用水成本、废水处理成本与污染损失分析

(一)用水成本包括的项目

用水成本与供水成本的区别是:用水成本除了包括供水成本之外,还包括供水者利润和排放废水所造成的环境损失。

根据式(13-6):用水者单位成本=供水价格

=资源水价+工程水价+环境水价

其中的价格如果采用影子价格,就可以表示社会用水成本。

换一种表达方式,用水成本可以表示为供水成本与利润、废水处理成本与利润和剩余废水污染损失之和:

式中废水处理成本指规划处理或实际已处理的废水(一定数量和处理质量的废水)的处理成本;剩余废水污染损失是未处理的废水、虽已处理但仍含有污染物的废水造成的各种损失。

供水成本的计算已在前面介绍。废水处理成本的计算跟一般工程的成本计算类似,包括废水工程初始投资和运行费两大项,可以参照有关规范,这里不再详述。下面介绍废水污染损失的计算方法。这里强调分析的是废水污染损失,而不是全部的水污染损失。水污染除了用水户排放的废水引起的之外,还包括其他原因引起的水污染,例如固体有害废弃物被淋溶引起的水污染、空气污染引起的水污染等。因此水污染损失除了废水污染损失之外,还包括其他水污染损失。这里的讨论集中在废水污染损失。

(二)废水污染损失估算

1.废水污染损失的传播路径

废水从各个水用户排出,首先流经排泄路径,沿排泄路径溢出、渗漏对土地造成污染,然后进入地表水或地下水,对自然水体造成污染,使水体内的水资源价值贬值。自然水体被污染后,水体中的各种生物首先直接受害,水力发电、航运、水上娱乐等河道内用水者也直接被祸及,接下来是以受污染水体为水源的河道外用水者因水质下降遭受的损失,最后是河道外用水者引用污水引起的间接损失。从污染源、自然水体、河道内外的直接受害者到最后的间接受害者,废水污染损失的传播路径包括了4个环节(详见表13-4)。

2.废水污染损失的项目划分

项目的划分是为了便于废水污染损失的统计和计算。划分的原则科学而简便,既要涵盖全部损失内容,又要扣除重复,最好互不重复。

(1)按是否跟废水、受废水污染的水体接触分为直接损失和间接损失。直接损失是生产或消费活动跟废水或被污染的水体紧密相关的利益主体的经济损失,包括直接土地污染损失、河道内用水者的损失和河道外用水者的损失。

表13-4　废水污染损失的传播路径

间接损失是因直接损失者利用了被污染的水对环境和下游生产者或消费者所带来的损失,包括污水灌溉带来的土壤污染损失和水资源污染损失、采用或替代直接损失者的受污染影响的产品所造成的损失。

(2)按生产和消费分为经济部门损失和消费者损失。废水污染的经济部门损失是各国民经济行业的废水污染损失。废水污染的消费者损失是最终消费者因废水污染遭受的损失。

废水污染的经济部门损失可以按国民经济行业分类来详细划分。2002年修订的《国民经济行业分类》(GB/T4754—2002)中,共有行业门类20个、行业大类95个、行业中类396个、行业小类913个。增减相抵,比1994年的标准新增加了4个门类、3个大类、28个中类、67个小类。受水污染影响的主要行业有:

渔业:水环境污染影响渔业产量、产品质量的损失。

种植业:灌溉用水水质下降引起农产品产量、品质下降的损失。

牧业:水源、饲料被污染的损失。

林业:废水污染危害树木生长、影响果品品质的损失等。

水的生产和供应业:水源水质下降增加处理成本,影响供水质量。

水力发电:水污染对发电设施的影响等。

航运业:水污染对船舶的危害等。

水利、环境和公共设施管理业:包括水资源管理业的损失、环境治理业的损失、自然保护区损失、游览景区(风景名胜、公园和其他游览景区)损失等。

娱乐业:水上游乐园损失等。

3.废水污染损失估算的一般理论

从理论上讲,废水污染损失评估的基础是通过调查、实验找到两类关系:各种污染物与各种受污染影响的物理量状态之间的剂量—反应关系、受影响的物理量状态—经济损失的关系。以这些剂量—反应关系和状态—损失关系为基础,只要统计各个(类)利益主体对应的废水排放造成的污染物指标的变化,就可以计算各个利益主体的因废水污染遭受的损失,并进一步估计废水污染的全部损失。(www.xing528.com)

(1)水污染的物理量剂量—反应关系。受污染影响的对象(水体、水生生物、农作物、船舶、水中建筑物、土壤等)的物理、化学、生物状态与污染程度(污染物类型、污染物数量等)的对应关系可用下式表示:

式中:sij表示第i种受废水污染影响对象的第j种状态指标;xk表示第k种污染物的数量(用污染负荷或浓度表示,根据具体情况而定);n表示污染物类型数。式(13-25)是个多元函数,如果只有一种主要污染物,其他污染物的影响可以忽略,上式可以简化成单个自变量的一元函数,并可用图13-1来概括污染物的剂量—反应关系:关系呈S形,存在一个临界点,在污染物指标达到临界点之前,污染物的影响可以忽略,在达到临界点之后受污染影响的程度随污染加重急剧扩大,但当受污染破坏的程度很深时,对污染指标继续提高的反应变得不敏感。

图13-1　水污染的S形剂量—反应关系

注意有两种性质不同的状态指标。一类状态指标是静态的状态指标,表示被污染影响的对象在一定污染程度下所保持的状态,例如在一定污染浓度下水生生物的存活率;另一类状态指标是动态的,表示按一定的速率变化,例如在一定污染浓度下水下钢板被锈蚀的速率、生物生长量等。

(2)状态变化引起的经济损失。每种对象受污染影响的经济损失与其状态改变有关。对不同的对象有不同的计算模式,大体可归为以下两种类型。

1)经济收益是受影响对象的状态的函数,经济损失可以表示为受影响前后的经济收益之差

式中:di表示污染影响第i种对象的经济损失;0、t分别表示污染前、污染后;m表示状态变量的个数。

其实际例子是水产品的价值与水产品中有害物质的含量有关,单位水产品品质下降的经济损失等于被污染前的单位水产品价值减污染后的单位水产品的价值。

2)经济损失可以表现为污染前后受污染影响对象的状态变化量的函数

其实际例子是当状态变量为船舶船体锈蚀率时,水污染引起的损失就是污染前后锈蚀率之差的函数。

4.废水污染损失调查评估

在现实中,很难有齐备的水污染剂量—反应关系和状态—经济损失关系的资料,因此很难完全采用理论方法进行废水污染损失的计算,而不得不采用替代的估算方法。

(1)估算废水污染损失的恢复成本法。把被污染的环境恢复到未污染前的状态所需花费的成本,称为环境恢复成本。在缺乏污染损失的足够信息的情况下,可以把废水污染的恢复成本作为废水损失的近似估计。废水污染恢复成本的主体是污染源——废水的治理成本。严格而言,只有当废水零排放时才能完全消除对外部环境的不利影响,因此废水的治理成本应该以污染物零排放为标准。

环境恢复费用包括污染源治理费用和已被污染的环境的清理费用。从动态角度而言,只要停止排污,环境就会利用其自净能力自动恢复其正常功能,所以环境恢复费用一般主要由污染源治理费用组成。但如果已被污染的环境不能自动恢复而需要人工治理,例如放射性污染一般都需要进行专门处理,则总恢复费用中应该包括环境清理费用。

污染源治理费用与污染物的数量和治理的技术工艺有关,一般均通过治理费用函数来估算。治理费用函数是根据大量实验资料和调查资料建立的,国内常采用C(费用)-Q(处理规模)-S(等标负荷量)投资费用函数法(李克国,1993):

式中:C表示污染物处理设施的投资费用;Q表示废物处理规模(需处理的废水总量、废气总量等);S表示废物中的污染物负荷总量;K1、K2、K3均为参数。污染物负荷总量的计算方法如下:

式中:Si表示第i种污染物的等标负荷;qi表示第i种污染物折纯量;Ci表示第i种污染物的排放标准。

不过,以上治理投资费用函数是以国家污染物排放标准作为污染物处理基准的,不十分合理。原因是各地的自然条件相差很大,环境自净能力很不相同,按同样的国家排放标准排污,环境自净能力强的地区可以达到国家规定的环境质量标准,而环境自净能力差的地区就达不到国家规定的环境质量标准。因此,应以当地的环境自净能力或环境质量标准作为去污基准,而不能以国家统一的排放标准作为去污基准。设Cij表示第i种污染物的j级环境质量标准,并用Cij代替上面费用函数中的Ci重新建立投资费用函数,Sj表示第j级环境质量标准所能允许的相对于Cij的等标负荷总量即环境自净能力,则治理到第j级环境质量标准的投资费用为:

除了一次性的处理设施投资费用之外,环境恢复费用还包括设施运行费。设第j级治理标准下的年运行费为Uj,历年总运行费为Vj=Uj/i。总恢复费用为TCj=Cj+Vj。

总之,从环境污染角度而言,环境既因其具有自净能力而具有正价值,又因其被污染后对人有害而具有负价值,污染性环境的总价值量应为环境自净能力正价值减去环境污染负价值,在数量上等于环境自净能力价值减去环境恢复费用。

(2)估算废水污染损失的替代成本法。用等效的产品或服务替代被水污染影响的产品或服务的成本,称为受水污染影响的产品或服务的替代成本。对某个企业或行业而言,它所支付的受水污染影响的产品或服务的替代成本,可以作为它所受水污染损失的估计。全部经济行业的受水污染影响的产品和服务的替代成本之和,可以作为总的水污染经济损失的近似估计。

(3)水污染直接经济损失的调查估算。水污染对各行各业造成的直接经济损失可以根据各行业所受损失的物理量(包括数量和质量)指标和相应的损失函数来估算。