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1、能源消费产生的SO和工业烟尘排放量时空演变分析简介 彭远新1,2, 林振山1 1.南京师范大学地理科学学院,南京210046; 2.枣庄学院,山东枣庄277160 :能源消费产生的大气污染问题已严重危及人类的生存和发展,研究我国空气污染的时空变化,关系到国计民生问题。论文利用重心模型研究发现: ①如果以1990年的SO2污染物重心(113·83°E、34·03°N)为起点,17a来我国SO2污染物重心差不多是沿西南45°方向运动; ②如果以1990年的烟尘污染物重心(115·52°E、36·18°N)为起点,17a来我国烟尘污
2、染物重心差不多是沿西南45°方向运动; ③上述两大污染物运动规律是由于17a来我国能源消费重心差不多也是沿西南45°方向运动,同时还与中西部地区技术水平落后有关。 关 键 词:空气污染;重心转移;重心模型;能量消费 当前环境的污染和破坏已发展到成为威胁人类生存和发展的世界性重大社会问题。我国是世界上环境污染物排放量最大的国家之一。中国2005年SO2排放总量高达2549×104,t居世界第一,我国燃煤SO2排放约占总排放量的85%~90%[1]。中国也是世界第二大CO2排放国,80%的CO2来自煤炭燃烧[2-3]。工业是制造环境污染的
3、重要力量,自然界中约80%的污染物来自工业企业[4]。据我国环保总局估计,工业污染占全国污染总量最高时达70%,其中包括70%的有机水体污染,72%的SO2排放量,75%的烟尘[5]。因能源消费所造成的CO2、粉尘及SO2等废气排放已成为全球关注的焦点问题之一[6]。 大多数学者多从污染产生的原因、防治、预报等方面进行探讨。丹麦学者JesFenger研究了空气污染的产生和危害[7]。彭希哲等分析了上海市空气污染状况及人群健康经济的损失[8]。齐玉春等研究能源领域温室气体的产生原因和减排对策[9]。薛皎亮等利用监测数据研究太原市空气的SO2
4、污染随年际、季节变化规律[10]。尚可政等利用动力学模型对空气污染进行预报分析[11]。刘峰等用伴随方程研究空气污染的优化控制[12]。而对污染的时空变化规律极少涉及,耿海青等通过半方差分析和克里格空间内插法,研究了我国SO2污染在不同城市时空演变分析[1],认为1990—2000年间中西部地区城市SO2污染呈现加重趋势。本文拟采用重心模型探索因能源消费而引起的空气污染的时空演变,以期发现空气污染的时空变化规律,供政府决策部门和有关学者参考。本文中的能源主要指煤炭、石油、天然气等一次能源。 1 区域重心概念与计算方法所谓的区域重心概念就是
5、借助物理学的物体求质心或重心的方法,假设一个大区域由若干个小区域构成,第i个小区域的中心坐标为(Xi,Yi),Mi为该小区域的某种属性值,则该属性意义下的区域重心坐标为[13]:X=∑ni=1MiXi/∑ni=1MiY=∑ni=1MiYi/∑ni=1Mi(1)当某一空间现象的空间均值显著区别于区域几何中心,就指示了这一空间现象的不均衡分布,或称“重心偏离”。 偏离方向指示了空间现象的“高密度”部位,偏离的距离则指示了均衡程度[14]。不同时间(时代)某种属性值的区域重心坐标的变化,直接刻画了该属性(如某种污染物指标)随时间演变的路径。计算
6、区域重心时,可以将(Xi,Yi)取为各行政区域单元的首府坐标,Mi可以为不同意义的属性值(如人口、耕地等)[15]。 美国学者从19世纪70年代就开始利用重心原理对社会、经济等方面进行研究。国内学者对此应用较晚些。樊杰和i为SO2排放量(t),计算1990年至2006年共17a的SO2污染物重心坐标,发现:①17a的SO2污染物重心变化显著,但全部都落在我国的东南。 如1990年位于113·83°E、34·03°N,2006年位于113·28°E、33·52°N,均沿东南方向偏离我国的几何中心(103°50′E、36°N);②上一世纪的
7、90年代我国SO2污染物重心明显东移,而本世纪起我国SO2污染物重心明显呈现出向西南运动的趋势;③如果以1990年的SO2污染物重心(113·83°E,34·03°N)为起点,17a来我国SO2污染物重心差不多是沿西南45°方向运动的。17a来我国SO2污染物重心总体向南偏移56·77km,年均向南移动3·34km;向西移动61·22km,年均向西移动3·60km。 3·2 烟尘污染重心偏移在式(1)中取Mi为烟尘排放量(t),经计算发现烟尘污染物重心1990年位于115·52°E,36·18°N,2006年位于113·81°E、34·6
8、6°N,也均偏离了我国的几何中心(103°50′E,36°N),呈现出偏向中国西南运动的趋势(图2)。从图2可以明显看出,如果以1990年的烟尘污染物重心(115·52°E,36
