污水灌溉农业损失评估
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1河北省水资源及污水灌溉现状
河北省位于华北地区东部,地处中纬度沿海与内陆交接地带,属温带大陆性季风气候,全省多年平均降水量为536mm,地表水多年平均产量152亿m3,地下淡水149亿m3,人均占有水资源量约300m3,仅相当于全国人均水平的1/8,平均每公顷农田占有水资源量2505m3,为全国平均水平的1/10。2001年全省缺水量达50.4亿m3,水量供需比值为0.67,其中农业生产用水占全省总需水量的86.03%,农业缺水量达43.3亿m3,故该省水资源严重短缺且农业缺水问题尤显突出,而水污染问题日趋严重,更加剧了水资源供需矛盾。自1995年以来河北省年废水污水排放总量均超过16亿m3,这些污水若充分合理利用则可为农业灌溉提供近12.04%的水源,但由于污水处理设施相对滞后,河北省污水处理率不足40%,大量废水污水未经处理直接排入河流,造成河流等地表水体严重污染。河流断面监测数据表明62%的断面水质为V和劣V类,致使原本清洁的河流变成纳污渠,使流域范围内农田被迫使用污水灌溉。河北省污水灌溉发展与全国同步且始于20世纪60年代初期,其中保定市和石家庄市为最早发展污水灌溉地区,发展至今全省11个地级市中除承德市外其余各市均有分布。工矿企业排放废水和城镇居民生活污水进入排污河成为污水水源,污水灌溉区主要分布在城市近郊等周边地区及排污河沿岸,1990年河北省污水灌溉面积为10.1万hm2,1995年污水灌溉面积增至6.54万hm2,至1998年发展为15.98万hm2,年污水利用总量达2.51亿m3,其中纯污水灌溉面积为5.7633万hm2,清水与污水混合灌溉面积为6.9902万hm2,间歇污水灌溉面积为3.2293万hm2。
环境经济学中所谓外部性不经济是指当生产者或消费者在生产或消费过程中给他人带来损失和额外费用,而他人又不能得到补偿。本研究从环境经济学角度对环境污染进行经济评估,把生产过程中造成的环境污染问题和资源损害折算成经济指标,纳入经济成本分析,以经济指标量化环境污染损害程度,以利于揭示污水灌溉所投入的环境成本,有助于人们定量研究与认识环境污染的严重程度,增强环境保护意识[5],从而实现经济与环境之间协调发展。
2.1污水灌溉农业环境污染损失分类与估算方法
污水灌溉对农业环境的影响主要包括土壤污染、地下水污染、作物产量影响与品质污染、人群健康影响以及为防止环境污染而额外增加的环境污染防护费用[6~9],本研究从这5个方面分析污水灌溉过程中所产生的经济外部性(见表1),并依此分别计算各单项经济损失。此外部性指标主要按照受影响的环境因子建立,其中污水灌溉对大气环境的影响,主要是污水发黑发臭而产生臭气,受条件所限,本研究未作分析。根据外部性指标的特征,本研究采用市场价值法、人力资本法和工程费用法进行各项经济损失估算[7]。人力资本法。一般计算人群健康损失时常采用人力资本法,它是根据健康损害的医药费和工资收入减少计算其经济损失的,由于居民发病率或死亡率的增加,必然给社会增加保险费用、医疗费用及补助费用的支出,造成劳动生产率下降及国民收入减少等经济损失。
2.2污水灌溉污染损失的货币值估算
土壤污染经济损失估算。从功能价值法角度看,土壤污染最直接结果即降低土壤生产能力,通过土壤生产能力降低(功能损害),以农产品市场价值体现其环境成本。污水灌溉区土壤主要表现为重金属污染,根据河北省污水灌溉区土壤环境监测结果,以“六五~七五”国家科技攻关项目“土壤环境容量研究”成果即土壤中Hg、Cr、Cd、Pb和As对作物减产10%的临界浓度值为依据分析表明,河北省污水灌溉区目前土壤污染程度较轻,尚未产生功能性损害,故本研究忽略土壤污染经济损失不计。地下水污染经济损失估算。地下水污染直接后果是居民饮用水条件恶化,甚至不得不变更水源,主要是改建新水井或修建自来水厂,这些因水污染引起而增加的工程费用即地下水污染损失值,并通过分析地下水污染源而确定污水灌溉的损失责任分担份额。统计分析表明河北省年建生活用水井915口,按2000年现价计,每口100~200m深水井一次性建设费用(包括打井费、建水塔和水管配套设施等成本)约13~20万元不等,每口水井年维持运转费用(主要包括人力、电耗与维修等费用)约0.8~1.4万元左右,考虑其后效性按10年计算,则每口生活用井总费用为26万元,故该省年均修建生活用井总费用为2.38亿元。
变更饮用水源的主要动因一方面是由于人们生活水平的提高而要求饮用更清洁水所需,另一方面是因水环境恶化而不得不变更原有水源或经自来水厂净化处理,再次是因地下水位降低所致,这三方面因素相互关联,故其经济损失的责任分担以问卷调查得出权重值,调查结果有28%(沧州地区50户)的人认为,当地浅层地下水环境“恶化严重”是被迫建深水井或改用自来水的原因,故因建深水井和修建自来水厂而额外增加的费用28%应归于地下水污染所致。地下水污染主要是因大量施用农药化肥及污水灌溉所造成,其主要污染物为硝酸盐氮,1986~1990年河北省施用N肥(折纯)为77.3~92.1万t,而1992年、1994年、1995年、1996年、1997年、1998年、1999年和2000年全省施用N肥(折纯)分别为100.4万t、127.2万t、128.6万t、149.7万t、150.4万t、151.8万t、151.2万t与148.0万t,呈逐年递增趋势。1998年该省因污水灌溉而引入农田氨氮总量为1.4772万t(1998年污水中氨氮污染物排放总量及污水利用率为20%计算),而年均农业生产N肥输入总量为113万t(折纯),故该省地下水中硝酸盐污染0.78%来自污水灌溉,因污水灌溉造成地下水污染年均经济损失约52万元。
污水灌溉造成的农作物污染经济损失估算。污水灌溉造成的农作物污染损失主要包括减产和粮食污染两方面,本调研表明污水灌溉对农作物产量的影响主要是因污水灌溉不当,发生污染事故而造成减产。1990~2000年因污水灌溉造成的小麦减产绝收面积累计达5800hm2,以平均每公顷减产50%计算,则多年累计减产总量达3.84万t(按小麦单位面积产量为6624.3kg/hm2计)。运用市场价值法(小麦按2000年市场价1.2元/kg计,下同)计算合计4608万元,故该省因年均污染事故造成农作物减产经济损失为460.8万元。污水灌溉区农产品污染超标损失按低于市场价10%的价格计算,河北省污水灌溉区小麦、玉米最高超标率分别为42.4%和33.3%,超标总量分别为12.6万t和12.4万t,故该省小麦、玉米超标污染年经济损失为2753.5万元(玉米按2000年市场价1.0元/kg计)。河北省污水灌溉造成的污染事故及农作物产品超标污染年经济损失为3214.3万元,其边际成本为201.15元/hm2。
污水灌溉区人群健康影响经济损失估算。污水灌溉对人体健康伤害的主要病理是导致癌症、肝肿大、口腔疾病和胃肠道疾病等其他消化道疾病发病率增加,其损失值估算用人力资本法,健康损害经济成本主要包括疾病治疗费用、病休人员误工时损失。污水灌溉区环境污染防护费用成本估算。污水灌溉过程中环境污染防护费用主要指污水灌溉河渠系统防渗工程建设投资。调查资料表明河北省污水灌溉区引污渠绝大多数为原有河道,由于废水污水排放使河流水体污染而变成污水渠,这些天然河道均未作任何防渗处理,如保定市清苑县府河自20世纪70年代后由保定市工业污水排入而使府河沿岸地表水灌溉变为污水灌溉,且河道未作任何修建改造。1985年始修建节水工程,从各提水站到田面之间修建防渗垄沟,以提高农田水资源利用系数。防渗垄沟主要形式有水泥槽式、塑料薄膜及软硬塑料管3种,目前混凝土防渗和地下硬塑管道防渗应用普遍,混凝土防渗造价较低,为3.5元/m;地下硬塑管道则造价较高,为12元/m。统计表明保定市清苑县至1998年地下硬塑管道累计110万m,控制灌溉面积约1.3万hm2;石家庄市栾城县至1994年共建成51.38万m混凝土防渗垄沟、1.64万m硬塑防渗垄沟,由此计算2县防渗工程分别累积投资1320万元和199.51万元,年均投入约101.53万元和19.95万元。若该省138个县市均达到栾城县投资规模,则全省防渗工程年均投资总额达2750万元。
全省污水灌溉面积占全省有效灌溉面积的3.68%,以此作为防渗工程总投资额中用于污水灌溉工程比例,则河北省污水灌溉工程中防渗工程年均投资总额为100万元。按河北省总污水灌溉面积为15.98万hm2计算,污水灌溉污染防护年边际成本约6.25元/hm2。污水灌溉对土壤、地下水和作物污染及其对人群健康影响的经济损失计算结果表明,2000年河北省污水灌溉造成的环境污染经济损失总价值为7.37亿元,占农业生产总值的0.87%,即环境成本系数为0.87(%,按2000年河北省农业生产总值为846.72亿元计),其中人群健康损失为7.02亿元,占总污染经济损失的95.3%;地下水污染与作物污染损失分别为52万元和3300万元,占总污染损失的0.072%和4.48%;污染防护费用为100万元,占总污染损失的0.14%。因此污水灌溉潜在的环境影响应引起高度重视,尤其是污水灌溉区人群健康问题。将这种环境污染损失纳入污水灌溉整个经济效益分析中可更加客观了解它的经济效益与环境效益,引导污水灌溉合理发展,实现经济与环境之间协调发展。
