張美玲，孫然然，王學(xué)昌

(中國海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100)

膠州灣近岸海域污染物削減的效益分析*1

張美玲，孫然然，王學(xué)昌

(中國海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100)

首先計算了2008年化學(xué)需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)對膠州灣各類海洋功能類別造成的經(jīng)濟損失，其次利用COD和氨氮總量削減成本模型計算不同削減情況下的投入成本，最后將不同削減量下獲得的經(jīng)濟效益與相應(yīng)的投入成本進行對比，得出污染物削減后膠州灣的效益為：削減3%為3.351億元，削減5%為5.562億元，削減8%為10.745億元，削減10%為12.764億元。通過對膠州灣削減污染物的經(jīng)濟損益情況計算，以期為膠州灣環(huán)境污染治理預(yù)算和政府決策提供支持。

經(jīng)濟損益分析；污染物削減；膠州灣

膠州灣具有區(qū)位優(yōu)勢以及豐富的海洋資源，但近年來膠州灣水質(zhì)日益惡化，資料顯示膠州灣全年排放廢水總量超過2億t，且近30年污水排海總量增加近3.5倍[1]，同時，青島市“十二五”規(guī)劃將加大膠州灣重點流域污染綜合整治力度。這表明了針對膠州灣水環(huán)境污染的研究和治理必然成為近期的工作重點，所以制定合適的水污染防治方案，正確估算水污染引起的經(jīng)濟損失具有十分重要的意義。

1 研究區(qū)域概況

膠州灣位于山東半島南部，介于35°58′～36°18′N，120°04′～120°23′E之間，其灣口與黃海相連，四周被青島市市南、市北、李滄、城陽、膠州、黃島等多個市區(qū)包圍，是深入內(nèi)陸的半封閉型海灣。膠州灣東西最大寬度約為25 km，南北最大跨距為32 km，灣口海水通道最狹處僅為3 km[2]。膠州灣岸線總長約為220 km，總水域面積約為390 km2，平均水深6～7 m，最大水深64 m[3]。

2 膠州灣主要排污口及污染物

膠州灣的污染源主要來自沿岸各排污單元生活污水和工業(yè)廢水的排放，主要排污口有團島，李村河，海泊河，樓山河，墨水河，大沽河，洋河，前灣等。其中，海泊河、李村河、板橋坊河、樓山河等河中下游為市區(qū)工業(yè)廢水和市政下水的排污河，大沽河基本成為工業(yè)廢水、生活污水的排污通道[4-5]。排入膠州灣中的污水中化學(xué)污染物質(zhì)量濃度較高，本研究主要選取化學(xué)需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)作為預(yù)測因子

3 膠州灣海域水污染價值損失計算

3.1 膠州灣海域使用類別及其經(jīng)濟價值

海洋經(jīng)濟價值主要包括海洋漁業(yè)、濱海旅游、海洋工業(yè)和運輸業(yè)四種功能類別的經(jīng)濟價值。2008年青島市總海洋經(jīng)濟價值為1 450億元，海岸線長度836 km，膠州灣海岸線長度211 km。通過膠州灣海岸線長度與全市海岸線長度比得到膠州灣的海洋經(jīng)濟價值為366.97億元。根據(jù)《青島市海洋經(jīng)濟布局與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》可知，漁業(yè)價值、海濱旅游業(yè)價值、海洋運輸業(yè)價值和工業(yè)價值四種功能類別的經(jīng)濟價值所占海洋經(jīng)濟價值比重分別為26.35%，29.57%，9.97%和6.27%，計算各使用功能的經(jīng)濟價值分別為96.43億元、108.88億元、36.49億元和22.95億元。

3.2 化學(xué)污染物不同削減情況下經(jīng)濟損失價值

依據(jù)GB 3097-1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的海水水質(zhì)分類，膠州灣海域漁業(yè)功能的水質(zhì)臨界濃度選取二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，海洋運輸業(yè)功能水質(zhì)臨界濃度選取四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)和旅游功能水質(zhì)臨介濃度均選取三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。4種功能的極限水質(zhì)臨界濃度以水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的5～10倍進行取值，并以各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的遞增幅度作參考[6-7]。利用計量我國環(huán)境污染經(jīng)濟損失“濃度—損失模型”[8]計算出膠州灣污染物綜合損失率，結(jié)果見表1。膠州灣海域主要化學(xué)污染物(COD、NH3-N)質(zhì)量濃度在不同的削減情況下(削減3%，5%，8%，10%)各種使用功能類別的水污染經(jīng)濟損失價值

S=Ki×R

(1)

式中，S為當(dāng)污染物質(zhì)量濃度不同時，對環(huán)境要素i造成的經(jīng)濟價值損失(萬元)；Ki為環(huán)境要素i具有其完全功能時經(jīng)濟價值(萬元)；R為膠州灣中污染物綜合損失率。計算結(jié)果見表2，由表2數(shù)據(jù)得出膠州灣海域在不同削減情況下各種使用功能類別獲得的效益值(表3)。

表1 2008年膠州灣海域污染物綜合損失率Table 1 The comprehensive pollution loss rate in the waters of the Jiaozhou Bay in 2008

表2 2008年膠州灣海域不同削減情況下水污染經(jīng)濟損失價值Table 2 The economic loss values of the water pollution under different cutting conditions in the waters of the Jiaozhou Bay in 2008

表3 2008年膠州灣海域不同削減情況下可獲得的效益值Table 3 The obtainable benefit values under different cutting conditions in the waters of the Jiaozhou Bay in 2008

由表3可知，化學(xué)污染物削減量越大，海洋經(jīng)濟獲得的效益越多，削減3%時經(jīng)濟效益為4.581億元，當(dāng)削減量為原來的10%時，經(jīng)濟效益達到了16.863億元。經(jīng)濟效益的增加主要表現(xiàn)在漁業(yè)和旅游業(yè)方面，因為漁業(yè)和旅游業(yè)占整個膠州灣海洋經(jīng)濟的比重大，而且污染物對這兩方面的影響最大。因此，膠州灣須采取有效措施控制污染物的排放量，減少污染物排放對膠州灣漁業(yè)和旅游業(yè)的經(jīng)濟損失。

4 排放量削減投入的經(jīng)濟計算

4.1 削減單位COD和NH3-H所需電耗成本

通過2012-12青島市排海污水處理廠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算2012-12青島市排海污水處理廠削減單位COD 和NH3-N所需的電耗(PCOD，PN，CCOD，CN)(表4)，以此作為不同時期不同削減情況下削減單位COD和NH3-N所需的耗電成本(CCOD,CN)。

表4 削減單位COD和NH3-N所需耗電成本Table 4 The electric power cost required for cutting per unit of COD and NH3-N

圖1 削減單位COD或NH3-N所需耗電成本Fig.1 The electric power cost required for cutting per unit of COD and NH3-N

由圖1可知，污水處理廠處理NH3-N的成本明顯高于處理COD的耗電成本。NH3-N在去除的過程中需氧量較大，電耗較多，而且處理成本也和當(dāng)?shù)氐碾妰r有正比的關(guān)系，因而電價越高處理成本越高。大沽河流域的膠州市污水處理廠處理COD和NH3-N的耗電成本最高，其次為海泊河污水廠。

4.2 不同削減量下COD和NH3-N所需耗電成本

因為每天污水的進出水濃度和實際處理規(guī)模有很大的不確定性，再加上缺乏相關(guān)的資料，我們只能估算削減單位COD和NH3-N所需的耗電成本。根據(jù)2012-12青島市排海污水處理廠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用采用COD和NH3-N總量削減的成本模型[8]，估算出2012-12青島市排海污水處理廠削減單位COD 和NH3-N所需的耗電成本，以此作為不同時期不同削減量下削減單位COD和NH3-N所需耗電成本。根據(jù)2008年COD和NH3-N排放量不同的削減情況和單位削減COD和NH3-N的耗電成本(表4)，可求得污水處理廠在不同削減量下處理COD和NH3-N所需的耗電成本(表5，表6)。

表5 2008年COD削減量及污水廠耗電成本Table 5 The cutting amount of COD and the power consumption cost of a sewage treatment plant in 2008

表6 2008年NH3-N削減量及污水廠耗電成本Table 6 The cutting amount of NH3-N and the power consumption cost of a sewage treatment plant in 2008

4.3 削減COD和NH3-N的總運行成本

城市污水處理廠中電費約占運行成本的40%～60%，本研究取其平均值50%。計算不同削減情況下污水處理廠處理COD和NH3-N總的運行成本(表7)。

表7 2008年不同削減情況下處理COD和NH3-N的總運行成本Table 7 The total operating cost for treating COD and NH3-N underdifferent cutting conditions in 2008

5 削減污染物經(jīng)濟損益分析

通過投入成本與海洋經(jīng)濟效益可以得出膠州灣海域在入?；瘜W(xué)污染物質(zhì)量濃度分別削減3%、5%、8%和10%時的經(jīng)濟損益分析(表8)。

表8 不同削減情況下海洋經(jīng)濟收益Table 8 Marine economic profits resulted from different emissions

由上表可知，在不同的削減情況下膠州灣海洋經(jīng)濟都處于經(jīng)濟收益狀態(tài)，而且削減越多，獲得的經(jīng)濟效益越大。這表明對膠州灣入海污染物進行削減，不但會產(chǎn)生一定的環(huán)境效益，也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

6 結(jié) 論

通過對比不同削減情況下，膠州灣削減污染物的經(jīng)濟損益，得出以下結(jié)論：

1)削減量越大，海洋經(jīng)濟獲得的效益越多，且經(jīng)濟效益的增加主要表現(xiàn)在漁業(yè)和旅游業(yè)方面。

2)運用COD和NH3-N總量削減的成本模型計算不同削減情況下的投入總成本。計算結(jié)果顯示，投入總成本主要是耗電成本，且隨著削減量的增多，總運行成本越多。

3)將不同削減量下獲得的經(jīng)濟效益與其相應(yīng)的投入總成本進行對比，可得出膠州灣削減污染物的經(jīng)濟損益情況。污染物削減效益分析結(jié)果顯示，保護海洋環(huán)境并非是一項只有投入沒有產(chǎn)出的公益性事業(yè)，從投資的角度來說是有益的。

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EconomicProfitAnalysisofPollutantReductionintheNearshoreWatersoftheJiaozhouBay

ZHANGMei-ling,SUNRan-ran,WANGXue-chang

(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao 266100,China)

The economic losses caused by COD and NH3-N on the marine functional zones in the Jiaozhou Bay in 2008 are calculated,and then the invested cost under different cutting conditions is also calculated by using a cost-reduction model that was built up based on the total amount of COD and NH3-N.Finally,a comparison is made between the economic benefits obtained by cutting different amounts of pollutants and the corresponding invested cost,thus getting the following benefits: being equivalent to obtain 3.351 billion yuan by cutting 3% of pollutants,5.562 billion yuan by cutting 5% of pollutants,10.745 billion yuan by cutting 8% of pollutants and 12.764 billion yuan by cutting 10% of pollutants.It is expected that the results of the paper may provide the supports for the budget of environmental pollution control in the Jiaozhou Bay and for the making of government decisions as well.

economic profit and loss analysis; Jiaozhou Bay

2013-09-24

國家自然科學(xué)基金——溢油輸移擴展及數(shù)值預(yù)測方法(40376034)

張美玲(1987-)，女，碩士研究生，主要從事海洋環(huán)境規(guī)劃與管理方面研究.E-mail:xcwang@ouc.edu.cn(王佳實 編輯)

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1002-3682(2014)01-0060-07