论文部分内容阅读
摘要[目的]分析西部工业城市二氧化硫（SO2）排放总量分配方案的合理性。[方法]采用定量化的基尼系数理论，结合城区19个SO2主要污染源分布及其排放情况对原有总量分配方案进行分析和调整。通过大气环境影响预测软件对总量分配方案调整前后城区地面SO2浓度贡献进行预测。[结果]调整后城区SO2地面贡献浓度降低。[结论]基尼系数理论用于评价和优化SO2总量分配方案是可行的。
关键词SO2排放总量；分配；合理性；西部城市
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）27-0100-02
Abstract[Objective] The aim was to analyze the rationality of sulfur dioxide total allocation scheme in the western industrial city. [Method] By using quantitative Gini coefficient theory， combining with distribution and emission of 19 main pollution sources of SO2， the original allocation scheme was analyzed and adjusted. Through atmospheric environment prediction software， contribution of SO2 ground concentration in urban area before and after adjustment of total allocation scheme was predicted. [Result] After adjustment， SO2 ground contribution concentration in urban area was decreased. [Conclusion] Gene coefficient theory is feasible for the evaluation and optimization of SO2 total distribution.
Key wordsThe total SO2 emissions； Allocation； Rationality； Western city
研究城市位于河西走廊东端、祁连山北麓、阿拉善台地南缘，城控区污染型工业企业众多。根据该城市已完成的大气环境容量核定技术报告显示，主要城控区二氧化硫（SO2）大气环境容量为54 740.00 t/a，而实际SO2排放量为114 846.34 t/a，SO2排放量超过其环境容量[1]，地面监测数据显示其年均值超标严重，城区部分区域SO2地面浓度年均值高达0.135 mg/m3，急需削减每个企业排放量，关键问题是各个企业应该削减多少。因此，研究SO2总量如何分配及其分配合理性意义重大。区域SO2总量分配需考虑各排污单元经济贡献、地理位置、人口等因素，分配方案是各因素综合考虑优化的过程。已有不少学者基于基尼系数理论在区域范围内评价大气污染物总量分配合理性，并对各个影响要素定量化[2-4]，但有关城市各个企业总量分配合理性的研究较少[5]。企业是最基本的排污单元，如果总量分配不合理则会直接影响企业的发展，对区域经济发展产生直接影响。鉴于此，笔者以西北某重镇为例，在现有SO2总量分配方案及排放量基础上，利用基尼系数理论对其进行评价和优化，以期使该地区的SO2排放总量分配方案更为合理，为该地区大气污染的总量分配提供理论指导。
1材料与方法
1.1污染源现状排放量及允许排放量
研究区内主要分布19处SO2污染源，为了研究方便，以A、B、C等字母以此类推代替污染源名称（表1）。该研究区SO2现状年排放量为37 460.25 t/a，根据环境容量计算得出其允许排放量为29 063.51 t/a[6]，其中D 、F、A等污染源削减潜力较大，占削减总量9310%以上。
1.2技术路线
评价城市污染源指标分配结果时，SO2基尼系数是在了解各污染源现状排放量的基础上，综合考虑各种影响污染源允许排放指标分配公平性的因素，选择主要的影响因素作为评价指标，对SO2现状排放量指标形成的洛仑兹曲线进行分析和计算，依据标准判断计算结果的合理性，如果评价结果不合理，则再制订合理的削减方案，最终形成比较合理的总量分配方案。其技术路线归纳如下：以城市环境容量作为控制指标，通过P值法和平权削减法计算各污染源削减量，根据现状排放量得到各污染源允许排放量；选择影响城市污染源允许排放量的因素，这些因素包括环保投资、工业产值、环境影响等（由于资料来源所限，该研究只选用现状排放量进行分析）；根据环境基尼系数理论计算各因素相应的基尼系数值，并绘制对应的洛伦兹曲线；根据评价标准对以上各因素基尼系数值进行分析，对不合理的因素进行分析，如果需要进行污染源再削减，则进行削减直至评价结果合理为止（图1）。
1.3SO2削减方法
该市大气环境容量核算方法主要采用A-P值法，初次削减是在P值法与按照排放标准计算得到允许排放量中较小者的基础上对排放量大的污染源进行削减。由于城区污染源众多，进行初次削减后在控制点浓度叠加后仍会出现超标现象，需进一步进行削减，即根据多源扩散模式计算出各个污染源在控制点上的浓度分担率，以此作为二次削减的依据，通过二次削减后得到各个污染源的削减量，最终平权削减量为初次削减量与二次削减量之和。这种总量控制方法既考虑大气环境容量又兼顾地面环境质量，是一种比较科学的分配方法。
2结果与分析
2.1计算与调整 首先分别计算SO2现状排放量和允许排放量比例，并进行排序，结果见表2。
对现状排放量和允许排放量百分比进行排序，并分别对各自排序后的百分比累计求和，同时以此构建洛伦兹曲线坐标系，并利用弓形面积求得现状排放量-允许排放量基尼系数为0.13。洛伦兹曲线如图2所示。
2.2削减前后环境质量变化分析
选择全年联合频率，利用宁波市环境保护科学研究设计院六五软件工作室开发的“EIA大气环评助手”软件进行长期地面浓度预测。根据以上统计的污染源及削减方案模拟该城区SO2污染源在削减前后地面浓度贡献值，模拟结果如图3、4所示。
由图3、4可知，统计污染源未削减前SO2在市区贡献值最大值达0045 mg/m3，其等值线范围比较广，且在三类区几个等值线分布比较密集，表明这个区域各个污染源贡献值均比较大，即受影响最为严重；实施削减方案后各个污染源在市区贡献值最大值为0.040 mg/m3，其等值线所占范围也
比较小，即影响区域有所减小，在原等值线分布较密集的区域也有所改善。
通过以上分析，证明实施削减方案后区域环境质量有一定的改善。
3结论
尽管基尼系数理论可以定量化评价总量分配合理性，但在指标选取、警戒线设置方面未进行深入研究。评价指标关乎能否建立科学的评价体系，对分配合理性影响重大，不同的指标体系评价结果就会存在一定差异。警戒线同样至关重要，前人只是借鉴了经济学基尼系数警戒线，但其在总量分配方面应用是否合适尚无定论，因此直接影响总量分配合理性结果。
参考文献
[1] 翟腾腾，郭杰，欧名豪.基于基尼系数的江苏省建设用地总量分配研究[J].中国人口·资源与环境，2015（4）：84-91.
[2] 刘娜，谢绍东.中国不同经济区域大气污染总量分配方法的选择研究[J].北京大学学报（自然科学版），2007，43（6）：803-807.
[3] 刘耀，吴仁海，廖瑞雪.大气污染物总量分配公平性评价研究[J].环境科学与管理，2007，32（9）：159-162.
[4] 张有贤，李炳宏，荀彦平.西部地区SO2总量控制指标分配合理性研究[J].干旱区资源与环境，2009，23（6）：44-47.
[5] 刘娜，谢绍东.城市点源大气污染物总量分配方法及其进展[J].北京大学学报（自然科学版），2006，42（6）：824-828.
[6] 兰州大学资源环境学院.甘肃省金昌市大气环境容量核定技术报告[R].兰州，2004.
关键词SO2排放总量；分配；合理性；西部城市
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）27-0100-02
Abstract[Objective] The aim was to analyze the rationality of sulfur dioxide total allocation scheme in the western industrial city. [Method] By using quantitative Gini coefficient theory， combining with distribution and emission of 19 main pollution sources of SO2， the original allocation scheme was analyzed and adjusted. Through atmospheric environment prediction software， contribution of SO2 ground concentration in urban area before and after adjustment of total allocation scheme was predicted. [Result] After adjustment， SO2 ground contribution concentration in urban area was decreased. [Conclusion] Gene coefficient theory is feasible for the evaluation and optimization of SO2 total distribution.
Key wordsThe total SO2 emissions； Allocation； Rationality； Western city
研究城市位于河西走廊东端、祁连山北麓、阿拉善台地南缘，城控区污染型工业企业众多。根据该城市已完成的大气环境容量核定技术报告显示，主要城控区二氧化硫（SO2）大气环境容量为54 740.00 t/a，而实际SO2排放量为114 846.34 t/a，SO2排放量超过其环境容量[1]，地面监测数据显示其年均值超标严重，城区部分区域SO2地面浓度年均值高达0.135 mg/m3，急需削减每个企业排放量，关键问题是各个企业应该削减多少。因此，研究SO2总量如何分配及其分配合理性意义重大。区域SO2总量分配需考虑各排污单元经济贡献、地理位置、人口等因素，分配方案是各因素综合考虑优化的过程。已有不少学者基于基尼系数理论在区域范围内评价大气污染物总量分配合理性，并对各个影响要素定量化[2-4]，但有关城市各个企业总量分配合理性的研究较少[5]。企业是最基本的排污单元，如果总量分配不合理则会直接影响企业的发展，对区域经济发展产生直接影响。鉴于此，笔者以西北某重镇为例，在现有SO2总量分配方案及排放量基础上，利用基尼系数理论对其进行评价和优化，以期使该地区的SO2排放总量分配方案更为合理，为该地区大气污染的总量分配提供理论指导。
1材料与方法
1.1污染源现状排放量及允许排放量
研究区内主要分布19处SO2污染源，为了研究方便，以A、B、C等字母以此类推代替污染源名称（表1）。该研究区SO2现状年排放量为37 460.25 t/a，根据环境容量计算得出其允许排放量为29 063.51 t/a[6]，其中D 、F、A等污染源削减潜力较大，占削减总量9310%以上。
1.2技术路线
评价城市污染源指标分配结果时，SO2基尼系数是在了解各污染源现状排放量的基础上，综合考虑各种影响污染源允许排放指标分配公平性的因素，选择主要的影响因素作为评价指标，对SO2现状排放量指标形成的洛仑兹曲线进行分析和计算，依据标准判断计算结果的合理性，如果评价结果不合理，则再制订合理的削减方案，最终形成比较合理的总量分配方案。其技术路线归纳如下：以城市环境容量作为控制指标，通过P值法和平权削减法计算各污染源削减量，根据现状排放量得到各污染源允许排放量；选择影响城市污染源允许排放量的因素，这些因素包括环保投资、工业产值、环境影响等（由于资料来源所限，该研究只选用现状排放量进行分析）；根据环境基尼系数理论计算各因素相应的基尼系数值，并绘制对应的洛伦兹曲线；根据评价标准对以上各因素基尼系数值进行分析，对不合理的因素进行分析，如果需要进行污染源再削减，则进行削减直至评价结果合理为止（图1）。
1.3SO2削减方法
该市大气环境容量核算方法主要采用A-P值法，初次削减是在P值法与按照排放标准计算得到允许排放量中较小者的基础上对排放量大的污染源进行削减。由于城区污染源众多，进行初次削减后在控制点浓度叠加后仍会出现超标现象，需进一步进行削减，即根据多源扩散模式计算出各个污染源在控制点上的浓度分担率，以此作为二次削减的依据，通过二次削减后得到各个污染源的削减量，最终平权削减量为初次削减量与二次削减量之和。这种总量控制方法既考虑大气环境容量又兼顾地面环境质量，是一种比较科学的分配方法。
2结果与分析
2.1计算与调整 首先分别计算SO2现状排放量和允许排放量比例，并进行排序，结果见表2。
对现状排放量和允许排放量百分比进行排序，并分别对各自排序后的百分比累计求和，同时以此构建洛伦兹曲线坐标系，并利用弓形面积求得现状排放量-允许排放量基尼系数为0.13。洛伦兹曲线如图2所示。
2.2削减前后环境质量变化分析
选择全年联合频率，利用宁波市环境保护科学研究设计院六五软件工作室开发的“EIA大气环评助手”软件进行长期地面浓度预测。根据以上统计的污染源及削减方案模拟该城区SO2污染源在削减前后地面浓度贡献值，模拟结果如图3、4所示。
由图3、4可知，统计污染源未削减前SO2在市区贡献值最大值达0045 mg/m3，其等值线范围比较广，且在三类区几个等值线分布比较密集，表明这个区域各个污染源贡献值均比较大，即受影响最为严重；实施削减方案后各个污染源在市区贡献值最大值为0.040 mg/m3，其等值线所占范围也
比较小，即影响区域有所减小，在原等值线分布较密集的区域也有所改善。
通过以上分析，证明实施削减方案后区域环境质量有一定的改善。
3结论
尽管基尼系数理论可以定量化评价总量分配合理性，但在指标选取、警戒线设置方面未进行深入研究。评价指标关乎能否建立科学的评价体系，对分配合理性影响重大，不同的指标体系评价结果就会存在一定差异。警戒线同样至关重要，前人只是借鉴了经济学基尼系数警戒线，但其在总量分配方面应用是否合适尚无定论，因此直接影响总量分配合理性结果。
参考文献
[1] 翟腾腾，郭杰，欧名豪.基于基尼系数的江苏省建设用地总量分配研究[J].中国人口·资源与环境，2015（4）：84-91.
[2] 刘娜，谢绍东.中国不同经济区域大气污染总量分配方法的选择研究[J].北京大学学报（自然科学版），2007，43（6）：803-807.
[3] 刘耀，吴仁海，廖瑞雪.大气污染物总量分配公平性评价研究[J].环境科学与管理，2007，32（9）：159-162.
[4] 张有贤，李炳宏，荀彦平.西部地区SO2总量控制指标分配合理性研究[J].干旱区资源与环境，2009，23（6）：44-47.
[5] 刘娜，谢绍东.城市点源大气污染物总量分配方法及其进展[J].北京大学学报（自然科学版），2006，42（6）：824-828.
[6] 兰州大学资源环境学院.甘肃省金昌市大气环境容量核定技术报告[R].兰州，2004.