太湖流域企业的水风险评估体系

唐登勇,张 聪,杨爱辉,胡洁丽,胥瑞晨,郑宁捷 (1.南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心,江苏 南京 210044；2.南京信息工程大学环境科学与工程学院,江苏 南京 210044；.世界自然基金会(瑞士)北京代表处上海项目办公室,上海 20008)

“水风险”是指在自然因素及人类活动的影响下,水系统、生态系统和经济系统难以协调发展,并由此危及自身平衡和经济可持续发展的可能性[1].太湖流域地处长江三角洲的核心区,人口密集、工业集中,随着城市化的急剧发展和区域经济的高速增长,流域的水环境遭到极大冲击和破坏[2-3].在水环境恶化、水资源短缺和企业环保压力日益增大的情况下,如何正确评估企业水风险,降低水风险,是企业需要面对的一个难题.

近年来,已有国内外学者开始对流域、企业水风险的识别、评估和削减进行研究,并取得一定成果[4-6].但目前对水风险的研究主要集中于水灾害、水资源短缺、水污染以及水生态风险评价等方面[7-8].研究内容大多针对某一区域或者流域的水风险评估[9-10],对企业水风险评估的研究较少.在相关风险评价中比较注重水质、水量以及水环境承载力等物理风险的评价[11-12],涉及监管风险和声誉风险的研究较少.本研究以WWF开发的全球水风险评估体系为基础,根据太湖流域实际环境情况和企业数据的可获得性,筛选了部分指标,并采用层次分析法确定权重,对WWF的企业水风险评估体系进行本土化研究.同时,选取了太湖流域的一家化工企业进行实例研究.

1 水风险的含义

WWF和DEG对水风险进行了重新定义,认为水风险是指自然因素和人类活动行为引起的一些潜在的与水有关的风险,包括物理风险、监管风险及声誉风险3个方面.其中,物理风险是指受人类活动和自然因素的影响,造成水量和水质风险;监管风险是指政府对涉水管理的执行情况,包括法律法规的一致性、法规的执行能力和公平性等;声誉风险是指负面的公众舆论带来的潜在风险[13].

2 企业水风险评估体系本土化研究

2.1 风险评估指标的选取

WWF的水风险评估体系,主要从全球的角度出发,其中部分指标与我国的数据统计方式不一致,有些指标太过宽泛,并不适用于太湖流域的企业进行水风险评估.因此,遵循科学性、全面性、可行性、规范性等相关原则[14],通过资料的收集和企业调研,根据我国太湖流域水环境污染现状、企业的管理模式、数据的可获取性、可操作性以及水相关的要求,根据相关专家意见,对原有体系的一部分指标进行更替.更换的指标主要参考了《工业企业产品取水定额编制通则》(GB/T 18820-2011)[15]、《环境影响评价技术导则 地面水环境》(HJ/T 2.3-93)[16]、《太湖流域管理条例》[17]和《企业环境信用评价办法(试行)》[18]等相关标准、法规.

2.1.1 物理风险指标的选取 WWF水风险评估中物理风险主要包括水量短缺、水污染、供水风险3大类12项指标,如图1所示.主要在以下方面做了调整:由于“对足够的淡水对于企业的重要性”评估太过主观,另根据企业的实地调研,即使是同一行业,内部不同生产工艺,不同产品之间用水量相差较大,因此将其与指标“该行业平均用水定额”合并.根据《工业企业产品取水定额编制通则》(GB/T 18820-2011)中相关内容[15],选取指标“企业单位工业产品平均取水量Vui”来评估水对企业的重要性及耗水水平.Vui的计算公式如下:

式中:Vi为企业一年内生产的工业产品的总取水量,t; Q为企业一年内生产所有的产品数量,产品的计量单位根据现行产品目录中统计口径确定.

根据《环境影响评价技术导则 地面水环境》(HJ/T 2.3-93)中水质评价要求[16],选取水质指标“污水水质复杂程度”作为评估企业污水水质指标.鉴于调查研究,太湖流域环保形势严峻,企业供水和废水处理大多数由开发区或园区水服务商统一提供,小部分企业拥有河道自行取水排水资格,如若水服务商停止运营,企业会被遏令停止生产.因此,将供水相关指标替换为“1年内企业供水排水危机次数”.由于太湖流域为缓解水资源危机实行“用水总量控制”[19],对某些地区的企业限定了严格的用水量,因此,将“不同水源或自来水的取水量及不同水源的取水比例”替换为“企业额定用水量是否得到满足”.根据《太湖流域管理条例》规定[17],太湖流域实施排污总量控制,将水污染排量相关指标“企业总取水量中废污水比例”和“废水排放总量”合并为“实际废水排放量占批复废水排放量的百分数”.计量是企业科学的管理基础[20],完善的用水排水计量管理能有效提高企业的水管理水平,降低水风险,设定新指标“企业用水排水计量管理”.调整后的物理指标如下:①企业单位工业产品平均取水量Vui;②污水水质的复杂程度;③企业用水净化的要求;④实际废水排放量占批复废水排放量的百分数;⑤企业水质监测频次;⑥企业额定用水量是否得到满足;⑦企业水的重复利用率(占用水总量);⑧企业用水排水计量管理;⑨1年内企业供水排水危机次数.

图1 WWF物理风险评估体系Fig.1 Index system of physical risk assessment developed by WWF

2.1.2 监管风险指标的选取 在监管风险方面,WWF风险评估体系(图2)的三项指标中“公司是否有计划在管理方面做出重大调整”与声誉风险内水管理方面的指标有所重复,将该指标舍去.根据调研,企业废水排放情况是政府部门对企业监管的重要方面,新增加了《企业环境信用评价办法(试行)》中的“排污口的规范化”和“排污许可证”作为监管风险评估指标[18].调整后的监管指标如下:①是否满足所有排放标准;②是否因严重违反排放标准而受到处罚;③排污口规范化;④排污许可证.

图2 WWF监管风险评估指标体系Fig.2 Index system of regulation risk assessment developed by WWF

图3 WWF声誉风险评估指标体系Fig.3 Index system of reputational risk assessment developed by WWF

2.1.3 声誉风险指标的选取 WWF所提出的声誉风险总计12项,如图3所示.由于本研究主要集中在太湖流域,以及国际媒体和地方媒体的差异性,将前两项指标国家、全球媒体的报道合并为“媒体对该地区水事件的报道”.调研发现,随着公众环保意识的提升,媒体和公众对企业的监督作用逐渐体现,有部分企业曾多次被群众举报,影响其企业声誉,故新增“群众投诉次数”,“媒体对企业的负面报道”两项指标[18,21].企业的声誉主要是关于企业社会责任的披露,更多关注的是企业对水相关社会责任的担当[22],内部水管理所占权重较小,“未来三年水相关重大投资”,“采取相关涉水管理”,“是否制定水管理规划”,“是否有监测水质水量的高层会议”等指标主要关注的是企业水管理相关问题[13],因此将其合并为“企业是否有水管理制度及投资计划”.对其他的指标也做了相应本土化改进.由于太湖流域的发展快速,接连不断出台环保等政策,企业及园区不断升级改造[23],评价周期从WWF企业水风险评估的3a、5a统一调整为1a.改进后的声誉风险指标为:①媒体对企业的负面报道;②群众投诉;③媒体对企业所在地区水事件的负面报道;④企业对流域其他利益相关方的了解;⑤企业用水与其他利益相关方相比其重要性;⑥企业是否积极参与园区(流域)水环境管理;⑦水相关管理最高负责人;⑧附近居民评价;⑨企业是否有水管理制度及投资计划.

2.2 权重的确定

权重的确定采用定性和定量分析相结合的层次分析法(AHP)[24].AHP主要通过构建层次结构模型,构造判断矩阵,一致性检验和计算指标权重向量等步骤确定各指标权重[25].AHP为风险评估体系权重计算提供了一种便捷且有效的方法,目前已广泛应用于生态评估、水资源评价和环境风险评价领域[26-27].

2.2.1 构建层次结构模型 针对22个水风险指标构建了企业水风险评估的AHP分析模型如图4,模型主要分3个层次,(1)目标层A,模型的决策最高层,即企业水风险评估综合值;(2)准则层B,是该模型要素的分类层,即物理风险、监管风险、声誉风险3大类;(3)指标层C,该层为各种风险下评估的具体指标.该水风险体系是对WWF的企业水风险评估的本土化研究,因此,准则层B依然延续WWF水风险权重比,物理风险0.4,监管风险0.25,声誉风险0.35.

图4 企业水风险评估AHP模型Fig.4 AHP model of enterprise water risk assessment

2.2.2 设立判断矩阵 判断矩阵是将上层分类所涉及到的指标元素进行比较,参考WWF水风险评估体系中相关权重指标[13]和实地调研了解的情况,邀请WWF及高校相关专家共同研讨,通过“1～9比率标度法”判定其相互间的相对重要性,最后以数值形式在矩阵中表示[28].企业水风险评估体系物理风险B1,监管风险B2,声誉风险B3的判断矩阵分别如下:

2.2.3 一致性检验 判断矩阵需要进行一致检验,其一致性比率CR公式如下[29]:

式中:CI为度量判断矩阵偏离的一致性指标;λmax为该矩阵的最大特征根;n为矩阵阶数;RI为同阶平均随机一致性指标,其具体数值见表1[30].CI=0时,表示矩阵具有完全一致性,若CI值愈大,则判断矩阵的一致性就愈差,当CR＜0.1时,即可以认为判断矩阵一致性可以接受,反之,则要继续重新调整判断矩阵,直至结果满意[31].

表1 1阶～10阶平均随机一致性指标表Table 1 Mean random consistency index of 1-order to 10-order

根据公式(2)和(3)分别计算矩阵B1、B2和B3的一致性指标CR,CR(B1)=0.0314＜0.1、CR(B2)=0.0103＜0.1、CR(B3)=0.0363＜0.1表明判断矩阵B1、B2和B3具有良好的一致性.准则层权重采用WWF企业水风险权重比,所以无需进行整体层次的一致性检验.

2.2.4 权重的计算 本文权重向量W的计算采用几何平均法,对矩阵A的元素按每行相乘得到新向量,对新向量的每一个向量开n次方,最后将向量归一化即可,权重指标向量Wi的计算公式如下[32]:

权值向量计算结果分别为:

2.3 水风险核算评估

整个评估体系采用5级5分制划分等级,根据各项指标的权重,采用通用的综合指数加权求和法计算综合评分值,即用各评估指标的评分值与它的权重系数相乘并求和来反映企业水风险的大小.计算公式如下:

式中:R表示水风险评估等级;Ci表示各评估指标的评分值;Wi为各指标相对水风险的权重系数.计算结果越大,水风险程度越大,反之越小,如表2所示.在WWF水风险的基础上,根据指标选取的相关具体规定[14-18],通过对多位专家的咨询和组织企业、园区内利益相关方的研讨,确定各指标分级的临界值.最终构建的企业水风险评估体系如表3所示.

表2 水风险等级评估Table 2 Assessment of water risk grade

表3 太湖流域企业水风险评估体系Table 3 Enterprise water risk assessment system in Taihu Lake basin

续表3

3 实例研究

3.1 2015年A企业水风险评估

A企业是太湖流域一家生产食品添加剂的化工企业.通过企业实地调研,查看生产记录台账、环保台账、管理制度等熟悉企业生产情况、工艺流程和环保部门对企业的行政处罚情况.通过对周边居民发放调查问卷、实地走访等形式了解企业声誉及周边水环境,检索媒体对当地及企业的负面报道情况.该企业2015年生产及水相关数据如表4所示.企业排污许可证批复年废水排放量90000t.

表4 2015和2016年企业生产及水相关数据Table 4 Production and water related data of the enterprise in 2015 and 2016

表5 2015和2016企业水风险各项指标评估结果Table 5 Assessment results of the enterprise water risk in 2015 and 2016

续表5

表6 2015和2016年企业水风险评价值比较Table 6 Comparison of the enterprise water risk assessment value in 2015 and 2016

具体水风险评估状况如表5所示,根据公式(5)核算的企业水风险评价值如表6所示.2015年企业物理风险评价值为2.92,主要原因是:企业单位产品平均取水量较高,污水水质较为复杂,实际废水排放量占批复废水排放量的百分比较大,自行水质监测频次低,部分生产线水质要求较高.2015年企业监管风险评价值为2.57,主要原因是:企业对结晶废水采用雨水和工业水混合稀释排放,且排污口未安装在线监测仪器.企业声誉风险评价值为2.30,主要原因是:企业所处地区水环境质量较差,媒体对该地区水环境负面报道频次高,企业对园区利益相关方了解不详细,未积极参与园区水环境管理.企业附近水环境较差,曾被群众投诉举报偷排,但经环保部门核查,未存在偷排行为.附近居民对企业评价为不满意.2015年企业A的综合水风险评价值为2.61,风险等级为III,属中等风险,有潜在风险,可能会对企业造成一定损害.

3.2 2016年A企业水风险评估

2015年底～2016年初,A企业实施一系列水风险削减方案,具体方案如表7所示,总计年节水3.88万t,节省蒸汽0.297万t,减排废水3.9万t.

2016年企业生产及水相关数据如表4所示.具体水风险评估状况如表5所示,根据公式(5)核算的企业水风险评价值见表6. 2016年物理风险评价值降至2.36,主要是因为加装了结晶废水氨氮预处理设备,无需再兑水稀释排放,显著降低了废水排放量,加大了水质监测频次.但由于产品耗水量较高,水质复杂程度为中等,行业本身水风险较高,部分生产线水质要求较高等原因,物理风险依然较高.

监管风险方面,2016年A企业风险评价值为1.00,主要是因为解决了稀释排放的问题,安装了水质在线监测仪器,降低了监管风险.2016年企业声誉风险评价值为2.13,虽然企业积极参与园区水环境管理,对利益相关方的了解也逐步加深,但由于附近水环境没有较大改善.经调研附近居民对企业评价不满意,存在对企业投诉现象,声誉风险较高.A企业2016年综合水风险降至1.94,风险等级为II, 为可约束性风险,属低风险区.但风险评价值已接近中等风险,建议A企业完善三级计量考核制度,对雨水处理利用,继续积极参与园区水管理,实行污染物排放和环保措施的信息公开,与附近居民进行有效的沟通.

表7 企业水风险削减方案Table 7 Enterprise water risk reduction projects

4 结论

4.1 根据太湖流域的水环境现状、企业管理方式、数据的可获取性、相关标准及法规和相关专家共同意见,修改了WWF企业水风险部分指标,构建太湖流域企业水风险评估体系.采用层次分析法确定各指标权重.评估指标的分级延续了WWF企业水风险评估体系的5级5分制,采用综合指数加权求和方法计算综合评分值.

4.2 选取太湖流域A化工企业进行了实例研究.经评估,A企业2015年综合水风险评价值为2.61,风险等级为III级,属中等风险;其中,物理风险、监管风险、声誉风险评价值分别为2.92、2.57和 2.30.实施7项水风险削减方案后,2016年A企业综合水风险评价值降至1.94,风险等级为II,属低等风险;其中,物理风险、监管风险、声誉风险评价值分别为2.36、1.00和2.13.

[1] WWF, DEG. Assessing water risk-a practical approach for financial institutions [R]. WWF and DEG report, 2011.

[2] 许 妍,马明辉,高俊峰.流域生态风险评估方法研究——以太湖流域为例 [J]. 中国环境科学, 2012,32(9):1693-1701.

[3] 汪嘉杨,翟庆伟,郭 倩,等.太湖流域水环境承载力评价研究[J]. 中国环境科学, 2017,37(5):1979-1987.

[4] Stuart M, Lapworth D, Crane E, et al. Review of risk from potential emerging contaminants in UK groundwater [J]. Science of the Total Environment, 2012,416(2):1-21.

[5] Nikolaow I E, Nikolaidou M K, Tsagarakis K P. The response of small and medium-sized enterprises to potential water risks: an eco-cluster approach [J]. Journal of Cleaner Production,2015,11(2):4550-4557.

[6] 魏 娜,仇亚琴,甘 泓,等.WWF水风险评估工具在中国的应用研究以长江流域为例 [J]. 自然资源学报, 2015,30(3):502-512.

[7] Nevidimova O G, Yankovich P E, Yankovich K S. Functionalanalytical capabilities of GIS technology in the study of water use risks [J]. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2015,24(1):12-20.

[8] Norén V, Hedelin B, Bishop K. Drinking water risk assessment in practice: the case of Swedish drinking water producers at risk from floods [J]. Environment Systems and Decisions, 2016,36(3):239—252.

[9] 祝慧娜,袁兴中,梁 婕,等.河流水环境污染风险模糊综合评价模型 [J]. 中国环境科学, 2011,31(3):516-521.

[10] 廖 强,张士锋,陈俊旭.北京市水资源短缺风险等级评价与预测 [J]. 资源科学, 2013, 35(1):140-147.

[11] Liu M, Wei J, Wang G, et al. Water resources stress assessment and risk early warning—a case of Hebei Province China [J].Ecological Indicators, 2017,73:358-368.

[12] Symeon E C. Water resources conservancy and risk reduction under climatic instability [J]. Water Resources Management, 2011,25(4):1059-1062.

[13] 王 浩.中国水风险评估报告(2013) [M]. 北京:社会科学文献出版社, 2013:41-42.

[14] 要亚静,卢学强,邵晓龙,等.基于全流程最优的工业园区企业废水处理技术评估 [J]. 中国环境科学, 2017,37(8):3183-3189.

[15] GB/T 18820-2011 工业企业产品取水定额编制通则 [S].

[16] HJ/T 2.3-93 环境影响评价技术导则 地面水环境 [S].

[17] 中华人民共和国国务院.太湖流域管理条例 [EB/OL].http://www.gov.cn/zwgk/2011-09/15/content_1948417.htm.

[18] 环境保护部,发展改革委,人民银行,等.企业环境信用评价办法(试行) [EB/OL]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201401/t20140102_265940.htm.

[19] 陈 方,盛 东,高 怡,等.太湖流域用水总量控制体系研究[J]. 水资源保护, 2009,25(3):37-40.

[20] 黄耀文,王顺安.中小企业计量管理 [M]. 北京:中国计量出版社, 2006:39-41.

[21] 晁 罡,石杜丽,申传泉,等.新媒体时代企业社会责任对声誉修复的影响研究 [J]. 管理学报, 2015,12(11):1678-1686.

[22] 齐丽云,李腾飞,郭亚楠.企业社会责任对企业声誉影响的实证研究—基于战略选择的调节作用 [J]. 科研管理, 2017,38(7):117-127.

[23] 马海良,乜鑫宇,李 丹.基于污染指数法的太湖流域水污染治理效果分析 [J]. 生态经济, 2014,30(10):183-189.

[24] 孙元敏,陈 彬,黄海萍,等.南海北部海岛周边海域生态环境质量综合评价 [J]. 中国环境科学, 2016,36(9):2874-2880.

[25] Azarnivand A, Hashemi-Madani F S, Banihabib M E. Extended fuzzy analytic hierarchy process approach in water and environmental management (case study: Lake Urmia Basin, Iran)[J]. Environmental Earth Sciences, 2015,73(1):13-26.

[26] Chen X, Gao H, Yao X, et al. Ecosystem-based assessment indices of restoration for Daya Bay near a nuclear power plant in South China [J]. Environmental Science & Technology, 2010,44(19):7589-7595.

[27] Huang P H, Tsai J S, Lin W T. Using multiple-criteria decisionmaking techniques for eco-environmental vulnerability assessment: a case study on the Chi-Jia-Wan Stream watershed,Taiwan [J]. Environmental Monitoring & Assessment, 2010,168:141-158

[28] Sun H, Wang S, Hao X. An improved analytic hierarchy process method for the evaluation of agricultural water management in irrigation districts of north China [J]. Agricultural Water Management, 2017,179:324-337.

[29] Shabbir R, Ahmad S S. Water resource vulnerability assessment in Rawalpindi and Islamabad, Pakistan using analytic hierarchy process (AHP) [J]. Journal of King Saud University - Science,2015,28(4):293-299.

[30] Sutadian A D, Muttil N, Yilmaz A G, et al. Using the analytic hierarchy process to identify parameter weights for developing a water quality index [J]. Ecological Indicators, 2017,75:220-233.[31] 钟振宇,柴立元,刘益贵,等.基于层次分析法的洞庭湖生态安全评估 [J]. 中国环境科学, 2010,30(1):41-45.

[32] 邓 雪,李家铭,曾浩健,等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究 [J]. 数学的实践与认识, 2012,42(7):93-100.

致谢：感谢审稿人、编辑提出宝贵意见和方华副教授在英文摘要修改方面的帮助.