行业工业总产值与污染物排放关系研究——基于 GPI指数

李 超，董小林，程继夏，陈嫚莉，马海锋

(长安大学环境科学与工程学院、环境经济与管理研究所，西安 710064)

1 引言

经济与环境的相互作用不仅提高着生产对环境与能源的需求，也引起了不可逆转的自然环境破坏和环境质量下降［1，2］。作为中国经济发展的中坚力量，近年来我国工业规模不断扩大，企业数量迅速增加，为国民经济的发展做出了重要贡献［3］。然而，工业企业既是推动经济发展的主要动力，也是资源消耗和污染物排放的主体。工业企业排放的废水、废气等污染物对环境以及人们的日常生活都产生了极大的负面影响［4］。目前的研究多集中于区域经济发展与污染物排放之间的关系，对于不同行业工业总产值与污染物排放关系的研究尚不多见。然而，不同行业之间污染物排放状况存在明显差异。因此，采用科学的分析指数来分析我国不同行业工业总产值与污染物排放之间的关系，了解各行业单位工业总产值产生的环境污染状况，有利于加快环保部门的高污染高环境风险名录等相关名录的制定工作，明确限制对象;对于指导各行业特别是重污染行业进行产业结构调整，达到清洁生产要求，实现国家工业结构的合理布局具有重要意义［5］。

2 GPI分析方法

GPI是指国内生产总值污染物排放指数 (GDP Pollutant Emission Index)，即污染物排放强度是反映经济增长与环境协调发展状况的指标。GPI是指一定时期内一个国家 (地区)每生产一个单位的国内生产总值所排放的污染物数量。GPI值越小，说明区域经济发展的环境质量越高;反之，GPI值越大，说明区域经济发展所产生的环境代价越大［6］。本研究针对不同行业产业结构不同，污染物排放存在明显差异这一事实，利用GPI指数作为判断依据，以工业行业为研究对象，工业总产值指标采用工业总产值，分析不同行业工业总产值与污染物排放量的关系。

在中国统计年鉴中，废水统计指标有工业废水排放总量、工业废水排放达标量;废气统计指标有二氧化硫排放量、二氧化硫去除量、烟尘排放量及去除量、粉尘排放量及去除量。本研究选取废水排放总量和二氧化硫排放量作为GPI的分析指标，选取全国32个主要行业作为研究对象。运用区域GPI指数，行业GPI指数计算公式如下所示:

式中:GPI废水总量指单位工业总产值中废水排放总量;GPISO2指单位工业总产值二氧化硫排放量。

3 行业GPI分析

3.1 行业GPI计算

计算各行业GPI指数是分析评价不同行业工业总产值与环境污染相关性差异的基础。本研究统计了2010年各行业的工业总产值、废水排放总量、二氧化硫排放量。运用公式 (1)，计算GPI废水总量的值，即单位工业总产值中废水排放总量;运用公式 (2)，计算GPISO2的值，即单位工业总产值二氧化硫 (SO2)排放量，计算结果见表1。

表1 2010年中国各行业GPI计算值Tab.1 Calculated GPI values of different industries in 2010

续表1

3.2 行业 GPI废水总量 分析

根据表1中2010年各行业GPI废水总量的值，计算出2010年各行业GPI废水总量的平均值为4.20(万吨/亿元)。以各行业GPI废水总量平均值为标准，认定高于平均值的为单位生产总值废水排放总量较高的行业、低于平均值的为单位生产总值废水排放总量较低的行业。并分别对上述两组行业按GPI废水总量值由高到低进行排序，如图1、图2所示。

图1 2010年GPI废水总量指标值高于平均值的行业GPI废水总量指标值Fig.1 Industrial GPIwastewater emissionsindex value higher than average in 2010

图2 2010年GPI废水总量指标值低于平均值的行业GPI废水总量指标值Fig.2 Industrial GPIwastewater emissionsindex value less than average in 2010

由图1、图2可知，2010年电气机械及器材制造业 GPI废水总量指标值最低，造纸及纸制品业GPI废水总量指标值最高。由表1可以看出，电气机械及器材制造业工业总产值位列第6位，废水排放总量按由高到低位列第20位，使其GPI废水总量指标值最低;造纸及纸制品业工业总产值位列第18位，废水排放总量按从高到低排名位列第1位，造成其GPI废水总量指标值最高。

32个行业中，有8个行业的GPI废水总量指标值高于平均值，这8个行业的工业总产值，除化学原料及化学制品制造业和纺织业工业总产值分别位列第4、第7位外，其余6个行业工业总产值均位列后17位。这8个行业的废水排放总量均位列前16位。GPI废水总量指标值较高同时也说明了这些企业的生产活动带来经济贡献的同时，带来了严重的水污染问题。

32个行业中，有24个行业GPI废水总量指标值低于平均值，全国的GPI废水总量指标值为3.02，也低于平均值。皮革、毛皮、羽毛及其制品业等10个行业的工业总产值位于20～31位之间，其余14个行业排位都在16位之前。废水排放总量按从高到低的顺序排列，采矿业等8个行业排名位于4～16位之间，其余16个行业排名都在16位之后。说明相比于为周围水环境造成的污染，这些企业带来的经济贡献更为显著。

根据以上分析可知，所选全国32个行业中，大部分行业GPI废水总量指标值均低于平均值，其单位生产总值废水排放量较低、产生经济效益的同时对水环境造成的污染相对较小。GPI废水总量指标值较高的8个行业中大部分行业生产总值相对较低，这些行业单位生产总值废水排放量较高、产生经济效益的同时对水环境造成的污染相对较大。其中造纸及纸制品业、水的生产和供应业GPI废水总量明显高于其余行业，这主要是由于造纸行业原料结构、规模结构不合理，尤其是技术设备水平较低的中小企业，水、能源、物料消耗较高，污染程度大［4］;水的生产与供应业主要包括自来水的生产和供应、污水处理及其再生利用、其他水的处理利用与分配等，行业特点使其产生大量废水。

3.3 行业GPISO2分析

根据表1计算2010年各行业GPISO2的指标值，计算出各行业GPISO2的平均值为15.85(吨/亿元)。以各行业GPISO2指数平均值为标准，认定高于平均值的为单位生产总值二氧化硫排放量较大的行业、低于平均值的为单位生产总值二氧化硫排放量较小的行业。并分别对上述两组行业按GPISO2值由高到低进行排序，如图3、图4所示。

图3 2010年GPISO2指标值高于平均值的行业GPISO2指标值Fig.3 Industrial GPISO2index value higher than average in 2010

图4 2010年GPISO2指标值低于平均值的行业GPISO2指标值Fig.4 Industrial GPISO2index value less than average in 2010

由图3、图4可知，2010年通信设备计算机及其他电子设备制造业GPISO2指标值最低，由表1可看出，通信设备计算机及其他电子设备制造业二氧化硫排放量仅为0.65万吨;电力热力的生产和供应业工业总产值位列第8位，但二氧化硫排放量排第1位，使其成为GPISO2指标值最高的行业。

32个行业中，有7个行业GPISO2指标值高于平均值，全国的GPISO2指标值为24.37，也高于平均值。除造纸及纸制品业、化学纤维制造业的工业总产值分别位列第18位、第26位外，其余5个行业都在16位之前。且7个行业的二氧化硫排放量均排在前12位。说明了这些企业的生产活动带来经济贡献的同时，为周围大气环境带来的污染贡献更为突出。

32个行业中，有25个行业GPISO2指标值低于平均值。这25个行业的工业总产值，除饮料制造业等14个行业外，其余11个行业工业总产值排名均在前16位;除饮料制造业等9个行业外，其余16个行业二氧化硫排放量均在16位以后。相比于大气污染，这些企业带来的经济贡献更为显著。

根据以上分析可知，所选全国32个行业中，大部分行业GPISO2指标值均低于平均值，其单位生产总值二氧化硫排放量较低，产生经济效益的同时对大气环境造成的污染相对较小。GPISO2指标值较高的7个行业单位生产总值二氧化硫排放量较高、产生经济效益的同时对大气环境造成的污染相对较大。其中电力热力的生产和供应业GPISO2指标值明显高于其余行业，这主要是因为我国电力热力的生产主要依靠火力发电，而火力发电会产生大量大气污染物。

3.4 行业工业总产值与GPI综合分析

32个行业工业总产值、GPI废水总量、GPISO2三者之间的关系如图5所示。

图5 2010年各行业工业总产值、GPI废水总量、GPISO2分布曲线Fig.5 Industrial distribution curves of Industrial output，GPIWastewater emissions，GPISO2in 2010

32个行业工业总产值、废水排放总量、二氧 化硫排放量三者之间关系如图6所示。

图6 2010年各行业工业总产值、废水排放总量、二氧化硫排放量分布曲线Fig.6 Industrial distribution curves of Industrial output，wastewater emissions，SO2in 2010

表2 2010年中国各行业单位工业总产值部分污染物排放强度排序Tab.2 GPI sequence of various industries in 2010

由图5、图6可以看出:①32个行业的工业总产值按从高到低的顺序排列，对应的 GPI废水总量、GPISO2指标值之间的差异较大，主要是由各行业之间性质、规模、生产工艺、原料结构等的差异所引起的，比如造纸及纸制品业GPI废水总量及GPISO2指标值均相对较高，主要是由目前国内造纸产业布局、企业规模、原料结构不合理，技术设备、生产工艺的落后，碱回收率低下和污染物排放标准过低等问题引起的［7］。在水污染方面，造纸行业各个生产工艺及环节均需消耗大量清洁水、废水排放量大;在大气污染方面，造纸行业在锅炉、碱炉、漂白工段、制浆车间、备料车间等各个环节均排放一定量的废气。电力热力的生产和供应业GPISO2指标值明显高于其他行业，主要原因是目前我国电力行业是以燃煤为主的火力发电，火电厂在运行过程中会产生大量烟尘、粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物，并且我国火电厂烟气脱硫装置等尚不完善［8］。②GPI指标值较高的行业，其污染物排放量也相对较大，因此对周围环境造成的污染相对较大。③表2给出了全国32个行业单位工业总产值部分污染物排放强度排序，GPI废水总量指标值较高的行业主要集中于轻纺工业、资源加工工业等耗水量较大的制造业。GPISO2指标值较高的行业主要集中于电力热力的生产和供应业、非金属矿物制品业等需消耗燃料的行业。造纸及纸制品业、化学纤维制造业、化学原料和化学制品制造业等行业GPI废水总量及GPISO2指标值均较高，这说明这些行业在获得单位经济效益的同时，对水环境和大气环境均会造成较大的污染，可作为清洁生产审核重点行业。

4 结论

4.1 根据统计年鉴所提供的基础数据，分别计算了全国32个行业GPI废水总量和GPISO2指标值，分析了各行业工业总产值与污染物排放的关系。

4.2 行业工业总产值与污染物排放存在着相关性，给出了行业单位总产值部分污染物排放强度排序。各行业间GPI废水总量、GPISO2指标值存在明显差异，这主要与各行业的性质、规模、生产工艺、原料结构等的不同有关。

4.3 GPI指数能够客观地、定量地分析行业工业总产值与环境污染的关系，利用GPI指数能够指出节能减排重点行业，确定工业企业的环境影响重点，增强工业企业环保对策的针对性，有利于清洁生产的高效进行。

［1］杨 茜.我国地区经济发展与环境污染状况的主成分分析［J］.统计与决策，2005，15(18):74-77.

［2］冯根福，蒋文定，黄建山.我国经济发展与环境污染空间分布关系的实证检验［J］.当代经济科学，2011，33(6):72-80.

［3］梁流涛，郭子萍，王海荣.工业发展与环境污染关系的区域差异分析—基于江苏省的实证研究［J］.生态环境学报，2010，19(2):415-418.

［4］杨梦瑶，董小林.城市经济发展与工业污染物排放关系的GPI分析［J］.环境科学与管理，2013，38(4):41-46.

［5］江 珂.不同污染类型工业行业的环境污染分解分析——基于1998-2005年间中国工业行业数据分析［J］.生态经济，2010，21(4):96-99.

［6］董小林，杨孟瑶.基于GPI的区域经济发展与环境污染关系［J］.长安大学学报(自然科学版)，2013，33(1):106-110.

［7］钟树明，王丹丹，戴永立.中国制浆造纸行业污染排放现状及其环境政策研究［J］.污染防治技术，2008，21(4):1-4.

［8］狄向华，聂祚仁，左铁镛.中国火力发电燃料消耗的生命周期排放清单［J］.中国环境科学，2005，25(5):632-635.