基于3D框架的长三角城市群工业污染物排放研究

为了厘清主要经济地理要素与城市群工业污染物排放量的关系,引入新经济地理学3D——density(密度)、distance(距离)、division(分工/分割)框架,并采用该框架系统分析主要经济地理要素与长三角城市群污染物排放量之间的关系. 结果表明:①地均GDP对长三角城市群工业污染物排放量均存在显著影响,与工业SO₂、废水和烟粉尘排放量的弹性系数分别为0.027、2.080和1.014. ②综合交通距离对工业废水和烟粉尘排放量存在显著影响,弹性系数分别为-1.638和-0.625,而心理距离对污染物排放量未产生显著影响. ③分工/分割要素对城市群工业污染物排放量的影响各不相同. 外商直接投资对工业SO₂、废水、烟粉尘排放量存在显著影响,制造业专业化指数仅对工业SO₂和烟粉尘排放量有显著影响,而进出口总额占GDP比重与工业废水和烟粉尘排放量存在显著影响. ④长三角城市群工业污染物排放量与地均GDP、外商直接投资呈正相关,与综合交通距离、制造业专业化指数和进出口总额占GDP比重呈负相关,缓解长三角城市群工业污染物排放困境,不仅要适度控制经济发展速度和提高外资进入的环境标准,还应进一步优化长三角城市群在国内外市场上的分工和协作地位.      

长江三角洲冬季电厂排放对大气污染的影响

分析了长江三角洲地区电厂排放的基本特征并利用WRF-Chem模拟冬季大气污染状况,研究了冬季电厂排放主要污染物的特征及其对空气质量的影响,结果显示,长三角电厂排放的主要大气污染物为SO₂、NO_x及PM_2.5,2010年排放量可分别达到826.8、1475.6和137.3Gg,分别占长三角地区人为源总排放量的34%、38%和14%.冬季主要大气污染物（SO₂、NO₂、PM_2.5）浓度高值区分布在南京-上海,杭州-宁波一带.电厂对SO₂浓度贡献量（率）的空间分布与SO₂排放的空间分布较为一致,而NO₂、PM_2.5,其贡献量（率）的高值区主要分布在安徽、浙江和江西的交界处以及浙江省的东海岸.相对SO₂、NO₂,电厂对PM_2.5贡献量（率）较低,各地均在20μg/m³（15%）以下.污染时期电厂排放对模拟的PM_2.5和SO₂贡献率（6.9%、34.2%）较清洁时期（4.9%、20.7%）大,而对于NO₂,清洁和污染时期的贡献量没有明显差别,均在10μg/m³左右.冬季气温低、风速小及边界层高度低的特征不利于低层污染物的扩散,易导致重污染事件的发生.     

基于热异常遥感的冀南城市群工业能耗及大气污染

选取冀南城市群为研究区,基于2012~2016年VⅡRS卫星数据热异常点产品,结合工业能源消耗量、工业废气排放量以及空气质量数据,利用统计分析和空间分析探讨热异常点辐射强度的变化规律及其与工业能源消耗、污染物排放之间的关系.结果表明,热异常点的辐射强度可以表征工业能源消耗量,并间接反映工业生产规模与污染排放水平.辐射强度越大,工业生产规模越大.辐射强度与工业SO₂排放量呈较高的正相关,与NO_x排放量呈中度线性相关.PM₁₀、SO₂及NO₂浓度与工业能源消耗和热异常点辐射强度灰色关联度均较高.工业生产活动产生的污染物中,颗粒物对大气污染的贡献最高,其次为SO₂.2012~2016年,邯郸、石家庄以及廊坊的工业生产空间分布呈逐年收缩聚集的趋势,保定和沧州的工业生产分别出现向南、向西迁移趋势.     

环境规制视角下长三角地区碳排放的时空效应

在“双碳”目标背景下,环境规制与CO₂排放的关系逐渐成为学界热点.本文基于长三角地区41城市的面板数据,利用CO₂排放系数法、环境规制强度综合指数对长三角41城市2006—2019年的CO₂排放、环境规制强度进行定量测度,通过核密度分析、GIS空间分析等方法揭示长三角地区41城市环境规制强度和CO₂排放水平的时空格局,并运用动态空间杜宾模型(DSDM)探讨环境规制对CO₂排放的时空影响效应.结果表明：(1)长三角地区环境规制强度指数呈增强态势,由2006年的0.15升至2019年的1.25.核密度曲线显示,环境规制强度存在空间极化现象,在空间上呈现由东南向西北转移的演变态势.(2)2006—2019年长三角地区CO₂排放水平整体呈波动上升趋势,2006—2013年CO₂排放增幅为65.07%,2013—2019年增幅仅为4.20%. CO₂排放在空间上总体呈东高西低的分布格局,2006年在沪苏地区形成CO     

利用集合均方根卡尔曼滤波反演重庆地区SO2源排放

传统的"自下而上"清单方法估算的排放清单,其数据的准确性和时效性存在较大局限.基于集合均方根卡尔曼滤波的源清单反演方法,结合WRF-CMAQ（天气研究和预报模式-公共多尺度空气质量模型）被用于对以清华大学编制的2010年MEIC（中国多尺度排放清单模型）排放清单为基础制作的重庆地区SO₂排放源进行反演试验以解决准确性和时效性问题,试验时间段为2014年10月15-31日,重庆主城17个环境空气质量国控监测点ρ（SO₂）小时观测资料用于反演及检验.结果表明:该方法能够反演重庆地区SO₂源排放量,随着反演次数增加,基于反演排放源预报的ρ（SO₂）预报误差持续减小,反演4次后预报误差达到比较低的稳定的水平,其均方根误差均低于20 μg/m3. 5次反演后SO₂源排放量用于2014年10月24-29日每天起始预报,其预报的站点、时间平均的均方根误差从100~400 μg/m3降至30 μg/m3以下.反演中应用局地化尺度减少集合取样误差影响,54与81 km两个局地化尺度反演结果对预报改善效果相当,表明主要影响重庆主城ρ（SO₂）的源排放位于主城及周边地区,也说明内源排放对重庆主城ρ（SO₂）起主要影响.反演后面源排放量主城区降幅约为30 kg/（d·km2）,周边地区减少10~20 kg/（d·km2）,主城区部分SO₂点源排放量降幅约为25 kg/（d·km2）,说明2010年MEIC排放清单高估了试验时段重庆地区的SO₂排放.      

昆明市工业源主要大气污染物排放特征及时空分析

以昆明市辖区内“十三五”期间生态环境统计数据及调查资料为依据,分析昆明市工业源主要大气污染物的企业和行业排放特征,探讨研究昆明市工业源SO₂、NO_X和颗粒物的时间变化和空间分布特点。研究结果显示：(1)2019年昆明市排放工业废气的企业共涉及40个行业,以小型企业为主,分布比较分散,分布较多的地区在西南、东南区域。(2)SO₂排放前三行业依次为化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业,合计贡献率为81.77%;NO_X排放贡献较大为非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业,合计贡献率73.97%;颗粒物排放量排放量较大行业为非金属矿物制品业,化学原料和化学制品制造业,石油、煤炭及其他燃料加工业,合计贡献率为63.13%。(3) SO₂和NO_X工业排放量呈下降趋势,分别下降46.71%、36.52%,颗粒物排放量呈波动上升趋势,上升20.10%。(4)工业SO₂排放较大地区分布在西南...     

中国省际SO2排放的环境学习曲线及减排潜力

基于2005年SO₂排放量,对人均SO₂排放量和万元产值SO₂排放量的区域分布格局及其成因进行了定量分析;同时,基于1992—2005年SO₂排放量和经济发展数据,建立了28个省区万元产值SO₂排放量随人均GDP变化的环境学习曲线;并以所建立的环境学习曲线为依据,分析了1992,1995,2000和2005年4个时段的环境负荷变化及SO₂的减排潜力.结果表明:经济发展水平越高的地区,万元产值SO₂排放的负荷越小,万元产值SO₂减排的潜力越小;反之,经济发展水平越低的地区,万元产值SO₂排放的负荷越大,万元产值SO₂减排的潜力越大.      

长江经济带工业污染排放空间分布格局及其影响因素

长江经济带发展强调"不搞大开发,共抓大保护"战略,长江生态环境修复成为该地区发展的重要内容,因此探明长江经济带工业污染排放空间分布格局及其影响因素具有重要意义.选取2013~2017年长江经济带102个城市的工业SO₂、工业废水以及工业烟粉尘排放量作为基础数据,运用空间自相关分析和冷热点分析方法（Getis-Ord Gi^*）,揭示了长江经济带工业污染排放空间分布格局;采用对数平均迪氏分解模型（logarithmic mean Divisia index,LMDI）对长江经济带工业污染排放的影响因素进行分解.结果表明,2013~2017年长江经济带的工业SO₂、工业废水以及工业烟粉尘排放量呈降低趋势,高排放城市减少,低排放城市增多;各工业污染物随时间变化,空间关联程度增强;技术改善对工业污染排放有显著抑制作用,是影响长江经济带工业污染排放的最主要因素.     

东北地区工业污染时空格局演变研究

基于东北地区2003—2015年地市层面工业废水、工业SO2排放数据,采用标准差椭圆、地理集中度指数,从宏观及微观两个角度分析东北地区工业污染时空格局演变特征,并对工业发展与工业污染演变协同关系展开研究.结果表明,2003—2015年间东北地区两种工业污染排放量及占全国比重均有所提升,工业污染尤其是工业SO2污染对生态环境胁迫逐渐增大;标准差椭圆结果显示,工业污染在空间上均呈南(偏西)-北(偏东)方向分布,工业污染重心轨迹迁移存在相似性,工业SO2污染空间集聚程度高于工业废水;工业污染地理集中度显示,地市层面工业污染集聚情况呈南高北低的空间分布特征,研究期内工业污染集中度高值区分布范围明显收缩,空间特征得到强化;东北地区工业发展与工业污染空间形态演变存在相似性,空间形态上的差异逐渐减弱.分地区看,东北地区中部工业环境绩效最高,而工业污染集中度较低的北部工业环境绩效偏低,局部上表现出工业发展与工业污染变化不一致的特点.最后分析了工业及工业污染空间格局演变趋势及北部地区工业发展与工业污染变化不一致的原因.     

工业生态效率对PM2.5污染的影响及溢出效应

针对2004—2016年中国地级市工业生态效率与PM_2.5的时空关联特征和影响作用关系的研究表明：（1）工业生态效率与PM_2.5呈时空交错分布特征,PM_2.5高污染区连片分布于华北平原及长江中下游城市,工业生态效率高等级区集中分布于长三角、珠三角和环渤海经济区等沿海地市及中西部城市群内部分中心地市;（2）工业生态效率对PM_2.5的冲击表现出“U型”变化的负向累积效应,PM_2.5对工业生态效率的冲击则表现为“倒U型”变化的正向累积效应;（3）工业生态效率与PM_2.5呈稳定时空关联演化特征,高高关联类型区集中分布于京津冀城市群、山东半岛城市群和长三角城市群内大部分城市,低低关联类型区多分布于鄱阳湖城市群、关中城市群及西部地市;（4）工业生态效率对PM_2.5总体上具有显著且稳健的正向影响,但表现出明显的空间异质性,工业集聚水平、科技创新及城市绿化率起到显著负向影响,而城市规模、环保监督及产业结构系数影响并不显著。     

泛长三角地区工业污染重心演变路径及其驱动机制研究

工业污染重心路径演变是制造业转移过程中形成的环境空间响应形式,为探明经济发达的泛长三角地区工业污染重心对制造业转移的响应关系,采用2000~2010年工业污染排放数据,运用重心模型,测算各年份工业废水、废气和固废排放重心坐标,分析工业污染重心转移路径及演变规律,探讨重心演变的驱动机制.结果表明:1泛长三角地区的工业污染重心发生了偏移,其中工业固废偏移距离最大,为180.18 km,而工业废水、废气偏移的方向最大,分别为0.40°、0.17°;2工业污染重心轨迹偏移受多种因素的驱动影响.其中,安徽、江西地区重工业的高速发展加剧了污染重心朝西部偏移;以江苏、上海、浙江为代表的长三角地区产业结构优化与调整在一定程度上缓解了该地区的工业污染,安徽、江西地区高污染产业份额的增加及宽松的宏观区域政策助推了工业污染向西部地区偏移;而大规模的清洁化生产、较强的环境治理力度和完善的环保监测制度在一定程度上减缓了工业污染朝东部地区偏移.     

山东省AQI、颗粒物和臭氧时空演化特征及关键影响因素识别分析

山东省空气质量存在明显的时空差异,并受气象和社会经济因子等的综合影响.为了解山东省空气质量指数(AQI)以及颗粒物和臭氧(O₃)浓度等时空演化特征,探究颗粒物与O₃浓度之间的协同关系,基于山东省16个地级市2013年12月—2021年12月的AQI和空气污染物(SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀)浓度数据与同期的气象数据、工业及生活污染物(氨氮、SO₂、氮氧化物和烟尘、粉尘等)排放量和社会经济数据,运用R语言和ArcGIS对各地区AQI与PM_2.5和O₃浓度等的时间和空间变化特征及关键影响因素识别分析.结果表明：(1)山东省AQI和空气污染物浓度具有明显的月际、季节和年际变化特征以及地区性差异.鲁东地区各季节空气质量明显优于鲁西地区,呈现由东向西空气污染愈加严重的趋势. PM_2.5浓度呈鲁西地区最高,鲁中、鲁南和鲁北地区次之,鲁东地区...     

京津冀城市群大气污染传输规律研究——两组排放清单的比较分析

利用WRF/CALPUFF耦合模型,在同样重污染气象条件下,选择了当下模拟应用最广的两组排放清单对4种主要污染物（NO_x,SO₂,PM_2.5和PM₁₀）进行京津冀城市间区域传输贡献比较分析.其中一组排放清单来自政府的环境统计（以下称：环统排放清单）,另一组排放清单是来自中国多尺度排放清单（以下称：MEIC排放清单）.污染物的浓度空间分布表明,两种排放清单下污染物浓度均呈现北部以唐山中心,南部以石家庄-邯郸为中心的分布特征,均是由两个浓度最高的中心向外逐渐降低.但是环统排放清单下模拟的污染物浓度高值区范围更大,更接近实际监测数据.基于不同的清单输入,一些城市的传输角色存在一些差异.例如,对于4种污染物,两种排放清单模拟出的沧州与周边城市的净传输方向完全相反,在MEIC排放清单中,沧州以向外净传输为主,即为源;而在环统排放清单中,沧州则变成了净输入城市,即为汇.这些结论将影响大气联防联控中各城市源汇责任的认定,在实际环境管理中应注重多源数据的选择、验证和比较.     

中国沿海地区大气污染特征及其聚类分析

为识别我国沿海地区的大气污染分布特征,基于2015—2016年我国沿海12个省（自治区、直辖市）的115个地级以上城市ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（O₃）、ρ（CO）和ρ（SO₂）监测数据,在分析其时空分布特征的基础上,结合主成分分析和AIC（改进赤池信息准则）开展我国沿海地区大气污染聚类分析研究.结果表明:我国沿海地区颗粒物污染严重,其中70%和54%的城市未达到GB 3095—2012《环境空气质量标准》中ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）二级标准,ρ（PM_2.5）在空间上以浙江省金华市为界呈“北高南低”、金华市以北地区“西高东低”的分布特征;环渤海带及长三角地区ρ（O₃）处于相对较高水平,山东省中部ρ（SO₂）突出,最高值达71.3 μg/m3.根据6种大气污染物监测值,可将115个地级以上城市聚为3类:类Ⅰ包括河北省南部和山东省西部在内的21个城市,空间分布连续且相对集中,受本地源和扩散条件的影响,各项大气污染物质量浓度均处于较高水平;类Ⅱ包括辽宁省、山东省东部和长三角等地区的42个城市,各项大气污染物质量浓度较类Ⅰ有所降低,ρ（PM_2.5）降低（比类Ⅰ低34.2%）明显,更多表现为受工业和散煤燃烧影响的SO₂污染,和受海运船舶和陆路交通源影响的NO₂污染;类Ⅲ包括福建省、广东省和广西壮族自治区沿海一带的52个城市,大气污染物质量浓度相对较低,空气质量较优,受季风和外来源影响的秋季O₃污染特征明显.3类城市ρ（O₃）平均值相近但季节性变化有所差异,类Ⅰ和类Ⅱ ρ（O₃）峰值均出现在6月,类Ⅰ ρ（O₃）季节性差异更为显著,类Ⅲ峰值出现在10月,全年变幅相对较小.研究显示,我国沿海地区山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征,广西壮族自治区柳州市与周边城市呈不同聚类特征,ρ（PM）和ρ（SO₂）相对较高,为大气污染热点.      

长江三角洲经济与工业污染重心演变及脱钩机理

以2000~2010年长江三角洲地区16市GDP、工业总产值、工业废水、工业废气和工业固体废物排放数据为基础,运用重心模型,通过测算重心坐标及其偏移距离,揭示长江三角洲地区经济重心和工业污染重心移动轨迹和演变规律,并从经济发展、产业结构、污染转移、环保投资等方面解析其演变机理.研究结果显示:经济重心与工业污染重心均位于几何重心的西北方向,但两者重心路径偏移呈现出一定的脱钩现象;经济重心呈现向西北方向偏移,其中GDP、工业重心偏移距离分别为9.45,7.58km;工业污染重心则向东南方向移动,其中工业废水、工业废气、工业固体废物重心偏移距离分别为18.11,28.98,3.84km;工业污染重心和经济重心迁移轨迹之间的脱钩现象受多种因素的驱动.其中,经济结构优化和发展不平衡加剧了经济重心向西北方向移动;环保投资推动了工业污染重心向东南方向移动;产业结构重型化及污染的地区间转移一定程度的加剧了工业污染重心向东南方向移动.     

城市化、外商投资和产业结构因素对中国环境的影响

基于扩展的STIRPAT理论框架,采用动态空间面板模型分析方法,研究城市化、外商直接投资和产业结构因素对中国环境污染的长期与短期空间溢出效应.结果表明,一个地区的城市化率每提高10%,短期会降低当地CO₂排放水平的0.02%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.04%;而从长期看会降低本地CO₂排放水平的0.08%、降低临近地区CO₂排放水平的0.2%.在2006年以前,一个地区的能源强度每降低1%,会在短期降低本地CO₂排放水平的0.31%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.09%;从长期看则会降低本地CO₂排放水平的1.3%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.55%.在2006年后,这种能源强度的变化会使碳排放短期内总共降低0.45%,长期看总共降低2.06%.城市化率每提高10%短期内会减少本地0.05%的SO₂排放、减少邻近地区0.1%的SO₂排放.第二产业比重每降低10%,会分别降低本地和临近区域SO₂排放水平的0.03%和0.09%.人口规模每扩大1%,会提升邻近区域SO₂排放水平的0.55%.能源强度每降低1%,会降低本地SO₂排放水平的0.12%.     

长江经济带交通碳排放测度及其效率格局(1985~2016年)

采用"自上而下"的方法测度了长江经济带1985~2016年交通碳排放量并分析其空间格局和时序演化特征;在考虑非期望产出的基础上,剔除外部环境变量和随机误差的影响,构建了三阶段DEA模型进行长江经济带交通碳排放效率值的评价与比较.结果发现：①长江经济带交通碳排放总量呈不断上升趋势,其中石油类能源消费产生的排放量占比最大,四川、两湖地区和苏浙沪地区分别是长江上、中、下游交通碳排放的高值区.②从东西方向看,交通碳排放重心总体上呈现先东移、后西移的变动轨迹;从南北方向看,在空间上突出表现为越来越向长江沿岸集中分布的特征.③不同省份的交通碳排放效率值存在显的空间分异现象;2007~2016年东部地区的效率值始终最高,但中部地区的效率值由高于西部地区演变为低于西部地区.④外部环境因素对交通碳排放效率具有显著性影响,其中产业结构优化始终有利于交通碳排放效率提升,而政府干预的影响则由"创新补偿"效应转变为"遵循成本"效应.     

区域贸易隐含碳排放和SO_2排放的投入产出分析——以江苏为例

区域碳排放责任划分和污染治理必须考虑空间转移问题,才能制定公平可行的减排和治理方案。中国区域产业结构和消费模式不同,区域间贸易往来密切,需要对贸易品中隐含的碳排放和污染排放进行估算。论文采用多区域投入产出模型,计算了江苏基于生产者角度和消费者角度的碳排放和SO_2排放,对各部门贸易中隐含的碳排放和SO_2排放进行了估算,并对隐含碳排放和SO_2排放流入最高的4个部门和最终需求中碳排放和SO_2排放的流入来源进行了分析,结果发现江苏属于碳排放和SO_2排放净流入区域,净流入碳排放17.87 Mt C,净流入SO_2排放9.05×104t。金属冶炼及压延加工业、化学工业、电力和热力的生产和供应业以及建筑业输入贸易中隐含的碳排放和SO_2排放都较大,未来江苏产业结构调整面临较大压力。