随着空气污染问题日益严重，各类主要大气污染物的总量控制目标被逐步列入中国的中长期发展规划和节能减排规划中。如“十一五”期间制订了SO2排放量减少10%的目标[1]，“十二五”规划中则明确加入了氮氧化物减排10%的目标[2]。在每年冬春季各大城市都要面对不同程度的雾霾天气的背景下，人们更加关注造成雾霾的污染物，并呼吁在“十三五”规划中明确其减排目标。形成雾霾的可悬浮颗粒物主要来源于人类活动排放的烟粉尘，要控制和减少雾霾的发生，就要对包括工业烟粉尘在内的相关污染物进行总量控制。根据环境保护部2011—2013年公开的环境年报显示，工业烟粉尘占中国烟粉尘排放总量的比例分别为86.1%、83.4%、85.6%。因此，研究工业烟粉尘的排放特征对于制定烟粉尘减排控制计划具有重要意义。

当前空气污染物的时空分布特征是环境地理学关注的焦点，也是实现区域污染物减排的重要基础。已有的研究基本围绕主要空气污染物浓度和排放量时空特征两个方面展开[3-4]。随着中国雾霾天气受到越来越多的关注，PM2.5的时空分布、烟粉尘排放问题成了当下学者关注的一个焦点[5]。对于烟粉尘的研究，人们首先关注相关的检测技术及分布情况[6]，由于烟粉尘与其他大气污染物一样具有较强的迁移能力，其分布地区与来源地区存在差异，甚至会出现远距离迁移的现象[7-8]，因此对烟粉尘进行控制必须从其来源出发。已有学者尝试利用相关的统计数据研究烟粉尘排放情况及其影响因素。刘满芝等[9]333利用LMDI法对全国SO2和烟尘排放量的空间差异进行分析，指出“十五”和“十一五”期间，末端治理和经济规模分别主导污染物的减排和增加。程钰等[10]利用Tapio脱钩状态分析模型和LMDI法对山东工业经济进行研究，探究工业对大气环境影响的时空规律。

综上所述，目前尚缺乏关于省域工业烟粉尘排放时空分布特征的相关研究。随着2015年《国家环境保护“十三五”规划基本思路》的提出，国家考虑对钢铁、水泥等重点行业开展烟粉尘排放总量控制，着重解决问题突出、影响范围广的区域大点源烟粉尘排放。基于此，本研究选择利用探索性空间分析方法(ESDA)对1998—2013年中国省域工业烟粉尘排放总量的时空演化特征进行研究，以期为环境政策的制定和减排重点区域的选择提供思路，也为不同区域间工业烟粉尘减排任务的分配提供参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 ESDA

ESDA是一种常用的空间分析方法，包括了全局和局部空间自相关两个部分，分别通过全局自相关指数和局部自相关(LISA)集聚地图来测度[11-12]。

该再生炉出口氧体积分数测量采用LaserGasⅡ激光氧气分析仪，该分析仪是基于可调二极管激光器吸收光谱技术(TDLAS)，在烟道、管道、过程小屋等装置内连续在线监测气体的光学仪器。

全局空间自相关的测度通过全局自相关指数来实现，全局自相关指数可反映变量的空间集聚和关联程度，计算公式为：

 

(1)

式中：I为全局自相关指数；n为省区总数；i、j为省区序号；wij为空间权重矩阵，通过最邻近分类算法获得；xi、xj分别为i、j省区的工业烟粉尘排放总量，万为某年份各地区的工业烟粉尘排放总量平均值，万t。

全局自相关指数取值在[-1，1]内，若I<0，表示省域工业烟粉尘排放总量在空间分布上倾向于离散，反之则表示其倾向于集聚。全局自相关指数的绝对值越接近0，代表排放量的分布趋于随机分布；越接近1，则说明空间相关性越显著。局部空间自相关的测度可通过LISA集聚地图来观察[13]。

1.2 空间重心转移曲线

利用ESDA获得的时空分布特征需要通过其他方法进行辅助说明[14]。本研究利用重心模型作为分析结果的补充，通过加权重心、重心转移曲线分析中国工业烟粉尘排放的区域污染转移特征，再利用标准差椭圆(SDE)分析其在不同方位上的分布情况[15]。

为测度中国工业烟粉尘排放的空间集聚情况，对5个时间断面的数据绘制LISA图。分析可知：工业烟粉尘排放总量的高值集聚区从1998年的2个增加到2013年的6个且集中在北方地区，显示华北和东北地区的排放量高值集聚现象显著；新疆由低值集聚区变为高值集聚区，其工业烟粉尘排放总量在8年间增加了一倍，远超过周围省区排放的增加，应受到更多的关注。1998—2002年，工业烟粉尘人均排放量的高值集聚区由内蒙古扩张到陕西，2002年后陕西的工业烟粉尘人均排放量减少，高值集聚区仅剩内蒙古地区；低值集聚区则从东部沿海变为西南地区，显示西南地区的工业烟粉尘人均排放量控制水平良好，整体优于其他地区。

 

(2)

 

(3)

式中：Γt为第t年的重心转移度，表示重心转移的快慢，分别为第t+1、t年工业烟粉尘排放重心经度，分别为第t+1、t年工业烟粉尘排放重心纬度，°；θi为Γt的指向，即污染物排放转移的方向，°。

图2B和表2示，不同分化程度肿瘤组织中CEACAM1表达方式差异有统计学意义，分化程度低的腺癌组织CEACAM1细胞质表达较多，χ2=8.649，P=0.013。中晚期食管腺癌组织样本中CEACAM1细胞膜表达较少，细胞质表达较多，与早期食管腺癌组织相比(以细胞膜表达为主)，差异有统计学意义，χ2=25.410，P<0.001。

从SDE的变化情况来看，1998—2007年，椭圆的长轴为东北—西南向，显示这一阶段中国工业烟粉尘人均排放量在东北—西南方向上极化程度较高，华北和东北地区是工业烟粉尘人均排放量密集的区域；2010—2013年，椭圆的长轴为东西向，显示这一时期中国在东西方向上的极化情况明显，华北、华东和西北地区的新疆是工业烟粉尘人均排放量的重心。

 

(4)

 

(5)

式中：Wi为i省区工业烟粉尘的人均排放量，t/万人；Xi、Yi为i省区地理中心点的经纬度，°。

加权重心偏离几何重心的方向指示地理现象的高密度部位。SDE是根据加权重心计算两轴方向上的标准距离绘制椭圆：长轴表示分布的主要方向，短轴表示分布的次要方向，两轴长度表示两个方向上的离散程度。

1.3 数据来源

各省区工业烟粉尘排放总量数据来自1999—2014年《中国环境统计年鉴》。考虑到不同地区居民应享有同等的发展权[16]，本研究以单位人口工业烟粉尘排放量作为人均排放量的代表，从平等权利的视角出发讨论中国应如何平衡减排政策的区域间差异。人口数据以地区年末常住人口数表示，数据来自《中国人口统计年鉴》。由于统计数据缺失等原因，本研究的范围不包括香港特别行政区、澳门特别行政区、台湾省、钓鱼岛及其附属岛屿以及南海诸岛。

2 工业烟粉尘的时空演化特征

2.1 时间演化特征

1998—2013年，中国的工业烟粉尘排放总量总体保持阶梯状下降的趋势，即下降—平稳—下降—平稳(见图1)。全国工业烟粉尘排放总量1998—2001年减少了26.28%；2002—2005年为一段平稳期，工业烟粉尘排放总量为1.7×107～1.9×107t，西部大开发战略在这一时期推动了西部地区经济的快速发展，同时给空气环境造成了一定压力[17]；随后进入第2个下降阶段，2009年工业烟粉尘排放总量比2006年减少32.57%；2009年后工业烟粉尘排放总量保持在1.0×107～1.1×107t，进入了新的平稳期，这一阶段受到金融危机的影响，快速扩张的生产技术使得过去工业化水平不高的地区开始实现工业化生产，致使减排出现阻力[18]。

  

图1 烟粉尘排放总量变化趋势Fig.1 Variation tendency of soot & dust emissions

2.2 空间演化特征

2.2.1 总体空间分布变化

将1998—2013年全国各省区的工业烟粉尘排放总量按照自然断点法划分成5个等级(高排放区(>100万t)、中高排放区(>50万～100万t)、中低排放区(>25万～50万t)、低排放区(>10万～25万t)、极低排放区(0～10万t))，并选取1998、2002、2006、2009、2013年作为分析断面，绘制工业烟粉尘排放总量的空间分布图。分析可知：(1)1998、2002、2006、2009、2013年，5个分析断面工业烟粉尘排放总量>100万t的省区分别有11、5、4、0、1个，总体上看高排放区数量在减少，其中河北在2002—2013年经历了从高排放区变为中高排放区又转为高排放区，新疆和内蒙古工业烟粉尘排放总量都出现了先降低再升高的情况，显示这3个地区的工业烟粉尘控制效果不明显。(2)高、中高排放区在华北和西北地区数量较多，华东和华南地区的各省区排放等级则呈现普遍的下降趋势，其中广东、广西、湖南的工业烟粉尘排放总量控制效果最显著。值得注意的是云南的排放等级在2009—2013年出现上升。(3)从时间序列上看，1998—2009年，全国的工业烟粉尘的高排放区向华东、华北地区聚集，其后向西北地区扩散；在全国工业烟粉尘排放总量持续减少的情况下，河北和新疆出现了排放量的反弹，这一时期新疆、内蒙古、青海、宁夏、山西的第二产业产值均上升超过50%，属于第二产业发展最迅速的地区，正是这种第二产业爆发式增长给工业烟粉尘的减排工作带来压力。

2.2.2 空间关系变化

2.2.3 空间重心转移

通过计算1998—2013年工业烟粉尘排放总量和人均排放量的全局自相关指数，测度其全局空间关系，结果见表1。工业烟粉尘排放总量的全局自相关指数峰值出现在2007年，出现了先集聚后扩散的情况，期间数值虽然有波动，但总体仍表现为高排放区呈现高高集聚态势(山东)，低排放区呈现低低集聚态势(贵州)；全局自相关指数始终为正值，说明工业烟粉尘排放在邻近省区存在一定的空间相互作用关系。除1998年外，工业烟粉尘人均排放量的全局自相关指数均大于0.12且显著(p<0.1)，显示1999—2013年工业烟粉尘人均排放量空间相关性较明显；高人均排放量区呈现高高集聚(内蒙古)，低人均排放量区呈现低低集聚(浙江、云南、贵州)。

加权重心是以地理现象的分布量为权重，利用重心计算公式进行计算。重心经纬度计算公式如下：

12月15日-16日，由北京理工大学珠海学院、珠海港控股集团有限公司、珠海物流与采购商会以及珠海市港口协会共同主办，珠海跨境物流研究基地、珠海港航物流发展协同创新中心、北理珠赛斐迩智慧物流研究院共同承办的“第五届港航物流发展（珠海）论坛”在北京理工大学珠海学院成功召开。本次论坛聚焦“新贸易、新通道、新作为”，围绕“智慧物流、绿色物流、协调发展”，旨在探讨粤港澳大湾区建设背景下的珠海航物流发展策略。来自北京、上海、香港、澳门、西安、中山、珠海等单位共300多名专家学者和业界精英参加了此次盛会。

为进一步探究中国工业烟粉尘人均排放量的时空演化过程，利用加权重心点和SDE绘制人均排放量的重心转移轨迹曲线，并计算连续性时间序列的重心转移距离，表2给出了等间隔的6个年份的计算结果。

 

表1 工业烟粉尘排放总量及人均排放量的全局自相关指数估计值比较Table 1 Global Moran’s I about emission and intensity of industrial soot & dust

  

年份排放总量全局自相关指数数学期望值统计标准差p人均排放量全局自相关指数数学期望值统计标准差p19980.124 8-0.033 30.110 40.0790.062 1-0.033 30.087 50.130 19990.213 1-0.033 30.115 20.0320.223 0-0.033 30.107 20.023 20000.192 5-0.033 30.111 30.0360.122 4-0.033 30.103 90.069 20010.181 1-0.033 30.119 10.0540.130 8-0.033 30.098 30.058 20020.197 6-0.033 30.112 40.0330.136 4-0.033 30.105 30.062 20030.202 4-0.033 30.111 30.0250.153 9-0.033 30.103 60.052 20040.177 1-0.033 30.109 20.0310.210 0-0.033 30.107 40.020 20050.230 9-0.033 30.115 50.0200.263 6-0.033 30.106 20.009 20060.233 2-0.033 30.114 10.0250.236 8-0.033 30.111 00.018 20070.261 8-0.033 30.112 30.0100.242 0-0.033 30.113 00.016 20080.258 2-0.033 30.113 30.0150.197 4-0.033 30.111 20.034 20090.215 2-0.033 30.114 00.0240.143 0-0.033 30.113 80.070 20100.185 3-0.033 30.114 20.0370.175 7-0.033 30.105 30.030 20110.234 5-0.033 30.108 50.0190.267 1-0.033 30.112 80.013 20120.189 9-0.033 30.109 20.0330.222 9-0.033 30.115 70.033 20130.162 0-0.033 30.106 60.0460.233 5-0.033 30.112 50.027

 

表2 工业烟粉尘人均排放量重心转移情况Table 2 The gravity center shift of per-capita emission of industrial soot & dust emission

  

年份重心坐标经度纬度重心移动方向距离/km速率/(km·a-1)1998113.456°33.256° 2001113.096°34.270°西北157.991 152.663 70 2004112.592°34.431°西北112.053 037.351 00 2007112.599°34.898°北122.636 240.878 74 2010111.336°35.041°西111.007 737.002 56 2013110.980°35.899°西北146.134 448.711 46

排放并处理动物的排泄物，属于兽医的日常工作。现阶段，国内的动物饲养环境相对恶劣，具体表现在排泄物被大量堆积在动物的生活环境中，导致动物感染疾病的几率大大增加。利用现代化设计对沼气池适用的发酵处理系统进行建立，经过发酵处理的禽畜粪便，能够生产出为照明提供动力的沼气，作为猪饲料的沼液以及作为优质有机肥的沼渣，能源得到了最大限度上的回收和二次利用。上文讨论的沼气生态技术，核心为能源开发，纽带为循环利用，通过实践可以得出以下结论：合理应用该项技术，既能够提高养殖业废弃物具有的利用效益，还可以缓解废弃物大量排放导致的环境污染问题。

中国工业烟粉尘人均排放量加权重心点分布于110.980°E～113.456°E、33.256°N～35.899°N，其位置处于中国几何中心(103.50°E，36°N)的东南至正东方向，表明华中、华东和华南地区是高工业烟粉尘人均排放量地区，且工业烟粉尘人均排放量逐步向华东、华北地区集中。南方地区工业烟粉尘排放总量占全国总排放量的比例逐渐减小，西北地区的工业烟粉尘人均排放量相对增长；从工业烟粉尘重心转移的速度看，1998—2001、2010—2013年两个时间段明显高于其他时间段(高出约20%)，与西部经济快速发展阶段在时间上吻合。

研究组术后出现肺部感染1例（1.85%）、应激性溃疡1例（1.85%）、肠道功能紊乱1例（1.85%），总的并发症发生率为3例（5.56%）；而对照组术后出现肺部感染2例（3.70%）、应激性溃疡2例（3.70%）、肠道功能紊乱3例（5.56%），总的并发症发生率为7例（12.96%），研究组并发症发生率与对照组并发症发生率比较，差异有统计学意义（x2=3.036，P＜0.05）。

通过计算历年加权重心可绘制污染物排放的转移曲线，通过重心转移距离(以重心转移度换算)和重心转移方向两个要素来描述人均排放量的转移情况，其计算公式如下：

魏昌龙的想法他能琢磨出，迟恒看过尾砂库治理工程的简报资料，按照设计，刚修好的库坝决不可能溃于汛水、雨水，魏昌龙找不出兴师动众防险抢险的理由，更不敢呼救支援，一旦如此，上上下下就会对这个宣扬的样板工程引起猜测，就有可能暴露出工程质量的粗糙，甚至是连锁反应，多米诺骨牌倒塌。

2.3 减排重点区域的选择及减排控制策略

以工业烟粉尘排放总量和人均排放量作为横纵坐标，以两项指标的中位数为原点位置(29.65，60.55)绘制四象限图(见图2)，其中I～Ⅳ象限分别为双高、低量高人均、双低、高量低人均地区。四川、广东等地通过各方面的改进对两项指标进行了有效地控制[19]，由初期的双高地区转变为污染物控制较好的地区；河北、山西、辽宁、陕西等双高地区始终是重点防治区域；新疆则是新出现的双高地区，指标在全国总体降低的背景下不降反增，在未来的烟粉尘减排规划中应将之纳入减排体系予以控制。内蒙古、黑龙江、云南、江西则是未被纳入1998年的双高地区，其中内蒙古与黑龙江两项指标远超大多数省区，如要控制区域的总体排放量，“十三五”规划中必须对两省进行控制；青海和宁夏虽然属于低排放量地区，但其人均排放量很高，宁夏已被纳入规划重点区域，但青海因其排放量较少而被忽视，“十三五”规划时期需考虑给青海设定减排份额。

  

注：图中各省区名称为简称。

 

图2 工业烟粉尘排放情况分类及重点控制地区Fig.2 Industrial soot & dust emissions catalog and key regions

根据BRUYN[20]的研究，空气污染物的排放量的影响因素可分为技术水平、产业结构和经济规模3个方面。对于其他污染物排放的研究表明，产业结构对污染物变化的影响较小[9]334-339，[21]。此外，中国环境政策对污染物排放的影响较大[22]。因此，本次分析着重讨论生产技术、经济和各阶段政策对工业烟粉尘排放总量的影响进而说明重点区域的选择。

目前，烟粉尘排放的控制技术手段丰富，且各类新技术正在开发[23]。研究期内全国烟粉尘排放强度降低了94%，说明生产技术的革新对于烟粉尘减排具有巨大作用；中国正处在工业化快速发展阶段，经济增长的同时也带来了巨大的环境压力[24]，当技术进步的抑制作用不够明显时，就会出现减排速率迟缓甚至转为增排的情况。

从各阶段的五年规划看，环保工作目标的阶段性差异造成了减排成果的阶段性差异。“九五”和“十一五”规划中都将烟粉尘的减排列为污染治理重点目标，而“十五”和“十二五”规划则更明确收紧了其他污染物的排放指标，烟粉尘减排控制出现阶段性停滞。从长远发展战略来看，西部开发、中部崛起在推动地区经济发展的同时也会给当地带来不容忽视的环境影响，尤其是新疆、内蒙古、宁夏、青海在建设“一带一路”战略的推进过程中面临更大压力，因此在“十三五”规划中明确制定当地的烟粉尘减排的指标是防患于未然之举，也是响应可持续发展的必然选择。

3 结 语

(1) 1998—2013年，工业烟粉尘排放总量呈现阶梯状变化趋势；高排放区和高人均排放量区呈现出数量逐渐减少并在华北地区集聚的态势；ESDA结果也显示华北地区作为长期的高值集聚区，应将其作为重点控制区。

(2) 空间重心转移曲线表明，工业烟粉尘重心的总体转移方向为西北方向，两个快速转移时期分别对应两次大型的经济事件，减排趋势在这两个阶段放缓甚至停滞，显示当前的经济政策产生的环境压力比较大。

启动器线圈过热或电机控制中心MCC断电，使竖炉风机不能启动时，应排查过热或断电原因，排查电机轴承和叶轮是否故障；监视器背面开关、电气盘柜中断路器断开或电气盘柜无电源，监视器无画面时，应排查原因，接通监视器背面开关、电气盘柜断路器或电源；因管中缝隙、阻塞或凝结，烧嘴阻塞或防回火器脏污，引起烧嘴压力仪表读数之间偏差时，需清扫或修理管子、检查烧嘴堵塞、清洁防回火器筛网；炉区燃气气压波动或烧嘴“回火”时，易引起炉区控制器跳电，需排查原因、排除故障。

(3) 建议在“十三五”规划的制定中明确不同地区的烟粉尘减排目标，将内蒙古、黑龙江纳入烟粉尘减排的重点区域，同时考虑将青海、云南作为潜在的重点区域纳入规划当中。

(4) 本研究从宏观角度对中国工业烟粉尘排放总量和人均排放量的空间特征、演化机制进行了研究，结合重点区域大气污染控制的“十二五”规划，在原有大气污染减排控制重点区域的基础上，中国工业烟粉尘的减排重点还需将西北地区的新疆、内蒙古和华北地区的河北、山西，及东北的辽宁、黑龙江列入重点防控计划。未来的研究可有针对性地进行烟粉尘排放的驱动因素分析，深入探讨工业烟粉尘减排的路径和不同区域的减排重点。

参考文献:

[1] WANG S，XING J，ZHAO B.Effectiveness of national air pollution control policies on the air quality in metropolitan areas of China[J].Journal of Environmental Sciences，2014，26(1)：13-22.

[2] 刘炳江.“十二五”主要大气污染物总量减排对策措施[J].环境与可持续发展，2012，37(4)：5-10.

[3] VAN DER A R J，PETERS D H M U，ESKES H，et al.Detection of the trend and seasonal variation in tropospheric NO2 over China[J].Journal of Geophysical Research，2006，111(D12)：1-10.

[4] 张强，耿冠楠，王斯文，等.卫星遥感观测中国1996～2010年氮氧化物排放变化[J].科学通报，2012，57(16)：1446-1453.

[5] 张殷俊，陈曦，谢高地，等.中国细颗粒物(PM2.5)污染状况和空间分布[J].资源科学，2015，37(7)：1339-1346.

[6] ZHU J，CHE H，XIA X，et al.Column-integrated aerosol optical and physical properties at a regional background atmosphere in North China Plain[J].Atmospheric Environment，2014，84(2)：54-64.

[7] WANG G，KAWAMURA K，LEE M.Comparison of organic compositions in dust storm and normal aerosol samples collected at Gosan，Jeju Island，during spring 2005[J].Atmospheric Environment，2009，43(2)：219-227.

[8] TAZAKI K，WAKIMOTO R，MINAMI Y，et al.Transport of carbon-bearing dusts from Iraq to Japan during Iraq’s War[J].Atmospheric Environment，2004，38(14)：2091-2109.

[9] 刘满芝，杨继贤，马丁，等.基于LMDI模型的中国主要大气污染物的空间差异及其影响因素分析[J].资源科学，2015，37(2).

[10] 程钰，徐成龙，刘建，等.1991—2011年山东省工业经济增长的大气污染效应及其时空格局[J].地理科学进展，2013，32(11)：1703-1711.

[11] BAO Y，LI X，FENG X.Spatial data analysis and spatial model[J].Geographical Research，1999，18(2)：185-190.

[12] HSUEH Y H，LEE J，BELTZ L.Spatio-temporal patterns of dengue fever cases in Kaohsiung City，Taiwan，2003-2008[J].Applied Geography，2012，34(2)：587-594.

[13] AVITABILE S C，CALLISTER K E，KELLY L T，et al.Systematic fire mapping is critical for fire ecology，planning and management：a case study in the semi-arid Murray Mallee，south-eastern Australia[J].Landscape and Urban Planning，2013，117(2)：81-91.

[14] 李光强，曾绍琴，邓敏，等.重心转移曲线在时空演化模式表达中的应用[J].武汉大学学报(信息科学版)，2013，38(8)：940-944.

[15] 金淑婷，李博，杨永春，等.中国城市分布特征及其影响因素[J].地理研究，2015，34(7)：1352-1366.

[16] 彭鹃，肖伟，魏庆琦，等.基于公平性的CO2排放权分配研究与应用[J].软科学，2014，28(11)：138-144.

[17] 李建新.西部大开发中的人口与环境问题[J].人口与经济，2002(1)：11-17.

[18] 陈鸿舟.四万亿投资对经济的影响[D].桂林：广西师范大学，2014.

[19] 张伟，蒋洪强，王金南，等.“十一五”时期环保投入的宏观经济影响[J].中国人口·资源与环境，2015，25(1)：138-144.

[20] BRUYN S M D.Explaining the environmental Kuznets curve：structural change and international agreements in reducing sulphur emissions[J].Environment and Development Economic，1997，2(4)：485-503.

[21] GENG Y，WANG M，SARKIS J，et al.Spatial-temporal patterns and driving factors for industrial wastewater emission in China[J].Journal of Cleaner Production，2014，76(4)：116-124.

[22] 张卫东，汪海.我国环境政策对经济增长与环境污染关系的影响研究[J].中国软科学，2007(12)：9-16.

[23] 李昱昊.高温工业烟(粉)尘治理与滤料产业的发展现状及对策[J].纺织导报，2014(1)：88-90.

[24] 蓝庆新，韩晶.中国经济发展的环境效应研究——基于省际面板数据的实证分析[J].北京师范大学学报(社会科学版)，2011(6)：130-137.