中國大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素

吳曉慧,徐麗笑,齊劍川,梁 賽*,王書肖

中國大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素

吳曉慧1,徐麗笑1,齊劍川2,梁 賽2*,王書肖3

(1.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875；2.廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境生態(tài)工程研究院,大灣區(qū)城市環(huán)境安全與綠色發(fā)展教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510006；3.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875)

基于投入產(chǎn)出模型,從生產(chǎn)和最終需求角度計(jì)算了1997~2017年中國大氣汞排放量;并結(jié)合結(jié)構(gòu)分解分析方法,定量分析了各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn).結(jié)果表明:生產(chǎn)端大氣汞排放較多的行業(yè)主要是水泥、石灰和石膏制造業(yè)(135t)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(86t)等重工業(yè);消費(fèi)端對(duì)大氣汞排放貢獻(xiàn)較多的行業(yè)主要是建筑業(yè)(219t)、汽車制造業(yè)(16t)等.各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不同排放源和不同行業(yè)的相對(duì)貢獻(xiàn)存在差異.人均最終需求水平提高是大氣汞排放增加的最大驅(qū)動(dòng)因素,其中,有色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),水泥、石灰和石膏制造業(yè)是其推動(dòng)排放增加的主要行業(yè).排放強(qiáng)度降低是大氣汞排放減少的最大驅(qū)動(dòng)因素,對(duì)有色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),水泥、石灰和石膏制造業(yè)的減排貢獻(xiàn)最大.生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)和最終需求類別結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致大氣汞排放略有增加,但1997~2017年間因這3種結(jié)構(gòu)性因素變化而減少汞排放的排放源和行業(yè)數(shù)量增多.根據(jù)研究結(jié)果,本文從生產(chǎn)全過程管控、優(yōu)化社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等角度提出相關(guān)政策建議.

大氣汞排放；社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素；投入產(chǎn)出分析；結(jié)構(gòu)分解分析

大氣中的汞可通過生物地球化學(xué)循環(huán)進(jìn)入人體,對(duì)人體健康造成極大危害.根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)布的最新評(píng)估報(bào)告,2015年全球大氣汞排放量比2010年增加約20%[1].在持續(xù)增長的電力燃煤和有色金屬冶煉等工業(yè)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下,中國已成為世界上最大的人為源大氣汞排放國,中國汞排放量占全球排放量的20%以上[1].2013年10月,全球128個(gè)國家簽署了旨在控制和減少全球汞污染導(dǎo)致的人體健康和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的《關(guān)于汞的水俁公約》(以下簡稱《水俁公約》),對(duì)汞的來源、使用、貿(mào)易、排放等進(jìn)行全過程管控.2016年4月,第十二屆全國人大常委會(huì)批準(zhǔn)《水俁公約》.2017年8月,《水俁公約》在中國正式生效.

隨著中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式發(fā)生變化,量化中國大氣汞排放并探究導(dǎo)致其變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)于《水俁公約》的有效實(shí)施具有重要意義.現(xiàn)有研究建立了中國人類活動(dòng)導(dǎo)致的汞排放清單[2-11],量化生產(chǎn)中各種源頭的直接汞排放(即生產(chǎn)端汞排放),例如能源燃燒、有色金屬冶煉、垃圾焚燒等排放源的大氣汞排放.然而,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中,生產(chǎn)活動(dòng)被最終需求(如家庭消費(fèi)、固定資本形成和出口)驅(qū)動(dòng).最終需求通過產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動(dòng)上游生產(chǎn)活動(dòng),產(chǎn)生大氣汞排放(即消費(fèi)端汞排放).為此,相關(guān)學(xué)者分析了中國國家和省份層面的消費(fèi)端汞排放[12-14],并建議通過調(diào)節(jié)最終需求行為減少汞排放.還有相關(guān)學(xué)者針對(duì)大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素開展研究,識(shí)別影響大氣汞排放變化的主要因素并量化其貢獻(xiàn),以支持基于各影響因素的減排策略制定.例如,Liang等[15]采用結(jié)構(gòu)分解分析方法探究了1992~2007年中國汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素;Li等人[16-18]對(duì)能源消耗相關(guān)的汞排放開展了一系列研究,探究了不同時(shí)間段能源結(jié)構(gòu)等因素的變化對(duì)汞排放變化的影響.

然而,現(xiàn)有對(duì)大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素研究主要集中于能源消耗相關(guān)的汞排放,忽略了其他來源的汞排放,且缺乏行業(yè)層面的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素分析.將社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素的貢獻(xiàn)分解至行業(yè)層面有助于為大氣汞減排提供更為精細(xì)的政策依據(jù).

本研究基于不同排放源的行業(yè)大氣汞排放清單,通過結(jié)構(gòu)分解分析方法揭示1997~2017年中國大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素,并詳細(xì)分析各種因素在排放源及行業(yè)層面對(duì)大氣汞排放變化的影響,從不同角度為中國大氣汞減排提供參考.

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 投入產(chǎn)出模型

投入產(chǎn)出模型是一套用于刻畫經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法[19],其行平衡可以表示為:

整理可得:

式中:向量和分別代表各行業(yè)的總產(chǎn)出和最終需求;為單位矩陣;和分別代表直接投入系數(shù)矩陣和Leontief逆矩陣.

式中:向量代表各行業(yè)消費(fèi)端大氣汞排放.

以代表各行業(yè)不同最終需求類別(即城鎮(zhèn)居民消費(fèi)、農(nóng)村居民消費(fèi)、政府消費(fèi)、固定資本形成、存貨變化和出口)的列向量替換式(3)中的最終需求向量,即可計(jì)算得到不同最終需求類別在行業(yè)層面驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放量.

1.2 結(jié)構(gòu)分解分析

結(jié)構(gòu)分解分析基于投入產(chǎn)出模型,將某一指標(biāo)的變動(dòng)分解為若干因素變動(dòng)的相對(duì)貢獻(xiàn)之和,可以分解出完整的結(jié)構(gòu)性因素[20].本研究將最終需求分解為最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)、最終需求類別結(jié)構(gòu)y、人均最終需求水平y和人口規(guī)模.根據(jù)式(3),某時(shí)期內(nèi)中國大氣汞排放的變化可以表示為:

此外,用不同排放源對(duì)應(yīng)的行業(yè)大氣汞排放強(qiáng)度替換式(4)中的排放強(qiáng)度,計(jì)算得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素變化對(duì)各排放源大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn).將式(4)中的排放強(qiáng)度向量對(duì)角化,計(jì)算得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素變化對(duì)各行業(yè)大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn).

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究使用的投入產(chǎn)出表來自1997、2002、2007、2012和2017年的《中國投入產(chǎn)出表》[21].為剔除價(jià)格因素的影響,本文基于2017年價(jià)格,使用價(jià)格指數(shù)將其他年份的投入產(chǎn)出表轉(zhuǎn)化為可比價(jià)投入產(chǎn)出表,價(jià)格指數(shù)來自1998~2018年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[22].各排放源的大氣汞排放數(shù)據(jù)來自相關(guān)文獻(xiàn)[23-24],采用代理變量方法[25-26]將各排放源的大氣汞排放匹配至不同行業(yè).本文僅考慮生產(chǎn)部門的大氣汞排放,不包括居民煤燃燒導(dǎo)致的大氣汞排放(根據(jù)計(jì)算結(jié)果,居民煤燃燒導(dǎo)致的大氣汞排放量占中國大氣汞排放總量的比例小于5%).人口數(shù)據(jù)來自1998~2018年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[22].

2 結(jié)果與討論

2.1 大氣汞排放變化趨勢(shì)

如圖1所示,1997~2017年,中國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展, GDP增長了4.75倍[22].與此同時(shí),中國人口也穩(wěn)步增長,從1997年的12億人增至2017年的14億人[22].中國大氣汞排放量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì).1997~2012年,中國大氣汞排放量從376t增至543t.2012~2017年,大氣汞排放量降至405t.這在一定程度上表明《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的實(shí)施對(duì)減少大氣汞排放取得良好成效.

圖1 1997~2017年中國大氣汞排放量、可比價(jià)GDP和人口變化趨勢(shì)

為了使各指標(biāo)的變化趨勢(shì)具有可比性,將大氣汞排放量、可比價(jià)GDP和人口規(guī)模進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,將1997年3項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值統(tǒng)一為1,其他年份基于此進(jìn)行轉(zhuǎn)化

2.2 行業(yè)大氣汞排放

由圖2(a)可見,中國生產(chǎn)端和消費(fèi)端各行業(yè)大氣汞排放量存在顯著差異.以2017年為例,生產(chǎn)端大氣汞排放最多的行業(yè)是水泥、石灰和石膏制造業(yè)(135t),其次是有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(86t),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(48t),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(43t).我國是世界上最大的水泥生產(chǎn)國,水泥生產(chǎn)原料中含有一定量的汞,且生產(chǎn)過程中燃料燃燒釋放汞,導(dǎo)致水泥、石灰和石膏制造業(yè)直接排放大量汞.其中,水泥生產(chǎn)原料(石灰石、砂石等)中的汞輸入是該行業(yè)大氣汞排放的主要來源,占水泥生產(chǎn)中汞輸入總量的90%左右[27].對(duì)于金屬冶煉相關(guān)的行業(yè),精礦中的汞輸入導(dǎo)致了較多的大氣汞排放[9].此外,燃煤是我國大氣汞排放的重要源頭[28],電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)消耗大量以煤炭為主的能源,導(dǎo)致該行業(yè)產(chǎn)生較多的大氣汞排放.

消費(fèi)端對(duì)大氣汞排放貢獻(xiàn)最多的行業(yè)是建筑業(yè)(219t),對(duì)建筑業(yè)的最終需求驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放量占排放總量的54%,遠(yuǎn)高于其生產(chǎn)端大氣汞排放.這與建筑業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)重工業(yè)產(chǎn)品的較高依賴程度有關(guān).建筑業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)需要較多的上游產(chǎn)品投入(例如,化石能源、鐵礦石、石灰石等)[29],這些上游產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是大氣汞排放的重要源頭,從而導(dǎo)致對(duì)建筑業(yè)的最終需求驅(qū)動(dòng)大量的上游大氣汞排放.消費(fèi)端對(duì)大氣汞排放貢獻(xiàn)較多的行業(yè)還包括汽車制造業(yè)(16t)、其他電器機(jī)械及器材制造業(yè)(13t)、其他電子及通訊設(shè)備制造業(yè)(9t).這些行業(yè)對(duì)上游大氣汞排放的驅(qū)動(dòng)作用遠(yuǎn)大于其直接大氣汞排放量.

從重點(diǎn)行業(yè)的大氣汞排放趨勢(shì)看(圖2b、c),2012年以后,生產(chǎn)端和消費(fèi)端所有重點(diǎn)行業(yè)的大氣汞排放量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì).從生產(chǎn)端看,2012年以前,有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的大氣汞排放最多,從1997年的114t逐步攀升至2007年的166t,而在2017年降至86t.電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的大氣汞排放量呈現(xiàn)類似的趨勢(shì),從1997年的59t上升至2007年的112t,2017年降至48t.水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放從1997年的35t上升至2012年的142t,成為生產(chǎn)端大氣汞排放最多的行業(yè),2017年降至135t.黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的大氣汞排放相對(duì)較少,從1997年的27t下降至2002年的15t,2012年上升至45t,隨后降至2017年的43t.這些大氣汞排放重點(diǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出在1997~2017年期間呈穩(wěn)定增長趨勢(shì)[21].因此,從生產(chǎn)端看,2012年以后這些行業(yè)大氣汞排放量下降主要得益于排放強(qiáng)度降低.

從消費(fèi)端看,建筑業(yè)驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放顯著高于其他行業(yè)驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放.1997~2017年,我國對(duì)建筑業(yè)的最終需求持續(xù)上升,2017年對(duì)建筑業(yè)的最終需求是1997年的7.7倍[21].建筑業(yè)的消費(fèi)端大氣汞排放從1997年的101t上升至2012年的243t, 2012年后開始下降,2017年降至219t.其他3個(gè)重點(diǎn)行業(yè)(汽車制造業(yè)、其他電器機(jī)械及器材制造業(yè)、其他電子及通訊設(shè)備制造業(yè))驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放則相對(duì)穩(wěn)定.

行業(yè)名稱和序號(hào)見表1,下同

表1 行業(yè)名稱和序號(hào)

續(xù)表1

2.3 不同最終需求類別驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放

圖3展示了1997~2017年不同最終需求類別驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放.固定資本形成、出口、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)是驅(qū)動(dòng)大氣汞排放的主要最終需求類別.圖4進(jìn)一步將主要最終需求類別驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放細(xì)化至行業(yè)層面.

固定資本形成始終是大氣汞排放的第一大驅(qū)動(dòng)因素.固定資本形成指常住單位在一定時(shí)期內(nèi)獲得的固定資產(chǎn)減去處置的固定資產(chǎn)的價(jià)值總額[24].具體來看,我國建筑業(yè)和制造業(yè)相關(guān)行業(yè)的固定資本形成是導(dǎo)致這一部分大氣汞排放變化的主要原因.1997~2012年,固定資本形成驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放顯著增加,從1997年的142t增至2012年的322t.其中,行業(yè)71(建筑業(yè))起到主要貢獻(xiàn)作用,其驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放增加量占這一部分增加量的78%.行業(yè)56(汽車制造業(yè))和54(其他專用設(shè)備制造業(yè))的固定資本形成也對(duì)這一時(shí)期大氣汞排放增加起到重要貢獻(xiàn)作用.2017年,固定資本形成驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放量降至264t,同樣主要與行業(yè)71(建筑業(yè))、54(其他專用設(shè)備制造業(yè))和56(汽車制造業(yè))有關(guān),表明對(duì)建筑業(yè)、汽車制造業(yè)和其它專用設(shè)備制造業(yè)的投資在驅(qū)動(dòng)大氣汞排放變化中有重要作用.

出口是大氣汞排放的第二大驅(qū)動(dòng)因素,但1997~2017年,出口驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放有所降低(降低14t).中國是全球制造業(yè)大國,出口導(dǎo)致的大氣汞排放變化也主要與制造業(yè)相關(guān).1997~2007年期間,出口驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放持續(xù)增加,從1997年的84t增至2007年的162t.其中,行業(yè)64(其他電子及通訊設(shè)備制造業(yè))、61(其他電氣機(jī)械及器材制造業(yè))、47(黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè))、48(有色金屬冶煉及壓延加工業(yè))、以及62(電子計(jì)算機(jī)制造業(yè))產(chǎn)品的出口起主要貢獻(xiàn)作用.2007年以后,出口驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放量呈下降趨勢(shì),2017年降至70t,主要與行業(yè)48(有色金屬冶煉及壓延加工業(yè))、61(其他電氣機(jī)械及器材制造業(yè))、47(黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè))、以及22(針織品、編織品及其制品制造業(yè))有關(guān).

城鎮(zhèn)居民消費(fèi)對(duì)大氣汞排放的驅(qū)動(dòng)作用大于農(nóng)村居民消費(fèi),是第三大驅(qū)動(dòng)因素.1997~2002年,城鎮(zhèn)居民消費(fèi)驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放從49t增至74t.其中,行業(yè)42(水泥、石灰和石膏制造業(yè))、68(電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè))、86(居民服務(wù)和其他服務(wù)業(yè))起主要貢獻(xiàn)作用.2002年以后,城鎮(zhèn)居民消費(fèi)驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放持續(xù)下降,2017年降至44t,主要與行業(yè)42(水泥、石灰和石膏制造業(yè))、68(電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè))、66(其他制造業(yè))有關(guān).整體上,1997~2017年,城鎮(zhèn)居民對(duì)行業(yè)56(汽車制造業(yè))、73(道路運(yùn)輸業(yè))、86(居民服務(wù)和其他服務(wù)業(yè))的消費(fèi)驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放顯著增加,需要被重點(diǎn)關(guān)注.

圖3 不同最終需求類別驅(qū)動(dòng)的大氣汞排放

圖4 1997~2017年主要最終需求類別在行業(yè)層面對(duì)大氣汞排放變化的貢獻(xiàn)

圖中僅展示各時(shí)期對(duì)大氣汞排放變化貢獻(xiàn)最大的6個(gè)行業(yè)

2.4 大氣汞排放變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素

1997~2017年,中國大氣汞排放量經(jīng)歷了先上升后下降的過程.本文采用結(jié)構(gòu)分解分析方法從需求側(cè)分解得到不同時(shí)期各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)大氣汞排放量變化的相對(duì)貢獻(xiàn),可以表征在其它因素不變的情況下,單個(gè)因素的變化對(duì)大氣汞排放變化的貢獻(xiàn),如圖5所示.

人均最終需求水平提高始終是大氣汞排放增加的最大驅(qū)動(dòng)因素,排放強(qiáng)度降低是大氣汞排放減少的最大驅(qū)動(dòng)因素.結(jié)構(gòu)性因素(生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)、最終需求類別結(jié)構(gòu))對(duì)大氣汞排放變化的貢獻(xiàn)相對(duì)較小.

生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化是大氣汞排放增加的第二大驅(qū)動(dòng)因素.1997~2017年,若其他影響因素保持不變,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)大氣汞排放量增加170t.生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化推動(dòng)大氣汞排放增加的作用集中在2002~ 2007年間,表明這一時(shí)期某些行業(yè)對(duì)中間投入品的使用效率下降,不利于大氣汞減排.這可能與這一時(shí)期勞動(dòng)-資源密集型小型企業(yè)(包括水泥生產(chǎn)、金屬冶煉等企業(yè))的發(fā)展有關(guān).2007年以后,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)大氣汞排放減少的因素.2007~ 2017年,若其他影響因素保持不變,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化將有助于大氣汞排放量減少62t.表明近年來中國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推行清潔生產(chǎn)等措施初見成效.行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平、資源利用效率提高,有助于減少大氣汞排放.

最終需求類別結(jié)構(gòu)變化是大氣汞排放增加的第三大驅(qū)動(dòng)因素.1997~2017年,若其他影響因素保持不變,最終需求類別結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)大氣汞排放量增加106t.1997~2017年,固定資本形成和城鎮(zhèn)居民消費(fèi)占比上升,農(nóng)村居民消費(fèi)占比顯著下降[21].固定資本形成和城鎮(zhèn)居民消費(fèi)驅(qū)動(dòng)較多能耗密集型產(chǎn)品的生產(chǎn),導(dǎo)致這一時(shí)期大氣汞排放增加.

最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化也推動(dòng)了大氣汞排放增加.1997~2017年,若其他影響因素保持不變,最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)大氣汞排放量增加97t. 1997~2017年,中國對(duì)建筑業(yè)、汽車制造業(yè)、郵電通訊業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、其他電子及通訊設(shè)備制造業(yè)、以及電子計(jì)算機(jī)制造業(yè)等行業(yè)的需求占比明顯上升[21].這些行業(yè)產(chǎn)品具有上游產(chǎn)業(yè)鏈長、直接/間接能耗大[30-32]等特點(diǎn),導(dǎo)致這一時(shí)期最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化推動(dòng)了大氣汞排放增加.

圖5 1997~2017年社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素變化對(duì)大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn)

縱坐標(biāo)為各個(gè)因素的相對(duì)貢獻(xiàn)與人口規(guī)模的相對(duì)貢獻(xiàn)的比值

圖6進(jìn)一步展示了1997~2017年社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)各排放源大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn).各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不同排放源大氣汞排放的相對(duì)貢獻(xiàn)存在差異.

圖6 1997~2017年社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素變化對(duì)各排放源大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn)

人均最終需求水平提高和人口增長對(duì)所有排放源均起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用.其中,工業(yè)煤燃燒、燃煤電廠、鋅冶煉、水泥生產(chǎn)以及鉛冶煉是大氣汞排放增加的主要排放源.

圖7 1997~2017年社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素變化對(duì)各行業(yè)大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn)

排放強(qiáng)度變化有助于大部分排放源減少大氣汞排放,尤其是對(duì)于鋅冶煉、燃煤電廠、工業(yè)煤燃燒、以及鉛冶煉等排放源.2002~2007年,排放強(qiáng)度降低對(duì)減少鋅冶煉的大氣汞排放的貢獻(xiàn)最大,若其他影響因素保持不變,排放強(qiáng)度降低將有助于鋅冶煉的大氣汞排放量減少175t.然而,1997~2017年排放強(qiáng)度變化對(duì)鋼鐵生產(chǎn)和城市固體廢棄物焚燒起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用,需要引起關(guān)注.

不同時(shí)期結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)各排放源大氣汞排放變化的貢獻(xiàn)不同.整體上,1997~2017年因結(jié)構(gòu)性因素變化而減少汞排放的排放源增多,社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)越來越多排放源的大氣汞減排起到積極作用.需要注意的是,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化和最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致鋅冶煉的大氣汞排放增加最多. 1997~2017年,若其他影響因素保持不變,這兩種結(jié)構(gòu)性因素變化將導(dǎo)致鋅冶煉的大氣汞排放分別增加43和28t.最終需求類別結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致水泥生產(chǎn)的大氣汞排放增加最多.1997~2017年,若其他影響因素保持不變,最終需求類別結(jié)構(gòu)變化將導(dǎo)致水泥生產(chǎn)的大氣汞排放量增加28t.

圖7展示了1997~2017年社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素變化對(duì)各行業(yè)大氣汞排放變化的相對(duì)貢獻(xiàn).各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不同行業(yè)大氣汞排放的相對(duì)貢獻(xiàn)存在差異.

人均最終需求水平提高和人口規(guī)模擴(kuò)大對(duì)于所有行業(yè)均起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用,并且對(duì)于大多數(shù)行業(yè)的貢獻(xiàn)程度在不同時(shí)期變化不大.其中,有色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),水泥、石灰和石膏制造業(yè)是排放增加的主要部門.

排放強(qiáng)度變化有助于大部分行業(yè)減少大氣汞排放,尤其是對(duì)于有色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),水泥、石灰和石膏制造業(yè).此外,對(duì)于部分采選業(yè)、加工制造業(yè)(如有色金屬礦采選、糧油及飼料加工業(yè)、其他化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)), 1997~2002年排放強(qiáng)度變化推動(dòng)了大氣汞排放的增加,而2002年后排放強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)變?yōu)橛兄诖髿夤欧沤档偷囊蛩?末端控制相關(guān)措施帶來的減排效果顯著.

結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)不同行業(yè)的貢獻(xiàn)不同,在不同時(shí)期對(duì)若干行業(yè)的貢獻(xiàn)作用也有所轉(zhuǎn)變.2002~2007年期間,結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)大部分行業(yè)起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用.2007年后,結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)越來越多行業(yè)大氣汞增排的相對(duì)貢獻(xiàn)減小,并開始推動(dòng)大氣汞減排.然而,結(jié)構(gòu)性因素變化仍然對(duì)若干行業(yè)起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用.例如,對(duì)于生產(chǎn)結(jié)構(gòu),2012~2017年,其變化導(dǎo)致有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的大氣汞排放增加最多.若其他影響因素保持不變,這一時(shí)期生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)該行業(yè)的大氣汞排放量增加18t.對(duì)于最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu),2012~2017年,其變化導(dǎo)致水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放增加最多.這一時(shí)期對(duì)建筑業(yè)的最終需求占比增加最多(3.8%)[21],推動(dòng)了水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放增加.若其他影響因素保持不變,最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)該行業(yè)的大氣汞排放量增加14t.對(duì)于最終需求類別結(jié)構(gòu),2012~ 2017年,其變化同樣導(dǎo)致水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放增加最多.這一時(shí)期固定資本形成占比增加2.5%[21],導(dǎo)致水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放增加.若其他影響因素保持不變,最終需求類別結(jié)構(gòu)變化將推動(dòng)該行業(yè)的大氣汞排放量增加9t.

3 結(jié)論

3.1 1997~2012年,中國大氣汞排放量從376t增至543t,2017年降至405t.在行業(yè)層面,生產(chǎn)端和消費(fèi)端大氣汞排放存在顯著差異.生產(chǎn)端排放大氣汞較多的行業(yè)以水泥、石灰和石膏制造業(yè)(135t),有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(86t)等重工業(yè)為主.消費(fèi)端對(duì)大氣汞排放貢獻(xiàn)較多的行業(yè)則以建筑業(yè)(219t)、汽車制造業(yè)(16t)等為主.

3.2 1997~2017年,人均最終需求水平提高是大氣汞排放增加的最大驅(qū)動(dòng)因素,排放強(qiáng)度降低是大氣汞排放減少的最大驅(qū)動(dòng)因素.3種結(jié)構(gòu)性因素(生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)、最終需求類別結(jié)構(gòu))對(duì)大氣汞排放變化的貢獻(xiàn)相對(duì)較小,整體上均推動(dòng)了大氣汞排放增加.2007年以后,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿夤欧艤p少的驅(qū)動(dòng)因素.對(duì)于不同最終需求類別,固定資本形成、出口、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)是驅(qū)動(dòng)大氣汞排放的主要最終需求類別.

3.3 各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不同排放源大氣汞排放的相對(duì)貢獻(xiàn)存在差異.人均最終需求水平提高和人口規(guī)模擴(kuò)大主要推動(dòng)了工業(yè)煤燃燒、燃煤電廠、鋅冶煉、水泥生產(chǎn)、以及鉛冶煉的大氣汞排放增加.排放強(qiáng)度變化有助于大部分排放源減少大氣汞排放,尤其是對(duì)于鋅冶煉、燃煤電廠、工業(yè)煤燃燒、以及鉛冶煉等排放源.不同時(shí)期結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)各排放源大氣汞排放變化的貢獻(xiàn)不同.總體上,因結(jié)構(gòu)性因素變化而減少汞排放的排放源數(shù)量增多.1997~ 2017年,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化和最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致鋅冶煉的大氣汞排放增加最多,最終需求類別結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致水泥生產(chǎn)的大氣汞排放增加最多.

3.4 各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不同行業(yè)大氣汞排放的相對(duì)貢獻(xiàn)存在差異.人均最終需求水平提高和人口規(guī)模擴(kuò)大對(duì)有色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),水泥、石灰和石膏制造業(yè)大氣汞排放增加的驅(qū)動(dòng)作用較大.同時(shí),排放強(qiáng)度降低對(duì)這幾個(gè)行業(yè)大氣汞排放降低的貢獻(xiàn)也較大.結(jié)構(gòu)性因素變化在不同時(shí)期對(duì)若干行業(yè)的貢獻(xiàn)作用發(fā)生變化.2007年后,結(jié)構(gòu)性因素變化對(duì)越來越多的行業(yè)起到減少大氣汞排放的作用,但是仍然對(duì)若干行業(yè)起到推動(dòng)大氣汞排放增加的作用.2012~2017年,最終需求行業(yè)結(jié)構(gòu)和最終需求類別結(jié)構(gòu)變化均導(dǎo)致水泥、石灰和石膏制造業(yè)的大氣汞排放增加最多,生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的大氣汞排放增加最多.

4 建議

4.1 完善大氣汞減排的責(zé)任機(jī)制,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程管控.

將消費(fèi)端大氣汞排放納入監(jiān)管體系,權(quán)衡各經(jīng)濟(jì)主體在產(chǎn)業(yè)鏈中的相對(duì)重要性,按比例分配減排責(zé)任[33-34].對(duì)于生產(chǎn)端大氣汞排放較多的行業(yè)(如水泥、石灰和石膏制造業(yè),有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)),需加大控制力度,進(jìn)一步降低汞排放強(qiáng)度.淘汰落后的污染控制設(shè)備,配合汞替代技術(shù)研發(fā)和發(fā)展汞回收產(chǎn)業(yè),并加強(qiáng)末端煙氣的汞排放濃度達(dá)標(biāo)監(jiān)督.對(duì)于消費(fèi)端對(duì)大氣汞排放貢獻(xiàn)較多的行業(yè)(如建筑業(yè)、汽車制造業(yè)),需進(jìn)一步展開排放路徑分析,促使其通過提高生產(chǎn)效率等措施減少對(duì)上游大氣汞排放的驅(qū)動(dòng)作用.

4.2 調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和最終需求結(jié)構(gòu),發(fā)揮通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化減排大氣汞的潛力.

對(duì)于生產(chǎn)結(jié)構(gòu),提高所識(shí)別重點(diǎn)行業(yè)的生產(chǎn)效率,降低其單位產(chǎn)品的中間投入品消耗量,從而減少上游大氣汞排放,重點(diǎn)關(guān)注有色金屬冶煉及壓延加工業(yè).結(jié)合有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的特點(diǎn),完善金屬制品回收體系[10],降低生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)金屬資源的依賴.

對(duì)于最終需求結(jié)構(gòu),應(yīng)實(shí)現(xiàn)投資與消費(fèi)協(xié)調(diào)發(fā)展,并重點(diǎn)優(yōu)化固定資本形成、出口、城鎮(zhèn)居民消費(fèi)的商品結(jié)構(gòu).通過宏觀調(diào)控實(shí)現(xiàn)住房等固定資產(chǎn)的合理供給,抑制房地產(chǎn)過熱發(fā)展.通過調(diào)整出口稅額等方式調(diào)整出口結(jié)構(gòu),減少驅(qū)動(dòng)大氣汞排放較多的行業(yè)產(chǎn)品的出口(如其他電子及通訊設(shè)備制造業(yè)、其他電氣機(jī)械及器材制造業(yè)).加快對(duì)大氣汞排放較多的行業(yè)產(chǎn)品的淘汰升級(jí),通過生命周期標(biāo)簽等措施引導(dǎo)、鼓勵(lì)居民選擇大氣汞排放較少的產(chǎn)品,特別是對(duì)于汽車制造業(yè)、道路運(yùn)輸業(yè)、居民服務(wù)和其他服務(wù)業(yè)的產(chǎn)品的城鎮(zhèn)居民消費(fèi).

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Socioeconomic factors influencing atmospheric mercury emission changes in China.

WU Xiao-hui1, XU Li-xiao1, QI Jian-chuan2, LIANG Sai2*, WANG Shu-xiao3

(1.School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China；2.Key Laboratory for City Cluster Environmental Safety and Green Development of the Ministry of Education, Institute of Environmental and Ecological Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China；3.School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100875, China)., 2021,41(4)：1959~1969

Atmospheric mercury emissions in China during 1997~2017 were calculated by the input-output model from the production and final demand perspectives. Combined with structural decomposition analysis, the relative contributions of socioeconomic factors to atmospheric mercury emissions were also analyzed. The results showed that two big production side sectors discharging large amounts of atmospheric mercury emissions were cement and cement asbestos (135t) and nonferrous metal smelting and processing (86t). On the consumption side, the two major sectors with large atmospheric mercury emissions were mainly construction (219t) and motor vehicles (16t). The relative contributions of socioeconomic factors were different across emission sources and sectors. The increase in per capita final demand volume was the dominant factor driving atmospheric mercury emissions, where nonferrous metal smelting and processing, electricity and heat, cement and cement asbestos were the main sectors responsible for the increasing emissions. The decline in mercury emission intensity was the main factor mitigating atmospheric mercury emissions, where nonferrous metal smelting and processing, electricity and heat, cement and cement asbestos were also the main sectors for the reductions. In this period, the changes in the production structure, final demand sectoral structure, and final demand category structure had led to a slight increase in atmospheric mercury emissions. However, in the same period, the number of emission sources and sectors with a decrease in mercury emissions, due to changes in these three structural factors, had also increased. Based on these results, several relevant policy recommendations were proposed from the perspectives of production-chain-wide control and socioeconomic structure optimization.

atmospheric mercury emissions；socioeconomic factors；input-output analysis；structural decomposition analysis

X321

A

1000-6923(2021)04-1959-11

吳曉慧(1997-),女,山東濰坊人,北京師范大學(xué)碩士研究生,主要從事環(huán)境系統(tǒng)分析方面研究.發(fā)表論文6篇.

2020-09-06

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71874014,52000010);廣東省引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2019ZT08L213)

* 責(zé)任作者, 教授, liangsai@gdut.edu.cn