河北省水环境污染农业损失研究

第6卷 第6期2008年12月

南水北调与水利

科技

South -to -North Water T rans fers and W ater S cien ce &T ech nology V ol.6N o.6

Dec. 2008

河北省水环境污染农业损失研究

高练同1, 2, 王路光1, 2, 赵文英1, 孙双跃1, 2

(1. 河北省环境科学研究院, 石家庄050051; 2. 河北省水环境科学实验室, 石家庄050051)

摘要:在水环境污染损失研究已有理论的基础上, 从水环境污染经济损失估算的实用性出发, 针对河北省水环境污染对农业影响的现状和特点, 首先对农业污灌进行了界定, 然后对2000年$2004年采用污灌的农作物实际情况, 采用市场价值法对水环境污染在农业上造成的损失进行了估算, 并与当年农业经济总收入进行了对比, 进而提出了改进水环境对农业污染现状的对策和建议。关键词:水污染; 农业经济; 损失估算

中图分类号:T V213; X321 文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2008) 06-0068-04

Study on Agricultural Loss C aused by Water Environment Pollution in Hebei Province

GAO Lian -tong 1, 2, WANG L u -guang 1, 2, ZH AO Wen -ying 1, SU N S huan g -yue 1, 2(1. H ebei Pr ov incial A cad emy of Env ironmental Sc ie nc e , Shij iaz huang 050051, Ch ina; 2. H ebei Pr ov incial K e y L aborator y of Aquatic E nv ir onment , Sh ij iaz huang 050051, China)

Abstract:Based on the existing study on los s b y w ater environm ent pollution, from the pr acticability of estimation of economic loss by it and the influence of w ater environment pollution on agricultu re, the agricultu ral s ew age irrigation is defined. According to the practical situation of crop s irrigated w ith sewage in 2000-2004, th e agricultu ral loss b y w ater environm ent pollution is estimated w ith mark et value m ethod and com pared w ith th e total agricultu ral econ om ic in come of that year. T he countermeasu res and recom mendations for im provin g the pollution to agricu lture by w ater environm ent are p rop os ed.

Key words:w ater pollution; agricultu ral economy; loss estimation

河北省是农业大省, 农业历史悠久。近年来, 由于水资源短缺和水污染严重, 造成的农业经济损失已经引起人们的重视。对水污染引起的农业损失进行科学的评估研究, 统一以货币形式来表示损害的程度, 不仅有助于人们定量地认识区域环境污染的严重程度和环境政策的有效性, 而且对于省际经济绿色GD P 的估算起着至关重要的作用。

失[4]。主要体现在三个方面, 一是农产品产量下降, 引起产量减少造成损失; 二是农产品质量下降, 引起市场价值下降; 三是农产品中污染物含量超标, 已经丧失了农产品的价值。对于水环境农业损失的估值, 选择了基于市场价格的估值技术, 主要有以下几个方面的考虑:一是市场价格方式直接, 即直接采用农产品的市场价格作为计算因素, 具有可对比性; 二是准确性高, 采用各种农产品当年实际的市场价格, 结果可信度高; 三是可靠性好, 农作物污染经济损失的三个方面, 均可从市场价值的变化进行体现, 估值结果可靠性好。

1 农业污染损失界定

/损失0即减少, 是指应该得到的, 因某种原因而减少、失去的部分, 且该部分已构成总体中不可忽略的部分[1]。经济损失就是将损失的实物量货币化, 换算成价值量。目前, 环境损失的估值技术方法[2]有很多, 如基于市场价格的估值技术、基于替代市场价格的估值技术、基于环保投放费用分析的估值技术、基于调查评估技术的估值技术等。

水污染对农业经济[3]的影响, 主要是由于水资源受污染而导致农作物使用价值降低或消失而造成的污染经济损

2 河北省概况

2. 1 自然环境概况

河北省地处东经113b 27c $119b 50c , 北纬36b 05c $42b 40c 之间, 属华北地区, 环绕京津。全省总面积187992km 2, 下辖11个地级市, 是全国唯一兼有海滨、平原、湖泊、丘陵、山地、高原的省份。河北省地貌类型多样, 地势西北高、东南低, 坝

收稿日期:2008-10-08 修回日期:2008-10-17

基金项目:河北省水环境污染防治经济损失分析研究(200304) 作者简介:高练同(1965-) , 男, 河北无极人, 高级工程师, 硕士, 主要从事环境影响评价、生态环境规划等工作。

质与环地

高练同等#河北省水环境污染农业损失研究

上高原、燕山和太行山地、河北平原从西北向东南依次排列, 高差达2800余m 。高原、山地、丘陵、盆地、平原、湖泊洼地的面积分别占全省土地总面积的1310%、3714%、418%、1211%、3015%和212%。

河北省位于南温带和中温带大陆东岸, 属于半湿润半干旱大陆性季风气候。气候特征为冬季寒冷少雨、雪, 春季干旱多风沙, 夏季炎热多雨, 秋季晴朗、寒暖适中。全省年平均气温13e 。一般由南向北、自东向西逐渐递减。一月份气温最低, 各地平均皆在0e 以下, 七月份最高平均为2615e ~2711e 。多年平均无霜期为207~217d, 年日照时数为2400~3100h, 多年平均降雨量为54018mm 。

BOD C OD 悬浮物凯氏氮总磷(以P 计) pH 值氯化物硫化物总H g 总Cd 总As C r(六价) 总Pb 总Cu 总Zn 总S e 氟化物氰化物石油类挥发酚苯

5. 00. 05

项目

水作[1**********]. 0

旱作[1**********]105. 5~8. 52501. 00. 0010. 0050. 10. 10. 11. 02. 00. 02

2. 0(高氟区) , 3. 0(一般地区)

0. 5101. 02. 5

1. 00. 05蔬菜[1**********]0

况, 本次估算水环境污染农业损失, 污灌界定为以下三种情况:一是灌溉水中有一项或一项以上的污染物超过5农田灌溉水质标准6(G B5084-92) , 标准值见表1; 二是灌溉水源来自城市生活污水或工业废水; 三是灌溉水源来自因污染致使鱼虾等生物基本绝迹的污水。

表1 农田灌溉水质标准(G B5084-92)

mg/L

2. 2 经济发展概况

河北省地域辽阔, 农业历史悠久, 农业生产发展迅速; 又有一定的工业基础, 改革开放以来, 河北省国民经济得到蓬勃发展, 人民生活水平不断提高。2004年全省生产总值883619亿元, 比上年增长12. 9%, 第一、二、三产业增加值分别为137014亿元、470314亿元、276312亿元, 分别增长了617%、1418%、1215%。人均GDP 达到13017元。全省总人口为6735万, 自然增长率为0168%,城市人口为1146175万人, 非农业人口1437万人, 农业人口5298万人, 占7817%[5]。

河北省农业发展一直以种植业为主, 同时不断增大蔬菜、果品的种植面积, 畜牧业、渔业、林业的建设取得成效。种植的粮食作物主要有稻谷、玉米、小麦和蔬菜。

2. 3 水环境现状

河北省主要工业以制药、造纸等高耗水行业处于主导地位, 工业废水和污染物强度均远超过全国平均水平。2004年全省废水排放量2016亿t, 化学需氧量6518万t 、氨氮613万t, 污染物排放量超过环境容量的60%~90%, 污染物排放量较大。

2004年, 河北省地表水资源量99118亿m 3, 地下水资源量82171亿m , 本地水资源量125110亿m , 客水资源量27138亿m 3。全省多年平均水资源总量为203亿m 3。海河流域开发利用率达90%以上, 全省81个国控重点河段中, 68个成为季节性河段。水资源呈现严重短缺的局面。

2004年全省监测的137个断面中, 57%断面为Õ类、劣Õ类。七大水系中, 除大清河水系为中度污染外, 其他水系水质较差, 以Õ类、劣Õ类水质为主, 为重度污染。对全省14座水库和白洋淀、衡水湖的监测中, 7816%的水库总氮指标超过国家地表水Õ类水质标准, 湖库水体呈贫-中富营养化。水环境污染现状严重。

3

3

3. 2 污灌农作物终端危害

污灌是水环境受到污染使农作物遭受污染损失的直接途径, 主要引起农作物产量减产、农产品质量下降, 进而引起经济损失。

数量方面:污灌直接导致农作物减产, 产量下降。如有关研究表明, 采用纯污灌(CSCI) , 可使水稻减产4016%(1983年) 和3910%(1984年) , 由于农作物本身及品种的抗污染能力不同, 不同农作物减产幅度不同, 各种农作物通常减产的幅度为水稻>蔬菜>小麦、玉米。

质量方面:一是农作物品质下降。表现为水稻出糙率、碎米率提高, 净谷率下降, 粗蛋白质、氨基酸、必需氨基酸含量减少, 小麦蛋白质、氨基酸、必需氨基酸含量减少, 面筋含量、出粉率降低, 蔬菜V c 降低、硫酸盐、N O -3含量增加, 产生异味, 易腐烂不易保存等。二是农产品污染物超标, 即农产品中含有的汞、铅、砷、六价铬等污染物有一定数量的农产品超标, 关系到食品安全和人体健康。

3 农业经济损失计算

3. 1 污灌的定义

通常所言污灌是指用受到污染的水进行农业灌溉, 污灌损失是指在灌溉的水中有重金属、有毒有机物或大量污染物存在的情况下, 长期不科学灌溉使得有害污染物在土壤中积累, 导致农作物减产和质量超标。目前我国灌溉用水主要以5农田灌溉水质标准6(GB5084-92) 为依据, 只要不满足5农田灌溉水质标准6的水质均视为污灌。但根据污灌的实际情

3. 3 污灌农作物损失计算模型

污灌农作物损失从三个方面出发, 一是农产品产量下降引起经济损失, 二是农产品质量下降引起经济损失, 三是农产品中污染物含量超标引起经济损失。体现在农产品的价格和价值的损失。

农作物经济损失计算模型定义为:

水文地质与环境地质

##

第6卷总第39期#南水北调与水利科技#2008年第6期

L =L 1+L 2+L 3

L 1=2A 1i @P i @S i @Q i

L 2=2(1-A 1i ) @A 2i @B 2i @P i @S i @Q i L 3=2(1-A 1i ) @A 3i @B 3i @P i @S i @Q i

式中:L ) 污灌区农作物的总经济损失(万元) ; L 1) 农产品产量下降引起经济损失(万元) ; L 2) 农产品质量下降引起经济损失(万元) ; L 3) 农产品中污染物含量超标引起经济损失(万元) ; A 1i ) 水污染引起i 种农作物减产的百分数; A 2i ) 水污染引起i 种农作物污染物超标的百分数; A 3i ) 水污染引起i 种农作物品质降低的百分数; B 2i ) i 种农作物污染物超标的价值损失系数; B 3i ) i 种农作物品质降低的价值损失系数; P i ) i 种农作物的市场价格; S i ) i 种农作物的污灌区种植面积; Q i ) 对照点i 种农作物的单位面积产量。

3. 4. 4 农作物种类 河北省目前农作物的种类主要有玉米、小麦、稻谷和蔬菜, 本次估算以2000年) 2004年各年度以上4种农作物的污染损失。

3. 5 计算结果与分析

因污灌超过农灌水标准, 农作物受到污染, 致使产量下降, 其品质达不到食品卫生标准要求, 2004年造成的经济损失约为23亿元, 见表4, 其中蔬菜损失为1918亿元, 稻谷损失为012亿元, 小麦损失为116亿元, 玉米损失为114亿元。

2000年$2004年河北省因水污染造成的农作物经济损失情况见表5。2004年为2310亿元, 占当年农业总产值的2103%; 2003年主要农作物经济损失20130亿元, 占当年农业总产值的2112%; 2002年为1810亿元, 占当年农业总产值的1196%; 2001年为1816亿元, 占当年农业总产值的2117%; 2000年为1618亿元, 占当年农业总产值的1199%。

表4 河北省2004年主要农作物经济损失

种类蔬菜稻谷小麦玉米合计

S i 1082. 283. 52161. 52630. 65957. 8

Q i [***********]2113

P i 1. 92. 751. 431. 16/

L 农198092. 12263. 415664. 713963. 7229983. 8

3. 4 计算数据来源及选取

3. 4. 1 污染损失百分数 污染损失百分数也称剂量反应关系, 目前我国对于农业产量与污灌水质之间的剂量反应关系鲜有研究, 根据国家环境保护局全国的污灌调查结果。污灌损失造成的作物减产百分数、污染物超标农产品百分数、品质下降农产品百分数见表2, 表中所列清污混灌(CSCI ) , 即污水与地面水经过一定配比混合后进行灌溉; 纯污灌(PSI) , 即直接利用污水进行灌溉。

河北省是严重缺水地区, 污水灌溉是典型的纯污水灌溉。因此污染损失百分数全部选择用纯污灌(PSI) 系数。

表2 污灌损失的减产、质量损失百分表数

作物污水水质作物减产幅污染物超标农产品品质下降农产品种类状况度A 占百分数A 占百分数A 1i (%) 2i (%) 3i (%) 清污混灌小麦

纯污灌玉米水稻蔬菜

清污混灌纯污灌清污混灌纯污灌清污混灌纯污灌

[1**********]5

[**************]5

[1**********]

注:S i , 播种面积(103hm 2) ; Q i , 单位面积产量(k g/hm 2) ; P i , 单位价格(元/kg) ; 不符合农灌标准的污灌面积比例为5%; L 农, 水污染对农业的经济损失(万元) 。

表5 2000年) 2004年河北省水污染农业经济损失

年度蔬菜/万元稻谷/万元小麦/万元玉米/万元

20001877. 88376. 9

20011626. 211460. 4

20022006. 210119. 0

[1**********]643. 811166. 5

2004198092. 12263. 415664. 713963. 7

[1**********]2. 6155972. 8

12687. 512377. 012005. 22311231. 5

农业污染损

168539. 2186216. 1180103. 2203093. 4229983. 8

失/万元农业总产值/亿元污染损失占农业总产值的百分率(%)

846. 72

899. 38

918. 62

958. 30

1135. 7

3. 4. 2 污灌面积 根据河北省2000年$2004年污灌调查[6], 农田灌溉水中不满足有一项或一项以上的污染物超过5农田灌溉水质标准6(G B5084-92) 要求的或灌溉水源来自城市生活污水或工业废水或灌溉水源来自因污染致使鱼虾等生物基本绝迹的污水的农作物种植面积比例约占当年种植面积的5%左右。

3. 4. 3 农作物价格损失系数 根据全国污灌调查的统计数据, 污灌条件下农作物的市场价格损失系数按照表3选取。

表3 污灌农作物价格影响系数

农作物稻谷玉米小麦蔬菜

价格(2004年) 2. 75/(元#k g ) 1. 16/(元#k g -1) 1. 43/(元#k g -1) 1. 9/(元#k g -1)

-1

1. 992. 071. 962. 122. 03

超标损失系数B 2

0. 5

*

品质下降损失系数B 3

0. 20. 20. 20. 3

0. 5*0. 5*0. 7

图1 2000年) 2004年不同农产品的损失量不同年度的农业损失见图1。从农业损失的计算结果看到, 2000年$2004年, 在各种农业污灌对河北省主要农作物造成的损失基本上呈逐年递增的趋势, 这种逐年增长的趋势

注:*可做工业原料, 对比陈储粮价格建立的系数。

质与环地

高练同等#河北省水环境污染农业损失研究

主要受到三方面影响:一方面受到农产品价格的影响, 二是污灌面积逐年增大的影响, 三是蔬菜种植面积逐年增长的影响。说明近几年河北省农业用水受到明显挤占, 水资源短缺现象加重, 污灌面积增加。

2004年污灌造成的直接农作物的经济损失约为2310亿元, 其中蔬菜为1918亿元, 小麦为116亿元, 玉米为116亿元, 稻谷012亿元。各年度中污灌对蔬菜的影响损失均为最大, 其次是小麦和玉米, 影响最小的是稻谷。其中蔬菜的损失占到农产品总损失86%~88%, 小麦、玉米、稻谷影响程度基本相当, 原因是由于污水灌溉对蔬菜的品质和超标损失影响较大, 对大田作物稻谷、玉米、小麦影响相对较小。这充分说明, 每年污灌区产出大量的劣质农产品, 直接进入市场, 进入人们的生活, 直接关系到人们的食品安全和身体健康, 对社会的负面影响很大, 应当引起高度重视。

对水污染造成的农业损失与当年的农业产业总产值进行对比, 各年度农业损失占当年农业总产值的比例2000年) 2004年各年度变化不大, 其损失量基本上占到当年农业总产值的1196%~2107%, 所以水污染对农业生产的影响非常明显。

农作物的影响, 必须从加强污水的治理水平入手, 通过加强对工业废水和生活污水的处理, 使污染源能够达标排放, 农用水质能够满足5农田灌溉水质标准6(GB5084-92) 。

在对水资源进行合理调配过程中, 污水灌溉尽量选取大田作物, 避免对蔬菜、水稻使用污水灌溉, 而且在污灌的过程中, 尽量采用间歇污灌和轮流污灌的方式, 充分利用自然界的自净能力, 保护农业生态环境和农产品质量不受影响, 实现农业的可持续发展, 为社会提供无污染、安全、优质的农产品。参考文献:

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4 结语

河北省是一个水资源短缺的省份, 污水是灌溉水源的重要来源, 而且污灌面积逐年增大不可避免, 所以要减轻污灌对

(上接第63页)

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水文地质与环境地质

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