西北地区重点城市工业大气污染排放时空演化格局及影响因素研究

为研究西北地区重点城市工业大气污染的时空演化特征和主要影响因素，选取2016-2020年该地区35个城市(简称“研究区”)工业SO₂、NO_x和烟(粉)尘的排放量和社会经济数据作为基础数据源，并采用全局自相关分析、冷热点分析和对数平均迪氏分解模型(LMDI)进行解析.结果表明：(1)研究区工业大气污染物排放总体呈下降趋势，高排放城市明显减少，2016-2020年工业SO₂、NO_x和烟(粉)尘分别减排了57.08%、33.77%和9.35%，与全国78.5%、64.5%和49.3%的减排成效相差较大.(2)研究区工业污染物空间集聚水平整体偏低，多呈现低集聚-高污染状态.但随时间推移空间关联度增强，且在2020年各污染物的Z(I)值均超过1.96，并通过P<0.05的显著性检验，呈现出显著的空间自相关性.(3)技术改善效应对研究区工业大气污染排放存在显著抑制作用；经济发展始终是促进工业大气污染物排放的首要驱动因素；产业结构效应对工业大气污染排放具有一定影响，需通过严控“两高”行业新增产能、更新老旧设...     

长三角地区大气NO2和CO2浓度的时空变化及驱动因子分析

以长三角城市群为研究对象,利用卫星遥感观测数据协同分析长三角地区大气NO₂和CO₂浓度的时空变化特征和驱动因子,揭示了长三角地区污染物和CO₂高浓度地区空间格局.结果表明长三角城市群地区大气NO₂和CO₂浓度的时空分布及变化特征呈现了受化石燃料燃烧和机动车排放等人为活动以及区域地形、地表覆盖、气候等自然条件的综合影响结果.大气NO₂和CO₂高浓度值围绕太湖明显呈口对西南向的U字形分布,一致于围绕太湖分布的杭州、上海、苏州、无锡、常州和南京等大型城市区域,以及安徽铜陵地区的工业排放区.大气NO₂浓度值呈现秋冬时期较高,夏季最低的季节分布特征.大气CO₂浓度受植被CO₂吸收和CO₂的积累影响,8~9月最低,4~5月最高.此外,随着人为排放活动的急剧减少,2020年1~3月的大气NO₂浓度比2019年同时期降低了50%以上,其中分布了以钢铁厂、燃煤厂为主的大型工业热源的城市NO₂浓度下降最多,如镇江、南京、马鞍山.     

中国10km二氧化碳排放网格及空间特征分析

基于全国第一次污染源普查数据中150多万家企业数据等,"自下而上"建立中国2007年10km×10km CO2排放网格数据.结果显示,中国CO2排放空间格局的特点是基本沿着我国人口胡焕庸线分为东部和西部,东部地区明显高于西部地区.全国CO2排放明显受城市活动影响,网格排放高值区域都是以北京、上海、广州等大型城市为核心的区域.京津冀、长江三角洲、珠江三角洲地区是我国CO2排放空间格局的重点地区.全局Moran指数表明,中国CO2排放空间格局在10km空间分辨率水平上具有显著的正空间自相关性,即空间上存在显著的集聚效应,而非随机杂散分布.局部Moran指数显示中国CO2排放在空间上具有显著集聚效应的区域面积并不大,主要集中在北京、上海、广州等重点城市核心区周边.基于这些重点城市采取CO2减排政策和措施,由于带动效应,其实际减排效果要远大于直接减排效果.     

中国10km二氧化碳排放网格及空间特征分析

基于全国第一次污染源普查数据中150多万家企业数据等,“自下而上”建立中国2007年10km×10km CO2排放网格数据.结果显示,中国CO2排放空间格局的特点是基本沿着我国人口胡焕庸线分为东部和西部,东部地区明显高于西部地区.全国CO2排放明显受城市活动影响,网格排放高值区域都是以北京、上海、广州等大型城市为核心的区域.京津冀、长江三角洲、珠江三角洲地区是我国CO2排放空间格局的重点地区.全局Moran指数表明,中国CO2排放空间格局在10km空间分辨率水平上具有显著的正空间自相关性,即空间上存在显著的集聚效应,而非随机杂散分布.局部Moran指数显示中国CO2排放在空间上具有显著集聚效应的区域面积并不大,主要集中在北京、上海、广州等重点城市核心区周边.基于这些重点城市采取CO2减排政策和措施,由于带动效应,其实际减排效果要远大于直接减排效果.     

长江经济带水污染物减排的空间效应及驱动因素

构建2011~2015年水污染物排放及社会经济数据库，选取COD、氨氮2项指标，解析“十二五”时期长江经济带水污染物的减排过程与时空特征，并采用空间计量模型定量解析减排空间效应及驱动因素.研究发现：5年间长江经济带水污染物减排过程的集聚特征显著，高排放-高减排区主要位于长江三角洲地区，而环境效益趋差的高排放-低减排区仍然存在.空间效应对长江经济带水污染物减排具有一定影响，本地排污增加不利于邻地减排.人口规模、城镇化水平和农业经济份额是驱动长江经济带水污染物排放的主导因素，到2015年，人口规模和农业经济份额因素的驱动力均有不同程度下降，但城镇化水平的驱动力仍在提升.外商直接投资和工业化水平分别对COD和氨氮排放呈正向驱动，需警惕外资流入和快速工业化进程给相应特征污染物造成的减排压力.亟需推动本地和邻地就排污标准与减排总量达成规制共识，协同建立环境准入、污染付费等深层次减排模式；工程减排的同时共抓结构减排，针对长江经济带驱动因素与污染排放的空间耦合性，从源头倒逼产业结构、消费结构、种植结构、资本结构等向清洁化转变.     

黄河流域水污染排放特征及污染集聚格局分析

掌握污染源排放特征及其空间差异,是在流域尺度提升水污染治理水平的重要基础.该研究分别从污染源的活动水平（简称“活动水平”）、污染物产生、污染物去除和污染物排放4个方面选取了28个指标,对黄河流域60个市州主要水污染物排放特征开展了现状评价和聚类分析.采用污染分布的地理集中度指数表征各市州污染集聚格局,并利用空间分析模型Global Moran's I和G_i*指数判断污染排放的空间集聚趋势与冷热点地区.结果表明:按照水污染排放特征的差异,黄河流域不同地区在水污染格局上可划分为高排放强度区、高排放绩效区、污染集聚区和低排放绩效区;水污染物排放与经济发展格局分布一致,上游、中游到下游地区呈现明显的阶梯型分布,上游地区单位水资源利用效率和排放绩效低,下游地区区域性污染集聚效应明显;山西省、河南省和山东省沿黄城市在空间上表现为区域性连片污染集聚,集中分布在晋中城市群和中原城市群.针对当前黄河流域水污染排放特征和空间集聚格局,建议制定统一的生态环境保护与治理策略,加强中下游城市群的污染协同控制.      

城市化过程对氨氮排放的驱动作用与空间交互特征——以长三角地区为例

解析城市化过程对水污染物排放的驱动机制及其空间演化特征,对科学管控水污染物超标排放和源头上减少水污染物入水具有重要意义,是生态文明建设时期推进城市绿色发展、打造高质量人居环境的重要施策依据.以长江三角洲为例,建立县域氨氮排放和人口社会经济数据库,在揭示2011—2015年长三角地区氨氮排放的时空演变特征基础上,构建基于STIRPAT框架的驱动力分析模型,运用空间计量方法定量估计人口城市化和土地城市化对氨氮排放的驱动作用,并通过设置不同阈值的反距离空间权重矩阵测度其空间交互效应.结果表明：①2011—2015年长三角地区氨氮排放整体规模下降显著,氨氮高值排放区县向沿海和地市中心快速收缩,热点区分布呈沿海持续集聚、内陆不断减少,在动态变化中,在长三角地区形成了圈层式分布格局;②空间溢出效应显著,即本地的氨氮排放明显受到周边地区的影响.长三角城市化过程总体上缓解了区域的氨氮排放压力,人口规模和经济水平会驱动区域氨氮排放增加,外商直接投资和固定资产投资规模则抑制了氨氮排放;③土地城市化和人口城市化会加剧本地氨氮排放,但会吸引相邻区县人口、资源要素集聚,并通过绿色生产生活方式的辐射促进邻地氨氮排放下降.空间交互特征表明,以城市群和都市圈为主体,在100 km范围内,高度城市化地区的集聚效应和示范作用驱动了氨氮排放下降.     

福建省生产废水和生活污水污染物排放的驱动力及其时空分异

采用对数平均迪氏指数方法,区分生产和生活两个体系,构建时空分解分析模型,追踪了福建省9个设区市2011—2019年水污染物排放变化的关键驱动力及其贡献的时空差异.结果显示：研究期内福建省工业废水污染物排放持续减少,并且各驱动力贡献的区域差距明显变小,趋于平衡;生活污水污染物排放量仍保持高位,各驱动力贡献的区域差距基本保持不变.其中,经济规模扩张是福建省水污染物排放的主导驱动力,主要源于福州、厦门、泉州经济赶超发展影响;城镇化发展对区域生活污水污染物排放的驱动影响表现为增排效应,以福州和厦门尤为显著;工业化发展对区域工业废水污染物排放的影响效应由正驱动逐渐转变为负驱动,这主要归功于三明和泉州产业结构调整优化的拉动 效应;技术效应一直是福建省水污染物排放控制的重要驱动力,但部分地区已逐渐步入生活污染物技术减排攻坚期.     

ArcGIS在大气污染源排放清单建立中的应用研究

以重工业城市唐山为例,在收集已有排放源数据的同时,结合唐山市环境空气质量状况,利用地理信息系统(ArcGIS)对污染企业的位置及污染物排放量、浓度参数建立网格模型,采用反距离权重法及区位商法对污染源及污染物的空间分布进行估算分析,形成准确完善的多尺度、高时空分辨率大气污染源排放清单.为京津冀地区区域大气污染联防联控及2020年大气污染物区域消减计划打下数据基础.     

基于一体化生态空间格局的土地利用/覆被变化及其生态环境效应——以长三角为例

区域一体化发展背景下,一体化生态空间格局的构建及其生态环境效应评估兼具丰富生态系统完整性和关联性研究的理论价值、指导生态空间跨区域协同保护的现实意义.以长三角一体化区域为案例,基于生态系统完整性和关联性,开展生态过程模拟和潜在生态廊道识别研究,构建跨区域、一体化的生态空间格局;基于2000—2018年土地利用数据,解析生态空间格局的土地利用/覆被变化（LUCC）,核算生态空间格局的生态环境效应及其变化,分析污染物排放与生态环境质量的关系.结果表明,长三角地区的潜在生态廊道和一体化生态空间格局涵盖大部分城市,并主要分布在江苏沿江、安徽南部和浙江东南部地区;生态空间格局内生态用地占据主导,建设用地有缓慢增长的态势,导致生态环境质量有所降低;浙江东南部、安徽南部城市生态环境质量较高,且保持相对稳定;生态廊道内部缓冲区的生态环境质量较高,适合作为构建一体化生态空间格局、维护区域生态安全的主要载体;污染物排放与一体化生态空间的生态环境质量存在一定负相关关系,未来需要采取针对性措施以同步促进污染物减排和提升生态环境质量.     

中国减污降碳协同效应的时空特征及其影响机制分析

我国环境污染防治面临减污降碳协同推进的新挑战,为实现减污降碳协同增效的总目标,深入打好大气污染防治攻坚战,研究减污降碳协同效应的时空特征及其影响机制,对因地制宜制定经济社会发展全面绿色转型的政策具有重要现实意义. 本文以2011—2019年我国30个省(自治区、直辖市)为研究对象,分析大气污染物和碳排放的时空特征(不包括港澳台及西藏自治区的数据,下同);同时,运用耦合协调模型计算碳减排与大气污染物控制系统的耦合协调度,进一步分析减污降碳协同效应在全国、八大经济区和各省份的时空特征;并利用时空地理加权回归模型(GTWR),揭示了减污降碳协同效应影响因素的空间演化规律和作用机制. 结果表明:①2011—2019年我国碳排放量缓慢增长,污染物排放当量自2014年开始明显下降;大气污染物和碳排放主要集中在东北、北部沿海和黄河中游经济区. ②2011—2019年我国减污降碳的协同效应整体上明显提高,不同经济区和省份的减污降碳协同效应存在明显的时空差异. ③能源消费总量、能源消费强度和能源消费结构是减污降碳协同效应的主要影响因素,能源消费总量、能源消费结构、能源消费强度、产业结构和进出口贸易总额等因素对减污降碳协同效应的影响存在显著的空间异质性. 鉴于此,本文从制定差异化的减污降碳协同策略、推动能源结构优化转型、加强地区和部门间的协同治理等方面提出了减污降碳协同增效的对策建议.      

长江三角洲城市群工业污染时空演化及其驱动因素

基于2003~2015年长江三角洲（以下简称长三角）城市群26个城市工业废水和工业SO₂排放数据,采用标准差椭圆、地理集中指数、工业环境绩效指数、空间形态差异指数等方法从宏观和微观视角对长三角城市群工业污染时空演化进行分析,同时采用对数平均迪氏分解（LMDI）模型对其工业污染排放主要驱动因素进行分解.研究发现：2003~2015年工业废水和工业SO₂排放量分别下降了16.97%和28.79%,但占全国比重仍然较高,尤其是工业废水对生态环境胁迫较大.2种工业污染空间形态均呈现出北（偏西）-南（偏东）的空间分布形态,而2种工业污染重心移动轨迹并不一致,工业废水重心总体上朝向东（偏南）方向迁移了12.85km,而工业SO₂重心总体上朝向西（偏北）方向迁移了26.89km.此外,2种工业污染主要集中分布于长江沿岸城市且污染集中度指数由高到低大致呈半圈层状向周围递减.工业发展与工业污染空间形态演变具有一致性,工业废水重心和工业SO₂重心与工业发展重心距离均在逐渐缩小,而2种工业污染-环境绩效空间分布格局并不完全一致.驱动因素方面,环境规制引起的技术改善效应是工业污染排放量减少的主要原因,而由环境规制引起的产业结构效应对工业污染排放量的影响则取决于区域发展政策,经济发展效应是工业污染排放量增加的主要原因,人口规模效应对工业污染排放量的影响较小.     

遂宁市主城区环境空气质量现状及原因分析研究

利用遂宁市2017年1月份4个国控环境空气自动监测数据,分析了遂宁市主城区环境空气质量现状,与整个成渝地区和周边城市的空气质量进行了横向比较,并阐述了遂宁市空气质量变化的原因.结果发现遂宁市主城区2017年1月份空气质量指数的范围为32～203,优良率为54.8％,首要污染物为PM2.5,空气质量同比下降了22.8％,环比下降了26.1％,但均显著优于成渝地区和周边城市的平均水平,并从4个方面阐述了空气质量下降的原因.最后,根据遂宁市大气污染现状,提出了4条针对性的防治措施.     

天津市工业炉窑污染现状及排放标准问题分析

天津市是我国北方传统工业型城市,工业炉窑污染排放已逐渐成为地方大气污染物防治的重点源之一。在全面系统了解天津市工业炉窑环境污染现状的基础上,分析现行国家标准的适用性及存在问题,提出标准制修订建议,将有助于推动污染物总量削减,改善环境空气质量。     

长三角区域大气重污染应急减排效果评估

为评估长三角区域大气重污染应急减排方案的效果,依据上海市环境科学研究院编制的2015年长三角区域高分辨率大气污染源排放清单设计了3级减排方案,利用本地化的WRF-CMAQ模式对长三角区域一次重污染过程进行了模拟验证,并评估了各减排方案的效果.结果显示:①如各城市单独进行减排,在一级、二级和三级减排方案下ρ（PM_2.5）分别降低0~7.2、0~20.6和0.1~34.8 μg/m3,降幅分别为0~11.7%、0~19.5%和0.2%~28.0%,长三角区域空气质量优良率未见明显上升.②如进行区域协同减排,在一级、二级和三级减排方案下ρ（PM_2.5）分别降低0.5~10.0、2.7~30.2和4.3~51.8 μg/m3,降幅分别为1.8%~12.8%、9.3%~23.5%和14.7%~37.0%.对于多数城市,区域协同减排效果比单独减排效果显著,其中舟山市、连云港市和常州市的区域协同减排效果最突出.在三级减排方案下的区域协同减排会使空气质量优良率明显提升,空气质量优良的城市从6个升至10个,中度以上污染城市从12个降至2个.③工业源减排是应急减排的重点,其减排效果可占整体减排效果的50.0%~93.0%.研究显示,要在重污染期间达到较好的减排效果,需要进行区域协同减排,但针对不同城市需要协同进行污染控制的范围具有明显差异,因此,为实现精准管控,未来在开展重污染应急区域协同控制时,需根据实际情况进行协同控制关系的预测.      

SWAT模型下“十三五”中期污染减排措施及气象条件对岷江流域水环境改善贡献

基于SWAT构建了岷江流域分布式水文和污染负荷模型,模拟水文变化过程的效率系数超过0.6,模拟污染物浓度的效率系数超过0.5,能够有效模拟岷江流域2015-2018年的水文、污染浓度和通量变化过程。通过模型计算分析了岷江流域主要污染物排放量变化、《水污染防治行动计划》不同减排措施及气象驱动条件对岷江流域水环境改善贡献。结果表明:岷江流域11个国考断面COD、NH₃-N、TP排放量分别下降8%、13%和12%,其中8个考核断面废水排放量上升,主要污染物排放量降低,其中点源强度下降,密度上升;岷江流域中段排放强度高、减排量同样凸显,成都市对岷江出境断面污染物排放及减排贡献均高于眉山市;各项减排措施中,城镇生活污染治理对污染物减排及通量降低占主导作用,对COD_Mn、NH₃-N、TP通量减排分别贡献53%、71%、81%;生活源减排贡献大于工业源减排,点源减排贡献率大于面源污染减排;污染减排措施对凉姜沟断面COD_Mn、NH₃-N和TP浓度变化的贡献率分别为20.7%、26.8%和34.4%。     

京津冀地区大气污染联防联控机制实施效果及完善建议

回顾了我国京津冀地区大气污染联防联控机制发展历程,从目标效果、制度框架、措施手段等视角系统地阐述了京津冀地区大气污染联防联控机制的实施效果.结果表明:①京津冀地区大气污染联防联控的预期目标（2017年）基本实现,并且随着控制目标逐渐严格,已由年尺度细化至日尺度.②京津冀地区大气污染联防联控顶层制度框架逐渐成熟,运行机制逐渐健全统一,重污染应急管控预案趋向于成本有效性减排策略.③当前大气污染联防联控手段基本为命令控制型,在源头控制上主要采用新源环境准入、老旧源落后产能淘汰、燃煤控制与小规模炉窑综合整治等产业结构优化和能源消耗结构调整策略;在末端控制上,逐步规范和强化大气固定源排污许可证管理制度,实施精细化的移动源、面源排放管理模式.④建议加快建立京津冀地区空气质量管理常设机构,实现大气污染联防联控的长效化;建议实施区域性大气固定源排污许可证制度,在此基础上引入经济刺激型手段,建立基于京津冀地区空气质量改善目标的大气固定源排污权交易制度,让市场机制促使污染源进一步减排和污染控制技术水平的不断提升.      

经济集聚对区域水污染物排放的影响及溢出效应

基于化学需氧量和氨氮排放数据集,构建影响因素计量模型,探讨经济集聚同水污染物排放的影响效应及其在不同规模城镇下影响程度的差异性,采取双变量空间自相关解析中国经济集聚对水污染物排放的溢出效应,以期为促进经济集聚与污染减排良性互动提供参考。结论如下：（1）从全国总体样本来看,经济集聚能有效降低区域水污染排放强度,经济集聚度每增长1个百分点,化学需氧量和氨氮排放将分别减少0.491%和0.166%;（2）经济集聚对中小城市水污染排放的减排效应更为突出,在化学需氧量估计模型中,中等城市、小城市样本的经济集聚度弹性系数分别为-0.679、-0.546,而大城市及特大城市样本仅为-0.252;（3）经济集聚同水污染物排放的空间溢出效应显著,且呈现高集聚—高排放、低集聚—低排放、低集聚—高排放等空间关联模式,其中,高集聚—高排放区从京津冀向山东半岛绵延分布,还包括哈长城市群、苏北和苏中、长株潭、珠三角等地区。政策启示包括：积极培育中小城市并发挥其经济聚集的减排效应,促进生产技术更新和扩散,提高能源利用效率和环保投入;合理控制大城市经济与人口规模,加快产业结构调整和落后产能淘汰,强化环境规制以防止“污染避难所”效应;遏制经济集聚对水污染物排放的溢出效应,重点推进高集聚—高排放区联防联控和流域共治。