中国工业水污染状况及其治理效率实证研究，本文主要内容关键词为：水污染论文,中国论文,效率论文,状况论文,实证研究论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
工业对中国经济发展起着重要的推动作用，2006年工业国内产值比2002年提高了3.9个百分点，占国内生产总值43.3％，位于各产业之首，同时、2003－2006年期间工业的产业贡献率始终保持在47.0％以上，大于其他产业的贡献率。但由于中国工业技术水平相对较低，导致资源消耗高，污染排放量较大，对环境的污染问题仍然严重，其中工业废水的排放量增加较快，在2001－2006年期间增加了18.6％，以淮河为代表的江河因为工业废水排放而遭到较为严重的污染，2004年沱江特大水污染事故，2005年松花江重大水污染事件，2007太湖水污染事件等突发工业水污染事件对环境和居民身体健康产生了较大的影响，工业废水的综合治理已成为目前亟待解决的重大问题之一。
一、基于改进熵权法的工业废水污染状况分析
工业废水包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地清洁水等，由于各种工厂的工艺过程、使用原料、用水成分不同，因此工业废水的水质差异很大。大部分工业废水含有有毒或有害物质，可对水生生物和人体健康造成直接的危害。工业废水造成的污染主要有：有机需氧物质污染、化学毒物污染、无机固体悬浮物污染、重金属污染等，确定不同污染物的影响程度是治理工业废水污染的基础。可根据熵权理论对工业废水中污染物的影响进行分析，同时对不同地区的工业废水污染状况进行排序。
（一）熵权法简介
在确定评价指标权重时，往往多采用主观确定权重的方法，如AHP等。这样就会造成评价结果可能由于主观因素而形成偏差。熵最先由Shannon引入信息论，熵权法的基本思想是认为指标的差异程度越大越重要，熵值反映了信息无序化程度，故可用信息熵评价所在系统信息的有序度及其效用，能尽量消除指标权重的人为干扰，使评价结果更符合实际。其计算步骤如下：
1.构建m个事物n个评价指标的判断矩阵
从综合指标的角度来说，距离小者更接近理想方案，这样就可以按照
从小到大的顺序进行排序。
（二）各地区工业废水污染状况分析
由于工业废水中污染物种类繁多，对于工业废水中污染物指标的选取主要根据国家水质的有关标准和排放总量控制目标。1996年10月国家颁布了《污水综合排放标准》（GB8978－1996），将排放的污染物按其性质及控制方式分为两类，其中第一类须严格控制的污染物包括13种，对此类污染物要求一律在车间或车间处理设施的排污口取样，其最高允许排放浓度应符合标准规定；2002年颁布了《地表水环境质量标准》，其中对地表水环境质量标准基本项目共24项；“九五”期间后，国家对环境危害大、国家重点控制的主要污染物进行筛选，确定了12项主要污染物实行排放总量控制，其中水污染指标共有8个。综合以上的排放标准，选取能代表工业废水的污染状况的10个指标，包括：汞、镉、六价铬、铅、砷、挥发酚、氰化物、石油类、化学需氧量COD、氨氮，数据来源为《中国环境统计年鉴2007》，样本为31个省直辖市。表1为通过公式（1）至公式（7）计算出的各污染物的权重。计算表明，在中国工业废水中铅、氰化物、氨氮造成的水污染较大，石油类、汞、挥发酚造成的水污染相对较小。由于工业废水的污染物有明显的行业特点，其中含铅废水主要来自石油化工、电池工厂等；含氰废水主要来自于电镀工厂、选矿精炼厂、钢铁热处理厂等；氨氮是水体富营养化的主要原因，污染的来源较多，钢铁、化肥、制药、食品工业为主要的排放部门。因此，中国各地区在执行工业废水排放总量控制政策的同时，应完善相应的行业标准，从而进一步提高治理效果。
表2为通过公式（9）计算出的2006年各地区工业废水污染状况的熵值，工业废水污染位于前三位的地区为湖南、广西、甘肃，污染最少的三个地区为西藏、海南和北京。根据熵值排序结果可将各区域工业废水污染状况分成三类，熵值小于0.25的地区为高污染区域，在0.25～0.30为中污染区域，0.30以上为低污染区域。全国各地区工业废水污染状况高、中、低的比例为19.4∶54.8∶25.8。从不同区域分布上来看，东部地区此比例为20.0∶50.0∶30.0，与全国的比例基本相当，但如不计北京和天津，则比例为25.0∶67.5∶12.5；中部地区比例为33.3∶66.7∶0，高污染程度地区所占比例为各区域中最高；西部地区此比例为16.7∶41.7∶41.6，污染程度相对较低；东北三省全都为中污染区域。可见东部、中部地区应为中国工业废水污染治理的重点区域。
二、基于DEA的工业废水治理效率研究
（一）数据包络分析简介
数据包络分析（DEA）是一种评价相对有效性的线性规划方法，在投入产出效率分析中被广泛应用，尤其适用于具有多输入、多输出以及评价对象具有多元性特征的评价。其中CCR模型是由Charnes，Cooper和Rhodes在1978年首先提出，CCR模型假设在规模收益不变的生产技术条件下，计算出各个决策单元的综合相对效率值，CCR模型可以表示为公式（10）。
（二）各地区工业废水治理效率分析
近几年中国水污染治理的力度不断加强，在“十一五”计划中制订了主要污染物排放总量降低10％的目标，从2008年6月1日起，修订后的《水污染防治法》已正式实施，首次在明确了排污许可证和总量控制等法律制度，加大了执法的处罚力度。但同时也应看到，中国产业结构重型化的格局并没有改变，高耗能、高排放行业增长仍然较快。因此，进一步提高水污染治理效率，使有限的资源合理利用，是实现节能减排的关键。
根据DEA算法的要求，并结合中国工业废水治理的特点，从资金、设备、运行费用等几方面选取工业废水治理的投入指标，具体投入指标为各地区工业废水污染治理投资完成额、废水治理设施数、废水治理设施处理能力、废水治理年度运行费用等。产出指标选取各地区工业废水中污染物去除量、各地区工业废水排放达标量、各地区工业废水排放达标率，其中工业废水中污染物去除量主要包括氰化物、氨氮、石油类、化学需氧量、挥发酚等5种主要污染物。评价样本为中国30个省直辖市，由于西藏地区部分数据缺失，没有列入评价样本，数据来源为《中国环境统计年鉴2007》。
以不同污染程度划分的各地区工业废水治理效率值见表3。从总体上看，高、中、低污染区域治理效率的几何平均值分别为0.782 7、0.770 8、0.634 9，表明高、中污染区域治理效率没有显著的差距，低污染区域治理效率相对略低。对于污染治理来说，治理效率高并且所在地区污染程度低是理想状态，但从表3的计算结果看只有宁夏、海南属于这种情况。为实现通过提高工业废水治理效率来降低区域污染的目的，高、中污染区域与低污染区域应采取不同的政策取向：对于污染严重地区应以增加工业废水中的污染物去除量，增加工业废水排放达标量，提高排放达标率等方面提高治理效率，如浙江、甘肃工业废水达标率为86.38％、79.08％，此比例还可以有较大的提高；对于低污染地区，如其污染控制已达较高水平，例如北京、天津工业废水排放达标率已高达99.29％、99.77％，应从优化治理资源、减少不必要的投入方面提高效率，新疆等地区因工业发展规模较小，造成的污染较少，对此应在总量控制实现的基础上，提高主要污染物消除比例等相对指标，进一步提高污染治理能力。
表4为东部、中部、西部、东北地区的工业废水污染治理效率平均值。根据计算数值从高到低排序为东北、中部、西部、东部。可见东部地区虽然工业具有比较优势，但工业废水治理效率明显偏低。
上述公式括号内两个比率的几何平均数表示在时期t和t＋1内的技术变动，即评价技术变动TC，TC＞1表示技术进步，TC＜1表示技术退步，括号外的部分表示现有投入与最优（最小）投入之间的距离，即评价相对技术效率变动EC，EC＞1表示技术效率改进，EC＜1表示技术效率下降。
2003－2006年期间，中国工业废水污染治理投资完成总额每年平均增长达20.0％，但通过对Malmquist指数的计算可以看出，工业废水治理效果并未出现同步增长（表5－表7）。从全国范围的Malmquist指数结果看，连续三年指数全都小于1，并且由2003－2004年的0.987 5下降到2005－2006年的0.792 7，下降趋势明显。对Malmquist指数的分解表明，TC平均值对Malmquist指数的贡献明显小于EC，可见是否能提高治理中的技术进步水平已成为治理效率能否提高的关键。从不同区域上看，东部、中部地区2003－2006年期间的Malmquist指数虽然小于1，但都出现了上升的趋势，从对指数的分解可知两者虽然变化趋势相同，原因却各不相同，东部地区主要是由于技术进步的提高，而中部地区主要是由于技术效率的改进；此期间西部地区Malmquist指数下降了41.3％，其原因在于技术进步和技术效率改进两方面都出现了下降；东北地区2003－2004年与2005－2006年Malmquist指数都大于1，其中2003－2004年主要是技术效率改进的贡献，后者则是技术进步提高的结果。总之，中国工业废水总体治理效率有待提高，东部和东北地区技术进步对废水治理效率的影响正逐渐加大，而中、西部技术进步方面亟须加强。
三、提高中国工业废水污染治理效率的策略
根据中国工业发展特点，应从以下几方面提高工业废水的治理效率。
（一）提高工业用水重复利用率
2007年中国工业用水的重复利用率平均仅为62％，比日本1997年的指标低约16个百分点，比美国2000年的规划指标低约32个百分点。再生水在工业中的利用量仅相当于取水量的0.4％。因此中国应设立专项基金用于工业节水关键技术的推广，编制限制高耗水设备、产品的目录。适当提高水价或污水处理费用，促进工业节水。在提高工业用水的重复利用率同时，应重视发展工艺节水，通过改变产品结构、工艺流程，从根本上减少生产用水量。
（二）提高工业废水治理资金使用效率
“十一五”期间，随着中国工业水污染治理投资力度的不断提高，如何避免资金使用效率不高的问题变得尤为重要。以太湖流域为例，自1998年12月国务院发起了太湖水污染治理“零点行动”，至2008年投资过百亿元，但收效甚微，在经历了2007年5月蓝藻污染大爆发之后，位于江苏省境内的太湖2008年再次出现蓝藻污染，对此中国应建立相应的工业水污染治理资金的专项检查及追踪问效机制，促进资金的合理使用。
（三）通过市场化拓宽中小企业工业废水治理途径
中国中小企业工业水污染问题十分严重，主要原因是水污染治理对技术、设备要求较高，中小企业并不具备这种能力，同时大量中小企业分散治理的不经济性也导致投资效率低下。对此可采用工业水污染治理的市场化模式，将工业废水收集后，委托有治理设施的企业代为处理，按照单位污染物进行计量，支付处理费用。政府应对一些新兴的市场化污染治理企业制定税收优惠政策，促进中小企业工业水污染治理的市场化发展。此外大型企业污染治理工艺复杂，专业性强，可利用这些企业的污染治理设施处理中小企业的工业废水，在降低大企业废水处理运行成本的同时，提高中小企业废水治理比率。
（四）通过强化流域统一管理治理跨界工业废水污染
由于《环境保护法》主要归地方政府执行，这就导致跨界工业废水污染问题常常因执法不力而难以很好的控制。为此应建立有效的流域污染治理机制，对于没有完成相应污染控制指标的地区，流域机构可通过增加所在地区水污染税、减少分配水量等手段强化对各地政府的监管。应建立流域污染的事前协商机制，避免当出现流域工业废水污染冲突时，由于缺乏协调依据导致冲突不断升级。对于突发的流域工业水污染事件可利用民事法律追索对受污染区域的赔偿，进一步提高污染成本，从而形成对流域工业水污染治理的经济控制机制。