軍港污水處理站項目環境效益的量化方法分析研究*

羅 勝

（1.海軍工程大學管理工程與裝備經濟系 武漢 430000）（2.中國人民解放軍92699部隊 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，其中大多數位于沿海城市、工農業集中區域，軍港毗鄰有風景旅游區、海水曬鹽場、養殖場和海水浴場［1］。軍港是艦艇之家，是海軍精神文明建設和對外交往的窗口，其環境好壞，直接影響到海軍的形象。為了保護軍港環境，防止污染，海軍陸續頒發了《海軍防止軍港水域污染管理規定》和《海軍軍港及艦艇防治污染管理規定》等法規，對陸源、艦艇污染物污染軍港水域的監督管理及整治方法提出了具體要求［2］。

目前，我國不少軍港已經設有污水處理站或正進行污水處理站的規劃建設，但是部分軍港污水處理站建成后存在運行管理不當、專業人員缺少等問題，主要原因為管理層對環境保護重視程度不夠，隨著時間推移，污水處理站存在運維管理水平落后、設備故障率較高、污水處理站運行效率較低等問題［3］，導致軍港污水處理站失去了原有設計功能，造成工程投資的浪費。目前，國內外很少有具體計算軍港污水處理站項目可以產生的環境效益的方法，本文旨在研究軍港污水處理站項目對環境效益的量化方法，并對具體軍港污水處理站項目的環境效益進行量化分析，較理論分析能更直觀地反映軍港污水處理站的經濟性和對環境的改善效果，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務室（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。

醫院廢水中含有大量傳染性的細菌、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、淀粉等有機物，易腐爛發臭；糞便中含有纖維素、半纖維素、蛋白質及其分解物、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環境的影響

3.1 惡化軍港環境

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減少，導致水質富營養化、微生物大量繁殖、水體變黑變臭，造成嚴重污染。湛江軍港艦艇每年向港池排放的生活污水可達1.83*105t，氮、磷等營養元素在這些污水中大量存在，無限制的排放致使水域富營養化，造成水域的嚴重污染［4］。

懸浮物呈膠體或單個或碎片形式的，漂浮在水面對港區和水體環境有嚴重影響。水中的溶解氧是有機物經細菌等微生物氧化分解的基礎。如果環境處在經常性污染的情況下，水中的溶解氧的含量會顯著下降，自然凈化的變動過程會被破壞，水域的整個生態特征就會被改變。當水中的有機物過多，氧化作用所消耗氧氣數量超過水體從大氣中吸收的氧氣數量時，水中的含氧量就會越來越低，導致水體嚴重缺氧，這樣不僅會影響魚類的正常生活，還會導致有機物腐化發臭，水域產生發黑發臭的現象。

3.2 危害人體健康

20 年前，走出家門幾步就能挑到飲用水，隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，水污染卻日益嚴重，如今我國大部分河水已不能飲用，個別河流連洗滌之用都不能滿足人們日常生活用水，只能靠自來水廠供應。目前全國多數城市出現了因水體受污染而不能用的“水質型缺水”現象。水體受到污染污染不僅使水失去使用價值，更會加劇水資源短缺，嚴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，會使水中的溶解氧含量下降，破壞水體自然凈化的過程，整個水域的生態特征將會被改變，魚類及其他水生生物在水體遭受污染后，往往會無法生存，導致滅絕。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，遭受酸堿性廢水排入的水體，會影響其生存。此外廢水中的有毒物質，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，均會致使魚類及水生物窒息。

營養物質（氮化物和磷化物）進入水體，可使藻類過度地生長和繁殖，出現富營養化，還會引起赤潮的發生。適量的營養鹽可以讓水體的肥沃度增加，為水中生物的生長創造有利條件。但是，如果植物營養素過多，那么就給植物創造了“富營養條件”，導致藻類大量繁殖，使水中溶解氧降低，水中植物群和動物群的高級形態（如魚類）就會被低級形式的生物（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，還會導致水域周邊土質變劣，從而導致農田廢耕，毒物累積，農作物質量低劣［5］。一旦土壤被污染后，就在相當長時間內難以恢復，造成土地資源的浪費。水污染對農業生產的影響主要表現在：影響農作物生長生育，降低作物產量；污染附近土壤，間接影響農作物生產生育；影響農產品品質，降低其食用價值，間接影響人類及畜牧健康。

3.5 腐蝕軍事設施

軍港污水如果不處理直接排放，會導致航道或者港口污染物質的滯留，艦艇和停泊設施產生在這種環境下會被腐蝕破壞，影響裝備及設施的使用壽命，造成軍事設施財產的損失［6］；如將此種經酸性污水所污染的水源，用作冷卻水、自來水或工業用水源，會加速腐蝕水管、抽水機及其他設備，造成巨大損失。

4 環境效益的分析方法

人類的活動會對環境造成不同程度的污染，為了減少環境污染或恢復正常的生態環境，人類采取不同的措施對環境進行治理，例如建設污水處理站對生活污水進行處理，以減少生活污水對水體、土地和建筑物的污染，從而增加農業和漁業收入、減少建筑物的修復費用。環境效益的分析包括兩個方面：一是人類為治理環境而采取的活動創造的社會價值；二是該項活動所支付的費用，為環境費用。計算環境費用可以使用防護費用法、恢復費用法和影子工程法，計算社會價值可以采用損失評估法和人力資本法。

4.1 防護費用法

防護費用法，即為降低環境惡化的有害影響而支付的費用。當人類的某項活動可能造成環境的損害時，可以制定一些針對性的措施來預防或治理。例如為減少水體的污染，工廠配套建設工業廢水處理設備，為防止秸稈焚燒污染，國家推行沼氣發電項目的建設。在軍港環境的防護中體現在：為了安全衛生的飲用水而購買安裝的凈水設備、為了減少污水的排放而購買安裝的污水處理裝置、為防止污水對艦艇的腐蝕而建設的圍油欄等。

4.2 恢復費用法

防護費用法，即為修復環境惡化的有害影響而支付的費用。環境被污染或破壞后，人們為了恢復環境到原始狀態，需采取一定措施或方法，此項活動需要花費一定的費用，該費用可以視為該污染損失的最低估計。該費用包括兩個方面的內容：一是污染治理費用，例如建設污水處理站的費用、為修復荒漠化土地而進行植物造林的費用等；二是環境管理費用，例如為監測環境變化情況而進行環境監測所支付的費用等。

4.3 影子工程法

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

4.4 損失評估法

污水的直接排放會對環境造成污染，會使周邊水域的農作物、漁業等生產產量降低，對農業、漁業造成經濟損失。通過對該損失進行價格評估，該評估結果可以作為污水處理站的建設對環境的效益。損失評估法要求被評估的生態產品或服務需在市場上有明確的交易價格。

4.5 人力資本法

未經處理的生活污水中，含有大量的細菌、病毒、致病微生物和寄生蟲，容易使水中生物和人感染，導致疾病甚至嚴重傳染病的流行。主要表現為人員的發病率與死亡率增加，人發病率增加或死亡會導致人工作時間的減少，從而減少人在工作中創造的價值。人力資本法即為計算因疾病和死亡導致人損失的工作價值，一是治療疾病花費的醫療費用，二是減少的工作時間與單位時間人的預期收入的乘積。污水處理站的建設能夠有效降低損失的工作價值和醫療費用，從而創造社會價值，該社會價值可以作為污水處理站的建設對環境的效益。

5 軍港污水處理站項目環境效益的量化方法

5.1 減少微生物的污染

軍港污水滋生的微生物導致水體及周邊空氣的污染，嚴重可能引發個體疾病或傳染性疾病爆發。軍港污水經污水處理站處理后，能有效降低其中的微生物細菌含量、降低傳染病的發病率及患病人員的死亡率，根據人力資本法，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療費用，P1代表生病勞動者人數，M2代表微生物污染造成人勞動者時間的減少量，P2代表勞動者單位時間的預期收入。

5.2 減少水體的污染

軍港污水如果不處理直接排放，會對地下水和河流造成嚴重的污染，污水經污水處理站處理后，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］和恢復費用法或影子工程法，污水只有被稀釋后，才能讓達到水質排放標準，稀釋所用水的費用可作為環境污染治理的費用，同時可以理解為污水處理站對減少水體污染的效益，可以按以下公式計算：

S 代表污水排放水質標準，s1代表污水處理站建設運行前后污水的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代表污水處理站對減少水體污染的效益，Y代表稀釋水的單價。

5.3 減少土壤的污染

軍港污水如果不處理直接排放，也會對土壤造成嚴重的污染，從而導致土壤中的農作物生產率降低、生產成本變高，最終導致農作物產量減少、利潤降低，造成農作物經濟損失，污水經污水處理站處理后，能有效降低土壤中所含污染物的含量。根據損失評估法，污水處理站對減少土壤污染的效益可以按以下公式計算：

Na代表減少土壤污染的效益，N 代表污染導致農作物產量的減少量，C代表農作物的市場價格。

5.4 減少軍事設施的腐蝕

軍港污水如果不處理直接排放，會對艦艇和停泊設施產生腐蝕破壞作用。軍事設施的防護費用一般是將生產、制造方面的防護費用直接進行累加進行計算，例如，涂裝、鍍膜等外表處理、緩蝕劑、腐蝕研究及腐蝕檢測、耐腐蝕材料、防銹油漆、電化學保護等所需的費用。根據防護費用法，可以統計軍港污水處理站建成前后防護費用的差值作為軍港污水處理站項目減少軍事設施腐蝕的效益。可以按以下公式計算：

Aa代表軍事設施防護增加的防護費，AP代表軍港污水處理站建成前的年平均軍事設施防護費用，AN代表軍港污水處理站建成后的年平均軍事設施防護費用。

5.5 軍港污水處理站的建設運行對環境的總效益

根據以上分析和計算，可見軍港污水處理站的建設運行對環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施腐的蝕效益四個方面之和，即：

I代表軍港污水處理站的建設運行對環境的總效益。

6 某軍港污水處理站項目環境效益分析

某軍港污水處理站總投資300 萬元，設計日處理污水量為500m3/d，年處理生活污水量約18.25 萬噸。

污水水質及排放標準：

1）污水水質：該軍港污水主要來自日常工作及生活產生的生活污水。根據該軍港2020 年生活污水水質檢測報告，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）排放標準：污水處理后出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級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療費用和微生物污染造成人勞動者預期預期收入之和。因研究數據缺乏，采用手足口病研究中相關醫療費用的研究和該軍港醫院每年治療的傳染病人員調查統計，軍港污水處理站建成后每人年均醫療費用減少201 美元（1316 元）［9］，根據統計資料，該醫院每年治療的傳染病人員平均為33 人，根據式（1）計算出軍港污水處理站項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，根據表1和表2，經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%）來計算。

根據該軍港所處水域的水質時空變化特征及其驅動因子相關研究，2019 年該軍港所處水域BOD5 濃度為2.0mg/L［10］，利用式（2）計算所需水量Q2 為162 萬噸。該軍港所處地區地表水資源價格為：0.2 元/噸，利用式（3）計算該軍港污水處理站項目每年減少水體污染的環境效益為32.4萬元。

6.3 減少土壤的污染效益

土壤環境被污染后，農作物生產率會降低、生產成本會變高，從而導致農作物產量的減少和利潤的降低，造成農作物經濟損失。該軍港污水處理站地處珠江水域，根據中國水污染的農業經濟損失相關研究，2013 年我國珠江流域水污染的農業損失為44.04 億元（損失評估法計算），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］，據此可以計算水污染造成的農業損失單價約為44.04/（5303.2*6%）=0.138 元/噸。該軍港年處理污水總量為18.25 萬噸，計算軍港污水處理站項目每年減少土壤的污染效益為2.52萬元。

6.4 減少軍事設施腐蝕的效益

軍事設施的防護費用一般利用Uhlig法［12］進行計算，該方法是將生產、運行、防護、保養等過程中所增加的防蝕費進行直接累來進行計算的。該軍港污水處理站于2018 年建成，根據該軍港歷年來軍事設施防護費用統計，該軍港軍事設施防護費用見表3。

表3 某軍港軍事設施防護費用表

根據上表計算：2018 年及以前，該軍港年軍事設施維護費用平均為79.93 萬元，2018 年以后，年軍事設施維護費用平均為50.82萬元。根據式（5），該軍港污水處理站項目減少軍事設施腐蝕的效益為29.11萬元。

6.5 軍港污水處理站項目對環境的總效益

軍港污水處理站的建設運行對環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施腐的蝕效益四個方面之和。根據式（6）計算軍港污水處理站項目每年對環境的總效益為68.37萬元。

7 結語

將損失評估法、人力資本法、防護費用法及恢復費用法或影子工程法進行綜合運用，通過分析和計算，某軍港污水處理站項目對環境的總效益為68.37 萬元，該項目總投為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目在考慮環境效益的情況下，具有一定的經濟性。將軍港污水處理站項目的環境環境效益進行量化，能直觀地反映軍港污水處理站項目的經濟性和對環境的改善效果，對我軍管理層的決策有一定的參考價值，進而推進軍港污水處理站項目建設和軍港生態文明發展，提升我海軍形象。