京津冀地區工業廢氣污染的實證研究

一 背景介紹

近年來，隨著京津冀地區經濟的不斷發展，三省市，尤其以河北省主要工業城市為主，如石家莊、保定等，其大氣污染現象日趨嚴重，這不僅制約了京津冀經濟的繼續發展，也對人們的生活產生了不良影響。京津冀地區的工業污染問題與其經濟總量和所處發展階段密切相關。可以說伴隨京津冀地區工業經濟的高速發展，出現了嚴重的環境污染問題。目前，河北省許多城市還處在工業化中期階段，鋼鐵等重工業行業密集；天津的工業結構正在轉型，但重化工業等行業對生態環境影響的壓力依然很大；而北京隨著重工業的轉移遷出，工業發展對環境影響漸小，但總體來說環境污染壓力依然存在。

天津市2016年空氣質量達標天數226天，占全年天數的61.9%；2016年中度以上污染共53天，較2015年有所下降。針對污染問題，天津市2016年繼續貫徹《大氣污染防治行動計劃》和《京津冀大氣污染防治強化措施》的要求，扎實推進清新空氣行動，狠抓“五控”治理，取得了較好的成效。而北京市2017年空氣質量達標天數226天，占全年天數的61.9%；空氣重污染天數為23天，比上一年減少16天。全市空氣質量持續改善，污染物年平均濃度全面下降。2017年，北京市持續推動能源結構清潔化，聚焦揚塵污染問題、“散亂污”企業等，推動全市產業結構優化升級，極大地改善了環境質量。與此同時，在我國空氣質量較差的城市中，衡水、石家莊、邢臺、邯鄲等河北省中南部城市紛紛在榜。根據《環境空氣質量標準》評價，2016年全年河北省低于Ⅱ級的空氣標準的天數為158天，約占全年天數的43.3%，其中重度污染以上天數平均為33天，占全年總天數的9.0%。根據河北省歷年廢氣排放情況，可以看出河北省工業廢氣的排放量除了個別年份有所下降外，其余年份呈現出逐年上升的趨勢。可以說，河北省的大氣污染問題已經十分嚴重。因此，河北省也積極采取行動來防治大氣污染。推動出臺《生態環境保護責任追究暫行辦法》《河北省大氣污染防治條例》等文件，并且爭取中央環保專項資金60.14億元，環境保護投入不斷增加，對石家莊、邢臺、保定等城市進行重點防治。

現今，學術界對于城市大氣污染的研究主要集中于城市大氣污染源和治理措施、環境污染與經濟增長、環保投入與經濟增長等方面。而具體針對城市大氣污染的文獻范圍過于籠統，其研究對象范圍較廣，缺乏針對性。因此，本文進一步細化研究，僅以京津冀三省市工業廢氣的排放為主要對象收集數據，分析影響工業廢氣排放的因素及治理措施。具體從以下幾方面入手：①收集數據，對數據進行描述性統計分析，揭示三省市大氣污染現狀；并著重分析工業廢氣排放在三省市的大氣污染問題中的占比；②運用計量回歸模型分析三省市工業廢氣排放量居高不下的原因和影響因素；③得出結論，分析存在的問題，為其大氣污染改善提出合理建議。

京津冀地區作為大氣污染的重災區，且在工業廢氣排放是污染源的主要來源之一的情況下，有必要對工業廢氣所造成的污染進行研究。研究工業廢氣排放的影響因素不僅有利于京津冀地區實現污染減排，促進協同發展，也可以為其他地區大氣環境治理提供參考價值。

二 文獻綜述

2.1 關于經濟增長與環境污染關系的文獻

隨著經濟的發展，經濟增長與環境污染之間的問題越來越突出，因此，國內外學者對經濟與環境間的關系進行了探討與分析。而環境庫茲涅茨曲線就是眾多學者智慧的結晶。美國經濟學家Grossman和Krueger（1991）首次證實了環境質量與經濟增長之間的關系，指出了經濟增長通過規模效應、技術效應與結構效應三種途徑影響環境質量，發現一國的污染程度在人均收入較低的水平上隨人均GDP的增加而上升，在人均收入較高的水平上隨GDP的增長而下降，兩者呈倒U形曲線。而國內對于環境庫茲涅茨曲線的研究在近幾年內得到較大的發展。施平（2010）發現我國主要環境指標與經濟增長間呈倒N形關系，符合環境庫茲涅茨曲線的基本規律。李鵬濤（2017）采用我國31個省份的數據，運用環境庫茲涅茨曲線對環境污染與經濟增長的關系進行了分析，發現廢氣污染與經濟增長間的關系呈現倒U形關系，且廢氣污染與經濟增長目前仍存在正相關關系，解釋了近年來霧霾問題嚴重的原因，廢氣治理形勢依然嚴峻。另外，聶巧平、王夢穎（2015）的研究以環境庫茲涅茨曲線為基礎，證實了我國目前仍處在工業化的中期階段，可以通過優化產業、促進創新等措施推動經濟與環境的和諧發展。

2.2 關于工業廢氣污染問題的文獻

在環境污染話題中，工業“三廢”問題一直是諸多學者研究的重點。工業廢氣污染治理更是重中之重。其中一些研究（柏立森、劉偉，2016）發現工業生產會產生大量工業廢氣，對環境產生了極大危害，是霧霾問題產生的直接原因。落實監管制度、完善工業廢氣治理技術等是改善工業廢氣污染的主要措施。在我國工業廢氣的治理方面，向書堅、吳淑麗（2012）的研究運用DEA方法對工業廢氣治理技術效率進行了分析。研究結果顯示，工業廢氣治理技術效率存在地區性差異，且自西部向東部治理效率遞減。彭熠等（2013）通過建立動態面板模型，采用差分廣義矩估計方法分析了環保投資對工業廢氣排放的影響，并得到了正面性的結論，認為環保投資的增加有利于解決工業廢氣污染問題。王梓慕、高明（2017）分析研究了環境政策、環保投資和公眾參與對工業廢氣排放的影響，得出三者對工業廢氣減排存在正面影響和累積效應的結論。另外一些研究（徐慶嫦，2012；張燦，2017）則提出了關于工業廢氣治理技術的具體方法，如對工業廢氣進行分類處理，分揮發性有機廢氣、粉塵廢氣等；或者采用催化燃燒法、光分解法等，以期促進我國工業廢氣問題的解決。

2.3 關于京津冀地區工業廢氣污染問題的文獻

目前，大部分的文獻研究內容范圍較廣，而將研究視角聚焦到某一地區的研究相對較少，但也不是無跡可尋。例如，江靜、郭偉（2016）采用定性與定量相結合的分析方法，從京津冀工業污染特征、污染治理現狀方面分析了京津冀工業污染及其治理現狀，對比分析了京津冀三地工業污染中存在的問題。劉德智、蔡海標（2008）運用動態計量模型對河北省工業廢氣的排放與治理做出了分析。其研究結論認為，河北省對于工業廢氣排放的控制技術并不十分完善，技術水平沒有得到根本性提高，經濟效益低下。王歡（2017）在碩士學位論文中探討了河北省環保投資對工業廢氣排放的影響，運用多元回歸模型考察了相關變量間的聯系，將河北省的工業廢氣排放效應分解為規模、結構和技術三種效應，并承認了規模效應的主要促進作用。

綜合上述文獻可知，對于環境問題的研究已經由主要集中于探索環境與經濟增長間的宏觀關系轉變到探索更為具體、更為微觀的層面。而對于城市工業廢氣，目前研究主要集中于治理技術與措施、環保投資與污染減排效率等方面，而對造成工業廢氣大規模排放的因素則缺少研究。因此，本文將研究視角聚焦到京津冀的工業廢氣影響因素與治理措施上，運用計量經濟模型對影響工業廢氣排放的因素進行探究，并在此基礎上分析治理京津冀尤其是河北省工業污染問題的有效措施。

三 方法與數據

3.1 關于工業廢氣排放的理論概述

工業廢氣指企業燃料燃燒和生產過程中產生的各種排入空氣的含有污染物氣體的總稱。主要包括：二氧化碳、二硫化碳、氮氧化物、煙塵及生產性粉塵等，排入大氣，會污染空氣。工業廢氣的不斷排放會對環境造成極大的污染。目前，在現有的研究中，分析環境規制、經濟發展等因素對工業廢氣排放的影響占據了主流地位。據此本文將著重分析上述影響因素所涉及的理論概念。

（1）環境庫茲涅茨曲線（EKC）

EKC認為人均收入的增長可以引起環境質量的改善。Grossman和Krueger（1991）針對北美自由貿易區談判中，美國人擔心自由貿易惡化墨西哥環境并影響美國本土環境的問題，首次實證研究了環境質量與人均收入之間的關系，指出了污染與人均收入間的關系為“污染在低收入水平上隨人均GDP的增加而上升，在高收入水平上隨GDP的增長而下降”。EKC揭示了環境質量開始隨著收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后隨收入的增加而改善，即環境質量與收入為倒U形關系。

（2）市場失靈理論

所謂市場失靈，指市場經濟自身固有的缺陷以及外部環境的某些制約，導致僅僅依靠市場機制不能實現資源有效配置的情況。市場失靈的原因主要有：①市場壟斷的存在，壟斷會導致資源配置的低效率或無效率。②外部效應的存在，企業只追求私人利益而忽略社會利益，使得環境污染加重，負外部性產生。③信息不充分的存在。

3.2 關于影響京津冀三省市工業廢氣排放的數據來源

（1）建立模型

本文對影響京津冀三省市工業廢氣排放的因素進行回歸分析，并探討了其中的關系。由于數據選取的約束性，本文在進行多方收集后選用以下四組數據作為回歸分析的自變量和因變量：三省市工業廢氣排放總量、主要能源產品消費量、工業污染治理投資完成情況及人均國民生產總值。為了驗證以上因素對工業廢氣排放的影響，本文通過構建關于以上變量的時間序列模型進行回歸分析。同時，為了消除變量間可能存在的多重共線性和異方差問題，模型采用對數形式，從而使時間序列數據具有平穩性，模型如下。

lnGAS=C+α₁lnRGDP+α₂lnEC+α₃lnEI+μ

其中，GAS為京津冀三省市2007～2016年工業廢氣排放總量，為回歸模型的因變量；RGDP為人均國民生產總值；EC為主要能源產品消費量；EI為工業污染治理投資完成情況；α₁、α₂、α₃為各變量回歸的系數；μ為隨機誤差項。

（2）變量選取和數據來源

本文研究的樣本區間為2007～2016年，在所使用的樣本數據中，京津冀三省市工業廢氣排放總量、主要能源產品消費量、工業污染治理投資完成情況、人均國民生產總值摘自國家統計局網站分省年度數據；其他未做特別說明的數據均摘自相應年份的環境狀況公報。模型中各變量的設定如下。

工業廢氣排放總量（GAS）

GAS為三省市2007～2016年工業廢氣排放總量，是回歸模型的因變量。為簡化模型，將其設定為二氧化硫、氮氧化物、工業煙（粉）塵三項排放量的加總。

人均國民生產總值（RGDP）

以RGDP作為自變量之一，指在以RGDP為基礎，分析經濟增長對工業廢氣排放量的影響。

主要能源產品消費量（EC）

從可能產生廢氣的能源產品入手，在經濟產業層面分析其對工業廢氣排放量的影響。

工業污染治理投資完成情況（EI）

政府政策影響工業污染治理投資，在自變量中加入EI項可以從政府政策層面分析其對工業廢氣排放量的影響。

在模型設定中，本文吸收了現今學術界關于環保投資、環境規制等因素對工業廢氣排放的影響觀點，在此基礎上，又通過選用人均收入、主要能源產品消費量兩項指標從經濟增長和產業結構方面對工業廢氣排放的影響進行了分析，從更加多元的角度對工業廢氣污染這一問題進行了實證研究。

四 實證結果

4.1 京津冀地區工業廢氣排放的現狀分析

目前京津冀地區環境質量穩中向好，環境安全得到有效保證，但總體上環境質量形勢依然嚴峻，尤其以河北省為重污染區。2016年全年河北省低于Ⅱ級的空氣標準的天數為158天，約占全年天數的43.3%，其中重度污染以上天數平均為33天，占全年總天數的9.0%。京津冀地區工業廢氣排放總量的變化可以從宏觀上反映三省市現今工業廢氣的排放現狀，數據來源于相關年限的《中國環境統計年鑒》。

通過數據分析可以得出在2007至2016年度，京津地區工業廢氣排放量呈現先上升后下降的趨勢，2012年為轉折點。與此同時，河北省工業廢氣排放總量在2010年后增長迅速，近幾年來又呈現下降趨勢，但現今的工業廢氣排放量與2007年相比仍處于較高程度。從排放總量上看，京津地區工業廢氣的排放量遠低于河北省工業廢氣的排放量，兩者差距極大。從中也可以發現，河北省工業廢氣污染在京津冀地區的污染問題中占據了較大的比重（見圖1）。京津冀地區，尤其是河北省的工業廢氣治理仍任重道遠。

圖1 京津冀地區工業廢氣排放總量

4.2 關于工業廢氣排放的回歸結果分析

本節在上節所述模型中新加入了環保投資滯后兩期的結果進行回歸分析。另考慮到人均國民生產總值（RGDP）與工業廢氣排放總量之間可能存在二次關系，在回歸時加入了RGDP的二次項。在對各變量進行分析時，可得到因變量和自變量間的散點圖，如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 人均國民生產總值與工業廢氣排放總量的相關性

由圖2、圖3、圖4三組散點圖可知，因變量GAS與自變量RGDP間呈現負相關關系；而GAS與另外的自變量EI和EC呈現正相關關系。經過回歸后，可得到表1。

圖3 主要能源產品消費量與工業廢氣排放總量的相關性

圖4 工業污染治理投資完成情況與工業廢氣排放總量的相關性

表1 京津冀地區回歸分析表

表1 京津冀地區回歸分析表-續表

因此，從回歸結果可以看出，R²=0.9454、，表明模型整體上擬合程度較好；其中主要能源產品消費量（EC）項的t值高于5%顯著性水平下的臨界值t_0.025=2.048，并且主要能源產品消費量（EC）值為正，說明能源消費的增加會加劇工業廢氣排放量的增加，符合常識；此外，京津冀地區工業污染治理投資完成情況（EI）的系數為正，說明治理工業廢氣投資在當期并沒有對工業廢氣排放量的減少起到促進作用。EI（-1）的系數為正，說明滯后一期的治理投資額同樣未對工業廢氣排放量的減少起到作用。而EI（-2）的系數為負，說明滯后兩期的治理投資額可以起到減排效果，其系數相較于EI和EI（-1）而言較大，而且顯著，說明治理減排效果要至少2年后才起作用。所以從總體上來看，京津冀地區工業污染治理投資完成情況對工業廢氣排放總量的減排效果并不十分明顯。

而在對京津冀地區的工業廢氣污染現象的現狀進行分析時，可以發現，河北省的工業廢氣排放量遠超于京津兩地，因此，本文將對河北省和京津兩地的數據分布進行回歸，以探索京津冀地區工業廢氣污染的源頭。回歸結果如表2所示。

表2 分省回歸分析結果

表2 分省回歸分析結果-續表

通過回歸分析可知：京津地區RGDP的二次項值小于河北省，EKC曲線表明京津地區經濟發展水平高于河北省，且其人均GDP對工業廢氣排放的影響較河北省顯著；而河北省EC的回歸結果高于京津地區，說明在主要能源產品消費量對工業廢氣排放的影響上，河北省高于京津地區。以上兩項數據生動地說明了河北省與京津地區經濟發展方式的差異，即河北省還處在工業化中期階段，重化工業的特征明顯；京津地區第三產業快速發展、工業結構正在轉型，工業發展對環境影響漸小。此外，通過對EI及其滯后項的分析，也可以發現，京津地區工業污染治理投資完成情況對排放量的影響由不顯著到顯著，說明京津地區的環保治理投資是有效用的，至少要等到治理投資額下發的一年后才起作用；而河北省則正好相反，其工業污染治理投資完成情況對排放量的影響十分不顯著，但這主要是由于數據樣本的限制，目前可收集的數據樣本量較小。通過以上分析可知，京津冀地區的工業廢氣污染問題依然嚴峻，而河北省存在的問題尤為嚴重。

五 結論與建議

本文從京津冀地區空氣質量及環境污染的現狀入手，分析得出目前京津冀地區空氣質量問題的主要因素在于其工業廢氣污染嚴重，并據此通過收集三省市數據，用建立計量回歸模型的方法對影響工業廢氣排放量的因素進行了探究；并根據回歸結果進行分析，得出了現今京津冀地區工業污染廢氣排放與治理兩者間存在的問題。

首先，經濟發展水平是工業廢氣排放的根源性因素。京津冀地區經濟發展水平的差異導致了其產業結構的不同變化；而產業結構的不同又促進了以重化工業為主的地區，如河北省的能源消費總量增加，使得京津冀地區中，河北省的工業廢氣排放量“獨占鰲頭”。

其次，投資不足，導致產業結構不合理。京津冀地區工業污染治理投資占工業GDP的比重持續變化，但這種變化只是趨從于國家整體狀況的一種變化。投資方式單一，治理投資供給滿足不了日益增長的需求。在產業結構上，天津、河北的產業結構主要以能耗高的工業為主，北京以第三產業為主，所以京津冀地區的產業結構不利于污染治理。

最后，治理機制不合理導致治理效果不佳。政府及環境部門在污染治理研究中的深度和力度不夠。京津冀地區污染現狀中治理投資增長率與工業GDP增長率比值普遍較小，即沒有達到與經濟增長相協同的內生增長機制。缺乏與治理相配套的監管機制，治污企業得不到專業的污染治理服務。從京津冀整體的治理情況來看，“三廢”的排放量還會增加，治理效果短期內得不到改善，污染在近期不能得到又好又快的防治。

因此，本文提出完善京津冀地區工業廢氣污染治理的對策如下。

第一，加強機構協調，促進聯防聯治。京津冀地區污染治理需政府部門等機構聯動，一起開展預防工作；各機構注重加強工作人員專業知識培訓，定期組織專業培訓；不同地區的防治機構制定聯防政策，隨時把握環保變化動向，高效審查其運作過程。

第二，加大立法保障，強化協同監管。落實法律法規，明確各部門的權責，并實時監察執行情況；嚴格監管企業環保標準；建立環境審計和終身追責制度，加大京津冀地區對環境污染行為的制裁力度。通過這些方法，有效促進企業實施環保措施。

第三，運用經濟手段，促進市場化。建立跨區域環保基金會，對處理污染事件提供資金幫助；將環境經濟市場化，吸納社會資本，拓寬融資渠道，促進地區資源共享，提高治理效率；針對中小型企業的污染治理，政府應大力扶持，允許通過環保證券等方式吸引社會閑散資金，動員社會力量形成多維合力。

第四，加強投入，增大宣傳。加強政府環保資金的投入、環保思想的宣傳以及環保工作的監管。政府若想做好環保工作，首先就得建立健全環保資金保障機制，加強環境保護知識的宣傳與教育，不斷更新、豐富環境保護的內容與知識，提高公眾的環保意識，發動群眾的力量來保護環境、改善環境質量。

第五，發揮地區優勢，調整產業結構。按京津冀協同發展的要求，發揮北京科技優勢，聯合天津，帶動河北，研發和推廣使用治污技術。促進產業升級，優化工業內部結構，提升區域高技術制造業的份額。

第六，積極提倡公眾參與。加強社會監督，引入公眾參與，構建全民行動格局。公眾可以直接向環保機構索取相關項目的數據如環境影響評價報告。通過調動各方積極性，形成政府、企業和公眾多元互動的環境治理參與主體，充分發揮多元主體的作用，增進公共利益，強化治理成效，提高環境質量。

綜上所述，京津冀地區應加強污染防治以及管理力度，降低廢氣的排放量以及危害性。從提升社會大眾觀念入手，通過環保理念的普及，提高大眾對環保問題的重視，以此增強社會監督作用，多方面加強工業廢氣污染治理，實現京津冀地區可持續化的工業發展。