區(qū)域污染治理能力與排污規(guī)模的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)

李名升，陳遠(yuǎn)航，張鳳英，武中波，谷 萍，騰建禮

1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，吉林 長(zhǎng)春 130011 3.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，北京 100037

區(qū)域污染治理能力與排污規(guī)模的協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)

李名升1，陳遠(yuǎn)航1，張鳳英1，武中波2，谷 萍1，騰建禮3

1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，吉林 長(zhǎng)春 130011 3.中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，北京 100037

為分析區(qū)域排污規(guī)模與污染治理的協(xié)調(diào)性，構(gòu)建了排污規(guī)模與污染治理協(xié)調(diào)度模型，并以2006、2013年的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行實(shí)證分析。結(jié)果表明，制約排污規(guī)模和污染治理協(xié)調(diào)性的主要矛盾是污染治理能力的落后，全國(guó)70%以上地區(qū)污染治理能力均滯后于污染物產(chǎn)生規(guī)模；國(guó)內(nèi)治理能力在研究期間不斷提高，區(qū)域差異在不斷縮小，治理能力過度滯后的省份由14個(gè)減少到2個(gè)；除江蘇外2013年其余各地區(qū)均有1項(xiàng)或多項(xiàng)污染物的治理能力滯后，其中生活廢水治理能力滯后的區(qū)域最多；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響協(xié)調(diào)性的重要因素，2013年協(xié)調(diào)度與地區(qū)人均GDP基本呈線性關(guān)系。模型實(shí)證計(jì)算結(jié)果與主觀判斷也較為吻合，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

協(xié)調(diào)度；排污規(guī)模；污染治理；區(qū)域差異

污染物是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“副產(chǎn)品”[1]，而污染治理設(shè)施是減少副產(chǎn)品對(duì)環(huán)境系統(tǒng)危害的最后屏障[2-3]。有研究表明，污染治理投資對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量、遏制環(huán)境惡化具有重要意義[4-5]。污染治理能力越強(qiáng)，污染物對(duì)環(huán)境造成的損害越小，但考慮到經(jīng)濟(jì)成本，污染治理能力理應(yīng)與污染物產(chǎn)生規(guī)模適度協(xié)調(diào)。目前，協(xié)調(diào)的概念在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展方面應(yīng)用較多[6-9]，普遍通過構(gòu)建協(xié)調(diào)度模型來衡量系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展程度[10-11]。但將協(xié)調(diào)的概念運(yùn)用到排污規(guī)模與污染治理能力領(lǐng)域的研究目前尚未見諸報(bào)道。

本文借鑒經(jīng)濟(jì)與環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展模型，構(gòu)建排污規(guī)模與污染治理協(xié)調(diào)度模型，并將模型應(yīng)用到省級(jí)行政區(qū)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，以期為中國(guó)污染治理能力建設(shè)提供科學(xué)支撐。

1 模型構(gòu)建

1.1 評(píng)價(jià)模型與步驟

對(duì)環(huán)境系統(tǒng)而言，污染物產(chǎn)生量越少越好，同時(shí)污染治理能力越強(qiáng)越好。但從經(jīng)濟(jì)角度看，治理能力的閑置又是不經(jīng)濟(jì)的。因此，污染治理能力恰好將污染物產(chǎn)生量處置完畢是最經(jīng)濟(jì)且環(huán)境擾動(dòng)最小?；诖?，文章模型設(shè)計(jì)的基本思路為先假設(shè)全國(guó)當(dāng)年排污規(guī)模和污染治理的平均協(xié)調(diào)度為1，計(jì)算區(qū)域協(xié)調(diào)度。然后，根據(jù)全國(guó)當(dāng)年污染治理能力的大小，確定合適的臨界值，作為區(qū)域協(xié)調(diào)與否的閾值。

1.1.1 指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

人類活動(dòng)向外界排放的污染物主要包括廢水、廢氣、固廢3大類。由于生活廢氣主要排放形式為面源污染，尚未形成規(guī)?；卫?，因此研究時(shí)，廢氣污染源僅考慮工業(yè)廢氣。工業(yè)固體廢物的一種重要處理方式是貯存，并未完全處理，因此固體廢物僅考慮生活垃圾。

由此，排污規(guī)模和污染治理能力2個(gè)子系統(tǒng)均由工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、生活廢水、生活垃圾4個(gè)一級(jí)指標(biāo)構(gòu)成。在一級(jí)指標(biāo)下，排污規(guī)模子系統(tǒng)的指標(biāo)納入各一級(jí)指標(biāo)的主要污染物產(chǎn)生量，污染治理能力子系統(tǒng)的指標(biāo)納入治理能力和運(yùn)行費(fèi)用。詳見表1。

表1 排污規(guī)模與污染治理能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字為指標(biāo)權(quán)重，權(quán)重確定方法見1.2小節(jié)。

1.1.2 二級(jí)指標(biāo)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化

為消除不同指標(biāo)在單位和變異程度上的差異，采用下式對(duì)全國(guó)各省(區(qū)、市)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

(1)

1.1.3 計(jì)算一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)值

一級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值由下式計(jì)算確定：

(2)

式中：ωij為指標(biāo)權(quán)重，其他變量含義同式(1)。

1.1.4 計(jì)算一級(jí)指標(biāo)子協(xié)調(diào)度

各一級(jí)指標(biāo)的子協(xié)調(diào)度定義為污染治理與排污規(guī)模的商，即：

(3)

式中：Di為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)的協(xié)調(diào)度。

1.1.5 計(jì)算區(qū)域總體協(xié)調(diào)度

對(duì)某地區(qū)k，系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)度D由各一級(jí)指標(biāo)協(xié)調(diào)度的平均值計(jì)算得到：

(4)

當(dāng)D值接近于1時(shí)，區(qū)域污染治理能力建設(shè)與污染物產(chǎn)生量?jī)烧叩膮f(xié)調(diào)程度越接近于全國(guó)平均水平，且D值越大，污染治理能力建設(shè)越超前于污染物排放規(guī)模。

1.2 指標(biāo)權(quán)重確定

對(duì)于排污規(guī)模子系統(tǒng)的二級(jí)指標(biāo)，考慮到等質(zhì)量的不同污染物對(duì)環(huán)境的危害不同，根據(jù)原國(guó)家計(jì)委、財(cái)政部、原國(guó)家環(huán)?？偩?、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等聯(lián)合發(fā)布的《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》(國(guó)家計(jì)委、財(cái)政部、國(guó)家環(huán)?？偩?、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委令第31號(hào))中關(guān)于各類污染物的折算系數(shù)對(duì)SO2、NOx、煙(粉)塵、化學(xué)需氧量、氨氮的權(quán)重進(jìn)行確定。對(duì)于一級(jí)指標(biāo)和污染治理子系統(tǒng)的二級(jí)指標(biāo)，采用等權(quán)重處理。各指標(biāo)權(quán)重見表1中括號(hào)數(shù)字。

1.3 數(shù)據(jù)來源

排污規(guī)模、污染治理能力兩個(gè)子系統(tǒng)的二級(jí)指標(biāo)數(shù)據(jù)均來自《中國(guó)環(huán)境年鑒》[12]和《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》[13]。中國(guó)自2006年才開始統(tǒng)計(jì)NOx排放量，因此實(shí)證分析的年份選擇2006、2013年。由于西藏污染物排放量極少，故所有數(shù)據(jù)和討論均不涉及西藏自治區(qū)。

1.4 協(xié)調(diào)類型劃分

《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》[14]中的數(shù)據(jù)表明，2012年全國(guó)城市污水處理率和生活垃圾無害化處理率分別為87.4%、84.8%，2006年分別為55.7%、53.0%。即2012年全國(guó)有15%左右的廢水和生活垃圾未被處理。由此認(rèn)為，2013年全國(guó)污染治理能力評(píng)價(jià)值高出排污規(guī)模評(píng)價(jià)值15%左右處于基本協(xié)調(diào)水平；同理，2006年高出45%左右處于基本協(xié)調(diào)水平。在此基礎(chǔ)上，以協(xié)調(diào)度提高或降低20%為一個(gè)區(qū)間，根據(jù)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)值將協(xié)調(diào)類型劃分為7種，詳見表2。

表2 協(xié)調(diào)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)結(jié)果

將原始數(shù)據(jù)帶入評(píng)價(jià)模型，結(jié)果見圖1、圖2。

圖1 2006、2013年中國(guó)各地區(qū)排污規(guī)模與污染治理的協(xié)調(diào)度

2006年，30個(gè)地區(qū)中僅6個(gè)地區(qū)協(xié)調(diào)類型為基本協(xié)調(diào)或治理能力超前，其中廣西、天津、上海、貴州地區(qū)為基本協(xié)調(diào)，浙江治理能力略微超前，北京治理能力明顯超前。其余24個(gè)地區(qū)中，4個(gè)地區(qū)治理能力略微滯后，6個(gè)地區(qū)治理能力明顯滯后，14個(gè)地區(qū)為過度滯后。若將中國(guó)作為一個(gè)整體進(jìn)行評(píng)價(jià)(D=1)，2006年中國(guó)治理能力剛剛跨越過度滯后階段，處于明顯滯后的最初級(jí)。

2013年，8個(gè)地區(qū)協(xié)調(diào)類型為基本協(xié)調(diào)或治理能力超前，其中北京、上海、天津?yàn)橹卫砟芰β晕⒊埃憬?、河北、江蘇、廣東、遼寧為基本協(xié)調(diào)。其余22個(gè)地區(qū)中，8個(gè)地區(qū)治理能力略微滯后，12個(gè)地區(qū)治理能力明顯滯后，僅甘肅、寧夏地區(qū)為過度滯后。若將中國(guó)作為一個(gè)整體進(jìn)行評(píng)價(jià)(D=1)，2013年中國(guó)整體處于略微滯后的中期。

2.2 討論

對(duì)2006、2013年中國(guó)排污規(guī)模和污染治理的協(xié)調(diào)度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

1)各地區(qū)污染治理能力普遍滯后。無論是2006年還是2013年，全國(guó)70%以上地區(qū)污染治理能力均滯后于污染物產(chǎn)生規(guī)模。因此，制約排污規(guī)模和污染治理協(xié)調(diào)性的主要矛盾是污染治理能力的落后。并且從2013年僅有8個(gè)地區(qū)污染治理與排污規(guī)模基本協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀看，在未來一段時(shí)間，這一矛盾仍將繼續(xù)存在。

2)排污規(guī)模和污染治理的協(xié)調(diào)性在提高。2006—2013年，基本協(xié)調(diào)或治理能力超前地區(qū)由6個(gè)增加到8個(gè)，過度滯后地區(qū)由14個(gè)減少到2個(gè)，中國(guó)整體協(xié)調(diào)程度從治理能力明顯滯后過渡到略微滯后階段，說明國(guó)內(nèi)污染治理能力在不斷增前，排污規(guī)模和污染治理的協(xié)調(diào)性不斷提高。

3)協(xié)調(diào)度類型分布由“啞鈴型”向“紡錘形”變化。2006—2013年，大部分地區(qū)的協(xié)調(diào)類型由兩頭向中間發(fā)展，具體表現(xiàn)為治理能力明顯超前地區(qū)消失，治理能力過度滯后地區(qū)由14個(gè)減少為2個(gè)。由于治理能力是制約協(xié)調(diào)性的主要矛盾，協(xié)調(diào)度類型的變化體現(xiàn)出國(guó)內(nèi)污染治理能力的建設(shè)逐步趨于理性，更加有針對(duì)性。

4)排污規(guī)模和污染治理協(xié)調(diào)性的地區(qū)差異在縮小。從極值看，2006年協(xié)調(diào)度數(shù)值最高的北京是數(shù)值最低的吉林的4.6倍，而到2013年這一數(shù)值降低至3.0倍。從總體來看，30個(gè)地區(qū)協(xié)調(diào)度的變異系數(shù)由0.40減小到0.28。因此，無論是從極值還是總體看，協(xié)調(diào)性的地區(qū)差異均表現(xiàn)出縮小趨勢(shì)。

5)除江蘇外2013年其余各地區(qū)均有1項(xiàng)或多項(xiàng)污染物的治理能力滯后(圖3)。

圖3 2013年污染治理能力滯后指標(biāo)的地區(qū)分布

雖然2013年有8個(gè)地區(qū)為基本協(xié)調(diào)或治理能力超前，但從各地區(qū)4項(xiàng)指標(biāo)看，僅江蘇省4項(xiàng)指標(biāo)的子協(xié)調(diào)度均大于1.15，4項(xiàng)指標(biāo)的治理能力均出現(xiàn)一定程度超前。其余29個(gè)地區(qū)中，3個(gè)地區(qū)有1項(xiàng)指標(biāo)治理能力滯后，4個(gè)地區(qū)有2項(xiàng)指標(biāo)治理能力滯后，8個(gè)地區(qū)有3項(xiàng)指標(biāo)治理能力滯后，14個(gè)地區(qū)有4項(xiàng)指標(biāo)治理能力均滯后。分指標(biāo)看，工業(yè)廢氣治理能力滯后地區(qū)有18個(gè)，工業(yè)廢水治理能力滯后地區(qū)有17個(gè)，生活廢水治理能力滯后地區(qū)有21個(gè)，生活垃圾治理能力滯后地區(qū)有16個(gè)。因此，生活廢水是影響協(xié)調(diào)性的主要影響指標(biāo)。

6)協(xié)調(diào)性與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。從定性角度看，2013年基本協(xié)調(diào)和治理能力超前的地區(qū)全部分布在東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，而治理能力過度滯后和明顯滯后的地區(qū)全部分布在中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)。從定量角度看，2013年協(xié)調(diào)度與地區(qū)人均GDP基本呈線性關(guān)系(圖4)，線性回歸方程的擬合優(yōu)度達(dá)0.66。因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響協(xié)調(diào)性的重要因素。

圖4 2013年各地區(qū)協(xié)調(diào)度與人均GDP散點(diǎn)圖

3 結(jié)論與討論

構(gòu)建了排污規(guī)模和污染治理的協(xié)調(diào)度模型，并以2006、2013年的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行實(shí)證分析。模型的構(gòu)建過程充分考慮了中國(guó)污染物排放現(xiàn)狀和污染排放與污染治理的相互關(guān)系，實(shí)證計(jì)算結(jié)果與主觀判斷也較為吻合，說明所構(gòu)建的模型能夠在一定程度上反映國(guó)內(nèi)排污規(guī)模和污染治理的協(xié)調(diào)關(guān)系，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

模型的局限性在于評(píng)價(jià)結(jié)果不能直接進(jìn)行縱向?qū)Ρ取Ｓ捎谠紨?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法實(shí)際是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為區(qū)域污染物規(guī)模/治理能力占全國(guó)的比重，其潛在條件為當(dāng)年全國(guó)整體的協(xié)調(diào)度為1。因此，不同年份各一級(jí)指標(biāo)的子協(xié)調(diào)度是針對(duì)當(dāng)年全國(guó)平均水平的數(shù)值，在進(jìn)行縱向比較時(shí)不能直接比較，而在協(xié)調(diào)度類型劃分時(shí)，各年度協(xié)調(diào)類型的閾值均不同。以基本協(xié)調(diào)為例，2006年當(dāng)協(xié)調(diào)度1.45≤D<1.8時(shí)判定為基本協(xié)調(diào)，但2013年當(dāng)協(xié)調(diào)度為1.15≤D<1.4時(shí)即可判定為基本協(xié)調(diào)。如天津市2006、2013年協(xié)調(diào)度分別為1.66、1.59，單從數(shù)值上看有所降低，協(xié)調(diào)類型卻由基本協(xié)調(diào)變?yōu)橹卫砟芰β晕⒊?。為此，本文根?jù)全國(guó)平均治理水平對(duì)各地區(qū)協(xié)調(diào)度進(jìn)行類型劃分，可在一定程度上克服這一問題，但數(shù)值本身仍然不可進(jìn)行直接比較，只能進(jìn)行區(qū)域間的橫向比較。

從實(shí)證分析結(jié)果來看，國(guó)內(nèi)污染治理整體滯后于排污規(guī)模，污染治理能力落后是制約區(qū)域排污規(guī)模和污染治理協(xié)調(diào)性的主要矛盾，但治理能力在研究期間不斷提高，區(qū)域差異在不斷縮小，治理能力過度滯后的省份由14個(gè)減少到2個(gè)，區(qū)域間協(xié)調(diào)度的變異系數(shù)由0.40減小到0.28，從而推動(dòng)了協(xié)調(diào)度的不斷提高。同時(shí)看到，除江蘇外，其余地區(qū)在工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、生活廢水、生活垃圾4項(xiàng)污染物中均存在至少有1項(xiàng)治理能力滯后，各地區(qū)污染治理能力建設(shè)仍任重道遠(yuǎn)。

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Regional Assessment on the Coordinative Degree between Regional Pollution Treatment Capacity and Pollution Scale

LI Mingsheng1，CHEN Yuanhang1，ZHANG Fengying1，WU Zhongbo2，GU Ping1，TENG Jianli3

1.State Environmental Protection Key Laboratory of Quality Control in Environmental Monitoring, China National Environment Monitoring Centre, Beijing 100012, China 2.Environmental Monitoring Centre of Jilin Province, Changchun 130011, China 3.China Association of Environmental Protection Industry, Beijing 100037, China

To analyze the coordinative relation between regional pollution scale and pollution treatment, a pollution scale-pollution treatment coordinating degree model was established. Data of 2006 and 2013 were used to do empirical analysis on the model in China. The results indicated that, The lagging pollution treatment capacity was the main restraint on coordinative relation between regional pollution scale and pollution treatment. The pollution treatment capacity was fallen behind pollution production scale in 70% regions of China. Compared 2013 to 2006, the pollution treatment capacity was improving, and regional differences were continually narrowed. The number of over backward provinces was reduced from 14 to 2. In 2013, all regions had lagged pollution treatment capacity in one or more categories of pollutants except Jiangsu. Most regions lacked the pollution treatment capacity of sanitary wastewater. Economic development level was the principal factor affecting the coordinative degree. According to the data in 2013, there was a linear relationship between coordinative degree and regional per capita GDP. The empirical calculation results were consistent with the subjective judgment, and the model is worth being promoted widely.

coordinative degree；pollution scale；environmental pollution treatment；regional difference

2015-09-05；

2015-11-16

國(guó)家自然科學(xué)基金(41601608，41501556)

李名升(1981-)，男，山東安丘人，博士，高級(jí)工程師。

騰建禮

X821

A

1002-6002(2016)06- 0020- 06

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.06.04