第三章 污染物总量控制管理
国内外发展现状
? 美国：最早提出
? 1972年开始在全国范围内实行水污染物排放许可证制度；
? 1972— 1976年实施第一轮许可证制度阶段，
污染源削减量的确定，主要采用最佳专业判断 (BU)方法 （以
判断为依据） — 收集工业行业可利用的数据和资料，结合高
质量技术分析作出判断。当时使用的比例，高达 75％；
针对工业行业及其子行业颁发排放限值准则 (ELGS)的方法
（技术为依据）,现在为主要方法
? 1983年 12月正式立法，实施以水质限制为基点的排放总
量控制
采用了季节总量控制的方法
原因 1） 适应水体不同季节不同用途对水质的标准要求,
如一年中水生生物产卵期实行严格的溶解氧标
准，而在其余时间则可实行另一水质标准；
2）充分利用环境自净化作用
日本
? 20世纪 60年代末，提出了污染物排放总量控制问题；
? 1971年开始对水质总量控制计划问题进行了研究，
? 1973年制定的, 赖户内海环境保护临时措施法, 中，首
次在废水排放管理中引用了总量控制，以 COD指标限额
颁发许可证，
? 1977年日本环境厅提出, 水质污染总量控制, 方法，水
质污染防治法规定的浓度标准继续使用，
? 1978年 6月修改了部分水污染防治法，以 COD为对象，
开始了总量控制工作
? 1984年，日本将总量控制法正式推广到东京湾和伊始湾
两个水域，并严禁无证排放污染物。
总量控制使日本的这两个海
湾 80％以上的污染大户受到
控制．水环境状况得以改善。
其他国家
? 联邦德国和欧共体采用水污染物总量控制管理方法，
60％以上排入莱茵河的工业废水和生活污水得到处理，
莱茵河水质有了明显好转。
? 瑞典、前苏联、韩国、罗马尼亚、波兰等国家也都相
继实行了以污染物排放总量为核心的水环境管理方法，
取得了一定的效果。
中国状况
? 1985年上海市开始试行污染物排放总量控制 — 保护黄浦江上
游水资源，徐州、厦门、金华、深圳、常州、重庆等城市陆
续推广这项管理办法；
? 1988年 3月，国家环保局关于以总量控制为核心的, 水污染
排放许可证管理暂行办法, 和开展排放许可证试点工作
? 1995年在《水污染防治法,—— 可实施重点污染物排放的总
量控制制度，并对有排放削减任务的企业实施重点污染物排
放量的核定制度。
? 1996年，全国人大通过, 国民经济和社会发展, 九五, 计划
和 2010年远景目标纲要, 中提出污染物排放总量控制我国开
始进入总量控制、强化水环境管理的新阶段，总量控制正式
作为中国环境保护的一项重大举措
? 1997年污染物排放总量控制由思路框架落实成为了一项具体
的国家级的环保政策。
? 2000年 3月 20日，颁布了, 水污染防治法实施细则,,在其
中用多项条款对总量控制作了细化和更具可操作性的规定；
? 2000年在《大气污染防治法,—— 有计划地控制或者
逐步削减各地方主要污染物的排放量。
? 国家决定在“九五”期间对废气或废水中排放的烟尘、
二氧化硫、粉尘、化学耗氧量、石油类、氰化物、砷、
汞、铅、镉、六价铬和工业固体废物排放量等 12项指
标实行排放总量控制。
污染物排放总量控制
对规定环境单元之内的排污单位和个人排放某一种或多
种污染物的数量实行控制的制度
容量总量控制
目标总量控制
行业总量控制
? 容量总量控制 —— 环境容量所允许的污染物排放总量控制。
从环境质量要求出发，运用环境质量模型计算，根据环
境允许纳污量，反推允许排污量；通过技术经济可行性分析、
优化分配污染负荷，确定出切实可行的总量控制方案。
容量总量控制的特点 —— 将污染源的控制水平与环境质
量直接联系。
? 目标总量控制 —— 根据环境目标提出的污染物排放总量和
削减量的控制。它是从现有的污染水平出发，针对特定环
境的质量目标要求，确定分阶段的排放总量控制和削减量，
循控制一削减一再控制一再削减的程序，将污染物排放总
量逐步削减到预期目标。
? 目标总量控制的特点 —— 将环境规划管理根据实际情况制
定的环境目标作为总量控制的基础。
三者区别
? 目标总量控制 以排放限制为控制基点,从污染源可控性研
究人手，进行总量控制负荷分配；
? 容量总量控制 以环境质量标准为控制基点,从污染源可控
性、环境目标可达性两个方面进行总量控制负荷分配；
? 行业总量控制 以能源、资源合理利用为控制基点,从最佳
生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负荷分配。
中国实施的总量控制
? 主要采用目标总量控制，辅以部分的容量总量控制。
? 在全国范围这一宏观层面上实施目标总量控制，
?
?
国家级污染物排放量控制指标
排污单位
环境单元污染物总量控制计划指标
自治区、直辖市
分配
分配
分配
目标总量控制优缺点
? 不需要过高的技术和复杂的
研究过程，资金投入少；
? 能充分利用现有的污染徘放
数据和环境状况数据；
? 控制目标易确定，可节省决
策过程的交易成本；
? 可充分利用现有的政策和法
规，易获得各级政府支持。
优点
? 在排污量与环境质量未建立
明确的响应关系前，不能了
解污染物徘放对环境造成的
损害，及对人体的损害和带
来的经济损失
? 目标总量控制的, 目标, 实
际上是不准确的，由此造成
所采用的目标总量控制法的
整体失效。
缺点
? 针对某些区域如, 三河,,, 三湖,,, 两区, 和 47个
环保重点城市的空气、地面水环境功能区，实施容量总
量控制
北京市 天津市 石家庄市 秦皇岛市 太原市 呼和浩特 市 沈阳市
大连市 长春市 哈尔滨市 上海市 南京市 苏州市 南通市
连云港市 杭州市 宁波市 温州市 合肥市 福州市 厦门市
南昌市 济南市 青岛市 烟台市 郑州市 武汉市 长沙市
广州市 深圳市 珠海市 汕头市 湛江市 南宁市 桂林市
北海市 海口市 重庆市 成都市 贵阳市 昆明市 西安市
兰州市 西宁市 银川市 乌鲁木齐 市 拉萨市
总量指标
? 选择原则,1,对环境危害大的、国家重点控制的主要污
染物； 2,环境监测和统计手段能够支持的； 3,能够实施总
量控制的。
根据以上原则,,九五, 期间将对 1 2 种污染物实行排放
总量控制。
大气污染物指标（ 3 个）：烟尘、工业粉尘、二氧化硫。
废水污染物指标（ 8 个）：化学需氧量、石油类、氰化物、
砷、汞、铅、镉、六价铬。
固体废物指标（ 1 个）：工业固体废物排放量。
“九五”期间主要污染物排放总量控制计划汇总
表
名称 1995年 2000年 2000年比 1995年增长率（％）
烟尘排放量（万吨） 1744 1750 0.37
工业粉尘排放量（万吨） 1731 1700 -1.80
二氧化硫排放量（万吨） 2370 2460 3.82
化学需氧量排放量（万吨） 2233 2200 -1.49
石油类排放量（吨） 84370 83100 -1.5
氰化物排放量（吨） 3495 3273 -6.4
砷排放量（吨） 1446 1376 -4.8
汞排放量（吨） 27 26 -3.7
铅排放量（吨） 1700 1670 -1.9
镉排放量（吨） 285 270 -5.4
六价铬排放量（吨） 670 618 -7.7
工业固体废物排放量（万吨） 6170 5995 -2.9
总量的分配原则
? 总量控制研究关键是如何科学、公平、合理、简易地分配
允许排放总量
? 分配原则
等比例分配原则 — 在承认各污染源排污现状的基础上，将总
量控制系统内的允许排污总量等比例地分配到污染源，各
污染源分担等比例排放责任。特点是简单易行，但不公平。
在承认现状、简单方便这一点上，等比例分配原则仍可供
参考。
? 费用最小分配原则 以治理费用作为目标函数，以环境
目标值作为约束条件，使系统的污染治理投资费用总和
最小，求得各污染源的允许排放负荷。
? 优点：结果反映系统整体的经济合理性，即有很好的整
体经济效益、社会效益和环境效益，
? 缺点：不能反映出每个污染源的负荷分组都是合理的。
有些污染源为了总体方案最佳化。可能要强迫承担多于
自己不该承担的削减量，而另外一些污染源则准予承担
少于自己应该承担的削减量。
按贡献率削减排放量分配原则 按各个污染源对总量控制
区域内水质影响程度的大小，按污染物贡献率大小来削
减污染负荷，对水质影响大的污染源要多削减。
优点：它体现每个排污者平等共享水环境容量资源，同时
也平等承担超过其允许负荷量的责任
缺点：这一原则并不涉及污染治理费用，也不具备治理费
用总和最小的经济优化规划的特点，在总体上不一定合
理。
总量分配方法
? 等比例分配方法
一般等比例分配 所有参加排污总量分配的污染源，以现状排污为
基础，按相同的削减比例分配允许排污量；
排污标准加权分配 考虑各行业排污情况的差异，以污水综合排污
标准所列各行业污水排放标准为依据，按不同权分配各行业允
许排放量，同行业按等比例分配；
分区加权分配 将所有参加排污总量分配的污染源划分为若干控制
区或控制单元,根据与区域或单元相应的水环境目标要求，确定
出各区域或单元的削减权重，将排污总量按权重分配至各区，
区域内仍按等比例分配方法将总量负荷指标分配到污染源。
费用最小分配方法
已知目标削减总量，凡能做出各区域、各资源的各种削减方案
的投资效益分析，或能给出削减的费用函数时，可按区域治
理费用最小、污染物削减量最大的原则，进行数学优化规划
和分配。
线性规划方法 — 当目标函数和约束方程为线性或可化为线性时，
优化分配可采用线性规划方法求解；
非线性规划方法 — 当目标函数与约束方程为非线性时，或其中
之一为非线性时，可采用非线性规划方法；
整数规划方 法 — 当各点源的允许排放量均取整数时，可采用整
数规划法；
动态规划方法 — 一个规划问题，只要能恰当地划出各个阶段并
满足建模条件，都可以用动态规划法求解；
组合规划法 。当允许排放量的值域是一个有限点集时，可采用
组合规划法，在一定条件下，可用快速排除法求解。
按贡献率削减排放量的分配方法
? 使用浓度排放标准和等标污染负荷率由值控制标准，
对各污染源进行基础平权，求得各污染源的基础允许
排放量和基础削减量；
? 以各污染源的基础允许排放量为初值，使用按贡献率
大小的分配原则，求解目标函数，得到各污染源的平
权允许排放量和平权削减量
源 1
源 2
源 3
费用 1=1000x11.9
污染负荷 1=100
削减量 1=100 （ x1/100）
削减量 2=100 （ x2/100）
污染负荷 2=1000
排放量 1=100 [1-（ x1/100） ]
费用 2=10,000x21.2
排放量 2=1000 [1-（ x2/100） ]
费用 3=1000x11.5
污染负荷 3=500
削减量 3=500 （ x3/100）
排放量 1=500 [1-（ x3/100） ]
设定 DO标准的点 ?
6mg/L
三个污水源举例
污染负荷、削减量和排放量均以
450kg/d BOD计
污水处理费用
排放标准需要的去除率 X1,X2,X3,费用为 CT(X1,X2,X3)
CT(X1,X2,X3)=1000X11.9+10,000X21.2+5000X31.5 （ 1）
各污染源处理的费用不同，去除率提高，实际费用
很快上升。
其中源 1的费用最高，其次为源 3，而在与源 1位置形
同的排放源 2，能以更低的费用去除同样数量的废物。
排放 BOD能降低河流的 DO，稳定状态下（水流和污染排放
是恒定的，假设污染物排放和某地河流 DO之间存在线性
关系），由于 BOD排放而使 ?处 DO发生的变化值 ΔD
? i?:转换系数，源 iBOD 排放每单位增加导致的点 ?处 DO的
减少,? i?愈大，对河水水质的影响愈大 。
排放对河流水质的影响
)]1 0 01(5 0 0[)]1 0 01(1 0 0 0[)]1 0 01(1 0 0[ 332211 XXXD ??????? ??? ???
BOD排放 BOD排放 BOD排放
? 假定三个污染源排放引起的 DO下降为 1mg/L,那么 6mg/L
的标准能达到，则
)]1001(500[)]1001(1000[)]1001(100[1 332211 XXX ?????? ??? ???
设 ?1?,?2?,?3?分别为 0.002,0.002,0.003
2 7 05.122.0 321 ??? XXX
存在许多组合，能达标排放
(2)
X1=X2=X3=X,得 X=73%
CT(73%,73%,73%)=1000（ 73%） 1.9 + 1 0,000（ 73%） 1.2
+5000（ 73%） 1.5
=$8310,000
污染物的等百分比削减
污染源 污染削
减（ %）
削减
BOD/kg/d
治理费
用 /$103
削减单位 BOD的
平均费用
（ $.450kg/d
1 73 33 3470 47.5
2 73 330 1720 2.4
3 73 165 3120 8.5
总费用 8310
排放者有不等同的处理费用，所处的位置也
不一样，因而不公平，不能有效利用社会资
源
设计源 3保持 73%，源 1不治理，为满足标准，源 2必需将
源 1的 73%也去除，源 2的污染物去除 %上升为：
总治理费用为
%3.80%1 0 0]1 0 0 0 )1 0 0)(73.0()1 0 0 0)(73.0([ ???
000,050,5$)73(5000)3.80(000,10)73,3.80,0( 5.12.1 ???TC
总成本最小化的污染处理
2 7 05.122.0 321 ??? XXX
找到最小的费用满足 DO目标的去除率，即寻求 X1,
X2 X3，在满足下式要求的条件下，
使费用最小
CT(X1,X2,X3)min=1000X11.9+10,000X21.2+5000X31.5
污染
源
污染削
减（ %）
污染排
放百分
比 %
排放 BOD/
（ 450kg/d）
?点 DO的下
降（ mg/L）
治理费用 /$103
1 4.12 95.88 3470 0.192 15
2 100 0 1720 0.00 2510
3 46.12 53.88 3120 0.808 1566
总费
用
4099
存在费用分配不均，源 2的陈
本最低，但费用却最高 —— 通
过向源 1、源 3收税补贴源 2
区域内等百分比削减
? 划分不同的区域，在同一区域内的污染源各方面相同，
如源 1、源 2，而另一区域的不同，如源 3，在相同的
区域内，削减比例相同，寻求 X1,X2,x3,使总费用保
持最低，
X1=X2时总费用最小化的标准
污染
源
污染削
减（ %）
污染排
放百分
比 %
排放 BOD/
（ 450kg/d）
?点 DO的
下降
（ mg/L）
治理费用
/$103
1 61.3 38.7 38.7 0.077 2490
2 61.3 38.7 387 0.774 1400
3 89.9 10.1 50.5 0.152 4260
总费
用
8150
源 1和源 2还存在分
配不均，因为单位
削减量源 1较源 2高
排污交易
对环境容量的使用进行收费，
建立合法的排污权 (rights to pollute)，并且允许这种
权利像普通商品一样进行买卖；
在排污许可的条件下，排污权可以出售。
实际是一个以数量为基础的方法达到同样的最优效率水
平：颁发确定数量的排放许可，允许持有者买卖许可
直到相互之间利益交换完全为止。
基本理论（ 1） — 效益与污染源位置无关
? 假设单位污染物减少和哪个工厂实施减排没有关系，而与
总排放量有关。
? 管理机构颁发 15个单位的排污许可，减排是最优效率的，
如有 2个工厂，如何进行分配？
排污许可的最高出价和最低接受价格
可能存在的交易
交易均衡
工厂 1 工厂 2 工厂 1 工厂 2
持有的许可数量
原始负荷
削减水平
5
8
3
10
12
2
6
8
2
9
12
3
最高出价 5 2 3 3 1/3
最低接受价格 7 3 1/3 5 4 2/3
N1 =5,N2=10；非交易均衡
基本理论（ 2） — 考虑污染源位置
源 1
源 2
源 3
污染负荷 1=100
污染负荷 2=1000
污染负荷 3=500
设定 DO标准的点 ?
6mg/L
污染负荷、削减量和排放量均以
450kg/d BOD计
设计一个排污权交易制度时，需要首先确定 BOD的许可排
放量,这个数量是随着排放位置不同而发生变化。
(1) 暂时假定污染源 3不存在，最大的允许排放量乘以转换系
数 φ1α=φ2α=0.002必须小于或等于允许的点 α处 1mg／ L的
DO减少。
污染源 1和源 2处最多可以排放 500单位的 BOD,1单位的
BOD为 450kg／ d。
环境管理部门可以颁发 500单位 BOD的排污许可，每 1个排污
许可允许污染源 l或源 2排放 450 kg／ d的 BOD。
(2)根据污染源 3排放 BOD对点 α的影响进行调整。转换
系数的比率：
代表污染源 3对点 DO影响的相对程度。
? 对于污染源 3,1个 BOD许可只能被允许排放 2／ 3的
BOD(300 kg／ d)
? 排污者相互之间进 行有利的排污许可买人和卖出,最后交易均衡，
排污者会减少 BOD排放，以最小的总减排成本达到 DO环境标准。
? 环境管理部门最初是通过拍卖来对 500个许可证进行分配的，出
价最高的出价人可以获得许可证
? 假设排污者为每个 BOD排污许可给出的最高价格是他拥有这个
排污许可所减少的治理费用。排污者不能对排污许可进行投机，
他们只购买他们现在所需的数量。管理部门的拍卖将导致对于三
个污染源来说总治理费用最小的 BOD去除率。
(3) 考虑最初的 500个 BOD许可的分配。
多购买 1个 BOD排污许可最多以及最小节省的治理费用
源 1购买 1个许可，
节省费用为 119，
000
源 3购买 1个许可，
节省费用为 6，
000
源 2增加的 BOD减排费用节省总是比相应的源 3低，
污染源 3 拍卖的 500个排污许可总能够高出污染源 2的价钱，
源 2买不到污染许可
源 1和源 3之间的竞争只包括最后拍卖的 100个排污
许可（源 1的原始负荷为 100单位），污染源 3手中有 400
个污染许可
要确定每个污染源将出多少价钱，必须计算多买入 1个污染
许可节省的治理费用
对于开始的 96个污染许可，污染源 1增加的费用节省要多
于污染源 3，因此，这些排污许可被污染源 1买走。如果污
染源 1获得第 97个污染许可，它的治理费用将减少：
如果污染源 3获得这个污染许可，它将减少原始负荷的
46.67％，相应的费用节省为：
污染源 3增加的费用节省更高，所以它购买了第 97个
BOD污染许可，持有剩下的 3个污染许可的结果类似，最后的
交易均衡使得污染源 1拥有 96个污染许可，污染源 2没有污染
许可，污染源 3有 404个污染许可
政府在排污交易中的作用
? 定义排污权和方便交易
? 排污许可的初始分配 —包括新污染源的加入
政府至少可以通过两种方式来分配排污许可：免费给予排
污许可，或者通过拍卖出售排污许可
分配该如何决定呢?分配可能引起财富的实质性转移
1）一种方法就是按照现在允许的排污量给予现存污染源
排污许可
2）另一种类型的拍卖,Hahn-Noll“零收入拍卖” (ZRA，
Zero Revenue Auction)
Hahn-Noll零收入拍卖的特点：
● 公开的价格表明最后结果；
● 均衡价格对衡量。排污许可耐排污许可持有者的价值
很有意义；
● 拍卖过程的结果是帕累托效率的；
● 最后的财富再分配不是特别激烈，这样拍卖在政治上
就是可行的
操作过程
? 1）环境管理部门决定要分配的排污许可的总数量
? 2）环境管理部门决定五个排污许可拍卖前分配的程序，
这个分配是临时的，主要作为分配拍卖收入的根据
常用的临时分配 程序包括按照,(a)排污者现在的排放量；
(b)排污权交易计划实施前排污者合法的排放量来分配排
污许可
3）拍卖的参与者要求给环境管理部门一个密封的出价
表，表明参与者愿意为第 1个排污许可、第 2个排污许
可等等付多少钱
? 4)环境管理机构将个人对第 1个排污许可、第 2个排污
许可等等的出价排序，获得一个反映对排污权付费的
集体意愿的出价表。集体结果如图 11.1(b)。
? 5）环境管理部门按照集体出价表，将 5个排污许可卖
给最高的出价者，如图 11.1所示,A买了 3个排污许可，
B买了 2个排污许可。卖出的价格是垂直的排污许可供
应曲线和集体出价表的交点，在这个例子中，卖出的
价格为 6。
? 6)环境管理部门按照拍卖前参与者的污染许可拥有量
分配所有的拍卖收入，总的收入等于产品的均衡价格
乘以排污许可的总数。表表示拍卖导致的财富的重新
分配。
基于排放削减信用的交易
? 20世纪 70年代，美国 EPA创造了一种新的建立在排放
削减信用 (ERCs,Emission ReductionCredits)基
础上的排污权交易，这些信用可以买卖，也可以储蓄
起来供未来使用
补偿政
策
应用于那些有兴趣将主要的新的固定污染源定位于违背新污染
源排放物的国家大气环境质量标准的地区。工厂可在这些地区
选择位置，只有他们拥有 ERCs，当减去污染物排放时能够使
这一地区的污染物有净的减少
银行 某段时间产生 ERCs的工厂能够将它们储存起来在将来有个时
间使用，储存的 ERCs能够留给工厂自己使用，也可以卖给其
他工厂
气泡政
策
应用于一个组织拥有的多个现存设施，制定区域内（或一个想
象的气泡内）的现存污染源的要求集合起来，组织可以在最大
允许排放量内满足一个整体的要求，而不是在气泡内满足每一
个污染源的要求
容量节
余
用于计划扩建的现存工厂。拟建工厂排放量的变化能够通过削
减工厂内其他现存污染源的排放来得到抵消，如果净增长小于
定义主要新污染源的门槛排放量，工厂可以避免对主要新的污
染源实行更加严格的要求
环保局大气质量管理计划中排放削减信用的四种运用
? 1977年,清洁空气法修正案
未达标地区的主要的新污染源满足严格的技术性排放标准 ;
新污染者的污染排放必须通过其他污染源的排放削减来抵消。
排放补偿交易
Wichland石油公司 向海湾地区空气质量管理局
(BAAQMD)提出申请在旧金山海湾 Contra Costa县建造一个
每天 40,000桶的终端站。在排污许可申请进行的时候，
Contra Costa县是三种污染物的未达标地区,SO2,CO和 HC。
拟建的终端是一个重要的新空气污染源，因此受到排放补
偿需要的限制。
Wickland石油公司的两种选择
? 将其污染排放减少到 BAAQMD认为的“重要”的新污染源
的水平之下；
? 获得足够的排放补偿来证明它的行为的净影响是达到二氧
化硫和碳氢化合物的 NAAQS的进步。
? 第一个选择太昂贵，不太可能。 Wickland石油着手通过下
面的手段来获得必需的排放补偿。
? 1),内部补偿” —减少或消除拟建终端周围 Wickland石油
现有设施的污染；
? 2)利用储蓄的补偿,Wickland石油过去使得附近设施排放低
于 BAAQMD要求的标准所获得的排放补偿；
? 3)外部补偿 —减少和消除其他工厂现有设施的污染排放。如
给其他工厂付费让它们减少污染排放，或买下它们的设施
将其关闭；
Wickland石油公司的行动
? 4)购买其他工厂储蓄的污染补偿。
? Wickland石油公司让旧金山巴黎之城干洗店削减 181.7 t／ a的
碳氢化合物，同意购买新的干洗和溶剂回收设备以使巴黎之
城的排放低于 BAAQMD的规定。
? 二氧化硫的补偿途径
Wickland石油买下并关闭了拟建终端边上的一家弗吉尼亚化
学公司的工厂，
Wickland石油让出海油轮和海面机动交通工具换用低硫燃料。
Wickland石油公司的行动
SO2 HC CO
补偿前总估计排放量 24.7 83.2 1.31
巴黎之城补偿 —新设备 -151.4
弗吉尼亚化学有限公司补偿 —关闭工厂 -7.4
来自燃料低硫煤的船只和车辆的补偿 -22.2
补偿后总估计排放量 -4.9 -68.2 1.31
结果
气泡政策
气泡政策之前，工
厂必须按照排放标
准允许每个工厂排
放 100t／ d，总的
排放为 200t／ d。
单位污染控制费用：
工厂 A＞＞工厂 B
SO2排污许可的交易
? 清洁空气法 (CAAA)1990年修正案对 48个相邻州的发电厂
每年总的 SO2排放量有一个最高的限制。
? 法案建议到 2000年的 10年间 SO2年排放量减少 10,000,000 t,
通过两个阶段来实现。
? 第一个阶段，到 1995年 1月 1日的五年间，治理美国排放量
最高的 110个发电厂。
? 第二个阶段，到 2000年，计划要覆盖 48个州中的绝大多数
现在使用化石燃料的发电厂。
? 分配 10,000,000 t削减目标
? 第一阶段，有 110个电厂获得了排污许可
每个电厂获得的排污许可的数目 (不收费 )主要是根据每个工厂
的燃料消费基线，即 1985到 1987年间平均年的燃料消耗量
指定的 SO2排污许可数目 =燃料使用 ?排放因子
? 第二阶段，分配程序是相似的，但排放因子减少
排污许可的初始分配
? 拍卖
政府拍卖（ EPA）
1)每个潜在的买者提交一个 (和更多 )有关在一个确定愿意
买的排污许可数量的密封的出价表 ;
2)政府储备的排污许可按照参与者的出价卖出，从最高的
出价开始，直到排污许可卖完为止
芝加哥交易董事会 (CBOT)创造的交易机会
组织进行私人交易
? 直接销售
SO2许可交易市场建立
表 拍卖和直接销售的 SO2排污许可数量
购买年份
拍卖 直接销售
限期许可 远期许可 限期许可 远期许可
1993（到 1995） 50,000 100,000 25,000
1995（到 1999） 150,000 100,000 25,000
2000（及以后） 100,000 100,000 25,000 25,000
直接销售许可价格 $1500/t,经消费者价格指数调整。
每年限期拍卖买卖的许可只在当年可使用。 1993年到 1995年
间限期拍卖的许可是一个例外，
远期拍卖的许可只能允许他们最初进入交易后的第 7年
CO2排放权
1996年在欧洲登场,6年后的 2002年初，已有 5500～ 7000万
吨二氧化碳的排放权被卖了出去，成交次数超过 65次 ;
? 2002年，英国政府决定在国内各企业间实行自由买卖的
二氧化碳排放量交易制度 ;
? 根据智利的, 环境大法,,智利鼓励采用包括“可交易
的排放许可证”、“可交易的水权”等经济刺激手段 ;
? 哥斯达黎加环境资源法引入了生物多样性勘探权和可交
易的再造林赋税优惠政策。
国际领域排污权交易的发展概况
? 1987年, 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书, 第 2条第 8款规
定：任何缔约国，可以协议联合履行本条约内规定的关于（受控
物质）消费的义务，只要联合消费受控物质的总量不超过本议定
书规定的数量 ;
? 1991年 1月经济合作与发展组织理事会在, 关于在环境政策中使
用经济手段的建议,,提出 4类经济手段供成员国参考,1）收费
和收税； 2）可交易的许可证； 3）押金制度； 4）财政补贴。
? 1992年联合国环境与发展会议, 气候变化公约, 第 4条第 2款规定：
附件一所列的发达国家缔约方和其他缔约方可以根据本公约共同
执行减少温室气体排放的政策和措施，也可以协助其他缔约方为
实现本公约的目标做出贡献 ;
? 1997年 11月日本, 气候变化框架公约, 首脑会议通过一项允
许发展中国家向富国“出售”吸收 CO2的森林能力（又叫出
售“环境服务”）的规定；
? 1997年哥斯达黎加 得到 200万挪威元收入
? 1998年美国芝加哥股市首次抛出减少温室气体证券
哥斯达黎加这个小国通过该市场每年可以从出售吸收二氧化碳的
热带雨林能力中获得 2.5亿多美元。而发达国家减少空气污染
的费用可从 100$—10$/t
? 日本三菱马蒂利尔、东京电力、东京燃气等 9家大公司联合成
立 COI的民间团体，专门负责从海外企业购买排放权。加拿大
的石油企业为第一交易对象，计划购买 1000吨 CO2排放量，每
吨交易价格在 2～ 3美元左右。
国际领域排污权交易的发展概况
中国排污权交易政策发展概况
? 1990年国家环境保护局开始在 16个城市进行大气排污许可
证的试点工作；
? 1991年选择在包头、开远、柳州、太原、平顶山和贵阳等 6
个城市进行大气排污交易政策实施的试点；
? 1999年 4月中美两国签署,在中国运用市场机制减少二氧化
硫排放的可行性研究意向书”；
? 中国国家环境保护总局与美国环保基金会签署“研究如何
利用市场手段，帮助地方政府和企业实现国务院制定的污
染物排放总量控制目标”的合作协议备忘录，确立了“运
用市场机制控制二氧化硫排放”的中美合作研究项目
江苏南通与辽宁本溪两市被列为该项目的试点城市,进行了二
氧化硫排污权交易的试点研究。
中国排污权交易政策发展概况
? 2001年 11月，南通天生港发电有限公司向南通另一家大型化工
有限公司出售 SO2排污权签字仪式在江苏省南通市举行，
? 南通天生港发电有限公司每年 SO2实际排放量与环保部门核定
的排污指标相比，尚有数百吨的“富余”
? 买方是一家大型化工合资企业，已通过 ISO14001认证。急需获
得 SO2排放权，以扩大生产规模。
? 卖方将有偿转让 1800吨 SO2的排污权，供买方在今后 6年内使用。
SO2排污权以年度为单位进行转让（每年 300吨），交易费用按
年度进行结算。合同期满，排污权仍归卖方所有，买方得到的
是排污权的年度使用权。
我国第一例真正意义上
的二氧化硫排污权交易
? 2002年 7月，国家环保总局召开了山东、山西、江苏、河南、
上海、天津、柳州等,SO2排放交易”七省市试点会议，进
一步研究和部署了进行排污权交易试点工作的具体步骤和
实施方案。
? 2003年初，柳州成为又一个出现排污交易的试点城市。柳
州木村厂和柳州化工集团公司之间已经签订了排污权交易
合同，交易标的为 200t，每吨的交易价格为 400元
? 2004年 1月,在唐山市、沈阳市、杭州市、武汉市、深圳市、
银川市进行试点
环境容量的确定
大气环境容量
水环境容量
污染源数据收集
质量现状数据收集
如不够，布点监测
筛选大气扩散模型
根据模型需要进行气
象参数收集或气象现
场观测
现状环境容量测算
计算各源对控制点的实际浓度贡献,
确定是否削减排放量
确定约束条件
现状容量测算结果
测算因子确定（ SO2,PM10,NO2）
确定大气扩散模型
各污染源的环境浓度贡献
规划年环境容量测算
报送国家环保总局
总局审查核定
规划年容量测算结果
国家环境空气质量
控制目标
技术框图
? 污染因子确定为 SO2,PM10,NO2
? 大气污染源数据收集及清单
依据排放源高度，可将排放源划分成点源
与面源进行计算
区分点源和面源的一般原则
将居民生活和零散商业排放源作为第一类面源，其平均排放
高度为 7-10米左右。
? 将烟囱几何高度小于 30米，且无法进一步实施控制的排放
源划为第二类面源。
? 将烟囱几何高度大于或等于 30米，或者虽然几何高度小于
30米，但可以找到一种以上更有效的控制措施的排放源作
为点源。
? 开放源、机动车排放等按面源处理。有条件的城市可以考
虑增加大气污染物二次转化等因素。
点源调查内容
? 排气筒底部中心坐标 (相对值或经纬度 )；
? 排气筒高度（ m）及出口内径 (m)；
? 排气筒出口烟气温度（ ℃ ）；
? 烟气出口速度（ m/s）；
? 各主要污染物正常排放量（ t/a,t/h或 kg/h）。
面源调查内容
将城市在选定的坐标系内网格化。一般可取 1000× 1000(m2),城
市较小时，可取 500× 500(m2),按网格统计面源的下述参数：
? 各主要污染物排放量的时变化值（最大时排放量或平均时排
放量［ t/(h·km2)］，以及时变化系数），时排放系数可按各季
或各月给出典型日的时变化系数；
? 面源排放高度（ m），如网格内排放高度不等时，可按排放量
加权平均取平均排放高度；
? 面源分类，如果源分布较密且排放量较大，当其高度差较大
时，可酌情按不同平均高度将面源分为 2-3类（即按高度分成
2-3类）
面源调查内容
? 面源分布一般处理办法。
面源污染源在网格中比较均匀时，采用单位面积的平均源强处理
办法，其坐标采用网格中心点的 X,Y,Z值；
如果其中某一类面源在某一网格中分布非常不均匀，即相对集中
而且排放量大时，为了提高计算精度，需要特殊处理，给出
相对集中的面源的面积（ X和 Y值）和该面积的中心坐标值。
在面源非常不均匀的网格，采用加密网格的方法处理。对于排放
强度大的开放源作为点源或单独的面源（区别于前面的第一、
二类面源）处理。
线源调查内容
? 对于机动车排放污染较重的城市（划分标准见表 1），
需要将高速路、快速路和主干路作为线源，选用合适
模型进行处理。机动车源的排放高度定为 1米。
参考指标 划分限值（建议） 折算等级值 备注
人均 GDP水平（元 /
人） — P
P≥25000 3
8000≤P<25000 2
P<8000 1
机动车保有量（万
辆） — V
V≥100 3
包括摩托车50≤V<100 2
V<50 1
空气质量（ NO2年均
浓度,mg/m3） —
A
A1>0.08 3 以各城市环境空
气质量监测数
据为准
0.04<A1≤0.08 2
A1≤0.04 1
将各个城市按上述 3个参考指标划分得到折算等级值，折算值总和
S=P+V+A，当 S≥7时，该城市被划分为机动车排放污染程度较重城市。
参考指标 划分限值（建议） 折算等级值 备注
人均 GDP水平（元 /
人） — P
P≥25000 3
8000≤P<25000 2
P<8000 1
机动车保有量（万
辆） — V
V≥100 3
包括摩托车50≤V<100 2
V<50 1
空气质量（ NO2年均
浓度,mg/m3） —
A
A1>0.08 3 以各城市环境空
气质量监测数
据为准
0.04<A1≤0.08 2
A1≤0.04 1
将各个城市按上述 3个参考指标划分得到折算等级值，折算值总和
S=P+V+A，当 S≥7时，该城市被划分为机动车排放污染程度较重城市。
ADMS大气扩散模型
? 由英国剑桥环境研究公司开发的，
? 类型：,ADMS-评价”、,ADMS-工业”、,ADMS-城市”
等独立系统
? ADMS-城市”版是最复杂的一个系统。
模拟城市区域来自工业，民用和道路交通的污染源产生的污染
物在大气中的扩散，用点源、线源、面源、体源和网格源模
型进行模拟的
可以考虑最简单的 (如一个孤立的点源或单个道路源 )、最复杂
的城市问题 (如一个大型城市区域的多个工业污染源，民用和
道路交通污染排放 )。
? ADMS-城市可以作为一个独立的系统使用；
? 也可以与一个地理信息系统联合使用，如与 MapInfo以及
ESRI的 ArcView有机的连接
ADMS-urban 模型
ADMS-urban 模型
? 抚顺市大气环境目标
空气质量执行国家 (空气质量标准 (GB3095— 1996)。 抚
顺市“十五计划”目标：在保证率为 85％的条件下，
全市各类规划区环境空气质量达到国家功能区划标准。
? 容量测算的空间范围
约 372km2，其中包含一类区 2km2，二类区 357km2，三
类区 13km2，分别执行国家一、二、三级标准。
SO2环境容量计算
? 衰减系数为 0.36和保证率为 85％条件下日均值超标面积为 0，
而其他条件下的超标面积较大，不可接受。
? 把衰减系数为 0.36，超标面积不大于 5％、保证率为 85％，
作为容量计算的约束条件。
? 在这种约束条件下，通过计算抚顺诽放清单中的 SO2排放
总量得到 SO2的容量为 6.0万 t。
利用 2000年排放清单和气象数据，应用校正后的数据，
模拟 85％保证串下的 TSP日均值浓度分布
超标面积为 63.5km2，占评价面积的 17％
国内外发展现状
? 美国：最早提出
? 1972年开始在全国范围内实行水污染物排放许可证制度；
? 1972— 1976年实施第一轮许可证制度阶段，
污染源削减量的确定，主要采用最佳专业判断 (BU)方法 （以
判断为依据） — 收集工业行业可利用的数据和资料，结合高
质量技术分析作出判断。当时使用的比例，高达 75％；
针对工业行业及其子行业颁发排放限值准则 (ELGS)的方法
（技术为依据）,现在为主要方法
? 1983年 12月正式立法，实施以水质限制为基点的排放总
量控制
采用了季节总量控制的方法
原因 1） 适应水体不同季节不同用途对水质的标准要求,
如一年中水生生物产卵期实行严格的溶解氧标
准，而在其余时间则可实行另一水质标准；
2）充分利用环境自净化作用
日本
? 20世纪 60年代末，提出了污染物排放总量控制问题；
? 1971年开始对水质总量控制计划问题进行了研究，
? 1973年制定的, 赖户内海环境保护临时措施法, 中，首
次在废水排放管理中引用了总量控制，以 COD指标限额
颁发许可证，
? 1977年日本环境厅提出, 水质污染总量控制, 方法，水
质污染防治法规定的浓度标准继续使用，
? 1978年 6月修改了部分水污染防治法，以 COD为对象，
开始了总量控制工作
? 1984年，日本将总量控制法正式推广到东京湾和伊始湾
两个水域，并严禁无证排放污染物。
总量控制使日本的这两个海
湾 80％以上的污染大户受到
控制．水环境状况得以改善。
其他国家
? 联邦德国和欧共体采用水污染物总量控制管理方法，
60％以上排入莱茵河的工业废水和生活污水得到处理，
莱茵河水质有了明显好转。
? 瑞典、前苏联、韩国、罗马尼亚、波兰等国家也都相
继实行了以污染物排放总量为核心的水环境管理方法，
取得了一定的效果。
中国状况
? 1985年上海市开始试行污染物排放总量控制 — 保护黄浦江上
游水资源，徐州、厦门、金华、深圳、常州、重庆等城市陆
续推广这项管理办法；
? 1988年 3月，国家环保局关于以总量控制为核心的, 水污染
排放许可证管理暂行办法, 和开展排放许可证试点工作
? 1995年在《水污染防治法,—— 可实施重点污染物排放的总
量控制制度，并对有排放削减任务的企业实施重点污染物排
放量的核定制度。
? 1996年，全国人大通过, 国民经济和社会发展, 九五, 计划
和 2010年远景目标纲要, 中提出污染物排放总量控制我国开
始进入总量控制、强化水环境管理的新阶段，总量控制正式
作为中国环境保护的一项重大举措
? 1997年污染物排放总量控制由思路框架落实成为了一项具体
的国家级的环保政策。
? 2000年 3月 20日，颁布了, 水污染防治法实施细则,,在其
中用多项条款对总量控制作了细化和更具可操作性的规定；
? 2000年在《大气污染防治法,—— 有计划地控制或者
逐步削减各地方主要污染物的排放量。
? 国家决定在“九五”期间对废气或废水中排放的烟尘、
二氧化硫、粉尘、化学耗氧量、石油类、氰化物、砷、
汞、铅、镉、六价铬和工业固体废物排放量等 12项指
标实行排放总量控制。
污染物排放总量控制
对规定环境单元之内的排污单位和个人排放某一种或多
种污染物的数量实行控制的制度
容量总量控制
目标总量控制
行业总量控制
? 容量总量控制 —— 环境容量所允许的污染物排放总量控制。
从环境质量要求出发，运用环境质量模型计算，根据环
境允许纳污量，反推允许排污量；通过技术经济可行性分析、
优化分配污染负荷，确定出切实可行的总量控制方案。
容量总量控制的特点 —— 将污染源的控制水平与环境质
量直接联系。
? 目标总量控制 —— 根据环境目标提出的污染物排放总量和
削减量的控制。它是从现有的污染水平出发，针对特定环
境的质量目标要求，确定分阶段的排放总量控制和削减量，
循控制一削减一再控制一再削减的程序，将污染物排放总
量逐步削减到预期目标。
? 目标总量控制的特点 —— 将环境规划管理根据实际情况制
定的环境目标作为总量控制的基础。
三者区别
? 目标总量控制 以排放限制为控制基点,从污染源可控性研
究人手，进行总量控制负荷分配；
? 容量总量控制 以环境质量标准为控制基点,从污染源可控
性、环境目标可达性两个方面进行总量控制负荷分配；
? 行业总量控制 以能源、资源合理利用为控制基点,从最佳
生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负荷分配。
中国实施的总量控制
? 主要采用目标总量控制，辅以部分的容量总量控制。
? 在全国范围这一宏观层面上实施目标总量控制，
?
?
国家级污染物排放量控制指标
排污单位
环境单元污染物总量控制计划指标
自治区、直辖市
分配
分配
分配
目标总量控制优缺点
? 不需要过高的技术和复杂的
研究过程，资金投入少；
? 能充分利用现有的污染徘放
数据和环境状况数据；
? 控制目标易确定，可节省决
策过程的交易成本；
? 可充分利用现有的政策和法
规，易获得各级政府支持。
优点
? 在排污量与环境质量未建立
明确的响应关系前，不能了
解污染物徘放对环境造成的
损害，及对人体的损害和带
来的经济损失
? 目标总量控制的, 目标, 实
际上是不准确的，由此造成
所采用的目标总量控制法的
整体失效。
缺点
? 针对某些区域如, 三河,,, 三湖,,, 两区, 和 47个
环保重点城市的空气、地面水环境功能区，实施容量总
量控制
北京市 天津市 石家庄市 秦皇岛市 太原市 呼和浩特 市 沈阳市
大连市 长春市 哈尔滨市 上海市 南京市 苏州市 南通市
连云港市 杭州市 宁波市 温州市 合肥市 福州市 厦门市
南昌市 济南市 青岛市 烟台市 郑州市 武汉市 长沙市
广州市 深圳市 珠海市 汕头市 湛江市 南宁市 桂林市
北海市 海口市 重庆市 成都市 贵阳市 昆明市 西安市
兰州市 西宁市 银川市 乌鲁木齐 市 拉萨市
总量指标
? 选择原则,1,对环境危害大的、国家重点控制的主要污
染物； 2,环境监测和统计手段能够支持的； 3,能够实施总
量控制的。
根据以上原则,,九五, 期间将对 1 2 种污染物实行排放
总量控制。
大气污染物指标（ 3 个）：烟尘、工业粉尘、二氧化硫。
废水污染物指标（ 8 个）：化学需氧量、石油类、氰化物、
砷、汞、铅、镉、六价铬。
固体废物指标（ 1 个）：工业固体废物排放量。
“九五”期间主要污染物排放总量控制计划汇总
表
名称 1995年 2000年 2000年比 1995年增长率（％）
烟尘排放量（万吨） 1744 1750 0.37
工业粉尘排放量（万吨） 1731 1700 -1.80
二氧化硫排放量（万吨） 2370 2460 3.82
化学需氧量排放量（万吨） 2233 2200 -1.49
石油类排放量（吨） 84370 83100 -1.5
氰化物排放量（吨） 3495 3273 -6.4
砷排放量（吨） 1446 1376 -4.8
汞排放量（吨） 27 26 -3.7
铅排放量（吨） 1700 1670 -1.9
镉排放量（吨） 285 270 -5.4
六价铬排放量（吨） 670 618 -7.7
工业固体废物排放量（万吨） 6170 5995 -2.9
总量的分配原则
? 总量控制研究关键是如何科学、公平、合理、简易地分配
允许排放总量
? 分配原则
等比例分配原则 — 在承认各污染源排污现状的基础上，将总
量控制系统内的允许排污总量等比例地分配到污染源，各
污染源分担等比例排放责任。特点是简单易行，但不公平。
在承认现状、简单方便这一点上，等比例分配原则仍可供
参考。
? 费用最小分配原则 以治理费用作为目标函数，以环境
目标值作为约束条件，使系统的污染治理投资费用总和
最小，求得各污染源的允许排放负荷。
? 优点：结果反映系统整体的经济合理性，即有很好的整
体经济效益、社会效益和环境效益，
? 缺点：不能反映出每个污染源的负荷分组都是合理的。
有些污染源为了总体方案最佳化。可能要强迫承担多于
自己不该承担的削减量，而另外一些污染源则准予承担
少于自己应该承担的削减量。
按贡献率削减排放量分配原则 按各个污染源对总量控制
区域内水质影响程度的大小，按污染物贡献率大小来削
减污染负荷，对水质影响大的污染源要多削减。
优点：它体现每个排污者平等共享水环境容量资源，同时
也平等承担超过其允许负荷量的责任
缺点：这一原则并不涉及污染治理费用，也不具备治理费
用总和最小的经济优化规划的特点，在总体上不一定合
理。
总量分配方法
? 等比例分配方法
一般等比例分配 所有参加排污总量分配的污染源，以现状排污为
基础，按相同的削减比例分配允许排污量；
排污标准加权分配 考虑各行业排污情况的差异，以污水综合排污
标准所列各行业污水排放标准为依据，按不同权分配各行业允
许排放量，同行业按等比例分配；
分区加权分配 将所有参加排污总量分配的污染源划分为若干控制
区或控制单元,根据与区域或单元相应的水环境目标要求，确定
出各区域或单元的削减权重，将排污总量按权重分配至各区，
区域内仍按等比例分配方法将总量负荷指标分配到污染源。
费用最小分配方法
已知目标削减总量，凡能做出各区域、各资源的各种削减方案
的投资效益分析，或能给出削减的费用函数时，可按区域治
理费用最小、污染物削减量最大的原则，进行数学优化规划
和分配。
线性规划方法 — 当目标函数和约束方程为线性或可化为线性时，
优化分配可采用线性规划方法求解；
非线性规划方法 — 当目标函数与约束方程为非线性时，或其中
之一为非线性时，可采用非线性规划方法；
整数规划方 法 — 当各点源的允许排放量均取整数时，可采用整
数规划法；
动态规划方法 — 一个规划问题，只要能恰当地划出各个阶段并
满足建模条件，都可以用动态规划法求解；
组合规划法 。当允许排放量的值域是一个有限点集时，可采用
组合规划法，在一定条件下，可用快速排除法求解。
按贡献率削减排放量的分配方法
? 使用浓度排放标准和等标污染负荷率由值控制标准，
对各污染源进行基础平权，求得各污染源的基础允许
排放量和基础削减量；
? 以各污染源的基础允许排放量为初值，使用按贡献率
大小的分配原则，求解目标函数，得到各污染源的平
权允许排放量和平权削减量
源 1
源 2
源 3
费用 1=1000x11.9
污染负荷 1=100
削减量 1=100 （ x1/100）
削减量 2=100 （ x2/100）
污染负荷 2=1000
排放量 1=100 [1-（ x1/100） ]
费用 2=10,000x21.2
排放量 2=1000 [1-（ x2/100） ]
费用 3=1000x11.5
污染负荷 3=500
削减量 3=500 （ x3/100）
排放量 1=500 [1-（ x3/100） ]
设定 DO标准的点 ?
6mg/L
三个污水源举例
污染负荷、削减量和排放量均以
450kg/d BOD计
污水处理费用
排放标准需要的去除率 X1,X2,X3,费用为 CT(X1,X2,X3)
CT(X1,X2,X3)=1000X11.9+10,000X21.2+5000X31.5 （ 1）
各污染源处理的费用不同，去除率提高，实际费用
很快上升。
其中源 1的费用最高，其次为源 3，而在与源 1位置形
同的排放源 2，能以更低的费用去除同样数量的废物。
排放 BOD能降低河流的 DO，稳定状态下（水流和污染排放
是恒定的，假设污染物排放和某地河流 DO之间存在线性
关系），由于 BOD排放而使 ?处 DO发生的变化值 ΔD
? i?:转换系数，源 iBOD 排放每单位增加导致的点 ?处 DO的
减少,? i?愈大，对河水水质的影响愈大 。
排放对河流水质的影响
)]1 0 01(5 0 0[)]1 0 01(1 0 0 0[)]1 0 01(1 0 0[ 332211 XXXD ??????? ??? ???
BOD排放 BOD排放 BOD排放
? 假定三个污染源排放引起的 DO下降为 1mg/L,那么 6mg/L
的标准能达到，则
)]1001(500[)]1001(1000[)]1001(100[1 332211 XXX ?????? ??? ???
设 ?1?,?2?,?3?分别为 0.002,0.002,0.003
2 7 05.122.0 321 ??? XXX
存在许多组合，能达标排放
(2)
X1=X2=X3=X,得 X=73%
CT(73%,73%,73%)=1000（ 73%） 1.9 + 1 0,000（ 73%） 1.2
+5000（ 73%） 1.5
=$8310,000
污染物的等百分比削减
污染源 污染削
减（ %）
削减
BOD/kg/d
治理费
用 /$103
削减单位 BOD的
平均费用
（ $.450kg/d
1 73 33 3470 47.5
2 73 330 1720 2.4
3 73 165 3120 8.5
总费用 8310
排放者有不等同的处理费用，所处的位置也
不一样，因而不公平，不能有效利用社会资
源
设计源 3保持 73%，源 1不治理，为满足标准，源 2必需将
源 1的 73%也去除，源 2的污染物去除 %上升为：
总治理费用为
%3.80%1 0 0]1 0 0 0 )1 0 0)(73.0()1 0 0 0)(73.0([ ???
000,050,5$)73(5000)3.80(000,10)73,3.80,0( 5.12.1 ???TC
总成本最小化的污染处理
2 7 05.122.0 321 ??? XXX
找到最小的费用满足 DO目标的去除率，即寻求 X1,
X2 X3，在满足下式要求的条件下，
使费用最小
CT(X1,X2,X3)min=1000X11.9+10,000X21.2+5000X31.5
污染
源
污染削
减（ %）
污染排
放百分
比 %
排放 BOD/
（ 450kg/d）
?点 DO的下
降（ mg/L）
治理费用 /$103
1 4.12 95.88 3470 0.192 15
2 100 0 1720 0.00 2510
3 46.12 53.88 3120 0.808 1566
总费
用
4099
存在费用分配不均，源 2的陈
本最低，但费用却最高 —— 通
过向源 1、源 3收税补贴源 2
区域内等百分比削减
? 划分不同的区域，在同一区域内的污染源各方面相同，
如源 1、源 2，而另一区域的不同，如源 3，在相同的
区域内，削减比例相同，寻求 X1,X2,x3,使总费用保
持最低，
X1=X2时总费用最小化的标准
污染
源
污染削
减（ %）
污染排
放百分
比 %
排放 BOD/
（ 450kg/d）
?点 DO的
下降
（ mg/L）
治理费用
/$103
1 61.3 38.7 38.7 0.077 2490
2 61.3 38.7 387 0.774 1400
3 89.9 10.1 50.5 0.152 4260
总费
用
8150
源 1和源 2还存在分
配不均，因为单位
削减量源 1较源 2高
排污交易
对环境容量的使用进行收费，
建立合法的排污权 (rights to pollute)，并且允许这种
权利像普通商品一样进行买卖；
在排污许可的条件下，排污权可以出售。
实际是一个以数量为基础的方法达到同样的最优效率水
平：颁发确定数量的排放许可，允许持有者买卖许可
直到相互之间利益交换完全为止。
基本理论（ 1） — 效益与污染源位置无关
? 假设单位污染物减少和哪个工厂实施减排没有关系，而与
总排放量有关。
? 管理机构颁发 15个单位的排污许可，减排是最优效率的，
如有 2个工厂，如何进行分配？
排污许可的最高出价和最低接受价格
可能存在的交易
交易均衡
工厂 1 工厂 2 工厂 1 工厂 2
持有的许可数量
原始负荷
削减水平
5
8
3
10
12
2
6
8
2
9
12
3
最高出价 5 2 3 3 1/3
最低接受价格 7 3 1/3 5 4 2/3
N1 =5,N2=10；非交易均衡
基本理论（ 2） — 考虑污染源位置
源 1
源 2
源 3
污染负荷 1=100
污染负荷 2=1000
污染负荷 3=500
设定 DO标准的点 ?
6mg/L
污染负荷、削减量和排放量均以
450kg/d BOD计
设计一个排污权交易制度时，需要首先确定 BOD的许可排
放量,这个数量是随着排放位置不同而发生变化。
(1) 暂时假定污染源 3不存在，最大的允许排放量乘以转换系
数 φ1α=φ2α=0.002必须小于或等于允许的点 α处 1mg／ L的
DO减少。
污染源 1和源 2处最多可以排放 500单位的 BOD,1单位的
BOD为 450kg／ d。
环境管理部门可以颁发 500单位 BOD的排污许可，每 1个排污
许可允许污染源 l或源 2排放 450 kg／ d的 BOD。
(2)根据污染源 3排放 BOD对点 α的影响进行调整。转换
系数的比率：
代表污染源 3对点 DO影响的相对程度。
? 对于污染源 3,1个 BOD许可只能被允许排放 2／ 3的
BOD(300 kg／ d)
? 排污者相互之间进 行有利的排污许可买人和卖出,最后交易均衡，
排污者会减少 BOD排放，以最小的总减排成本达到 DO环境标准。
? 环境管理部门最初是通过拍卖来对 500个许可证进行分配的，出
价最高的出价人可以获得许可证
? 假设排污者为每个 BOD排污许可给出的最高价格是他拥有这个
排污许可所减少的治理费用。排污者不能对排污许可进行投机，
他们只购买他们现在所需的数量。管理部门的拍卖将导致对于三
个污染源来说总治理费用最小的 BOD去除率。
(3) 考虑最初的 500个 BOD许可的分配。
多购买 1个 BOD排污许可最多以及最小节省的治理费用
源 1购买 1个许可，
节省费用为 119，
000
源 3购买 1个许可，
节省费用为 6，
000
源 2增加的 BOD减排费用节省总是比相应的源 3低，
污染源 3 拍卖的 500个排污许可总能够高出污染源 2的价钱，
源 2买不到污染许可
源 1和源 3之间的竞争只包括最后拍卖的 100个排污
许可（源 1的原始负荷为 100单位），污染源 3手中有 400
个污染许可
要确定每个污染源将出多少价钱，必须计算多买入 1个污染
许可节省的治理费用
对于开始的 96个污染许可，污染源 1增加的费用节省要多
于污染源 3，因此，这些排污许可被污染源 1买走。如果污
染源 1获得第 97个污染许可，它的治理费用将减少：
如果污染源 3获得这个污染许可，它将减少原始负荷的
46.67％，相应的费用节省为：
污染源 3增加的费用节省更高，所以它购买了第 97个
BOD污染许可，持有剩下的 3个污染许可的结果类似，最后的
交易均衡使得污染源 1拥有 96个污染许可，污染源 2没有污染
许可，污染源 3有 404个污染许可
政府在排污交易中的作用
? 定义排污权和方便交易
? 排污许可的初始分配 —包括新污染源的加入
政府至少可以通过两种方式来分配排污许可：免费给予排
污许可，或者通过拍卖出售排污许可
分配该如何决定呢?分配可能引起财富的实质性转移
1）一种方法就是按照现在允许的排污量给予现存污染源
排污许可
2）另一种类型的拍卖,Hahn-Noll“零收入拍卖” (ZRA，
Zero Revenue Auction)
Hahn-Noll零收入拍卖的特点：
● 公开的价格表明最后结果；
● 均衡价格对衡量。排污许可耐排污许可持有者的价值
很有意义；
● 拍卖过程的结果是帕累托效率的；
● 最后的财富再分配不是特别激烈，这样拍卖在政治上
就是可行的
操作过程
? 1）环境管理部门决定要分配的排污许可的总数量
? 2）环境管理部门决定五个排污许可拍卖前分配的程序，
这个分配是临时的，主要作为分配拍卖收入的根据
常用的临时分配 程序包括按照,(a)排污者现在的排放量；
(b)排污权交易计划实施前排污者合法的排放量来分配排
污许可
3）拍卖的参与者要求给环境管理部门一个密封的出价
表，表明参与者愿意为第 1个排污许可、第 2个排污许
可等等付多少钱
? 4)环境管理机构将个人对第 1个排污许可、第 2个排污
许可等等的出价排序，获得一个反映对排污权付费的
集体意愿的出价表。集体结果如图 11.1(b)。
? 5）环境管理部门按照集体出价表，将 5个排污许可卖
给最高的出价者，如图 11.1所示,A买了 3个排污许可，
B买了 2个排污许可。卖出的价格是垂直的排污许可供
应曲线和集体出价表的交点，在这个例子中，卖出的
价格为 6。
? 6)环境管理部门按照拍卖前参与者的污染许可拥有量
分配所有的拍卖收入，总的收入等于产品的均衡价格
乘以排污许可的总数。表表示拍卖导致的财富的重新
分配。
基于排放削减信用的交易
? 20世纪 70年代，美国 EPA创造了一种新的建立在排放
削减信用 (ERCs,Emission ReductionCredits)基
础上的排污权交易，这些信用可以买卖，也可以储蓄
起来供未来使用
补偿政
策
应用于那些有兴趣将主要的新的固定污染源定位于违背新污染
源排放物的国家大气环境质量标准的地区。工厂可在这些地区
选择位置，只有他们拥有 ERCs，当减去污染物排放时能够使
这一地区的污染物有净的减少
银行 某段时间产生 ERCs的工厂能够将它们储存起来在将来有个时
间使用，储存的 ERCs能够留给工厂自己使用，也可以卖给其
他工厂
气泡政
策
应用于一个组织拥有的多个现存设施，制定区域内（或一个想
象的气泡内）的现存污染源的要求集合起来，组织可以在最大
允许排放量内满足一个整体的要求，而不是在气泡内满足每一
个污染源的要求
容量节
余
用于计划扩建的现存工厂。拟建工厂排放量的变化能够通过削
减工厂内其他现存污染源的排放来得到抵消，如果净增长小于
定义主要新污染源的门槛排放量，工厂可以避免对主要新的污
染源实行更加严格的要求
环保局大气质量管理计划中排放削减信用的四种运用
? 1977年,清洁空气法修正案
未达标地区的主要的新污染源满足严格的技术性排放标准 ;
新污染者的污染排放必须通过其他污染源的排放削减来抵消。
排放补偿交易
Wichland石油公司 向海湾地区空气质量管理局
(BAAQMD)提出申请在旧金山海湾 Contra Costa县建造一个
每天 40,000桶的终端站。在排污许可申请进行的时候，
Contra Costa县是三种污染物的未达标地区,SO2,CO和 HC。
拟建的终端是一个重要的新空气污染源，因此受到排放补
偿需要的限制。
Wickland石油公司的两种选择
? 将其污染排放减少到 BAAQMD认为的“重要”的新污染源
的水平之下；
? 获得足够的排放补偿来证明它的行为的净影响是达到二氧
化硫和碳氢化合物的 NAAQS的进步。
? 第一个选择太昂贵，不太可能。 Wickland石油着手通过下
面的手段来获得必需的排放补偿。
? 1),内部补偿” —减少或消除拟建终端周围 Wickland石油
现有设施的污染；
? 2)利用储蓄的补偿,Wickland石油过去使得附近设施排放低
于 BAAQMD要求的标准所获得的排放补偿；
? 3)外部补偿 —减少和消除其他工厂现有设施的污染排放。如
给其他工厂付费让它们减少污染排放，或买下它们的设施
将其关闭；
Wickland石油公司的行动
? 4)购买其他工厂储蓄的污染补偿。
? Wickland石油公司让旧金山巴黎之城干洗店削减 181.7 t／ a的
碳氢化合物，同意购买新的干洗和溶剂回收设备以使巴黎之
城的排放低于 BAAQMD的规定。
? 二氧化硫的补偿途径
Wickland石油买下并关闭了拟建终端边上的一家弗吉尼亚化
学公司的工厂，
Wickland石油让出海油轮和海面机动交通工具换用低硫燃料。
Wickland石油公司的行动
SO2 HC CO
补偿前总估计排放量 24.7 83.2 1.31
巴黎之城补偿 —新设备 -151.4
弗吉尼亚化学有限公司补偿 —关闭工厂 -7.4
来自燃料低硫煤的船只和车辆的补偿 -22.2
补偿后总估计排放量 -4.9 -68.2 1.31
结果
气泡政策
气泡政策之前，工
厂必须按照排放标
准允许每个工厂排
放 100t／ d，总的
排放为 200t／ d。
单位污染控制费用：
工厂 A＞＞工厂 B
SO2排污许可的交易
? 清洁空气法 (CAAA)1990年修正案对 48个相邻州的发电厂
每年总的 SO2排放量有一个最高的限制。
? 法案建议到 2000年的 10年间 SO2年排放量减少 10,000,000 t,
通过两个阶段来实现。
? 第一个阶段，到 1995年 1月 1日的五年间，治理美国排放量
最高的 110个发电厂。
? 第二个阶段，到 2000年，计划要覆盖 48个州中的绝大多数
现在使用化石燃料的发电厂。
? 分配 10,000,000 t削减目标
? 第一阶段，有 110个电厂获得了排污许可
每个电厂获得的排污许可的数目 (不收费 )主要是根据每个工厂
的燃料消费基线，即 1985到 1987年间平均年的燃料消耗量
指定的 SO2排污许可数目 =燃料使用 ?排放因子
? 第二阶段，分配程序是相似的，但排放因子减少
排污许可的初始分配
? 拍卖
政府拍卖（ EPA）
1)每个潜在的买者提交一个 (和更多 )有关在一个确定愿意
买的排污许可数量的密封的出价表 ;
2)政府储备的排污许可按照参与者的出价卖出，从最高的
出价开始，直到排污许可卖完为止
芝加哥交易董事会 (CBOT)创造的交易机会
组织进行私人交易
? 直接销售
SO2许可交易市场建立
表 拍卖和直接销售的 SO2排污许可数量
购买年份
拍卖 直接销售
限期许可 远期许可 限期许可 远期许可
1993（到 1995） 50,000 100,000 25,000
1995（到 1999） 150,000 100,000 25,000
2000（及以后） 100,000 100,000 25,000 25,000
直接销售许可价格 $1500/t,经消费者价格指数调整。
每年限期拍卖买卖的许可只在当年可使用。 1993年到 1995年
间限期拍卖的许可是一个例外，
远期拍卖的许可只能允许他们最初进入交易后的第 7年
CO2排放权
1996年在欧洲登场,6年后的 2002年初，已有 5500～ 7000万
吨二氧化碳的排放权被卖了出去，成交次数超过 65次 ;
? 2002年，英国政府决定在国内各企业间实行自由买卖的
二氧化碳排放量交易制度 ;
? 根据智利的, 环境大法,,智利鼓励采用包括“可交易
的排放许可证”、“可交易的水权”等经济刺激手段 ;
? 哥斯达黎加环境资源法引入了生物多样性勘探权和可交
易的再造林赋税优惠政策。
国际领域排污权交易的发展概况
? 1987年, 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书, 第 2条第 8款规
定：任何缔约国，可以协议联合履行本条约内规定的关于（受控
物质）消费的义务，只要联合消费受控物质的总量不超过本议定
书规定的数量 ;
? 1991年 1月经济合作与发展组织理事会在, 关于在环境政策中使
用经济手段的建议,,提出 4类经济手段供成员国参考,1）收费
和收税； 2）可交易的许可证； 3）押金制度； 4）财政补贴。
? 1992年联合国环境与发展会议, 气候变化公约, 第 4条第 2款规定：
附件一所列的发达国家缔约方和其他缔约方可以根据本公约共同
执行减少温室气体排放的政策和措施，也可以协助其他缔约方为
实现本公约的目标做出贡献 ;
? 1997年 11月日本, 气候变化框架公约, 首脑会议通过一项允
许发展中国家向富国“出售”吸收 CO2的森林能力（又叫出
售“环境服务”）的规定；
? 1997年哥斯达黎加 得到 200万挪威元收入
? 1998年美国芝加哥股市首次抛出减少温室气体证券
哥斯达黎加这个小国通过该市场每年可以从出售吸收二氧化碳的
热带雨林能力中获得 2.5亿多美元。而发达国家减少空气污染
的费用可从 100$—10$/t
? 日本三菱马蒂利尔、东京电力、东京燃气等 9家大公司联合成
立 COI的民间团体，专门负责从海外企业购买排放权。加拿大
的石油企业为第一交易对象，计划购买 1000吨 CO2排放量，每
吨交易价格在 2～ 3美元左右。
国际领域排污权交易的发展概况
中国排污权交易政策发展概况
? 1990年国家环境保护局开始在 16个城市进行大气排污许可
证的试点工作；
? 1991年选择在包头、开远、柳州、太原、平顶山和贵阳等 6
个城市进行大气排污交易政策实施的试点；
? 1999年 4月中美两国签署,在中国运用市场机制减少二氧化
硫排放的可行性研究意向书”；
? 中国国家环境保护总局与美国环保基金会签署“研究如何
利用市场手段，帮助地方政府和企业实现国务院制定的污
染物排放总量控制目标”的合作协议备忘录，确立了“运
用市场机制控制二氧化硫排放”的中美合作研究项目
江苏南通与辽宁本溪两市被列为该项目的试点城市,进行了二
氧化硫排污权交易的试点研究。
中国排污权交易政策发展概况
? 2001年 11月，南通天生港发电有限公司向南通另一家大型化工
有限公司出售 SO2排污权签字仪式在江苏省南通市举行，
? 南通天生港发电有限公司每年 SO2实际排放量与环保部门核定
的排污指标相比，尚有数百吨的“富余”
? 买方是一家大型化工合资企业，已通过 ISO14001认证。急需获
得 SO2排放权，以扩大生产规模。
? 卖方将有偿转让 1800吨 SO2的排污权，供买方在今后 6年内使用。
SO2排污权以年度为单位进行转让（每年 300吨），交易费用按
年度进行结算。合同期满，排污权仍归卖方所有，买方得到的
是排污权的年度使用权。
我国第一例真正意义上
的二氧化硫排污权交易
? 2002年 7月，国家环保总局召开了山东、山西、江苏、河南、
上海、天津、柳州等,SO2排放交易”七省市试点会议，进
一步研究和部署了进行排污权交易试点工作的具体步骤和
实施方案。
? 2003年初，柳州成为又一个出现排污交易的试点城市。柳
州木村厂和柳州化工集团公司之间已经签订了排污权交易
合同，交易标的为 200t，每吨的交易价格为 400元
? 2004年 1月,在唐山市、沈阳市、杭州市、武汉市、深圳市、
银川市进行试点
环境容量的确定
大气环境容量
水环境容量
污染源数据收集
质量现状数据收集
如不够，布点监测
筛选大气扩散模型
根据模型需要进行气
象参数收集或气象现
场观测
现状环境容量测算
计算各源对控制点的实际浓度贡献,
确定是否削减排放量
确定约束条件
现状容量测算结果
测算因子确定（ SO2,PM10,NO2）
确定大气扩散模型
各污染源的环境浓度贡献
规划年环境容量测算
报送国家环保总局
总局审查核定
规划年容量测算结果
国家环境空气质量
控制目标
技术框图
? 污染因子确定为 SO2,PM10,NO2
? 大气污染源数据收集及清单
依据排放源高度，可将排放源划分成点源
与面源进行计算
区分点源和面源的一般原则
将居民生活和零散商业排放源作为第一类面源，其平均排放
高度为 7-10米左右。
? 将烟囱几何高度小于 30米，且无法进一步实施控制的排放
源划为第二类面源。
? 将烟囱几何高度大于或等于 30米，或者虽然几何高度小于
30米，但可以找到一种以上更有效的控制措施的排放源作
为点源。
? 开放源、机动车排放等按面源处理。有条件的城市可以考
虑增加大气污染物二次转化等因素。
点源调查内容
? 排气筒底部中心坐标 (相对值或经纬度 )；
? 排气筒高度（ m）及出口内径 (m)；
? 排气筒出口烟气温度（ ℃ ）；
? 烟气出口速度（ m/s）；
? 各主要污染物正常排放量（ t/a,t/h或 kg/h）。
面源调查内容
将城市在选定的坐标系内网格化。一般可取 1000× 1000(m2),城
市较小时，可取 500× 500(m2),按网格统计面源的下述参数：
? 各主要污染物排放量的时变化值（最大时排放量或平均时排
放量［ t/(h·km2)］，以及时变化系数），时排放系数可按各季
或各月给出典型日的时变化系数；
? 面源排放高度（ m），如网格内排放高度不等时，可按排放量
加权平均取平均排放高度；
? 面源分类，如果源分布较密且排放量较大，当其高度差较大
时，可酌情按不同平均高度将面源分为 2-3类（即按高度分成
2-3类）
面源调查内容
? 面源分布一般处理办法。
面源污染源在网格中比较均匀时，采用单位面积的平均源强处理
办法，其坐标采用网格中心点的 X,Y,Z值；
如果其中某一类面源在某一网格中分布非常不均匀，即相对集中
而且排放量大时，为了提高计算精度，需要特殊处理，给出
相对集中的面源的面积（ X和 Y值）和该面积的中心坐标值。
在面源非常不均匀的网格，采用加密网格的方法处理。对于排放
强度大的开放源作为点源或单独的面源（区别于前面的第一、
二类面源）处理。
线源调查内容
? 对于机动车排放污染较重的城市（划分标准见表 1），
需要将高速路、快速路和主干路作为线源，选用合适
模型进行处理。机动车源的排放高度定为 1米。
参考指标 划分限值（建议） 折算等级值 备注
人均 GDP水平（元 /
人） — P
P≥25000 3
8000≤P<25000 2
P<8000 1
机动车保有量（万
辆） — V
V≥100 3
包括摩托车50≤V<100 2
V<50 1
空气质量（ NO2年均
浓度,mg/m3） —
A
A1>0.08 3 以各城市环境空
气质量监测数
据为准
0.04<A1≤0.08 2
A1≤0.04 1
将各个城市按上述 3个参考指标划分得到折算等级值，折算值总和
S=P+V+A，当 S≥7时，该城市被划分为机动车排放污染程度较重城市。
参考指标 划分限值（建议） 折算等级值 备注
人均 GDP水平（元 /
人） — P
P≥25000 3
8000≤P<25000 2
P<8000 1
机动车保有量（万
辆） — V
V≥100 3
包括摩托车50≤V<100 2
V<50 1
空气质量（ NO2年均
浓度,mg/m3） —
A
A1>0.08 3 以各城市环境空
气质量监测数
据为准
0.04<A1≤0.08 2
A1≤0.04 1
将各个城市按上述 3个参考指标划分得到折算等级值，折算值总和
S=P+V+A，当 S≥7时，该城市被划分为机动车排放污染程度较重城市。
ADMS大气扩散模型
? 由英国剑桥环境研究公司开发的，
? 类型：,ADMS-评价”、,ADMS-工业”、,ADMS-城市”
等独立系统
? ADMS-城市”版是最复杂的一个系统。
模拟城市区域来自工业，民用和道路交通的污染源产生的污染
物在大气中的扩散，用点源、线源、面源、体源和网格源模
型进行模拟的
可以考虑最简单的 (如一个孤立的点源或单个道路源 )、最复杂
的城市问题 (如一个大型城市区域的多个工业污染源，民用和
道路交通污染排放 )。
? ADMS-城市可以作为一个独立的系统使用；
? 也可以与一个地理信息系统联合使用，如与 MapInfo以及
ESRI的 ArcView有机的连接
ADMS-urban 模型
ADMS-urban 模型
? 抚顺市大气环境目标
空气质量执行国家 (空气质量标准 (GB3095— 1996)。 抚
顺市“十五计划”目标：在保证率为 85％的条件下，
全市各类规划区环境空气质量达到国家功能区划标准。
? 容量测算的空间范围
约 372km2，其中包含一类区 2km2，二类区 357km2，三
类区 13km2，分别执行国家一、二、三级标准。
SO2环境容量计算
? 衰减系数为 0.36和保证率为 85％条件下日均值超标面积为 0，
而其他条件下的超标面积较大，不可接受。
? 把衰减系数为 0.36，超标面积不大于 5％、保证率为 85％，
作为容量计算的约束条件。
? 在这种约束条件下，通过计算抚顺诽放清单中的 SO2排放
总量得到 SO2的容量为 6.0万 t。
利用 2000年排放清单和气象数据，应用校正后的数据，
模拟 85％保证串下的 TSP日均值浓度分布
超标面积为 63.5km2，占评价面积的 17％
