簡談即墨市第五中學人工濕地環(huán)境經濟價值核算及可持續(xù)性評價論文
人工濕地污水處理系統(tǒng)具有建設成本低、耗能少、維護方便、美化環(huán)境和可實現廢水資源化等特點，被廣泛應用于廢水處理以及水體生態(tài)修復工程。60年代中期，有學者提出了根區(qū)理論(root-zonemethod，RZM)，標志著人工濕地正式進入水污染控制領域。截止2010年，中國規(guī)模化的人工濕地工程數量已達到400多項。關于人工濕地污水處理系統(tǒng)已有的研究主要集中在人工濕地凈化機理、影響因素、設計與運行參數的相關性等方面。相對來說，對人工濕地污水處理系統(tǒng)環(huán)境經濟價值核算和可持續(xù)性水平的研究較少。
對人工濕地污水處理系統(tǒng)的環(huán)境經濟價值核算包括環(huán)境容量價值、資源價值和社會價值;研究方法主要有影子工程法和意愿調查法等方法。目前，對人工濕地污水處理系統(tǒng)可持續(xù)水平的研究相對較成熟，研究區(qū)域已經拓展到森林、農業(yè)和海洋等自然生態(tài)系統(tǒng)，但研究重點仍以大尺度的自然生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性評價為主，對單一生態(tài)工程等小尺度的可持續(xù)性評價較少。
目前，能值分析法已經被用來評價城市、農業(yè)、濕地保護區(qū)和污水處理廠等多種生態(tài)系統(tǒng)。本研究以山東省青島市即墨市第五中學人工濕地污水處理系統(tǒng)為研究對象，運用能值分析法，對其進行了環(huán)境經濟價值核算和可持續(xù)性評價�；谀苤道碚摶A，改進了人工濕地污水處理系統(tǒng)環(huán)境經濟價值核算體系，在此基礎上，核算了系統(tǒng)的能值投入、環(huán)境經濟價值和相關能值指標，進一步探討了系統(tǒng)的可持續(xù)性，以期為人工濕地可持續(xù)性水平的定量評價提供一定的參考。
1材料和方法
1.1研究區(qū)
即墨市第五中學人工濕地位于即墨市東端(3630'33.76"N，12049'58.23"E)，該系統(tǒng)建于2013年6月，由預處理系統(tǒng)和濕地處理單元組成，污水處理量為200m3/d，占地面積300m2。進水中的化學需氧量、五日生化需氧量、固體懸浮物、硝態(tài)氮和磷酸鹽的質量濃度分別為320mg/L、180mg/L、220mg/L、35mg/L和1.8mg/L;出水中的上述指標質量濃度分別為45mg/L、15mg/L、30mg/L、9mg/L和0.4mg/L;經過人工濕地污水處理系統(tǒng)處理后，上述指標的去除率分別為85.9%、91.7%、86.4%、74.3%和77.8%，污水處理系統(tǒng)運行的周期以20a計算。該處理系統(tǒng)的出水水質符合《山東省半島流域水污染綜合排放標準》(DB37/676—2007)。
1.2方法
能值分析法充分考慮了無法貨幣化的自然資源對生態(tài)系統(tǒng)的重要貢獻，不同種類能量之間等級和質的差異性，以及價格受市場影響產生波動等問題，有利于反映研究系統(tǒng)真實的服務價值變化。
根據能值理論，繪制了即墨市第五中學人工濕地污水處理系統(tǒng)的能量流動圖。太陽能、潮汐能和地熱能每年投入到生物圈總的能值被稱為全球能值基線本研究采用的能值基線為1.583×1025sej/a。為使得單位能值價值之間具有可比性，采用9.44×1024sej/a計算得到的單位能值價值乘以1.68(15.83/9.44)，進行換算。
2結果和分析
2.1人工濕地污水處理系統(tǒng)的能量流動
系統(tǒng)能值總投入為1.91×1018sej/a。在環(huán)境可更新資源中，雨水(化學能)的能值(4.92×1013sej/a)是最大的，為避免重復計算，只將雨水(化學能)納入到核算體系中。產品和服務等購入資源的能值投入為1.25×1017sej/a，僅占能值總投入的6.54%。這表明，人工濕地污水處理系統(tǒng)對外部資源的依賴性較小，對當地資源的利用率較高。
2.2系統(tǒng)環(huán)境經濟價值核算
2.2.1核算系統(tǒng)的改進
人工濕地污染處理系統(tǒng)的價值體系與一般的環(huán)境資源存在差異。根據現有的價值體系，系統(tǒng)的總價值分為環(huán)境經濟價值和成本價值。環(huán)境經濟價值分為環(huán)境容量價值、資源價值和社會價值。成本價值包括建設成本和維護成本[14]。由于目前評估方法的局限性，進行系統(tǒng)環(huán)境經濟價值核算時，主要通過公眾對進、出水的支付意愿和當地產品的市場價值進行計算。這樣會產生如下問題：①人們的主觀判斷受到當地經濟發(fā)展條件的影響(主觀性);②在不同地區(qū)的消費水平是不同的(區(qū)域性)。這會使得不同區(qū)域的系統(tǒng)環(huán)境經濟價值存在偏差，計算過程標準不一致，結果不具有可比性。
根據能值理論，將貨幣、器械、電能等不同種類的物質和服務，通過能值轉換率統(tǒng)一到同一單位進行分析。其中，資源價值、社會價值、維護成本和建設成本價值的界定與以往研究一致。資源價值是指人工濕地污水處理系統(tǒng)產出物及中水的價值;社會價值是指人工濕地污水處理系統(tǒng)的景觀美學和科普價值;維護價值指的是系統(tǒng)正常運行所需要的成本價值;建設成本價值是指系統(tǒng)各種構筑物和原有環(huán)境使用費用的成本價值。根據環(huán)境容量價值，在該系統(tǒng)中將其確定為化學需氧量、五日生化需氧量、固體懸浮物、硝態(tài)氮和磷酸鹽等污染物最大量的價值。改進的環(huán)境經濟價值核算體系具體到不同的物質或服務本身的價值，避免了以往研究中存在的主觀性和區(qū)域性等問題。
2.2.2價值計算
本研究系統(tǒng)環(huán)境經濟價值的能值為3.24×1018sej/a。其中，環(huán)境容量價值為1.43×1018sej/a，占總環(huán)境經濟價值的44%。容納的化學需氧量、五日生化需氧量、固體懸浮物、硝態(tài)氮和磷酸鹽的價值能值分別為2.89×1017sej/a、4.50×1017sej/a、5.57×1017sej/a、1.11×1017sej/a和1.94×1016sej/a，表明了該系統(tǒng)容納污染物的能力較強，即污染物的去除率高。
本研究中，種植植物的產量很低，其經濟價值可以忽略。資源價值，即中水的價值為1.81×1018sej/a，占總環(huán)境經濟價值的56%。這表明中水資源是環(huán)境經濟價值的主要組成部分。這與NelsonM的研究結果一致。污水是一種潛在的、有價值的可再生自然資源。它們包含支撐人工濕地、傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)等生產性生態(tài)服務所需要的營養(yǎng)物質和水。
2.3系統(tǒng)的可持續(xù)性評價
2.3.1可持續(xù)性相關指標
基于能值分析理論，計算出能值產出率(EYR)、環(huán)境負載率(ELR)和能值可持續(xù)指數(ESI)等能值指標，以評估系統(tǒng)對環(huán)境的影響、生態(tài)經濟效益和可持續(xù)發(fā)展水平等。
本研究中，人工濕地污水處理系統(tǒng)的可持續(xù)性指數為214.86，這是因為其環(huán)境負載率較低，而能值產出率較高。表明該系統(tǒng)對環(huán)境的影響小，且可持續(xù)性較好。
2.3.2與相關研究系統(tǒng)的比較分析
對本研究中的人工濕地污水處理系統(tǒng)與其它系統(tǒng)進行比較，可以看出該系統(tǒng)的優(yōu)越性。C系統(tǒng)和D系統(tǒng)的可持續(xù)性指數高于A系統(tǒng)，這表明，人工濕地污水處理系統(tǒng)的可持續(xù)性比傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)高。人工濕地污水處理系統(tǒng)在整個周期內比傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)購買的資源(電能、鋼、設備等)的投入少，即其不依賴能質較高的物質材料。C系統(tǒng)和D系統(tǒng)的環(huán)境負載率比A系統(tǒng)小，這是因為A系統(tǒng)電力消耗較多，導致溫室氣體排放更多，對其他環(huán)境產生的壓力也越大。但是，作為傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)的B系統(tǒng)，其可持續(xù)性指數比C系統(tǒng)和D系統(tǒng)高，這是因為該系統(tǒng)采用中水回用系統(tǒng)，對環(huán)境負荷降低。
B系統(tǒng)和D系統(tǒng)的可持續(xù)性指數比C系統(tǒng)高，這表明B系統(tǒng)和D系統(tǒng)的環(huán)境可持續(xù)性更好。在B系統(tǒng)和D系統(tǒng)中，處理后的中水可繼續(xù)被用于其它方面。這樣既減少了環(huán)境壓力，又增加了可利用的水資源量，對周圍環(huán)境有明顯的效益。D系統(tǒng)和C系統(tǒng)同樣是人工濕地污水處理系統(tǒng)，而D系統(tǒng)的可持續(xù)性指數遠高于C系統(tǒng)，這也進一步驗證了上述結論。B系統(tǒng)和D系統(tǒng)的能值產出率高于C系統(tǒng)，這是因為B系統(tǒng)和D系統(tǒng)中水回收利用和節(jié)省的排污費，產生的貨幣能值之和比建設中水回用系統(tǒng)本身所需要的能值投入高。這也表明中水回用后，系統(tǒng)的可持續(xù)性得到了極大的改善。因此，中水回收利用是提高系統(tǒng)可持續(xù)性的有效手段，這與有的研究結果一致。
3結論
山東省青島市的即墨市第五中學人工濕地污水處理系統(tǒng)的環(huán)境經濟價值和經濟效益分別為3.24×1018sej/a和3.11×1018sej/a，其成本與效益之比為1︰24.41，表明了人工濕地系統(tǒng)環(huán)境經濟效益顯著。
即墨市第五中學人工濕地污水處理系統(tǒng)的環(huán)境負載率和可持續(xù)性指數分別為0.07和214.86，表明其對環(huán)境影響很小，可持續(xù)性好;中水回用作為其關鍵影響因素，是提高系統(tǒng)可持續(xù)性的有效手段。與其它處理系統(tǒng)相比，作為當前污水處理和水體修復中的一項重要生態(tài)工程技術，人工濕地系統(tǒng)在建設、運行、維護過程中，其耗能更低，對環(huán)境的負荷更小，具有廣闊的應用前景。
【簡談即墨市第五中學人工濕地環(huán)境經濟價值核算及可持續(xù)性評價論文】相關文章：
簡談環(huán)境工程的發(fā)展史論文（通用6篇）03-24
簡談家長教育學校的調查論文01-02
簡談中學英語翻譯的技巧02-25
簡談大型水利工程的風險管理問題論文11-18
簡談跨界演唱與現代民族聲樂教育的融合論文03-17
教育論文：談中學物理中的電學02-22
簡談京劇行當名稱英譯的文化02-22
談新會計準則對會計核算的影響論文11-23
談新課改背景下的高中學校評價體系06-06
- 相關推薦