<4D6963726F736F667420506F776572506F696E74202D20BBF9D3DACEDBC8BECBF0CAA7C2CAC4A3D0CDB6D4BEA9BABCB4F3D4CBBAD3CBAECEDBC8BEB5C4CBF0CAA7B7D6CEF620A1AAA1AAD2D4BABCD6DDB6CECEAAC0FDA1AABABCD6DDB5E7D7D3BFC6BCBCB4F3D1A7B9DCC0EDD1A7D4BAA1AAD5C5C4FE2E7

中 国 水 污 染 控 制 战 略 与 政 策 创 新 研 讨 会 基 于 污 染 损 失 率 模 型 对 京 杭 大 运 河 水 污 染 的 损 失 分 析 以 杭 州 段 为 例 张 宁 刘 聪 ( 杭 州 电 子 科 技 大 学 管 理 学 院 )

文 章 结 构 前 言 污 染 损 失 率 模 型 以 京 杭 大 运 河 为 例 进 行 实 例 分 析 结 论 与 政 策 建 议

研 究 背 景 我 国 的 水 环 境 质 量 随 着 社 会 经 济 的 发 展 不 断 恶 化, 对 水 资 源 的 过 度 开 采 和 不 合 理 利 用, 使 部 分 水 体 的 价 值 和 使 用 功 能 遭 到 不 同 程 度 的 破 坏 当 前 的 经 济 核 算 体 系 未 能 把 水 污 染 造 成 的 损 失 进 行 量 化 京 杭 大 运 河 作 为 城 市 生 态 景 观 生 活 和 生 产 用 水 的 重 要 来 源, 其 水 质 状 况 应 该 受 到 重 视

京 杭 大 运 河 杭 州 段 在 杭 州 市 发 挥 着 重 要 作 用, 是 杭 州 的 骨 干 河 道 和 基 本 航 道, 同 时 具 有 重 要 的 景 观 和 生 态 功 能 以 及 具 有 城 市 空 间 联 系 纽 带 的 地 位 随 着 经 济 和 城 市 的 发 展, 运 河 保 护 未 受 到 足 够 重 视, 大 量 污 染 物 排 入 运 河, 加 上 运 河 本 身 自 净 能 力 不 强, 所 以 京 杭 大 运 河 杭 州 段 水 质 和 水 体 功 能 受 到 了 一 定 程 度 的 影 响 杭 州 特 色 : 以 运 河 为 纽 带 ; 以 钱 塘 江 为 核 心 ; 以 西 湖 为 中 心

京 杭 大 运 河 杭 州 段 现 状 一 直 以 来, 杭 州 城 市 和 沿 线 郊 区 的 污 水 受 纳 场 所 造 成 的 大 量 生 活 废 水 未 经 过 处 理, 经 支 流 进 入 了 运 河 干 流 尽 管 杭 州 市 政 府 对 该 运 河 进 行 了 疏 浚, 但 由 于 地 表 径 流 和 污 染 物 排 放 的 影 响, 河 道 底 泥 又 重 新 淤 积, 严 重 影 响 了 水 质 除 此 之 外, 工 农 业 渔 业 养 殖 业 的 发 展 也 对 运 河 除 此 之 外, 工 农 业 渔 业 养 殖 业 的 发 展 也 对 运 河 造 成 不 同 程 度 的 污 染 因 此, 实 证 分 析 京 杭 大 运 河 水 污 染 的 损 失 效 率, 对 京 杭 大 运 河 一 级 其 流 域 内 城 市 的 可 持 续 发 展 具 有 重 要 的 理 论 与 现 实 意 义

运 河 变 化 博 客 :ttp://yeguoxing.blshe.com/post/1643/59211 30 多 年 前, 这 里 的 水 可 以 淘 米 洗 菜, 水 清 得 一 眼 能 看 到 掉 在 河 底 的 米 粒, 在 杭 州 市 大 运 河 武 林 头 ( 属 杭 州 市 下 城 区 ),56 岁 的 附 近 居 民 王 女 士 诉 说 着 运 河 数 十 年 来 的 变 迁, 20 年 前, 这 里 的 水 开 始 变 黑 变 臭, 我 们 想 再 也 不 会 有 过 去 的 清 水 了, 没 想 到 这 几 年 市 里 开 始 大 力 整 治 环 境, 运 河 的 水 又 慢 慢 变 清 了

研 究 意 义 理 论 意 义 为 构 建 水 质 与 环 境 污 染 程 度 的 相 关 关 系, 把 水 体 污 染 进 行 量 化 提 供 了 理 论 依 据, 对 以 后 关 于 水 质 污 染 产 生 的 经 济 损 失 的 研 究 与 评 价 具 有 一 定 的 借 鉴 意 义 现 实 意 义 京 杭 大 运 河 对 杭 州 的 经 济 文 化 生 态, 生 活 等 各 方 面 有 着 极 为 重 要 的 影 响, 对 京 杭 大 运 河 的 水 质 状 况 进 行 分 析 有 助 于 及 时 发 现 存 在 的 严 重 问 题, 及 时 解 决, 在 保 证 运 河 水 质 状 况 良 好 的 情 况 下 最 大 限 度 的 发 挥 运 河 的 功 能

文 献 综 述 当 前 的 GDP 核 算 体 系 尚 未 充 分 把 资 源 环 境 价 值 考 虑 进 去, 按 照 绿 色 GDP 核 算 的 要 求, 本 文 将 水 环 境 的 污 染 程 度 与 经 济 损 失 相 联 系, 运 用 损 失 率 模 型, 把 京 杭 大 运 河 的 水 污 染 引 起 的 经 济 损 失 货 币 化 近 年 来, 不 少 学 者 对 水 污 染 与 经 济 损 失 之 间 的 相 关 性 进 行 了 研 究, 运 用 了 大 量 的 数 学 模 型, 其 中 L.D 詹 姆 斯 (1984) 的 污 染 浓 度 曲 线 由 于 能 更 好 地 反 映 水 质 对 经 济 活 动 的 影 响 过 程, 构 造 水 污 染 经 济 损 失 模 型 因 此, 本 文 在 此 模 型 改 进 的 基 础 上, 将 水 质 与 环 境 受 损 程 度 建 立 相 关 关 系, 利 用 前 人 研 究 的 基 本 理 论, 构 建 了 京 杭 大 运 河 污 染 损 失 率 模 型, 提 出 了 物 理 意 义 上 的 水 体 功 能 损 害 程 度 划 分 标 准, 并 据 此 对 京 杭 大 运 河 杭 州 段 的 污 染 程 度 进 行 了 实 证 分 析 与 评 价

一 污 染 损 失 率 模 型 1 单 一 污 染 物 污 染 损 失 率 模 型 假 定 某 一 特 定 水 体 中 只 有 一 种 污 染 物, 污 染 损 失 的 最 大 值 即 水 体 价 值 为 k, 根 据 詹 姆 斯 的 污 染 浓 度 曲 线, 某 种 单 一 污 染 物 对 水 体 造 成 的 经 济 损 失 可 以 表 示 为 : S = 1+ k A exp(-b C) 其 中,k 为 水 体 价 值, 即 污 染 损 失 的 最 大 值,A B 是 由 某 种 污 染 物 特 性 决 定 的 价 值 损 失 参 数,C 为 污 染 物 浓 度 指 数, 表 示 为 污 染 物 浓 度 c 与 引 起 水 体 价 值 损 失 的 临 界 浓 度 c k 之 比

为 使 各 污 染 物 对 水 体 造 成 的 影 响 具 有 更 强 可 比 性, 需 要 引 入 污 染 损 失 率 的 概 念, 污 染 损 失 率 表 示 为 污 染 物 引 起 的 污 染 损 失 S 与 水 体 价 值 k 之 比 假 设 污 染 损 失 率 为 R, 用 公 式 表 示 为 则 S R= k 1 = 1+ A ex p( B C) R = S k

2 复 合 污 染 物 综 合 污 染 损 失 率 模 型 当 水 体 中 存 在 多 种 污 染 物 时, 根 据 概 率 理 论 可 推 导 出, 综 合 污 染 损 失 率 模 型 为 : R (n) =R (n-1) +(1-R (n-1) i i ( i ) R in 即 当 增 加 一 种 污 染 损 失 率 为 R in 的 污 染 物 后, 综 合 污 染 损 失 率 为 原 有 污 染 损 失 率 与 增 加 的 污 染 损 失 率 之 和, 其 中 增 加 的 污 染 损 失 率 为 R in与 原 来 剩 余 部 分 1-R (n-1) i 之 积

二 以 京 杭 大 运 河 杭 州 段 进 行 实 例 分 析 1 京 杭 大 运 河 杭 州 段 基 本 概 况 及 功 能 京 杭 大 运 河 杭 州 段 是 京 杭 大 运 河 的 最 南 端, 见 证 了 杭 州 的 成 长 与 变 迁, 奠 定 了 城 市 格 局, 扩 展 了 城 市 地 域, 繁 荣 了 城 市 经 济, 丰 富 了 城 市 文 化, 成 就 了 杭 州 千 年 的 繁 华 京 杭 大 运 河 杭 州 段 的 主 要 水 体 功 能 : (1) 渔 业 ;(2) 生 活 用 水 ;(3) 旅 游 业 ; (4) 工 业 用 水 ;(5) 农 业 灌 溉 等 功 能

2 京 杭 大 运 河 杭 州 段 水 环 境 状 况 1 2003 年 以 前, 京 杭 大 运 河 杭 州 段 曾 受 工 业 废 水 和 生 活 污 水 的 影 响 矿 化 度 较 高, 污 染 较 为 严 重 目 前 经 过 水 污 染 防 治 工 作 的 实 施, 截 止 到 2008 年 6 月, 运 河 杭 州 段 高 锰 酸 钾 指 数 硫 化 物 重 金 属 类 等 多 项 指 标 已 经 达 到 或 优 于 ⅳ ⅴ 类 水 质, 水 质 状 况 是 有 所 好 转 2 但 氨 氮 总 磷 溶 解 氧 等 六 项 指 标 如 今 仍 然 未 达 标, 运 河 水 系 氨 氮 浓 度 呈 全 线 上 升 趋 势 3 整 体 来 说, 在 对 运 河 进 行 整 体 整 治 后 运 河 水 质 状 况 虽 然 已 经 得 到 了 极 大 的 改 善, 局 部 河 段 污 染 严 重, 断 面 水 质 检 测 达 标 率 不 容 乐 观, 已 经 造 成 水 质 型 缺 水 的 局 面

杭 州 市 主 要 河 流 水 质 状 况 统 计 表 河 流 名 称 断 面 名 称 评 价 河 段 主 要 超 标 项 目 ( 年 均 值 超 标 倍 数 ) 水 质 类 别 (km) ( 年 极 值 ) 运 河 三 堡 6.0 劣 V NH 3 -N(2.07)(7.80) 运 河 拱 宸 桥 20.5 劣 V 运 河 义 桥 16.7 劣 V 运 河 五 杭 大 桥 19.0 劣 V 溶 解 氧 (0.54) BOD 5 (0.05)(7.58) NH 3 -N(4.12)(6,79) TP(0.95)(0.50) 溶 解 氧 NH 3 -N TP 阴 离 子 表 面 活 性 剂 溶 解 氧 (1.99) BOD 5 (0.49)(15.8) NH 3 -N(4.27)(8.67) TP(0.65)(0.54)

3 运 河 杭 州 段 水 体 污 染 经 济 损 失 效 果 评 价 本 文 选 取 京 杭 大 运 河 杭 州 段 为 研 究 对 象 运 河 污 染 所 造 成 的 经 济 损 失 主 要 指 对 运 河 主 要 使 用 功 能 的 破 坏 所 产 生 的 经 济 损 害 本 文 对 运 河 功 能 中 的 渔 业 生 活 用 水 旅 游 工 业 农 业 灌 溉 等 功 能 的 污 染 损 失 率 分 别 进 行 估 计, 试 选 取 总 氮 (TN) 和 高 锰 酸 盐 指 数 (COD Mn ) 污 染 因 子 进 行 计 算 根 据 检 测 到 的 京 杭 大 运 河 杭 州 段 武 林 头 界 面 水 质 情 况, 根 据 检 测 到 的 京 杭 大 运 河 杭 州 段 武 林 头 界 面 水 质 情 况, 利 用 NH 3 -N 的 浓 度 估 算 出 TN 的 浓 度, 可 以 得 出 NH 3 -N TN 和 COD Mn 的 浓 度 变 化 趋 势 如 下 图 所 示 :

对 不 同 的 水 体 使 用 功 能 使 用 不 同 的 水 质 标 准 ( 渔 业 : 三 级 生 活 用 水 : 二 级 旅 游 : 五 级 工 业 : 三 级 农 业 灌 溉 : 五 级 ), 计 算 出 污 染 物 对 京 杭 大 运 河 杭 州 段 武 林 头 界 面 各 使 用 功 能 的 污 染 损 失 率 及 综 合 污 染 损 失 率 如 下 表 所 示 :

本 文 借 鉴 李 嘉 竹 等 人 的 研 究 成 果, 以 污 染 损 失 率 为 分 级 依 据, 对 水 体 功 能 损 害 程 度 进 行 划 分, 划 分 标 准 为 :

由 表 9 可 以 看 出, 在 2009 年 2 月 8 月 2010 年 2 月 6 月 10 月 总 氮 对 各 功 能 的 污 染 损 失 率 偏 高, 浮 动 较 大 所 以 对 总 氮 来 讲, 这 5 个 月 份 是 比 较 关 键 的 月 份, 因 为 污 染 损 失 率 与 前 后 月 份 相 比 均 有 较 大 幅 度 的 增 加

总 氮 的 污 染 损 失 率 计 算 结 果 渔 业 的 污 染 损 率 超 过 了 1%, 功 能 受 到 了 轻 微 损 害, 在 其 余 月 份 该 功 能 基 本 是 没 有 受 到 损 害 的 生 活 用 水 功 能 损 害 比 较 严 重, 在 2009 年 2 月 份 总 氮 对 该 功 能 水 质 的 污 染 损 失 率 为 28.73%, 呈 现 中 度 损 害 ; 饮 用 水 源 污 染 较 为 严 重, 在 8 月 份 污 染 程 度 达 到 最 大, 污 染 损 失 率 为 91.76%, 饮 用 水 源 出 现 功 能 丧 失, 总 氮 造 成 的 污 染 最 为 严 重 旅 游 业 受 到 的 影 响 虽 然 不 是 很 明 显, 但 是 从 数 据 可 以 看 出, 在 2009 年 8 月 该 功 能 出 现 了 轻 微 损 害, 而 在 其 余 月 份 则 无 明 显 影 响 工 业 用 水 受 到 的 影 响 在 2009 年 2 月 8 月 2010 年 2 月 6 月 10 月 这 5 个 月 中 均 为 对 功 能 早 成 了 轻 微 损 害, 在 其 他 月 份 污 染 损 失 率 都 小 于 1%, 对 水 体 功 能 无 明 显 影 响

高 锰 酸 盐 指 数 的 污 染 损 失 率 计 算 结 果 高 锰 酸 盐 指 数 对 渔 业 造 成 的 影 响 在 2009 年 8 月 最 为 严 重, 使 功 能 遭 到 了 轻 微 损 害 而 在 2010 年 2 月 88 月 10 月 该 因 子 对 渔 业 的 污 染 损 失 率 接 近 1%, 较 前 后 月 份 也 出 现 较 大 波 动 该 因 子 对 生 活 用 水 造 成 的 影 响 在 2009 年 8 月 10 月 和 2010 年 2 月 8 月 10 月 对 饮 水 功 能 的 污 染 损 失 率 全 部 超 过 了 1%, 对 饮 用 水 功 能 造 成 了 轻 微 损 害, 其 余 月 份 均 为 无 损 害 高 锰 酸 盐 指 数 对 工 业 和 旅 游 业 造 成 的 影 响 很 小, 对 工 业 的 影 响 仅 在 2009 年 8 月 污 染 损 失 率 超 过 了 1%, 为 1.005%, 对 旅 游 功 能 的 污 染 损 失 率 为 3.31%, 按 照 等 级 标 准, 均 属 于 轻 微 损 害 农 业 灌 溉 功 能 受 到 高 锰 酸 盐 指 数 的 影 响 最 小, 功 能 在 考 察 月 份 均 未 受 到 损 害

综 合 污 染 损 失 率 计 算 结 果 由 综 合 污 染 损 失 率 可 以 看 出, 污 染 因 子 在 考 察 月 份 对 渔 业 功 能 造 成 的 影 响 均 为 轻 微 损 害, 即 鱼 类 的 生 存 环 境 已 经 受 到 了 一 定 影 响 饮 用 水 功 能 在 2009 年 2 月 受 到 了 中 度 损 害, 在 同 年 8 月 可 能 受 到 了 较 严 重 的 污 染, 功 能 丧 失 污 染 因 子 对 旅 游 业 的 影 响 也 不 大, 除 了 在 2009 年 8 月 份 功 能 受 到 了 轻 微 损 害 外, 基 本 没 有 对 旅 游 业 的 开 展 造 成 影 响 工 业 用 水 功 能 在 考 察 月 份 均 受 到 了 轻 微 的 损 害 农 业 灌 溉 功 能 是 受 影 响 最 小 的, 污 染 因 子 对 其 造 成 的 影 响 可 农 业 灌 溉 功 能 是 受 影 响 最 小 的, 污 染 因 子 对 其 造 成 的 影 响 可 以 通 过 水 体 的 自 净 能 力 得 到 解 决

4 结 论 通 过 以 上 计 算 分 析 可 以 得 出 在 考 察 月 份, 渔 业 始 终 处 于 轻 微 损 害 级 别, 生 活 用 水 在 2009.2 处 于 中 度 损 害 级 别, 在 2009.8 达 到 了 功 能 丧 失 的 污 染 程 度 其 余 月 份 都 没 有 出 现 严 重 污 染 的 情 况, 始 终 保 持 在 轻 微 损 害 级 别 旅 游 功 能 在 2009.8 月 时 处 于 轻 微 损 害 级 别, 其 余 月 份 几 乎 不 受 影 响, 处 于 无 损 害 程 度, 水 体 可 以 通 过 自 净 能 力 消 除 污 染 物 工 业 功 能 也 未 受 到 很 大 影 响, 处 在 轻 微 损 害 级 别 农 业 灌 溉 功 能 在 考 察 月 份 中 是 五 种 功 能 中 受 影 响 最 小 的, 始 终 处 于 无 损 害 级 别 根 据 各 个 功 能 近 两 年 来 的 污 染 程 度, 综 合 评 价 后 得 出 当 前 京 杭 大 运 河 杭 州 段 目 前 处 于 轻 微 损 害 级 别

结 论 与 政 策 建 议 1 加 大 运 河 保 护 宣 传 力 度, 尤 其 增 强 沿 岸 居 民 的 保 护 运 河 的 责 任 感 2 强 运 河 水 质 监 测, 进 行 运 河 环 境 污 染 监 控, 及 时 控 制 出 现 的 污 染 情 况 3 针 对 运 河 实 际 情 况, 开 发 运 河 的 旅 游 功 能

本 文 创 新 与 不 足 创 新 之 处 : 之 前 关 于 京 杭 大 运 河 的 研 究 大 多 集 中 在 运 河 的 功 能 的 开 发 与 改 善 上, 以 及 运 河 的 污 染 治 理 方 面, 很 少 把 运 河 的 污 染 量 化, 本 文 根 据 前 人 研 究 的 基 础, 把 水 质 与 环 境 受 损 程 度 建 立 相 关 关 系, 运 用 污 染 损 失 率 模 型 把 运 河 的 污 染 程 度 用 具 体 的 污 染 损 失 率 表 示 出 来, 对 京 杭 大 运 河 杭 州 段 的 污 染 程 度 按 月 进 行 了 实 例 分 析 与 评 价, 进 一 步 说 明 其 污 染 的 时 效 性 与 变 化 性

不 足 之 处 : 1 仅 选 取 了 京 杭 大 运 河 杭 州 段 武 林 头 界 面 进 行 分 析, 有 一 定 的 局 限 性 2 由 于 由 于 污 染 浓 度 数 据 的 有 限 性, 仅 选 取 总 氮 (TN) 和 高 锰 酸 盐 指 数 (COD Mn ) 进 行 计 算 其 中 TN 的 浓 度 是 根 据 NH 3-N 的 浓 度 估 计 得 来, 有 一 定 的 误 差

欢 迎 批 评 与 指 正, 谢 谢!

目 录 前 言 污 染 损 失 率 模 型 以 京 杭 大 运 河 为 例 进 行 实 例 分 析 结 论 与 政 策 建 议

2 复 合 污 染 物 综 合 污 染 损 失 率 模 型 水 体 中 往 往 不 止 一 种 污 染 物, 当 水 体 中 存 在 多 种 污 染 物 时, 其 综 合 污 染 损 失 率 不 是 各 项 损 失 率 的 简 单 相 加, 因 此 假 设 水 体 有 n 种 污 染 物 共 存 时, 综 合 污 染 损 失 率 与 各 个 污 染 物 单 项 污 染 损 失 率 之 间 的 定 量 关 系 可 以 表 示 为 : R (n) i =R (n-1) i +(1-R (n-1) i ) R in 即 当 增 加 一 种 污 染 损 失 率 为 R in 的 污 染 物 后, 综 合 污 染 损 失 率 为 原 有 污 染 损 失 率 与 增 加 的 污 染 损 失 率 之 和, 其 中 增 加 的 污 染 损 失 率 为 R in 与 原 来 剩 余 部 分 1-R (n-1) i 之 积

2 京 杭 大 运 河 杭 州 段 水 环 境 状 况 杭 州 市 地 表 水 质 基 本 上 属 于 低 矿 化 度 软 水, 京 杭 大 运 河 杭 州 段 受 工 业 废 水 和 生 活 污 水 的 影 响 矿 化 度 较 高, 一 般 在 200-300 毫 克 每 升, 总 硬 度 在 55-85 毫 克 每 升 经 调 查, 截 止 到 2008 年 6 月, 运 河 杭 州 段 高 锰 酸 钾 指 数 硫 化 物 重 金 属 类 等 多 项 指 标 已 经 达 到 或 优 于 ⅳ ⅴ 类 水 质, 水 质 状 况 是 有 所 好 转 的 氨 氮 总 磷 溶 解 氧 等 六 项 指 标 如 今 仍 然 未 达 标, 运 河 水 系 氨 氮 浓 度 呈 全 线 上 升 趋 势, 导 致 氨 氮 浓 度 上 升 的 直 接 原 因 之 一 是 启 动 三 堡 船 闸 输 水 通 道 应 急 工 程 建 设 的 等 多 方 面 因 素 的 影 响, 导 致 进 入 江 干 区 域 和 下 城 东 北 部 区 域 水 量 明 显 减 少, 从 而 引 起 浓 度 升 高 整 体 来 说, 在 对 运 河 进 行 整 体 整 治 后 运 河 水 质 状 况 虽 然 已 经 得 到 了 极 大 的 改 善, 局 部 河 段 污 染 严 重, 断 面 水 质 检 测 达 标 率 不 容 乐 观, 已 经 造 成 水 质 型 缺 水 的 局 面