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1研究方法
1.1数据来源2005~2012年我国造纸工业的主要数据包括:企业数量、产品产量、用水量、废水排放量、COD排放量、氨氮排放量等,这些数据均来源于2005~2012年的《中国环境统计年报》,并采用中国国家统计局网站公布的数据以及中国造纸协会公开的《造纸工业年度报告》对这些数据进行校核。单位企业的产品产量、主要水污染物(COD和氨氮)排放强度、单位产品的用水量等均由以上数据计算获得。
1.2分析方法为明确我国造纸工业的用水量、废水排放量、主要水污染物排放量等各项指标之间的相关关系和影响程度,并从中筛选出影响我国造纸工业主要水污染物排放量变化的关键要素,采用灰色关联度分析法对我国造纸工业的各要素数据进行分析。相对于其他分析方法,灰色关联度分析法具有思路明晰、信息损失小、对数据要求较低、工作量较少等优点。灰色关联度分析法是将研究对象及影响因素的因子数值视为一条线上的点,并与待识别对象及影响因素的因子数值所绘制的曲线进行比较,比较它们之间的贴近度,分别量化计算出研究对象与待识别对象各影响因素之间的关联度,通过比较各关联度的大小来判断待识别对象对研究对象的影响程度。由于计算出的关联系数较多,采用取平均值的方法将各点的系数集中为一个值,即为关联度。子因素数列的关联度大小代表了该要素与母因素数列的关系密切程度,数值越大,表示该子因素与母因素的关系越密切,影响程度越大。
2结果
2.1我国造纸工业主要水污染物排放特征采用我国造纸工业2005~2012年的企业数量、产品产量、取水量、用水量、废水排放量等数据综合分析了我国造纸工业主要水污染物排放量的变化情况。2005~2012年间,我国造纸工业的单位产品(以吨计)用水量没有显著变化,在123.5~110.7t之间,2012年单位产品用水量比2005年的降低了10.4%。单位产品取水量与单位产品废水排放量降低较为显著,且两者的变化规律较为一致。单位产品取水量从2005年的68.5t降低到2012年的37.2t,降低了45.7%;单位产品废水排放量从2005年的59.2t降至2012年的31.3t,降低了47.1%。单位产品的取水量和废水排放量的降低得益于我国造纸企业持续开展中水回用工程,减少新鲜水的消耗量。据统计,2012年我国造纸工业生产过程水的平均回用率达66.4%。我国造纸工业单位产品的取水量和废水排放量持续减少的同时,主要水污染物排放强度持续降低。2005~2012年,我国造纸工业的COD排放强度从25.73kg/t产品降低到5.69kg/t产品,降低了77.9%,年均降幅达24.1%,且有进一步持续降低的趋势;氨氮排放强度由2005年的0.67kg/t产品降低到2012年的0.19kg/t产品,降幅达71.6%。氨氮排放强度在2005~2008年间快速降低,年均降低32.5%;2008年以后,氨氮排放强度降幅减小,年均降低10.9%。我国造纸行业开展了深入的水污染治理工作,主要水污染物的排放量在2005~2012年间显著减少。COD排放量从2005年的159.7万t减少到2012年的62.3万t,减少了61%,占全国工业COD排放总量的比例从2005年的32.4%降至2012年的20.5%;氨氮排放量从2005年的4.14万t减少到2012年的2.07万t,减少了50%,占全国工业氨氮排放总量的比例从2005年的8.6%降至2012年的8.5%。
2.2我国造纸工业主要水污染物排放量灰色关联度分析结果选择总量类指标(用水量、取水量、废水排放量等)与强度类指标(单位企业产品产量、单位产品用水量、单位产品取水量、单位产品废水排放量、主要水污染物排放强度等)的相关数据,对我国造纸工业主要水污染物排放量与总量类指标和强度类指标的关联度进行了分析。我国造纸工业COD排放量与总量类指标和强度类指标的关联度分析结果。我国造纸工业COD排放量与强度类指标间的关联度显著大于总量类指标。其中,单位产品废水排放量、单位产品取水量及COD排放强度的关联度指标位列前三;取水量、用水量、单位企业产品产量与COD排放量的关联度较弱。我国造纸工业氨氮排放量与总量类指标和强度类指标的关联度分析结果。与COD排放量类似,氨氮排放量与强度类指标的关联度也显著大于总量类指标。其中,氨氮排放强度、单位产品废水排放量和单位产品取水量与氨氮排放量的关联度位列前三;取水量、单位企业产品产量和用水量与氨氮排放量的关联度较弱。从关联度分析结果可以看出,强度类指标与我国造纸工业主要水污染物排放量变化的关联度显著大于总量类指标。这表明,我国造纸企业持续开展了工艺改进与环境治理工程,实际生产工艺和污染治理水平显著提高。我国造纸工业主要水污染物排放量减少与单位产品取水量和单位产品废水排放量的减少密切相关。这主要是由于近年来我国造纸企业持续开展中水回用项目,提高了水资源利用效率,减少了新鲜水取用量。此外,单位企业产品产量与主要水污染物排放量的关联度较弱表明,我国中小造纸企业也开展了较为深入的污染物治理工程,主要水污染物的总量控制工作具备良好的基础。用水量、废水排放量等数据与主要水污染物排放量的关联度较弱表明,近10年的时间里,我国造纸工业的治污水平有一定程度的提高。但我国造纸工业生产工艺与国际先进水平之间仍存在一定差距,需要在后续的污染物总量控制工作中持续推进清洁生产,从源头减少污染物的产生量,降低主要水污染物排放量与排放强度。
3讨论
近10年来,我国造纸工业主要水污染物的治理水平有了长足进步,主要水污染物的排放量和排放强度显著降低,但仍有一定的提升空间。通过与其他国家造纸工业主要水污染物排放标准进行对比发现,我国现在执行的主要水污染物排放标准已经达到或超过大部分发达国家(如日本、荷兰等)对造纸工业主要水污染物排放的要求。目前,我国造纸工业主要水污染物总量减排工作已经开展,有些企业已较为有效地开展末端治理工作,减排潜力得到释放。加强管理和开辟新的减排领域成为我国造纸工业执行国家主要水污染物总量控制政策的重要抓手。根据关联度分析结果,应将工作重点从“浓度管理”方式逐步向提高生产效率、降低主要水污染物排放强度的“强度管理”模式转变。
4我国造纸工业主要水污染物减排建议
4.1改变传统减排模式,开辟废水处理新模式灰色关联度分析结果表明,我国造纸工业主要水污染物排放量的变化与单位企业产品产量的关联度不显著。因此,将几个规模较小的企业合并成较大规模企业的模式并不能从根本上减少主要水污染物排放总量。企业的整体规模偏小是我国造纸工业目前的主要现状,应从实际出发,通过组织相关污水处理企业对中小造纸企业的生产废水进行统一的收集和处理(如工业园的生产模式或专业的污水处理公司),降低主要水污染物排放量、杜绝偷排漏排,以实现主要水污染物排放总量的削减。这一方面能够降低中小造纸企业污染治理成本,提升中小企业开展主要水污染物总量减排工作的积极性;另一方面,可明确监管对象,降低监管难度和成本,持续推进主要水污染物总量减排工作。
4.2由“末端治理,浓度控制”向“前端控制,强度控制”转变目前,我国造纸工业执行的行业排放标准在世界范围内也属严格,尤其是COD和氨氮的排放标准与最为严格的欧盟标准基本一致,但在主要水污染物总量控制方面的相关标准相对缺乏。同时,我国造纸工业主要水污染物的排放总量实际未得到有效控制。因此,应从造纸工艺流程的前端入手,实行清洁生产工艺改造,从根本上减少污染物的产生量,并结合稳定高效的污染物治理设施,进一步降低主要水污染物排放强度,从而实现主要水污染物排放总量的减少。
4.3持续推进节水工程,降低单位产品废水排放量自2008年以来,我国造纸工业单位产品用水量的变化并不显著,目前单位产品的用水量为31.3t,是发达国家造纸工业的2~4倍。因此,应进一步推进节水工程建设,如推进清洁生产工艺、增加中水回用工程等,以减少新鲜水取用量,达到减少主要水污染物排放量和改善环境的目的。
作者:王强刘雅玲叶维丽张文静单位:环境保护部环境规划院