用水总量和强度双控下中三角工业废水排放绩效及减排潜力探讨

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论文字数:32522 论文编号:sb2023120315353851523 日期:2023-12-09 来源:硕博论文网

本文是一篇经济论文,本文以中三角为研究对象,研究如何提升工业废水排放效率,减少工业废水排放对于长江流域的水资源保护乃至全国的绿色发展都具有重要价值。
1  绪论
1.1  研究背景及意义
1.1.1  研究背景
经济社会的快速发展带来了一系列严重的环境污染问题,中国约400个城市严重缺水,四分之三的湖泊出现不同程度的水污染(Cai等,2017)。2019年底,中国工业废水排放量达到134万吨,对家庭和渔业、农业等部门的经济发展构成巨大威胁(Zhang等,2020)。因此,进一步做好水环境治理工作,不仅是公众的迫切愿望,更是摆在党和政府面前复杂的治理难题。长期以来,工业废水的排放都是重点流域水污染问题的重要原因。2021年,在《排放源统计调查制度》确定的统计调查范围内,全国废水中氰化物排放量为28.1吨,工业源28吨;重金属排放量为50.5吨,工业源45吨。工业污染造成的废水排放往往含有大量有毒有害物质,且由于工业企业分布集中,排放的污染浓度高,污水总量大,处理不当极易破坏当地生态环境,影响人民身体健康。因此,工业废水减排成了我国治理水污染工作的重点。
1  绪论 1.1  研究背景及意义 1.1.1  研究背景 经济社会的快速发展带来了一系列严重的环境污染问题,中国约400个城市严重缺水,四分之三的湖泊出现不同程度的水污染(Cai等,2017)。2019年底,中国工业废水排放量达到134万吨,对家庭和渔业、农业等部门的经济发展构成巨大威胁(Zhang等,2020)。因此,进一步做好水环境治理工作,不仅是公众的迫切愿望,更是摆在党和政府面前复杂的治理难题。长期以来,工业废水的排放都是重点流域水污染问题的重要原因。2021年,在《排放源统计调查制度》确定的统计调查范围内,全国废水中氰化物排放量为28.1吨,工业源28吨;重金属排放量为50.5吨,工业源45吨。工业污染造成的废水排放往往含有大量有毒有害物质,且由于工业企业分布集中,排放的污染浓度高,污水总量大,处理不当极易破坏当地生态环境,影响人民身体健康。因此,工业废水减排成了我国治理水污染工作的重点。

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1.2  国内外研究现状
1.2.1  工业废水排放的空间变化与影响因素研究现状及存在问题
对工业废水排放空间变化及影响因素的研究有助于决策者制定更有效的政策来控制工业废水排放,特别是存在地区差异的情况下。近年来,国内外学者对于工业废水排放空间格局及其影响因素的研究已较为丰富。Geng等(2014)和Chen等(2016)先后使用探索性空间数据方法(ESDA)分析中国31个省份1995-2010年和2002-2013年工业废水排放量的时空分布特征,并使用对数平均除法(LMDI)研究工业废水排放的影响因素。结果显示,经济因素对工业废水排放变化影响最大,技术进步可以抑制工业废水的增长,资源利用效率的影响不稳定,人口对废水排放的影响较小。胡志强等(2016)使用空间计量模型,从经济发展、人口规模、产业结构、外资使用水平、科技投资等方面选取数据作为解释变量,探究了2013年中国各地市的工业废水排放总量和强度的影响因素。结果显示:工业废水排放量会受到GDP、人口密度、产业结构高级化、利用外资额、能源强度的正向影响,但GDP、科技投资水平、人口密度的提升有利于降低工业废水排放强度。庄汝龙等(2018)基于中国各省市的工业废水排放空间格局演变和空间集聚特征的分析,以年末常驻人口人数、城镇化率、第二产业比重、人均GDP、人均GDP增长率作为解释变量,运用SARAR计量模型揭示了工业废水排放的驱动因素和区域差异性。结果显示:城镇化、产业结构和人口规模是中国工业废水排放增加的主要驱动因素。Ma等(2020)利用空间自相关和环境库兹涅茨曲线,从省级和市级两个尺度上研究了2004-2015年中国工业废水排放的时空变化特征,并用LMDI方法分析其影响因素。结果表明,工业废水排放量东部高西部低,地级市集聚特征明显;技术效应对工业废水排放量的影响在大多数城市中都是抑制,结构效应由促进变为抑制,经济效应和人口效应主要是促进。Zhang等(2020)以中国31个省级行政区作为研究对象,采用空间计量经济学模型和地理加权回归模型(GWR)研究2004-2015年省级废水排放的空间溢出效应及驱动因素。结论显示,中国各省工业废水排放存在显著为正的空间自相关,热点区域主要集中在中西部地区;工业国有化水平、产业结构和环境保护措施是工业废水排放空间变化的主要驱动因素。
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2  相关理论基础
2.1  空间分析理论
2.1.1  空间分析理论主要内容
空间数据分析的对象是地理空间实体,主要研究包括空间概念、空间描述方法、空间特征等基本理论问题以及基于空间思维解决问题的方法论。探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)是空间计量经济学的重要分支,是指在很少的先前假设下,对特别是在调查或观察中获得的现有数据,结合相应空间位置最终通过绘制地图揭示不同区域数据的结构性和规律性的一种数据分析方法,集合了众多对空间数据进行分析的方法和技术。常用于对数据的空间特征进行描述,并能对其进行可视化分析,从而识别空间数据的异常值及其空间相互作用机制。全局与局部空间自相关是ESDA中使用最为广泛的方法。全局空间相关性主要用来考察研究对象基于某个指标的整体集聚程度,常用全局莫兰指数(Global Moran's I)和全局吉尔里指数(Global Geary's C)来表示;局部空间自相关主要用来考察研究对象局部子系统基于某个指标的整体集聚程度,具体表达包括空间簇、非曲型局部区域、离群值或空间状态等,为进一步揭示现象或事物在各自局部空间位置上的分布模式和相关程度,通常使用局部空间自相关统计量LISA(局部Moran、Geary指数等)和Moran散点图来进行测量。
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2.2  区域协调发展理论
区域协调发展是指将区域之间的地方保护和行政分割打破,促进不同区域之间的要素流动并形成优势互补,消除区域之间因资源紧张引起的矛盾,构建内生性互惠的动力机制,产生更大的经济和社会效益,实现跨区域整体利益和子区域利益的共赢。具体来看(李兰冰,2020):
(1) 区域一体化是核心,这主要是由于区域一体化是实现中国区域协调发展的关键性条件,核心要义在于通过形成区域一体化达到协调各区域经济要素,实现区位优势的互补从而达到经济利益最大化。
(2) 政府与市场是机制的重要组成部分,无论是西方国家的政府与市场关系理论演变,还是我国从计划经济逐渐向市场经济转型的发展进程,无不证明了政府与市场的共生关系,区域协调发展进程也离不开政府与市场机制的有效结合。
(3) 要素是指区域协调发展进程中政府与市场机制发挥作用的有效载体,主要包括资源禀赋、市场主体、公共资本。
(4) 维度主要是指区域协调发展的外延表现与重要组成,主要从政府治理、市场、产业和空间四个维度来协调。其中,市场协调是前提,治理协调是关键,产业协调是关键,空间协调是载体。
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3  中三角工业废水排放空间分异及影响因素研究 ................... 18
3.1  研究设计 ................................ 18
3.1.1  研究区域概况 ................................. 18
3.1.2  变量选取与数据来源 ................... 19 
4  用水总量和强度双控下中三角工业废水排放绩效研究 ........................ 30
4.1  研究模型建立及指标设计 ......................... 30
4.1.1  指标选取与数据来源 ....................... 30
4.1.2  工业灰水足迹计算 ............................... 31
5  用水总量和强度双控下中三角工业废水减排潜力研究 ............. 39
5.1数据说明 ............................. 39
5.2  工业废水减排潜力及来源分析 ........................... 39
5  用水总量和强度双控下中三角工业废水减排潜力研究
5.2  工业废水减排潜力及来源分析
5.2.1  减排潜力
表5.1结果显示,2010-2019年期间,中三角总体工业生产所产生的工业灰水足迹(PRIW)年平均值可达3084.73万m3,工业灰水足迹减排潜力巨大。分区来看,工业废水轻度排放区潜在工业灰水足迹减排量最大,工业废水排放所需的灰水足迹为1836.42万m3,减排贡献率最高(59.53%);工业废水中度排放区次之,为713.98万m3,减排贡献率为23.15%;工业废水重度排放区的年均潜在工业灰水足迹减排量最低(534.33万m3)。各地级市年均潜在工业灰水足迹减排量为99.51万m3,其中位居前五位的分别为常德(293.68万m3)、宜春(53.04万m3)、衡阳(226.13万m3)、益阳(202.77万m3)黄冈(183.57万m3),工业灰水足迹减排潜力巨大;位于后五位的有长沙(-80.22万m3)、岳阳(-20.34万m3)、宜昌(-9.38万m3)、襄阳(-8.31万m3)、荆州(14.38万m3),其中,长沙和岳阳地理位置接壤,宜昌、襄阳和荆州接壤。长沙、岳阳、宜昌和襄阳的减排量为负,主要是因为长沙和岳阳两市的旅游资源丰富,拥有多处国内知名景点,发展旅游业对环境质量要求较高,且因为第三产业是优势产业,而工业不是主导产业,因此工业污染物排放相对较少;宜昌和襄阳第三产业近年来增长较快,规模与第二产业相当,因此,工业污染也较少。从以上数据看出,2010 -2019年期间,中三角各地级市的潜在工业灰水足迹减排潜力存在较大区域差异。从时间角度来看(见图5.1),除去2011和2017年有明显增加、2015和2018年出现大幅下降外,中三角潜在工业灰水足迹减排量呈现出下降趋势。2011年起,我国开始施行十二五规划,规划强调要加强水资源节约,实行最严格水资源管理制度;2016年起,我国加强了用水总量和强度双控的管控力度。从以上数据可以看出,近年来中三角工业废水排放情况逐渐得到改善,我国一系列的水资源治理方针取得良好效果,工业水污染问题得到缓解。

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6  结论与对策建议
6.1  结论
本研究以外部性理论、波特假说、空间计量经济理论和区域协调发展理论为基础,首先分析中三角工业废水排放现状与空间相关性,建立基于Arcgis构建的空间模型探讨研究区工业废水排放时空格局变化,再对环境规制、宏观经济、人口等数据进行整理,通过建立SARAR模型实证分析中三角城市群工业废水排放量的驱动因素,其次根据中三角2010-2019年31个地级市的工业废水处理的投入产出数据,以劳动力、资本投入、工业用水总量和万元工业增加值用水量作为投入变量,工业灰水足迹作为非意愿产出变量,地区工业生产总值作为意愿产出变量,基于SBM-Malmquist模型计算工业废水排放效率,分析效率差距原因,并基于全要素生产率指数,从技术进步、技术效率、规模效率等多角度对工业废水排放效率的差异进行动态分析,最后基于组前沿和共同前沿模型,计算各地区工业废水减排潜力并分解,具体分析工业废水潜在减排量及其内在原因并提出相应的政策建议。最终得到的结论有:
第一,基于时序变化特征,除了2015年工业废水排放量有小幅上升外,其余年份中三角工业废水排放量呈逐年下降趋势。从2019年相对于2010年的各城市群工业废水排放量变化来看,长株潭城市群下降幅度最大(约下降三分之二),环鄱阳湖城市群次之(约下降二分之一),武汉城市圈降幅最小。随着2010年我国最严格水资源管理条例的实施,中三角工业废水排放量在2013年降低明显,说明该政策对于降低工业废水排放量非常有力。从空间格局分布上看,研究期间中三角的全局莫兰指数为正且呈现增长趋势,说明空间相关性显著。局部空间相关性主要以高高集聚和低低集聚居多,HH集聚城市在2010年数量最多,2013年最少;LL集聚城市在2010年数量最多,2016年为零;LH型城市只出现在2013年和2016年,HL型城市只出现在2016年。从工业废水排放效率上看,中三角整体的工业废水排放效率除2017年外比较平稳,绩效值在0.9上下波动且有略微下降的趋势,仍具有一定的提升空间;各城市群中环鄱阳湖城市群工业废水排放绩效呈现波动中下降趋势,绩效值偏低,武汉城市圈绩效值保持在较高水平且处于效率前沿,效率增长不明显,长株潭城市圈绩效值极不稳定,各城市工业废水排放均值的变化由高值集中,发展为向两端扩散、中值集中的分布形态,不均衡性尤为突出。从减排潜力上看,2013年后,中三角工业废水减排潜力逐渐下降,工业灰水足迹减排潜力主要受技术差距影响。
参考文献(略)


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