我国工业烟（粉）尘排放量区域差异的泰尔指数分析

史政达，王明新

（1.常州市城乡建设局，江苏常州213022；2.常州大学环境与安全工程学院，江苏常州213164）

我国工业烟（粉）尘排放量区域差异的泰尔指数分析

史政达1，王明新2

（1.常州市城乡建设局，江苏常州213022；2.常州大学环境与安全工程学院，江苏常州213164）

采用2002-2012年数据，分析了我国工业烟（粉）尘的排放总量、人均排放量、排放强度和排放密度特征，采用泰尔指数分析了其区域差异。结果表明，东、中、西部地区工业烟（粉）尘排放量呈先升后降趋势，全国人均排放量区域差异呈扩大趋势，排放强度区域差异呈先升后降趋势，排放密度区域差异呈缩小趋势。排放密度的区域差异大于人均排放量和排放强度的区域差异。人均排放量的中、西部内差异大于东部内差异和区域间差异，排放强度和密度则是区域间差异大于区域内差异。中西部地区排放密度较低，可以承载更多的产业转移，但人均排放量和排放强度较高，需严格控制新增产能的工业烟（粉）尘排放强度，并注意协调区域内工业布局的均衡性。

工业烟（粉）尘；排放量；区域差异；泰尔指数

2013年以来，我国中东部地区相继出现了长时间和大范围的雾霾天气，整个华北、黄淮，甚至江南地区都出现了不同程度的雾霾污染。引发雾霾天气的重要诱因是大气中细颗粒物含量严重超标，它主要来源于工业生产、汽车尾气以及挥发性有机物等[1]，其中工业烟（粉）尘是大气细颗粒物的主要来源，火电、冶金、水泥、化工、机械等行业是现阶段我国工业烟（粉）尘排放的主要污染源[2]。因此，控制工业烟（粉）尘排放是缓减我国雾霾污染的必要措施。2013年国务院发布了《大气污染防治行动计划》，要求到2017年全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，提出了调整优化产业结构、推动产业转型升级、加快调整能源结构、增加清洁能源供应、严格节能环保准入以及优化产业空间布局等措施。

我国幅员辽阔，自然条件、产业布局和经济发展水平存在较大的空间不均衡性，使得环境污染也呈现出显著的区域差异。因此，环境管理政策的制定应充分考虑这种区域差异才能得到有效的贯彻实施。许多研究考察了二氧化碳和二氧化硫等空气污染物排放量的区域差异[3-5]，但还很少关注工业烟（粉）尘排放量的区域差异。笔者在分析我国工业烟（粉）尘排放量总体特征的基础上，采用泰尔系数分析了我国工业烟（粉）尘排放的区域差异及其演变过程，旨在为我国工业烟（粉）尘减排和雾霾污染的分区治理提供决策参考。

1 工业烟（粉）尘排放的泰尔指数计算方法

1.1 泰尔指数

区域污染物排放量差异的度量可以借鉴收入差距的度量方法。常用的方法有洛伦茨曲线、基尼系数、泰尔指数、对数离差均值、阿特金森指数以及变异系数等[6-8]。

笔者采用泰尔指数对我国工业烟（粉）尘的区域差异性进行比较分析。泰尔指数是1976年由荷兰经济学家H．Theil提出的，从信息量与熵的概念来考察不公平性和差异性。泰尔指数越小，说明均衡性越好，反之，则越差。它可以把总体差异性分解为各部分间差异性和各部分内部的差异性，在分析和分解差异性、不平等性方面有广泛的应用[9-10]。泰尔指数的计算方法如下

式中，yi是第i省GDP占全国的比例；xi是第i省人口数占全国的比例。该公式是以人口规模为权重来计算GDP的泰尔指数，反映经济发展相对于人口规模分布的区域差异性。

1.2 污染物排放量的泰尔系数

污染物排放量的区域差异研究旨在分析环境排放的区域公平性，文中从人均排放量、排放强度、排放密度等三个方面来进行综合分析污染物排放的社会、经济和环境公平性。

人均污染物排放量可反映每个人对环境资源的占用水平，文中选择以人口数量为权重的泰尔系数来分析人均环境资源占用的区域差异性及其社会公平性。

污染物排放强度与区域经济的产业结构、产业技术水平和环境治理水平有关，文中选择以工业产值为权重的泰尔系数来分析污染物排放强度的区域差异性及其经济公平性。

污染物排放密度反映了区域污染物排放的环境压力，文中选择以区域面积为权重的泰尔指数来分析工业烟（粉）尘排放密度的区域差异及其环境公平性。

根据以上分析，文中在计算工业烟（粉）尘的泰尔系数时仍沿用公式（1），其中yi为第i省工业烟（粉）尘排放量占全国的比例；xi则分别采用第i省人口数占全国的比例、工业产值比例、区域面积比例，从而分别计算基于人口数量、工业产值和区域面积的泰尔指数，它们分别反映人均环境资源占用、污染物排放强度和污染物环境影响的区域差异。

1.3 污染物排放量泰尔系数的分解

为了进一步分解工业烟（粉）尘的区域内和区域间差异，文中把公式（1）进一步分解为

式中，Tbr是区域间泰尔系数，Twr是区域内泰尔系数。

区域间泰尔系数计算如下

式中，yj是第j个区域工业烟（粉）尘排放量占全国的比例，xj是第j个区域人口、工业产值或土地面积占用的比例。

区域内泰尔系数计算如下

式中，yij是第i省工业烟（粉）尘排放量占第j个区域的比例，xij是第i个区域人口、工业产值或土地面积占第j个区域的比例。

1.4 数据

关于工业烟（粉）尘排放量的区域差异，文中分两种情况进行分析：一是分析东、中、西部地区内部的差异；二是分析东、中、西部地区之间的差异。在此基础上按地区间差异和地区内差异对总差异的贡献率进行分解。因此，文中首先按照东、中、西三大地区归类，主要原因是中国现行的区域政策基本上是按照东、中、西三大地区实行区别对待的。按照中国三大地带的划分，东部地区包括：北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南；中部地区包括：山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地区包括：内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。工业烟（粉）尘排放量、人口、工业产值和土地面积来自2002-2012年的《中国统计年鉴》。

2 我国工业烟（粉）尘排放的区域差异

图1显示了2002-2012年间我国工业烟（粉）尘排放量的变化趋势，工业烟（粉）尘总排放量和三大区域的排放量呈先增加后降低的总体变化趋势，2005年的排放量达到峰值，2010之后略有回升迹象。中部地区工业烟（粉）尘排放量显著大于中部和西部地区。工业烟尘主要来自于能源燃料的排放，其排放量与产业规模和能耗强度正相关，与污染防治水平负相关，产业结构的变化既可能促进排放，也可能促进减排。工业粉尘主要来自于工艺排放，其排放量与产业规模、清洁技术水平、产业结构以及污染防治水平有关。

随着我国近十几年来工业企业废气末端处理设施的大规模建设、节能和清洁生产水平的不断提高，工业烟（粉）尘的排放强度得到了大幅度的削减，尤其是工业烟（粉）尘的主要排放源，包括钢铁、水泥和冶金等行业的除尘设施建设得到了政府的大力支持，除尘效率逐步提高，排放强度有了大幅度的降低。尽管工业规模仍然在急剧扩大，但工业烟（粉）尘总排放量得到了有效控制，并总体上呈逐渐降低趋势。

图1 2002-2012年我国工业烟（粉）尘排放量

人均工业烟（粉）尘排放量见表1，它的变化趋势与总排放量比较相似，全国和三大区域的人均工业烟（粉）尘排放量也呈先增后加降低趋势。2002-2010年，中部和西部地区的人均排放量大于全国平均水平，中部地区人均排放量高于东部和西部，2012年西部人均排放量超过了东部和中部，高于全国平均水平。东部地区人均排放量始终低于全国平均水平。

文中采用万元工业产值的工业烟（粉）尘排放量来表示工业烟（粉）尘的排放强度（表1）。2002-2012年间，工业烟（粉）尘排放强度呈持续降低趋势（表1），区域间差异呈现出西部＞中部＞东部的总体分布特征，但区域间差异有显著缩小的趋势。东部地区工业烟（粉）尘排放强度始终低于全国平均水平，而中西部地区则始终高于全国平均水平。工业烟（粉）尘排放强度与工业产业结构和技术水平有着密切的关系，烟尘排放主要来自于化石能源的燃料，能源密集型产业如电力、冶金和化工行业排放量较高；粉尘主要来自于工艺过程，我国工业粉尘排放量主要集中于建材和冶金行业。中西部地区工业烟（粉）尘排放强度较高可能与中西部地区高能耗产业比重较大，产业技术水平较低有关。

文中采用每公顷的工业烟粉尘排放量来表示工业烟（粉）尘的排放密度（表1）。2002-2012年间，全国和三大区域的工业烟（粉）尘排放密度均呈先增加后降低趋势（表1）。区域间呈东部＞中部＞西部的总体分布特征，东部和中部高于全国平均水平，西部地区则低于全国平均水平。工业烟（粉）尘排放密度与产业集中度和土地资源利用的集约化程度有关，东部地区经济发展水平较高，产业较为密集，污染源布局也较为集中。由于污染物的排放密度反映了其潜在的环境影响水平，因此，东部地区工业烟（粉）尘排放的潜在环境影响大于中部和西部，这可能也是2013年以来我国东部地区雾霾污染日益严重的重要原因之一。

表1 2002-2012年我国工业烟（粉）尘排放强度

3 我国工业烟（粉）尘排放量的泰尔指数分析

3.1 基于人口权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔系数

基于人口权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔指数反映了人均排放量的区域差异性。从表2可以看出，2002-2012年，我国人均工业烟（粉）尘排放量的泰尔指数总体呈现出上升趋势，表明人均工业烟（粉）尘排放量的区域差异在逐步扩大，东、中和西部的区域内差异大于三大区域间的差异。

东部地区呈波动变化趋势，泰尔指数贡献率占7.48%-11.14%，变化幅度较小；中部地区泰尔指数贡献率占24.79%-55.64%，总体上呈降低趋势；西部地区的泰尔指数贡献率呈上升趋势，2010年达到峰值，占59.08%。区域间差异对全国总差异的贡献率仅占6.69%-19.39%。以上结果表明，我国人均工业烟（粉）尘排放量的区域差异，更主要的表现在三大区域的内部差异，尤其是西部地区的区域内差异对全国总差异的贡献率越来越大。

表2 基于人口权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔指数及其分解

3.2 基于产值权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔系数

基于工业产值权重的泰尔指数反映了工业烟（粉）尘排放强度的区域差异性。从表3可以看出，2002-2012年，我国工业烟（粉）尘排放强度的泰尔指数总体呈现出先上升后下降的趋势，2010达到最低值，区域内差异呈先下降后上升趋势，区域间差异则相反，呈现出先上升后下降的趋势，反映了工业烟（粉）尘排放强度的区域内差异与区域间差异呈现了截然相反的变化趋势。除了2005年和2008年外，东、中和西部的区域内差异总体上均大于三大区域间的差异。

表3 基于产值权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔指数及其分解

东、中、西地区内的泰尔指数贡献率分别占4.60%-14.46%、9.77%-24.45%和5.08%-26.46%，总体均呈先下降后上升的波动变化趋势。区域间的泰尔指数贡献率占37.09%-77.09%，2002年达到最大值，随后迅速降低。以上分析结果表明，我国工业烟（粉）尘排放强度的区域差异，主要表现为区域间差异，东、中、西三大地区的产业结构、技术水平和污染防治仍存在较大差异；区域内的工业产业结构和产业技术则逐渐趋同。东、中部地区内部差异较小，但西部地区内部则出现显著的分化，新疆、宁夏、青海等地区的工业烟（粉）尘排放强度远高于西部其他地区。国家需要对工业烟（粉）尘排放强度较高的省份进行重点整治。

3.3 基于面积权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔系数

基于面积权重的烟（粉）尘排放量泰尔指数反映了工业烟（粉）尘排放密度的区域差异。从表4可以看出，2002-2012年，我国工业烟（粉）尘排放密度泰尔指数总体呈现出下降趋势，表明其区域差异呈逐渐缩小的变化趋势，区域间差异和西部内差异远大于中部和东部的区域内差异。工业烟（粉）尘排放密度的区域差异远大于以人均工业烟（粉）尘排放量和工业烟（粉）尘排放强度的区域差异。中、西部地区工业烟（粉）尘排放密度较小，表明中西部地区比东部具有较大的工业烟（粉）尘排放容量空间，可以接纳更多的东部转移产业。中、西部地区的排放强度较大，在工业规模扩张或接受产业转移中，必须严格控制新增产能的污染物排放强度，以补偿产业规模扩大产生的负面环境影响，为未来发展预留环境容量空间。

工业烟（粉）尘排放密度的区域间差异的贡献率达49.56%-63.94%，远高于三大区域的内部差异，且呈扩大趋势。东部地区泰尔指数贡献率最小，仅占0.95%-4.14%；中部地区泰尔指数贡献率占9.29%-13.94%，总体上也呈先增后降低趋势；西部地区泰尔指数贡献率占24.02%-36.88%，呈逐渐降低趋势。以上分析结果表明，我国工业烟（粉）尘排放密度的区域间差异大于区域内差异，这与三大区域的土地利用的集约化程度差异较大有关。东部地区土地利用的集约化程度远高于中部和西部地区，单位面积产值较高，其工业烟（粉）尘排放密度也较大，相应的环境影响也较大。缩小工业烟（粉）尘排放环境影响的区域差异的关键在于缩小土地利用集约化程度的区域差异。

表4 基于区域面积权重的工业烟（粉）尘排放量泰尔指数及区域贡献率

4 结语

2002-2012年间，我国工业烟（粉）尘总排放量和三大区域的排放量均呈先增加后降低趋势，工业烟（粉）尘的人均排放量、排放强度和排放密度均呈先增加后降低趋势。人均排放量的区域差异呈上升趋势，中、西部区域内差异远大于东部内差异和区域间差异；中部内差异的泰尔指数贡献率呈下降趋势，西部内呈上升趋势，东部内和区域间的泰尔指数贡献率变化相对较小。排放强度的区域差异总体表现为先下降后上升的趋势，区域内差异贡献率总体上大于区域间差异，中、西部内差异的泰尔指数贡献率大于东部内；区域间差异贡献率呈后先降后升趋势，区域内差异则相反，呈先降后升趋势。排放密度的区域差异呈降低趋势，且显著大于人均排放量和排放强度的区域差异；区域间差异的贡献率远高于区域内差异，且呈扩大的趋势；西部区域内差异贡献率大于东部，中部最小，均呈逐渐降低趋势。西部地区工业烟（粉）尘的排放密度较低，拥有较大的环境容量，可以承载更多的环境排放，但其排放强度较高，在产业扩张或承载产业转移时应严格实施环境准入制度和限制新增产能的排放强度。

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Spatial difference analysis of industrial dust and soot emission in China with Theil index

SHI Zhengda1，WANG Mingxin2
（1.Changzhou Urban and Rural Construction Bureau，Changzhou 213022，China；2.School of Environmental& Safety Engineering，Changzhou University，Changzhou 213164，China）

The dust and soot emission data during 2002-2012 in China was collected and the total emission,emission per capita,emission intensity,and emission density were analyzed.The Theil index was used to analyze the spatial differences of the above mentioned indicators.The results show that the dust and soot emission in eastern,western and central China demonstrated the trend from increasing to decreasing.The emission per capita showed an elevating trend and the emission intensity took an increasing trend followed by a decreasing trend,and the emission density was declining.The regional difference in emission density was significantly higher than that in emission per capita and emission intensity.For emission per capita,the spatial difference of central and west regions was higher than that of east region and interregional difference.As for the emission intensity and emission density,their interregional difference was greater than their regional difference.The emission density in central and west regions was relatively small,so these two regions can receive further industrial transfer.However,as the emission intensity and the emission per capita were high,the emission intensity of new productivity should be controlled and the spatial balance of industry distribution should be reasonably regulated.

Industrial dust and soot；emission；spatial difference；Theil index

X321

A

1672－0687（2015）04－0073－06

责任编辑：谢金春

2015－05－21

国家自然科学基金资助项目（51472035）；教育部人文社会科学研究规划基金资助项目（14YJAZH078）

史政达（1965-），男，江苏溧阳人，高级工程师，研究方向：城市环境建设。