煤炭城市大气污染核算研究

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大气环境污染损失核算方法

按环境损失核算的计算方法,大气环境污染损失核算也分为实物量核算和价值量核算两部分,即实物核算和价值核算。实物核算是价值核算的前提或基础,主要是用物理单位表示的数据或信息描述环境损失的存量和流量。价值核算是在实物核算的基础上通过估价所进行的综合性核算,通过适当的估计方法或技术,赋予某具体的资源价值、生态价值和纳污价值一种用货币计量的价值,使自然环境和资源的环境功能采用统一的衡量尺度,真实反映环境所具有的价值[4]。环境经济学已经提出了许多有价值的计算方法。通常是将生态环境质量看成是人类所需的一种物品和劳务,尽量利用市场价格信息,直接计算该商品和劳务的生态环境效益和损失。对于那些资金技术和资料不允许,没有市场价格信息可以参考,且生态环境的经济效益难以估算的生态环境影响因子则从费用的角度来估算损失。简单来说,生态环境损失计算可以采用治理成本法和污染损失成本法。由于两种方法采用不同的核算手段和不同的核算成本项目,因此核算的结果也有所不同。治理成本法是一种基于成本的估价方法,从防护的角度,计算为避免环境污染而支付的成本,主要用于污染及污染物的实际治理成本和虚拟治理成本的核算。实际治理成本是指目前已经发生的治理成本,包括污染治理过程中的固定资产折旧、药剂费、人工费、电费等运行费用。虚拟治理成本是指对目前排放到环境中的污染物按照现行的污染治理技术和水平全部治理所需要的支出。污染损失法是一种基于损害的环境价值评估方法,即采用一定的技术方法,确定污染排放对当地环境质量产生影响的货币价值,如对产品产量、人体健康、生态环境等的影响,并将这些影响货币化的一种方法。目前,普遍采用的是市场价值法,但是受所核算对象的限制,还需要其他多种价值核算方法综合应用[5-6]。本文采用环境经济学领域较成熟的环境价值评价方法,对煤炭开采造成的大气环境污染损失进行量化研究,将环境成本以货币的形式进行计量。采用的评价技术主要有市场价值法、机会成本法和人力资本法等[7-9]。

阜新市大气污染实物量核算

阜新市大气污染物主要为SO2、NOx和可吸入颗粒物,除冬季居民取暖燃煤造成煤烟污染较严重外,阜新的大气污染受煤炭开发和利用影响较大。煤炭开采过程对大气环境产生影响的环节主要包括煤矿生产生活锅炉燃煤排放的粉尘、煤粉等无机或有机化合物等造成的大气污染[10],以及原煤由矿井短途运输至集运站的运输扬尘、煤炭堆存起尘、矸石山自燃和煤炭运输造成的大气污染[11]。阜新的主要工业大多属于煤炭生产与加工行业,本文选取阜新工业区空气污染监测数据作为大气污染损失计算依据。考虑到大气污染物对人体健康和人类福利的损害在矿区及其周围地区表现的比较明显,计算该损失时,主要考虑矿区及其周围地区。根据阜新市2006)2010年环境质量报告书数据统计,2010年阜新工业区大气污染排放监测各主要污染物年均值:SO2为01049mg/m3,NOx为01041mg/m3,PM10为01109mg/m3。工业废气中5项污染物污染物排放量:SO2为51907100t,NOx为38936171t,PM10为32260102t。降水离子组分统计结果表明,[w(SO2-4)+w(NO-3)]/Ew(B-)为01946,说明阜新市降水污染主要受SO2和NOx的影响;其中w(SO2-4)/w(NO-3)为4119,降水受SO2影响大于NOx。2010年,全市降水pH均值为7123,未出现过酸性降雨[12-13]。根据国际上公认的降水酸雨指标,当pH值在415~510时,降水为酸性[14]。阜新矿区人口占市区人口的30%,2010年,市区人口为7815876万人,确定受大气污染影响人口约23158万人[15]。

阜新市大气污染价值量核算

大气污染损失价值核算主要考虑人体健康和人类生活福利的损失、酸雨造成的农业损失、森林损失和受污染人口增加清洗费用的损失。311人体健康损失大气污染对人体健康的危害主要表现为呼吸道疾病患病率和死亡率的增加。受数据的限制,无法构建大气污染物与呼吸道疾病的剂量-反应关系模型,因而通过污染区(文本主要指工业区)与清洁区的对比,反映大气污染导致的居民患病情况,其前提是假设污染区与清洁区除所考虑的污染因子的浓度不同外其他因素均相同。依据各种疾病与大气污染的密切程度,并考虑阜新市作为煤炭资源型城市的特殊性,主要选取慢性支气管炎、肺心病、肺气肿、尘肺病的发病和肺癌引起的死亡所造成的损失。采用的方法是人力资本法。人力资本法计算公式为Lp=|PpETiDi+EYiDi+PpEHiDi+PpEWiDoi|@M(1)式中Lp为人体健康损失,万元;Pp为人力资本,元/(a#人);Ti为第i种疾病患者人均丧失的劳动时间,a;Yi为第i种疾病患者平均医疗费用,元/人;Hi为第i种疾病患者陪床人员的平均误工,a;Wi为第i种疾病患者死亡工作年损失,a;Di为污染区和清洁区第i种疾病的发病率差值;Doi为污染区和清洁区第i种疾病的死亡率差值,10-5;M为污染区的人口数,万人。人力资本用在岗职工平均工资表示,各种疾病的发病率、住院时间、医疗费用借鉴卫生部2010年1月公布的第四次国家卫生服务调查分析报告。患病丧失的劳动时间是指患者用于住院、疗养等花费的时间,对于肺癌患者并不包括由于死亡而丧失的劳动时间。人力资本法中所需的慢性支气管炎、肺心病、肺气肿和尘肺病各参数主要在多个相关领域研究文献典型调查结果的基础上,结合阜新地区经济发展现状,经过进一步的统计和计算确定[16-20]。2010年肺癌死亡率由阜新市疾病预防控制中心获得,污染区的肺癌死亡率为61116@10-5,清洁区的癌症死亡率为43145@10-5。肺癌的死亡工作年损失,是根据Joinpoint模型对中国肺癌的发病死亡预测的基础上结合阜新地区实际情况进行统计折算后得出的[19,21-22]。我国煤矿工人退休年龄为55岁,提前死亡造成的工作年损失以工作到55岁为标准,主要考虑16~58岁之间各年龄段的人由于慢性支气管炎、尘肺病、肺癌过早死亡而损失的工作年限。正常人均寿命取当前中国人口平均寿命(70岁)。综合考虑后确定式(1)中各种参数的取值见表1。阜新市2010年国民经济和社会发展统计公报显示,2010年阜新在岗职工平均工资为25354元。以年工时300d计算,人力资本为84151元/(d#人),可计算2010年大气污染对人体健康造成的损失(见表2),其中患者陪床人员数按病人与陪床人员平均1B1计,以平均住院时间代表陪床人员的平均误工时间。312人类福利损失目前,人类福利损失主要基于大气污染物排放导致能见度下降和材料的损害。人类福利损失核算主要根据亚洲开发银行5环境影响的经济评价6工作手册提供的方法。该手册统计SO2、NOx和PM10造成的损失价值分别为188~325美元/t、250~500美元/t和750~1250美元/t,损失同时体现了排污影响的敏感范围[23-24]。价值高限代表高密度人口地区或大气扩散条件差的地区的损害。在这些地区大气污染物排放对大气质量变化有较大影响。根据阜新煤矿实际方位调查情况,只有少数煤矿的开采集中在大气扩散条件较差的山地和丘陵地区,因此,本文计算取低值。根据2010年国内购买力水平,年贴现率及人民币兑换美元汇率折算(2010年,中央银行公布人民币对美元年平均中间价为617695。以2010年15年期国债票面利率4145%为贴现率),阜新市采煤造成的大气污染物SO2、NOx和PM10引发的人类福利损失分别为2131172元/t、2834173元/t和8504118元/t。已知2010年大气污染物排放量:SO2为51907100t,NOx为38936171t,PM10为32260102t。计算得2010年阜新市煤炭开采大气污染造成的人类福利损失为212103亿元。313农业损失大气污染对农业的损害以SO2和酸雨为主,主要表现为粮食、蔬菜、经济作物等的减产降质。本文主要计算农作物在长期SO2中低浓度作用下的减产损失。采用市场价值法,计算公式为La=QaRaPa(2)式中La为大气污染对农作物的损害,亿元;Qa为受污染时某作物的实际年产量,万t;Ra为在某酸雨pH值影响下某作物的减产率,%;Pa为某作物的收购价格,元/kg。对大气污染造成的农业损失核算时首先要明确SO2和酸雨对农作物的伤害阀值,即对农作物伤害程度最低时的浓度或酸度。将年降雨pH值大于510且SO2质量浓度小于0104mg/m3的地区视为对作物不产生伤害的无污染地区。根据相关研究得出的农作物在不同SO2质量浓度下的减产率(见表3),可得污染区农作物的减产率[25-26]。2010年阜新工业区大气污染物排放监测SO2为01065mg/m3。虽然在6)8月降雨的pH值为4179,属于酸性降雨,但是全年降水pH均值为7123,因此农作物受SO2和酸性复合污染的影响较小,仅计算蔬菜的减产损失,减产率取3%。2010年阜新蔬菜实际年产量为88万t,蔬菜平均收购价格为11034元/kg[27]。因此,计算蔬菜减产2164万t,经济损失为01273亿元,即2010年大气污染造成的农业损失。314森林损失大气污染对森林的损害主要指酸雨对林木造成的损失,主要危害包括生物量、材积生产量的减少以及森林纳污、净化等生态功能的降低。由于缺少生物量及生态功能的相关数据,本文只计算材积生产量的减产损失。SO2和酸性降水复合,污染对农作物减产影响的基准值见表3。材积生产量的减产率与酸雨的pH值有关系,减产率由插值法计算得出。该部分计算仍采用市场价值法,计算公式为式中Qf为受污染时林木的实际蓄积量,万m3;Rf为在酸雨影响下森林的减产率,%;K为由林木蓄积量到材积生产的调整系数;Pf是原木的市场价格,元/m3。酸雨和SO2是影响针叶林生长衰退的主要因素。森林在SO2单一污染状况下所受的影响要小于酸雨的影响,当降水pH值小于510时,SO2质量浓度大于0105mg/m3时,才会引起林木生长衰退[28]。根据阜新市环境监测中心的结果,阜新市2010年降水的pH均值为7123,SO2质量浓度为01065mg/m3(>0105mg/m3),对木材蓄积量没有影响,也没有对材积生产量造成损失,因此降水对森林的损失为0。阜新现有天然森林中以油松为主。根据SO2暴露浓度与油松生长的试验研究,当大气中SO2质量浓度为0110mg/m3时,油松的相对生长速率与无SO2环境中的生长速率几乎相等(分别为2013g/d和2016g/d)[29-30]。已知2010年阜新工业区大气污染物排放监测SO2质量浓度为01065mg/m3,小于0110mg/m3,因此可以认为该地区SO2对油松生长无影响。因此,阜新市大气污染对森林影响损失为0。315清洗费用损失大气污染会增加居民衣服、车辆和家居玻璃清洗的次数和费用。由于缺乏受影响的玻璃面积、清洗次数、清洗时间等方面的资料,本文只计算衣服、车辆增加的清洗费用。1)居民增加的清洗工时费用。Lw=PPpTC(4)式中Lw为家庭多支清洗工时费,万元;P为污染区人口,万人;Pp为从业人口占总人口的比重,%;T为增加的清洗时间,d;C为人力资本,元/(d#人)。根据阜新市的降尘浓度并参考徐州、北京、重庆的调查结果,采用成果参照法,确定年增加的清洗时间为15d。假定污染区从业人口占其总人口的比例与全市相同(1129988/1922718U0159),则从业人口比例取59%,人力资本与311节的取值相同,以年工时300d计算得84151元/(d#人),污染区人口23158万人,依据式(4)计算可得居民增加的清洗工时费用为117635亿元。2)增加的能耗和物耗费用。大气污染增加了居民清洗衣物和车辆的时间,同时增加了水、电、清洁剂等经济费用的支出。根据辽宁省5环境污染经济损失的理论研究和定量化研究6,因大气污染平均每人暴露在室外1h,则每年多支出的清洗能耗、物耗费用是1111元,统计人群室外滞留时间加权平均值为4h/人。由此便可算出大气污染导致每年增加的清洗能耗、物耗费用,公式为Lr=PCp(5)式中Lr为物耗费,元;P为污染区人口,万人;Cp为每人1a多支的洗衣能耗、物耗费用,元。依据式(5)可得大气污染造成的能耗、物耗费用为011047亿元。因此,大气污染增加的清洗费用损失共计118682亿元。在大气污染生态损失的核算方面综合采用了人力资本法、市场价值法和成果参照法,避免了采用单一市场价值法为简单标准带来的部分环境损失无法度量的弊端;但是,使用成果参照法过程中很难做到使被参照地区和被评价地区在自然生态环境、人口规模和社会经济发展状况完全一致。因此,本文计算的结果只能作为损失上限的参考值,其本身的不确定性要求未来的研究可以尝试建立配套的评估体系,并探讨如何对大气环境污染的损失进行价值补偿。

以阜新市2010年有效数据为支撑,经过数据分析和统计计算,可知2010年阜新市的大气污染造成的货币损失合计为1216602亿元。其中人体健康损失为813087亿元,人类生活福利损失为212103亿元,农业损失为01273亿元,森林损失为0,清洗费用损失为118682亿元。以阜新市2010年原煤产量1580167万t计,则2010年阜新煤炭开采大气污染吨煤损失为80109元。

本文作者：冯思静马云东刘辉潘日芳工作单位：辽宁工程技术大学环境科学与工程学院