中国城市污水处理厂甲烷排放因子研究

污水处理厂CH4排放因子主要取决于处理工艺。根据污水处理厂处理工艺及其对CH4排放的影响,污水处理工艺可分为厌氧工艺、好氧为主处理工艺和非生物处理工艺。经调查和统计分析,中国污水处理厂78.48%的COD是经过好氧为主处理工艺去除,9.78%是经过非生物过程去除,仅11.74%的COD经过完全厌氧工艺处理。因而,针对不同处理类型建立适合中国的排放因子非常重要。根据现场实测和理论分析,建立中国污水处理厂不同处理类型的排放因子,其相比IPCC专家经验建立的排放因子整体偏低。生活和工业的好氧为主处理工艺的排放因子基本都在IPCC缺省范围的低值区间内。厌氧工艺排放因子要明显低于IPCC的缺省值,但和国内国际的实测数据更加接近,主要原因是IPCC的排放因子基于专家经验,基本接近最大产CH4能力,而实际情况很难达到。根据不同工艺排放因子及该工艺在全国COD去除量比例,加权得到中国全国平均排放因子,分别为生活污水处理厂排放因子为0.007 8 kg CH4/kg COD,工业废(污)水处理厂排放因子为0.035 4 kg CH4/kg COD。同时根据各省不同处理工艺COD去除比例,建立中国各省污水处理厂CH4排放因子体系,从而便于各省和国家直接采用COD去除量得到相对准确的CH4排放水平。对于生活污水处理厂,西藏、湖北等省较高,主要是西藏的生活污水处理厂全部采用厌氧工艺,而湖北的生活污水的厌氧工艺处理比例达到了41%。辽宁、福建的工业污水处理厂排放因子较高,因为辽宁工业污水处理厂都采用了厌氧工艺,而福建的工业污水的厌氧工艺处理比例达到了93%。     

北方滨海城市内河水环境承载率研究

基于环统企业和污水处理厂的排污情况统计2013年北方滨海城市——威海市的点源污染负荷,并采用输出系数法估算了面源污染负荷。研究采用一维水环境模型核算水环境容量,并评估威海市水环境承载状况。威海市2013年COD和NH3-N的水环境容量分别为10 268和2 374 t/年,总承载率分别为30.9%和10.8%,COD承载在危机状态和警戒状态的有9%和10%,NH3-N在危机状态和警戒状态的有11%和7%。该结果可为威海市"十三五"污染物减排总量分配方案的制定提供一定的决策依据。     

辽河流域工业行业污染减排潜力实证研究

随着经济总量的持续增长,降低产污强度,从源头减少污染产生是促进污染减排的重要手段。基于2008年辽河流域工业行业环境统计数据,以COD,NH3-N两项指标为研究对象,识别出7类重点行业,其COD,NH3-N产生量分别占工业产生总量的77%、90%,排放量占工业总量的81%、77%。分析了重点行业的产污强度及末端去除率水平,表明工业行业产污强度高是工业污染严重的主要原因,发展清洁生产具有较大的减排潜力。设计工业行业发展清洁生产情景并测算出到2015年辽河工业的污染物排放情况,结果显示,通过适当限制重污染行业增长速度、重点降低产污强度、适当提高末端去除率,在流域工业行业产值年均增长率14.75%的情况下,2015年工业污染物排放量与2008年相比,COD削减45%-55%,NH3-N削减21%-33%。以此为流域工业污染防治"十二五"规划提供技术支持。     

中国工业水污染排放的空间格局及结构演变研究

我国工业企业污染物排放的空间格局正在发生变化。现有的统计数据不能提供区分区域和行业层面的工业企业污染物排放数据,无法刻画地市尺度上各个工业部门污染排放的空间格局及其演变。工业企业污染物排放的空间认知是制定环境污染控制和区域产业发展规划的科学基础。本文聚焦于工业水污染,构建了新的工业企业水污染排放的空间估算方法,估算分行业分区域的工业水污染排放量,来分析地市尺度上中国工业水污染排放的空间格局及其演变。本文构建的空间估算方法首先将全国分行业污染排放量依据产值分解到省级和地市层面,再依据企业规模校正系数、生产工艺校正系数和环境管制能力校正系数对未考虑区域差异的排放强度进行校正,最后采用适时修正法对污染物排放量的估算结果进行部门和区域的平衡调整。以基于空间估算方法估算的工业COD为例,剔除个别异常值后,2010年省级尺度重点行业工业COD排放量估算结果的平均误差为12.7%,数据质量优良,显示本估算方法较强的适用性。根据本文的结果,发现2005年至2010年间我国工业COD的减排主要由造纸及纸制品业的技术效应贡献,其中又以西部地区造纸及纸制品业贡献突出,其次是东部地区,中部地区略有贡献,东北部地区贡献为负值。其他对工业COD减排作出较大贡献的行业包括食品加工业和化学原料及化学品制造业,但不同产业的区域差异显著。基于可持续性发展的视角,技术效应与规模效应同样显著的产业应当作为区域的主导产业予以重点发展。     

三峡生态屏障区农业面源污染的排放效率及其影响因素

农业面源污染排放效率反映农业经济发展与环境的协调程度,农业面源污染物的影子价格体现了污染物的边际减排成本。提高农业生产的环境效率,降低农业面源污染的影子价格对保护农村生态环境和增强流域水资源的安全性起到较好的促进作用。利用三峡生态屏障区重庆段2000-2012年间的面板数据,采用参数化方向性距离函数,对农业面源污染的排放效率和影子价格进行了测算,结合面板数据随机效应Tobit模型分析了影响农业面源污染的排放效率和影子价格。结果表明:2000-2012年期间,农业面源污染平均排放效率为0.649 9,TN、TP、COD和NH3-N 4种污染物的平均影子价格分别为0.372 9,0.032 6,0.137 1,0.053 3万元/t;不同区域农业面源污染排放效率和影子价格存在一定的差异,库中平行岭谷区、库区腹地沿江山地丘陵区和库区腹地外围山地区农业面源污染排放效率低,污染物的影子价格高;影响农业面源污染的排放效率和影子价格因素主要包括农业结构中经济作物与粮食作物的比例、农业生产设施条件、农村居民受教育程度。因此,确保粮食作物安全的前提下,进一步优化农业产业结构,减少农药、化肥投入大的农作物种植规模,走"两型农业"之路;进一步加大对农田水利设施、节水灌溉设施和农业生态建设工程的投资,减少和控制农业生产中的污染物排放对生态环境的破坏;农业面源污染源头减排离不开农户的积极参与,提高农户对农业生态环境退化的认知也是解决农业面源污染的重要途径。     

基于区域差异的污染物削减总量分配研究

随着污染物总量控制手段在我国的不断推进与深化,如何公平合理地在不同区域之间分配污染物削减总量是学术研究和政府决策关注的重要问题。在对现有的污染物（削减）总量分配方法及其体现的不同分配思想进行比较的基础上,充分考虑污染物从产生、削减到排放的全过程影响因素,提出了合情合理的污染削减分配公平准则。以COD削减总量分配为例,构建了相应的公平分配指标体系,重点考虑各地区在污染物结构减排、工程减排和环境质量状况等方面的差异,基于熵权法建立了体现区域差异的“改进的等比例分配方法”,并对我国省际间COD削减总量分配进行了案例研究。结果表明,这种改进的等比例分配方法,在考虑公平的基础上同时兼顾了各省市之间的差异性,为我国在不同区域间进行不同类型污染物的削减总量分配提供了新的思路与方法     

1996~2013年长江经济带工业发展过程中的大气环境污染效应

大气污染物排放及影响因素研究,是引导区域减排实现可持续发展的重要依据。利用Tapio脱钩模型测度了1996~2013年长江经济带11个省区工业经济增长与工业废气、工业二氧化硫、工业烟粉尘3个指标之间的脱钩程度,并利用LMDI分解模型对大气污染物排放变化特征进行了影响因素分解。结果表明：（1）长江经济带11个省（市）的工业废气排放量呈持续上升的趋势,且工业废气排放量的“热”点区域主要集中在东部地区,工业二氧化硫和烟粉尘两种大气污染物排放量总体呈现“先增加后减少”的趋势,状况有所改善。（2）长江经济带工业废气排放整体经历了从扩张性负脱钩到相对脱钩发展的趋势,表明经济发展的同时带来工业废气排放的污染同步增长。经济发展效应和能源效率效应是促使工业废气排放的主要因素。（3）长江经济带的工业二氧化硫和烟粉尘排放整体上经历了从相对脱钩向绝对脱钩发展的趋势,经济发展均是造成各地区两种污染物排放量增加的主要原因,技术效应和能源效率是各地区两种污染物减排的重要影响因素。未来,在大气污染物的减排控制过程中,需加强产业结构、能源结构的调整,也需坚定依靠技术进步推动能源使用效率的提高,并且注重各省市间的减排差异和防范污染产业的区域转移。关键词： 长江经济带;经济增长;大气环境;脱钩分析模型;LMDI分解模型     

我国区域工业生态效率评价及DEA分析

阐述了区域工业生态效率评价指标选取和优化的过程,建立投入导向CRS模型和VRS模型,根据我国30个省份2007年工业增加值及经过共线性、显著性检验的能源消耗和环境影响指标,测算了各省份工业生态效率(即综合效率)、技术效率、规模效率、规模收益、指标松驰量及标杆省份等数据,确定了工业生态效率有效省份并为效率较低省份找出节能减排的差距和目标值。     

区域机动车污染物总量排放特征与削减量分配

随着区域经济一体化的日益深入与机动车保有量的快速增长,机动车尾气污染已成为影响城市群空气质量的重要威胁。由于大气流动性等原因,大气污染治理的范围亟需从单一城市层面扩展到区域层面,因此,研究区域机动车污染物排放总量的排放特征,并据此提出区域减排的对策措施变得尤为重要和紧迫。京津冀协同发展已上升为重大国家战略,因此,本文以京津冀地区为例,分析2007-2011年的机动车常规污染物(CO,NOx,HC,PM)区域总量的排放特征,并从区域内部的污染物分担率角度,分析不同省市的污染物贡献程度。然后以2012年的区域排放总量为基础,根据地区间的产业结构、经济水平和空气质量差异运用改进的等比例分配方法分配污染物区域总量减排指标,结果表明:京津冀四种污染物总量除个别年份波动外均呈现上升趋势,而从区域内部分担率上看,河北省对污染物排放贡献率呈上升趋势,北京和天津均呈现递减趋势。在2012年的基础上降低10%的目标下,计算得各地区削减率分别为:CO(北京12.4%,天津10.0%,河北77.7%),NOx(北京33.1%,天津11.1%,河北55.8%),HC(北京9.0%,天津5.2%,河北85.8%),PM(北京24.0%,天津13.2%,河北62.8%)。因此,建议将京津冀机动车污染物总量减排的重点放在河北省,加快在河北省内实行更高的机动车污染物排放标准,并加大对新能源汽车的投入,以降低区域机动车污染物的排放总量。     

中国环境保护税的减排效应——基于提高污染物适用税额视角

环境保护税赋予各省级政府在规定范围内自主确定和调整污染物具体适用税额的权利，是中国治理污染的一项重要举措。从提高污染物适用税额的视角研究环境保护税减排效应，对调整污染治理措施具有重要的理论价值。该研究使用2015—2020年248个地级市的面板数据，以2018年中国部分省份提高环境保护税污染物适用税额为外部政策冲击，利用双重差分方法，对《环境保护税法》提高污染物排放适用税额的减排效应进行实证分析，并考察城市之间外商投资规模、区域位置和适用税额提高幅度的异质性。研究结果表明：①提高SO₂适用税额能显著降低工业SO₂排放量。DID模型回归结果表明，提高SO₂适用税额能降低16.8%的工业SO₂排放量。上述结果通过了稳健性检验。②异质性分析表明，中部地区减排效应明显，东部和西部地区减排效应不显著；外商投资规模与减排效果正相关，拥有较高水平外商投资规模的城市受到政策冲击的力度更大，相对于平均水平能够减少0.2%左右的污染物排放量，而较低水平的外商投资规模所带来的污染效应较低，政策的减排效应不显著。③进一步研...     

基于重置成本的流域生态补偿标准研究——以小清河流域为例

流域生态补偿作为我国生态文明建设的重要组成部分,是解决我国流域水污染、流域生态与经济发展矛盾问题的有效手段。流域生态补偿机制构建和运行的关键为补偿标准的确定。文章采用综合水质标识指数(WQI)对流域水质进行评价,通过与协议水质指标的比较判断各区域的补受偿方向。随后考虑污染物不同浓度处理时的难易程度,以全国76家典型污水处理厂的直接处理成本数据为样本,构建了基于重置成本的差异化生态补偿标准模型,并以小清河流域为例对各区域的补偿金额进行测算。结果表明:(1)污染物的去除难度随其浓度的降低而不断增加,在恢复至同一标准的前提下,单位COD和氨氮的处理成本分别与其进水浓度呈幂函数关系;(2)以COD和氨氮为评价指标,2016年小清河流域整体水生态环境质量较差,5个交界断面的水质均为Ⅴ类水质标准,负外部性明显,都需要对各自的下游进行补偿。其中上游济南段综合水质标识指数为5.822,污染最为严重;(3)综合流域各区域的保护和污染贡献,将上游的补偿额与支付给下游补偿额相加抵消后,2016年小清河流域各区域的最终补受偿数额分别为:济南需支付1 128.22万元,滨州邹平需支付2 784.48万元,淄博需支付1 703.68万元,滨州博兴需支付1 744.05万元,东营需支付149.77万元。补偿结果反映了小清河流域水质的真实状况,体现了补偿标准的差异性,为流域生态补偿标准的计量提供了新的思路。基于重置成本的补偿金额可作为补偿标准的下限,实际应用时,可适当增加数额,进一步激发流域居民进行生态保护的积极性。     

经济发展、政府激励约束与节能减排效率的门槛效应研究

节能减排问题已经成为制约我国经济增长的一个重要问题。本文将非合意性产出(污染物)纳入投入和产出导向的DEA模型,计算了我国29个省市的节能减排潜力和效率,并考察了节能减排潜力的地区特征。结果显示,2003年到2009年我国年均节能潜力约8亿t标准煤,节能效率为0.67;年均COD减排潜力约为300万t,减排效率为0.393;年均二氧化硫减排潜力约为1 300万t,减排效率为0.345。借鉴环境库兹涅茨曲线的思路,本文提出了两个假设命题:(1)一个地区人均GDP只有越过一定的"门槛值"后,技术进步对节能减排的技术效应和产业结构优化升级对节能减排的结构效应才能够显著体现。人均收入与节能减排效率之间存在一个"U"型关系。(2)一个地区政府的激励约束机制只有超过一定的"门槛值"后,技术进步对节能减排的技术效应和产业结构优化升级对节能减排的结构效应才能够显著体现。在实证环节采用Hansen提出的"门限回归"的方法验证了以上两个假设命题。     

污染减排的协同效应评价研究——以攀枝花市为例

从来源和产生机理上看,传统污染物控制措施会对温室气体减排产生一定的协同效应。量度污染减排的协同效应对成本有效地实现减排目标以及传统污染物和全球温室气体减排"双赢"具有重要意义。本研究以总量减排的"工程减排"、"结构减排"和"管理减排"三种手段为出发点,根据污染减排项目种类和不同脱硫工艺,开发了分类式污染减排的协同效应评价方法。并据此,以攀枝花市为案例,对其"十一五"29项总量减排措施进行了定量评价。研究表明,总量减排措施对减缓全球温室气体排放既有正效益,也有负效应,还有0的情况存在,不同减排技术和措施产生不同的协同效应,但总体上有显著的正协同效益。     

全球气候变化与区域气象及空气质量的关系研究——以成都市为例

区域气象条件及空气质量或与全球气候变化关系密切。研究通过分析不同气候条件下成都地区1951～2017年主要气象要素及其2013～2017年大气污染物浓度变化趋势,并结合大数据挖掘技术探究厄尔尼诺/拉尼娜事件与成都地区气象及空气质量的关系。结果表明,全球气候变化对区域气象及空气质量影响明显。异常气候造成成都地区气温、降水、风速、日照时长等气象条件发生明显变化。这些变化通常利于大气扩散条件的改善而使污染物浓度下降,但相应时期的臭氧浓度却有所升高。研究同时利用KNN大数据挖掘算法评估不同气候条件下气象和减排对空气质量改善的贡献。结果显示,在全球厄尔尼诺发生频繁的2015年,成都地区重污染天数明显减少,气象和减排的贡献率分别为27%和73%;而在全球拉尼娜现象频发的2016年,成都地区空气质量也有明显改善,重污染天数的减少有42%归功于气象条件的变化,几乎与大气污染物的减排贡献相当。因此,为实现空气质量的有效改善,空气质量改善管理政策的制定,既要从源头上控制污染物的排放,同时也应考虑全球气候变化的影响。     

兼顾效率和公平的江苏省水污染物排放总量分配研究

区域水污染物排放总量分配方案的确定是关系到区域间公平协调、经济高效发展的关键。为兼顾效率与公平,取效率最优解集中距理想公平方案最小的解为最终方案,构建排污总量分配模型,测算江苏省各地级市“十四五”COD排污总量分配方案。结果表明：(1)COD历史排放量较大的盐城、徐州分配到了江苏省14.2%、12.1%的排污比例,是历史公平、发展公平的体现,二者承担全省18.5%、10.8%的减排任务,应证了“谁污染谁治理”的公平原则;(2)经济水平较高、单位排污产出较高的无锡、常州等地区排污分配量最终方案>公平方案,符合效率优先的要求。基于此,以COD排放削减率和人均GDP为依据将江苏省地级市划分为四类,分类探讨论可持续发展道路。     

水污染物排放总量控制方法研究--以无锡城北地区为例

水环境已经成为整个苏南地区经济发展的制约因素之一,为实现经济效益与环境效益协调发展,对水污染物排放实行总量控制至关重要。在对无锡城北地区水污染物负荷、水环境现状及水环境功能充分调查的基础上,结合该区域的水文特征和排水规划,统计分析出区域内水污染物的排放总量,根据污水集中处理方案,计算出区域水污染物的削减量,然后运用河网水质模型,预测水污染物削减后河流水质改善状况,以改善后水环境质量为本底值,以下游水环境保护目标的环境功能为控制要求,反推该区域在污水实行集中处理后所能接纳的水污染物排放总量。通过科学计算得知区域水环境纳污能力为19.8 t/d,由此确定的经济规模有限,必将制约地方经济的发展,提出了扩大水环境纳污能力的有效途径,并提出了建设无锡地区污水入江通道的设想。     

污水处理厂的"二次污染"不可忽视

污水处理厂是减少水体污染的一个重要关口 ,但是由于技术的局限 ,它在处理污水的同时 ,自身也会产生污泥和其他废弃物 ,如果处理不当 ,也会对水体和土壤造成“二次污染”。在上海举办的首届“中国国际环保、能源和资源综合利用博览会”上 ,上海市排水管理处副总工程师唐建国指出 ,上海市区现共有污水处理厂 3 4座 ,每天污水处理过程中产生的污泥总量约在 10 0 0立方米 ,到 2 0 0 5年 ,预计每天将产生 40 0 0立方米的污泥。目前 ,上海污水处理过程中产生的污泥 ,除个别污水处理厂经过了厌氧消化稳定 ,绝大部分污泥仅做到了浓缩和机械脱水 ,因…     

基于环境基尼系数的控制单元水污染负荷分配优化研究

将基尼系数这一福利经济学概念引入松花江流域水污染物负荷分配过程,综合考虑水循环的社会-经济-资源-环境因素,从社会经济发展、科技进步水平、水污染治理水平和资源禀赋差异角度出发,遴选出人均GDP、重污染行业总产值比重、人均水污染物产生强度、工业水污染物去除率、生活水污染物去除率、单位国土面积水资源量、国控劣Ⅴ类断面占比7项指标,以COD及NH_3-N负荷为控制因子,辅以贡献系数这一表征外部不公平性参数,构建了以基尼系数为度量标准的流域水污染负荷优化分配模型,并据此制订了松花江流域33个控制单元基于公平性的水污染负荷分配方案。研究表明,2012年松花江流域基于7项指标的基尼系数值均大于0.4,超过了基尼系数合理警戒线,说明流域控制单元间COD及NH_3-N排放在社会经济和资源环境方面存在不公平现象,其中松花江干流和第二松花江流域是不公平性特征最为突出的两个流域。在Lingo模型优化分配得到的2020年流域各单元COD削减方案中,单元21的年削减量最大,为1.82万t/a,单元10的年均削减率最高,达8%;在相应NH_3-N削减方案中,单元21的年削减量及削减率均为最大,分别达到0.08万t/a及8%。     

山东省工业结构演变的大气环境效应研究

本文以LMDI分解方法研究山东省1991-2011年工业经济增长的环境规模效应、结构效应、技术效应的变化特征,测度污染密集型产业结构变动带来的大气环境效应。研究发现:①山东省SO2、烟尘、粉尘等大气污染物排放状况总体趋势改善,但污染物排放的产业集聚性特征明显,其中污染密集型产业增加值占工业总增加值的25-45%,而其大气污染物排放量占总排放量的90%以上;②规模效应是造成大气污染物排放总量增加的主要原因,技术效应是控制大气污染物排放量的主要因素,结构效应对大气污染物减排效果并不明显,因此调整工业结构特别是减少污染密集型产业比重是污染物减排的重要途径;③1991-2011年山东省污染密集型产业比重上升或下降1个百分点,工业废气、SO2、烟尘和粉尘排放量将分别增加或减少19.13百亿标m3、5.68万t、2.25万t、3.70万t。依据上述研究结论,需要从大气污染物综合排放标准、区域大气环境管理、环境管理政策、科技支撑体系等方面优化产业结构,推动区域经济与环境的协调发展,应对当前的大气环境问题。     

碳交易的减排及绿色发展效应研究

面临来自全球气候变化加剧及国内环境污染恶化的双重压力,中国逐步明确了采用市场化手段来提高气候、环境治理水平,碳交易便为其典型代表,然而目前统筹考虑碳交易的碳减排及绿色协同发展效应的研究却相对欠缺。为此,本文以碳交易试点政策为例,区分碳交易的减排及区域绿色发展效应,分别构建碳排放强度和非期望产出包含全域排放物及区域污染物的曼奎斯特—卢恩伯格指数,基于2008—2015年30个省级行政区面板数据,采用双重差分法实证检验,并进一步检验了协同路径和作用机制。结果发现:①中国碳交易政策在促进了试点地区碳排放强度下降的同时,还促进了试点地区整体绿色发展;②中国碳交易政策的区域污染物协同减排效果主要通过协同减排SO_2实现;③中国碳交易政策实现碳减排及区域绿色发展的主要作用机制为技术升级。这些结论说明:应继续扎实推进全国碳交易市场建设,在实现全球碳减排的目标框架下同时促进区域环境改善;充分考虑碳交易与排污权交易的协同作用,在进行温室气体和区域污染物的"协同减排控制"中,综合考虑协同效应和减排成本,以达到用最低成本实现碳减排和区域污染物减排的双重目标;多手段并行推动绿色发展,除积极吸取碳交易试点阶段经验教训外,还应联合其他多项环境保护政策共同协作、相互补充,充分发挥"看不见的手"的市场调节作用和政府的总体把控能力,共同促进区域全面绿色高质量发展。