工業(yè)廢水排放對(duì)第二產(chǎn)業(yè)的影響
——以JS省為例

張克森 李 玲

（1.南京師范大學(xué)，江蘇 南京 210097；2.北京聯(lián)合大學(xué)，北京 100101）

一、引言

黨的十九大報(bào)告樹起生態(tài)文明建設(shè)里程碑，提出“美麗中國”的強(qiáng)國目標(biāo)并制定了明晰的時(shí)間表：到2020年，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)。而對(duì)環(huán)境造成污染的來源主要是工業(yè)，解決工業(yè)帶來的污染的最好方式是對(duì)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，本文以JS省工業(yè)為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究各細(xì)分行業(yè)的工業(yè)三廢的排放效應(yīng)對(duì)產(chǎn)值的影響，JS省作為我國第二大經(jīng)濟(jì)省份，其產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)變化為其他省份的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)做出了表率。

二、研究設(shè)計(jì)

（一）理論基礎(chǔ)

20世紀(jì)90年代，環(huán)境庫茲涅茨曲線[1-3]被提出，且被廣泛應(yīng)用于研究環(huán)境污染問題。其它的環(huán)境污染研究方法還有因素分解分析[4]、投入產(chǎn)出模型[5-10]等。胡志強(qiáng)[11-12]采用空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型對(duì)2013年中國的286個(gè)地市工業(yè)三廢進(jìn)行計(jì)量分析。陸宇嘉[13]基于廣義熵指數(shù)測度中國工業(yè)污染排放的地區(qū)差異。大多數(shù)用因素分解法研究環(huán)境污染與工業(yè)發(fā)展關(guān)系的文章較多，孫志威[14]等運(yùn)用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）法對(duì)天津市2000—2008年能源消費(fèi)碳排放量和碳排放強(qiáng)度進(jìn)行分解分析。張利[15]應(yīng)用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)對(duì)1952-2008年新疆能源消費(fèi)的碳排放變化及其影響因素進(jìn)行定量分析。韓松[16]等利用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)方法對(duì)中國2001-2013年能源強(qiáng)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)因素分解分析。劉睿劼[17]等基于對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法研究中國工業(yè)固廢排放的影響因素，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)減排的動(dòng)機(jī)是規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)，而抑制減排的是治理效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)。馬麗[18]采用對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)對(duì)工業(yè)廢水研究，發(fā)現(xiàn)規(guī)模的擴(kuò)張效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢水排放具有正向作用。李璇[19]基于因子分析法研究了1995—2015年30個(gè)省（市、自治區(qū)）的工業(yè)污染排放面板數(shù)據(jù)。李長嘉[20]采用LMID方法研究我國1992-2008年工業(yè)廢水的排放變化效應(yīng)。劉紅光和佟新華等學(xué)者利用LIMI方法研究中國工業(yè)燃燒能源導(dǎo)致碳排放的因素分解[21-22]。眾多學(xué)者研究工業(yè)整體排放效應(yīng)的文章較多，但未具體到各行業(yè)工業(yè)三廢對(duì)產(chǎn)值的影響效應(yīng)大小。本文以各細(xì)分工業(yè)行業(yè)為研究對(duì)象，通過定量研究更能詳盡的看到各個(gè)行業(yè)的升級(jí)情況。

（二）模型與數(shù)據(jù)

1.方法與數(shù)據(jù)

（1）廢水排放因素分解模型

拉氏因素分解模型于上世紀(jì)七十年代被提出，該方法可以有效避免因素相關(guān)性的討論，即可以將殘值進(jìn)行完全分解，又可以解決數(shù)據(jù)系列中零值存在引起的計(jì)算問題，因此得到了廣泛的應(yīng)用，基于其上述優(yōu)點(diǎn)，本文也采用拉氏因素分解模型，將拉氏因素分解模型中變量直接映射到本文研究的指標(biāo)名稱上，具體模型如下[23-24]：

上式中E為第i個(gè)行業(yè)廢水排放總量（單位：104噸）,G 為工業(yè) GDP（單位：億元），Ei行業(yè) i的廢水排放量（萬噸），Gi為第 i個(gè)行業(yè)的 GDP（單位：億元），Pi為第i個(gè)行業(yè)的廢水排放強(qiáng)度（萬噸/1億元），Qi為行業(yè)i的工業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比重。

廢水排放與G，Pi及Qi有關(guān)，分別反映工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)環(huán)境造成的壓力、各行業(yè)新創(chuàng)造的單位經(jīng)濟(jì)價(jià)值的環(huán)境負(fù)荷能力及工業(yè)產(chǎn)值比重。

（2）公式表示工業(yè)廢水排放量在基期和目標(biāo)年之間的變化，（△Ez）0，t為初期到發(fā)生年度發(fā)生的工業(yè)廢水排放總變化量（單位：萬噸），（△Ed）0,t、（△Es）0,t、（△Ey）0,t分別是在初期到發(fā)生年度期間的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、技術(shù)三大作用的效應(yīng)值（單位：萬噸），（△Er）0,t為殘值（單位：萬噸），表示以上三種效應(yīng)的綜合作用結(jié)果。

按照拉氏加法分解形式如下[25-26]：

（3）-（6）公式中 Ei,t，Ei,0分別代表行業(yè) i目標(biāo)年和基期的的廢水排放量（萬噸）；Gt，G0為對(duì)應(yīng)的工業(yè)總產(chǎn)值（億元）；Qi,t，Qi,0為對(duì)應(yīng)的行業(yè)i的工業(yè)產(chǎn)值比重；Pi,t，Pi,0為相應(yīng)的行業(yè)i的廢水排放強(qiáng)度（萬噸/億元）；（△Er）0,t為殘值，并且其值為 0。

（3）數(shù)據(jù)來源

2003-2015年JS省總產(chǎn)出，各行業(yè)產(chǎn)值和工業(yè)廢水排放總量來自2004-2016年的 《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》[27]，其中，所有貨幣單位變量折算成以2003年為不變價(jià)格的可比價(jià)。行業(yè)來自《JS省統(tǒng)計(jì)年鑒》的重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)行業(yè) “三廢”排放統(tǒng)計(jì)表中所列出的行業(yè)，為保持每年年鑒的行業(yè)統(tǒng)一性，對(duì)相關(guān)行業(yè)進(jìn)行歸并處理，共整理出33個(gè)行業(yè)。

三、實(shí)證結(jié)果及分析

（一）JS省行業(yè)廢水排放總量變化趨勢

2003-2015年JS省行業(yè)廢水排放整體上呈先上升后下降再上升再下降的倒U形趨勢（見圖1），由圖1可知，2003-2009年變化有較大起伏。

圖1 2003-2015年JS省重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)廢水排放總量變化趨勢

（二）工業(yè)廢水排放變化的成因

為更好分析各行業(yè)廢水的排放效應(yīng)，本文參照依照《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》（GB/T 4754-2011）將JS省產(chǎn)業(yè)細(xì)分為資源依附型產(chǎn)業(yè)和非資源依附型產(chǎn)業(yè)2個(gè)子類（參見表 3）[28]。

研究期間，JS省總產(chǎn)出的平均增長率為12.35%，其工業(yè)總產(chǎn)值的平均增長率16.32%（見圖2），說明經(jīng)濟(jì)增長和工業(yè)總產(chǎn)值變化是有些差距的。

圖2 2003-2015年JS省總產(chǎn)出、工業(yè)總產(chǎn)值變化趨勢

2003-2009年工業(yè)廢水排放量達(dá)到總排放量4%以上的行業(yè)有5個(gè)如圖3所示，其總排放量占總排放量的60%-80%。位居前兩名的是非資源依附型產(chǎn)業(yè)，依次是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)和紡織業(yè)，兩者排名在2009-2015年期間相反。

圖3 重污染行業(yè)工業(yè)廢水排放量比例分布

2003-2015年非資源依附型產(chǎn)業(yè)中的化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)和資源依附型產(chǎn)業(yè)中的電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)以及黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的廢水排放量整體呈下降趨勢；紡織業(yè)行業(yè)卻呈先上升后下降趨勢，但下降程度較??；造紙和紙制品業(yè)廢水排放量比較平穩(wěn)。

（三）工業(yè)產(chǎn)值比重變化趨勢

2003-2015年各行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值比重占當(dāng)年工業(yè)總產(chǎn)值4%以上的8個(gè)重點(diǎn)行業(yè)見圖4。由圖4可見，這8個(gè)行業(yè)GDP總量占工業(yè)GDP的60%以上。這一比例分布在2003-2015年間大致相同，按照產(chǎn)值比重依次說明八個(gè)產(chǎn)業(yè)變化趨勢，首先，計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)所占比例整體呈下降趨勢但產(chǎn)值比例一直保持第一；其次是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，電氣機(jī)械和器材制造業(yè)，交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)，整體呈現(xiàn)上升趨勢依次二、三、四位；黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、金屬制品業(yè)及通用設(shè)備制造業(yè)變化趨勢較為平穩(wěn)，紡織業(yè)呈下降趨勢。

圖4 JS省重點(diǎn)行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值比例分布

由廢水排放量變化和產(chǎn)值比重變化說明：JS省非資源依附型產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值貢獻(xiàn)大的同時(shí)，污水排放量也大，資源依附型產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)值和污水排放方面的貢獻(xiàn)都較小，為了更直觀的比較這兩類產(chǎn)業(yè)在2003-2015年表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)、技術(shù)及規(guī)模上的變化特征，下文第5部分將從分解的三大效應(yīng)分析這兩類產(chǎn)業(yè)。

（四）工業(yè)廢水三大效應(yīng)變化的分析

表1 2003-2015年JS省工業(yè)廢水排放總量變化

由表1可見，規(guī)模效應(yīng)對(duì)工業(yè)廢水排放的正向作用很大；結(jié)構(gòu)效應(yīng)在2003—2005年增加廢水排放13,600萬噸；而在 2005—2007年、2007—2009年及2009—2015年分別降低廢水排放量為10,091萬噸、15,706萬噸、16,231萬噸，表明JS省在工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面下了很大功夫，取得良好效果；在研究期內(nèi)技術(shù)效表現(xiàn)為負(fù)，且絕對(duì)數(shù)較大，說明技術(shù)進(jìn)步的抑制作用抵消了由其他兩種效應(yīng)引起的廢水排放的增加，為減輕環(huán)境的壓力發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

圖5 2003—2015年JS省逐年工業(yè)廢水排放效應(yīng)

由圖5可知規(guī)模效應(yīng)是促進(jìn)JS省工業(yè)廢水排放總量增加的第一要素，以基年（2003年）為可比價(jià)計(jì)算，JS省工業(yè)GDP從2003年的38,729億元迅速增至2015年的154,668億元，平均增長率為12.35%（見圖2）。研究期內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值在迅速增長，而由規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致的工業(yè)廢水排放總量卻在逐年減少。

技術(shù)效應(yīng)除2008-2009年外均表現(xiàn)為負(fù)值，表明其對(duì)減少廢水排放，發(fā)揮著主要作用，其減排作用要遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)效應(yīng)的減排作用（如圖5）。2003—2015年技術(shù)效應(yīng)共減少工業(yè)廢水排放328,586萬噸，年均減少27,382萬噸。

圖6 JS省工業(yè)廢水排放總量分階段效應(yīng)變化量

結(jié)構(gòu)效應(yīng)呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，2005-2010年，減少工業(yè)廢水排放，且逐年增大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)工業(yè)廢水排放的減少效應(yīng)起增加效應(yīng)貢獻(xiàn)較大；2010—2015年結(jié)構(gòu)效應(yīng)表現(xiàn)為減少工業(yè)廢水排放，且逐年減小。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)工業(yè)廢水排放減排的增向效應(yīng)越來越小[29]。說明JS省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)越來越高級(jí)化，由污染密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)型產(chǎn)業(yè)和結(jié)構(gòu)高級(jí)化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變的效果日益顯著。

（五）JS省工業(yè)廢水排放變化的行業(yè)效應(yīng)

由表2可知，2003—2015年所有行業(yè)整體排放效應(yīng)是減少廢水排放28,860萬噸，共24個(gè)行業(yè)工業(yè)廢水排放量增加（共增加51,000萬噸）。從表2中，非資源依附型產(chǎn)業(yè)中：計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)占比27.25%，紡織業(yè)占比20.59%，酒、飲料和精制茶制造業(yè)占比8.74%，農(nóng)副食品加工業(yè)占比8.20%這三個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)廢水排放量的增加占據(jù)了半壁江山，達(dá)到64.78%，與此截然相反的是資源依附型產(chǎn)業(yè)中金屬制品業(yè)占比7.67%和石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)占比6.56%，兩者對(duì)總廢水排放量的增加只有14.23%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于非資源依附產(chǎn)業(yè)的64.78%，非資源依附性產(chǎn)業(yè)門類相對(duì)于非資源依附性產(chǎn)業(yè)較多，基數(shù)大可能導(dǎo)致的廢水增加效應(yīng)也大，所以JS省對(duì)資源依附型產(chǎn)業(yè)保持現(xiàn)有環(huán)境管控強(qiáng)度的同時(shí)需要重點(diǎn)對(duì)上述幾類非資源型依附產(chǎn)業(yè)的加強(qiáng)環(huán)境規(guī)制力度；剩余行業(yè)減少工業(yè)廢水排放量共79860萬噸，非資源依附型產(chǎn)業(yè)中化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)減少廢水排放34,975萬噸，占總減少量的43.8%，資源依附型產(chǎn)業(yè)中電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占比36.71%，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)占比13.85%，以上兩個(gè)行業(yè)占減少廢水排放量的50.56%，可見這三個(gè)行業(yè)減排治理成效顯著。

此部分從結(jié)構(gòu)、規(guī)模及技術(shù)效應(yīng)對(duì)資源依附型產(chǎn)業(yè)和非資源依附型產(chǎn)業(yè)分別進(jìn)行分析。首先，所有產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng)均會(huì)引起工業(yè)廢水的增加，增量為332,956萬噸。非資源依附性產(chǎn)業(yè)中化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)占26.65%，紡織業(yè)占20.69%以及造紙和紙制品業(yè)占8.90%，對(duì)規(guī)模效應(yīng)增加的廢水占比達(dá)56.24%，資源依附型產(chǎn)業(yè)中黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)占8.27%和電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占6.88%，這兩者對(duì)規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致的廢水增加只有15.15%。相比較，非資源依附性產(chǎn)業(yè)比資源型產(chǎn)業(yè)對(duì)在規(guī)模效應(yīng)上對(duì)廢水增加做出的貢獻(xiàn)大。建議在限制上述兩類資源依附型產(chǎn)業(yè)規(guī)模的同時(shí)適當(dāng)重點(diǎn)限制以上三類非資源依附型產(chǎn)業(yè)的行業(yè)規(guī)模。

其次，研究期間,結(jié)構(gòu)效應(yīng)的總貢獻(xiàn)值為-33,230萬噸，14個(gè)行業(yè)的工業(yè)廢水排量有所增加。其中，非資源依附型產(chǎn)業(yè)中化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)占比62.52%和醫(yī)藥制造業(yè)占比10.32%增加的廢水排放量占14個(gè)產(chǎn)業(yè)的72.84%．因此，需要繼續(xù)對(duì)這2個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以此帶動(dòng)制造業(yè)整體污染排放的好轉(zhuǎn)[30]；但更多令人鼓舞的是其余19個(gè)行業(yè)廢水排放量有所增減少，其中，非資源行業(yè)中紡織業(yè)占比60.33%與造紙和紙制品業(yè)占比16.21%減少的廢水排放量占19個(gè)行業(yè)總減少量的76.54%，可見這兩個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整效果顯著，資源依附型產(chǎn)業(yè)11個(gè)行業(yè)中之中只有三個(gè)行業(yè)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)是增加廢水排放的，且影響微乎其微，說明資源依附型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整總體強(qiáng)于非資源依附型產(chǎn)業(yè)。

整體工業(yè)的技術(shù)效應(yīng)減少廢水排放量為328,586萬噸，表現(xiàn)較為突出的非資源依附型產(chǎn)業(yè)是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，獨(dú)自的技術(shù)效應(yīng)減少量占總技術(shù)減少量的40.65%，而所有的資源依附型產(chǎn)業(yè)技術(shù)效應(yīng)均為負(fù)值，占總體技術(shù)效應(yīng)減少廢水排放量的31.60%。技術(shù)效應(yīng)增加廢水排放量的是非資源型依附型產(chǎn)業(yè)中的計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)，其他制造業(yè)，家具制造業(yè)，文教、工美、體育和娛樂用品制造業(yè)的等四個(gè)行業(yè)對(duì)總量變化貢獻(xiàn)為1.68%，但計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)，儀器儀表制造業(yè)的技術(shù)效應(yīng)工業(yè)廢水排放增加量占4個(gè)行業(yè)技術(shù)效應(yīng)廢水排放總增加量的98.84%因此，對(duì)計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)和儀器儀表制造業(yè)應(yīng)制訂嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)[31]。

表2 JS省工業(yè)分行業(yè)廢水排放變化量及各因素貢獻(xiàn)值

四、結(jié)論與建議

（一）2003—2015年JS省工業(yè)廢水排放總量整體上呈先上升后下降的二次拋物線趨勢，且工業(yè)廢水的對(duì)數(shù)與工業(yè)GDP的對(duì)數(shù)呈現(xiàn)倒u型，工業(yè)廢水排放總量變化量為-28,860萬噸，規(guī)模、結(jié)構(gòu)及技術(shù)效應(yīng)分別對(duì)應(yīng)的貢獻(xiàn)值為332,956萬噸、-33,230萬噸和-328,586萬噸。

JS省工業(yè)規(guī)模效應(yīng)是造成工業(yè)廢水排放總量增加的主要原因，2003—2015年規(guī)模效應(yīng)致工業(yè)廢水排放總量年均增加為25，612萬噸t，非資源依附性產(chǎn)業(yè)比資源依附型產(chǎn)業(yè)對(duì)在規(guī)模效應(yīng)上對(duì)廢水增加做出的負(fù)向貢獻(xiàn)大。結(jié)構(gòu)效應(yīng)則表現(xiàn)為數(shù)值相對(duì)較小的負(fù)值，表明其減小污染貢獻(xiàn)不大，資源依附型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整總體強(qiáng)于非資源依附型產(chǎn)業(yè)。技術(shù)效應(yīng)是降低工業(yè)廢水排放總量的關(guān)鍵因素，2003—2015年技術(shù)效應(yīng)年均減少工業(yè)廢水排放量達(dá)27，382萬噸，非資源依附型產(chǎn)業(yè)的技術(shù)效應(yīng)總體強(qiáng)于非資源依附型產(chǎn)業(yè)，所有資源依附型產(chǎn)業(yè)的技術(shù)效應(yīng)均為負(fù)值，占總體技術(shù)效應(yīng)減少廢水排放量的31.60%，非資源依附型產(chǎn)業(yè)中的化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)的技術(shù)效應(yīng)減少量占總技術(shù)減少量的40.65%。

（二）規(guī)模效應(yīng)的主要影響的非資源依附型產(chǎn)業(yè)有化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè) ，紡織業(yè)，造紙和紙制品業(yè)，資源依附型產(chǎn)業(yè)有黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，減少這些行業(yè)的廢水排放措施是控制這些行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模；結(jié)構(gòu)效應(yīng)的主要影響行業(yè)是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，減少這些行業(yè)的廢水排放措施是鼓勵(lì)重組促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)；技術(shù)效應(yīng)的主要影響行業(yè)是計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)及儀器儀表制造業(yè)，應(yīng)加大技術(shù)投入、提高生產(chǎn)水平。