我国稀土资源开发利用的环境成本及空间差异特征

马国霞, 王晓君, 於 方, 吴 琼, 彭 菲

1.环境保护部环境规划院, 北京 100012 2.中国农业科学院农业经济与发展研究所, 北京 100081

我国稀土资源开发利用的环境成本及空间差异特征

马国霞1, 王晓君2*, 於 方1, 吴 琼1, 彭 菲1

1.环境保护部环境规划院, 北京 100012 2.中国农业科学院农业经济与发展研究所, 北京 100081

稀土开发利用环境成本核算对于我国稀土定价机制改革具有重要参考价值. 利用污染普查中的典型企业、稀土年鉴等多种数据源，基于环境治理成本法，核算了2013年我国三大稀土矿区冶炼污染物产生量及环境治理成本(注：涉及“全国”的各要素范围均未包含港澳台地区)，并分析了其空间分布特征. 结果表明：①我国稀土冶炼污染物空间分布特征为北方包头混合型稀土矿以大气污染为主，南方离子型稀土矿以水污染为主，尤其是氨氮污染严重. ②2013年，我国稀土冶炼环境成本总计为28 729×104元，其中废水、废气和固体废物的环境成本分别为49.8%、19.0%和31.2%. 我国稀土冶炼环境成本92.9%集中在北方轻稀土矿区，7.1%在南方离子型稀土矿区. ③我国稀土冶炼环境代价高，尤其是北方轻稀土矿. 包头混合型矿单位稀土氧化物冶炼的环境成本为4 135元t，占氧化铈和氧化镧市场价格的38.8%和41.4%左右，南方离子型稀土矿单位稀土氧化物冶炼的环境成本为2 824元t，占氧化钇市场价格10.9%.

稀土; 环境成本; 治理成本法; 空间特征

稀土属于一种功能性材料，优异的光、磁和超导热性使其可大幅提高其他材料的质量和性能，素有“工业维生素”“新材料之母”“工业黄金”之称[1]. 稀土被广泛应用于新能源、医疗器械、节能环保、航空航天、电子信息等前沿领域，是我国未来绿色转型发展必备的原材料. 稀土储备对于我国传统产业升级改造、战略新兴产业的培育发展有着十分重要的意义[2-5]. 美国地质调查所2016年报告显示，目前全球稀土市场需求仍以每年5%的速度增长[6]. 我国是世界公认的稀土大国，不仅稀土资源储量最多，而且稀土年产量、年消费量以及年出口量均居世界之首[7]. 中国稀土产业在全球稀土贸易中长期占据主导地位，但这一相对优势却是建立在高环境成本代价、低资源价格及浪费型开采基础上的，稀土冶炼过程中产生的“三废”(废水、废气和固体废物)及稀土伴生的放射性核素都对环境污染严重[8-15]. 稀土是不可再生的耗竭性资源，并且从开采环境成本考虑，许多西方稀土资源拥有国，如美国、澳大利亚，对稀土开发实行保护性或者限制性开发战略[16]. 我国政府于2006年起开始对内整顿稀土市场、对外实施限额出口政策[17-19]，但因触及了西方国家的不当利益，遭到以美国、欧盟、日本等国家的抵制，其向WTO提起中国违背自由贸易协议的诉讼.

科学评估我国稀土资源开发利用的环境成本是稀土产业研究的重要内容[10,20-21]，稀土开发利用环境外部成本不清楚，导致我国在稀土资源产品定价和稀土战略政策体系中无法覆盖环境损害成本部分. 稀土市场价格低于真实成本与内在价值，不仅加剧了稀土矿区的生态环境恶化[20]，也使得我国没有全球稀土资源话语权和定价权，无法有效应对稀土资源国际贸易纠纷，损害了国家的根本战略利益[22-23]. 无论是提高我国应对国际贸易争端的能力建设，还是促进我国稀土资源可持续利用以及生态环境管理，均应开展稀土开发利用环境成本核算，促使环境外部成本在稀土价格中充分显性化.

我国稀土资源空间分布集中，形成了三大基地和“北轻南重”两大稀土生产格局[24]. 三大生产基地主要是以包头混合型稀土矿为原料的北方轻稀土生产基地、以江西等南方七省的离子型稀土矿为原料的中重稀土生产基地、以四川冕宁氟碳铈矿为原料的氟碳铈矿生产基地[25]. 2013年，这三大生产基地稀土冶炼产品产量分别占我国稀土产品总量的59.0%、8.8% 和32.2%. 三大生产基地稀土资源特性不同，生产工艺和最终产品存在差异，单位稀土氧化物的污染物种类和产生量也差异较大，在分析稀土资源开发的环境成本时，需考虑“北轻南重”的资源特征.

该文利用污染源普查的企业数据、中国稀土学会年鉴等多种数据源，考虑稀土资源“北轻南重”的资源特性，构建了我国稀土开发的环境成本核算框架，核算了2013年我国不同类型稀土矿“三废”产生量(注：文中涉及“全国的各要素范围均未包含港澳台地区)，定量评估了稀土开发的环境成本，分析了我国稀土环境成本的空间分布特征，研究结果可为我国稀土资源市场价格机制改革提供科学参考.

1 核算方法与数据来源

1.1 核算方法

在稀土开发利用过程中，采选过程对生态破坏严重[26]，冶炼过程产生的环境污染严重[9,12]，该文在核算稀土开发的环境外部成本时，重点考察了稀土冶炼环节. 核算资源开发的环境成本主要有两种方法：环境退化损失法和环境治理成本法. 环境退化损失法是在目前治理水平下，生产中所排放的污染物对环境功能、人体健康、作物产量等造成损害的价值量核算. 环境治理成本法是从“防护”的角度，计算为避免环境污染所支付的成本，假设如果所有污染物都得到治理，则环境退化不会发生，因此已经发生的环境退化的经济价值应为治理所有污染物所需的成本[27-28]. 环境治理成本法的优点在于价值核算过程简洁、容易理解且核算基础数据客观、可获取性高，更容易为环保和统计部门操作使用[29]. 但基于治理成本法计算的稀土开发环境成本是资源开发环境外部成本的下限值，因为稀土冶炼排放的污染物特别是核污染一旦进入环境，造成的环境损害损失远高于治理成本. 该文拟采用治理成本法对2013年我国稀土冶炼的环境成本进行全面核算.

1.1.1 污染治理成本

(1)

1.1.2 单位污染物治理成本

治理成本法的关键在于确定每种污染物单位治理成本. 该文采用微观企业调查法获取单位污染物治理成本，即根据企业在不同去除工艺下消除污染物的数量和成本计算污染物单位治理成本，计算公式：

(2)

调查企业主要来源于2007年污染源普查数据和2010年污染源普查动态更新数据库中22家全国典型的稀土冶炼企业(见图1). 内蒙古包头市5家典型调查稀土企业2007年工业总产值占北方轻稀土矿的26%左右，江西、广东、广西、福建、湖南等省份13家 调查稀土企业工业总产值占南方中重离子型稀土矿的48%，山东、四川4家调查稀土企业工业总产值占我国氟碳铈矿的56%. 这22家典型调研企业产排污及治污成本数据基本可反映我国不同稀土矿区企业生产、污染产排量及治理基本情况.

图1 典型调查稀土企业空间分布Fig.1 Spatial distribution of typical survey enterprises of rare earth

稀土冶炼“三废”治理，需针对废水，废气中烟粉尘、二氧化硫(SO2)、氟化物及冶炼废渣、HW14危险废物进行分项治理，其中单位废水环境治理成本考虑了废水中污染物浓度，将不同污染物产生量以污染当量计征，每一污染当量治理征收一定费用. 单位冶炼废渣和HW14危险废物治理成本采用了我国《排污费征收使用管理条例》(国务院令字第369号)标准，《国家危险废物名录》(部令39号)中对HW14危险废物的定义为研究、开发和教学活动中产生的对人类或者环境影响不明的化学废物[30]，稀土冶炼过程中产生HW14危险废物主要是指含放射性核素钍、铀等的化学废物. 排污收费作为一种环境治理惩戒措施，一般来说要高于企业治理成本，其能够在一定程度上反映出了固体废物的治理成本. 单位污染物治理成本最终计算结果如表1.

1.1.3 污染物产生量

稀土冶炼污染物产生量以稀土产品产量为基础，乘以冶炼单位稀土氧化物(以下简称REO)产污系数. 其中不同稀土矿冶炼产品产量来源于稀土年鉴，属于宏观数据. 单位REO产污系数根据22家典型调查稀土企业污染物产生量及冶炼产品产量进行推算，实际推算过程中考虑了稀土冶炼最终产品种类和生产工艺等对产污影响较大的特征属性. 通过企业对不同稀土矿区、不同生产工艺、不同冶炼产品的稀土冶炼产污系数进行推算，最终结果参照了《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数》手册进行了校正，对于调查企业产污系数与普查数据相差较大的企业进行了剔除，以保证结果的合理性.

表1 2013年单位污染物治理成本

Table 1 Pollution abatement cost for per unit of pollutants 元t

表1 2013年单位污染物治理成本

稀土矿区废水SO2烟粉尘氟化物冶炼废渣HW14危险废物混合型稀土矿2914784681614291170氟碳铈矿5114784681614291170离子型稀土矿7414784681614291170

Pi=M×ti

(3)

式中，Pi为污染物产生量，M为稀土冶炼产品产量，ti为产污系数.

1.2 数据来源

22家典型调查稀土企业的稀土产品产量、生产工艺、不同污染物产生量、治污工艺及治污成本等数据来自2007年污染源普查和2010年污染源动态更新数据. 不同稀土矿冶炼产品产量数据来源于《中国稀土学会年鉴2013》和《稀土年评2013》. 其他政策法规数据来源于《排污费征收使用管理条例》(国务院令字第369号)、《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数》手册等.

2 稀土冶炼“三废”产生量

2.1 冶炼单位稀土氧化物(REO)的产污系数

稀土冶炼过程中产生的主要污染物包括废水污染物，如化学需氧量(COD)、氨氮、铅、氟化物(液)和总磷等；废气，如烟粉尘、SO2和氟化物(气)等；固体废物污染物，如一般冶炼废渣和HW14危险废物等. 根据22家典型调查稀土企业推算得到不同稀土矿、不同生产工艺、不同冶炼产品的产污系数见表2.

表2显示三大类稀土矿产污系数存在较大差异. 包头混合型稀土矿冶炼产品有混合碳酸稀土和单一稀土氧化物两种，稀土冶炼过程中产生的特征污染物为浓硫酸高温焙烧稀土精矿产生的焙烧尾气和稀土草酸盐或碳酸盐高温灼烧时产生的灼烧烟气，及含钍放射性的危险废物[12,31]. 包头混合型稀土矿每生产1 t单一稀土氧化物要比生产1 t混合碳酸稀土产生更多的污染物，其中，单一稀土氧化物氨氮产生量是混合碳酸稀土的2.2倍，COD是1.8倍. 通过对2007年污染源普查数据库中包头稀土企业主要产品产量统计发现，包头矿稀土冶炼产品中混合碳酸稀土占89%，单一稀土氧化物仅占11%.

表2 我国三大类稀土矿产污系数

氟碳铈矿冶炼过程中产生的特征污染物有氧化焙烧废气、酸溶过程中产生的盐酸酸雾、灼烧烟雾等，另外，氟碳铈矿萃取分离采用氨皂化-P507分离工艺，会产生大量氨氮废水，每生产1 t REO产生610.6 kg氨氮.

南方离子型稀土矿冶炼分离过程中会产生大量的氨氮或高盐度废水. 目前，离子型稀土矿萃取分离主要有两种技术：①氨水皂化萃取分离工艺，这种工艺会产生大量废水，稀土产品在碳铵沉淀过程中也会产生大量氨氮废水；②近年来逐渐推广的非氨皂萃取分离工艺，该工艺突破了氨水或液碱皂化有机相萃取分离稀土的传统方式，从源头消除了氨氮废水、高盐废水的产生[31]. 相比氨皂萃取分离工艺，非氨皂萃取分离工艺COD减少了76.3%，氨氮减少了92.2%. 通过对2007年污染源普查数据库中江西重点稀土企业生产工艺的调研发现，约81%的企业仍采取氨皂萃取分离技术，仅19%的企业采取非氨皂萃取分离技术.

2.2 稀土冶炼污染物产生量

稀土冶炼过程中产生大量的废气、废水和固体废物，目前大部分稀土生产企业环保治理设施不完善，有的小稀土冶炼厂甚至没有环保治理设施，其所排放的“三废”对大气、水体、土壤产生严重污染[31]. 该文核算结果显示，2013年我国稀土冶炼工业废水、COD和氨氮产生量分别为378.3×104、7 679.2和45 446.5 t(见表3)，稀土精矿冶炼产品产量占我国有色金属行业产量的0.21%，但上述污染物产量却占我国有色金属冶炼及压延加工业对应污染物的0.39%、1.13% 和6.10%，相比其他有色金属行业，氨氮为稀土冶炼特征污染物. 2013年，稀土冶炼废渣、HW14危险废物产生量分别为4.9×104和7.5×104t，占我国有色金属冶炼及压延加工业相应污染物的0.04%和1.33%，放射性污染是稀土冶炼的另一特征污染物，需引起高度重视.

表3 2013年我国稀土矿污染物产生量

2.3 稀土冶炼污染物空间分布特征

我国三大类稀土矿冶炼的污染物产生量空间差异较大(见图2和表3). 包头混合型稀土矿各类污染物在全国均占较高比重，尤其是大气污染物和固体废物. 包头矿稀土冶炼产品产量占全国总量的59.0%，但SO2和氟化物(气)却占全国稀土冶炼对应污染物的97.5%和99.0%以上. 包头矿生产1 t REO产生的SO2是氟碳铈矿的76倍，是南方离子型稀土矿的8倍. 这与包头矿在冶炼、分离过程中采用高温焙烧工艺产生大量有毒有害气体密切相关，经湿法处理后，这些有害气体还会由气相转为液相，造成严重水体污染，如包头水污染中氟化物(液)占全国稀土冶炼氟化物(液)总量65.3%以上. 另外，包头稀土冶炼还产生了大量冶炼废渣，占我国稀土冶炼废渣的80.1%，HW14危险废物占86.9%. 包头稀土矿冶炼伴生的放射性元素钍泄露会对人体健康造成很大危害，除了会增加肺癌、胰腺癌、肝脏等疾病的死亡率，还会导致基因变异[32].

相比包头矿，氟碳铈矿在冶炼过程中采用了氧化焙烧-盐酸优浸工艺，减少了大气污染物，但萃取分离采用氨皂化-P507分离工艺，会产生氨氮废水. 氟碳铈矿冶炼产品产量占全国总量的32.2%，氨氮产生量占我国稀土冶炼氨氮总量的35.9%. 在洗水循环使用过程中，氟碳铈矿还会产生含氟废水，氟化物(液)占我国稀土冶炼氟化物(液)的34.7%. 另外，氟碳铈矿稀土冶炼重金属铅产生量也较高，约占我国稀土冶炼铅产生量的51.7%.

南方离子型稀土矿冶炼水污染相对严重，其稀土矿冶炼产品产量占我国稀土冶炼总量的8.8%，但冶炼产生的COD和氨氮分别占到14.3%和19.0%. 离子型稀土矿生产1 t REO的氨氮产生量是包头混合型稀土矿生产1 t单一稀土氧化物的1.7倍，是生产1 t混合碳酸稀土的3.9倍左右. 氨氮对水生生物危害很大，会使鱼类等水生动物中毒甚至死亡，水中氨氮在一定条件下转化成亚硝酸盐，当其与人体蛋白质结合时形成亚硝胺，是一种强致癌物质. 总体来看，北方包头矿冶炼以大气污染和放射性核污染为主，南方离子型稀土矿以水污染为主，山东、四川氟碳铈矿冶炼废水中氨氮、重金属铅含量偏高.

图2 2013年三大类稀土矿主要污染物占比Fig.2 Proportion of pollutants in three major rare earth mines in 2013

3 稀土冶炼环境成本核算

3.1 稀土冶炼环境成本分析

稀土矿冶炼单位REO的环境治理成本通过产污系数与单位污染物治理成本相乘计算得到(见表4). 南方离子型稀土矿废水中COD和氨氮污染物浓度含量高，废水治理成本较其他两个矿区大，是氟碳铈矿的1.4倍，是包头混合型稀土矿的1.8倍. 包头混合型稀土矿冶炼单位REO的环境污染治理成本最高，是氟碳铈矿和离子型稀土矿的1.7和1.5倍. 其中，废气治理成本是氟碳铈矿和离子型稀土矿的16.6和7.7倍，固体废物治理成本是氟碳铈矿的3.6倍.

表4 冶炼单位REO环境污染治理成本

Table 4 Cost of pollution abatement for per unit of REO refining 元t

表4 冶炼单位REO环境污染治理成本

稀土矿区废水治理成本废气治理成本固体废物治理成本合计混合型稀土矿1487106215864135氟碳铈矿1902644432409离子型稀土矿268313832824

2013年，我国稀土冶炼“三废”环境污染治理成本合计为28 729×104元. 其中，废水治理成本最高，占稀土冶炼环境治理成本的49.8%，废气和固体废物污染治理成本分别占19.0%和31.2%(见表5). 稀土冶炼大气污染治理成本总计5 471×104元，其中SO2、烟粉尘和氟化物污染治理成本分别占比70.0%、7.3%和22.7%. 固体废物治理成本总计8 954×104元，其中冶炼废渣和HW14危险废物治理成本分别占比1.6%和98.4%. 我国稀土冶炼环境治理成本最高的三项为水污染、HW14危险废物和SO2治理成本，最低的三项为一般冶炼废渣、烟粉尘及氟化物治理成本.

3.2 稀土冶炼环境成本空间分布特征

三大类稀土矿冶炼的环境污染治理成本空间差异较大. 2013年，我国稀土冶炼环境成本70.5%集中在包头混合型稀土矿，22.4%集中在氟碳铈矿区，7.1%集中在南方中重型离子稀土矿(见表5). 可见，相比南方中重型离子稀土矿区，北方轻稀土矿区稀土冶炼环境污染更为严重，环境治理成本更大.

从污染物类别来看，2013年我国稀土冶炼废水污染治理成本为14 303×104元，其中包头混合型稀土矿、氟碳铈矿和南方离子型稀土矿占比分别为50.9%、35.5%和13.6%. 稀土冶炼废气污染治理成本为5 471×104元，三大稀土矿占比分别为95.0%、3.1%和1.8%. 固体废物治理成本为8 954×104元，包头混合型稀土矿和氟碳铈矿占比分别为86.7%和13.2%. 从污染物治理成本空间分布来看，我国稀土冶炼废气和固体废物治理成本高度集中在包头混合型稀土矿，包头稀土矿SO2、烟粉尘和氟化物环境污染治理成本占全国比重的97.5%、56.1%和99.9%，一般冶炼废渣和HW14危险废物治理成本占全国的81.1%和86.9%. 废水污染治理成本有50%左右集中在氟碳铈矿和南方离子型稀土矿.

三大类稀土矿环境污染治理成本构成也存在较大差异. 2013年包头混合型稀土矿冶炼环境污染治理成本为20 250×104元，其中废水、废气和固体废物治理成本分别占36.0%、25.7%和38.3%. 值得关注的是，包头矿稀土伴生的放射性辐射污染具有隐蔽性强、杀伤力大的特点，放射性污染对人类造成的危害周期很长且难以估量. 从污染危害损失角度来看，如果放射性污染没有得到有效预防与妥善处理，包头矿固体废物环境成本要远高于该文核算的治理成本. 氟碳铈矿稀土冶炼环境治理成本为6 435×104元，其中废水污染治理成本最高，占78.9%，废气污染和固体废物治理成本分别占2.7%和18.4%. 南方离子型稀土矿环境污染治理成本为2 045×104元，其中95%以上集中在废水治理上，这是因为离子型稀土矿稀土呈阳离子状态吸附于高岭石、白云母等黏土矿物表面，分离过程需消耗大量的酸和碱，导致废水中氨氮浓度高，治理成本大.

表5 2013年我国稀土冶炼环境污染治理成本

3.3 稀土氧化物环境成本与市场价格对比分析

我国现行稀土资源定价机制的主要缺陷是资源自身的价值耗损与环境外部成本在稀土价格中体现不完全，价格低于其真实成本与内在价值，严重扭曲[20-25]. 该文将核算的稀土冶炼环境成本与市场价格进行对比，可揭示出我国稀土资源开发的资源环境代价，为稀土定价机制改革提供数据基础.

内蒙古包头市和江西赣州市是我国北方轻稀土矿和南方中重型稀土矿的两大典型矿区. 包头混合型稀土矿铈、镧等稀土元素含量丰富，氧化铈和氧化镧含量占包头稀土氧化物总量的48.73%和27.25%. 2016年1月，这两种稀土氧化物市场价格为10 650和10 000元/t(中国有色金属价格网，http://ys.zh818.com)，包头矿冶炼单位稀土氧化物环境成本为4 135元/t，占氧化铈和氧化镧市场价格的38.8%和41.4%. 江西赣州离子型稀土矿氧化钇含量高达64.9%，2016年1月氧化钇市场价格为26 000元/t，离子型稀土矿冶炼单位稀土氧化物环境治理成本为2 824元/t，占氧化钇市场价格的10.9%. 我国稀土冶炼环境代价高，尤其是北方轻稀土矿，冶炼单位稀土氧化物环境治理成本高于南方中重型离子稀土矿.

4 结论与建议

a) 北方轻稀土矿以大气污染和放射性污染为主，南方中重型稀土矿以水污染为主，尤其是氨氮污染严重. 包头混合型稀土矿SO2和氟化物(气)产生量占全国稀土冶炼对应污染物的97.5%和99.0%，HW14危险废物占86.7%. 南方离子型稀土矿采用氨皂萃取分离技术生产1 t REO氨氮产生量是包头混合型稀土矿的1.7～3.9倍，是氟碳铈矿的2.3倍.

b) 2013年我国稀土冶炼“三废”的环境成本总计28 729×104元，其中废水环境成本14 304×104元，废气环境成本为5 471×104元，固体废物环境成本为8 954 ×104元. 我国稀土冶炼环境成本的70.5% 集中在包头混合型矿区，22.4%在氟碳铈矿区，7.1%在离子型稀土矿区. 包头混合型稀土矿废水、废气和固体废物环境成本分别占36.0%、25.7%和38.3%. 氟碳铈矿和南方离子型稀土矿稀土冶炼环境成本都集中在水污染方面，分别占各自环境治理成本的78.9% 和95%以上.

c) 我国稀土冶炼环境代价高，尤其是北方轻稀土矿. 包头混合型矿冶炼单位稀土氧化物的环境成本为4 135元/t，占氧化铈和氧化镧市场价格的38.8% 和41.4%左右；南方离子型稀土矿的环境成本为2 824元/t，占氧化钇市场价格10.9%.

d) 我国稀土冶炼的环境代价成本高，需加大对稀土冶炼的污染治理力度. 改变传统的“末端治理”模式，发展清洁生产，走绿色转型发展道路. 开展稀土采选环节的生态破坏损失核算，将其与稀土冶炼环境成本共同纳入稀土生产成本中，加速推进我国稀土市场价格改革. 通过征收稀土环境税、建立稀土价格基准等手段实现稀土开发生态环境外部成本内部化.

[1] MCLELLAN B C,CORDER G D,ALI S H.Sustainability of rare earths:an overview of the state of knowledge[J].Minerals,2013,3(3):304- 317.

[2] KANAZAWA Y,KAMITANI M.Rare earth minerals and resources in the world[J].Journal of Alloys and Compounds,2006,408409410411412(19):1339- 1343.

[3] ZHANHENG C.Global rare earth resources and scenarios of future rare earth industry[J].Journal of Rare Earths,2011,29(1):1- 6.

[4] MASSARI S,RUBERTI M.Rare earth elements as critical raw materials:Focus on international markets and future strategies[J].Resources Policy,2013,38(1):36- 43.

[5] DUTTA T,KIM K H,UCHIMIYA M,etal.Global demand for rare earth resources and strategies for green mining[J].Environmental Research,2016,150:182- 190.

[6] United States Geological Survey. Mineral commodity summaries, rare earths[EBOL].Virginia:U.S. Geological Survey,2016[2016-02-28]. http:minerals.usgs.govmineralspubsmcs.

[7] WÜBBEKE J.Rare earth elements in China:policies and narratives of reinventing an industry[J].Resources Policy,2013,38(3):384- 394.

[8] CHAKHMOURADIAN A R,WALL F.Rare earth elements:minerals,mines,magnets (and more)[J].Elements,2012,8(5):333- 340.

[9] KLOOSEK P,KULLIK J,VAN DEN BOOGAART K G.A systemic approach to the problems of the rare earth market[J].Resources Policy,2016,50:131- 140.

[10] WANG L,ZHONG B,TAO L,etal.Atmospheric thorium pollution and inhalation exposure in the largest rare earth mining and smelting area in China[J].Science of the Total Environment,2016,572:1- 8.

[11] BINNEMANS K,JONES P T.Rare earths and the balance problem[J].Journal of Sustainable Metallurgy,2015,1(1):1- 10.

[12] 王国珍.我国稀土采选冶炼环境污染及对减少污染的建议[J].四川稀土,2006(3):2- 8.

[13] 程建忠,车丽萍.中国稀土资源开采现状及发展趋势[J].稀土,2010(2):65- 69. CHENG Jianzhong,CHEN Liping.Current mining situation and potential development of rare earth in China[J].Chinese Rare Earths,2010(2):65- 69.

[14] 苏文清.中国稀土产业经济分析与政策研究[M].北京:中国财政经济出版社,2009.

[15] 葛新华,储昭升,金相灿,等.外源性稀土La和Ce对几种淡水微藻生长影响的研究[J].环境科学研究,2004,17(S1):66- 69. GE Xinhua,CHU Zhaosheng,JIN Xingcan,etal.Effects of external rare-earth lanthanum and cerium on growth characteristics of algae in fresh water[J].Research of Environmental Sciences,2004,17(S1):66- 69.

[17] MANCHERI N A.World trade in rare earths,Chinese export restrictions,and implications[J].Resources Policy,2015,46:262- 271.

[18] SCHLINKERT D,BOOGAART K G V D.The development of the market for rare earth elements:Insights from economic theory[J].Resources Policy,2015,46:272- 280.

[19] YANG X J,LIN A,LI X L,etal.China′s ion-adsorption rare earth resources,mining consequences and preservation[J].Environmental Development,2013,8:131- 136.

[20] 曾先峰,李国平,汪海洲.基于完全成本的碳酸稀土理论价格研究:兼论中国稀土资源定价机制改革[J].财经研究,2012(9):134- 144. ZENG Xianfeng,LI Guoping,WANG Haizhou.Theoretical price of rare earth carbonate based on full cost:analysis on the reform of pricing mechanism of rare earth resources in China[J].Journal of Finance & Economics,2012(9):134- 144.

[21] 赖丹,王黄茜.完全与不完全成本下的稀土企业收益比较研究:以南方离子型稀土企业为例[J].中国矿业,2014(1):50- 53. LAI Dan,WANG Huangqian.Benefit comparison between the full and incomplete costs of rare earth enterprise-take ion-type rare earth enterprise in southern of China as an example[J].China Mining Magazine,2014(1):50- 53.

[22] 宋文飞,李国平,韩先锋.稀土定价权缺失、理论机理及制度解释[J].中国工业经济,2011(10):46- 55. SONG Wenfei,LI Guoping,HAN Xianfeng.Missed pricing power over rare earth:theoretical mechanism and system explanation[J].China Industrial Economics,2011(10):46- 55.

[23] 邢斐,何欢浪,金梦,等.下游国的贸易报复与中国稀土出口政策[J].世界经济,2012(8):92- 114.

[24] WENG Z,HAQUE N,MUDD G M,etal.Assessing the energy requirements and global warming potential of the production of rare earth elements[J].Journal of Cleaner Production,2016,139:1282- 1297.

[25] AIPING H,JIANPING G,YALIN L.Verticalvs. horizontal integration:game analysis for the rare earth industrial integration in China[J].Resources Policy,2016,50:149- 159.

[26] 周夏飞,朱文泉,马国霞,等.江西省赣州市稀土矿开采导致的水土保持价值损失评估[J].自然资源学报,2016,31(6):982- 993. ZHOU Xiafei,HU Wenquan,MA Guoxia,etal.Assessing the loss value of soil and water conservation resulted from the mining of rare earth ore in Ganzhou,Jiangxi Province[J].Journal of Natural Resources,2016,31(6):982- 993.

[27] 蒋洪强,徐玖平.环境成本核算研究的进展[J].生态环境学报,2004,13(3):429- 433. JIANG Hongqiang,XU Jiuping.Advances in the research on environmental cost accounting[J].Ecology and Environment,2004,13(3):429- 433.

[28] 王立彦.环境成本核算与环境会计体系[J].经济科学,1998(6):53- 63.

[29] 冯喆,高江波,马国霞,等.区域尺度环境污染实物量核算体系设计与应用[J].资源科学,2015,37(9):1700- 1708. FENG Zhe,GAO Jiangbo,MA Guoxia,etal.Design and application of regional scale environmental pollution physical accounting[J].Resource Science,2015,37(9):1700- 1708.

[30] 环境保护部.国家危险废物名录(部令第39号)[R].北京:环境保护部,2016.

[31] 黄小卫,张永奇,李红卫.我国稀土资源的开发利用现状与发展趋势[J].中国科学基金,2011(3):134- 137. HUANG Xiaowei,ZHANG Yongqi,LI Hongwei.Development trend and research progress of rare earth extraction in China[J].Bulletin of National Natural Science Foundation of China,2011(3):134- 137.

[32] CHEN X A,CHENG Y E,RONG Z.Recent results from a study of thorium lung burdens and health effects among miners in China[J].Journal of Radiological Protection,2005,25(4):451- 460.

Evaluation of Environmental Costs of Rare Earth Exploitation and Analysis of their Spatial Difference Characteristics in China

MA Guoxia1, WANG Xiaojun2*, YU Fang1, WU Qiong1, PEN Fei1

1.Chinese Academy for Environmental Planning, Beijing 100012, China 2.Institute of Agricultural Economics and Development, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China

Accounting for the environmental costs of rare earth (RE) exploitation provides critical information for pricing reform of RE mining industry in China. The objective of the present study was to evaluate the environmental costs of RE refining, and to analyze their spatial difference characteristics based on the method of environmental abatement cost under the consideration of China′s RE resources characteristics in 2013(the study area does not include Hong Kong,Macao and Taiwan). Data were collected from the National Pollutants Sources Census as well as Rare Earth Statistics Yearbook 2013. The results indicated: (1) refining of RE caused severe environmental pollution: air pollution in North China and water pollution with particularly high ammonia nitrogen emission in South China due to the differences in the rare earth element concentration in minerals. (2) Environmental abatement costs of RE refining were up to 2.87×108RMB in 2013. Depending on the type of pollution caused in which RE refining process, the environmental abatement costs were varied. Costs of pollution for water, air and solid waste were 1.43×108, 5.5×107, 8.9×107RMB respectively. In terms of regional disparity, mines in North China accounted for 92.9% of the total environmental abatement costs, and 7.1% for South China. (3) As for environmental cost of per unit of rare earth oxides (REO), the cost for mines in North China (typically mines in Baotou City, Inner Mongolia) was 4135 RMB/t, which comprised 38.8% of the market price of lanthanum oxide and 41.4% of the market price for cerium oxide. As for the environmental abatement costs per REO, the cost for a typical REO in South China′s mines was 2824 RMB/t, accounting for 10.9% of yttrium oxide′s market price.

rare earth; environmental cost; environmental abatement cost; spatial difference characteristics

2016-10-12

2016-12-28

国家自然科学基金项目(41371533)；国家环境保护公益性行业科研专项(201309043)；中国博士后科学基金(2016M590164)

马国霞(1978-)，女(回族)，宁夏同心人，研究员，主要从事区域经济与环境经济研究，magx@caep.org.cn.

*责任作者，王晓君(1986-)，女，山西平遥人，博士后，主要从事资源经济与政策研究，xjwang86@gmail.com

X821.3

1001- 6929(2017)06- 0817- 08

A

11.13198/j.issn.1001- 6929.2017.01.98

马国霞,王晓君,於方,等.我国稀土资源开发利用的环境成本及空间差异特征[J].环境科学研究,2017,30(6):817- 824.

MA Guoxia,WANG Xiaojun,YU Fang,etal.Evaluation of environmental costs of rare earth exploitation and analysis of their spatial difference characteristics in China[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(6):817- 824.