长江流域环境污染事故频数动态变化及影响因素分解研究

调查研究
2017年第13期总第466期
摘要：运用因素分解方法，将影响环境污染事故频数变化的因素分解为经济规模、风险控制技术水平、产业结构调整和环境污染末端治理状况，构建了环境污染事故频数变化无残差因素完全分解模型，对长江流域2000—2015年的环境污染事故进行实证分析。

结果表明：（1）长江流域环境污染事故频数呈不断下降趋势，年变化值为-117起，其中经济规模、风险控制技术、产业结构调整和环境污染末端治理的贡献分别为123、-259、4和15起。

（2）经济规模的增量效应和风险控制技术的减量效应是流域环境污染事故频数变化的决定性因素。

未来流域应进一步发
挥风险控制技术进步对环境污染事故的遏制作用，同时要切实推进产业结构调整，加大环境污染治理投资，使其发挥应有的环境风险控制作用，降低环境风险向环境污染事故转化的概率。

关键词：完全分解模型；规模效应；技术效应；产业结构调整效应；末端治理效应
伴随着工业化、城市化进程的推进，我
国环境污染事故频发，往往造成重大环境破坏，给人民生命与财产安全构成巨大威胁，环境污染事故已成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。

因此，环境污染事故研究受到越来越多的关注，并在时空分布规律[1]、风险区划[2]、污染物时空迁移、扩散模拟[3]
、快速处置技术和应急预案
[4]
等方面开展了很多研究，这都为环境污染
事故风险防范和应急决策提供了依据。

但是，目前针对环境污染事故发生机理的研究相对较少，而弄清环境污染事故成因与发生机理是有效开展环境污染事故风险管理、降低事故发生概率的前提和依据。

因素分解作为定量研究各种影响因素对目标变量相对重要性的方法,为识别目标变量变化成因提供了有效的研究方法[5]，并广泛运用于节能减排领域的研究，如评估经济发展、技术进步、产业结构等因素对资源消耗、污染物排放、温室气体排放等的
增量效应或减量效应，并取得了很好的结果[6,7]，然而运用因素分解方法评估不同影响因素对环境污染事故发生频数的影响研究却较少。

本文利用因素分解方法，构建环境污染事故频数变化无残差因素完全分解模型，并对长江流域2000—2015年的环境污染事故动态变化进行分解，定量分析不同影响因素对流域环境污染事故频数的贡献，探讨流域环境污染事故发生机理，为流域事故风险防范关键点的把控以及防范措施的优化提供决策依据。

一、研究方法
1.数据获取与处理
数据资料主要来源于2000—2015年
《中国统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》，主要获取了长江流域各省、自治区、直辖市
环境污染事故历史数据及其经济规模、工业总产值、环境污染治理投资等数据（其中，2007年数据缺失）。

2.完全分解模型根据“共同导致，平等分配”的原则，Sun [9]提出的完全分解模型，成为了目前因素分解最常用的方法。

假设目标变量由x 和y 共同决定，即V =xy 。

在时间段[0,t]
内，变量的变化值ΔV 可根据下式计算：ΔV =V t -V 0=x t y t -x 0y 0(x t -x 0)y 0
+
(y t -y 0)x 0+(x t -x 0)(y t -y 0)=y o Δx +x 0Δy +Δx Δy (1)式中y o Δx 和x o Δy 是因素x 和y 的变
化对目标变量V 总变化的贡献，而Δx Δy 是
完全分解模型中的剩余项。

根据“共同导致，平等分配”的原则，完全分解模型将剩余项平均分配给因素x 和y 。

因此，
两因素的完全分解模型为：ΔV =V t -V 0，而两个
因素的贡献分别为：
X eff =y 0Δx +12Δx Δy ；y eff =x 0Δy +12
Δx Δy ，
且ΔV =X eff +Y eff (2)
一般地，若目标变量V 由n 个因素决定，即V =x 1x 2∙⋯∙x n ，则ΔV =n 项Δ的1次幂的(Δx i ,i =1,2,⋯,n )+
n (n =1)
2!项的Δ的2次幂(Δx i Δy j ,i ≠j )+n (n -1)(n -2)
3!
项的△的
3次幂(Δx i Δx j Δx k ,i ≠j ≠k )+⋯+1项的
的
n (n -1)(n -2)⋯2×1
3!
n 次幂
(Δx 1Δx 2Δx n -1Δx n )。

根据“共同导致，平等分
配”的原则，n 因素的完全分解模型为：
ΔV =X 1eff +X 2eff +⋯+X (n -1)eff X neff ，且X ieff =
V 0x io △x i +∑x ≠j V 02x io x jo +∑x ≠j ≠k V 0
3x io x jo x ko +⋯+1n
△x i △x j ⋯△x n (3)3.环境污染事故因素完全分解模型的构建
基于Sun [9]提出的因素完全分解模型，构建环境污染事故频数的因素完全分解模型，定量分析不同影响因素对流域环境污染事故频数的增量效应或减量效应。

本文将环境污染事故频数看作是经济规模
（G ：流域GDP 总量）、产业结构状况（S ：工业产值占GDP 的比重）、风险控制技术水平（T ：
单位环境污染投资的环境污染事故发生次数）和末端治理状况（E ：环境污染治理投资占工业总产值的比重）等4个因素共同作用的结果，即在[0,t]时间段内流域环境污染事故频数由规模效应（G eff ）、产业结构效应
（S eff ）
、技术效应（T eff ）和末端治理效应（E eff ）
综合作用的结果，则环境污染事故频数的完全分解模型可用式4表示：
NE t =G t S t T t E t =GDP t ×
(工业总产值)t
GDP t
×(4)
（环境污染事故数）t
（环境污染治理投资额）t ×
(环境治理投资额)t (工业总产值)t
长江流域环境污染事故频数动态变化
及影响因素分解研究
杨小林
顾令爽赵晔李义玲
DOI:10.16653/ki.32-1034/f.2017.013.035
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2017年第13期
总第466期
式中：NE t 第t 年的环境污染事故发生总数，G t 、S t 、T t 、E t 分别表示第t 年的GDP 总量、产业结构调整状况、风险控制技术水平和末端治理状况。

在时间段[0,t]内，流域环境污染事故频
数的变化值ΔNE =NE t -NE c 。

根据完全分解模型，因子G 、S 、T 、E 的变化对ΔNE 的贡
献分别可通过公式5-8计算：
G eff =S 0T 0E 0ΔG +12ΔG (ΔST 0E 0+ΔTS 0E 0
+ΔES 0T 0)+13
ΔG (ΔS ΔTE 0+ΔS ΔET 0+ΔT ΔES 0)+14
ΔG ΔS ΔE ΔT
(5)S eff =ΔST 0E 0G 0+12
ΔS (ΔGT 0E 0+ΔTG 0E 0
+ΔEG 0T 0)+13ΔS (ΔG ΔTE 0+ΔG ΔET 0+ΔT ΔEG 0)+14
ΔG ΔS ΔE ΔT (6)
T eff =S 0G 0E 0ΔT +12
ΔT (ΔSG 0E 0+ΔGS 0E 0
+ΔES 0G 0)+13ΔT (ΔS ΔGE 0+ΔS ΔEG 0+ΔG ΔES 0)+14
ΔG ΔS ΔE ΔT (7)
E eff =S 0T 0G 0ΔE +12
ΔE (ΔST 0G 0+ΔTS 0G 0
+ΔGS 0T 0)+13ΔE (ΔS ΔTG 0+ΔS ΔGT 0+ΔT ΔGS 0)+14ΔG ΔS ΔE ΔT (8)
因此，环境污染事故频数的变化量可由式9计算：
ΔNE =G eff +S eff +T eff +E eff
(9)
若G eff 、S eff 、T eff 和E eff 为正值则表示经
济规模、产业结构调整、技术进步和末端治理状况的变化将增加环境污染事故的频数，其变化值表示各因素的增量效应；反之，负值则表示各自的减量效应。

二、结果与分析
1.长江流域环境污染事故动态变化特征
图1显示2000—2015年长江流域环境污染事故频数介于226~1980起，共计12990起，平均928起/年。

其中，2000年流
域事故发生频数最高，达1980起，占全国环境污染事故的83.2%，2015年事故发生次数最低，为226起。

自2000年以来，长江流域环境污染事故频数呈“波动下降”趋势，2000—2015年流域环境污染事故频数下降了89%，年均下降5.6%。

但2010—2013年环境污染事故频数出现反弹，环比增长5.6%、18.8%、7.4%、43.2%。

图12000-2015年长江流域环境
污染事故动态变化
2.环境污染事故频数的影响因素分解
构建环境污染事故频数因素分解模型，对长江流域2000—2015年环境污染事故频数动态变化做出因素分解，分析经济规模、风险控制技术水平、产业结构调整和末端治理等因素的变化引起的环境污染事故频数的增量或减量效应。

4种不同因素的叠加效应导致流域环境污染事故频数不断下降，2000—2015年长江流域环境污染事故频数从1980起下降到226起，年度变化值为-117起，其中经济规模、产业结构调整、风险控制技术和末端治理的贡献分别为123、4、-259和15起（表1）。

表1长江流域环境污染事故发生
影响因素分解
时间
2000-20012001-20022002-20032003-20042004-20052005-20062006-20072008-20092009-20102010-20112011-20122012-20132013-20142014-2015均值
因子贡献值
G eff
161152233266193152141346268445343
122123
S eff 538
17-5956-10
237-7-11017
-18-364
T eff -380-449-339-654-171-521-241-52-57-10-4184
-262-247-259E eff -3274756
25-11
-109-13-44208
1733-6715ΔNE
-493186
-83-42267-488-90-54186430
188-243-154-117
2000—2015年规模效应均为正值，介
于34~266起之间，增量效应的均值为123起。

这表明经济规模的增长是造成流域环境污染事故频数增加的主要因素。

2000—2011年规模效应呈“先不断升高，而后逐渐减弱”的趋势，其中2003—2004年规模效应最为显著，达266起，2008—2009年规模效应最弱，仅为34起，这与杨洁等[5]对环境污染事故发生与经济发展的动态关系的研
究结果相一致，即环境污染事故发生并非与经济发展完全同步变化，随着经济增长和经济实力的积累，环境污染事故的频数总体不断减少。

长江流域产业结构效应呈现不断波动的特点，介于-59~56起，部分年份出现减量效应，但产业结构效应均值为正值（4起）。

这主要是由于我国正处于工业化中后期，高污染、高消耗、高风险的发展模式短期内难以改变，不断提高的工业化速度和流域产业结构现状仍然是环境污染事故频数增加的促进因素。

2000—2015年技术效应值波动较大，
介于-654~84起，多年技术效应均值为-259起。

若其他因素保持不变，环境风险控制技术可使流域环境污染事故发生起数下降
259起/年。

结果表明环境风险控制技术在环境污染事故的控制方面贡献非常大，其中，2000—2007年技术效应的贡献最为明
显，介于-654~171起。

长江流域2000—2015年末端治理效应值介于-327~475起，虽部分年份出现减量效应，但2000—2015年末端治理效应均值为15起，说明长江流域环境污染治理状况没有对事故频数的增加起到应有的遏制作用，污染物排放的末端治理状况堪忧。

因此，未来应继续增加环境污染末端治理的投资，降低污染物排放，以提高末端治理的减量效应。

三、讨论与建议
长江流域面积达180万km 2，占我国国土面积近18.8%，流域内资源丰富，特别是水资源总量约占全国36%，生态地位突出；同时，它横跨三大经济地带，经济总量巨大，已成为我国国土空间开发中重要而又极具潜力的经济区域。

[10]2016年9月，《长江经济带发展规划纲要》正式印发，未来长江流域将是我国经济发展的重要增长极。

改革开放以来，我国经济快速发展，工业化进程快速推进，随之而来的是环境状况日益恶化，环境污染事故频发。

本研究数据统计结果发现2000—2015年长江流域环境污染事故12990起，占全国环境污染事故发生总数的83.2%。

可见，长江流域是我国环境污染事故高发区、密集区。

由于长江流
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域人口密集、生态环境脆弱，环境污染事故一旦发生势必给长江流域经济社会、生态环境造成巨大影响。

通过对长江流域环境污染事故频数因素分解分析发现，经济规模效应的贡献率为正，表明流域经济总量的增长会导致环境污染事故频数增长，技术效应的贡献率为负，表明风险控制技术水平的提高对流域环境污染事故发生起到了明显的抑制作用。

然而，多年产业结构效应和末端治理效应均值均为正，表明目前流域产业结构调整、环境污染末端治理对环境污染事故的发生没有起到应有的抑制作用，未来流域产业结构调整、环境污染的末端治理任重道远。

基于长江流域环境污染事故频数的影响因素分解，风险控制技术是抑制环境污染事故发生的最主要因素，所以未来应进一步依靠科技进步，加大环境风险控制技术的投资，大力发展和推广应用先进的环境风险控制技术，制定并完善环境应急预案，健全环境应急指挥系统，配备应急装备和风险监测设备，进一步加强环境污染事故发生过程中关键点的控制，避免风险转化为事故。

我国正处于工业化的中后期，快速的工业化是导致区域环境污染事故频发的深层原因。

因此，只有不断调整与优化产业结构，方能从长远角度更好地控制事故的发生。

产业结构效应分析结果表明流域产业结构调整现状无法有效抑制环境污染事故发生，未来产业结构调整任务艰巨。

所以地方政府和部门应出台措施，以调结构促发展为根本出发点，培育经济新增长点，不断发展低能耗、低污染的第三产业，降低第二产业的规模和比重，特别是禁止高污染、高能耗、高风险的项目上马，通过产业结构调整来抑制环境污染事故发生。

结果显示经济规模增长是环境污染事故发生的主要促进因素，但从长远看，经济增长对环境污染事故频数增长的促进作用不断减弱。

这主要是因为经济增长对技术进步、产业结构调整和政府、企业环境风险管理控制能力提升等方面构成了强有力支撑。

这与前人研究结果一致，即随着经济增长，环境污染事故的发生、环境污染物排放总量存在倒U 型环境库兹涅茨曲线[11]，也就是在国家经济发展水平较低时，环境污
染风险处于低水平，随着经济的增长，污染水平会爆发式增长，当处于特定的经济水平时，环境污染水平会持续下降。

流域末端治理效应对污染事故频数的抑制作用不明显，表明长江流域环境污染末端治理效应具有随机性，环境污染事故频数与污染末端治理效应分离。

未来流域应不断加大环境污染治理投资，落实环境污染物的治理；开展老旧企业技术改造或开展清洁生产，加强空气、水体、土壤等污染物治理设施建设，加强城市污水、生活垃圾、粪便处理处置设施投资，使污染物达标排放。

四、结论
本文在分析2000—2015年长江流域环境污染事故频数动态变化的基础上，运用无残差完全分解模型定量分析了不同影响因素对流域环境污染事故频数的影响，主要结果：（1）2000—2015年流域环境污染事故介于226—1980起，年均928起。

总体而言，长江流域环境污染事故频数呈“不断下降”趋势。

（2）因素分解分析表明，规模效应与风险控制技术效应解释了长江流域环境污染事故频数变化的大部原因，其中经济增长促进了流域环境污染事故频数的增加，而环境风险控制技术的进步对事故发生频数增加具有显著遏制作用。

（3）产业结构调整和环境污染治理现状并未对环境污染事故发生起到应有抑制作用，未来流域产业结构调整和环境污染末端治理任务艰巨，但潜力巨大。

参考文献
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[基金项目：国家自然科学基金-面上项目
（编号：71673076）;教育部人文社科基金项目（编号：16YJCZH051）；河南省科技攻关项目（编号：
61907/002）；河南省教育厅人文社科重点研究项目（编号：2015-ZD-038、2016-ZD-015）]
（作者单位：河南理工大学安全与应急管理研究中心、中国科学院成都山地灾害与环境研究所）
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