专业化、多样性与中国省域工业污染排放的关系

集聚外部性是集聚影响工业污染排放的重要机制,不同的集聚方式对应不同的污染排放行为。以中国31个省市工业废水、工业废气、工业固废为例,基于集聚外部性理论,将工业集聚分为专业化、多样性、相关多样性和非相关多样性等4种类型,在分析工业污染排放强度空间格局特征的基础上构建计量模型考察工业集聚与工业污染排放的关系,结果表明：（1）工业废水、废气、固废污染强度的省域差异显著,空间分布上均有不断集中的趋向。（2）多样性集聚比专业化集聚更有利于降低工业污染排放强度。多样性集聚对工业废水强度下降的作用最大,对废气和固废污染的减排作用较小。产业关联是多样性集聚发挥环境“自净”效应的重要条件,相关多样性有利于降低工业污染排放强度,而非相关多样性会加剧污染排放。（3）从不同污染型产业看,废水污染型产业的专业化集聚有利于污染强度下降,而废气和固废污染型产业专业化集聚会加剧污染排放,污染型产业多样性发展均有利于污染强度下降。（4）不同集聚类型对工业污染的影响存在着区域和污染类型的异质性。（5）要进一步降低工业污染,应提高集聚产业的多样化水平,强化产业间的内在关联。同时,应根据不同区域、不同污染型产业、不同工业污染物制定差异化防治措施。     

长江经济带污染密集型产业集聚时空特征及其绿色经济效应

污染治理是长江经济带生态保护与绿色发展的难点与痛点,而污染密集型产业集聚正是造成长江环境问题的重要诱因。从对绿色发展效率的作用机理出发,采用加权标准差椭圆等方法,识别长江经济带沿线11省份污染密集型产业集聚的时空演化格局并探究其绿色经济效应。结果显示：长江经济带污染密集型产业集聚深度弱于全国水平,产业结构朝绿色低碳化转型;长江经济带污染密集型产业集聚地区分异显著,中上游地区污染产能集聚能力较强;污染密集型产业集聚对长江经济带绿色发展能力在短期内具有抑制作用,但存在长期绿色转型机制,上中下游地区绿色转折速率梯度提升。研究结果可为推动长江经济带工业绿色集聚发展提供借鉴。     

Agglomeration and removal characteristics of fine particles from coal combustion under different turbulent flow fields

Turbulent agglomeration is a promising pretreatment technology for improving the removal of fine particles in industrial flue gas, which can improve the particle removal effect of dust removal equipment safely and economically. However, due to the complexity of turbulence mechanisms, the relationship between turbulent flow fields and the agglomeration of fine particles is not known with precision, resulting a weak promotion effect for particle removal with this pretreatment technology. In this work, three kinds of turbulent agglomerators were constructed to investigate the agglomeration and removal characteristics of fine particles under different turbulent flow fields. The results demonstrated that the turbulent agglomerator with small-scale and three-dimensional vortexes in the flow field had the best effect in improving the agglomeration and removal of fine particles. Two kinds of agglomeration modes in turbulent agglomeration were proposed, one being agglomeration between fine particles in the vortex area, and the other the capture of fine particles by coarse particles. Furthermore, the motion trajectory, relative velocity and residence time of fine particles of different sizes in different flow fields were calculated by numerical simulation to investigate the interaction mechanism of particle agglomeration and turbulent flow fields. The results showed that a flow field with small-scale and three-dimensional vortexes can reduce the Stokes number (St_K) and the relative velocity of particles of different sizes, and extend their residence time in a turbulent flow field, so as to obtain a better agglomeration effect for fine particles.     

中国省域空间集聚结构对霾污染的影响——基于2000~2013年面板数据的经验证据

分析了省域空间集聚结构对霾污染的影响效应及渠道机制,以PM2.5年度均值作为衡量霾污染的指标,利用城市夜间灯光数据构建了表征中国省域空间集聚结构的首位城市发展指数、城市规模等级结构扁平化指数与省域多中心指数.基于静态面板数据模型、工具变量方法和中介效应模型进行实证检验.结果表明：当前首位城市发展加剧了省域霾污染;省域城市规模等级结构扁平化也并不能有效改善霾污染;而省域多中心对霾污染具有促降效应;能源利用效率是省域空间集聚结构影响霾污染的重要渠道之一.基于此,本文建议需稳步实施省域多中心发展战略,建构多中心的大气环境治理结构与治理机制.     

乌鲁木齐城市群城市间大气污染相互影响分析

利用乌鲁木齐城市群2010—2015年空气质量日报,引入时间序列的VAR模型对城市间的大气污染相互影响关系及贡献进行研究。结果表明:乌鲁木齐城市群5市存在影响效应,乌鲁木齐受外源影响为主,昌吉、阜康受内源影响为主,五家渠、石河子受内外源共同影响;乌鲁木齐城市群城市间大气污染相互影响存在明显的滞后效应,前3期的影响最大,第10期以后响应值趋于0。     

创新集聚空间分布模式对霾污染的影响

为了比较分析创新集聚空间分布单中心与多中心两种模式对霾污染的影响机制,本文构建了省域面板数据模型和中介效应模型进行实证检验.结果表明：创新集聚可通过规模效应降低霾污染;但创新集聚空间分布模式对霾污染的影响具有异质性.其中,单中心模式诱发了霾污染,存在创新集聚环境效应悖论;多中心模式对霾污染具有改善效应;随着创新集聚多中心的提高,其霾污染改善效应增强,但具有边际递减特征;能源利用效率是创新集聚空间分布模式影响霾污染的重要渠道之一.基于此,本文建议省级政府推进空间协同创新发展战略,建构省域多中心的创新网络空间组织体系,以此形成多中心协同治霾机制,破解创新集聚环境效应悖论.     

空间溢出视角下中国污染密集型产业集聚的环境效应

本研究在着力改善生态环境和调整产业空间布局的背景下,着眼于国民经济行业中高能耗、高污染的污染密集型产业,基于2000—2015年中国30个省区的面板数据,在污染密集型产业识别的基础上,考察了污染密集型产业集聚和环境污染的空间特征,构建了空间面板杜宾模型,并从空间溢出视角,探讨了污染密集型产业集聚的环境效应.研究发现:①污染密集型产业集聚和环境污染均具有显著的空间正相关性;②污染密集型产业集聚和环境污染之间存在显著的倒"U"型曲线关系,对于产业集聚水平较高的山西、宁夏和内蒙古,有望通过空间溢出效应和政策干预发挥减排效应,其他省区集聚水平的提高将会加剧环境污染;③经济发展水平和外商直接投资与环境污染之间均具有显著的正相关关系,而技术创新能力的提高能显著降低污染水平.     

新建铅蓄电池集聚区对周边土壤环境的影响:基于重金属空间特征

为探明浙北某乡镇经提升改造后一新建铅蓄电池集聚区运行7a后是否对周边土壤环境存在影响,采集该铅蓄电池集聚区周边表层土壤(0～20 cm) 76份,测定了土壤中汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镍(Ni)和铬(Cr)这8种重金属含量,并基于集聚区内、距集聚区边界50、450和850 m的空间距离,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态风险指数法对土壤环境质量进行了评价,然后利用地统计方法分析了重金属空间分布特征,并结合相关性分析确定了对土壤环境造成影响的重金属的来源.结果表明,与当地平均背景值相比,8种重金属元素中Hg、Zn和Pb在所有空间尺度下的平均含量均高于其对应背景值,对Cd而言,除集聚区内,其余空间尺度下的Cd平均含量均大于其背景值,As只有距边界50m处的平均含量大于其背景值,而其他元素在所有空间距离下的平均含量均低于其对应背景值,其中Hg和Cd存在高度空间变异,而其他元素含量空间变异不明显,说明区域活动的影响主要集中在Hg和Cd上,且两者的含量随集聚区距离外延而增加.出现超出农用地土壤污染风险筛选值点位的元素主要为Hg和Cd,其主要分布在集聚区外450 m和850 m处,其中Hg在对应距离下超出风险筛选值的点位占33. 33%和38. 89%,Cd分别占27. 78%和55. 56%,且两者的空间分布特征与其含量一致,而其他元素中仅有Zn和Pb存在零星点位超出风险筛选值,且总体上无明显空间特征.由8种重金属元素对土壤的综合污染风险分析可知,Cd是造成土壤综合污染风险的主要来源,由于其贡献使850 m处土壤处于警戒状态(贡献率为36. 73%).土壤的生态风险主要出现在集聚区外450 m和850 m处,处于中等生态风险水平,其中生态风险主要来自Hg和Cd,Hg在对应距离下的贡献率分别为46. 30%和39. 37%,Cd分别为38. 98%和49. 30%,说明区域活动使Hg和Cd成为影响研究区土壤质量的主要元素.经地统计和多元统计分析表明,Hg和Cd含量呈现出在当地主风向(东北-西南)轴上由集聚区外围向内扩散的特征,且两者的主要来源为集聚区外围企业的燃煤活动.因此,新建的铅蓄电池集聚区运行7a后并未对集聚区及周边土壤重金属的集聚造成明显影响.     

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。     

基于能值分析的闽三角城市群代谢可持续性评估

城市群作为区域发展战略核心和经济建设的引擎,是城市间相互协同,发挥聚集效应一体化城市群体。城市代谢系统是城市发展过程中物质、能量、货币和人类劳动力综合协调的自组织系统。城市代谢系统失调被认为是导致城市人口负荷过载、城市环境污染严重和资源过渡消耗等城市可持续发展问题的主要原因,因而通过社会—经济—生态等多维度指标构建对城市群可持续发展评价尤为重要。本文以闽三角城市群为研究对象,基于能值分析方法结合城市代谢理论,从不同维度系统分析闽三角城市群能值代谢状况及可持续发展水平,并对不同城市群间和城市群内进行对比分析。研究发现：（1）2010—2017年闽三角城市群总能值总体呈现上升趋势,且不可更新资源能值比重增幅较大,表明经济发展以资源消耗为主,对城市群生态环境产生负面影响。同时,人口增长、土地空间限制和生态经济可持续发展之间存在一定矛盾。（2）从不同城市群之间对比来看,闽三角城市群与环太湖城市群在资源利用率和经济产出方面略有差距,但在能值货币比率和环境承载力等指标方面表现较好,反映出闽三角城市群社会经济与生态环境较为协调,生态文明建设取得较好效果。（3）从城市群内部结构对比来看,厦门、泉州、漳...     

中国城市群臭氧时空分布特征分析

为揭示我国主要城市群近地面臭氧的时空分布规律,使用空气质量监测网站发布的2019年243个城市共计1215个站点的臭氧浓度数据对中国正在稳步建设的19个城市群的臭氧时空分布特征进行分析,结果表明:臭氧污染高发期主要集中在夏季6、7月份,春末秋初次之,冬季基本不发生污染.城市群100μg/m³以上的臭氧浓度占比变化趋势大致表现为不规则的“V”和“W”两大类.2019年我国19个城市群可明显提取出北部和南部两个浓度分布高值中心,分别出现在夏季和秋季,夏季根据污染严重程度又可将高值中心划分为两个层级.城市群臭氧浓度分布具有空间自相关特性,夏季热点区域与北部高值中心重合,秋季则与南部高值中心位置一致,此时冷点区域面积达到最大.由于臭氧污染成因的复杂性,不能简单以现有城市群等级划分结果对其进行分级管理,需要根据实际分布情况对不同城市群制定相应污染防控措施.     

Occurrence, spatial distribution and ecological risks of antibiotics in soil in urban agglomeration

Antibiotics in soil environment are regarded as emerging pollutants and have introduced increasing risks to soil ecosystem and human health in rapid urbanization areas. Identifying the occurrence and spatial variability of antibiotics in soils is an urgent issue in sustaining soil security. In this study, antibiotics in soils were investigated and analyzed in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration. The occurrence, spatial distribution, and related affecting factors of antibiotics in soils were identified and ecological risks of antibiotics in soil environment were assessed. Results showed that (1) The mean concentration of soil antibiotics in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration was 21.79 µg/kg. Land use substantially affected the occurrence and concentration of antibiotics in soils. Concentrations of antibiotics in cropland and orchard soils were 2-3 times higher than the other land use types. (2) The concentrations of antibiotics in soils in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration presented a spatial pattern of high values in southeast, and low values in northwest. Spatial variability of antibiotics in soils was closely related to the application of organic fertilizer and wastewater irrigation as well as topographical features. Furthermore, soil properties and land management policy had substantial influences on soil antibiotics, and soil heavy metals may aggravate the accumulation of antibiotics in soils. (3) Ecological risks assessment of antibiotics in soils demonstrated that erythromycin (ERY), sulfamethoxazole (SMX), and doxycycline (DOX) may introduce high risks to soil ecosystem health, and more attention should be paid to the areas with intensive human activities that had potential high risk to soil ecosystem health. This study suggests that scientific land and soil management should be considered to prevent soil antibiotic pollution and sustain soil security in urban agglomeration.     

中国畜牧业地理集聚特征及其演化机制

农业地理集聚是有效实现农业分工的空间组织形态。以畜牧业为例,采用基尼系数、专业化指数、产业集中度和产业平均集聚率等指标与模型,分析了畜牧业地理集聚的发展特征、演变态势及其形成机制。结果表明:1980-2011 年中国畜牧业地理集聚程度不断增强,呈现出先增强后减弱再到稳定上升的阶段性演化特征,但不同畜产品生产的地理集聚过程差异显著;省域尺度上,畜牧业平均集聚率重心不断北移,逐步形成了北方地区高度集聚、南方地区中低度集聚的空间分异格局;畜牧业地理集聚格局经历了由自然集聚到空间重构再到空间优化的过程,自然资源禀赋、农业生产力以及市场与政策,在不同时期主导着中国畜牧业空间格局的演变,构成了我国畜牧业地理集聚格局的演化机制。     

长株潭城市群气溶胶时空分布与传输规律

为研究长株潭城市群大气污染时空演化特征及潜在传输规律,采用2008~2016年中分辨率成像光谱仪（MODIS）MAIAC气溶胶光学厚度（AOD）数据,分析长株潭城市群近10a来AOD演化特征.在此基础上,利用拉格朗日混合型单粒子轨迹模式（HYSPLIT）及全球资料同化系统（GDAS）气象要素数据研究大气污染物潜在传输规律.结果表明,长株潭城市群AOD呈现下降趋势,并以春、夏季下降幅度最为显著.空间上,AOD总体呈北高南低、西高东低分布特征,并与经济发展、城市化水平等因素密切相关.此外,长株潭城市群大气污染物向外长距离传输（>1500km）、中距离传输（500~1500km）以及局地传输（0~500km）比率分别为17.89%、36.45%和45.66%,主要影响湖北、江西、安徽、广东、广西、江苏和浙江等地区.研究结果有助于理解长株潭城市群大气污染的时空变化规律,同时为区域“联防联控”、建设“美丽中国”提供科学的辅助依据.     

基于Model-3/CMAQ模式的本溪市大气细颗粒物数值模拟

为探究北方山区城市大气细颗粒物污染特征,应用气象模式WRF耦合空气质量模式CMAQ对本溪市2016年PM_2.5空间分布特征、化学组分特征及主要污染源贡献情况进行分析.本溪市SO₂、NO_x、TSP的工业排放量分别达到5.2×104、4.1×104、16.1×104 t.结果表明,模拟值与监测值变化趋势基本一致,模拟效果较好. 1月ρ（PM_2.5）明显高于7月,空间分布均呈现"西高东低"态势,高值区出现在人口稠密的市区附近. 1月ρ（PM_2.5）本地源贡献率表现为钢铁（35.7%）>供暖（12.5%）>居民（7.5%）>移动（5.2%）>秸秆（2.0%）>电力（0.4%）;7月为钢铁（48.6%）>移动（9.2%）>建材（3.5%）>居民（2.8%）>电力（1.5%）.受气候、地貌及大气污染物排放特征影响,1月区域传输特征明显,外来源贡献为24%,高于7月的14%.另外,1月和7月本溪市PM_2.5组分中二次粒子（SO₄2-、NO₃-、NH₄+）占比分别为29%和32%,碳组分（OC、EC）占比分别为43%和37%,碳气溶胶污染严重.研究显示,本溪市大气细颗粒物污染具有明显的季节性变化特征,1月部分区域浓度超标主要是由于以钢铁行业为主的工业排放造成,加之本溪市1月以西北风为主且风力较大,市区位于西部低海拔地区,来自中部城市群的污染物在向东南方向传输过程中受到高海拔山区阻隔,从而形成污染物积聚效应.      

燃煤锅炉烟气中可吸入颗粒物的声凝并研究

可吸人颗粒物排放控制技术是现阶段的一个研究热点.声凝并是一种新型的控制燃煤锅炉可吸人颗粒物排放的方法之一.在内壁光滑的圆筒反应器中.利用压电换能器产生行波可以对小颗粒产生凝并作用.凝并效率受到凝并时间、声强、声波频率以及烟气温度等因素的影响.在1～2.5kHz范围内,1.5kHz是较好的声波频率;在同一频率下,随着声强的增加,凝并效率会相应提高,同时能耗也增加;随着温度的升高,凝并效率也逐渐增加;对于PM2.5来说,最佳凝并时间为3.3s,凝并效率可达60%以上.     

Agglomeration rate and action forces between atomized particles of agglomerator and inhaled-particles from coal combustion

In order to remove efficiently haled-particles emissions from coal combustions, a new way was used to put forward the process of agglomeration and the atomization was produced by the nozzle and then sprayed into the flue before precipitation devices of power station boiler in order to make inhaled-particles agglomerate into bigger particles, which can be easily removed but not change existing running conditions of boiler. According to this idea, a model is set up to study agglomeration rate and effect forces between fly ash inhaledparticles and atomized agglomerator particles. The developed agglomeration rate was expressed by relative particle number decreasing speed per unit volume. The result showed that viscosity force and flow resistance force give main influences on agglomeration effect of inhaledparticles, while springiness force and gravity have little effect on agglomeration effect of theirs. Factors influencing the agglomeration rate and effect forces are studied, including agglomerator concentration, agglomerator flux and agglomerator density, atomized-particles diameters and inhaled-particles diameter and so on.     

环境规制和产业集聚对能源效率的影响与作用机制：基于空间效应的视角

在中国向高质量发展转型下,探究环境规制、产业集聚对能源效率的作用,对实现“双碳目标”具有重要的现实意义。系统梳理了三者间的作用机制,并基于中国2006—2018年的数据,运用多种“近邻”权重下的空间杜宾模型,检验环境规制、产业集聚以及二者的融合发展对能源效率的溢出效应及其区域差异。研究发现：（1）环境规制和能源效率二者间存在“波特假说”,但这种效应却具有“度”的限制;产业集聚（专业化、多样化）能够有效地助推自身以及与之“相邻”（地理邻近、经济互动）地区能源效率的提升。（2）环境规制对能源效率的作用表现出明显的区域差异,且在中国东、中以及西部三区域间也具有显著的经济地理关联性;产业集聚对能源效率的影响也表现出明显的区域差异,东部来源于多样化集聚,而中西部来源于专业化与多样化集聚。（3）在效应分解方面,无论是全样本还是分区域样本中,环境规制、产业集聚对能源效率的空间溢出效应并不单单是由于地理“相邻”造成的,更多是地区间地理邻近与经济互动协同的结果。（4）环境规制与专业化集聚的融合发展,抑制了专业化带来的正效应,而其与多样化集聚的融合发展对推动能源效率提升具有更强效果。     

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.     

2016年长三角城市群O3浓度的时空变化规律

基于2016年长三角城市群40个城市的监测数据,利用空间内插、空间自相关分析、热点分析等地统计分析方法,研究了2016年长三角城市群O₃浓度的时空变化规律.结果表明：2016年长三角城市群O₃平均超标天数比例为8.8%,O₃已成为造成长三角城市群空气污染的仅次于PM_2.5的重要污染物;夏、春、秋、冬季O₃浓度依次递减,由于梅雨的影响,O₃月均浓度变化曲线呈M型分布,2个峰值出现在5月和8月,谷值出现在6月;O₃超标主要发生在4~9月,超标天数占全年的98.1%,月均超标天数比例为17.3%;O₃浓度具有明显的空间分异规律,大体呈东北高西南低的态势,过杭州和马鞍山的直线可将长三角城市群O₃浓度划分为高值区和低值区,杭州-马鞍山线以东是O₃高污染城市聚集区,尤以环太湖经济圈最为严重.O₃浓度的空间分布格局与长三角城市群经济发展格局大体一致;O₃浓度具有空间集聚规律,4~7月O₃热点集中分布在环太湖经济圈至上海区域,受东南季风加强的影响,8~9月热点西移至以南京为中心的区域.