基于污染物总量控制的青岛市结构减排研究——行业污染排放强度准入基准建立和分配容量估算

摘要

产业结构不仅关系着经济增长的质量，而且决定了环境污染的水平。随着青岛市经济高速发展和人口规模逐步增大，工农业生产和居民生活产生的污染物排放量大幅增加，加之目前青岛市产业结构和生产力布局不尽合理，所形成的环境污染特别是结构性污染对青岛近海海洋生态环境造成了巨大压力，现有产业结构和布局将无法承载青岛市社会经济可持续发展的需求。亟需探索环境约束下的产业结构优化，在产业结构优化过程中实现经济与环境的协调发展。本文以青岛市产业结构优化与海洋生态环境质量改善为主线，在系统评价青岛市现有产业污染排放强度和污染排放结构的基础上，建立青岛市生活、农业、工业和服务业全行业污染源排放强度准入基准体系，估算了青岛市生活、农业、工业和服务业污染源的分配容量，并据此提出了青岛市产业结构优化和调整措施、建议。所取得的主要研究成果如下：
　　 ⑴系统评价了青岛市生活、农业、工业和服务业的污染排放强度和污染结构。以不同行业排放的COD(Chemical Oxygen Demand)、总氮、总磷的排放强度为指标，对2007年青岛市生活、农业、工业和服务业的污染排放强度进行了系统评价。结果表明，青岛市生活源和服务业源排放强度分别高于全国平均水平的9.9％和54.5％，其中，居民生活源中的城镇居民生活排放强度高于全国平均水平17.5％；服务业源中的个人服务业、社会服务业、流通服务业和生产服务业排放强度都高于国家平均水平，分别达1.4％、61.2％、37.8％和41.0％，尽管农业源和工业源的污染物整体排放强度低于全国平均水平，但农业中种植业大类的排放强度高于全国平均水平12.8％，工业中电力、燃气和水的生产和供应业门类的排放强度则高于全国平均水平的158.8％。以污染结构基尼系数为指标，综合评价了2007年青岛市生活、农业、工业和服务业的污染排放结构。结果表明，青岛市生活和农业的污染结构基尼系数分别为0.12和0.32，低于0.40的污染结构均衡“警戒线”，表明青岛市生活和农业污染结构适度均衡；而工业和服务业的污染结构基尼系数分别达到0.69和0.96，工业污染源内部的制造业以及服务业污染源内的个人服务业和社会服务业的污染结构基尼系数也高于0.4的警戒线，表明青岛市工业和服务业及其行业内部的经济效益和环境污染之间矛盾突出。
　　 ⑵建立了青岛市生活、农业、工业和服务业污染排放强度行业准入基准。首先，以青岛市第一次污染源普查数据中污染物排放强度为基础，经过数据筛选、污染源初始层级确定、聚类分析和基准等级划分、污染层级归位、基准校验等步骤，建立了工业COD污染物排放强度(ICOD)的5等-11级行业准入基准，包括Ⅰ级(超低级，ICOD≤0.1千克/万元)、Ⅱ级(低级，0.1千克/万元100千克/万元)五个等级。继而将工业COD排放强度行业准入基准推广到生活、农业和服务业，建立了青岛市全行业COD污染物排放强度5等-11级准入基准。通过不同污染层级污染源的类间内差率和国家平均水平为参照的核参差率分析结果表明，所建立的5等-11级行业排放强度准入基准具有一定的科学性和先进性，不同污染层级的的覆盖率和匹配度结果表明，所建立的5等-11级行业排放强度准入基准的普适性和可操作性都较强。从青岛市生活、农业、工业和服务业的污染物排放强度在准入基准等级中的归位情况看，农业源COD污染物整体排放强度处于Ⅴ(超高)级，其中的种植业和畜牧业也处于Ⅴ(超高)级，仅渔业处于Ⅲ(中)级；工业源COD污染物整体排放强度处于第Ⅲ(中)级，但其中建筑业归属于Ⅰ(超低)等级，电力、燃气和水的生产和供应业归属于Ⅱ(低)等级，采矿业和制造业则都属于Ⅲ(中)等级；服务业源COD污染物整体排放强度处于第Ⅲ(中)级，但是其中的个人服务业处于第Ⅳ(高)级，社会服务业处于第Ⅱ(低)级，而流通服务业和生产服务业处于第Ⅰ(超低)级。
　　 ⑶以2007年为基准年，估算了规划年(2015年和2020年)青岛市生活、农业、工业和服务业COD污染物分配容量，并规划了其产业发展。以青岛市生活、农业、工业和服务业污染物分配容量最大为目标函数，以青岛市陆源污染物的纳污海域(包括胶州湾、莱州湾和黄海)对应的三大排污管理区系COD污染物分配容量为限定值，以行业污染源排放强度、、经济总量、居民生活、污染结构等为约束条件，以2007年为基准年，以2015年和2020年分别为规划年，采用多目标非线性规划方法，分步估算了青岛市生活、农业、工业、服务业污染源的COD分配容量和各行业污染源在五级准入基准中的分配容量。结果表明，规划年即2015年和2020年青岛全市生活、农业、工业、服务业污染源的COD分配容量较基准年2007年分别提高了62％和84％；与基准年相比，规划年生活和农业污染源COD分配容量所占比重下降，而工业和服务业污染源COD分配容量所占比重上升。同时，从2007年到2015年和2020年，各排污管理区系COD分配容量呈现递增的趋势，表明各排污管理区系的分配容量利用率逐步提高，而胶州湾排污管理区系COD分配容量占全市比重呈现逐步下降的趋势，莱州湾和黄海排污管理区系分配容量占全市比重则逐步上升，表明不同排污管理区系之间分配容量的利用趋于均衡。同时，与基准年(2007年)相比，经优化分配后，规划年(2015年和2020年)农业源、工业源、服务业源处于五级准入基准的COD排放占比和产值占比基本都呈现出处于高排放强度等级的污染源的COD和产值占比下降和处于低排放强度等级的污染源的COD和产值占比上升的变化趋势。相对于基准年2007年，规划年2015年和2020年，青岛市全市国民生产总值分别提高了3.2倍和4.4倍，且呈现第一产业比重逐步下降，第二产业和第三产业比重逐步上升的变化趋势。表明青岛市产业结构逐步由“二三一”开始向“三二一”转变；经优化后，COD排放强度高的生活源和农业源的COD排放强度下降，污染物排放强度低的工业源和服务业源的COD排放强度上升。同时，从2007年到2015年并12020年，青岛市及各排污管理区系内生活、农业、工业和服务业污染源以及不同污染源在五级排放强度准入等级中的基尼系数降低，都低于或接近0.40的临界值，表明产业结构趋于合理。依据青岛市生活、农业、工业、服务业污染源的污染结构评价和产业结构调整优化分析结果，提出“优化提升第一产业，发展壮大第二产业，突破发展第三产业”的青岛市产业发展和规划建议。包括积极发展生态农业，扩大养殖规模，减少种植业和渔业污染排放，淘汰和限制低产值、高排放的传统工业发展，引导和鼓励高新技术和先进制造业的发展，大力发展现代生产和流通服务业，大力提高居民生活和个人服务业污水回收和处理率等。