工業(yè)生產(chǎn)與城市生活對近海污水影響的辨識及治理

林拓　虞陽　劉澤勤　焦苗

摘 要：近年，我國濱海城市化不斷加快，經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，但經(jīng)濟(jì)的快速增長導(dǎo)致了近海海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，海洋生態(tài)鏈不斷受到侵蝕。濱海城市化對近海海洋環(huán)境的直接污染主要來自于城市生活與工業(yè)生產(chǎn)污染物對海洋的就近排放，提高海洋生態(tài)環(huán)境治理策略的有效性必須以辨明其海洋環(huán)境效應(yīng)為基礎(chǔ)。基于1991年～2012年間全國沿海省級行政區(qū)（港澳臺地區(qū)除外）的統(tǒng)計年鑒和公報數(shù)據(jù)，分別對工業(yè)廢水、生活污水的排放及其與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果表明：1）我國除上海、海南外的大部分沿海省份，在人均GDP接近40000元左右時，工業(yè)污水排放呈現(xiàn)下降趨勢，表明我國沿海工業(yè)對海洋污染的EKC拐點已經(jīng)出現(xiàn)，工業(yè)廢水排放增長的勢頭得到遏制；2）不同于工業(yè)廢水排放逐步趨緩的態(tài)勢，生活污水連續(xù)11年持續(xù)上升。2011年左右成為重要時點，少數(shù)省市生活污水排放量有所放緩或略有下降，但多數(shù)省市尤其是海洋經(jīng)濟(jì)大省則出現(xiàn)加速上升趨勢，這與全國大規(guī)模海洋發(fā)展戰(zhàn)略開啟的時點相暗合，加之生活污染監(jiān)測與治理不足，前景堪憂。研究結(jié)果顯示，在濱海城市化戰(zhàn)略下，以往偏重城市工業(yè)污染防控的海洋環(huán)境治理策略建議進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，濱海城市生活排污量與新型污染物質(zhì)的激增等更應(yīng)當(dāng)引起高度重視。今后的治理策略要著力推動工業(yè)化與城市化污染防控的并重，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級與環(huán)境優(yōu)化的協(xié)同，引導(dǎo)利益分配與生態(tài)風(fēng)險的互動，從而切實提升我國城市化質(zhì)量與環(huán)境治理能力，確保濱海城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

關(guān)鍵詞：濱海城市化；海洋環(huán)境效應(yīng)；環(huán)境庫茲涅茨曲線；城市生活；治理策略

中圖分類號：F224.9；TV213.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

濱海地區(qū)是城市發(fā)展與人類活動的重要區(qū)域，屬于生態(tài)環(huán)境敏感性地區(qū)，近海生態(tài)環(huán)境受域內(nèi)人們的生產(chǎn)生活影響很大，目前全球3/4的大城市、70%的工業(yè)資本聚集于濱海地區(qū)[1]，聯(lián)合國《21世紀(jì)議程》預(yù)計，2020年全球濱海地區(qū)人口將達(dá)到人口總數(shù)的75%[2]。受經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩大因素影響，人口往濱海地區(qū)的遷移使得全球范圍的海洋環(huán)境問題日趨加劇，近海海洋環(huán)境污染的分布主要集中在濱海城市密集的近海海域[3]，濱海地區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱性對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有明顯的制約作用[4]。自我國改革開放以來，沿海城市不斷吸納人力、資金、技術(shù)等要素，經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展。但在沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，與世界上其他濱海城市環(huán)境污染現(xiàn)狀相類似，近海海洋環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，海洋生態(tài)鏈不斷受到侵蝕。調(diào)研結(jié)果顯示，我國近海海水水質(zhì)劣于第四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域主要分布在黃海北部、遼東灣、渤海灣、萊州灣、長江口、杭州灣、珠江口等城市發(fā)展較快的近岸海域（圖1）。

濱海城市化指區(qū)域人口和產(chǎn)業(yè)活動在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)空間上聚集、受核心城市經(jīng)濟(jì)輻射影響的鄉(xiāng)村地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)地區(qū)的過程，即由農(nóng)業(yè)為主的傳統(tǒng)鄉(xiāng)村社會向以工業(yè)和服務(wù)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)為主的濱?，F(xiàn)代城市社會逐漸轉(zhuǎn)變的歷史過程。在濱海城市化過程中，不可避免地給海洋，特別是近海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來巨大的負(fù)面影響。由于濱海城市化的發(fā)展，農(nóng)村人口主要流向沿海城市，產(chǎn)業(yè)活動向城市空間聚集，城市用地規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市生活與工業(yè)生產(chǎn)等陸源排污向海洋的就近排放，濱海城市化帶來的工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染、養(yǎng)殖廢水、港口船舶污染等典型污染因素造成近海環(huán)境污染日趨嚴(yán)重[5]。原有的海洋環(huán)境問題尚未有效解決，新一輪濱海城市化正在快速推進(jìn)，加劇了海洋環(huán)境的污染。近年，濱海城市戰(zhàn)略地位進(jìn)一步提升，國家級區(qū)域規(guī)劃中80%以上重視沿海城市的支撐作用①，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)更將濱海城鎮(zhèn)化作為重要內(nèi)容，《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》把濱海地區(qū)作為國家城鎮(zhèn)化總體戰(zhàn)略格局的縱軸之一②。54個沿海城市中90%以上提出“濱海發(fā)展”、“陸海聯(lián)動”等戰(zhàn)略③，沿海城市的濱海地區(qū)成為我國三大城市群的核心地帶。

準(zhǔn)確判明濱海城市化的海洋環(huán)境效應(yīng)走勢是優(yōu)化環(huán)境治理策略的基本前提，相關(guān)探討迫在眉睫，亟待展開。自20世紀(jì)90年代開始，庫茲涅茨曲線（簡稱EKC）被國內(nèi)外學(xué)者用來開展對環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實證研究，探索經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對環(huán)境的影響因素和變化趨勢[6]。為此，本研究根據(jù)發(fā)表的年鑒和公報環(huán)境污染數(shù)據(jù)，采用“環(huán)境庫茲涅茨曲線”模型等方法，從濱海城市化進(jìn)程的兩個重要方面——工業(yè)生產(chǎn)與城市生活——理清其環(huán)境后果及走勢，進(jìn)而提出適用于當(dāng)前濱海城市發(fā)展的海洋環(huán)境策略，更加科學(xué)地完善海洋環(huán)境管理的協(xié)調(diào)機(jī)制，提升濱海城市化質(zhì)量與環(huán)境治理能力。

1 濱海城市化與海洋環(huán)境污染的關(guān)系

基于我國能源結(jié)構(gòu)的特點，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人民生活環(huán)境污染程度的加劇，濱海城市經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展是海洋污染的重要原因之一，濱海城市化經(jīng)濟(jì)發(fā)展與海洋環(huán)境污染關(guān)系屬于我國整體經(jīng)濟(jì)與環(huán)境關(guān)系的研究范疇，但濱海城市化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋環(huán)境污染之間又有其特殊性。除了在海洋地質(zhì)資源開發(fā)開采過程中對海洋環(huán)境產(chǎn)生直接污染外，濱海城市化對近海海洋環(huán)境的直接污染主要來自于城市生活與工業(yè)生產(chǎn)污染物對海洋的就近排放。就城市生活污染物而言，我國濱海地區(qū)人口集聚程度不斷提高，全國沿海省市城鎮(zhèn)人口占全國比重近50%，而沿海省份內(nèi)部，濱海城市與內(nèi)陸城市人口比重差距拉大，例如，浙江濱海城市人口占全省比重已經(jīng)上升至77%④；就工業(yè)生產(chǎn)污染物而言，當(dāng)前沿海城市大力促進(jìn)涉海產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，如沿海地級市及以上城市提出的“十二五”期間僅新建臨港工業(yè)園區(qū)就多達(dá)20多個，涉海產(chǎn)業(yè)不斷吸引就業(yè)人口流入，近7年間涉海就業(yè)人口增長幅度超過20%⑤。

長期以來，城市化建設(shè)中的工業(yè)企業(yè)污染往往被視為海洋環(huán)境污染的主要因素，眾多環(huán)境研究成果報道顯示，多樣化的陸源污染物質(zhì)與工業(yè)生產(chǎn)具有直接的關(guān)聯(lián)，例如，近海中的汞、硫等物質(zhì)可能來源于深處內(nèi)陸的煤化工業(yè)與礦物燃燒[7]；又如，在長江口外頻發(fā)的赤潮所具備的環(huán)境和生物兩個條件中，食品工業(yè)殘渣、蛋白質(zhì)等大量營養(yǎng)物質(zhì)輸入長江口及臨近海域，給長江入?？诟郊纳鷳B(tài)系統(tǒng)帶來巨大壓力，加大了防治赤潮的難度[8、9]。海洋的主要污染物質(zhì)，如有機(jī)物質(zhì)、重金屬、無機(jī)氮、磷酸鹽等營養(yǎng)鹽類等，大多在工業(yè)生產(chǎn)中形成[10]，隨后通過河流、大氣和人為傾倒等方式進(jìn)入海洋，因此工業(yè)污染防控也相應(yīng)成為濱海城市海洋環(huán)境保護(hù)工作的重中之重。

然而，濱海城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然導(dǎo)致城市居民生活質(zhì)量的提升，城市服務(wù)功能的不斷拓展方能滿足現(xiàn)代城市居民的生活娛樂等需求，近海海洋污染物的來源亦會引起相應(yīng)的變化，例如，有關(guān)長江口新型污染物的研究發(fā)現(xiàn)，海水中與防曬霜相關(guān)的物質(zhì)，其濃度在夏季達(dá)到高峰，這與夏季海邊游玩人群日益增多密切相關(guān)[11]。如忽略濱海城市化發(fā)展的現(xiàn)狀來研判海洋環(huán)境污染的變化趨勢，僅偏重工業(yè)污染情況進(jìn)行分析，可能會影響研究可信度并導(dǎo)致治理策略的偏差，因而相關(guān)研究應(yīng)對兩者加以區(qū)分，這正是本研究的重要基點之一。

2 計量方法與數(shù)據(jù)說明

2.1 計量方法

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的關(guān)系廣受關(guān)注，環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承載力有限，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境的壓力超過承載能力時，環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰[12]?！碍h(huán)境庫茲涅茨曲線”假說作為著名的理論之一，通過其數(shù)學(xué)模型EKC與研究對象即有數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，導(dǎo)出過去軌跡（發(fā)展過程）的經(jīng)驗公式，用圖表可視化方式展示出研究對象未來可能的變化規(guī)律（發(fā)展趨勢），該模型常被國內(nèi)外學(xué)術(shù)界用于經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境關(guān)系的實證研究，例如學(xué)者李國璋展示了基于環(huán)境庫茲涅茨曲線的污染排放物與經(jīng)濟(jì)增長之間的變化趨勢實證分析[13]。在環(huán)境庫茲涅茨曲線模型中倒U型曲線的拐點（最高點）成為污染趨勢變化的轉(zhuǎn)折點，可理解為環(huán)境影響對經(jīng)濟(jì)增長的分界點，社會因素和經(jīng)濟(jì)因素都會影響拐點在曲線中的位置，起到對經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的制約和促進(jìn)正反兩方面效應(yīng)。因此縮短拐點形成過程，必將有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。對已有EKC拐點研究進(jìn)行分析，可將研究成果分為三類，即拐點存在性前提研究、影響拐點形成因素研究和拐點實證研究[14，15，16]。本文提出的分析受濱海城市化經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的海洋環(huán)境污染的總體進(jìn)程與趨向研究將圍繞基于陸源污染與人均GDP關(guān)系的“庫茲涅茨曲線”假設(shè)研究展開，采用統(tǒng)計年鑒中各省市的濱海城市面板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納和擬合[17、18]。

理論提出者Grossman和Krueger認(rèn)為，當(dāng)某一地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于較低水平，環(huán)境污染隨人均產(chǎn)值增長而加重，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到較高水平，環(huán)境污染程度則隨著人均產(chǎn)值增長而降低，總體呈現(xiàn)“倒U”型曲線[19]。本研究選取Canas等[20]改進(jìn)的新環(huán)境庫茲涅茲曲線（EKC）進(jìn)行擬合，模型表達(dá)式如下：

Y■=？琢■+？茁■X■+？茁■X■■+B■X■■+c■ （1）

式中，i=1，2，…N；t=1，2，…T；N為觀測的個體成員數(shù)量，在本文為中國沿海11個省級行政區(qū)（不包括港澳臺地區(qū)），T為對各成員觀測的時期數(shù)。Yit為第i個地區(qū)第t年的海洋環(huán)境污染情況，Xit為第i個地區(qū)第t年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，β1、β2、β3為解釋變量的系數(shù)，cit為模型的隨機(jī)擾動項，αi為模型的截距項。

需要指出的是，一般將人均GDP作為表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的解釋變量，而表征環(huán)境污染情況的指標(biāo)則有許多的不同嘗試，產(chǎn)生大相徑庭的擬合結(jié)果。一些學(xué)者將二氧化碳[21，22]，空氣煙塵[23]，以及SO2、NOx、SPMT、CO排放量[24]等作為因變量，發(fā)現(xiàn)EKC曲線并非必然呈“倒U”形態(tài)，因污染物質(zhì)不同，可能呈“正U”[25]、“正N”[26]或單調(diào)遞減[27]等多種形態(tài)。

在我國，EKC運用于海洋環(huán)境污染的分析相對較少，大多作為區(qū)域環(huán)境污染綜合評價的指標(biāo)之一[28，29，30]。將EKC理論引入海洋環(huán)境研究是從地區(qū)性觀測展開的，較早以遼寧省為研究地域展開，發(fā)現(xiàn)EKC曲線在遼寧海洋環(huán)境發(fā)展方面并不成立[31]。隨后，研究者們將視野擴(kuò)展至全國沿海地區(qū)，以海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值替代GDP作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指標(biāo)，研究表明我國海洋的EKC曲線并不顯著[32]，但考慮到海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計口徑較為模糊，研究結(jié)果有待深化。有研究對指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，如以劣二類海水所占比重作為表征海洋環(huán)境的指標(biāo)，分析其與地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)全國以及沿海城市均呈“U型”上升的趨勢[33]，當(dāng)然，由于海水的流動特性等原因，以劣二類海水占比作為指標(biāo)是否能夠反映特定地區(qū)污染物質(zhì)生成的真實情況，仍需斟酌。

鑒于此，本研究選取地區(qū)人均GDP表征解釋變量Xit，同時，廢水排放一般被認(rèn)為是造成海洋污染最為重要的途徑之一，與大氣污染物干（濕）沉降、垃圾傾倒等其他途徑相比，通過廢水向海洋輸送的氨氮、硝酸鹽氮等污染物質(zhì)總量要高得多[34]，因而以工業(yè)廢水與生活污水的排放量表征因變量Yit。環(huán)境專業(yè)通常將COD技術(shù)用來檢測監(jiān)控水域有機(jī)物污染程度，并在水體污染分析中，將COD與BOD比較，體現(xiàn)出水體監(jiān)控污染處理的量化分析模式。而本研究從空間角度探索沿海地區(qū)城市化發(fā)展對近海排污的變化趨向，因此并未選擇COD等具體專業(yè)指標(biāo)進(jìn)行評估，而是對工業(yè)廢水與生活污水的排放量進(jìn)行測算，從而判明總體趨勢；同時，基于戰(zhàn)略空間分析，本論文以省域作為研究單元，主要考察沿海省份的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展對近海污水排量變化的影響，故未將沿海農(nóng)村地區(qū)納入本研究范疇。

2.2 數(shù)據(jù)說明

學(xué)術(shù)上常把包括城市生活污水和工業(yè)廢水污染的水體污染稱之為點源污染，即這些污染物通過固定排污口集中向近海排放；對于經(jīng)降水融雪沖刷而通過徑流過程匯入江河湖泊海洋的溶解的和固體的污染物稱之為非點源污染。濱海城市化的發(fā)展是個多層面的過程，不僅城市人口所占比重發(fā)生變化，城市用地規(guī)模也不斷出現(xiàn)新的景觀變化格局，土地利用時空的變化對濱海城市非點源污染亦會產(chǎn)生一定的影響。濱海城市化非點源污染影響因素眾多，成因較為復(fù)雜[35]。由于海洋污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的演變需要長時段觀測，本研究以1991年～2012年這22年為時間跨度，以我國沿海11個省市為考察對象；之所以選取省域作為研究單元，而非僅選擇沿海城市，主要考慮到在于沿海省份的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和海洋發(fā)展空間戰(zhàn)略往往具有整體性，即便在沿海省份海洋發(fā)展戰(zhàn)略中，非沿海城市也仍然以產(chǎn)業(yè)功能配套等方式納入體系。盡管一些沿海省份的內(nèi)陸縣市并未直接濱海，其工業(yè)與生活污水排放并不直接進(jìn)入海洋，而是排放入臨近的河流與湖泊等，但污水通過河流水系運輸后仍主要匯入近海，故而以現(xiàn)有行政區(qū)域為單元進(jìn)行測算具有一定的合理性。