的鋪設和對燃煤鍋爐的替代,丹東市SO2排放將呈現一個逐步下降趨勢。
23NO2變化趨勢
NO2濃度總體呈現小幅上升趨勢,未來將逐步平穩。
隨著丹東市社會經濟的發展,機動車保有量會不斷增加,加之近年來丹東市市政道路、管道施工增多,局部封路限行造成道路負荷加重,交通不暢,車輛行駛常處于怠速狀態,使尾氣污染問題日漸突出。然而,隨著“藍天工程”的開展,電力、水泥等行業脫硝改造不斷深化,將會抵消一部分機動車NO2排放增量,所以NO2在下一階段將呈現逐步平穩趨勢,但NO2防控形勢依舊嚴峻。
3大氣污染防治對策
31嚴控機動車尾氣污染
機動車是近年來城市空氣污染的又一重要因素,也是NO2的主要來源之一。
目前已經實施的污染防治措施主要有三方面:實施了“環保綠標路、區”創建工作;大力推廣新能源汽車,對新增和更新的城市公交車全部采用LNG等新能源;不斷加強機動車環保檢測,全地區落實IC卡互認制度,從源頭把住尾氣檢測,機動車環保檢驗率始終保持在85%以上。
32強化城市揚塵污染治理
強化源頭治理與開展專項行動相結合,強力推進城市揚塵污染整治工作。聯合多部門對建設施工與拆除、道路保潔、物料運輸與堆存、采石取土、養護綠化、道路及管線施工等揚塵污染進行綜合整治。從強化文明施工、嚴控物料運輸遺撒、防控堆場等大型塵源污染等3個方面開展,督促施工單位做好拆遷灑水抑塵、土方覆蓋、進出車輛沖洗等工作,落實碼頭、堆場等塵源圍擋設置和物料覆蓋、物料裝卸抑塵等控制措施。對儲煤場、堆場及運輸車輛等揚塵污染防治予以量化和規范。
33進一步調整能源、產業、供熱結構
積極推進“藍天工程”工作,落實國務院《大氣污染防治行動計劃》等文件要求,從實施煤炭消費總量控制、實施清潔能源替代、煤炭清潔利用、嚴格環境準入和加快推進集中供熱等幾方面開展工作。
331實施煤炭消費總量控制。擴大清潔能源在一次能源中的消費比例,大力發展清潔能源,推進煤炭清潔利用,提高煤炭的燃燒能效。實施新建耗煤項目燃煤等量替代制度,嚴控新增燃煤項目。
332積極推進國家產業結構調整,堅決淘汰落后產能,嚴控“兩高行業”新增產能,壓縮過剩產能。
333積極推進區域集中供熱,實現“一縣一熱源”。
334在“十二五”期間逐年擴大高污染燃料禁燃區范圍,嚴格限制新增燃煤鍋爐,堅決取締原煤散燒和燃用其他高污染燃料的大灶、茶浴爐、10t及以下的鍋爐,并在高污染燃料禁燃區建設期內改用清潔燃料或并網。
34抓源頭,強化工業污染源防治
341不斷強化對工業企業的環境監管。通過開展環保專項行動、綜合整治等活動,將檢查與抽查相結合,不斷加大對涉氣工業企業的監管力度,確保各類污染防治設施正常運行,污染物穩定達標排放。
342嚴格環境準入,優化市區工業布局,開展對位于主城區的鋼鐵、石化、化工、有色金屬冶煉、水泥、平板玻璃、瀝青混凝土攪拌等重污染企業搬遷、改造工作。同時,不再審批鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃、煉焦、有色、鐵合金等新增產能項目。
343繼續推進加大工業污染源管控力度,推進工業污染源在線監控工作,不斷強化監管手段。實施火電、水泥等行業除塵、脫硝及脫硫設施提標改造工程。
35加強生態建設,改善環境空氣質量
通過不斷加大環境綠化力度、生態修復、推進道路綠化、小區單位綠化、城市內河堤壩綠化、城市及周邊地表綠化和公園綠地建設等措施,擴大城市建成區綠地規模,從而有效改善環境空氣質量。
4結論
“十一五”“十二五”期間,丹東市環境空氣質量總體良好,丹東市區空氣質量隨季節變化差異較大,冬季污染最重。各功能區中,交通區污染最重。當污染源排放量沒有大的變化情況下,丹東市區空氣質量受特殊氣象條件影響明顯。
隨著城市經濟社會的快速發展,污染物排放量不斷攀升,根據丹東市大氣污染特征對癥下藥,只有采取卓有成效的控制措施,抓住主要矛盾,才能在現有基礎上持續改善環境空氣質量。
參考文獻
[1]丹東市環境質量報告書[C].2006-2010,2011,2012.
[2]環境空氣質量標準[Z].GB3095-1996.
關鍵詞:遼寧??;大氣污染;特征
中圖分類號: R122.7 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160732063
自從大氣污染問題漸漸被社會各界關注以來,空氣質量也就是污染指數已經成為了人們熱議的話題和關心焦點。遼寧省因其地理位置的關系,一年四季的污染特征有相當大的差異,一句話概括為‘春有沙塵夏臭氧,秋燒秸稈冬霧霾’的整體特點,但污染的范圍和嚴重程度又各有不同。
遼寧省地形特征大概為‘六山一水三分田’,由西南至東北被遼河平原貫通,兩側則為山地丘陵地形;遼西渤海沿岸為狹長的遼西走廊,為污染物的擴散傳輸提供了有力的條件;遼寧省西部城市遍布渤海灣,西鄰京津冀,南面與山東半島隔海相望,北臨內蒙古地區,東北則為東三省其他兩省吉林與黑龍江,遼寧省在地理形勢上屬于‘咽喉要道’,所以污染情況也相對于其他省市較為復雜。
2014年開始遼寧省開展空氣質量預報預警工作,該工作根據大氣中主要污染物不同的污染過程的分析模擬,加上對錯綜復雜的天氣形勢進行判斷和源清單情況等信息,最后得出空氣質量等級的預測結論。掌握遼寧省大氣污染特征和各季主要污染物的生成條件,可以對遼寧省空氣質量做出更準確的預測。
1 春季北部多風沙
遼寧省春季較為干燥,地面容易被強低壓控制,在萬物復蘇植被尚未形成之前,這種低壓造成的大風天氣最容易形成揚沙或者浮塵污染。
2015年2月22日(大年初四),遼寧省遭遇大范圍沙塵嚴重污染,丹東更是持續2d重度污染。
此次污染主要原因為內蒙中西部地區沙塵隨著高空西北氣流影響,沙塵過程路徑為遼寧省西部地區―中部地區―東南部。沙塵過境時PM10濃度迅速升高,2~4h空氣質量就可達到嚴重污染;5~8h污染物濃度達到極致;隨沙塵遷移路徑南移,各區域出現峰值逐漸減弱、峰后時間逐步增長的特征。
此次遼寧省沙塵污染峰值之高、污染范圍之大、持續時間之長為近年罕見,沙塵出現后能見度迅速降低,整個過程持續38h,是近年來影響和范圍最大的1次沙塵污染。
隨著遼寧省近年來城市綠化和環境整治力度加大,省內本地揚沙和浮塵影響減小,沙塵污染漸漸轉為朝外來輸送型。
2016年至今(6月15日)遼寧省共發生沙塵輕度污染及以上共29天次,中度及重度污染共10天次,其中3月5日1―6日沙塵污染與2015年類型相似,污染物從蒙古地區傳輸到遼寧省上空沉降形成,污染范圍波及遼寧省各市,而接臨內蒙古的朝陽、阜新、鐵嶺市受沙塵影響最重。
2 夏季渤海一帶臭氧較重
臭氧為氧氣的同素異形體,是一種有特殊臭味的淡藍色氣體,臭氧在常溫常壓下穩定性較差,可自行分解成氧氣,如果吸入過量對人體有一定危害。
臭氧較易生成的條件為高溫、太陽輻射強烈,并且與氮氧化物存在滴定效應,VOC的排放也容易形成臭氧。
遼寧省夏季屬于大陸性季風氣候,雨熱同季光照較強,在夏季十分適合臭氧生成,而且遼寧省沿渤海城市受海陸風影響,白天生成的臭氧吹向海上,到了夜間污染物又被吹回到陸地上,所以臭氧污染持續時間較長,污染的濃度較高。
2015年遼寧省臭氧8h日均值達中度及以上污染為46d次,其中錦州為7d,營口為13d,盤錦為5d,葫蘆島為6d,沿海4城市幾乎占了遼寧省臭氧污染比重50%左右,達到重度污染的7d也正是在這4個城市出現。
2016年至今(6月15日)遼寧省臭氧8h污染分布更為明顯,中度及以上的污染天次共計35d中,沿海城市大連、錦州、營口、盤錦、葫蘆島共占30d,而且最早出現臭氧8h中度污染的時間為3月31日,遼寧省臭氧污染物趨勢是更加提前而且更加集中在沿渤海地市。
3 秋季秸稈焚燒帶來大規模污染
遼寧省乃至東三省是中國糧食出產重要地區,而且旱田多種植玉米等作物,秋季收獲后田地里的秸稈無法處理,北方素有以‘燒秸稈’轉化肥料養地的習慣,所以一到秋季焚燒秸稈帶來的污染十分嚴重。
2015年11月6日1―10日,受不利氣象條件和污染排放影響,東北區域持續出現空氣質量重污染過程,主要分布在黑龍江南部、吉林大部和遼寧大部,最大影響面積約為26萬km2。11月7日1―14日,遼寧省出現新標準監測以來最嚴重的霧霾污染,除葫蘆島之外,其他13個城市均達到了重度及以上污染,污染持續將近7d。
10月末1―11月初,遼寧省正值秋冬季節交替時間,天氣系統較弱,容易出現靜穩天氣,不利于污染物擴散,空氣質量較差,而這個時期正是秋收之后入冬之前農民大量焚燒秸稈的‘黃金時間’,秸稈焚燒產生的大量顆粒物,加上不利的氣象條件,最終導致了這次大規模污染的出現。
從環境衛星秸稈焚燒遙感監測周報(11月2日―8日)監測結果來看,環境衛星共監測到秸稈焚燒火點885個,主要集中在東北平原,黑吉遼3省火點數量達到836個,占全國火點總數的94.5%,其中黑吉2省火點數為782個,輔助后向軌跡分析可以看出,氣團源自東北方向,經由三江平原松花江流域到達松嫩平原,再向南擴展至東北平原,并由氣團軌跡垂直變化可見,7日該氣團高度由2000~3000m迅速降至100m,并在此高度維持較高時間的輸送。
4 冬季全省霧霾嚴重
隨著城市的發展和機動車持有量迅速攀升,遼寧省每日向大氣中排放細顆粒污染物濃度也是逐年銳增。加之遼寧省冬季溫度低,城市采取集中供暖的方式取暖,所以在冬季細顆粒物的排放量更是有增無減。
而遼寧省冬季的氣候條件也是不利于污染物擴散的,特別是高空受脊影響近地面溫度回升的條件下,遼寧省中低空主要受西南風控制,地面往往伴隨弱高壓甚至是靜穩天氣,而且冬季升溫也會帶來濕度升高的大霧天氣,這些氣象條件加之京津冀地區的污染傳輸,就形成了遼寧省大范圍污染的生成條件。
關鍵詞 城市霧;大氣污染物;特征;擴散
中圖分類號 P426.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2015)15-0218-02
Research Progress of Atmospheric Pollutants Characteristics in Process of City Fog
ZHANG Xiao-shuai
(Sub-bureau of East China Regional Air Traffic Management Bureau of CAAC,Hangzhou Zhejiang 311207)
Abstract The elaboration of the city fog in recent years was reviewed,the development of the city produced a great impact on the city fog.Not only the droplet number density increases markedly,and the scale significantly reduced,water content decreased,the incidence of fog is also reduced.Fog process has intensified the dangers of atmospheric pollutants.Atmospheric pollutants of each component in the fog of environment will have different physical change,the solubility will happen at the small diffusion,solubility will be cleared,turbulent diffusion,convection,settlement of droplets in the adsorption process can make the ground to carry pollutants concentration increased.
Key words city fog;atmospheric pollutants;characteristics;diffusion
霧是近地層空氣中水汽凝結(或凝華)的產物,其組成成分是近地面大氣中的許多冰晶或微小水滴,是一種氣溶膠系統[1-2]。在城市的不同發展階段,城市氣候、人類活動對霧的影響不同。在城市發展初期,城市發展對霧的形成有促進作用。當城市發展到一定的規模后,城市熱島加強以及氣溶膠粒子對輻射傳輸的影響都會阻礙霧的形成。因此隨著城市現代化的發展,導致了城市霧發生率下降,但其危害并沒有降低,反而更加凸顯,經常引發交通擁堵等情況,嚴重影響了社會經濟建設和人民生活。在城市的發展伴隨城市污染物的大幅增多,尤其是大氣污染物的排放日益增多的情形下。霧對于大氣污染物的物理和化學作用顯得尤其重要,因而研究城市霧及此過程中大氣污染物的特征變化是迫切需要的。
1 城市霧概述
城市霧經常發生在人口密集的區域,是發生在城市中局域性非常強的霧[3-4]。發展成熟的城市霧,其厚度可以達到200~300 km。中國內陸的霧多為輻射霧,南方為暖霧,北方為冷霧。我國開展城市霧研究起于20世紀中葉,進行了大量的觀察,獲得了一批非常有價值的第一手資料。
自20世紀80年代開始,我國國民經濟飛速發展,帶來了越來越嚴重的城市污染,城市霧中的霧滴數密度也極大地增大。無論是用景洪、成都等地20世紀90年代后的觀測記錄與20世紀60―70年代相比較,還是用重慶等地20世紀90年代后的觀測資料與80年代比較,霧滴數密度都有明顯增大,尺度明顯減少,含水量降低。
另外,形成霧的過程中,空氣污染物也有可能彼此發生反應,生成新的毒性更強的物質,進而造成更嚴重的空氣污染。研究表明,由于城市空氣的污染物含量要遠高于農村,其污染程度也遠高于農村。有毒物質如二氧化硫在大氣中被氧化與霧滴結合成硫酸鹽氣溶膠,毒性可提高10倍以上。若形成光化學煙霧,則毒性更大、更劇烈。
2 大氣污染物
隨著大氣污染的日益嚴重,在世界范圍內,20世紀40―60年代大氣污染事件接連發生,迫使人們對于大氣污染物不得不加以重視,并進行研究。大氣中的主要污染物有大氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化氮、二氧化氮以及多環芳烴等有機物。不同地區的大氣污染物的特征分布也不相同,種類也有差異。如中國的北方大氣顆粒物污染現象比南方嚴重,尤其是北方的采暖期,大氣中的顆粒物總濃度(TSP)明顯增多。我國城市大氣中的顆粒物總濃度(TSP)比國外發達國家城市高得多,但是有害金屬(如鉛、鎘、鋅、釩等)的濃度較低,而苯并芘等致癌物則比較高。反映了我國非工業區的城市大氣污染物受燃煤和揚塵的影響較為普遍而突出。
此外,大氣中的污染氣體的分布特征也不同。如二氧化硫、氮氧化物等的分布,研究發現霧水較雨水酸度高達100倍,這些氣體易導致的酸霧的發生,因而造成更嚴重的環境污染。尤其是一些重工業發達的地區,此類污染現象突出。彭中貴在重慶城區大氣環境中酸霧的采樣及分析中研究發現重慶地區主要環境污染是二氧化硫,在霧過程中市區的pH值低于4.00,周邊地區次之。大氣污染越嚴重,環境的酸性越強。而南京的大氣污染特征和重慶有所不同,朱 彬等在南京冬季濃霧霧水化學組分一文中研究得出霧過程中南京的霧水呈現由堿性變酸性的過程,霧過程中大氣中SO42-、NH4+的濃度最高,其他的陰陽離子次于這2種離子,說明了南京地區不僅工業污染嚴重,人為污染也比較嚴重。此外,我國大氣污染中還存在比較嚴重的污染物如致癌物質苯并蒽、苯并芘等,多環芳烴以及一些其他化學污染物。
3 大氣污染物在霧過程中的特征
3.1 霧的過程中部分大氣污染物發生擴散
研究結論均表明,霧在形成與發展過程中是與環境大氣相互作用的,即特定的大氣邊界層會產生霧,而霧產生后又會改變邊界層特征[5-8]。通常霧形成于很穩定的大氣中。陸地最常見的霧是輻射霧,形成輻射霧最重要的熱力學條件是地面附近存在較深厚的逆溫層。但是當霧形成后,霧層對長波輻射的阻擋將會使地面冷卻減慢,甚至會導致地面加熱。其結果是地面逆溫層結構被破壞,以不穩定層取而代之。從各大城市霧天時地面污染物的監測統計中可以發現,CO等低溶氣體的濃度往往較高。這說明,霧的形成對地面污染物濃度確實有顯著的影響。但由于是低濃度的氣體,所以化學過程并不重要,這種影響主要來自于霧物理特征的條件,通常分為2種,即霧的熱力學和動力學特征。
3.1.1 霧的熱力學作用。霧形成后,霧內溫度層結的重要特征是逐漸從穩定向不穩定轉變。研究表明,沒有適當的熱力不穩定,霧是很難發展起來的。陸地最常見的霧是輻射霧。形成輻射霧的最重要熱力學條件是地面附近存在較厚的逆溫層。霧滴本身強烈的長波輻射作用補償了地面的輻射失熱,使地面降溫速率減慢,甚至出現地面升溫。此外,霧頂下方有一個輻射冷卻極大值區,此區域隨著霧頂向上發展而向上移動。這樣霧層就像一個“蓋子”,不讓地面的長波輻射穿過其間,而本身則成了一個“等效”的冷卻面,當霧增厚時等效面向上移動,使得霧內原來的穩定層結自下而上遭到破壞,由不穩定層結取而代之,而原來的地面逆溫則抬升到了霧頂導致了逆溫的破壞。不穩定層結的出現加強了霧內的熱力湍流交換作用,湍流交換作用的加強使聚集在霧頂附近的污染物向地面擴散,因此有利于霧的形成的天氣也是容易造成高濃度污染的天氣。
3.1.2 霧的動力學作用。霧形成后,逆溫層結被逐漸破壞,由不穩定層結取而代之,其動力學特征也發生變化。最主要的是霧內風速增大。經研究其根本原因是霧內的熱力湍流變化引起了動力特征的變化。霧頂向上的發展是在輻射和湍流共同作用下呈爆發性的增長,引起了霧內的湍流強弱、向下的動量輸送和地面風速呈間歇性變化,使得聚集在霧頂的污染物也呈周期性的擴散。在霧的平穩期,霧內對流弱,地面污染程度相對輕,在霧的暴發增長期,霧內對流強,污染物向地面的輸送加大,引起地面的高濃度污染[9-12]。
3.2 霧的過程中大氣污染物部分清除
污染物被云、雨清除是大氣中污染物自凈的重要過程。目前,人們對云、雨對污染物的清除過程已進行了廣泛的研究,但對霧化學過程了解甚少。人們一般借助于對云雨化學的知識來了解霧化學過程。然而,由于霧滴與云、雨滴的形成機理、譜分布、運動特征都不同,所以霧滴與污染物的作用過程也不同,對污染物的清除作用也不同。霧的含水量僅是空氣冷卻凝結水的很小的一部分。大部分的水量沉降在地面或被建筑物的表面所吸收,或在近地面被重新蒸發掉。去除的霧滴則是有霧頂冷卻區生成的霧滴所補償。霧滴在作整體沉降時對周圍的污染物產生吸附攜帶作用,引起上層污染物向地面的遷移輸送,造成或加劇了地面污染。另一方面,霧滴在運動過程中會不斷吸收周圍氣態性污染物,由于各種氣體組成的性質不同,霧滴對它們的吸收情況差異很大。對那些溶解度很大的氣體,如NH3等,吸收很強。即霧滴落到地面,對它們的吸收可能仍未達到飽和。因此,霧對于這些氣體的吸收清除相對來說很大。因為有些如CO2、CO等溶解度很小的氣體,霧滴在沉降到地面之前是已經達到或接近飽和,所以霧對于此類的污染物的吸收清除就很小。Hales認為,在計算吸收時,前者可按不可逆吸收進行,后者則可按可逆吸收進行,即計算時要考慮平衡分壓的影響。因平衡分壓不僅與氣體的溶解度有關,還與液相的電離、轉化以及酸度等有關。對有些氣體如SO2,就需要按具體的情況,如本身的濃度、水滴的大小、在空氣中的停留時間、水滴內的化學反應等而定[13]。
4 結語
(1)城市霧是發生在受人類活動影響最集中的城區及其相關設施的霧,城市的發展對霧的影響隨著社會的進步在不斷的加劇,霧過程中城市中的大氣污染可能發生物理化學反應,生成毒害更大的污染物。
(2)大氣中的主要污染物有大氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化氮、二氧化氮,以及多環芳烴等有機物,不同地區的大氣污染物濃度及特征分布不同,造成的危害也存在地域差異。
(3)討論了霧過程中大氣污染物擴散遷移的特征變化及其被清除的相關特征變化。表明湍流擴散、對流,霧滴沉降時的吸附攜帶等過程會使地面污染物濃度增大,污染程度加重。而溶解度較大的被霧水清除的幾率遠遠大于溶解度較小的。因而溶解度大的更容易隨霧水的沉降而降落到地面造成更大的危害,溶解度較小的則會造成地面大氣污染程度加重。
(4)總之霧不僅是危害交通的惡劣天氣,也是造成地面污染的不利天氣現象,因此在今后的研究過程中要對霧方面的研究給予足夠的重視。
5 參考文獻
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關鍵詞: 大氣; 污染; 防治
中圖分類號: X51 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2011)04-0149-01
1渭南市城區大氣污染的概況
1.1渭南市城區大氣污染的特征
城區大氣污染主要來源于工業企業、事業單位、服務業使用的燃煤鍋爐、大灶,其次為第三產業及居民生活所用的小型然煤爐。據2007年渭南臨渭區污染源普查結果,其中,工業企業工業鍋爐、窯爐使用量約210臺,年用煤量約35.2萬噸;事業單位、服務業使用大多為常壓鍋爐,約有159臺,年用煤量約20余萬噸。城市年用煤總量約55.2萬噸。城市年用天然總量約686萬立方米。
1.2大氣污染主要污染因子
城區大氣污染物主要來源于煤,產生的主要污染物(因子)為煙塵、二氧化硫(SO2)。
1.3大氣污染物年排放量
據2007年污染源普查資料,城區參與調查的工業企業有126家、賓館飯店和浴池有50家,城市年用煤總量約55.2萬噸,煙塵排放2436.43噸/年,SO2排放5256.64噸/年,NOX排放1635.1噸/年,粉塵排放159.61噸/年。
根據渭南市環境保護監測站歷年來對渭南市城區大氣環境監測資料,渭南市城區大氣環境污染的首要污染物為可吸入顆粒物(PM10),其次為二氧化硫。據渭南市環境保護監測站2009年城區大氣環境質量監測數據分析,AIP指數≤100的天數為304天,占全年天數84.97%,空氣質量為二級,較2007 AIP指數≤100的天數為280天上升了7個百分點,從市民的“創衛、創?!眴柧砘仞佒幸驳玫搅藵M意的好評。
2渭南市城區大氣污染物其來源分析
對于渭南市城區三項主要大氣污染物PM10、SO2、NOx進行分析,SO2、NOx主要來源于主要有三個方面,一是工業生產及生活用煤產生的燃燒廢氣;二是機動車輛燃油產生的廢氣,三是工業生產過程產生工藝廢氣。
與二氧化硫和氮氧化物相比,顆粒物來源廣,成分復雜,從來源上看,城市空氣中顆粒物主要來源于土壤風沙塵、煤煙塵、施工揚塵、機動車尾氣塵等一次污染來源,也包括城市道路交通揚塵等二次污染來源。參照具有相同特征的北方城市,渭南市進行的顆粒物源解析結果為:TSP和PM10中一次顆粒物的各源類的分擔率分別占城市揚塵24%和32%、土壤風沙塵為5%和9%、煤煙塵為28%和18%、建筑水泥塵為14%和7%、機動車尾氣塵為10%和5%、鋼鐵塵為4%和5%,煤煙塵對TSP的貢獻率就達到46%,對PM10貢獻率是38%。道路塵對城市揚塵的貢獻率為73%。
可以這樣講:雖然渭南市煤煙塵占到第一位,但渭南市大氣顆粒物污染應該是一種包括城市揚塵、建筑水泥塵、機動車尾氣塵等源類在內的復合污染類型。
3防治對策
針對以上城區環渭南境空氣污染實際情況,特提出如下防治對策:
3.1大力促進能源結構調整
渭南市空氣污染嚴重的主要癥結是燃煤過多,改善空氣質量的根本措施首先是源頭控制,大力調整能源結構,尋求以清潔能源替代燃煤的等多種有效途徑,以減少燃煤用量。渭南市應充分利用當地煤氣資源,大力實施煤改氣,積極引進天然氣,合理開發利用電力,積極推行“煤改電”,積極采用潔凈煤以及太陽能、地熱等其他清潔能源,嚴格限制原煤散燒、直燒,實現能源、燃料結構的重大調整,這是符渭南市實際情況的最佳選擇。
3.2大力促進工業布局調整
工業布局不合理是加重渭南市中心區空氣污染的重要原因之一。近期內渭南市工業布局調整的主要任務是有效緩解市中心區內及上風向污染源對城市空氣質量的影響。主要途徑是實施市中心區內污染企業向工業園區搬遷,實施上風向重污染源的逐步搬遷、取締或限建、限產,以及清潔通道兩側污染企業的轉產、搬遷。首先全面完成城市總體規劃中的個別企業的搬遷,逐步實現重污染企業向渭北工業園區轉移的發展目標,實施計劃之中,把渭南市初步建成資源循環型城市。
3.3強化現有污染源控制力度
限制現有重污染企業擴大生產規模,限制市區內鎂冶煉、電力、磚瓦、硅鐵、重化工等行業污染嚴重的車間、工段、生產線、設施裝置等不得擴大生產規模,并使上述行業逐步縮小規模、轉產或搬遷。逐步淘汰落后生產能力和工藝,關閉不達標企業,取締死灰復燃的小煉鐵等五小企業,取締西潼高速公路兩側1000米范圍內使用燃煤鍋爐。
3.4面源污染控制
(1)大力實施集中供熱區中小型燃煤鍋爐的拆除、取締,分階段逐步取締集中供熱區域內的燃煤采暖鍋爐和茶水爐,改用天然氣鍋爐、煤氣爐、電鍋爐以及其他節能環保鍋爐。
(2)在集中供熱區以外繼續完成小型鍋爐的燃料替代和凈化設施升級改造。對渭南市區未列入2009-2011年拆除規劃的小型燃煤鍋爐,1t及1t以下燃煤鍋爐在原有基礎上實施燃用清潔燃料(電、煤氣、油、太陽能)改造;10t以下2t以上燃煤鍋爐實施加裝脫硫除塵裝置并使用潔凈煤(包括洗煤、焦炭、清潔配煤和環保工業型煤等),對具備條件者,鼓勵其進行燃用電、煤氣、油的改造。其土采暖鍋爐一律拆除。
(3)嚴格控制機動車尾氣污染。首先要強化尾氣排放不達標車輛的依法治理,即強制實行限期治理,治理后經復檢達標,頒發合格證。其次要按期報廢老舊車輛,杜絕排氣污染。第三要積極推廣、試行汽車清潔燃料替代,率先對市區公交車、出租車使用天然氣等清潔燃料改造。
(4)城市揚塵控制。首先廣泛推行封閉、隔離、噴水等固塵措施,控制揚塵點源。其次,控制揚塵線源和面源。在道路保潔中大力推行濕式清掃,在市區主要交通干道實施濕法機械化清掃,市區小街、小巷、人行便道實施濕法人工清掃。機動車運輸物料一律實行密閉運輸。第三,推進以植樹造林為主的南塬綠化工程建設及周邊南塬坡地退耕還林建設、加快西四路的綠化、朝陽路的綠化、朝陽公園的綠化建設、有效減少近距離及中遠距離土壤風沙塵對渭南城區的影響。
參考文獻:
[1] 《渭南市2007年環境監測年鑒》渭南市環境保護監測站.
[2] 《渭南市大氣環境容量核算技術報告》渭南市環境保護監測站.
[3] 田海潮.淺談渭南市大氣環境污染特征及其防治對策渭南市環境監測站.
關鍵詞 制造業;大氣污染;環境規制;廣東
中圖分類號 X22 文獻標識碼 A 文章編號1002-2104(2009)112-0073-05
近年來,在廣東經濟快速發展的同時,全省污染排放總量也呈上升趨勢。2007年廣東國內生產總值比上年增長13.6%,工業增加值增長19.8%,增速創近八年新高。但2000―2006年《廣東省環境狀況公報》的數據顯示,2006年廣東工業廢氣排放總量為13584億m3,年均增長10.2%。廣東省空氣中的二氧化硫、煙塵和粉塵等主要污染物濃度有所下降,但由于燃燒廢氣的排放上升,導致空氣質量略有下降。2006年全省二氧化硫排放126.7萬t,比1990年增長3倍。煙塵、粉塵排放在樣本期的后半段呈下降態勢,這說明廣東的環境規制是有一定成效的。
由于總體污染排放尤其是sch排污量居高不下,廣東部分城市空氣污染不斷加重,全省多數地區酸雨污染仍然嚴重,其中酸雨酸度最強的是佛山市,酸雨量占總降水量的43.6%。廣東省氣象局公布的《2007年廣東省大氣成分公報》顯示,2007年廣東全省灰霾日數達75.7天,比常年顯著偏多,這表明廣東省各大城市尤其是珠三角地區大氣污染日趨嚴重。2007年是近50多年來廣東灰霾日最多的年份,全省有27個市、縣的年灰霾日數破歷史最高記錄。其中尤以珠三角灰霾較重,年灰霾日普遍在100天以上,其中東莞、新會分別達到213天和238天。灰霾嚴重表明廣東大氣尤其是城市大氣污染加劇。研究顯示,珠三角地區大氣中的光化學污染嚴重,尤其是大氣中的細粒子顆粒物比重在增加,造成灰霾天氣時能見度明顯下降,同時對人體危害更大,造成人體呼吸道、心腦血管、肝、肺等內臟受損。因此,要實現經濟發展與環境保護的協調發展,需要理解產業特征、環境規制與污染排放之間相互作用的復雜機理。
以往有關環境規制的研究往往集中于產業區位布局、生產率減污支出的效應,而幾乎沒有關注產業特征,如產業的資本密度、產業規模、產業能源消耗和R&D支出與污染排放的關系。例如,Gary和Shadbegian(2003)檢驗了造紙行業環境規制活動與空氣和水污染的排放關系,發現減污支出和受污染影響居民的特征會減少污染排放。本文以廣東省制造業為例,集中研究產業特征、環境規制和污染排放強度的相互關系,從而有助于評價污染排放的各個決定因素的相對重要性,并為政府制定有效的節能減排政策提供理論與經驗依據。
1 基于產業特征的污染排放機制模型分析
本文采用世界銀行Pargal和Wheeler(1996)的研究模型,考察產業的污染排放機制。該模型認為,污染排放相當于一種商品,其均衡水映了各產業對環境服務的需求及社會對環境服務的供給的相互作用關系。
1.1污染需求
決定產業環境需求的因素包括能源、要素密度、產業規模、生產效率、現代生產工藝的采用以及技術創新。
(1)能源投入。大多數空氣污染物來自礦物燃料的燃燒。我國產業結構重型化趨勢明顯,對原材料和能源的需要也增多。而產業生產過程中使用的礦物燃料越多,對污染的需求也越多。因此,高能耗的產業往往是污染產業。
(2)要素密度。①物質資本密度與污染。最近的一些研究顯示,美國和英國單位產值減污成本最高的產業同時也是物質資本密集型產業(Antweiler等,2001)。因此,依賴機械設備的產業比依賴勞動投入的產業產生的污染較多,部分原因是產業的物質資本密度與能源密度之間具有一定的相關性。②人力資本密度與污染。人力資本密度與污染的關系較為復雜。一方面,與低技術產業相比,高技術的人力資本密集型產業往往是效率較高、污染較少的清潔產業。另一方面,低技術的勞動密集型產業也可能較為清潔,因為污染產業通常需要較高的人力資本(熟練勞動)來維持。因此,人力資本密度與污染排放強度之間的關系是不確定的。
(3)企業規模。企業規模是指產業中單個企業的附加值。一方面,產業的總產出與污染排放之間存在負相關關系,即產出的增加使單位產出的污染排放下降,這說明資本使用以及污染控制可能存在規模經濟。另一方面,規模大的企業更容易成為政府環境管理機構監控的目標,這在一定程度上抵消規模收益。因此,企業規模與污染排放強度之間的關系是不確定的。
(4)效率。污染排放與效率呈負相關關系。具有效率的產業往往是單位產出污染排放較少的產業。
(5)現代生產工藝的采用。新建企業或采用現代生產工藝的企業更為清潔。由于環境規制不斷提高,現代的生產工藝往往更加節約資源,因此,單位產出的污染排放也較少。
(6)技術創新。產業的技術創新會減少污染需求。企業進行技術創新的目標就是實現工藝創新。而工藝創新可以提高效率,增加廢物循環利用,減少原材料投入,從而減少單位產出的污染排放。
1.2污染供給
環境規制包括正式規制和非正式規制。正式規制是指政府代表公眾利益對污染實施控制,包括傳統的命令和控制方法以及經濟手段,如污染稅和排污權交易。發展中國家由于正式規制較弱甚至缺失,因此,公眾通過談判或游說的非正式規制更為明顯(Pargal and Wheeler,1996)。
2 計量模型與數據說明
被解釋變量E表示單位產值的污染排放,本文使用空氣污染物中三種不同污染物的排放強度(s02、煙塵和粉塵)對方程進行估計。變量ai和di分別表示產業和年份的特定效應。本文使用19個制造業和7年(1999―2005)的面板數據進行估計。所有的貨幣單位都以1990年為基期進行折算以剔除通貨膨脹的影響。這19個制造業分別是:非金屬礦物制品業、水泥制造業、造紙及紙制品業、農副食品加工業與食品加工制造業、通信設備、計算機及其他電子設備制造業、化學原料及化學制品制造業、儀器儀表及文化、辦公用機械制造業、塑料制品業、皮革、毛皮、羽(毛)絨及制品業、紡織服裝、鞋和帽制造業、醫藥制造業、有色金屬冶煉及壓延加工業、交通運輸設備制造業、通用設備制造業和電器機械及器材制造業、印刷業、記錄媒介
的復制、石油加工及煉焦業、化學纖維制造業、橡膠制品業、黑色金屬冶煉及壓延加工業。
本文的污染排放數據來源于相關年份的《廣東省統計年鑒》和廣東省環保局提供的環境統計數據。其他變量的數據均來自相關年份的《廣東省工業統計年鑒》和《廣東省統計年鑒》。
從表1中我們可以看出,根據污染物的不同,工業內部的不同產業污染排放強度的差別很大,最大值與最小值之比的變動幅度分別為7861.67:1(煙塵排放強度)一60 921.00:1(粉塵排放強度)。這就意味著,即使是產業結構發生的變動很小,產業平均污染密度也可能發生較大的變動。因此,本文以廣東省制造業為例,集中研究產業特征、環境規制和污染排放強度的相互關系。
2.1對需求變量的說明
如上所述,廣東的大氣污染嚴重,因此本文側重于對大氣污染產業特征的研究。Nit表示單位產值的能源消耗,包括煤、焦炭、原油、柴油、煤油、汽油、天然氣和電力的消耗。物質資本密度PCI以單個工人創造的附加值的非工資部分衡量,即,(產業附加值一工資)/就業人數。人力資本密度HCI以單個工人創造的附加值中支付給熟練工人工資的比重衡量,即工資/產業附加值一非熟練工人工資×就業人數。規模變量SIZEit以單個企業的附加值衡量,即某一產業的附加值/該產業的企業數目。現代生產工藝CAPit是產業的資本支出占附加值的比重,本文以《廣東省統計年鑒》中“按行業分城鎮固定資產建設和投資總規模”衡量資本支出。產業的資本建設投資越大,產業的機械設備就會越新,因此該數據是衡量產業采用新工藝的較好指標。RDit以《廣東省統計年鑒》的新增固定資產衡量。
2.2對供給變量的說明
方程中的REG是一組反映正式和非正式規制的向量。我國《大氣污染防治法》第三條規定,國家采取措施,有計劃地控制或者逐步削減各地方主要大氣污染物的排放總量。地方各級人民政府對本轄區的大氣環境質量負責,制定規劃,采取措施,使本轄區的大氣環境質量達到規定的標準。這意味著,地方政府對國家沒有制定標準的項目有權限自行設定地方標準。因此,當地方政府實施這些環境標準時就會考慮本地區的經濟和社會條件。
由于環境規制具有地方性特征,因此需要分析正式規制和非正式規制的地方層面的影響因素。衡量正式規制的指標如下:第一,地區的污染投訴率。其含義是地區的污染投訴數量/該地區的產值。第二,地區的失業率。由于地方政府實施正式規制取決于當地的社會問題,因此使用失業率衡量地區的社會狀況。失業率影響地方環境規制的原因有兩個:第一,一個地區的失業率越高,投入污染治理的資源就越少;第二,如果污染企業能提供就業機會,地區的公眾會容忍這些企業的存在,這種效應在高失業率地區尤其明顯。因此,高失業率會導致寬松的環境標準和吸引更多的污染企業。
衡量非正式規制的指標如下:第一,收入。相關研究表明,收入與規制之間存在一定的聯系(Daspupta等,2001),收入越高的地區,對清潔環境的需求越強。富裕地區對污染影響的關注程度高于貧困地區。同時,一個地區的就業機會越多,向政府進行游說以反對污染企業的集體行動的力量越大。本文使用失業率衡量地區收入。
第二,人口密度。一方面,地區的人口密度越高,意味著受污染影響的人口越多,因此反對這些污染企業的公眾也越多。另一方面,高人口密度地區的排污效應與人口密度低的地區相比,不易引起公眾的注意。因此,人口密度對污染排放的影響并不確定。
第三,人口因素。人口因素包括年齡結構和受教育程度。年輕人口比重高的地區更為關注污染問題,對污染企業進行游說的可能性也越大。本文以15歲以下人口衡量年齡結構這一變量。另外,如果一個地區的人口受教育程度低,對環境污染的后果意識就不強。而且,這些地區可能對現有的正式規制渠道的使用也非常有限。因此,污染企業傾向于布局在教育程度較低的地區。本文以地區獲得高等教育人口的比重衡量受教育程度。
由于本文的污染數據和產業特征數據要求產業層面而非地區層面的數據,而上述衡量規制指標的變量都是地區層面的數據,因此,需要把地區層面的規制數據相對應轉化為產業層面的數據。下面以污染投訴這一變量為例說明如何進行轉換。
其中,下標i、r和t分別表示產業、地區和年份,s表示地區r的產業i的產出占全國該產業的比重,PROSit表示地區r的污染投訴占該地區總產出的比重。因此,某一產業占該地區的產出比重越高、污染投訴率越大,PECoprns的值越大。其它變量如地區失業率(REG)、人口密度(REGm)、人口年齡結構(REGagepop)和教育水平(REC-edu)的計算方法相同。這些變量用廣東省21個地級市的數據計算而得。
3 計量結果
表1是使用固定效應和隨機效應方程的估計結果。通過對固定效應模型和隨機效應模型的豪斯曼檢驗(HausmanTest),結果顯示,對SO2而言,Hausman檢驗的概率值為0,000,因此可以拒絕原假設,即解釋變量與誤差項存在一定的關系,使用固定效應模型更優。對于煙塵和粉塵而言,Hausman檢驗的概率值分別為0.754和1.000,因此無法拒絕原假設,使用隨機效應模型更優。所以,對于SO2本文側重于討論固定效應模型,對于煙塵和粉塵側重于討論隨機效應模型。
3.1污染需求變量的估計結果
表2顯示,三種污染物的排放強度作為被解釋變量的估計結果表明,能源密度與污染排放強度呈正相關且統計上顯著。另外,煙塵和粉塵的排放強度作為被解釋變量的估計結果中,物質資本密度、人力資本密度與煙塵和粉塵的污染排放強度呈正相關,這說明物質資本和人力資本密度高的產業同時也是高污染密度產業。人力資本密度的符號在理論預期上是不確定的,但估計結果表明,高人力資本產業往往污染密度更大。這一結果與美國和英國的產業特征一致,這一觀點在國內首次提出。
表2還顯示,煙塵和粉塵作為被解釋變量的估計結果中,企業平均規模與煙塵和粉塵的排放強度呈負相關。但是,資本支出作為現代生產工藝替代變量在統計上并不顯著。SO2和粉塵估計方程的結果中,R&D與SO2和粉塵的污染排放強度呈顯著的負相關。
3.2污染供給變量的估計結果
表2顯示,SO2作為被解釋變量的估計結果中,人口密度與SO2的排放強度呈正相關,這說明人口密度越高的地區,產業的污染排放量越大。這是由于人口密度高的地
區,污染企業不易發現,因此規制壓力小,產業的污染密度高。另外,教育程度與SO2、煙塵和粉塵的排放強度呈顯著的正相關,這說明地區人口的受教育程度越高,環境規制越嚴格,污染排放越小。人口密度與各污染排放物的關系不顯著。
4 結論和政策建議
4.1結論
由于產業特征與污染排放之間的聯系緊密,因此對于政府部門和企業而言,理解影響產業污染排放強度的產業特征至關重要。本文使用廣東省19個制造業2000―2006年的數據對產業污染排放強度的影響因素進行研究。結果表明,污染排放強度與能源使用、物質資本密度和人力資本密度存在正相關關系。另一方面,污染排放強度與企業規模和R&D支出呈正相關關系。污染排放強度與資本支出呈負相關,但統計上并不顯著。
就環境規制變量而言,本文使用污染投訴率衡量正式規制,估計結果顯示,該變量對污染排放強度的影響為負且統計上顯著。地區人口密度、失業率、年齡結構和受教育程度對污染排放強度有影響但不顯著,這說明非正式規制的作用還不是很明顯。
4.2政策建議
(1)根據能源使用密度與污染排放的關系,提出區別污染產品與清潔產品的污染稅。本文的結果表明,如果規制指向能源使用,成效將會較為顯著。盡管能源使用的下降將會減少污染密度,但根據能源的污染含量而征收不同的能源使用稅對一些污染物(例如SO2)將起到明顯的作用。因為產業不但具有減少能源使用的動機,而且還具有轉向使用清潔能源的動機。例如,轉向低硫排放的煤炭或者從煤炭轉向天然氣。
(2)根據物質資本密度與污染排放的關系,需要輔之以其他政策來抵消物質資本密度不斷提高導致的污染排放上升。如果我國制造業的資本累積密度不斷提高,這意味著物質資本密度和人力資本密度也隨著不斷提高。由于這兩個產業特征變量會增加污染排放強度,這是政策制定者面臨的需要接受和克服的難題。盡管我國在勞動密集型產業上具有明顯的優勢,但FDI的流入加快了資本的累積進程,這意味著資本密集型產業將逐步獲得比較優勢。因此,隨著我國對外開放程度的加深,污染排放必呈上升態勢。
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