水污染物總量控制目標(biāo)分配研究

劉年磊等

摘要：隨著污染物總量控制手段在我國(guó)的不斷推進(jìn)與深化，不同區(qū)域間污染物總量控制目標(biāo)的公平合理分配方法是目前污染物總量管理研究的熱點(diǎn)。文章從公平性的角度出發(fā)，充分考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水污染物削減潛力、主體功能區(qū)類型環(huán)境目標(biāo)約束、水環(huán)境質(zhì)量及資源稟賦等方面的差異，構(gòu)建國(guó)家水污染物總量控制目標(biāo)分配指標(biāo)體系，利用熵值法與改進(jìn)等比例分配相結(jié)合的方法對(duì)2015年國(guó)家COD和氨氮總量控制目標(biāo)進(jìn)行省級(jí)行政單元分配。結(jié)果顯示，COD和氨氮在各省市自治區(qū)的削減目標(biāo)分配特征基本一致，但削減率存在明顯的地區(qū)差異。削減率較高的地區(qū)主要集中在東部的北京、天津、上海、河北、山東、浙江和廣東等地以及中西部的山西、陜西、寧夏和青海等部分地區(qū)，其COD和氨氮削減率高于全國(guó)平均削減率，分別介于9.1%-14.1%和11.0%-21.8%，這主要與其主體功能區(qū)的發(fā)展要求、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、污染治理水平和水環(huán)境質(zhì)量狀況等因素有關(guān)。削減率較低的地區(qū)主要集中在西部的西藏、新疆、甘肅、貴州和云南等地以及東部的福建和江蘇等部分發(fā)達(dá)地區(qū)，其COD和氨氮削減率低于全國(guó)平均削減率，分別介于47%-7.7%和6.6%-9.5%。其中，西部五省區(qū)較低的削減率與其較小的水環(huán)境壓力、較高的主體功能區(qū)環(huán)境目標(biāo)約束有關(guān)，東部?jī)墒∫蚱湮廴局卫硭捷^高，削減率略低于全國(guó)平均削減水平。從COD和氨氮分配結(jié)果來看，符合不同主體功能區(qū)類型對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的要求以及污染減排的最終目的。該分配方法體系，在考慮公平的基礎(chǔ)上同時(shí)兼顧了地區(qū)之間的差異性，為我國(guó)在不同區(qū)域間進(jìn)行污染物總量控制目標(biāo)分配提供了新的思路，對(duì)于實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)間協(xié)同控制以及水環(huán)境質(zhì)量的改善具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：總量分配；水污染物；主體功能區(qū)；改進(jìn)的等比例法

中圖分類號(hào) X52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1002-2104（2014）05-0080-08

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的提高，自然資源和生態(tài)環(huán)境受到了越來越大的外界脅迫，水污染物排放量嚴(yán)重超過水環(huán)境容量，水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。據(jù)《2012年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，在我國(guó)十大水系監(jiān)測(cè)的704個(gè)國(guó)控?cái)嗝嬷?，水質(zhì)為Ⅰ至Ⅲ類、Ⅳ至Ⅴ類、劣Ⅴ類的斷面所占比例分別為68.9%，20.9%和10.2%；62個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖泊（水庫(kù)）中，仍有25.0%處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)?？梢?，我國(guó)的水環(huán)境現(xiàn)狀仍然十分嚴(yán)峻，加強(qiáng)我國(guó)水污染控制與治理工作已刻不容緩。如何解決水污染物排放與水環(huán)境容量、水環(huán)境質(zhì)量改善與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的矛盾是我國(guó)水環(huán)境管理領(lǐng)域中的一個(gè)迫切需要研究解決的重大問題。在國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要中正式提出“實(shí)施主體功能區(qū)戰(zhàn)略”，主體功能區(qū)建設(shè)已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略[1]?！笆濉奔敖窈笠欢螘r(shí)間內(nèi)，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、實(shí)施主體功能區(qū)規(guī)劃將是我國(guó)的一項(xiàng)戰(zhàn)略方針[2]。2011 年6 月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》的通知[3]，正式確立了我國(guó)四類主體功能區(qū)：優(yōu)化開發(fā)區(qū)域、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域、限制開發(fā)區(qū)域、禁止開發(fā)區(qū)域。規(guī)劃中明確指出四大功能區(qū)環(huán)境政策目標(biāo)，并將“可持續(xù)發(fā)展能力提升”作為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略目標(biāo)，其具體要求為主要污染物排放總量減少，環(huán)境質(zhì)量明顯改善。而研究制定考慮主體功能區(qū)環(huán)境約束的我國(guó)水污染物總量控制目標(biāo)分配方案是實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)的重要保障，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

污染物總量控制是我國(guó)實(shí)施水污染防治的重要措施，而制訂科學(xué)、合理的總量分配方案是實(shí)施污染物總量控制的技術(shù)關(guān)鍵[4-6]。目前，關(guān)于污染物削減總量的分配方法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了大量研究。常用的方法主要有等比例分配法[7-8]、按貢獻(xiàn)率削減分配法[9-10]、層次分析法[11-12]、基尼系數(shù)法[13-15]、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)法[16-17]、基于環(huán)境質(zhì)量的總量分配法[18-19]等，這些分配方法主要從公平、效率或質(zhì)量等角度對(duì)污染負(fù)荷進(jìn)行分配，均有一定的合理性，然而現(xiàn)實(shí)操作過程中又都存在一定的不足。如在考慮效率時(shí)忽略了公平性或者只考慮單一因素而忽視了其他因素等。其中，等比例分配法和貢獻(xiàn)率削減分配法簡(jiǎn)單易行，但缺乏科學(xué)性和公平性；層次分析法能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)和環(huán)境等多種因素，但由少數(shù)專家確定分配方案，主觀性仍難以避免[20]；基尼系數(shù)法最初用于經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域分析居民收入分配的均衡性，吳悅穎等[21]將其引入污染負(fù)荷分配并提出基于基尼系數(shù)的水污染負(fù)荷分配法，后續(xù)一些學(xué)者將該法用于水污染總量分配[13-15，22-23]，該分配法基于公平性的原則，能夠評(píng)估分配方案的合理性，但不能客觀地給出一種分配方案，難于推廣；基于經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的分配方法，具體包括排放績(jī)效法、市場(chǎng)拍賣法和邊際成本法等，雖然基于經(jīng)濟(jì)視角的分配方法有助于實(shí)現(xiàn)社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)效益最大化，但卻忽視了社會(huì)收益在各主體之間的公平分配問題，需要輔以相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行公平調(diào)節(jié)[24]；基于環(huán)境質(zhì)量的總量分配法以環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)為削減分配依據(jù)，如美國(guó)推行的最大日負(fù)荷總量（total maximum daily load，TMDL）計(jì)劃，其關(guān)鍵內(nèi)容在于建立污染負(fù)荷與水體水質(zhì)和水生態(tài)的響應(yīng)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上科學(xué)制定削減和分配計(jì)劃[25]，但考慮到污染排放與環(huán)境質(zhì)量間的響應(yīng)關(guān)系較為復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)操作中存在一定的難度。

基于上述分析，本研究從公平性的角度出發(fā)，結(jié)合《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》發(fā)展目標(biāo)要求，充分考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水污染物削減潛力、主體功能區(qū)類型環(huán)境目標(biāo)約束、水環(huán)境質(zhì)量及資源稟賦等方面的差異，構(gòu)建國(guó)家水污染物總量控制目標(biāo)分配指標(biāo)體系，利用客觀賦權(quán)法-熵值法以及體現(xiàn)公平性與差異性的改進(jìn)等比例分配方法對(duì)2015年國(guó)家COD、氨氮總量控制目標(biāo)進(jìn)行省級(jí)行政單元分配，以期為我國(guó)科學(xué)、公平、合理的制定污染物總量控制目標(biāo)分配方案提供技術(shù)支撐。

1 總量分配指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 影響因素及表征

本研究從社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)現(xiàn)狀、水污染物削減潛力、水環(huán)境質(zhì)量及資源稟賦差異、主體功能區(qū)類型環(huán)境約束差異四個(gè)方面來篩選各項(xiàng)影響因素的表征指標(biāo)。在考慮數(shù)據(jù)可得性、避免指標(biāo)數(shù)據(jù)間相關(guān)性的前提下，確定最終的國(guó)家主要水污染物總量減排分配指標(biāo)體系。

（1）區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)差異。一個(gè)地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)現(xiàn)狀是影響總量分配方案制定的主要問題。本研究選擇人均GDP、單位GDP污染物排放強(qiáng)度指標(biāo)來表征，這兩項(xiàng)指標(biāo)能夠反映區(qū)域異質(zhì)性，且與主要水污染物排放現(xiàn)狀直接相關(guān)，直接影響到主要水污染物總量分配方案的制定。

（2）主要水污染物削減潛力差異。目前我國(guó)的水污染物總量管理主要針對(duì)工業(yè)污染源和城鎮(zhèn)生活污染源，各省市的主要水污染物削減能力與當(dāng)前該省市的工業(yè)水污染物去除率及生活水污染物去除率直接相關(guān)，因此，本研究選擇工業(yè)廢水主要污染物去除率、城鎮(zhèn)生活廢水主要污染物去除率兩項(xiàng)指標(biāo)來表征主要水污染物削減潛力。

（3）區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量及資源稟賦差異。給定某一個(gè)地區(qū)水污染物削減水平必須要考慮到當(dāng)?shù)氐乃廴疚镓?fù)荷水平及水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，從而確保在合理的減排水平上使當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境狀況處于水環(huán)境安全閾值范圍以內(nèi)。本研究選擇環(huán)境容量利用度、區(qū)域國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面中較差水質(zhì)斷面所占比例、單位國(guó)土面積水資源量三個(gè)指標(biāo)來表征當(dāng)?shù)貙?duì)主要水污染物排放所做出的貢獻(xiàn)和努力。

（4）主體功能區(qū)類型環(huán)境約束目標(biāo)差異。從《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》可以看出，四類主體功能區(qū)有著不同的功能定位、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展方向和開發(fā)原則，相應(yīng)地，其環(huán)境約束目標(biāo)要求也就存在著較大的差異。限制和禁止功能區(qū)主要是進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和重點(diǎn)生態(tài)區(qū)的保護(hù)，污染相對(duì)較少，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求較高，對(duì)污染物排放控制要求也就越高；優(yōu)化開發(fā)區(qū)是優(yōu)化進(jìn)行工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)的城市化地區(qū)，其可允許的排放量相對(duì)較高；重點(diǎn)開發(fā)區(qū)規(guī)劃主要是進(jìn)行工業(yè)化城鎮(zhèn)化開發(fā)的重要的人口和經(jīng)濟(jì)密集區(qū)，其可允許的排放量也就最多?？梢?，重點(diǎn)開發(fā)區(qū)、優(yōu)化開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)對(duì)環(huán)境約束的目標(biāo)要求依次越來越高，對(duì)污染物排放控制要求也依次越來越高，要求其環(huán)境容量約束力也就越高。各類主體功能區(qū)的環(huán)境承載狀況與環(huán)境政策目標(biāo)見表1。

由此可知，地區(qū)主體功能區(qū)結(jié)構(gòu)類型差異會(huì)對(duì)污染物的總量分配產(chǎn)生影響。本研究定義主體功能區(qū)類型環(huán)境綜合指數(shù)來體現(xiàn)主體功能區(qū)類型環(huán)境約束目標(biāo)的差異，其綜合指數(shù)的確定是基于各主體功能區(qū)相對(duì)于目標(biāo)污染物排放量的權(quán)重和各地區(qū)不同類型主體功能區(qū)面積的構(gòu)成，并通過層次分析法求解給出。綜合指數(shù)越低，環(huán)境約束目標(biāo)要求越高，應(yīng)該加大削減，減少污染物排放總量分配。

1.2 水污染物總量削減規(guī)則

基于上述水污染物總量分配影響因素及表征指標(biāo)的分析，構(gòu)建水污染物總量分配指標(biāo)體系，其由8項(xiàng)指標(biāo)組成，并依據(jù)各指標(biāo)內(nèi)涵以及公平分配準(zhǔn)則，確定水污染物總量削減規(guī)則及指標(biāo)的正負(fù)（見表2）。

年全國(guó)COD和氨氮排放總量分別控制在2 347.6萬 t和238.0萬 t，比2010年分別削減8%和10%。其中國(guó)家預(yù)留12.4萬 t COD和1.4萬 t氨氮分別用于COD和氨氮排污權(quán)有償分配和交易試點(diǎn)工作，實(shí)際分配給各地區(qū)的COD和氨氮分別為2 335.2萬 t和236.6萬 t，其中分配給新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的COD和氨氮分別為9.5萬 t和0.51萬 t，在本研究中不考慮這兩項(xiàng)，則實(shí)際分配給31個(gè)

省市的COD和氨氮總量分別為2 325.7萬 t和236.1萬 t，即實(shí)際COD和氨氮削減率分別為8.5%和10.5%。本研究將以此削減率為基準(zhǔn)，利用上述總量削減分配方法對(duì)2015年國(guó)家COD、氨氮總量控制目標(biāo)進(jìn)行省級(jí)行政單元分配，結(jié)果見表4。

COD分配結(jié)果顯示，在2015年全國(guó)整體COD比2015年削減8.5%的要求下，各省的COD削減率存在明顯差異。北京、天津、遼寧、山東、山西、河北、浙江、廣東和上海等大部分東中部地區(qū)削減率高于全國(guó)平均削減率，這主要與其主體功能區(qū)類型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和水環(huán)境質(zhì)量狀況等因素有關(guān)，這些地區(qū)的優(yōu)化開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)達(dá)到了20%以上，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)、人口相對(duì)密集、土地開發(fā)強(qiáng)度較高、資源環(huán)境問題更加突出，水環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較差。數(shù)據(jù)顯示，2010年山西、遼寧、上海、天津、河北和北京的水質(zhì)較差斷面比例偏高，依次分別達(dá)到45.83%，39.77%，38.89%，30.77%，30.48%和26.39%，且北京、天津、河北和山東地區(qū)的COD水環(huán)境容量利用強(qiáng)度已達(dá)到10以上，分別約為27.4，14.34，15.03和17.53。寧夏、青海、陜西等中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，但由于其80%以上區(qū)域?qū)儆谙拗平归_發(fā)區(qū)，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求較高，且部分地區(qū)現(xiàn)狀水環(huán)境質(zhì)量較差、污染治理水平較低，從主體功能區(qū)的發(fā)展要求以及可持續(xù)發(fā)展的角度來看，需要進(jìn)行較多的污染削減。部分東部發(fā)達(dá)地區(qū)因其治理水平已較高，其削減率略低于全國(guó)平均削減率，如福建、江蘇等地。新疆、甘肅、貴州、云南等西部地區(qū)低于全國(guó)平均削減率，與其較小的水環(huán)境壓力有關(guān)。從總體上看，分配結(jié)果在體現(xiàn)了地區(qū)差異的同時(shí)，也體現(xiàn)了污染物削減公平分配的原則。

氨氮分配結(jié)果顯示，在2015年全國(guó)整體氨氮比2010年削減10.5%的要求下，各省的氨氮削減率也存在明顯差異。北京、天津、上海、遼寧、山西、河北、浙江、廣東等地削減率高于全國(guó)平均削減率，與COD削減目標(biāo)分配特征基本一致，僅削減幅度相對(duì)更大，其中北京、天津削減率分別達(dá)到17.66%和15.17%。數(shù)據(jù)顯示，2010年北京、天津的氨氮環(huán)境容量利用強(qiáng)度分別達(dá)到110和55.8，氨氮排放量大大超過其水環(huán)境容量。青海、陜西等中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，現(xiàn)狀水環(huán)境質(zhì)量較差、污染治理水平較低，其中青海的氨氮去除率不到3%，陜西的水質(zhì)較差斷面比例達(dá)到了53.13%，從主體功能區(qū)的發(fā)展要求以及可持續(xù)發(fā)展的角度來看，需要進(jìn)行較多的污染削減。與COD類似，福建、江蘇部分東部發(fā)達(dá)地區(qū)因其治理水平較高，其削減率略低于全國(guó)平均削減率。西藏、新疆、甘肅、貴州、云南等西部地區(qū)低于全國(guó)平均削減率，其大部分地區(qū)屬于限制與禁止開發(fā)區(qū)，現(xiàn)狀水環(huán)境質(zhì)量較好，特別是新疆和西藏地區(qū)的限制與禁止開發(fā)區(qū)之和達(dá)到95%以上。從氨氮的分配結(jié)果來看，符合不同主體功能區(qū)類型對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的要求以及污染減排的最終目的。

4 結(jié) 論

本研究從公平性的角度出發(fā)，在探討社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水污染物削減潛力、水環(huán)境質(zhì)量及資源稟賦等方面差異的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了考慮主體功能區(qū)類型環(huán)境目標(biāo)約束的國(guó)家水污染物總量控制目標(biāo)分配指標(biāo)體系，并利用熵值法與改進(jìn)等比例分配方法對(duì)2015年國(guó)家COD、氨氮總量控制目標(biāo)進(jìn)行省際分配，從一種全新的視角給出了我國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)總量分配方案。分配結(jié)果表明，COD和氨氮在31個(gè)省市自治區(qū)的削減目標(biāo)分配特征基本一致，僅削減幅度略有差異。削減率高于全國(guó)平均削減率的地區(qū)主要集中在東部及東北部的北京、天津、上海、河北、遼寧、山東、浙江和廣東等地以及中西部的山西、陜西、寧夏和青海等部分地區(qū)，削減率低于全國(guó)平均削減率的地區(qū)主要集中在西部的西藏、新疆、甘肅、貴州和云南等地以及東部的福建和江蘇等部分發(fā)達(dá)地區(qū)，這主要與其主體功能區(qū)的發(fā)展要求、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和水環(huán)境質(zhì)量狀況等因素有關(guān)?？傮w上看，分配結(jié)果在體現(xiàn)了地區(qū)差異的同時(shí)，也體現(xiàn)了污染物削減公平分配的原則。將本研究計(jì)算的各地區(qū)控制目標(biāo)與國(guó)家發(fā)布的“十二五”各地區(qū)控制目標(biāo)相比，發(fā)現(xiàn)除海南、西藏、青海等個(gè)別地區(qū)的相對(duì)誤差較大之外，其他地區(qū)的相對(duì)誤差均較小，COD和氨氮的全國(guó)平均相對(duì)誤差分別為3.3%和3.8%，兩種分配方法（國(guó)家采取自上而下與自下而上相結(jié)合的分配方法）均從不同的角度給出了相對(duì)公平合理的分配方案。

隨著污染物總量控制手段在我國(guó)的不斷推進(jìn)與深化，污染物總量控制目標(biāo)在不同地區(qū)之間公平合理的分配已成為我國(guó)環(huán)保工作中不可忽視且越來越關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，本研究從一種全新的角度提出了我國(guó)水污染物總量削減分配的指標(biāo)體系與分配方法，為未來制定科學(xué)、公平與合理的污染物削減分配方法提供了一種新思路。然而，隨著總量分配研究的深入，體現(xiàn)公平合理性總量分配的方法將會(huì)越來越多，在相對(duì)公平合理的基礎(chǔ)上，尋求環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)系統(tǒng)整體最優(yōu)配置，結(jié)合多種污染物總量分配方法的優(yōu)點(diǎn)，開展綜合的總量分配模型方法體系研究是污染物總量管理領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。

（編輯：王愛萍）

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