軍港污水處理站項(xiàng)目環(huán)境效益的量化方法分析研究*

羅 勝

（1.海軍工程大學(xué)管理工程與裝備經(jīng)濟(jì)系 武漢 430000）（2.中國人民解放軍92699部隊(duì) 江門 529100）

1 引言

在我國3.2 萬公里的海岸線上，分布著眾多的軍港，其中大多數(shù)位于沿海城市、工農(nóng)業(yè)集中區(qū)域，軍港毗鄰有風(fēng)景旅游區(qū)、海水曬鹽場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)和海水浴場(chǎng)［1］。軍港是艦艇之家，是海軍精神文明建設(shè)和對(duì)外交往的窗口，其環(huán)境好壞，直接影響到海軍的形象。為了保護(hù)軍港環(huán)境，防止污染，海軍陸續(xù)頒發(fā)了《海軍防止軍港水域污染管理規(guī)定》和《海軍軍港及艦艇防治污染管理規(guī)定》等法規(guī)，對(duì)陸源、艦艇污染物污染軍港水域的監(jiān)督管理及整治方法提出了具體要求［2］。

目前，我國不少軍港已經(jīng)設(shè)有污水處理站或正進(jìn)行污水處理站的規(guī)劃建設(shè)，但是部分軍港污水處理站建成后存在運(yùn)行管理不當(dāng)、專業(yè)人員缺少等問題，主要原因?yàn)楣芾韺訉?duì)環(huán)境保護(hù)重視程度不夠，隨著時(shí)間推移，污水處理站存在運(yùn)維管理水平落后、設(shè)備故障率較高、污水處理站運(yùn)行效率較低等問題［3］，導(dǎo)致軍港污水處理站失去了原有設(shè)計(jì)功能，造成工程投資的浪費(fèi)。目前，國內(nèi)外很少有具體計(jì)算軍港污水處理站項(xiàng)目可以產(chǎn)生的環(huán)境效益的方法，本文旨在研究軍港污水處理站項(xiàng)目對(duì)環(huán)境效益的量化方法，并對(duì)具體軍港污水處理站項(xiàng)目的環(huán)境效益進(jìn)行量化分析，較理論分析能更直觀地反映軍港污水處理站的經(jīng)濟(jì)性和對(duì)環(huán)境的改善效果，以此引起管理層的重視。

2 軍港污水含有的污染物

軍港生活污水主要指來自廁所、小便池排出孔的排出物和醫(yī)務(wù)室（病房、藥房等）的面盆和排出孔的排出物。這部分污水，國外也稱作黑水。除上述污水外，還包括來自廚房、盥洗室、洗澡間的污水。這部分污水，國外也稱作灰水。

醫(yī)院廢水中含有大量傳染性的細(xì)菌、病毒和病原性微生物；洗浴廢水中主要含有纖維物、半纖維素、糖類、細(xì)菌、真菌、大腸桿菌等；餐飲廢水中主要含有脂肪、纖維、淀粉等有機(jī)物，易腐爛發(fā)臭；糞便中含有纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)及其分解物、大腸桿菌等；油污水中主要含有飄浮油、乳化油、溶解油等。

3 軍港污水直接排放對(duì)環(huán)境的影響

3.1 惡化軍港環(huán)境

生活污染排放入水后正常情況下可以被水體凈化而不構(gòu)成污染，但是污水若大量集中在軍港水域排放，無限制地排放，軍港附近水域的溶解氧就會(huì)減少，導(dǎo)致水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化、微生物大量繁殖、水體變黑變臭，造成嚴(yán)重污染。湛江軍港艦艇每年向港池排放的生活污水可達(dá)1.83*105t，氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素在這些污水中大量存在，無限制的排放致使水域富營(yíng)養(yǎng)化，造成水域的嚴(yán)重污染［4］。

懸浮物呈膠體或單個(gè)或碎片形式的，漂浮在水面對(duì)港區(qū)和水體環(huán)境有嚴(yán)重影響。水中的溶解氧是有機(jī)物經(jīng)細(xì)菌等微生物氧化分解的基礎(chǔ)。如果環(huán)境處在經(jīng)常性污染的情況下，水中的溶解氧的含量會(huì)顯著下降，自然凈化的變動(dòng)過程會(huì)被破壞，水域的整個(gè)生態(tài)特征就會(huì)被改變。當(dāng)水中的有機(jī)物過多，氧化作用所消耗氧氣數(shù)量超過水體從大氣中吸收的氧氣數(shù)量時(shí)，水中的含氧量就會(huì)越來越低，導(dǎo)致水體嚴(yán)重缺氧，這樣不僅會(huì)影響魚類的正常生活，還會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物腐化發(fā)臭，水域產(chǎn)生發(fā)黑發(fā)臭的現(xiàn)象。

3.2 危害人體健康

20 年前，走出家門幾步就能挑到飲用水，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水污染卻日益嚴(yán)重，如今我國大部分河水已不能飲用，個(gè)別河流連洗滌之用都不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钣盟?，只能靠自來水廠供應(yīng)。目前全國多數(shù)城市出現(xiàn)了因水體受污染而不能用的“水質(zhì)型缺水”現(xiàn)象。水體受到污染污染不僅使水失去使用價(jià)值，更會(huì)加劇水資源短缺，嚴(yán)重威脅飲水安全和人類身體健康。

3.3 污染水體

生化需氧量和懸浮物較高，會(huì)使水中的溶解氧含量下降，破壞水體自然凈化的過程，整個(gè)水域的生態(tài)特征將會(huì)被改變，魚類及其他水生生物在水體遭受污染后，往往會(huì)無法生存，導(dǎo)致滅絕。魚類在水中適合生存的pH 值為6.5～8.4，若pH 值太高或太低均能妨害魚類的生長(zhǎng)，遭受酸堿性廢水排入的水體，會(huì)影響其生存。此外廢水中的有毒物質(zhì)，如廢水中的重金屬，塑料廢水中的氰化物以及煤氣廢水中的懸浮固體物等，均會(huì)致使魚類及水生物窒息。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氮化物和磷化物）進(jìn)入水體，可使藻類過度地生長(zhǎng)和繁殖，出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，還會(huì)引起赤潮的發(fā)生。適量的營(yíng)養(yǎng)鹽可以讓水體的肥沃度增加，為水中生物的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利條件。但是，如果植物營(yíng)養(yǎng)素過多，那么就給植物創(chuàng)造了“富營(yíng)養(yǎng)條件”，導(dǎo)致藻類大量繁殖，使水中溶解氧降低，水中植物群和動(dòng)物群的高級(jí)形態(tài)（如魚類）就會(huì)被低級(jí)形式的生物（如多淤泥軟體蟲）所取代，使軍港水域變成惡臭和傳染病菌之處。

3.4 污染土體

軍港生活污水排入水中，還會(huì)導(dǎo)致水域周邊土質(zhì)變劣，從而導(dǎo)致農(nóng)田廢耕，毒物累積，農(nóng)作物質(zhì)量低劣［5］。一旦土壤被污染后，就在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)，造成土地資源的浪費(fèi)。水污染對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在：影響農(nóng)作物生長(zhǎng)生育，降低作物產(chǎn)量；污染附近土壤，間接影響農(nóng)作物生產(chǎn)生育；影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，降低其食用價(jià)值，間接影響人類及畜牧健康。

3.5 腐蝕軍事設(shè)施

軍港污水如果不處理直接排放，會(huì)導(dǎo)致航道或者港口污染物質(zhì)的滯留，艦艇和停泊設(shè)施產(chǎn)生在這種環(huán)境下會(huì)被腐蝕破壞，影響裝備及設(shè)施的使用壽命，造成軍事設(shè)施財(cái)產(chǎn)的損失［6］；如將此種經(jīng)酸性污水所污染的水源，用作冷卻水、自來水或工業(yè)用水源，會(huì)加速腐蝕水管、抽水機(jī)及其他設(shè)備，造成巨大損失。

4 環(huán)境效益的分析方法

人類的活動(dòng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染，為了減少環(huán)境污染或恢復(fù)正常的生態(tài)環(huán)境，人類采取不同的措施對(duì)環(huán)境進(jìn)行治理，例如建設(shè)污水處理站對(duì)生活污水進(jìn)行處理，以減少生活污水對(duì)水體、土地和建筑物的污染，從而增加農(nóng)業(yè)和漁業(yè)收入、減少建筑物的修復(fù)費(fèi)用。環(huán)境效益的分析包括兩個(gè)方面：一是人類為治理環(huán)境而采取的活動(dòng)創(chuàng)造的社會(huì)價(jià)值；二是該項(xiàng)活動(dòng)所支付的費(fèi)用，為環(huán)境費(fèi)用。計(jì)算環(huán)境費(fèi)用可以使用防護(hù)費(fèi)用法、恢復(fù)費(fèi)用法和影子工程法，計(jì)算社會(huì)價(jià)值可以采用損失評(píng)估法和人力資本法。

4.1 防護(hù)費(fèi)用法

防護(hù)費(fèi)用法，即為降低環(huán)境惡化的有害影響而支付的費(fèi)用。當(dāng)人類的某項(xiàng)活動(dòng)可能造成環(huán)境的損害時(shí)，可以制定一些針對(duì)性的措施來預(yù)防或治理。例如為減少水體的污染，工廠配套建設(shè)工業(yè)廢水處理設(shè)備，為防止秸稈焚燒污染，國家推行沼氣發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)。在軍港環(huán)境的防護(hù)中體現(xiàn)在：為了安全衛(wèi)生的飲用水而購買安裝的凈水設(shè)備、為了減少污水的排放而購買安裝的污水處理裝置、為防止污水對(duì)艦艇的腐蝕而建設(shè)的圍油欄等。

4.2 恢復(fù)費(fèi)用法

防護(hù)費(fèi)用法，即為修復(fù)環(huán)境惡化的有害影響而支付的費(fèi)用。環(huán)境被污染或破壞后，人們?yōu)榱嘶謴?fù)環(huán)境到原始狀態(tài)，需采取一定措施或方法，此項(xiàng)活動(dòng)需要花費(fèi)一定的費(fèi)用，該費(fèi)用可以視為該污染損失的最低估計(jì)。該費(fèi)用包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是污染治理費(fèi)用，例如建設(shè)污水處理站的費(fèi)用、為修復(fù)荒漠化土地而進(jìn)行植物造林的費(fèi)用等；二是環(huán)境管理費(fèi)用，例如為監(jiān)測(cè)環(huán)境變化情況而進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)所支付的費(fèi)用等。

4.3 影子工程法

影子工程法，影子工程法是恢復(fù)費(fèi)用法的另一種形式，是在某個(gè)環(huán)境被污染或破壞后，人們建造一個(gè)虛擬工程來替代原來的環(huán)境，該虛擬工程與原環(huán)境功能相同［7］。即當(dāng)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)價(jià)值無法進(jìn)行直接估價(jià)時(shí)，可以建造一個(gè)擁有與原環(huán)境類似功能的工程來替代，建造該類似環(huán)境工程的費(fèi)用即可視為該環(huán)境的價(jià)值。但是建造類似工程的方案不是唯一的，人為的建設(shè)不可能與自然環(huán)境完全一致，存在諸多主觀因素，因此，利用影子工程法對(duì)環(huán)境價(jià)值進(jìn)行評(píng)估存在一定的差異性。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)為了盡可能地減少差異，要充分考慮實(shí)際情況，選取最符合實(shí)際的類似工程來進(jìn)行分析估算，或者采用多個(gè)類似工程費(fèi)用的平均值進(jìn)行估算。

4.4 損失評(píng)估法

污水的直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，會(huì)使周邊水域的農(nóng)作物、漁業(yè)等生產(chǎn)產(chǎn)量降低，對(duì)農(nóng)業(yè)、漁業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。通過對(duì)該損失進(jìn)行價(jià)格評(píng)估，該評(píng)估結(jié)果可以作為污水處理站的建設(shè)對(duì)環(huán)境的效益。損失評(píng)估法要求被評(píng)估的生態(tài)產(chǎn)品或服務(wù)需在市場(chǎng)上有明確的交易價(jià)格。

4.5 人力資本法

未經(jīng)處理的生活污水中，含有大量的細(xì)菌、病毒、致病微生物和寄生蟲，容易使水中生物和人感染，導(dǎo)致疾病甚至嚴(yán)重傳染病的流行。主要表現(xiàn)為人員的發(fā)病率與死亡率增加，人發(fā)病率增加或死亡會(huì)導(dǎo)致人工作時(shí)間的減少，從而減少人在工作中創(chuàng)造的價(jià)值。人力資本法即為計(jì)算因疾病和死亡導(dǎo)致人損失的工作價(jià)值，一是治療疾病花費(fèi)的醫(yī)療費(fèi)用，二是減少的工作時(shí)間與單位時(shí)間人的預(yù)期收入的乘積。污水處理站的建設(shè)能夠有效降低損失的工作價(jià)值和醫(yī)療費(fèi)用，從而創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值，該社會(huì)價(jià)值可以作為污水處理站的建設(shè)對(duì)環(huán)境的效益。

5 軍港污水處理站項(xiàng)目環(huán)境效益的量化方法

5.1 減少微生物的污染

軍港污水滋生的微生物導(dǎo)致水體及周邊空氣的污染，嚴(yán)重可能引發(fā)個(gè)體疾病或傳染性疾病爆發(fā)。軍港污水經(jīng)污水處理站處理后，能有效降低其中的微生物細(xì)菌含量、降低傳染病的發(fā)病率及患病人員的死亡率，根據(jù)人力資本法，污水處理站減少微生物的污染效益可以按以下公式計(jì)算：

Ma代表減少微生物的污染效益，M1代表微生物污染造成人體疾病減少的醫(yī)療費(fèi)用，P1代表生病勞動(dòng)者人數(shù)，M2代表微生物污染造成人勞動(dòng)者時(shí)間的減少量，P2代表勞動(dòng)者單位時(shí)間的預(yù)期收入。

5.2 減少水體的污染

軍港污水如果不處理直接排放，會(huì)對(duì)地下水和河流造成嚴(yán)重的污染，污水經(jīng)污水處理站處理后，能有效降低其中所含污染物的含量。參考河流污染物稀釋理論［8］和恢復(fù)費(fèi)用法或影子工程法，污水只有被稀釋后，才能讓達(dá)到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，稀釋所用水的費(fèi)用可作為環(huán)境污染治理的費(fèi)用，同時(shí)可以理解為污水處理站對(duì)減少水體污染的效益，可以按以下公式計(jì)算：

S 代表污水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，s1代表污水處理站建設(shè)運(yùn)行前后污水的COD 濃度差，s2代表稀釋水COD 的濃度，Q1代表軍港日排污量，Q2代表稀釋所需的水量，Ra代表污水處理站對(duì)減少水體污染的效益，Y代表稀釋水的單價(jià)。

5.3 減少土壤的污染

軍港污水如果不處理直接排放，也會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重的污染，從而導(dǎo)致土壤中的農(nóng)作物生產(chǎn)率降低、生產(chǎn)成本變高，最終導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量減少、利潤(rùn)降低，造成農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)損失，污水經(jīng)污水處理站處理后，能有效降低土壤中所含污染物的含量。根據(jù)損失評(píng)估法，污水處理站對(duì)減少土壤污染的效益可以按以下公式計(jì)算：

Na代表減少土壤污染的效益，N 代表污染導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量的減少量，C代表農(nóng)作物的市場(chǎng)價(jià)格。

5.4 減少軍事設(shè)施的腐蝕

軍港污水如果不處理直接排放，會(huì)對(duì)艦艇和停泊設(shè)施產(chǎn)生腐蝕破壞作用。軍事設(shè)施的防護(hù)費(fèi)用一般是將生產(chǎn)、制造方面的防護(hù)費(fèi)用直接進(jìn)行累加進(jìn)行計(jì)算，例如，涂裝、鍍膜等外表處理、緩蝕劑、腐蝕研究及腐蝕檢測(cè)、耐腐蝕材料、防銹油漆、電化學(xué)保護(hù)等所需的費(fèi)用。根據(jù)防護(hù)費(fèi)用法，可以統(tǒng)計(jì)軍港污水處理站建成前后防護(hù)費(fèi)用的差值作為軍港污水處理站項(xiàng)目減少軍事設(shè)施腐蝕的效益?？梢园匆韵鹿接?jì)算：

Aa代表軍事設(shè)施防護(hù)增加的防護(hù)費(fèi)，AP代表軍港污水處理站建成前的年平均軍事設(shè)施防護(hù)費(fèi)用，AN代表軍港污水處理站建成后的年平均軍事設(shè)施防護(hù)費(fèi)用。

5.5 軍港污水處理站的建設(shè)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的總效益

根據(jù)以上分析和計(jì)算，可見軍港污水處理站的建設(shè)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的總效益為減少微生物的污染效益、減少水體的污染效益、減少土壤的污染效益和減少軍事設(shè)施腐的蝕效益四個(gè)方面之和，即：

I代表軍港污水處理站的建設(shè)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的總效益。

6 某軍港污水處理站項(xiàng)目環(huán)境效益分析

某軍港污水處理站總投資300 萬元，設(shè)計(jì)日處理污水量為500m3/d，年處理生活污水量約18.25 萬噸。

污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)：

1）污水水質(zhì)：該軍港污水主要來自日常工作及生活產(chǎn)生的生活污水。根據(jù)該軍港2020 年生活污水水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，其主要污染物平均濃度如表1。

表1 某軍港污水處理站污水污染物平均濃度表

2）排放標(biāo)準(zhǔn)：污水處理后出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B要求。出水主要污染物濃度見表2。

表2 某軍港污水處理站出水污染物濃度表

6.1 減少微生物的污染效益

減少微生物的污染效益為微生物污染造成人體疾病減少的醫(yī)療費(fèi)用和微生物污染造成人勞動(dòng)者預(yù)期預(yù)期收入之和。因研究數(shù)據(jù)缺乏，采用手足口病研究中相關(guān)醫(yī)療費(fèi)用的研究和該軍港醫(yī)院每年治療的傳染病人員調(diào)查統(tǒng)計(jì)，軍港污水處理站建成后每人年均醫(yī)療費(fèi)用減少201 美元（1316 元）［9］，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，該醫(yī)院每年治療的傳染病人員平均為33 人，根據(jù)式（1）計(jì)算出軍港污水處理站項(xiàng)目減少的微生物污染效益約為Ma約為4.34萬元。

6.2 減少水體的污染效益

該軍港污水處理站年處理污水量為18.25 萬噸，根據(jù)表1和表2，經(jīng)軍港污水處理站處理后水的COD 的濃度差為290mg/L（82.9%）、BOD5 濃度差為180mg/L（90%）、SS 濃度差為180mg/L（90%）、氨氮濃度差為42mg/L（84%）。選取濃度差的比值最大的BOD5或SS（90%）來計(jì)算。

根據(jù)該軍港所處水域的水質(zhì)時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)研究，2019 年該軍港所處水域BOD5 濃度為2.0mg/L［10］，利用式（2）計(jì)算所需水量Q2 為162 萬噸。該軍港所處地區(qū)地表水資源價(jià)格為：0.2 元/噸，利用式（3）計(jì)算該軍港污水處理站項(xiàng)目每年減少水體污染的環(huán)境效益為32.4萬元。

6.3 減少土壤的污染效益

土壤環(huán)境被污染后，農(nóng)作物生產(chǎn)率會(huì)降低、生產(chǎn)成本會(huì)變高，從而導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量的減少和利潤(rùn)的降低，造成農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)損失。該軍港污水處理站地處珠江水域，根據(jù)中國水污染的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失相關(guān)研究，2013 年我國珠江流域水污染的農(nóng)業(yè)損失為44.04 億元（損失評(píng)估法計(jì)算），珠江水域水資源總量約為5303.2億噸，2013年劣V水比重為6%［11］，據(jù)此可以計(jì)算水污染造成的農(nóng)業(yè)損失單價(jià)約為44.04/（5303.2*6%）=0.138 元/噸。該軍港年處理污水總量為18.25 萬噸，計(jì)算軍港污水處理站項(xiàng)目每年減少土壤的污染效益為2.52萬元。

6.4 減少軍事設(shè)施腐蝕的效益

軍事設(shè)施的防護(hù)費(fèi)用一般利用Uhlig法［12］進(jìn)行計(jì)算，該方法是將生產(chǎn)、運(yùn)行、防護(hù)、保養(yǎng)等過程中所增加的防蝕費(fèi)進(jìn)行直接累來進(jìn)行計(jì)算的。該軍港污水處理站于2018 年建成，根據(jù)該軍港歷年來軍事設(shè)施防護(hù)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)，該軍港軍事設(shè)施防護(hù)費(fèi)用見表3。

表3 某軍港軍事設(shè)施防護(hù)費(fèi)用表

根據(jù)上表計(jì)算：2018 年及以前，該軍港年軍事設(shè)施維護(hù)費(fèi)用平均為79.93 萬元，2018 年以后，年軍事設(shè)施維護(hù)費(fèi)用平均為50.82萬元。根據(jù)式（5），該軍港污水處理站項(xiàng)目減少軍事設(shè)施腐蝕的效益為29.11萬元。

6.5 軍港污水處理站項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的總效益

軍港污水處理站的建設(shè)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的總效益為減少微生物的污染效益、減少水體的污染效益、減少土壤的污染效益和減少軍事設(shè)施腐的蝕效益四個(gè)方面之和。根據(jù)式（6）計(jì)算軍港污水處理站項(xiàng)目每年對(duì)環(huán)境的總效益為68.37萬元。

7 結(jié)語

將損失評(píng)估法、人力資本法、防護(hù)費(fèi)用法及恢復(fù)費(fèi)用法或影子工程法進(jìn)行綜合運(yùn)用，通過分析和計(jì)算，某軍港污水處理站項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的總效益為68.37 萬元，該項(xiàng)目總投為300 萬元，在不考慮其他因素的情況下，收回總投資需要4.4年，由此可以看出該軍港污水處理站項(xiàng)目在考慮環(huán)境效益的情況下，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。將軍港污水處理站項(xiàng)目的環(huán)境環(huán)境效益進(jìn)行量化，能直觀地反映軍港污水處理站項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和對(duì)環(huán)境的改善效果，對(duì)我軍管理層的決策有一定的參考價(jià)值，進(jìn)而推進(jìn)軍港污水處理站項(xiàng)目建設(shè)和軍港生態(tài)文明發(fā)展，提升我海軍形象。