环境污染经济损失估算模型的构建及其应用

收稿日期:2005-04-21

基金项目:福建省自然科学基金资助项目(F0210005)

作者简介:张江山(1946-),男,福建泉州人,研究员.

环境污染经济损失估算模型的构建及其应用

张江山1

,孔健健

2

(1.福建师范大学环境科学研究所,福建福州 350007;2.沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳 110034)

摘要:基于污染物的环境污染损失机理性模型,Logi stic 方程及环境价值的相关理论,建立了环境污染经济损失估算模型.该模型不仅能反映出污染物浓度、污染物排放量、环境资源价值与经济价值损失间的关系,而且利用该模型可以定量地反映环境污染对环境资源价值造成的损害.将该模型用于估算福州市工业水污染造成的经济损失,其估算量与利用经济计量法计算出的结果进行比较发现:二者评价结果较为一致,但前者略大.关键词:环境污染;经济损失;经济计量法;工业水污染

中图分类号:X196 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2006)01-0015-03

Construction of Estima tion Model of Economic Loss from Environmental

Pollu tion and Its Application

Z HANG Jiang -shan 1

,KONG Jian -jian

2

(1.Institute of Environmental Sciences,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China;2.College of Chemistry and Bionomy,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,Chi na)

Abstract :On the base of the mechanism model of pollu tion loss,the logistic equation and environment value theory,an estimation model of economic loss from environmental pollution is constructed,which can not only suggest the relationship between pollutants concentration,discharge amount of pollutants,the value of environmental resource and economic loss;but i t also can quantitatively wei gh the loss degree about environmental pollution,for resources value.The model is applied to esti mate economic loss from water pollution of Fuzhou .s industries,and its results are compared wi th that gotten by economic metrology model.The di fference between them is not significant,but the result of the fromer method is a little bigger than that of the later.

Key words :environmental pollution;economic loss;economic metrology model;industrial water pollution

环境污染导致环境质量下降和环境资源价值降低,也必然削弱环境系统本身的生态服务功能.目前,随着经济发展,我国环境污染也日趋严重,环境中各种资源的价值和功能正在以不同程度降低,有的甚至丧

失.因而运用环境经济学与市场价值理论研究环境资源的价值,半定量或定量地估算环境污染造成的经济损失已成为迫切需要.计算环境污染损失值,首先要计算环境资源经济价值.迄今为止,国内外已提出多种计算方法,如旅行费用法、支付愿望法、市场价值法、人力资本法和机会成本法等

[1)3]

.而由环境污染引起的资

源价值损失的估算方法,目前尚没有合适的评价方法.笔者构建了污染损失估算模型,利用污染损失率与环境资源价值来计算污染经济损失.

1 环境污染经济损失模型构建

詹姆斯L.D.研究发现,污染物对环境的损害与污

染物浓度并不呈线性关系

[4]

.污染物浓度低时,对环境

的损害不明显,但随着污染物剂量的增加,其对环境的损害程度则急剧增加,当污染物剂量增加到一定程度后,对环境的损害程度增长则减慢,直至达到损失的极

限.该趋势常表现为/s 0型非线性,见图1.

图1 污染物浓度与损失的关系Fig.1 Relation between pollutant

concentration and loss

环境资源的经济价值由各环境要素的经济价值组成,而影响单一环境要素经济价值的污染物往往有很

第19卷 第1期

环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences

Vol.19,No.1,2006

多种,因而在估算环境资源经济价值损失时,通常要先计算单一环境要素的经济价值损失值,然后再计算多因素综合损失值.

1.1 污染损失率模型简介

[4)9]

设环境中某一环境要素i ,共有n 种污染物,第j 种污染物对环境要素i 造成的污染损失率为R ij .要求该污染损失率,需要建立污染物浓度与环境资源经济价值损失间的微分方程:

d S i d c j =B ij S i

K i

(K i -S i )(1)

式中,c j 为在环境要素i 中污染物j 的质量浓度,mg P L;S i 为当污染物质量浓度为c j 时,对环境要素i 造成的环境价值损失,104

元;K i 为环境要素i 的经济价值,104

元;B ij 为比例系数,即环境要素i 经济价值的相对损失率.

对式(1)求解得:

S i (c j )=K i

1+A ij exp(-B ij c j

)

(2)

式(2)符合Logistic 方程,但是这里将其称为单因

子经济价值损失模型.为简化模型,令:

R ij =1

1+A ij exp(-B ij c j

)

(3)

则S i =K i R ij .R ij 为单因子经济价值损失率,由式(3)可

知,0

y ]S i =K i ,lim c j

y ]

R ij =1.1.2 参数确定

在式(2),(3)中A 均为式(1)求解过程中所得常数项(A ij >0),A ij 和B ij 与污染物的污染特性有关,一般需要通过污染毒理学实验或对受污染的环境资源的实际调研确定.A ij 与B ij 的确定可以环境中第j 种污染物的本底浓度为基础,参照国家有关污染物综合排放标准的有关规定近似表述.具体做法是[7]

:设环境中第j 种污染物的本底浓度为c 0j ,相应的单项污染损失率为R 0j ,引起严重污染时的临界浓度值为c t j ,相应单项污染损失率为R t j ,为了表示方便,记为:

f j =ln R t j (1-R 0j )P R 0j (1-R t j )

(4)

则根据式(4)可求出:

A ij =[(1-R 0j )P R 0j ]exp[f j c 0j P (c t j -c 0j )]或

A ij =[(1-R t j )P

R t j ]exp[f j c t j P (c t j -c 0j )]B ij =f j (c t j -c 0j )

(5)1.3 综合污染损失率函数

1.3.1 多种污染物对环境要素i 污染损失函数多种污染物对某一环境要素经济价值损失的计算,是建立在单一污染物对单一环境价值损失的基础上的,若把R c 理解为某一污染物对某一环境要素的价值造成的损失率,依据概率论知识:任意两事件(A B)和的概率等于这两事件的概率的和减去这两事件概率的积,即:

R A B c =R A c +R B c -R A c R B c =R A c +R B c (1-R A c ) 据此,可求出n 种相互独立的污染物对环境要素

i 的污染损失率函数为:

R i =1-7

n

j =1

(1-R ij )(6)

式中,n 为环境中污染物种类;R i 为n 种污染物对环境要素i 的污染损失率.

1.3.2 n 种污染物对m 个环境要素的污染损失函数求n 种污染物对m 个环境要素的污染损失率时,首先求出环境要素i 的污染损失率R i ,若是求m 个环境要素的综合损失率,则需要确定各环境要素的价值量K i ,这可通过市场价值法、机会成本法和恢复费用法等进行估算,再以K i P 6m

i =1K i 为权值,得到多环境要

素的价值综合污染损失率:

R =

6m i =1

K i

R i

6m

i =1

K

i

(7)

1.4 建立目的模型

单一污染物j 对单一环境要素i 造成的经济价值损失模型为:

S i =K i R ij

(8)

其中R ij 用式(3)表示.

n 种污染物对单一环境要素i 造成的经济价值损失模型为:

S i =K i R i

(9)

其中R i 用式(6)表示,n >1.

n 种污染物对m 个环境要素造成的经济价值损

失模型为:

S =KR =

6

m

i =1K i R i =

6

m

i =1

S i (10)

式中,K 为m 种环境要素价值量之和.

2 环境污染经济损失估算模型在工业水污染

经济损失估算中的应用

以福州市工业水污染为例,应用环境污染经济损失估算模型计算福州市工业水污染对其水环境资源造成的影响.福州市工业废水排放情况见表1.

表1 福州市工业废水排放情况[10]

Table 1 Drainage circumstance of ind us try wastewater of Fuzhou ci ty

年份废水排放量P 104t COD P t 石油类P t 悬浮物P t 挥发酚P t 19966766278615814632 5.119976208189857.43102520.62199855722716529.189486 1.32199944161289643.655930 1.0220005555787416.8835000.120015320654135.4478420.2716环 境 科 学 研 究第19卷