军港污水处理站项目环境效益的量化方法分析研究*

罗 胜

（1.海军工程大学管理工程与装备经济系 武汉 430000）（2.中国人民解放军92699部队 江门 529100）

1 引言

在我国3.2 万公里的海岸线上，分布着众多的军港，其中大多数位于沿海城市、工农业集中区域，军港毗邻有风景旅游区、海水晒盐场、养殖场和海水浴场［1］。军港是舰艇之家，是海军精神文明建设和对外交往的窗口，其环境好坏，直接影响到海军的形象。为了保护军港环境，防止污染，海军陆续颁发了《海军防止军港水域污染管理规定》和《海军军港及舰艇防治污染管理规定》等法规，对陆源、舰艇污染物污染军港水域的监督管理及整治方法提出了具体要求［2］。

目前，我国不少军港已经设有污水处理站或正进行污水处理站的规划建设，但是部分军港污水处理站建成后存在运行管理不当、专业人员缺少等问题，主要原因为管理层对环境保护重视程度不够，随着时间推移，污水处理站存在运维管理水平落后、设备故障率较高、污水处理站运行效率较低等问题［3］，导致军港污水处理站失去了原有设计功能，造成工程投资的浪费。目前，国内外很少有具体计算军港污水处理站项目可以产生的环境效益的方法，本文旨在研究军港污水处理站项目对环境效益的量化方法，并对具体军港污水处理站项目的环境效益进行量化分析，较理论分析能更直观地反映军港污水处理站的经济性和对环境的改善效果，以此引起管理层的重视。

2 军港污水含有的污染物

军港生活污水主要指来自厕所、小便池排出孔的排出物和医务室（病房、药房等）的面盆和排出孔的排出物。这部分污水，国外也称作黑水。除上述污水外，还包括来自厨房、盥洗室、洗澡间的污水。这部分污水，国外也称作灰水。

医院废水中含有大量传染性的细菌、病毒和病原性微生物；洗浴废水中主要含有纤维物、半纤维素、糖类、细菌、真菌、大肠杆菌等；餐饮废水中主要含有脂肪、纤维、淀粉等有机物，易腐烂发臭；粪便中含有纤维素、半纤维素、蛋白质及其分解物、大肠杆菌等；油污水中主要含有飘浮油、乳化油、溶解油等。

3 军港污水直接排放对环境的影响

3.1 恶化军港环境

生活污染排放入水后正常情况下可以被水体净化而不构成污染，但是污水若大量集中在军港水域排放，无限制地排放，军港附近水域的溶解氧就会减少，导致水质富营养化、微生物大量繁殖、水体变黑变臭，造成严重污染。湛江军港舰艇每年向港池排放的生活污水可达1.83*105t，氮、磷等营养元素在这些污水中大量存在，无限制的排放致使水域富营养化，造成水域的严重污染［4］。

悬浮物呈胶体或单个或碎片形式的，漂浮在水面对港区和水体环境有严重影响。水中的溶解氧是有机物经细菌等微生物氧化分解的基础。如果环境处在经常性污染的情况下，水中的溶解氧的含量会显著下降，自然净化的变动过程会被破坏，水域的整个生态特征就会被改变。当水中的有机物过多，氧化作用所消耗氧气数量超过水体从大气中吸收的氧气数量时，水中的含氧量就会越来越低，导致水体严重缺氧，这样不仅会影响鱼类的正常生活，还会导致有机物腐化发臭，水域产生发黑发臭的现象。

3.2 危害人体健康

20 年前，走出家门几步就能挑到饮用水，随着经济的发展和人们生活水平的提高，水污染却日益严重，如今我国大部分河水已不能饮用，个别河流连洗涤之用都不能满足人们日常生活用水，只能靠自来水厂供应。目前全国多数城市出现了因水体受污染而不能用的“水质型缺水”现象。水体受到污染污染不仅使水失去使用价值，更会加剧水资源短缺，严重威胁饮水安全和人类身体健康。

3.3 污染水体

生化需氧量和悬浮物较高，会使水中的溶解氧含量下降，破坏水体自然净化的过程，整个水域的生态特征将会被改变，鱼类及其他水生生物在水体遭受污染后，往往会无法生存，导致灭绝。鱼类在水中适合生存的pH 值为6.5～8.4，若pH 值太高或太低均能妨害鱼类的生长，遭受酸碱性废水排入的水体，会影响其生存。此外废水中的有毒物质，如废水中的重金属，塑料废水中的氰化物以及煤气废水中的悬浮固体物等，均会致使鱼类及水生物窒息。

营养物质（氮化物和磷化物）进入水体，可使藻类过度地生长和繁殖，出现富营养化，还会引起赤潮的发生。适量的营养盐可以让水体的肥沃度增加，为水中生物的生长创造有利条件。但是，如果植物营养素过多，那么就给植物创造了“富营养条件”，导致藻类大量繁殖，使水中溶解氧降低，水中植物群和动物群的高级形态（如鱼类）就会被低级形式的生物（如多淤泥软体虫）所取代，使军港水域变成恶臭和传染病菌之处。

3.4 污染土体

军港生活污水排入水中，还会导致水域周边土质变劣，从而导致农田废耕，毒物累积，农作物质量低劣［5］。一旦土壤被污染后，就在相当长时间内难以恢复，造成土地资源的浪费。水污染对农业生产的影响主要表现在：影响农作物生长生育，降低作物产量；污染附近土壤，间接影响农作物生产生育；影响农产品品质，降低其食用价值，间接影响人类及畜牧健康。

3.5 腐蚀军事设施

军港污水如果不处理直接排放，会导致航道或者港口污染物质的滞留，舰艇和停泊设施产生在这种环境下会被腐蚀破坏，影响装备及设施的使用寿命，造成军事设施财产的损失［6］；如将此种经酸性污水所污染的水源，用作冷却水、自来水或工业用水源，会加速腐蚀水管、抽水机及其他设备，造成巨大损失。

4 环境效益的分析方法

人类的活动会对环境造成不同程度的污染，为了减少环境污染或恢复正常的生态环境，人类采取不同的措施对环境进行治理，例如建设污水处理站对生活污水进行处理，以减少生活污水对水体、土地和建筑物的污染，从而增加农业和渔业收入、减少建筑物的修复费用。环境效益的分析包括两个方面：一是人类为治理环境而采取的活动创造的社会价值；二是该项活动所支付的费用，为环境费用。计算环境费用可以使用防护费用法、恢复费用法和影子工程法，计算社会价值可以采用损失评估法和人力资本法。

4.1 防护费用法

防护费用法，即为降低环境恶化的有害影响而支付的费用。当人类的某项活动可能造成环境的损害时，可以制定一些针对性的措施来预防或治理。例如为减少水体的污染，工厂配套建设工业废水处理设备，为防止秸秆焚烧污染，国家推行沼气发电项目的建设。在军港环境的防护中体现在：为了安全卫生的饮用水而购买安装的净水设备、为了减少污水的排放而购买安装的污水处理装置、为防止污水对舰艇的腐蚀而建设的围油栏等。

4.2 恢复费用法

防护费用法，即为修复环境恶化的有害影响而支付的费用。环境被污染或破坏后，人们为了恢复环境到原始状态，需采取一定措施或方法，此项活动需要花费一定的费用，该费用可以视为该污染损失的最低估计。该费用包括两个方面的内容：一是污染治理费用，例如建设污水处理站的费用、为修复荒漠化土地而进行植物造林的费用等；二是环境管理费用，例如为监测环境变化情况而进行环境监测所支付的费用等。

4.3 影子工程法

影子工程法，影子工程法是恢复费用法的另一种形式，是在某个环境被污染或破坏后，人们建造一个虚拟工程来替代原来的环境，该虚拟工程与原环境功能相同［7］。即当环境的经济价值无法进行直接估价时，可以建造一个拥有与原环境类似功能的工程来替代，建造该类似环境工程的费用即可视为该环境的价值。但是建造类似工程的方案不是唯一的，人为的建设不可能与自然环境完全一致，存在诸多主观因素，因此，利用影子工程法对环境价值进行评估存在一定的差异性。在实际运用时为了尽可能地减少差异，要充分考虑实际情况，选取最符合实际的类似工程来进行分析估算，或者采用多个类似工程费用的平均值进行估算。

4.4 损失评估法

污水的直接排放会对环境造成污染，会使周边水域的农作物、渔业等生产产量降低，对农业、渔业造成经济损失。通过对该损失进行价格评估，该评估结果可以作为污水处理站的建设对环境的效益。损失评估法要求被评估的生态产品或服务需在市场上有明确的交易价格。

4.5 人力资本法

未经处理的生活污水中，含有大量的细菌、病毒、致病微生物和寄生虫，容易使水中生物和人感染，导致疾病甚至严重传染病的流行。主要表现为人员的发病率与死亡率增加，人发病率增加或死亡会导致人工作时间的减少，从而减少人在工作中创造的价值。人力资本法即为计算因疾病和死亡导致人损失的工作价值，一是治疗疾病花费的医疗费用，二是减少的工作时间与单位时间人的预期收入的乘积。污水处理站的建设能够有效降低损失的工作价值和医疗费用，从而创造社会价值，该社会价值可以作为污水处理站的建设对环境的效益。

5 军港污水处理站项目环境效益的量化方法

5.1 减少微生物的污染

军港污水滋生的微生物导致水体及周边空气的污染，严重可能引发个体疾病或传染性疾病爆发。军港污水经污水处理站处理后，能有效降低其中的微生物细菌含量、降低传染病的发病率及患病人员的死亡率，根据人力资本法，污水处理站减少微生物的污染效益可以按以下公式计算：

Ma代表减少微生物的污染效益，M1代表微生物污染造成人体疾病减少的医疗费用，P1代表生病劳动者人数，M2代表微生物污染造成人劳动者时间的减少量，P2代表劳动者单位时间的预期收入。

5.2 减少水体的污染

军港污水如果不处理直接排放，会对地下水和河流造成严重的污染，污水经污水处理站处理后，能有效降低其中所含污染物的含量。参考河流污染物稀释理论［8］和恢复费用法或影子工程法，污水只有被稀释后，才能让达到水质排放标准，稀释所用水的费用可作为环境污染治理的费用，同时可以理解为污水处理站对减少水体污染的效益，可以按以下公式计算：

S 代表污水排放水质标准，s1代表污水处理站建设运行前后污水的COD 浓度差，s2代表稀释水COD 的浓度，Q1代表军港日排污量，Q2代表稀释所需的水量，Ra代表污水处理站对减少水体污染的效益，Y代表稀释水的单价。

5.3 减少土壤的污染

军港污水如果不处理直接排放，也会对土壤造成严重的污染，从而导致土壤中的农作物生产率降低、生产成本变高，最终导致农作物产量减少、利润降低，造成农作物经济损失，污水经污水处理站处理后，能有效降低土壤中所含污染物的含量。根据损失评估法，污水处理站对减少土壤污染的效益可以按以下公式计算：

Na代表减少土壤污染的效益，N 代表污染导致农作物产量的减少量，C代表农作物的市场价格。

5.4 减少军事设施的腐蚀

军港污水如果不处理直接排放，会对舰艇和停泊设施产生腐蚀破坏作用。军事设施的防护费用一般是将生产、制造方面的防护费用直接进行累加进行计算，例如，涂装、镀膜等外表处理、缓蚀剂、腐蚀研究及腐蚀检测、耐腐蚀材料、防锈油漆、电化学保护等所需的费用。根据防护费用法，可以统计军港污水处理站建成前后防护费用的差值作为军港污水处理站项目减少军事设施腐蚀的效益。可以按以下公式计算：

Aa代表军事设施防护增加的防护费，AP代表军港污水处理站建成前的年平均军事设施防护费用，AN代表军港污水处理站建成后的年平均军事设施防护费用。

5.5 军港污水处理站的建设运行对环境的总效益

根据以上分析和计算，可见军港污水处理站的建设运行对环境的总效益为减少微生物的污染效益、减少水体的污染效益、减少土壤的污染效益和减少军事设施腐的蚀效益四个方面之和，即：

I代表军港污水处理站的建设运行对环境的总效益。

6 某军港污水处理站项目环境效益分析

某军港污水处理站总投资300 万元，设计日处理污水量为500m3/d，年处理生活污水量约18.25 万吨。

污水水质及排放标准：

1）污水水质：该军港污水主要来自日常工作及生活产生的生活污水。根据该军港2020 年生活污水水质检测报告，其主要污染物平均浓度如表1。

表1 某军港污水处理站污水污染物平均浓度表

2）排放标准：污水处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B要求。出水主要污染物浓度见表2。

表2 某军港污水处理站出水污染物浓度表

6.1 减少微生物的污染效益

减少微生物的污染效益为微生物污染造成人体疾病减少的医疗费用和微生物污染造成人劳动者预期预期收入之和。因研究数据缺乏，采用手足口病研究中相关医疗费用的研究和该军港医院每年治疗的传染病人员调查统计，军港污水处理站建成后每人年均医疗费用减少201 美元（1316 元）［9］，根据统计资料，该医院每年治疗的传染病人员平均为33 人，根据式（1）计算出军港污水处理站项目减少的微生物污染效益约为Ma约为4.34万元。

6.2 减少水体的污染效益

该军港污水处理站年处理污水量为18.25 万吨，根据表1和表2，经军港污水处理站处理后水的COD 的浓度差为290mg/L（82.9%）、BOD5 浓度差为180mg/L（90%）、SS 浓度差为180mg/L（90%）、氨氮浓度差为42mg/L（84%）。选取浓度差的比值最大的BOD5或SS（90%）来计算。

根据该军港所处水域的水质时空变化特征及其驱动因子相关研究，2019 年该军港所处水域BOD5 浓度为2.0mg/L［10］，利用式（2）计算所需水量Q2 为162 万吨。该军港所处地区地表水资源价格为：0.2 元/吨，利用式（3）计算该军港污水处理站项目每年减少水体污染的环境效益为32.4万元。

6.3 减少土壤的污染效益

土壤环境被污染后，农作物生产率会降低、生产成本会变高，从而导致农作物产量的减少和利润的降低，造成农作物经济损失。该军港污水处理站地处珠江水域，根据中国水污染的农业经济损失相关研究，2013 年我国珠江流域水污染的农业损失为44.04 亿元（损失评估法计算），珠江水域水资源总量约为5303.2亿吨，2013年劣V水比重为6%［11］，据此可以计算水污染造成的农业损失单价约为44.04/（5303.2*6%）=0.138 元/吨。该军港年处理污水总量为18.25 万吨，计算军港污水处理站项目每年减少土壤的污染效益为2.52万元。

6.4 减少军事设施腐蚀的效益

军事设施的防护费用一般利用Uhlig法［12］进行计算，该方法是将生产、运行、防护、保养等过程中所增加的防蚀费进行直接累来进行计算的。该军港污水处理站于2018 年建成，根据该军港历年来军事设施防护费用统计，该军港军事设施防护费用见表3。

表3 某军港军事设施防护费用表

根据上表计算：2018 年及以前，该军港年军事设施维护费用平均为79.93 万元，2018 年以后，年军事设施维护费用平均为50.82万元。根据式（5），该军港污水处理站项目减少军事设施腐蚀的效益为29.11万元。

6.5 军港污水处理站项目对环境的总效益

军港污水处理站的建设运行对环境的总效益为减少微生物的污染效益、减少水体的污染效益、减少土壤的污染效益和减少军事设施腐的蚀效益四个方面之和。根据式（6）计算军港污水处理站项目每年对环境的总效益为68.37万元。

7 结语

将损失评估法、人力资本法、防护费用法及恢复费用法或影子工程法进行综合运用，通过分析和计算，某军港污水处理站项目对环境的总效益为68.37 万元，该项目总投为300 万元，在不考虑其他因素的情况下，收回总投资需要4.4年，由此可以看出该军港污水处理站项目在考虑环境效益的情况下，具有一定的经济性。将军港污水处理站项目的环境环境效益进行量化，能直观地反映军港污水处理站项目的经济性和对环境的改善效果，对我军管理层的决策有一定的参考价值，进而推进军港污水处理站项目建设和军港生态文明发展，提升我海军形象。