碳排放與污染物環(huán)境影響特征對工業(yè)集聚的約束分析

王菲菲，張士光

（山東省聊城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 聊城 252000）

引言

目前，國內(nèi)工業(yè)正在從傳統(tǒng)的規(guī)模發(fā)展逐漸向高質(zhì)量發(fā)展過渡，其中的一個重要路徑就是工業(yè)集聚。盡管工業(yè)集聚在一定程度上可以提升經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)質(zhì)量的不斷提升，但同時(shí)也會給當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境及生態(tài)環(huán)保造成很大壓力，存在污染及破壞環(huán)境的潛在隱患。在經(jīng)濟(jì)學(xué)家看來，工業(yè)集聚有助于促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，推動工業(yè)及地方經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展；與此同時(shí)，隨著工業(yè)集聚發(fā)展規(guī)模的不斷壯大，也會引發(fā)集中的污染物及碳排放等環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，從而造成各種環(huán)境問題。在工業(yè)集聚發(fā)展過程中，利用污染物及碳排放可以約束工業(yè)集聚的區(qū)位、基本結(jié)構(gòu)及最優(yōu)規(guī)模，主要通過排放總量及排放效率等方面予以實(shí)現(xiàn)。尤其在國家大力提倡減污降碳、綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)的當(dāng)下，對碳排放與污染物環(huán)境影響特征對工業(yè)集聚產(chǎn)生的約束作用進(jìn)行分析顯得非常必要，對未來工業(yè)集聚的長期可持續(xù)發(fā)展將起到很好的引導(dǎo)作用。

1 碳排放與污染物的環(huán)境影響特征

1.1 污染物的環(huán)境影響特征

1.1.1 污染物環(huán)境影響的局地性與區(qū)域環(huán)境容量

污染物環(huán)境影響的嚴(yán)重性很大程度上取決于污染物所在的方位，盡管與污染物的擴(kuò)散條件也有一定關(guān)聯(lián)，但現(xiàn)實(shí)中很多污染物對環(huán)境方面的影響具有典型的局地性特征。局地性指的是離排放源越遠(yuǎn)的地方，污染物對當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生的影響將持續(xù)變?nèi)酰环粗嚯x排放源越近的地方受到污染物的影響則更為嚴(yán)重。例如，在空氣中臭氧不斷擴(kuò)散，隨著距離的不斷增大，臭氧擴(kuò)散對環(huán)境的影響將迅速減弱，一般來說，超過100 m之外的距離受到臭氧的影響就會顯著減弱，超過300 m的地方基本上不會受到臭氧濃度的影響。對于二氧化硫等常見的大氣污染物來說，在擴(kuò)散過程中隨著距離的不斷增加，濃度會快速減小，對周邊環(huán)境造成的影響將持續(xù)變?nèi)酢Ｓ械呐欧劈c(diǎn)不具備完善的擴(kuò)散條件，導(dǎo)致污染物長期在局地范圍內(nèi)聚集，長此以往有可能出現(xiàn)重度霧霾天氣或者其他嚴(yán)重的污染現(xiàn)象[1]。此外，污染物對生態(tài)環(huán)境帶來的影響在很大程度上還取決于排放點(diǎn)自身所容納的環(huán)境容量。環(huán)境容量一般是指在確保當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境不受影響的前提下，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境能夠容納的污染物總量。環(huán)境容量一般的對象都為特定區(qū)域，主要因?yàn)楦鲄^(qū)域所在的地形及地理等特征存在較大差異，因此環(huán)境容量也不一樣。有的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)整體較為脆弱，不能容納足夠多的污染物，一旦污染物排放量超出生態(tài)環(huán)境可以吸納的范圍，很會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的徹底崩潰，并會出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染以及生態(tài)危機(jī)等現(xiàn)象。對于數(shù)量相同的污染物來說，實(shí)施集中排放及分散排放對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響也有所不同。即便污染物的排放量比較低，但是如果選擇集中排放的方式，也會超出當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的整體容量，導(dǎo)致設(shè)定區(qū)域之內(nèi)的生態(tài)環(huán)境將遭受破壞。在較大范圍內(nèi)進(jìn)行分散排放，即便排放的污染物數(shù)量比較多，不過由于環(huán)境自身存在自凈能力，再加上空氣的稀釋，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境也不會產(chǎn)生較大的影響。

1.1.2 污染物的環(huán)境健康影響

現(xiàn)實(shí)中很多污染物會直接損害人體的健康。本文專門對常見污染物與二氧化碳對環(huán)境產(chǎn)生的影響做對比，具體情況可見表1。通過數(shù)據(jù)分析可以看到，包括二氧化硫及PM2.5等在內(nèi)的污染物很容易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，土壤重金屬及總汞等污染物不但危害人體健康，還有可能引發(fā)中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重的直接危及生命安全。自從工業(yè)革命以來，人類社會出現(xiàn)過多起因污染物損害身體健康的群體性惡性事件，其中最具代表性的為1982年印度境內(nèi)殺蟲劑工廠出現(xiàn)嚴(yán)重的毒氣泄漏，大量有毒氣體迅速向周邊的人口密集區(qū)擴(kuò)散，由于來不及疏散人群，最終超過2 200人死亡，幾十萬人出現(xiàn)不同程度的中毒癥狀[2]。此外，隨著工業(yè)化的不斷推進(jìn)，在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了一些新的污染物，這些污染物對環(huán)境以及身體健康帶來的影響與二氧化碳相比存在較大的差異，其中典型的代表為十溴二苯醚及全氟辛基磺酸等。這些都是比較典型的、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的新型污染物，其主要特征在于進(jìn)入環(huán)境后無法降解，生物毒性非常強(qiáng)，而且將長期對當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生惡性影響，即便有的地區(qū)濃度比較低，也會給當(dāng)?shù)厝说纳硇慕】翟斐梢欢ǖ奈：Γ饕獡p傷生殖及神經(jīng)系統(tǒng)，對胎兒的發(fā)育也會帶來很大不利影響。通過以上分析可以看到，如果居民所在的位置比較靠近工業(yè)集聚區(qū)，那么就更容易受到環(huán)境污染的影響，人身健康風(fēng)險(xiǎn)也將隨之加大。

表1 二氧化碳與常見污染物的環(huán)境影響比較

1.2 碳排放的環(huán)境影響特征

與污染物相比，碳排放的環(huán)境影響特征存在一定的差異，主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：一是二氧化碳的主要特征在于沒有毒性；二是二氧化碳引發(fā)的溫室效應(yīng)將覆蓋全球各個角落。隨著空氣污染問題的不斷加重，對生態(tài)系統(tǒng)及人類的生存已經(jīng)帶來嚴(yán)重的威脅，不過在全球范圍之內(nèi)最常見的溫室氣體仍然為二氧化碳，該氣體自身并不屬于污染物，同時(shí)也是大氣系統(tǒng)必不可少的一種組成成分。對地球的演化史進(jìn)行分析，可以看到在人類出現(xiàn)前二氧化碳等氣體已經(jīng)在地球上存在，對于熱平衡的維持發(fā)揮著非常重要的作用。然而自從工業(yè)革命之后，人類開始大量使用各種化石能源，導(dǎo)致二氧化碳排放量不斷增加，溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，在此前提下才引發(fā)較為嚴(yán)重的全球環(huán)境危機(jī)。當(dāng)然，全球氣候變暖并非一朝一夕的事，而是二氧化碳長期積累的必然結(jié)果，由于全球范圍內(nèi)大氣系統(tǒng)的長期循環(huán)，因此溫室效應(yīng)不受地域或者時(shí)間等方面的影響，具備全球性特征，無論在國內(nèi)還是在美國、日本、德國排放二氧化碳，對全球各個地區(qū)及氣候產(chǎn)生的影響基本上沒有差異。

2 環(huán)境影響特征對工業(yè)集聚的不同約束

2.1 污染物排放對工業(yè)集聚的約束

在調(diào)整和優(yōu)化工業(yè)集聚基本結(jié)構(gòu)、區(qū)位及規(guī)模的過程中，除將污染物的排放效率考慮在內(nèi)外，還要綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境容量，對不同污染物的排放情況進(jìn)行嚴(yán)格的管制。具體來說，對于某些特定區(qū)域來說，即便工業(yè)生產(chǎn)水平非常先進(jìn)，單位GDP排放的污染物水平整體不高，不過也要在環(huán)境容量內(nèi)納入工業(yè)集聚的相關(guān)因素，嚴(yán)格控制工業(yè)集聚的基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)作規(guī)模。此外，對于工業(yè)集聚的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，還要將生成二次污染物等相關(guān)問題考慮在內(nèi)。雖然一部分學(xué)者研究后認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)集聚有助于提升碳排放的績效，污染物的排放也將帶來很大的幫助，然而并未考慮工業(yè)生產(chǎn)中污染物可能引發(fā)的二次污染等問題。

2.2 碳排放對工業(yè)集聚的約束

溫室效應(yīng)的主要特征在于非局地性，假設(shè)全球總量保持不變，倘若工業(yè)集聚有助于提升碳排放的效率，那么對于治理環(huán)境問題來說可帶來有益的幫助，而且在碳排放過程中不用考慮具體的排放地點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境容量等相關(guān)問題。在工業(yè)集聚下，當(dāng)?shù)氐亩趸寂欧帕靠赡軙粩嘣黾樱贿^當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況以及居民的健康風(fēng)險(xiǎn)并不會因此顯著增大。通過以上分析可知，碳排放在一定程度上可對工業(yè)集聚產(chǎn)生約束作用，不過整體來說會相對約束，并不是絕對約束。2011—2020年中國城市的環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)集聚的Moran指數(shù)具體情況見表2。

表2 2011—2020年中國城市的環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)集聚的Moran指數(shù)

3 應(yīng)對策略

3.1 對工業(yè)集聚碳排放及污染物實(shí)施差異化監(jiān)督和管理

現(xiàn)實(shí)中，有的行業(yè)污染情況比較嚴(yán)重，在生產(chǎn)過程中除考慮生產(chǎn)效率之外，還要對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的污染物排放進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，認(rèn)真評估污染物排放對當(dāng)?shù)鼐用裆硇慕】担约吧鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響和危害。除了對污染物排放的總量進(jìn)行嚴(yán)格控制外，在集中排放過程中還要降至規(guī)范的排放速度及排放濃度，防止在一定的區(qū)域之內(nèi)污染物大范圍聚集，進(jìn)而對局地居民的健康及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來較大危害。對于工業(yè)集聚的基本結(jié)構(gòu)來說，需要將不同污染物可能發(fā)生的反應(yīng)考慮在內(nèi)，對基本結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化調(diào)整，防止出現(xiàn)二次污染情況。有的行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定數(shù)量有害有毒物質(zhì)，對此在選擇廠址時(shí)一定要慎重，盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)和生活區(qū)，同時(shí)還要與水源地保持一定距離，防止對當(dāng)?shù)氐乃春涂諝庠斐晌廴尽Ｒ灿械男袠I(yè)需要消耗大量的人工智能及大數(shù)據(jù)等能源，碳排放量相對來說比較大，不過其他污染物的排放量并不多，對此在選擇廠址的時(shí)候可以適當(dāng)放寬，將產(chǎn)業(yè)集聚的作用更好地發(fā)揮出來。

3.2 實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保及提升經(jīng)濟(jì)效益的工業(yè)電氣化路徑

截至當(dāng)前，在國內(nèi)一次性能源中煤炭的占比不低于40%，電力清潔度整體并不是很高，導(dǎo)致在工業(yè)電氣化生產(chǎn)過程中減污降碳無法發(fā)揮應(yīng)有的效用。通過分析對比污染物的環(huán)境影響特征，可以發(fā)現(xiàn)利用工業(yè)電氣化有助于減少污染物的大量排放，同時(shí)還能使局地集中排放的嚴(yán)重污染情況有效改觀，選擇合適的時(shí)間和地點(diǎn)對污染物進(jìn)行分散排放。除此之外，在工業(yè)電氣化過程中還可以充分利用各種可再生能源，如風(fēng)能、水能、太陽能及風(fēng)能等，不但可以保護(hù)環(huán)境，同時(shí)也可以提升經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)低碳綠色的發(fā)展目標(biāo)。

3.3 循環(huán)經(jīng)濟(jì)有效推動減污降碳的貫徹和落實(shí)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本原則在于再循環(huán)、再利用，在工業(yè)集聚過程中可以有效回收各種廢棄物，循環(huán)使用可再生能源，避免對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成較大的影響，也不會對當(dāng)?shù)鼐用竦纳硇慕】翟斐奢^大危害，同時(shí)還能順利完成節(jié)能減排的階段性目標(biāo)和規(guī)劃。

4 結(jié)語

隨著工業(yè)集聚發(fā)展速度的持續(xù)加快，碳排放及污染物越來越集中，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來了較為嚴(yán)重的污染。嚴(yán)格來說，碳排放和污染物對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響并不相同，因此對工業(yè)集聚產(chǎn)生的約束也存在較大差異。對此，有關(guān)部門需要密切關(guān)注兩者對當(dāng)?shù)丨h(huán)境和居民健康產(chǎn)生的影響，制定一套切實(shí)可行的優(yōu)化方案，嚴(yán)格貫徹節(jié)能環(huán)保的發(fā)展宗旨，推動工業(yè)化的高質(zhì)量發(fā)展。