基于污染物通量的潘家口—大黑汀水源地水污染生態(tài)補償量化研究

郭麗峰,劉明喆,張　輝,張　俊,王乙震, Brigitte Vincon-Leite

(1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心,天津　300170; 2.海河流域水資源保護局,天津　300170;

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基于污染物通量的潘家口—大黑汀水源地水污染生態(tài)補償量化研究

郭麗峰1,劉明喆2,張輝3,張俊1,王乙震1, Brigitte Vincon-Leite4

(1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心,天津300170; 2.海河流域水資源保護局,天津300170;

3.海河水利委員會水資源保護科學研究所,天津300170;

4. University Paris-Est, LEESU UMR MA-102, Marne-la-Vallee 77455, France)

回顧我國水污染補償?shù)难芯考皩嵺`,分析潘家口—大黑汀水源地及入庫河流的水質(zhì)狀況,在明確考核斷面及考核指標的基礎(chǔ)上,建立基于污染物通量的水污染補償量化估算模型,并根據(jù)2013年潘家口—大黑汀水源地入庫河流的水質(zhì)和水量監(jiān)測數(shù)據(jù),估算入庫河流水污染生態(tài)補償量。關(guān)鍵詞：污染物通量;水污染;生態(tài)補償;量化研究;潘家口—大黑汀水源地

潘家口—大黑汀(以下簡稱潘-大)水庫是海河流域內(nèi)重要飲用水源地之一,2006年列入第一批《全國重要飲用水水源地名錄》,是天津市的供水生命線,在京津冀協(xié)同發(fā)展中具有舉足輕重的地位。但近年來,水庫氮、磷含量有所升高,水質(zhì)下降,對飲用水安全造成威脅。建立一個合理的、行之有效的水污染生態(tài)補償機制,不僅有利于改善潘-大水源地水質(zhì)狀況,同時還可以調(diào)動上游保護水環(huán)境的積極性,實現(xiàn)上、下游共同承擔水環(huán)境保護的責任,共享水資源開發(fā)利用的利益。科學制定補償標準是確保補償順利實施的關(guān)鍵[1],筆者嘗試以污染物通量為核心,對潘-大水源地水污染生態(tài)補償進行量化研究。

1　我國水污染補償研究及實踐現(xiàn)狀

水污染生態(tài)補償是指用經(jīng)濟手段調(diào)節(jié)水資源開發(fā)利用和保護中各利益相關(guān)者的環(huán)境和經(jīng)濟利益,是對一切改善河流水質(zhì)的行為進行經(jīng)濟補償,對惡化水質(zhì)的行為進行經(jīng)濟懲罰,最終達到改善水環(huán)境質(zhì)量的目的。目前,我國已開展了大量的水污染生態(tài)補償研究與實踐。湯紹青等[2]從污染物總量控制的角度建立太湖水污染補償模型,分別進行入湖污染物總量考核和出湖水質(zhì)考核的補償量測算。劉曉紅等[3]采用功能區(qū)目標水質(zhì)差額法,計算嘉興市縣域跨界水污染補償量;王飛兒等[4]采用COD通量進行考核,計算錢塘江流域各縣(市)間水污染生態(tài)補償量。徐大偉等[5]提出了基于河流水質(zhì)水量的跨行政區(qū)界的生態(tài)補償量計算辦法,采用綜合污染指數(shù)法計算跨界斷面水污染補償量。

2012年9月,安徽、浙江兩省正式簽訂了《新安江流域水環(huán)境補償協(xié)議》,啟動全國第一個跨省流域的水生態(tài)補償機制。若兩省交界處水質(zhì)優(yōu)于基本標準,下游浙江省補償上游安徽省1億元;若兩省交界處監(jiān)測水質(zhì)低于基本標準或新安江安徽省界內(nèi)出現(xiàn)重大水污染事故,則安徽省補償浙江省1億元。2014年10月北京市政府印發(fā)《北京市水環(huán)境區(qū)域補償辦法(試行)的通知》(京政辦發(fā)〔2014〕57號),首次試行水環(huán)境區(qū)域補償制度,對向下游區(qū)縣排水水質(zhì)不達標或比上游來水水質(zhì)變差一個水質(zhì)功能類別的區(qū)縣,將按照每個斷面每月30萬元的標準對下游區(qū)縣予以補償。上述補償行為對改善和保護河流水質(zhì)起到了一定的作用。

水污染生態(tài)補償?shù)难芯亢蛯嵺`表明,進行補償時需確定考核斷面、水質(zhì)目標、考核指標和補償標準。筆者按照“誰污染誰付費”的原則,建立水污染生態(tài)補償估算模型,對潘-大水源地水污染生態(tài)補償進行量化研究。

2　潘-大水源地及入庫河流水質(zhì)狀況

根據(jù)海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心2013年水質(zhì)檢測結(jié)果和GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》,按全年均值對潘-大水源地及其入庫河流(灤河、柳河、瀑河和潵河)的水質(zhì)狀況進行評價。

TN、TP不參加評價時,潘-大水庫水質(zhì)均達到Ⅱ類標準。TN、TP參加評價時,水質(zhì)均劣于國家地表水Ⅴ類水標準,主要是TN超標9.0～9.6倍,見表1。綜合評價潘-大水庫水體營養(yǎng)程度為輕度富營養(yǎng)(表2)。

表1　潘-大水庫水質(zhì)評價結(jié)果

潘-大水源地上游有4條直接入庫的河流,分別為灤河、柳河、瀑河和潵河。TN、TP不參加評價時,4條入庫河流中灤河(烏龍磯斷面)水質(zhì)為Ⅳ類,NH3-N略有超標,其他3條河流水質(zhì)均達到Ⅲ類標準。TN、TP參加評價時,水質(zhì)狀況均劣于國家地表水Ⅴ類水標準,主要超標因子是TN,超標倍數(shù)5.0～8.1倍。從空間分布上看,TN超標倍數(shù)由高至低為:灤河、潵河、瀑河、柳河,見表3?？梢姙春痈闪鞯牡孜廴咀顬閲乐?。

表2　富營養(yǎng)化評價結(jié)果

表3　潘-大水庫入庫河流流水質(zhì)評價結(jié)果

圖1　潘-大水庫TN、TP質(zhì)量濃度逐年變化趨勢

圖2　入庫河流三氮濃度變化情況

3　潘-大水源地水污染補償量估算

3.1考核斷面及考核指標確定

根據(jù)《國務院關(guān)于全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)的批復》(國函〔2011〕167號),潘-大水源地上游的4條直接入庫河流共劃分為17個水功能區(qū)(表4)。選取每條河流與水源地相連水功能區(qū)的水質(zhì)代表斷面為考核斷面,分別為灤河的烏龍磯斷面、柳河的柳河橋斷面、瀑河的寬城橋斷面和潵河的灑河橋斷面。水質(zhì)目標類別以《國務院關(guān)于全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)的批復》(國函〔2011〕167號)中規(guī)定的類別為準。

表4　潘-大水源地直接入庫河流水功能區(qū)劃情況

注:上標有*號者表示面積,單位為km2。

目前潘-大水源地主要污染物為TN和TP, “十二五”期間水環(huán)境污染物總量控制指標為COD和NH3-N。根據(jù)潘-大水源地的水污染狀況和“十二五”水環(huán)境污染物總量控制指標,并結(jié)合海河流域典型地區(qū)水生態(tài)補償方案研究報告[9],本文擬選取COD、NH3-N、TN和TP為考核指標。

3.2估算模型及數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)考核斷面水質(zhì)狀況,以污染物年通量確定入庫河流的水污染生態(tài)補償量,具體補償量計算公式為

(1)

式中:E支付/獲得為考核斷面支付或獲得的生態(tài)補償量(大于0時為支付補償,小于0時為獲得補償),萬元;Ei支付/獲得為考核斷面第i種污染物支付或獲得的生態(tài)補償量,萬元;Wi補為考核斷面第i種污染物的超標通量, t/a;Ri為第i種污染物削減的成本,即補償標準,元/t;ρi實測考核斷面第i種污染物水質(zhì)實測質(zhì)量濃度,本文取年均值, mg/L;ρi目標考核斷面第i種污染物水質(zhì)目標質(zhì)量濃度, mg/L;Q為考核斷面年徑流量,萬m3/a。

入庫河流的水質(zhì)考核指標濃度達到或優(yōu)于水質(zhì)目標濃度值,水源地上游及周邊地區(qū)獲得生態(tài)補償,反之,則要進行賠償,支付生態(tài)補償。實際支付/獲得補償量采用各考核指標相互抵消方式計算,當考核指標濃度達到或優(yōu)于水質(zhì)目標濃度值時,補償量為負數(shù),反之則為正數(shù)。同一考核斷面將不同考核指標的正負補償量進行相加,最終補償量為實際支付/獲得的補償量。

水質(zhì)數(shù)據(jù)采用2013年海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心的水質(zhì)檢測結(jié)果,水量數(shù)據(jù)根據(jù)2013年各考核斷面實測月平均徑流量計算?？己藬嗝嫠|(zhì)目標濃度為國務院批復的《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)》(表4)中考核斷面所在水功能區(qū)的水質(zhì)目標濃度。

3.3補償標準確定

污染物補償標準的測算目前沒有公認的計算方法,不同的研究者計算方法不同,計算出的補償標準也大相徑庭。相關(guān)文件及研究者所提出的各種污染物補償標準見表5。通過分析,不同研究者提出的補償標準差異比較大,COD的補償標準在0.047萬～1.5萬元/t之間,NH3-N的補償標準在0.27萬～10萬元/t之間,TP的補償標準在0.5萬～27.6萬元/t之間。通過比較分析,2007年《江蘇省環(huán)境資源區(qū)域補償辦法(試行)》、2008年《浙江省跨行政區(qū)河流交接斷面水質(zhì)污染補償辦法(試行)》和《浙江省跨行政區(qū)河流交接斷面水質(zhì)污染補償辦法(試行)》等辦法中確定的補償標準帶有一定的行政色彩。其他6位研究者確定的補償標準均以城鎮(zhèn)污水處理廠為基礎(chǔ),更具有客觀性。但由于所選污水處理廠不同,其補償標準也存在一定差異。因此本文取上述研究中污水處理廠的平均值作為補償標準。即COD、NH3-N和TP的補償標準分別為0.33萬元/t、1.11萬元/t和14.6萬元/t。目前,對TN補償標準的研究還較少,通常情況下污水處理廠脫氮處理的運營成本會比一般處理增加40%左右,而污水處理過程中NH3-N的去除較COD難。因此,本研究TN的補償標準按NH3-N補償標準的1.4倍計,即補償標準為1.55萬元/t。

表6　考核斷面水污染生態(tài)補償量估算結(jié)果

表5　相關(guān)文件及研究者所提出的各種污染物補償標準 　萬元/t

注:王佳偉等COD和NH3-N的直接運行成本分別為0.015萬～0.079萬元/t和0.37萬～1.46萬元/t,表中取均值。

3.4補償量估算

基于污染物通量的水污染補償是一個動態(tài)的過程,隨著上游來水及控制斷面污染物濃度的變化而變化,因此每年的水污染生態(tài)補償量都會存在差異。

根據(jù)估算模型估算水源地上游及周邊地區(qū)獲得或支付的生態(tài)補償量。通過計算,2013年COD、NH3-N、TN和TP 4項指標統(tǒng)籌考慮時,4個考核斷面的補償量均大于0,表明潘-大上游及周邊地區(qū)需支付生態(tài)賠償,共計1.1億元,主要由于TN超標。4個考核斷面中,烏龍磯斷面需支付0.9億元,即灤河流經(jīng)的多倫縣、正藍旗、承德縣、灤平縣、隆化縣、豐寧縣等縣要為污染或沒有保護好灤河的水質(zhì)而進行賠償,各縣具體賠償額度根據(jù)兩縣交界處污染物濃度進行分析估算。

“十二五”期間水環(huán)境污染物總量控制尚未對TN和TP提出要求,若進行生態(tài)補償時僅考慮COD和NH3-N 2項考核指標,則2013年潘-大上游及周邊地區(qū)可獲得生態(tài)補償112萬元,其中烏龍磯斷面由于NH3-N超標需支付360萬元的生態(tài)賠償,其他3個考核斷面均達標,可獲得472萬元的生態(tài)補償。

水污染生態(tài)補償?shù)膶嵸|(zhì)是排污權(quán)轉(zhuǎn)讓,潘-大水源地下游的受水區(qū)享用了優(yōu)良的水質(zhì),提供一定的補償,鼓勵上游地區(qū)積極開展水資源保護和水污染治理工作,符合生態(tài)補償中的公平和受益者付費原則。同時,支付的生態(tài)補償金額與自己進行污水處理相比,要少很多。根據(jù)國觀智庫發(fā)布的報告數(shù)據(jù),2013年全國32個城市居民污水處理費價格均價為0.81元/t。按此價格估算,當COD、NH3-N、TN和TP 4項考核指標統(tǒng)籌考慮時,2013年灤河、柳河、瀑河和潵河的4個考核斷面水質(zhì)均劣Ⅴ類,需要的處理費用共計8.0億元,遠遠大于基于污染物通量估算支付的生態(tài)補償金額;當考慮COD和NH3-N兩項考核指標時,柳河、瀑河和潵河3條河流均達標,不需要處理。灤河的烏龍磯考核斷面超標,需要的處理費用為5.7億元,也遠高于生態(tài)補償費用。因此,對于潘-大水源地下游的受水區(qū),無論從水質(zhì)還是從補償額度上,都可以接受水污染生態(tài)補償。

對于潘-大水源地上游來說,如果水質(zhì)保護得好,達到水功能區(qū)相應的水質(zhì)目標,可獲得生態(tài)補償。但水質(zhì)超標時,也要為污染行為付出代價。按照河北省2012年發(fā)布的《關(guān)于進一步加強跨界斷面水質(zhì)目標責任考核的通知》(辦字[2012]62號),COD、NH3-N超標倍數(shù)0.5倍以下扣繳生態(tài)補償金30萬元,0.5～1.0倍扣繳生態(tài)補償金60萬元,超標1.0～1.5倍扣繳生態(tài)補償金90萬元,依次類推,上不封頂。當考慮COD和NH3-N 2項考核指標時,僅灤河的烏龍磯考核斷面NH3-N超標0.65倍,需扣繳生態(tài)補償金60萬元。因此,按照河北省目前執(zhí)行的水質(zhì)目標考核及生態(tài)補償政策,也可接受生態(tài)賠償及基于污染物通量估算的賠償金額。

4　結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

a. 基于污染物通量的水生態(tài)補償量估算,考慮了污染物的濃度,體現(xiàn)了水資源保護成績和水污染治理中各污染物削減效果,計算方法相對合理。計算過程中補償標準的確定十分重要,雖然本文在制定補償標準時參考了大量的文獻,并考慮了實際情況,但補償標準的客觀性、合理性、可行性還需進一步分析。因此,有必要針對潘家口、大黑汀水源地水污染補償標準開展深入研究和實地調(diào)研。

b. 考核指標不同,最終的補償結(jié)果會有很大差異。當選取COD和NH3-N兩項考核指標時,2013年潘-大上游及周邊地區(qū)可獲得生態(tài)補償112萬元;當選取COD、NH3-N、TN和TP 4項考核指標時,2013年潘-大上游及周邊地區(qū)需支付生態(tài)賠償1.1億元。因此,可根據(jù)考核指標治理的難易程度確定不同指標權(quán)重,使補償更加合理,積極推動水源地上游地區(qū)加強污染控制和治理。

c. 國家政策對水污染治理具有導向作用,“十二五”水環(huán)境污染物總量控制指標是COD和NH3-N,其達標率較高,而TN和TP超標嚴重。因此,對目前僅TN和TP超標的河流,一定時期內(nèi)國家應給予補償,用于河流的水污染治理。

4.2建議

a. 建立生態(tài)補償?shù)姆芍贫取４_立生態(tài)有償使用原則和生態(tài)補償機制,通過法律制度,制定完善生態(tài)補償?shù)姆煞ㄒ?guī)。目前,國家正在抓緊研究制定生態(tài)補償基本法,該法尚未出臺之前,可先制定水生態(tài)補償基本原則、對象和范圍、補償方式、資金來源、基本標準等規(guī)范。

b. 建立潘-大水源地保護機構(gòu)。水污染生態(tài)補償是涉及政府、技術(shù)和社會多層次的復雜命題,為保護潘-大水源地水質(zhì),確保水生態(tài)補償?shù)捻樌_展,建議成立由財政部、水利部、環(huán)保部、天津市和河北省相關(guān)部門組成的領(lǐng)導小組,負責組織協(xié)商水生態(tài)補償相關(guān)事宜。領(lǐng)導小組下設辦事機構(gòu),辦公室設在海河水利委員會,以促進生態(tài)補償機制的高效運行,最終實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與水生態(tài)環(huán)境保護共贏。

c. 建立水污染生態(tài)補償水質(zhì)監(jiān)測制度?；谖廴疚锿康纳鷳B(tài)補償量估算,對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性要求較高。監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、監(jiān)測斷面的合理布局、監(jiān)測機構(gòu)的選取是生態(tài)補償機制公平實施的關(guān)鍵,決定了水污染補償?shù)念~度。因此,建立水質(zhì)監(jiān)測制度,由潘-大水源地涉及的河北省和天津市的環(huán)境保護行政主管部門負責組織,海河水利委員會和上述兩省市的水行政主管部門共同參與。委托有資質(zhì),且雙方認可的第三方進行水質(zhì)監(jiān)測,采樣頻次、采樣時間、采樣地點等均嚴格按照國家相關(guān)法規(guī)執(zhí)行。

[ 1 ] 侯慧平,葛顏祥,潘娜,等. 基于水質(zhì)恢復成本的流域逐級補償標準[J]. 水資源保護,2013,29(3):83-86. (HOU Huiping,GE Yanxiang,PAN Na,et,al. River basin stepwise compensation standards based on water quality restoration cost[J]. Water Resources Protection,2013,29(3):83-86. (in Chinese))

[ 2 ] 湯紹青,吳永祥,王高旭,等. 基于污染物總量控制的太湖水污染補償量化測算[J]. 水資源保護,2012,28(2):37-41. (TANG Shaoqin,WU Yongxiang,WANG Gaoxu,et,al. Water pollution compensation calculation of Taihu Lake based on total amount control of plooutants[J]. Water Resources Protection,2012, 28(2):37-41. (in Chinese))

[ 3 ] 劉曉紅,虞錫君. 縣域跨界水污染補償機制在嘉興市的探索[J]. 環(huán)境污染與防治,2009,31(4):85-88. (LIU Xiaohong,YU Xijun. Exploration of county of transboundary water pollution compensation mechanism in the jiaxing[J]. Environmental Pollution & Control,2009,31(4):85-88.(in Chinese))

[ 4 ] 王飛兒,徐向陽,方志發(fā),等. 基于COD通量的錢塘江流域水污染生態(tài)補償量化研究[J]. 長江流域資源與環(huán)境,2009,18(3):259-263. (WANG Feier,XU Xiangyang,FANG Zhifa,et,al. Quantification of water pollution eco-compensation in Qiantang River watershed based on COD flux[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin,2009,18(3):259-263.(in Chinese))

[ 5 ] 徐大偉,鄭海霞,劉民權(quán). 基于跨區(qū)域水質(zhì)水量指標的流域生態(tài)補償量測算方法研究[J]. 中國人口·資源與環(huán)境,2008,18(4):189-194. (XU Dawei,ZHENG Haixia, LIU Minquan. Measuring method of river basin ecological compensation based on river water quality and its water quality about across administration area[J]. China Population Resources and Environment,2008,18(4):189-194.(in Chinese))

[ 6 ] 水利部海河水利委員會. 海河流域水資源及其開發(fā)利用調(diào)查評價[R].天津:水利部海河水利委員會,2005.

[ 7 ] 水利部海河水利委員會. 中華人民共和國水文年鑒水質(zhì)專冊1990年第2冊海河流域水質(zhì)資料[R].天津:水利部海河水利委員會,1992.

[ 8 ] 李頌軍,張樹猛,徐文祥,等. 潘家口水庫漁業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略[J].水利漁業(yè),2000,20(4):48-50.(LI Songjun,ZHANG Shumeng,XU Wenxiang,et,al. Fishery situation and development strategy of Panjiakou Reservoir[J]. Reservoir Fisheries,2000,20(4):48-50.(in Chinese))

[ 9 ] 海河流域水資源保護局,天津市碧波環(huán)境資源開發(fā)有限公司. 海河流域典型地區(qū)水生態(tài)補償方案研究[R].天津:海河流域水資源保護局,2015.

[10] 陳英旭,徐向光,王亞紅,等. 錢塘江流域水環(huán)境安全建設與應急預案研究[M]. 杭州:浙江大學出版社,2006.

[11] 王佳偉,張?zhí)熘?陳吉寧. 污水處理廠COD和氨氮總量削減的成本模型[J]. 中國環(huán)境科學,2009,29(4):443-448. (WANG Jiawei,ZHANG Tianzhu,CHEN Jining. Cost model for reducing total COD and ammonia nitrogen loads in wastewater treatment plants[J]. China Environmental Science,2009,29(4):443-448.(in Chinese))

[12] 饒清華,邱宇,王菲鳳,等. 閩江流域跨界生態(tài)補償量化研究[J]. 中國環(huán)境科學,2013,33(10):1897-1903. (RAO Qinghua,QIU Yu,WANG Feifeng,et al. Quantification of trans-regional eco-compensation in Minjiang River Basin[J]. China Environmental Science,2013,33(10):1897-1903.(in Chinese))

[13] 李遠,彭曉春,周麗璇,等. 流域生態(tài)補償、污染賠償政策與機制探索:以東江流域為例[M]. 北京:經(jīng)濟管理出版社,2012.

[14] 念東,王佳偉,劉立超,等. 城市污水處理廠化學除磷效果及運行成本研究[J]. 給水排水,2008,34(5):7-10.(NIAN Dong,WANG Jiawei,LIU Lichao,et,al. Research on efficiency and operating cost of chemical phosphorus removal[J]. Water & Wastewater,2008,34(5):7-10.(in Chinese))

[15] 中國環(huán)保在線. 完善價格政策力促全民節(jié)水 污水處理費不低于0.95元[EB/OL].[2015-08-31] http://www.hbzhan.com/news/Detail/99769.html.

Quantification research of eco-compensation for water pollution in source area of Panjiakou-Daheiting Water source areas based on flux of pollutants

GUO Lifeng1, LIU Mingzhe2, ZHANG Hui3, ZHANG Jun1, WANG Yizhen1,Brigitte Vincon-Leite4

(1.HaiheRiverBasinEnvironmentMonitoringCenter,Tianjin300170,China;2.WaterResourcesProtectionBureauofHaiheRiverBasin,Tianjin300170,China;3.ResearchInstituteofWaterResourcesProtection,HaiheWaterConservancyCommittee,Tianjin300170,China;4.UniversityParis-Est,LEESUUMRMA-102,Marne-la-Vallee77455,France)

This paper presents a review of research and practice regarding water pollution compensation in China. The water quality in the Panjiakou-Daheiting water source areas and the rivers flowing into the reservoir is analyzed. Based on the evaluated sections and indicators, a model for quantitatively estimating the compensation for water pollution with consideration of the flux of pollutants is established. The model was used to estimate the amount of eco-compensation for water pollution in the rivers flowing into the Panjiakou-Daheiting Reservoir based on water quality and water quantity monitoring data from the year 2013.

flux of pollutants; water pollution; eco-compensation; quantification research; Panjiakou-Daheiting water source areas

10.3880/j.issn.1004-6933.2016.05.027

國家國際科技合作專項(2013DFA71340)；國家水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07203-002)

郭麗峰(1980—)，女，工程師，碩士，主要從事水資源保護和水環(huán)境監(jiān)測、評價工作。E-mail：guolifeng912@163.com

X171.4

A

1004-6933(2016)05-0146-06

2015-09-29編輯：彭桃英)