我國工業(yè)煙塵排放量變化主要影響因素分析

摘 要:運用SDA方法對我國2005年和2007年工業(yè)各部門煙塵排放量變化的主要影響因素進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，排放強(qiáng)度的下降是煙塵減排的主要因素，最終需求總量的增長則導(dǎo)致排放量的增加，而技術(shù)、最終需求支出結(jié)構(gòu)和構(gòu)成變化對煙塵排放量變化的影響則較為復(fù)雜，因部門而異。

關(guān)鍵詞:工業(yè)煙塵排放;因素分析;SDA

中圖分類號:F4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)17-0005-03

0 引言

大氣煙塵污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，達(dá)到足夠的濃度，呈現(xiàn)足夠的時間，影響了人體的舒適、健康或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。

大氣煙塵污染后，由于污染物質(zhì)的來源、性質(zhì)、濃度和持續(xù)時間的不同，污染地區(qū)的氣象條件、地理環(huán)境等因素的差別，甚至人的年齡、健康狀況的不同，對人均會產(chǎn)生不同的危害。大氣煙塵污染對人的危害大致可分為急性中毒、慢性中毒和致癌3種。

隨著工業(yè)的日益發(fā)展，工業(yè)煙塵排放量也隨之增多，大氣中煙塵污染越來越嚴(yán)重。因此，分析研究工業(yè)煙塵排放量的變化情況以及影響其變化的主要因素，對進(jìn)一步制定減少工業(yè)煙塵污染物排放量的政策可以提供相對有效的建議 。

1 研究方法與材料

本文依據(jù)2005、2007年中國投入產(chǎn)出表以及中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒，利用SDA模型對我國工業(yè)十個部門煙塵的排放量變化進(jìn)行多部門結(jié)構(gòu)分解分析，以研究各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素對排放量的影響程度，確認(rèn)哪些因素的變化有消極的影響(使排放量增加)，哪些因素的變化有積極的影響(使排放量得以削減)。

1.1 結(jié)構(gòu)分解分析模型

結(jié)構(gòu)分解分析模型(Structural Decomposition Analysis，簡稱SDA模型)是以投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)的比較靜態(tài)分析方法。所謂結(jié)構(gòu)分解法，就是通過數(shù)學(xué)方法，把變量的變化分解為幾個部分，與每個因素一一對應(yīng)。通過該方法，可以對研究目標(biāo)的變化(同一地區(qū)不同時間)或者差異(同一時間不同地區(qū))進(jìn)行因素分解，計算各個影響因素變動或差異對研究目標(biāo)變化的貢獻(xiàn)值和貢獻(xiàn)率。

SDA模型的應(yīng)用領(lǐng)域頗廣，但其中最主要、也是最能體現(xiàn)該模型分析價值的一個方面，就是與資源、環(huán)境投入產(chǎn)出表相結(jié)合，研究經(jīng)濟(jì)總量與結(jié)構(gòu)變動對資源利用、污染排放的影響，可以說，正是由于20世紀(jì)八十、九十年代資源環(huán)境問題日益受到重視才促進(jìn)了SDA模型的發(fā)展。

1.1.1 影響工業(yè)煙塵排放量的主要因素

理論上，排放量直接取決于兩個因素:生產(chǎn)規(guī)模和單位生產(chǎn)規(guī)模排放量，用指標(biāo)來表示，即為總產(chǎn)出和排放系數(shù)。根據(jù)投入產(chǎn)出模型原理，總產(chǎn)出是模型的內(nèi)生變量，它的決定鏈由如下四個環(huán)節(jié)構(gòu)成:最終需求總量、最終需求構(gòu)成、最終需求支出結(jié)構(gòu)和中間投入結(jié)構(gòu)。最終需求總量反映經(jīng)濟(jì)規(guī)模(GDP);最終需求構(gòu)成反映投資、消費和凈出口占GDP的比例;最終需求支出結(jié)構(gòu)則說明為滿足投資、消費和凈出口的需要而購買哪些貨物和服務(wù);中間投入結(jié)構(gòu)是由生產(chǎn)技術(shù)狀況決定的;排放系數(shù)則反映出廢棄物/污染物排放強(qiáng)度，取決于部門技術(shù)特征和治理水平。

綜上所述，本文采用如下五項經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素來解釋排放量的變化，即經(jīng)濟(jì)規(guī)模、最終需求構(gòu)成、最終需求支出結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)和排放強(qiáng)度。在這五項影響因素中，排放強(qiáng)度變化和生產(chǎn)技術(shù)變化主要反映技術(shù)因素的改變;最終需求支出結(jié)構(gòu)變化和最終需求構(gòu)成變化主要反映經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變動;經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化說明經(jīng)濟(jì)總量的變動。

1.1.2 多部門工業(yè)煙塵排放量變化的分解

首先，排放量由排放系數(shù)和總產(chǎn)出決定，用公式表示:

式中，V為多部門工業(yè)煙塵排放總量列向量，向量中vi表示第i部門當(dāng)期生產(chǎn)活動所排放的工業(yè)煙塵的數(shù)量。E表示排放系數(shù)矩陣，是一個n×n階對角陣，其對角線上元素E表示第j部門對工業(yè)煙塵的排放系數(shù)。X為總產(chǎn)出列向量。

總產(chǎn)出按投入產(chǎn)出行模型為:

X=(I-A)-1Y=LY(2)

式中，I為對角線上元素為1，其余元素為0的單位矩陣，A為直接消耗系數(shù)矩陣;

(I-A)-1為Leontief逆矩陣，又稱完全需要系數(shù)矩陣，本文記為L，它由中間投入結(jié)構(gòu)決定，所以在SDA模型中用以代表生產(chǎn)技術(shù)狀況;Y為最終需求列向量，向量中元素Yi表示消費、投資和凈出口中所使用的第i部門產(chǎn)品的數(shù)量。

將兩組公式結(jié)合: V=ELY(3)

將2005到2007年間工業(yè)煙塵排放量的變化記為ΔV，

ΔV=V07-V05=E07L07Y07-E05L05Y05

=(E07-E05)L07Y07+E05L07Y07-E05L05Y05

=(ΔE)L07Y07+E05(L07-L05)Y07+E05L05Y07-E05L05Y05

=(ΔE)L07Y07+E05(ΔL)Y07+E05L05(ΔY)

下標(biāo)07、05表示該指標(biāo)2007年和2005年的數(shù)值，Δ表示2007年數(shù)值減去2005年數(shù)值，即該指標(biāo)的變化量。

將Y進(jìn)一步展開，有: Y=MDY(4)

其中，F(xiàn)是最終需求總量，為一個總數(shù);D為最終需求構(gòu)成系數(shù)列向量，反映最終需求構(gòu)成。本文將最終需求分消費、投資和凈出口三類，所以D為3×1的列向量，其中元素di表示第i類最終需求占需求總量的比例;M為最終需求支出系數(shù)矩陣，反映最終需求支出結(jié)構(gòu)。每一類最終需求都有一組支出系數(shù)，所以M為n×3的矩陣，其中元素mij表示第j類最終需求中購買第i部門產(chǎn)品的比例。

所以ΔY可表示為:

ΔY=Y07-Y05=M07D07F07-M05D05F05

即ΔY=(ΔM)D07F07+M05(ΔD)F07+M05D05(ΔF)

因此，最終的分解公式:

ΔV=(ΔE)L07Y07+E05(ΔL)Y07+E05L05(ΔM)D07F07

+E05L05M05(ΔD)F07+E05L05M05D05(ΔF)

式中，右端共有五個構(gòu)成項，分別對應(yīng)五個因素變化對排放量變化的影響。判斷哪一項對應(yīng)于哪一個因素，只需要看在該項中Δ符號位于哪個變量之前。再根據(jù)各變量與影響因素的對應(yīng)關(guān)系，即可以得到在其他因素不變的情況下，每個影響因素單獨變化所導(dǎo)致的排放量變化的計算公式，也即影響因素變化貢獻(xiàn)值的計算公式，如表1所示。

表1 影響因素變化貢獻(xiàn)值的計算公式

影響因素貢獻(xiàn)值計算公式

排放強(qiáng)度變化(ΔE)L07Y07

生產(chǎn)技術(shù)變化E05(ΔL)Y07

最終需求支出結(jié)構(gòu)變化E05L05(ΔM)D07F07

最終需求構(gòu)成變化E05L05M05(ΔD)F07

經(jīng)濟(jì)規(guī)模變化E05L05M05D05(ΔF)

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

本文從《中國環(huán)境年鑒2005》、《中國環(huán)境年鑒2007》以及《中國投入產(chǎn)出表2005》、《中國投入產(chǎn)出表2007》中分別獲取了2005和2007年我國采掘業(yè)、食品制造業(yè)、紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)、其他制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)和供

應(yīng)業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)、金屬產(chǎn)品制造業(yè)和機(jī)械設(shè)備制造業(yè)共十個工業(yè)部門的工業(yè)煙塵排放總量(圖1)、總產(chǎn)出列向量及各部門最終需求消費列向量、投資列向量和凈出口列向量。并依據(jù)投入產(chǎn)出表中數(shù)據(jù)計算出直接消耗系數(shù)矩陣。

從圖1可看出，我國工業(yè)十個部門中排放工業(yè)煙塵總量最多的是電力熱力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，而機(jī)械設(shè)備制造業(yè)排放的工業(yè)煙塵總量相對較少。

2 模型構(gòu)建

根據(jù)公式(1)、(2)、(3)、(4)以及表1中所示公式，并借助EXCEL，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)運算，將工業(yè)煙塵的排放量變化進(jìn)行多部門結(jié)構(gòu)分解分析，構(gòu)建SDA 模型，以了解各部門煙塵排放量的變化情況，以及各因素對它們的影響。具體計算結(jié)果見表2。

3 模型結(jié)果分析

本文對比的是2005和2007年的數(shù)據(jù)，由于年份相近，故各工業(yè)部門煙塵的排放量總體來講變化不大。

表2顯示，從2005年到2007年，整個工業(yè)煙塵的排放量減少了17.73%(13.63萬噸)，各影響因素的貢獻(xiàn)分別如下:排放強(qiáng)度變化-310.58%(-291.70萬噸)、技術(shù)變化74.63%(105.09萬噸)、最終需求支出結(jié)構(gòu)變化49.53%(70.16 萬噸)、最終需求構(gòu)成變化-1.73%(-14.6888 萬噸)最終需求總量變化164.12%(117.52 萬噸)。

這一時期工業(yè)煙塵排放量有所減少的工業(yè)部門有:食品制造業(yè)、電力、熱力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)、機(jī)械設(shè)備制造業(yè)。其中減少最多的是食品制造業(yè)，達(dá)到9.51萬噸，減少最少的是機(jī)械設(shè)備制造業(yè)，只有1.40 萬噸;其余部門工業(yè)煙塵排放量有所增加，增加最多的是金屬產(chǎn)品制造業(yè)(3.60 萬噸)，最少的是其他制造業(yè)(0.37萬噸)。

從主要影響因素來看，除采掘業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)兩個部門以最終需求支出結(jié)構(gòu)變化的影響最大，其他制造業(yè)以最終需求總量變化的影響最大外，排放強(qiáng)度的變動是其他所有部門排放量變化的最重要影響因素。

從影響因素的影響方向觀察，以上部門可以分為四類:(1)采掘業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、煉焦煤氣及石油加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械設(shè)備制造業(yè)，排放強(qiáng)度和最終需求構(gòu)成的變化導(dǎo)致煙塵排放量減少，其余三個因素都使得排放量增加;(2)食品制造業(yè)、紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)，排放強(qiáng)度和最終需求支出結(jié)構(gòu)的變化使排放量減少，其余因素則導(dǎo)致排放增加;(3)其他制造業(yè)、建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)，最終需求構(gòu)成和總量變化為消極影響因素，其余為積極影響因素;(4)對金屬產(chǎn)品制造業(yè)而言，除排放強(qiáng)度為積極影響因素外，其余因素的變動均不利于煙塵減排。

總而言之，在所有部門，排放強(qiáng)度變動都使得煙塵排放有減少的趨勢，而最終需求總量的變化均導(dǎo)致排放量的增加，除其他制造業(yè)、建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)兩個部門外，技術(shù)的變動都是消極因素;而最終需求支出結(jié)構(gòu)和構(gòu)成變化的影響則較復(fù)雜，因部門而異。

4 討論與建議

從SDA 模型的計算結(jié)果(表2)來看，我國工業(yè)煙塵排放量的下降，來自于排放強(qiáng)度和最終需求構(gòu)成因素的共同作用，且排放強(qiáng)度的下降在煙塵減排中占主導(dǎo)因素，最終需求構(gòu)成因素影響甚微。故必須重點支持相關(guān)行業(yè)的減排技術(shù)進(jìn)步。從工業(yè)煙塵排放量變化的結(jié)構(gòu)分解分析結(jié)果可以明顯看出，在推動煙塵排放量下降的過程中， 食品制造業(yè)、紡織縫紉及皮革產(chǎn)品制造業(yè)、電力熱力及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑材料及其他非金屬礦物制品業(yè)、金屬產(chǎn)品制造業(yè)、機(jī)械設(shè)備制造業(yè)等7個行業(yè)的減排效率提高是最為關(guān)鍵的因素， 因此推動制度創(chuàng)新和減排技術(shù)進(jìn)步的努力應(yīng)當(dāng)主要集中在這些行業(yè)。盡快推動這些行業(yè)的排放強(qiáng)度向國際先進(jìn)水平靠攏， 是目前和今后一段時期降低我國工業(yè)煙塵排放的潛力最大、投入產(chǎn)出率最高的途徑。

參考文獻(xiàn)

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