中国是世界上最大的水泥生产和消费国。作为一个典型的高污染、高能耗和产能过剩行业，水泥行业涉及一条复杂的产业链——从煤炭和原材料开采，到熟料生产，最后到水泥运输。该产业链产生了大量的二氧化碳（CO?）、常规空气污染物和有害微量元素（HTE）排放 [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]。因此，水泥行业面临着显著的脱碳和减少空气污染的压力 [10], [11], [12], [13], [14], [15]。
由于具有毒性和环境持久性，HTE排放引起了越来越多的关注 [16], [17], [18], [19]。以往研究报告指出，水泥行业对全国人为排放的As、Cd、Cr、Ni、Mn和Pb的贡献分别约为11%、7%、5%、5%、8%和10% [20], [21], [22]。这些比例，特别是对于优先管控金属As、Cd、Cr和Pb而言，凸显了水泥行业在中国总体HTE排放格局中的关键作用。然而，虽然近期的政策努力主要集中在CO?和常规污染物上，针对HTE减排的针对性措施仍显不足。这凸显了对水泥行业HTE排放进行系统量化和控制的迫切需要。
现有的关于微量元素排放的研究主要集中在国家或区域尺度的多行业清单上。例如，Tian等人 [20] 考察了1940至2012年中国11个行业的微量元素排放；Liu等人 [21], [22] 研究了2012至2017年中国人为来源的微量元素排放；Sha等人 [23] 专门分析了广东省人为大气有毒金属排放清单及其空间特征。然而，对于水泥厂而言，此前的研究大多集中在水银（Hg）上，对其他有毒元素的关注相对较少。此外，大多数研究主要局限于现场生产过程，往往忽略了煤炭和原材料上游开采、下游运输以及间接电力消费所产生的排放。因此，当前的排放数据和方法框架不足以支撑全产业链HTE核算与减排规划。
中国的污染控制战略已进入新阶段，碳减排成为协同控制污染物和温室气体的关键驱动力。作为重点能源密集行业之一，水泥行业将面临针对碳排放和污染物的日益严格政策。Li等人 [2] 和Pan等人 [24] 的先前行工作考察了燃煤相关措施对重金属排放的影响。然而，低碳和末端治理政策如何协同影响水泥行业的HTE排放，目前仍缺乏深入研究。
为弥补这一空白，我们开发了一套自下而上的单元核算排放框架，追踪从煤炭和原材料开采，到熟料生产，再到最终产品运输的整个供应链中的HTE排放。我们进一步量化了省际水泥贸易所引起的生产省与消费省之间的排放转移。此外，通过情景分析，我们评估了低碳和超低排放政策对中国水泥行业到2060年的协同减排效益。需要说明的是，本分析未纳入水银（Hg）。中国水泥行业的Hg排放已采用专门的物料衡算法得到广泛研究 [1], [7], [8]，且我们的初步分析表明，纳入Hg不会根本改变HTE基于过程的分布特征。此外，由于Hg具有独特的挥发性和形态化学特性，其排放机制和控制技术与其他HTE存在显著差异，这使其值得单独开展专门研究。
