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1河北省水資源及污水灌溉現(xiàn)狀

河北省位于華北地區(qū)東部,地處中緯度沿海與內陸交接地帶,屬溫帶大陸性季風氣候,全省多年平均降水量為536mm,地表水多年平均產量152億m3,地下淡水149億m3,人均占有水資源量約300m3,僅相當于全國人均水平的1/8,平均每公頃農田占有水資源量2505m3,為全國平均水平的1/10。2001年全省缺水量達50.4億m3,水量供需比值為0.67,其中農業(yè)生產用水占全省總需水量的86.03%,農業(yè)缺水量達43.3億m3,故該省水資源嚴重短缺且農業(yè)缺水問題尤顯突出,而水污染問題日趨嚴重,更加劇了水資源供需矛盾。自1995年以來河北省年廢水污水排放總量均超過16億m3,這些污水若充分合理利用則可為農業(yè)灌溉提供近12.04%的水源,但由于污水處理設施相對滯后,河北省污水處理率不足40%,大量廢水污水未經(jīng)處理直接排入河流,造成河流等地表水體嚴重污染。河流斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)表明62%的斷面水質為V和劣V類,致使原本清潔的河流變成納污渠,使流域范圍內農田被迫使用污水灌溉。河北省污水灌溉發(fā)展與全國同步且始于20世紀60年代初期,其中保定市和石家莊市為最早發(fā)展污水灌溉地區(qū),發(fā)展至今全省11個地級市中除承德市外其余各市均有分布。工礦企業(yè)排放廢水和城鎮(zhèn)居民生活污水進入排污河成為污水水源,污水灌溉區(qū)主要分布在城市近郊等周邊地區(qū)及排污河沿岸,1990年河北省污水灌溉面積為10.1萬hm2,1995年污水灌溉面積增至6.54萬hm2,至1998年發(fā)展為15.98萬hm2,年污水利用總量達2.51億m3,其中純污水灌溉面積為5.7633萬hm2,清水與污水混合灌溉面積為6.9902萬hm2,間歇污水灌溉面積為3.2293萬hm2。

2污水灌溉農業(yè)環(huán)境污染的經(jīng)濟損失評估

環(huán)境經(jīng)濟學中所謂外部性不經(jīng)濟是指當生產者或消費者在生產或消費過程中給他人帶來損失和額外費用,而他人又不能得到補償。本研究從環(huán)境經(jīng)濟學角度對環(huán)境污染進行經(jīng)濟評估,把生產過程中造成的環(huán)境污染問題和資源損害折算成經(jīng)濟指標,納入經(jīng)濟成本分析,以經(jīng)濟指標量化環(huán)境污染損害程度,以利于揭示污水灌溉所投入的環(huán)境成本,有助于人們定量研究與認識環(huán)境污染的嚴重程度,增強環(huán)境保護意識[5],從而實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境之間協(xié)調發(fā)展。

2.1污水灌溉農業(yè)環(huán)境污染損失分類與估算方法

污水灌溉對農業(yè)環(huán)境的影響主要包括土壤污染、地下水污染、作物產量影響與品質污染、人群健康影響以及為防止環(huán)境污染而額外增加的環(huán)境污染防護費用[6~9],本研究從這5個方面分析污水灌溉過程中所產生的經(jīng)濟外部性(見表1),并依此分別計算各單項經(jīng)濟損失。此外部性指標主要按照受影響的環(huán)境因子建立,其中污水灌溉對大氣環(huán)境的影響,主要是污水發(fā)黑發(fā)臭而產生臭氣,受條件所限,本研究未作分析。根據(jù)外部性指標的特征,本研究采用市場價值法、人力資本法和工程費用法進行各項經(jīng)濟損失估算[7]。人力資本法。一般計算人群健康損失時常采用人力資本法,它是根據(jù)健康損害的醫(yī)藥費和工資收入減少計算其經(jīng)濟損失的,由于居民發(fā)病率或死亡率的增加,必然給社會增加保險費用、醫(yī)療費用及補助費用的支出,造成勞動生產率下降及國民收入減少等經(jīng)濟損失。

2.2污水灌溉污染損失的貨幣值估算

土壤污染經(jīng)濟損失估算。從功能價值法角度看,土壤污染最直接結果即降低土壤生產能力,通過土壤生產能力降低(功能損害),以農產品市場價值體現(xiàn)其環(huán)境成本。污水灌溉區(qū)土壤主要表現(xiàn)為重金屬污染,根據(jù)河北省污水灌溉區(qū)土壤環(huán)境監(jiān)測結果,以“六五~七五”國家科技攻關項目“土壤環(huán)境容量研究”成果即土壤中Hg、Cr、Cd、Pb和As對作物減產10%的臨界濃度值為依據(jù)分析表明,河北省污水灌溉區(qū)目前土壤污染程度較輕,尚未產生功能性損害,故本研究忽略土壤污染經(jīng)濟損失不計。地下水污染經(jīng)濟損失估算。地下水污染直接后果是居民飲用水條件惡化,甚至不得不變更水源,主要是改建新水井或修建自來水廠,這些因水污染引起而增加的工程費用即地下水污染損失值,并通過分析地下水污染源而確定污水灌溉的損失責任分擔份額。統(tǒng)計分析表明河北省年建生活用水井915口,按2000年現(xiàn)價計,每口100~200m深水井一次性建設費用(包括打井費、建水塔和水管配套設施等成本)約13~20萬元不等,每口水井年維持運轉費用(主要包括人力、電耗與維修等費用)約0.8~1.4萬元左右,考慮其后效性按10年計算,則每口生活用井總費用為26萬元,故該省年均修建生活用井總費用為2.38億元。

變更飲用水源的主要動因一方面是由于人們生活水平的提高而要求飲用更清潔水所需,另一方面是因水環(huán)境惡化而不得不變更原有水源或經(jīng)自來水廠凈化處理,再次是因地下水位降低所致,這三方面因素相互關聯(lián),故其經(jīng)濟損失的責任分擔以問卷調查得出權重值,調查結果有28%(滄州地區(qū)50戶)的人認為,當?shù)販\層地下水環(huán)境“惡化嚴重”是被迫建深水井或改用自來水的原因,故因建深水井和修建自來水廠而額外增加的費用28%應歸于地下水污染所致。地下水污染主要是因大量施用農藥化肥及污水灌溉所造成,其主要污染物為硝酸鹽氮,1986~1990年河北省施用N肥(折純)為77.3~92.1萬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(折純)分別為100.4萬t、127.2萬t、128.6萬t、149.7萬t、150.4萬t、151.8萬t、151.2萬t與148.0萬t,呈逐年遞增趨勢。1998年該省因污水灌溉而引入農田氨氮總量為1.4772萬t(1998年污水中氨氮污染物排放總量及污水利用率為20%計算),而年均農業(yè)生產N肥輸入總量為113萬t(折純),故該省地下水中硝酸鹽污染0.78%來自污水灌溉,因污水灌溉造成地下水污染年均經(jīng)濟損失約52萬元。

污水灌溉造成的農作物污染經(jīng)濟損失估算。污水灌溉造成的農作物污染損失主要包括減產和糧食污染兩方面,本調研表明污水灌溉對農作物產量的影響主要是因污水灌溉不當,發(fā)生污染事故而造成減產。1990~2000年因污水灌溉造成的小麥減產絕收面積累計達5800hm2,以平均每公頃減產50%計算,則多年累計減產總量達3.84萬t(按小麥單位面積產量為6624.3kg/hm2計)。運用市場價值法(小麥按2000年市場價1.2元/kg計,下同)計算合計4608萬元,故該省因年均污染事故造成農作物減產經(jīng)濟損失為460.8萬元。污水灌溉區(qū)農產品污染超標損失按低于市場價10%的價格計算,河北省污水灌溉區(qū)小麥、玉米最高超標率分別為42.4%和33.3%,超標總量分別為12.6萬t和12.4萬t,故該省小麥、玉米超標污染年經(jīng)濟損失為2753.5萬元(玉米按2000年市場價1.0元/kg計)。河北省污水灌溉造成的污染事故及農作物產品超標污染年經(jīng)濟損失為3214.3萬元,其邊際成本為201.15元/hm2。

污水灌溉區(qū)人群健康影響經(jīng)濟損失估算。污水灌溉對人體健康傷害的主要病理是導致癌癥、肝腫大、口腔疾病和胃腸道疾病等其他消化道疾病發(fā)病率增加,其損失值估算用人力資本法,健康損害經(jīng)濟成本主要包括疾病治療費用、病休人員誤工時損失。污水灌溉區(qū)環(huán)境污染防護費用成本估算。污水灌溉過程中環(huán)境污染防護費用主要指污水灌溉河渠系統(tǒng)防滲工程建設投資。調查資料表明河北省污水灌溉區(qū)引污渠絕大多數(shù)為原有河道,由于廢水污水排放使河流水體污染而變成污水渠,這些天然河道均未作任何防滲處理,如保定市清苑縣府河自20世紀70年代后由保定市工業(yè)污水排入而使府河沿岸地表水灌溉變?yōu)槲鬯喔?且河道未作任何修建改造。1985年始修建節(jié)水工程,從各提水站到田面之間修建防滲壟溝,以提高農田水資源利用系數(shù)。防滲壟溝主要形式有水泥槽式、塑料薄膜及軟硬塑料管3種,目前混凝土防滲和地下硬塑管道防滲應用普遍,混凝土防滲造價較低,為3.5元/m;地下硬塑管道則造價較高,為12元/m。統(tǒng)計表明保定市清苑縣至1998年地下硬塑管道累計110萬m,控制灌溉面積約1.3萬hm2;石家莊市欒城縣至1994年共建成51.38萬m混凝土防滲壟溝、1.64萬m硬塑防滲壟溝,由此計算2縣防滲工程分別累積投資1320萬元和199.51萬元,年均投入約101.53萬元和19.95萬元。若該省138個縣市均達到欒城縣投資規(guī)模,則全省防滲工程年均投資總額達2750萬元。

全省污水灌溉面積占全省有效灌溉面積的3.68%,以此作為防滲工程總投資額中用于污水灌溉工程比例,則河北省污水灌溉工程中防滲工程年均投資總額為100萬元。按河北省總污水灌溉面積為15.98萬hm2計算,污水灌溉污染防護年邊際成本約6.25元/hm2。污水灌溉對土壤、地下水和作物污染及其對人群健康影響的經(jīng)濟損失計算結果表明,2000年河北省污水灌溉造成的環(huán)境污染經(jīng)濟損失總價值為7.37億元,占農業(yè)生產總值的0.87%,即環(huán)境成本系數(shù)為0.87(%,按2000年河北省農業(yè)生產總值為846.72億元計),其中人群健康損失為7.02億元,占總污染經(jīng)濟損失的95.3%;地下水污染與作物污染損失分別為52萬元和3300萬元,占總污染損失的0.072%和4.48%;污染防護費用為100萬元,占總污染損失的0.14%。因此污水灌溉潛在的環(huán)境影響應引起高度重視,尤其是污水灌溉區(qū)人群健康問題。將這種環(huán)境污染損失納入污水灌溉整個經(jīng)濟效益分析中可更加客觀了解它的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益,引導污水灌溉合理發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境之間協(xié)調發(fā)展。