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作者:刘广兵 刘伟京 李小路 徐明 单位:江苏省环境科学研究院
工业生产的水资源消耗和污水排放对生态环境造成较大压力,工业经济仍未摆脱“高污染、高消耗”的发展模式黑色金属冶炼及压延加工业、金属制品业、化学原料及化学制品制造业和纺织业等传统的高污染、高消耗行业产值分别排在第4,5,6,7位,4个行业工业产值占一级保护区工业总产值的25.0%。一级保护区内产值最高的前100个企业中,37%属于高污染、高消耗行业。一级保护区内有纺织企业637家,占企业总数的6.5%,但纺织行业COD排放量居各行业之首,占排放总量的37.21%。无锡市区、宜兴市和吴江市主要工业污染源均为纺织业,纺织业COD排放量分别占各地工业排放总量的29.5%,54.7%和83.1%。一级保护区工业经济还没有从根本上摆脱高污染、高消耗的发展模式。(3)外来人口多,人口密度大一级保护区人口为207.7万人,陆域范围平均人口密度约为1600人/km2,是江苏省平均人口密度(748人/km2,2008年)的2.14倍。一级保护区内有6个工业园区,产业定位包含纺织、服装等劳动密集型行业,一定程度上加剧了区域人口的聚集,外来人口占一级保护区人口总数的33.6%。其中吴江市外来人口比重最大,达到45.1%,其次是无锡市区,外来人口占39.0%,2地区外来人口所占比重均在一级保护区平均水平以上,一级保护区人口及外来人口分布见图1。外来人口的大量聚集虽然推动了经济快速发展,但给环境造成了一定的压力。污染物排放强度大根据统计,太湖一级保护区COD排放量为17816t/a、氨氮排放量为1781t/a、总磷排放量为346t/a、总氮排放量为3424t/a。一级保护区面积占整个太湖流域的3.7%,COD、氨氮、总氮、总磷排放量分别占流域总量的3.1%,2.8%,3.5%,6.0%。一级保护区工业用水66.58万t/km2(江苏省为3.44万t/km2),工业废水排放量3.13万t/km2(江苏省为2.53万t/km2),生活污水排放量6.62万t/km2(江苏省为2.71万t/km2)。可见,一级保护区污染物排放水平接近太湖流域整体水平,总磷排放强度甚至超过了整个流域;用水及排水强度已超过全省平均水平,污染物的高强度排放和水资源的高消耗对太湖生态环境产生直接影响。
严格控制建设用地规模严格控制居民点工矿用地规模,一级保护区内凡新建工业企业(项目)必须进入通过环境影响评价的开发区,改、扩建项目必须符合国家和省地方政策法规且在经过有权部门的严格审批后方可施行。一级保护区内的开发区数量及规模维持现状水平,近5年不再批准新建和扩区的开发区。新建居民点必须在城镇总体规划区内,近5年一级保护区内城镇规划区维持现状水平,不再批准新建和扩区的城镇总体规划[5]。调整工业结构(1)清理整顿重污染企业一级保护区范围内严禁新建、改(扩)建包括纺织染整、化工、电镀、造纸、钢铁和食品(啤酒、味精)等重污染行业的项目。对区域内164家六大重污染行业企业实施提标改造,按照清洁生产二级标准重新核发排污许可证,达不到排污许可证要求的一律依法关闭。区域内尚没有接管的重污染企业必须接管。按照《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》(环办(2004)47号)要求,对产生危险废物的搬迁单位必须按照要求制定土壤功能修复实施方案。(2)提高产业集约化水平,鼓励发展第三产业发挥高新技术产业集聚能力,积极发展电子信息、新材料、新能源等高新技术产业,综合运用经济、法律和必要的行政手段,采取关停、转移、转型和转化等方式,通过政府引导、市场运作、依法推进的工作机制,坚决限制和淘汰高能耗、高物耗、高危险、低效益的企业、生产工艺和产品,提高整个区域产业资源的集约化程度[6-7]。大力发展“低消耗、低排放、高科技、高产出”产业,加快形成节约、环保、高效的产业体系。大力发展第三产业,加快产业结构向“三、二、一”的转变,加快形成区域内服务内容丰富、服务对象配套、服务功能协调的现代服务业体系。制定行业规划和完善市场机制,促进以生活服务为主体的传统第三产业改造、提升、转型,大力发展以现代物流、金融服务、生态旅游、科技服务、信息服务、咨询服务、国际服务外包等为重点的生产业,逐步形成一级保护区经济社会又好又快的发展新格局,创建人与自然和谐相处、经济与环境协调发展的新模式。优化城乡布局,调整人口结构(1)限制劳动密集型产业,控制外来人口增长限制发展劳动密集型产业,对处于低端的高消耗、高污染劳动密集型企业进行科技改造,提高技术含量,淘汰旧产品,培训提高工人技能,尽可能地减少用工人员。(2)限制一级保护区内城镇规模优化太湖一级保护区城乡布局,发展紧凑型都市圈,科学合理地限制城镇用地规模,不得扩大城市规划区范围,城市规划区以外不得新建住宅小区,严格控制建设用地面积。
通过对太湖一级保护区进行调研,得到了以下的结论。(1)一级保护区土地开发强度为17.2%,已超过苏中苏北地区,并直逼苏州市开发平均水平,高强度的土地开发必将带来高强度的污染物排放。今后一段时间内必须限制城镇发展规模,并严格控制居民点工矿用地规模。(2)一级保护区产业积聚度高,企业密度是江苏省企业密度的4.2倍,且未摆脱高污染、高消耗的发展模式。必须加快工业结构调整,清理整顿重污染企业,提高产业集约化水平,鼓励发展第三产业。(3)一级保护区人口密度大,是江苏省平均人口密度的2.14倍;外来人口多,占总人口的比例达33.6%,加剧了一级保护区的环境压力。必须限制劳动密集型产业,并控制外来人口增长。
论文摘要:英国在工业化的进程中,发生了较为严重的城市河流污染,主要因为工业化时期的城市化水平和社会认识尚不能承载工业化带来的全面影响,加之国家治污力度多受掣肘及科技水平的制约,河流污染的状况在19世纪没能得到显著改善,引发生态环境恶化及流行病侵害等不良后果。后发国家应以英国工业化的得失为镜,实现工业化的科学发展。
英国是世界上第一个实现工业化和城市化的国家。以蒸汽动力为标志的工业革命,为不列颠最早叩开了现代化的大门。然而,在工业化的进程中,与经济:荣和城市发展相伴的还有遭受污染的生态环境,其中,城IIJ河流污染尤为严重。英国,在摘取了一个工业化先行者JPG该摘取的最优惠成果的同时,也尝到了工业化及城了化造成的水污染苦果。对尚未实现工业化及正处在现代化进程中的后发国家规避和整治“迈达斯的灾祸”有所裨益2=16促进人与自然和谐发展。故本文不揣浅陋,愿就工业化时期英国城市河流污染的成因、防治及其特点等问题予以探讨,以就教于方家。
一、英国城市河流污染的状况
城市水污染自古有之。人类早期活动产生的废弃物大都被排人大气或弃置于水中,古时的城市居民已有用法令和规章控制污染的尝试。在古希腊,只有获得特殊允许才能设立制革厂;古罗马也有规章规定,制革、榨油和洗衣作坊只能设立在没有居民点的台伯河对岸。但是,早期的污染仅限于十分狭窄的范围。
上百年来,英国的毛纺业等传统工业无疑也降低了河流水质,但是,严重的水污染直到19世纪工业化时期才真正发生。工业革命以来,随着工业的发展和城市人口的剧增,不断排放的工业废水和生活污水使英国的许多河流受到了污染,在19世纪,城市河流污染成为十分普遍的现象。
恩格斯对当时河流污染的描述颇为详尽。例如,流经利兹的艾尔河,“这条河像一切流经工业城市的河流一样,流人城市的时候是清澈见底的,而在城市另一端流出的时候却又黑又臭,被各色各样的脏东西弄得污浊不堪了”;流经曼彻斯特的两条小河—艾尔克河与梅德洛克河的污染状况亦十分严重,“停滞的艾尔克河,这是一条狭窄的、黝黑的、发臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滞的,而且发出臭味。
此外,流经西赖丁约克的卡尔德河,在1852年以前始终是鱼类喜爱的栖息地,至1867年,皇家委员会已不得不沮丧地承认:“流经西赖丁约克的,与其说是河水,不如说是墨汁。艾尔克河的支流布拉德福河,曾是男孩们捕鱼的乐园,也被工业化的浪潮熏染得通体黝黑,以致“只需一根火柴,就可以将它点燃”,俨然是一条随时喷发的黑龙。
泰晤士河曾是一条美丽的河流,英国人习惯地称之为“老父亲泰晤士”。19世纪以前,泰晤士河河水碧波荡漾,鱼虾成群,是举世闻名的鱿鱼产地,诗人蒲柏在1728年将其描绘为“银色的洪流”。工业革命以来,随着沿途城市居民的剧增以及大量工厂的建立,各种污染物源源不断地进人泰晤士河,牛津以下河段的水质急剧恶化,泰晤士河成为一条污浊不堪的“臭河”。1855年,化学家法拉第致信《泰晤士报》:“整条河变成了一种晦暗不明的淡褐色液体……气味很臭……整条河实际上就是一道阴沟。可见,英国城市的水污染在19世纪中期已经相当严重。
二、英国城市河流污染的成因
那么,究竟为何诸多河流在一个世纪里都变了色、变了味,这么严重的污染是怎样产生的呢?无疑,工业废水和公共废水是城市水污染的主要来源,其中,英国工业革命时期的工厂布局和工业类型又是产生大量工业污水的直接原因。
工业化初期,主要的机械动力是水力,“由于使用水力机,工厂不得不设在大流量的急流旁边”。因此,英国的第一批近代工厂自然傍河而建,在英国工业的发源地和中心—曼彻斯特,“几乎所有的厂房都是沿着贯穿全城的三条河流和各种运河建立起来的。这既解决了动力问题,又方便了废水处理,河流也成了废水排放的理想场所。蒸汽机发明后,以前依靠水力机械、依河而建的工厂逐渐转移到城市中,但工厂对那些流经城市的河流的依赖并没有减轻。因为蒸汽机的第一需要和大多数工业生产部门的主要需求,都是比较洁净的水。水作为冷却剂是蒸汽机不可或缺的,一些工业部门如毛纺业、印染业、造纸业的生产过程也离不开水,还有酿酒、洗煤,没有水更寸步难行。同时,水路为工业主提供了廉价的运输途径。因此,一条河流附近往往分布多家工厂,例如艾尔克河,“桥以上是制革厂;再上去是染坊、骨粉厂和瓦斯厂,这些工厂的脏水和废弃物统统汇集在艾尔克河里”。这些废水中往往含有铅、碱、硫等污染物,而且大多是未经处理就直接排放,使水质大大降低,造成严重的河流污染。
造成城市水污染的另一主要来源是公共废水。公共废水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗涤剂。公共废水的存在本不可避免,但在英国工业化时期,因城市化和城市人口增长过速,加上市政建设滞后,遂使水污染加剧。
一方面,与工业化相伴的是,英国城市化发展迅速,城镇人口增长急剧。势如潮涌的人口,被压缩到很小的拥挤不堪的中心点上。从增长数量上看,大约在1800年,英国只有一个大城市—伦敦,人口约100万,远远超过其他城市如利物浦、曼彻斯特、伯明翰和布里斯托尔等(这些城市的人口大多只在5到10万之间)。1850年伦敦人口增至2,360,000人,另有9个城市在10万人以上,18个城市在5万到10万之间。1910年英国有46个城市超过10万,伦敦人口更是猛增至450万。从增长率看,兰开夏在1700年至1801年间人口差不多增加两倍,曼彻斯特的人口在1773年至1801年间也增加了两倍。到1851年,英国的城市人口已首次超过农村。城市的扩展和人口的集中大大增加了水资源的消耗,也使城市的公共卫生日益恶化,垃圾成堆、污水横流构成了那时英国许多城市的基本外貌。
另一方面,英国城市化虽快,但城市化水平较低,市政建设滞后。“所有的市镇,不论是新的还是老的,都面临着公共卫生的严峻问题,工业化早期,英国的城市尚未建立清扫垃圾的制度,垃圾粪便随意堆放,人们甚至因厕所太少不得不随地大小便。特别是贫民窟,成了疾病流行的孽生地,被人们称为“霍乱国王的巢穴”。在利兹,最不卫生的地区是工人住的狭窄的房屋区,这类建筑物里不具备任何一种排水设施,厕所少且前后无遮无盖。到1831年,即使是已拥有14万以上居民的曼彻斯特市区仍没有铺砌街道和修建下水道的条例。非但如此在曼彻斯特新城(又叫爱尔兰城,theIrishtown),“街道没有铺砌,也没有污水沟,可是这里却有无数的猪群”。大量垃圾、粪便、洗涤用水还有从街道屠宰场排出的水染上深红色的兽血,经过公用阴沟和露天排水沟通往小河、水坞,加重了城市河流的污染。
综上所述,工业化和城市化的“副产品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工业化时期英国的社会思想是污染得以加剧的促因。
首先,英国人将“自由放任”思想奉为圭泉,对工业革命造成的工业中心人口膨胀、城市污染和公共卫生等问题尽量不干预;其次,社会以追逐财富为价值取向,对“污染”则漠不关心。英国贵族通过经营追求财富早已成为惯例,社会中下层又有着一股“向上看”的风气,于是上行下效,社会形成了以谋求利润为荣的风气。
难怪连外国观光者都不禁要惊呼:“英国的城市纯粹是工作和挣钱的地方,而绝非休息和享受的乐园,那种具有更高尚品格的人还没有出现。
三、英国城市河流污染的防治及其特点
随着河流污染状况的不断加剧,以及由此引发的各种危害,人们开始意识到有必要采取措施对污染予以遏制,但长期似来,社会的反应并不积极。直到19世纪中期,随着流行病的多发,城市才开始实行系统的卫生改革,如下水管道、清水供应和道路清洁等。同时,社会对城市河流污染的防治也愈加重视,各项治理措施逐渐建立,整治渠道逐步完善。下面将结合英国在这一时期的防治措施,对城市河流污染的治理特点进行探讨。
(一)各群体和多渠道的广泛参与。生态学家和卫生学家最先向社会发出正视污染的呼声,他们是治污的先行者。部分生产者组成志愿协会,呼吁减少废物排放、倡议革新生产技术,为政府的积极治理建言献策。议会和政府通过立法和行政手段,全面领导水污染的治理。这样,河流污染的防治得到了议会、政府、社会组织和个人等各群体的参与和支持。
(二)议会立法和政府作为是治理污染的主导力量。一方面,从议会来说。1848年霍乱发生后,议会通过了第一部“公共卫生法”,并成立卫生部,虽不是专为治理水污染而设,但它规定在传染流行区域设立地方性卫生委员会,负责处理当地污水问题。由于习惯法提供的防御河流污染的措施起不到明显效果,1855年,议会颁布了《有害物质去除法》,试图对那些以工业废水污染河道的制造商处以罚款1865年和1868年,议会又先后两次委任皇家委员会,负责调查河流污染的状况并寻求行之有效的治理途径叫即。在第一届委员会提交初次报告后十年,议会通过了《1876年河流污染防治法》,这是英国历史上第一部防治河流污染的国家立法,也是世界历史上第一部水环境防治法规。法案不仅对禁止排放的各类污水和违法行为进行了详细规定(包括工业废液、颗状和悬浮状污染物、下水道污水排放等),还任命专家担任审查官,向工作部门提供实施建议,并通过监督技术改进以控制河流污染。这是一部具有“框架性”意义的法案,它关于防治河流污染的基本原则一直沿用至1951年。
另一方面,从政府作为来看,主要是加强市政的排污系统建设。例如,1858年伦敦市政当局修建的“伦敦下水干道”,以及1863年秋动工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程举措,通过建立下水道网络将工业污水和生活垃圾转移到下游地区,为减少伦敦水生疾病的发病率方面起到了重要作用。应该说,在19世纪,尤其是下半叶,英国议会和政府在治理河流污染方面确实做出了一定的努力,也取得了一些积极的效果。
(三)专家治理充当重要角色,发挥积极作用。1842年查德威克的《英国劳动人口卫生状况的调查报告》发表,揭示出糟糕的公共卫生状况,尤其是“飘着恶臭的厕所、污水沟和被污染的饮用水”是引发霍乱的根源。麻醉医师约翰·斯诺也提出同样的观点,1849年,他发表《论霍乱的传染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍乱传播的主要渠道”。他的这些结论有力地说明了治理水污染的必要性,也坚定了全社会的治水决心。1848年,约翰·西蒙医生被任命为伦敦城区的保健医官,“这一职务不仅在争取城市制定供水、排水、贫民窟的清洁规划方面起了重要作用,而且对确保有关建筑和人口过分拥挤的规章的执行具有重要意义”。
议会在第一部河流污染防治法制定之前委任了两届皇家委员会,委员会全都由相关领域的专家组成。如第二届皇家委员会的主要成员:皇家工程院德尼森爵士、化学家弗兰克兰德和农学专家默顿等人。他们通过调查取证,亲自实验,向议会递交调查报告,同时,专家们还对肆意向河流排放废水的行业进行严厉谴责,同时建议政府设立限制废水排放的详细标准,为国家制定水污染防治法案提供了理论依据。
碍于诸多阻挠因素,《1876年河流污染防治法》的实施效果并不理想,19世纪末,英国主要河流受污染的糟糕状况没有显著改善。1898年,英国又一次委任多名专家组成皇家委员会,调查污染来源和督查河流防治的进度。与德尼森爵士等前辈不同的是,此次委员会的专家们更加务实。他们注意综合考虑多方利益,设法调动工厂主的治污积极性,待之以宽,不求速变,先制定适度可行的治污标准,再随污染状况的改善而逐年将标准提高。在这种务实精神的倡导和促进下,产生了一系列减轻水污染的新方法。首先,也是最简捷的方法—一些滨海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托尔等)将部分污水注入大海,通过污水转移以缓解河流的吸纳压力。其次,建立“污水农场”,将污水引到离城镇不远的农场用以灌溉作物,既廉价、无害,又不影响丰产,到19世纪末,像伦敦、曼彻斯特和诺丁汉等地附近已有不少这类农场。此外,多种净化剂得以应用,如动物骨灰、焦炭和页岩等,都能起到过滤和净化污水的效果。可以说,这些成效凝聚着诸多专家的汗水和智慧。
治污成效虽不显著,但仍在困境中渐进19世纪特别是下半叶,英国人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人满意,因为在河流污染的防治过程中尚存在诸多阻力。
其一,政府治污不坚决。一方面,英国在19世纪面临国内政治经济和对外关系等诸多紧迫问题,相形之下,河流的防治事宜尚不够急切;另一方面,对工业与贸易利益的关切使行政当局不愿对工矿企业的污染行径和搪塞应付过于苛责,这势必影响政策法规的贯彻力度。其二,工厂主和矿主不诚心。革新生产技术、减少污水排放意味着投入的必然增加,显而易见,这种增加成本和损耗利润的要求是无法让各行业的污染大户欣然接受的。其三,民众不觉悟。“一条受污染的河流对健康的实际影响,在19世纪70年代还不为公众所认识。168公众对皇家委员会提出的防治措施或一无所知,或漠不关心,更有甚者对一些协会付出的反污染的努力嗤之以鼻,将其讥为理论家的空谈。其四,科技不过关。19世纪中后期的科学对水污染特征、水污染对健康的影响以及水的净化问题上缺乏明确认识,科学家不能准确找到河流中有毒物质的来源,而关于污染治理的技术开发又不够成熟,要改善大规模的污染状况自然是力不从心。因此,有人总结道:“河流污染的治理必定被看成是维多利亚时代公共卫生史中令人最不满意的一章。尽管如此,英国人在防治河流污染过程中取得的积极成效还是不能抹煞的。超级秘书网
四、关于英国城市河流污染及治理的几点启示
作为第一个进入工业化社会的国家,英国城市河流污染的经历和治理得失值得后发国家借鉴。
第一,正确认识河流污染的危害,重视水污染的防治。河流污染不仅破坏生态环境,而且直接威胁人们的正常生活和生命安全。鱿鱼是深受英国人喜爱的食物,可在1836年,泰晤士河的鲤鱼已几乎绝迹,而在塞文河、特伦特河与埃文河,也变得越来越稀少。在19世纪90年代,英国不得不向加拿大和挪威大量进口蛙鱼,以稳定在比灵斯门鱼市的价格1858年,奇臭的泰晤士河令在河畔开会的议员们不堪忍受,被迫将会议延后一周举行19世纪霍乱频发,仅1832年一次,就“大约使3100英国人丧生”。放眼全球,因河流污染而引发生态恶化和危害人们健康的事例不胜枚举,有的触目惊心,所以污染防治关系重大,不容轻视。
1.1微量成分
铜、锌、铅、铬的特点是除铜外,其它检出率皆超过50%,检出率较高;但除11号点下邪村(参见图1)铅检出超标(国家饮用水标准,下同)外,其它皆未超标(表l),整个市区所取样点没有检出汞和镐。
酚的检出率较低,但超标率较高达24%。其检出最高值为0.29mg/l(赖山新河纸厂),超标1朽倍。氰普遍检出,但含量一般在标准的一、二个数量级以下。调查中发现,一些距工业区甚远的地区水井中酚、氰含量较高(潘集西北部农村),表明其不完全来自工业污染,很可能是长期引用水灌溉日渐累积造成的。区内化学耗氧量最高达9.smg/1,超标近4倍,反映出局部有机污染较重。
1.2常蟹组分
(l)硬度和硫化度75个水样点统计表明,矿化度最大值为1.859/1,超标率为6.6肠;硬度最大值为49.7H“,超标率为8%。两者超标率相当,且分布规律一致,于区内形成了较为稳定的分布面积(图1)。
(2)州值统计表明,1987年市区浅层地下水PH平均值为7.578,其中淮河以南为7.567,淮河以北为7.619;1990年PH平均值为7.171,其中淮河以南为7.129,淮河以北为7.340。可见,pH值变化呈下降趋势,下降速率淮河以南大于淮河以北。由此可见市区地下水污染源大多属酸性。1982年市区曾测得弱酸性酸雨说明地下水从补给源开始已遭到了酸的污染。
(3)三氮三氮含量较低。硝酸根含量最高为14.97mg/1,远低于45mg/1.但NH+及NO3-离子普遍检出,且局部超标,进一步说明了区内存在有机污染。
1.3地下水化学类型
市区地下水化学类型较为复杂。按舒氏分类法有11种类型,其中多数是以HCO3为主要阴离子类型(图2).局部地带如位于山前地带的山王镇工农村3号点,HCO3却降为次要阴离子,而Cl一成了主要阴离子,显然是污染所致。
上述可见,市区浅层地下水微量成分含量表明,个别点或局部地段已严重超标;常量组分大都具明显的异常表现。浅层地下水污染已具一定规模,局部已相当严重。
2浅层地下水污染现状评价
2.1评价方法及原理
地下水质量评价方法很多,在评价模式、评价标准和质量分级等方面都存在不同的认识。本文在认真分析了区域地下水污染特征的基础上,采用了模糊集理论与综合水质指数相结合的评价方法。
(1)模糊集理论法首先建立各评价参数相对于不同水质级别的隶属函数关系,构成模糊矩阵,并对诸评价参数配以适当权重,通过复合运算,求出不同水质级别的隶属度,然后根据隶属度大小确定水质级别。
(2)综合水质指数法该法是通过计算出每个监测点单个指标的污染指数和权重大小,考虑多个指标复合而得到综合水质指数(PI),然后据水质分指数的检出和超标情况确定PI的分级界线来进行评价的。
2.2参数及地下水分级
淮南市城市特点,决定了市区浅层地下水污染是以工业、煤矿生产影响为主,兼有农业生产、居民生活等方面因素共同作用造成的。考虑区内所取的分布较为均匀的97个水样点所检的37个水化学成分的检出及超标情况,选取了酚、氰、氟、COD、三氮、氯、硬度、矿化度等8个评价参数。
分级考虑的基本原则是地下水饮用卫生标准和区域本底浓度。通常国家饮水标准考虑了各指标对人体健康危害的限量,是正常生理活动的卫生标准,只要参数含量接近或超过饮水准,便可认为地下水已明显受到污染,并以此作为三级水。而把区域本底浓度作为地下水开始受到污染的起始浓度(据区域检测数据计算)确定为一级水标准。据此限制条件并参照前人评价标准,把本区浅层地下水水质分为5个级别(见表2)。
2.3权重的选取
权重选取的合理性,直接关系到评价结果的准确性。本文采用国家饮水标准与主观分析判断相结合的方法。一方面,根据水质指数Ci/Si(Ci为实测值,Si为国家饮水标准)的大小确定权重。Ci/Si大权重亦大,反之就小。因为国家饮水标准已考虑了各参数对人体健康的危害限量,含有一定的权重因素,另一方面,考虑各参数本身地球化学特性及对环境的危害程度,人为地对各参数赋予权重大小。考虑上述两方面因素将所得的两种权重(ai.bi)进行代数积并归一化,得到修正后的权重Ai,即
2.4综合评价
(l)模糊集法综合评价是通过复合运算实现的。鉴于本次评价的8项参数主因素控制并非突出的特点,选用了一次型作为隶属函数模型。用Q表示综合评价结果(1x5)阶行模糊矩阵,则Q=A·R。式中A为经归一化得到的一个(lx8)阶行权重模糊矩阵;R为由单个评价因子行矩阵组成的一个(8x5)阶模糊关系矩阵。最后通过复合运算得出综合评价结果.
(2)综合水质指数法综合水质法指数(月)是通过下式计算得到,即
式中俄为评价参数权重(同上),Ii为水质分指数,C为实测值,C0为评价标准值。评价的水质质量分级方法是将水样点的计算值PI依大小顺序排列,列出表格,并写明各水样点的水质分指数,据各样点的乙检出和超标情况确定PI分级界线。据上述原则将该区地下水水质分为5级(表3)并与表1的水质级别相对应。由此可得出每个水样点的综合评价结果
3评价结果分析
3.1两种评价方法比较
(l)两种评价方法所得结果进行比较发现,所得出的水质级别都具有中间多两头少的特点(见表4、表5)。说明评价结果是可信的。
(2)“模法”是一种主因素突出型的评价方法。“模法”评价的分辨率比综合水质指数法高,能较准确地反映客观实际。本次评价按水质指数法没有划出一级水质,不太合理,如69、70号样点(图5),其评价参数水质分指数没有一个超过0.5,指数法定为I级水,显然不合实际。此外水质指数法评价中往往掩盖了较大值的存在,从而使地下水恶化程度降低,造成评价上的错误,如87、33号等样点的评价参数中有两项超标,水质指数法却定为I级水,显然有误,而“模法”定为I级水较为有据。
由于“模法”能较好地处理这类不确定间题,因而本次评价主要采用该法的评价结果。只是在“模法”评价中出现了确定级别较为困难的4个样点时,采用了指数法评价的结果。如80号点(0.45、0.45、0、0、0)、73号点(0.46、0.46、0、0、0)等,考虑到指数法评价出水质级别偏低而上述4个水样均处于I、l级水准,故4个水样点均取l级。
3.2评价结果分析
据综合评价结果(图6),淮南市区浅层地下水水质状况具有如下特点。
(l)在92个评价水样点中,从I至v级皆有分布,其中1级水最少(4个)。说明本区地下水大多出现了程度不同的污染。总体看,I、l级水点居多,占65.2%,W、v级水点较少,占30.4%;从分布面积看,l、,级水点占面积的72.74%,IV、v级水点约占24.5%。可见本地下水大都处轻污染状态,重及严重污染的水分布较为局限,但已具一定比例(表4)。
(2)淮河以北和淮河以南的水质级别统计资料表明,两区域I至v级水皆有分布,但污染程度和规模有明显差别(表6)。淮河以北l、l级水质点27个,占71.79%;重及严重污染点9个,占23.08%。而淮河以南l、皿级水质点32个,占60.38%;N、v级水质点19个,占35.85%。明显淮河南面较北面污染严重。这与南面厂矿企业集中(建有矿井九对,工业企业800多家)、北面厂矿企业少且分散(三对矿井,乡镇企业为主)以农村环境为主的城市功能分区有关。
(3)淮北南质变好该严与此区块长期引用北面的茨淮新河劣质水灌溉有关。靠近淮河因受淮河污水(全市工业企业排放废水的90%以上进入淮河)影响,水质渐差。特别于河道弯曲地带,因地势低洼,水质明显变差。如段湾、祁集两地(图5)。泥河两岸的地下水质受泥河污水影响不甚明显,仅在下游有所反映,可能与该河上游切割不深,下游水位较低河道开阔有关。
(4)淮河以南总体看,受厂矿企业布局的控制,水质分布较北面复杂的多。西部地区为淮南市主要煤炭开采区,建有大小矿井七对,大量工矿企业废水的排放使得该区块浅层地下水不仅污染重而且水质分布复杂。其中西南面山前地带和东南面李一、李二矿附近水质严重污染,前者与寿县化肥厂及淮南矿务局化工厂排污有关,后者与附近矿区的矿井水排放有关。中部地区,从泉山至田家庵一线,主要为机关、学校及居民生活区,地势较高,受污水影响小,水质较好。但在淮河的弯曲地段,如安成镇陆塘村,地势低洼,水质变差。东部地区,出现了水质严重下降的两个区块,一是窑河至大通一线,一是本区东南角。经调查,两者都与长期引用窑河及高塘湖劣质污水灌溉有关,前者还与九龙岗、大通矿(已报废)长期开。
平安县省级认定的畜禽规模养殖场达33家,主要分布在三合镇、古城乡、沙沟乡和洪水泉乡,其中:奶牛规模养殖场2家,肉牛规模养殖场4家,生猪规模养殖场8家,肉羊规模养殖场9家,蛋鸡规模养殖场4家,肉鸡规模养殖场5家,獭兔规模养殖场1家,还有大小规模不等的养殖规模户1388户。虽然通过省级认定的规模养殖场具备一定的污染物处理设备,但大多数没有通过认定的养殖场污染物治理仍面临艰巨的治理难题。据估算,一头60kg猪每天产生的粪尿量是同样体重人排泄量的近4倍,如果畜禽粪便得不到处理利用,一个20000头养猪场对环境的污染程度相当于10万人口当量。可见如此众多的污染物处理迫在眉睫。我国对畜禽污染物问题的研究起始于上世纪90年代。截止目前,我国出台的防治污染物的办法、法规一个接一个,如《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖业污染防治技术规范》等,把对畜禽养殖的污染管理与防治纳入了法制化的轨道。
2平安县畜禽养殖污染物处理存在的主要问题
2.1畜禽养殖规模化水平低由于受经济条件的限制,大多数畜禽养殖户无力承受规模化养殖场的大量投入,还保留在散养阶段,大量的粪污收集难、治理难。
2.2畜禽养殖污染物防治投入少由于受市场因素、管理水平、思想意识等因素的影响,部分规模化养殖场和养殖小区主动建设污染物防治设施的意识不强、积极性不高,未按环保要求落实污染防治措施。
2.3畜禽养殖污染物防治观念淡薄由于畜禽养殖是个古老的产业,人们的思想观念对其污染物的危害没有充分的认识,导致粪污、尿污随意堆砌、排放,对污染物防治缺乏主管能动性,防治观念淡薄。
3平安县畜禽养殖污染物防治的对策及建议
平安县养殖场粪便除个别使用生态发酵床外,大部分以干清为主,也有部分用水冲洗清污,清理出的粪污以露天堆积发酵为主,既严重污染环境又浪费资源。针对于此,建议采用以下方法予以治理。
3.1积极引导养殖户走规模化、标准化的道路我县畜禽规模化养殖程度较低,给畜禽养殖污染物收集、处理带来了一定的困难,因此,积极出台类似家庭牧场的优惠养殖政策,鼓励、引导养殖户向规模养殖场、养殖小区发展;实施畜禽标准化养殖,建设标准化畜(禽)舍、标准化污染物处理设施,对粪便实行集中无害化处理,走规模化、集约化、现代化、生态化的养殖路子,做到达标排放,从而有效解决人畜混居、庭院环境污染等难题,而且标准化畜禽养殖小区可以为种植业提供大量的有机肥源,促进粮食的增值转化,带动种植业的增产增收。
3.2广泛宣传养殖污染物的危害及防治技术我县广大畜禽养殖户还停留在原始的散养阶段,对粪污的危害还处于一知半解的状态,对粪污处理后的用途也了解有限,因此,通过电视、培训班、宣传栏等形式加大对粪污危害、治理办法等的宣传,增强广大养殖户对治理粪污的积极性和治理水平。
3.3发展生态畜牧业,推广农牧结合模式畜牧业的发展应该走农牧结合、种养平衡的路子,坚持“政府主导、业主主体”的原则,在政府适当给予补贴下,调动养殖户对畜禽排泄物进行防控治理的积极性,按照种植业和周边土地的消纳能力布局畜禽养殖和规模,畜禽粪便及养殖污水经过无害化处理后回归农田、果园、林地等,大力推行农牧结合,发展生态畜牧业。
海岛农村水环境保护中存在的问题
1基础设施建设资金缺乏
六横镇村(社)比普陀其他兄弟乡镇的村(社)规模大、人口多、基础设施建设任务重。镇财政虽然支持力度挺大,但远远不能满足新渔农村建设的需求。村(社)的运转模式也与兄弟乡镇的各村不一样,六横镇在2003年合并了9个中心村,截至2007年底对9个中心村经济合作社全部进行了分设。现已全部以村经济合作社为单位开展工作,上级有关部门在争取项目、资金等方面没有考虑到六横镇的具体情况,仍以村(社)为标准来安排,使得六横镇政府在开展工作时,出现资金不足的情况。
2水环境保护意识不够
海岛(渔)农民把水作为自然应该供给的资源,水环境保护意识还较淡薄,造成水资源的过度浪费和严重污染。在新农村建设过程中,不仅是农村居民缺乏水环境保护意识,有些部门也忽视了农村水环境在城乡发展一体化建设中的重要作用,农村水环境保护往往被边缘化。
3水环境保护和污水处理规划滞后
与城市相比,海岛渔农村的环境保护工作开展起步较晚。城市环境的保护采取了优先政策,对城市的工业废水处理给予很多的优惠政策,而对海岛农村的环境保护工作相对滞后。海岛农村村庄布局散、规模小、功能不齐全,大部分海岛村镇都没有形成统一的环境保护规划和污水处理专项整治规划。
4污水处理能力薄弱
海岛农村基础设施建设滞后,污水管网服务范围有限,生活污水未经有效处理,顺地面漫流,流入就近明沟、河流和池塘,严重影响水体水质。海岛农村地势复杂,渔农居住相对分散,很难铺设污水管道,这对污水收集工作带来一定的困难,因此开发、引入建设成本低、处理效果佳、运行费用省、适合分散型的污水处理技术已成为解决海岛农村水环境污染问题的当务之急。
海岛农村水环境污染治理保护思路及对策
国家“十二五规划”中明确提出发展和建设舟山群岛新区。六横岛作为新区重点发展的十大岛屿之一,将重点发展船舶和海洋装备制造、港口物流、大宗物资加工、海洋能源和临港石化等临港产业,积极培育海水淡化及海水综合利用等新兴产业[6]。随着浙江海洋经济示范区建设提上日程,六横岛的社会、经济将发生翻天覆地变化,与此同时,环境压力也会与日俱增。其中,最为突出的还是工业污水和农村生活污水排放的污染问题。海岛淡水资源相对紧缺,受污染影响,水资源供需矛盾将进一步加剧。因此,在开发利用有限水资源的同时,加强海岛农村水环境污染治理和保护显得尤为重要。
1保护思路
针对海岛农村水环境污染治理受岛屿分散、基础设施薄弱及资金短缺等实际问题制约的情况。因地制宜做好科学规划、分步实施、分类治理、注重经济实效,逐步完善海岛农村污水处理设施,全面开展海岛农村污水整治工作。借助“小岛迁、大岛建”建设的契机,采取以“污水治理”“卫生改厕”等项目建设为重点,促进其他项目同时推进。通过水环境污染整治,切实保障海岛居民的饮用水和生活用水安全。
2治理和保护措施
1)加强宣传提高环保意识
解决海岛农村水环境污染问题最为关键的是要切实提高海岛居民的环保意识。扩大宣传,提高广大渔农民的卫生和环保意识。充分利用广播、电视、报纸等宣传媒体,向渔农民宣传国家有关环境保护的政策、法规,并大力推广生态农业和生态渔业的实用技术,帮助渔农民解决实际困难。学校要加强对中小学生的环保教育,通过向中小学生灌输环保知识,提高青少年的环境意识,培养他们的社会责任感,大力推进海岛渔农村水环境保护工作。
2)开展海岛村庄污水整治
加强海岛村庄整治建设,着力解决渔农村生活污水无序排放现象,保护渔农村水资源质量,全面提升渔农村人居环境,提高渔农民健康水平,重点开展渔农村卫生改厕工程、污水治理工程、生活垃圾处理工程。建立既可利用有机肥粪便又卫生且不污染水环境的生态卫生厕所。按渔农户尤其是无卫生厕所的渔农户和外来人口居住分布情况,每个村(经济合作社)至少建1个无害化公厕。要充分考虑粪便污水、生活污水纳入集中式污水处理收集系统的接口问题。建立健全渔农村生活垃圾处理机制,加大垃圾处理力度。
3)加快污水处理设施建设
加快生态村镇建设,尤其是人口多的村镇要加快污水处理设施建设,有自然条件的村镇也可修建一些人工湿地来配套污水处理。要因村制宜开展渔农村生活污水治理。与城市和区域污水处理厂临近的村庄(经济合作社)按照城乡或区域生活污水治理一体化的要求,通过建设截污管网,将村庄生活污水纳入污水处理厂统一处理。其他村(经济合作社)则根据村内地势、布局状况和经济情况,因村制宜选择厌氧生物处理技术、兼氧过滤处理技术、微动力处理技术和人工湿地处理技术等,以分户式、联户式、集中式的办法治理生活污水。对渔农村家庭小作坊企业多而散的情况,政府要加强引导和督促,严格控制污染源头,减少污水对河流的直接排放。
4)加强水环境执法监督
切实加强水环境污染防治的执法监管,保护饮用水源和海岛水环境。制定一些地方性渔农村环境保护规范,同时环保部门要严格执法。加大对重点区域、重点行业和重点企业的环境监督监管力度,发现违法排污企业和涉及可能造成饮用水源污染的情况都要严格按照有关条款进行处罚。完善饮用水源保护区划分,禁止一切向饮用水源保护区排污行为以及各种可能影响饮用水源安全的开发建设和生产活动。严格执行国家环保法律法规,严把各类新建项目环保准入关,严格控制新污染源产生。采取定期检查和不定期检查的方式,加强环境监管工作,保证水环境质量稳定。
在以往的“物理性污染控制工程”课堂教学中,普遍采用的是以教师为主导的“注入”式教学方法,学生主观能动性不强,缺乏学习兴趣,课堂气氛沉闷。引入项目式教学法后,将教学内容设计为若干个工程项目,通过组织学生参与项目设计来完成教学任务,让学生成为教学活动的主角,引导学生通过工程项目设计来串联该章节的知识点,将零散的知识系统化,将学生的关注点转移到如何运用专业知识和技能解决工程实际问题上来,以综合项目的物理性污染控制任务为载体带动课程教学,取得了良好的教学效果。并根据不同章节内容采取不同的教学方法,例如教学内容中有关噪声和振动污染及控制章节是本课程教学大纲中的核心内容,与工程联系较为紧密,以项目教学法为主,拟定的项目设计题目包括:(1)影院观众厅背景噪声控制工程设计:导入的内容包括吸声和隔声等噪声控制技术,并涉及噪声的评价和方法以及环境噪声标准等。(2)建筑屋顶通风系统噪声控制工程设计:导入的内容包括消声器的设计原理与依据等。(3)电厂厂区噪声治理与总平面布置设计:综合多种噪声治理技术,具体到噪声源的调查,隔声门窗的设计、机房内壁面的吸声设计、风机进排风口和烟道的消声设计、机电设备的减振设计等多方面内容,并根据主要噪声源的特点合理地进行布局,完成总平面的布置。
二、关于引入项目式教学的几点思考
(一)如何推进项目式教学法在“物理性污染控制工程”教学中引入项目式教学方法,虽然倡导以学生为主体,但并不意味着把课堂完全交给学生,教师就可以不用管了。实际上引入项目式教学法,对教师和学生的要求都提高了。对教师来说,如何围绕相关知识点来设计项目,引导学生在完成设计项目时掌握相关的理论知识要点;如何把握好设计项目的难度与实用价值,激发学生的学习热情与积极性,对项目式教学法的推进至关重要,这就要求教师对课程有一个系统的思路。由于《物理性污染控制》的知识点多,且知识点之间的逻辑性较差,并非所有章节内容都适合于项目教学法,这就需要针对该课程中的不同章节的特点,结合案例分析法、研讨式教学法等不同的教学方法来设计不同的教学内容和课堂教学法,以期达到最佳的教学效果。对学生来说,在获取知识方面,学生由原来的被动灌输转变为主动探取,增强了学生对知识学习的目的性与实用性,但同时也对学生的自学能力以及综合分析问题、解决问题的能力提出了更高的要求。且学生基础参差不齐,在刚开展项目设计的时候往往觉得非常难,无从下手,这就需要教师在推进项目教学法时由浅入深,循序渐进。根据设计题目引出相关知识点,做简要的讲解,让学生带着问题试着去设计完成项目。我们在噪声污染控制章节确立的第一个设计题目也特别选择了学生最熟悉的影院环境,要求学生根据电影院特有的声场完成影院观众厅背景墙的噪声控制工程设计方案,并说明设计的依据,讲解自己的设计方案。设计的过程也是一个思考的过程,学生从解决问题的角度逐个去了解各种噪声控制技术,为了说明设计依据,会进一步去理解声学理论基础。最后,教师根据学生设计时存在的问题,再详细讲解各种控制技术的优缺点和适用范围以及控制技术的特性和原理等,把教材中应当掌握的知识点通过项目设计串联起来,导入各种噪声治理技术、国家相关声环境标准和噪声排放标准,进而引伸到相应的声学理论知识等。学生带着实际工程问题进行探索性的学习和设计,有助于加深对知识在实践上的理解,主动学习的能力也会得到明显提高。在推进项目式教学的过程中,教学始终围绕项目而展开,从对项目的设计,然后再回到理论知识讲解这样一个教学过程。学生在完成项目的过程中,教师可以实时地跟踪学生的学习状况,了解哪些知识点学生还不能很好地去理解,从而增加相关知识的详细讲解或重点分析,做到有的放矢,这样有助于教学质量的提高。
(二)如何改进考核评估模式在项目式教学的推进过程中,激励机制也是必不可少的。因为项目式教学更关注的是学生在学习过程中的知识掌握情况,注重学习过程。激励的手段完全是内在的,侧重于项目实施的过程,而不仅仅看结果。同时,针对善于发现问题和解决问题的同学,可以通过建立一种考核标准来增加平时学习分数。这种激励方式,不但可以激发学生的学习热情,主动寻找学习的疑难问题,还鼓励学生进行创新。我们在规划教学内容时,即拟定了两个教学目标:一个是能力目标,一个是知识目标。对知识目标可以通过期末试卷来体现;对能力目标,则要更多地通过平时设计项目的完成情况来评价。由于拟定的设计题目涉及知识点较多,通常不会是一人一题,而需要几个同学一组共同来完成,最后成绩评定要能够客观地反映出每个同学的水平。为避免部分学生在团队中不贡献只共享,在开展项目设计时,就要求同一组的同学必须有明确的分工,保证每个成员都完成一部分设计内容,在讲解时各自针对其完成的设计内容回答相应的问题,以考察其对相关知识点的理解和掌握。最后从方案设计(40%)、回答问题(30%)、多媒体准备情况及效果(20%)、团队合作、科研素养(10%)等几个方面进行综合评价,对每一个方案设计进行评分,有教师的评分,也有同学之间的互评。最后总评成绩综合学生的设计方案、作业、期末考试及课堂平时情况等几方面的成绩。期末闭卷考试内容也改变了以往全部来自书本的情况,而更侧重于项目实施过程中,以及各个小组讲解过程中提出的问题。因为各个项目的选取都融合了不同的知识点,闭卷考试内容的转变也促使学生关注其他小组的讲解,全面参与和思考。实践表明,考核方式的调整,对同学的参与度、课堂的活跃度以及学生的综合能力的提高都有明显的促进作用。
三、结语
为确保南水北调东线工程效益的发挥,作为对调水工程影响较大的大汶河及其流域的水环境必须加以控制和治理。现结合我们多年来的调查研究资料,谈谈有关对策。
1、大汶河主要污染源及其污染现状
近年来,由于人口和经济的急剧增长,大汶河流域水体污染较为严重。据1990—2000年监测统计资料表明,流域内排污量较大,污染物质严重超标。受流域内各种污染源的排污影响,大汶河河流水体质量状况较差。
1.1主要污染源分布情况
新泰市是泰安市的主要工业基地,主要有造纸、印染、化工、机械、冶金、采掘等工矿企业,大都座落在大汶河南支柴汶河的上游河畔。
莱芜市位于大汶河北支牟汶河的上游,主要工业有钢铁、采矿、电力、机械、造纸等。
泰安市区是泰安市政治、经济、文化的中心,工业基础比较雄厚,主要有造纸、酿酒、食品加工、纺织、印染、机械、化工等,工业废水及城市污水大部分经泮河及其支流三里河、奈河和梳洗河等河流汇入大汶河。
肥城市是泰安市新兴的工业城市,位于泰安市的西北部。主要工业有采煤、炼焦、造纸和酿酒等,全部工业废水经康王河流入大汶河。
东平县在大汶河的下游。主要工业有造纸、纺织、酿酒及化工等。
宁阳县主要工业有化工、造纸、农药及煤矿等,大汶河流经宁阳县北部,接纳宁阳县部分工业废水和生活医疗污水。
1.2污染现状及其构成分析
(1)大汶河流域主要污染源分布较广,以新泰市、莱芜市、肥城市和泰安市为重点区域,它们是工业集中地域,排放的污废水量大。其等标污染负荷占整个流域的90%左右,是污染源的重点治理和控制区。
(2)工业废水中的主要污染物以悬浮物、化学耗氧物质COD为重点,是流域工业废水中最为主要的污染物质,它们的污染负荷占整个所评价的11项主要污染物的污染负荷的85%左右。其次是挥发酚、氰化物、石油类和硫化物等,其等标污染负荷比为13.5%。
(3)就行业来讲,矿业、造纸业、饮食业和化学工业是污水排放大户,其等标污染负荷占全部行业等标污染负荷的93%以上。
(4)以纳污区域来分,大汶河南支柴汶河上游新泰市城区处,大汶河南支楼德至磁窑段;大汶河北支牟汶河、莱芜市城区处及支流泮河区域;大汶河支流康汇河及下游东平湖较为严重,其等标污染负荷占全流域的等标污染负荷的95%以上。
(5)乡镇企业对流域水体的污染不容忽视,废水排放量逐年增加,乱排乱放现象较为严重。
(6)流域内化肥、农药的施用是面污染源的主要污染物质,大量地施用农药、化肥,直接通过降水、径流进入水体,对地表水和地下水都会产生较严重的污染。对于本流域,大量的农药、化肥,其有害物质通过径流汇入大汶河及其支流,因此对大汶河的水质有着较大影响。
1.3大汶河水环境质量现状分析
1995—2000年大汶河大部分断面在枯水季节均超过地面水V类水质标准,从水期上分析,枯水期的COD浓度高于丰水期。从断面上分析,王台大桥、角峪、北甸子断面中,角峪COD浓度最高,王台最低。从污染物类型方面看,COD、高锰酸盐指数检出值较高,为主要污染物质,与污染源所排放的主要污染物质基本一致,另外,受农药、化肥等面污染的影响,水体中的总磷、总氮等营养物质有所增加,大汶河属有机污染。按年分析,高锰酸盐指数1995年为20.6mg/L,2000年为12.05mg/L,主要污染物浓度大致呈下降趋势。由于河流水量季节性变化明显,枯水季节径流量很小,大汶河的主要水源来自沿河各县(市、区)排放的工业废水和生活医疗污水,污径比增加,点源性影响大,而丰水期雨水增多,河水径流量大,污染物扩散稀释较强,浓度有明显降低。
2、污染危害及污染源治理现状
大汶河是泰安市、莱芜市的主要地面河流,河流水量季节性变化较强,枯水季节大汶河的主要水源来自沿河各县、市、区所排放的工业废水和生活医疗污水,这些污废水直接影响着大汶河的水质。
近年来,由于国家和政府对环境的重视,大汶河流域经过各方人员的努力,其环境污染的局部有所控制,但从整个流域来讲,随着经济的发展,特别是近年来乡镇企业异军突起,这些企业比较分散,并且因陋就简,“三废”处理设施极不健全,所生产经营的产品项目大都是污染较为严重的产品项目,如造纸、电镀、化工、印染、纺织、采煤等。因此流域整体的污染还在日趋严重。因环境污染和生态破坏所造成的污染纠纷日渐突出,给国民经济的发展带来了许多不利影响,造成了越来越多的不应有的经济损失。
3、大汶河污染与自然的关系
由于大汶河属于季节性较强的河流,因此在枯水期河道常出现断流,断流后,各排污区域所排放的污水不能自净。而在其排污口下游某一河段内水分蒸发渗漏掉,其污染物质留存于该河段的河床底泥中。当断流后的第一次河道过水时,其河流中的水质污染较为严重,这是由于该时期排入河中的污染物与断流时留存于河床底泥中的污染物的并重作用。在丰水期,河流流量较大,大汶河主要起排洪作用。此时,河流水质污染较轻。
大汶河地表水化学成分特征值主要受气候、下垫面条件和周围环境等因素的影响。一般与降水、径流的分布呈相反的趋势,河水化学成分随着气候的季节变化较大,并且在地域上也有很大差异,特别是人类活动对河水化学特征值产生较大影响。如在多雨地区,河水被降水稀释,其矿化度较低,反之,则较高。受人类活动的影响,城镇附近的河水化学特征值较高。
4、河流水质污染原因分析
4.1大量的工业废水是造成河流水质污染的主要因素
随着流域工业尤其是乡镇企业的迅速发展,大量工业废水直接或间接排放到河流,虽然企业基本上都已实现达标排放,但由于治理水平较低且辖区内造纸企业较多,废水中仍有大量的污染物进入水体,造成河流水质的污染。
结构性污染突出。据重点污染源统计结果,在流域工业废水污染源中,造纸、酿酒等行业是主要的废水污染源,也是限期治理的重点。其中1999年泰安市工业废水COD年排放量3.36万t中,造纸行业20472t,煤炭采掘业5551t,食品饮料行业5493t,化工行业1368t。
4.2城市污水逐年增加
近年来,随着城市化进程的加快,城市生活污水排放量逐年增加,而城市污水处理厂建设滞后,使城市生活污水成为主要污染源之一。据统计,泰安市2000年生活污水COD排放量为68680.3t,占COD总排放量的49.15%。目前,仅有1座污水处理厂,处理能力5万t/d,年削减COD0.693万t。还远远不能达到对生活污水集中处理的目标。
4.3畜禽水产养殖和农业面源污染不容忽视
随着工业污染源治理达标排放和城市生活污水处理厂的建成运行,面源问题日益突出。农用化学物质的不合理使用是造成调水沿线农村面源污染的主要原因。农药、化肥、地膜的污染不断加重。全市化肥使用量逐年增加,2000年全市农药施用量6308t;化肥施用量174821t,其中氮肥78766t,磷肥24758t,钾肥17983t,复合肥53314t。不合理地使用化肥,导致土壤板结、地力下降,加剧水体富营养化。一些规模畜禽养殖场有机物不合理排放,使地表水、地下水受到一定程度的污染,影响到水质质量。
4.4水资源短缺加剧水质污染
由于受气候干旱等因素的影响,降雨和客水来源持续减少,水资源日趋短缺,对接纳的大量工业废水和生活污水起不到稀释和净化的作用;废水中的污染物在河床中沉积、渗透,同时造成了沿岸地下水的污染;丰水期由于降水形成地表径流汇入河内,使河床中沉积的污染物被冲至下游,易造成下游水体污染的加重或造成突发性污染。在枯水期,大多数河流仅有工业废水和生活污水排入,即使企业达标并建设城市污水处理厂,大部分河段也难以达到功能区要求。
5、大汶河水污染综合防治对策
通过上述分析可以看出,大汶河水体污染较重,制约着流域乃至山东省的经济发展和人民生活健康水平的提高,对南水北调东线工程的实施、运行和管理有着重要影响。因此,对大汶河水污染系统进行治理和控制,是改善河流水体质量、保证区域生态环境良性循环和区域资源永续利用的关键措施,是实现经济可持续发展的重要条件,是确保南水北调调水水质和清水廊道、生态廊道建设的重要内容。搞好大汶河水污染源综合治理,应重点做好以下几个方面的工作。
5.1加强城市污水和工业废水的控制和整治
城市污水和工业废水排放量大且污染集中,是流域的主要污染源。必须采取措施加快整治及控制,以防止对水体的污染和生态环境的破坏。
5.1.1加快城市污水处理厂的建设及实施早在1986年11月原国务院环境保护委员会就颁布了《关于防治水污染技术政策的规定》,其中明确提出“工矿企业的污水治理,除少数大型企业或远离城镇的企业单独治理外,其他能排入城市管网的,应由以企业单独治理为主,逐步过渡到以城市汇水区为单元的区域综合治理为主。”根据国内外经验,工矿企业排出的废水根据需要按规定作适当的预处理后,通过管网汇入城市污水处理厂集中处理,可以省去工矿企业进行分散治理的水处理设施,节约大约25%的建设资金和50%的运行费用,并具有占地少、人员省、效率高,处理后的水体便于利用,污泥便于处置,减少二次污染等优点。可见,兴建城市污水处理厂是治理和控制城市及工业污废水的有效措施。
5.1.2积极调整和优化产业结构,大力发展技术含量高、无污染的工矿企业对现有企业要加快生产设施和工艺流程的更新及改造,减少和控制“三废”的排放量。对达不到治理标准的企业,应坚决关掉。对新上企业,必须做到“三同步”。更重要的是要加强统一规划、科学预测,上一批经济效益高、技术含量高、没有污染的工矿企业。
5.1.3搞好城镇建设规划,逐步实施环保型城镇建设模式在城镇建设规划、设计及实施过程中,必须以保护生态环境、维持生态平衡为前提,搞好科学规划、科学设计、优化布局,并做好对生态环境影响的评价。
5.1.4加强城市垃圾的处理城市垃圾的乱堆乱放,严重影响城市景观,污染水体和环境,是不容忽视的污染源。有些国家在城市垃圾的处理方面做的较好,有许多经验和方法值得我们借鉴。处理好城市垃圾,一方面可以改善市容市貌,防止对水体和环境的污染;另一方面,可以回收利用、变废为宝,具有良好的经济效益。
5.1.5发展污水灌溉将富含营养物质的城市污水,经过一定处理,达到灌溉水质标准后,引入农田、林地。这样既能增加土壤肥力,提高农、林产品的产量,又能缓解大汶河流域水资源的供需矛盾,还能避免大量的污染物质进入河流和湖泊,造成河流和湖泊水质恶化。因此,这也是一种治理污染源的有效措施。
5.1.6工业企业建立环境管理体系,实行全过程控制排污企业要建立健全治理设施运行管理的各项规章制度和操作规程,将污染治理设施管理纳入生产经营管理活动之中,定岗定责,保证设施正常运转。继续实行定期巡查、突击检查、运行报告、情况通报、停运审批等行之有效的制度,增加现场检查、监测频次,逐步实行自动化监控,及时发现和纠正擅自停运治理设施、超标排污等违法行为,确保污染治理设施发挥应有的效益。
鼓励企业申请ISO14000环境管理体系认证,对企业生产实行全过程控制,在产业结构调整的背景下,积极开发无毒、无污染产品,采取节能降耗的新工艺。建立环境管理体系能使企业在生产产品和提供服务的同时,不断采取循环用水、节约用电、回收废弃物、改进工艺流程等手段,达到节约成本、降低能耗、物耗水平的目的。
5.2采取有效措施,防止面源污染
5.2.1控制农药、化肥的施用是防止面源污染的有效途径有毒是农药、化肥的基本特性。农药、化肥施用的最终归宿是直接暴露于生态环境。从各种类型的污染物对生态系统影响的面来看,农药、化肥是最为宽广的。农药、化肥的残留物随着大气和水的运动做长距离迁移,从一种环境介质扩散到另一种环境介质,并且可通过食物链影响到远距使用地点的地区和水体,使该地区和水体产生生物富集。对水体来讲,破坏水体生态系统的平衡。据有关资料,单甲脒对水生生物群落均产生不同程度的影响。浮游生物比较敏感,药后头几天内,种类数量及多样性指数下降,浓度越大,影响越明显。一周后,浮游生物群落逐步恢复,甚至增多,但群落的结构已经发生变化,敏感种类减少或消失,耐污种类增加,生物多样化降低,破坏了生态平衡。
大汶河流域面积9068km2,面污染问题亦不容忽视。特别是近年来随着农田农药、化肥施用量的增加,对大汶河和东平湖的水质产生着一定的影响。因此,对大汶河流域面污染的控制十分重要。首先,要加强宣传教育,提高全社会对农药、化肥环境污染危害性的认识,以便进行有效的防范。其次,要加强农药、化肥生产流通的管理,确保农药、化肥品种与质量符合国家的规定和标准,避免违禁和不合格产品用于农业生产中。同时,重视对流通市场的管理,杜绝农药、化肥在运输、储存、供销等环节上存在危害生态环境的隐患。第三,加强科学技术指导,控制农药、化肥的施用量,做到科学、合理、安全施用。第四,研究开发和施用高效、易降解的无公害和无污染的农药、化肥。
5.2.2大力发展生态农业生态农业是实现我国农业生产,农业经济与资源环境协调发展的成功模式。要树立大环境生态观念,加大农、林、牧、渔环境污染源管理力度,控制水土、有机质流失和土壤污染,大力推广有机农业和生态农业,引导农民开发和生产有机食品,推动种植结构的改变。比如,泰安市现共有有机蔬菜200hm2,产品经国家环保局有机食品开发中心化验,达到国际有机食品标准,产品出口美国、日本。到2005年,全市有机食品种植面积将达到850hm2。推广高效、实用的节水灌溉技术,大力发展节水农业。全面开展生态农业县建设工作,推广山区猪-沼-果生态模式,搞好山、水、林、田、路综合治理和涝洼地、塌陷地“上粮下渔”改造工作。推行青储饲料、秸杆气化、秸秆还田,禁止秸秆焚烧。
6、结语
水污染问题是环境问题的一个重要方面,水体污染严重制约着流域内国民经济的发展和人民生活水平的提高,并造成重大损失。作为对南水北调东线工程影响较大的大汶河及其流域,为确保调水工程的实施、运行和管理以及最大效益的发挥,采取有效措施,加强流域水体污染的控制和治理是当务之急。本文提到的有关对策和措施,虽然很不全面,但可作为一定的参考。笔者相信随着调水工程的实施和当地政府的日益重视,大汶河水污染问题会得到有效的控制和治理,南水北调东线工程将会发挥应有的效益。
参考文献:
[1]庞清江.大汶河水污染控制系统规划研究[J].水资源保护,1996,(3):43-47.
关键词:机械制冷机污染传质蒙特卡罗方法传输几率
1前言
近年来斯特林、脉管等机械制冷技术发展迅速,已成功应用于空间、军事、通信等各个领域[1,2]。长寿命技术是微型机械制冷机目前急需解决的一项关键技术,而在长寿命技术中,气体污染是一个重要因素。污染气体在制冷机内产生后,沿着复杂的管路进行传输分布,最后缓慢的吸附凝聚在蓄冷器从而影响制冷性能。
研究机械制冷机污染气体传质过程的意义在于可以从机理上了解污染对制冷机影响的途径、趋势,并对污染控制措施的改进和标准化提出建议。对污染传输过程的研究采用理论计算和实验验证两种方法相结合。
大量的分析结果表明,机械制冷机内的污染气体主要是水蒸气、酒精、丙酮[3]。在制冷机的装配、运行中有两种情况涉及到污染传输:一个是装配后的高温烘烤除气;另一个就是长期运行中的污染传输。一台制冷机装配后要进行烘烤除气,相关部件缓慢释放的污染气体经由微小间隙、圆管等通道被真空泵抽走。在制冷机的长期运行过程中,污染的主要来源是直线电机、蓄冷器等关键部件的放气,直线电机绕组的放气通过间隙密封缓慢的扩散到压缩腔、中间连管、膨胀腔,然后在蓄冷器被吸附冷凝,蓄冷器本身的放气也逐渐在冷端凝结,达到一定程度后制冷机性能会显著下降。机械制冷机的基本结构和污染传输路径如图1所示。
图1机械制冷机构造与污染传输过程简图
2制冷机污染传输机理的理论研究
2.1制冷机传输过程的分析
对制冷机进行烘烤除气时,很容易就可以抽到比较高的真空,此时气体处于分子流状态。制冷机正常运行时污染分子传输的主要障碍是宽度只有几丝(10-5m)的间隙密封和内径只有几毫米的中间连管,其余部分对传输的影响可以忽略。污染气体在氦气工质中的分压很小,而且水蒸气分子在间隙密封的环形通道里克努曾数(Kn)远大于10,也可以用分子流理论来进行仿真建模,计算传输特性。
2.2采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对污染传输过程进行理论建模
对于分子流范畴下气体的求解,有分析方法和数值方法两大类[4]。分析方法计算比较困难,而且对于环状管路很难得出精确解析解。采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法是比较合适的,它是一种基于概率统计的数值方法,通过计算机来追踪每个粒子的运动。由于DSMC物理模拟的本质,相比其他方法可以引入更真实更复杂的物理模型,特别是对间隙密封等复杂管道内气体传输特性的计算。
引入传输几率——无规律的进入导管入口的分子通过出口的几率[5],只与管道的几何结构有关。分子流状态下传输几率与管道的分子流率有下面的关系式:
(1)
式中:——入口处的分子流率;
——入口处气体分子密度;
——分子热运动的平均速度;
——入口孔的面积。
用DSMC方法来计算的基本步骤为构造贝努利模型、定义随机变量、通过模拟获得子样、统计计算。图2是圆管中DSMC计算的基本流程。如图所示,首先在计算机中产生一系列随机数生成有效粒子,然后跟踪每个粒子与管壁的碰撞情况,通过比较粒子到碰撞壁面的距离、直接返回入口的距离、通过出口的距离的大小来决定是否继续跟踪。通过对大量粒子的跟踪进行统计计算,得到传输几率。环形管路由于涉及到更复杂的几何结构,粒子的反射、碰撞公式、计算流程要更复杂。
2.3传输几率的计算
用DSMC方法编程计算了制冷机内一些关键管路的传输几率,表1是半径1.2mm、长100mm的中间连管传输几率的计算值;表2是内径15.98mm、外径16mm、长度16mm的间隙密封环状管路的传输几率计算值。计算值随追踪粒子的样本数增多而逐渐收敛,一般取样本数超过一万时,计算值就比较稳定了。
图2圆管中的DSMC计算流程简图
表1按不同样本数得到的中间连管传输几率样本数5000200004000060000
传输几率2.84%2.98%2.9925%2.9919%
表2按不同样本数得到的间隙密封传输几率样本数1000300050001000020000
传输几率1.7%2.2%2.3%2.37%2.33%
为了制冷机设计的优化,计算比较了不同尺寸结构管路的传输几率,下面图3是对不同长度L(mm)、不同内外径比值(r/R)环路的传输几率比较(外径设为16mm,改变内径以改变内外径的比值)。由图5可知,长度越长,间隙越小,传输几率越小,而且间隙变化对传输几率的影响比长度的影响要大一些。根据此规律可以在设计的时候对制冷机尺寸进行优化。
为了证明圆管结构DSMC计算模型的有效性,用DSMC方法计算了不同半径R和长度L的圆管传输几率,并与理论解析解和相关资料的实验值[6]进行了表3所示的比较,发现三者吻合的比较好。对于圆环管路的传输几率,用解析法很难得到,而且也未见到相关的实验数据。需要设计、搭建传输实验台进行分析研究。
图3不同结构尺寸圆环DSMC计算结果比较
表3不同方法得到的圆管传输几率比较L/RDSMC值解析解实验值
167.11%67.20%69.5%
251.56%51.36%52.3%
435.78%35.89%36.9%
3制冷机污染传输的实验研究
3.1污染传输实验的设计思想
为了进行具体实验来验证传输几率的理论计算,根据流导的推算方法将传输几率与容器真空度的变化联系起来。分子流导定义为:其分子流率与管的两截面或孔的两侧的平均分子数密度差之比,有两种方法进行计算:
方法一:
根据流导、流率的定义有:
(2)
式中:——分子流率;
——入口与出口平均分子数密度之差。
根据真空度的变化可以得出分子流率的公式:
(3)
(4)
式中:——标准大气压(Pa);
——入口腔内气体真空度的降率(Pa/s);
——入口腔的体积(m3);
——标准状态下1mol气体体积(m3/mol)。
由式(2)、(3)、(4)可得:
(5)
方法二:
引入传输几率的概念,分子流导可以表述为[7]:
(6)
式中:——入口处的分子流率;
——入口与出口平均分子数密度之差;
——入口处气体分子密度(mol/m3);
——分子热运动的平均速度(m/s);
——入口孔的面积(m2);
(7)
(8)
由式(6)、(7)、(8)可得:
(9)
综合方法一和方法二,由式(5)和式(9)可以得到:
(10)
式中的值可以通过相关手册查出。从而得到传输几率与真空度、真空度降率两者比值的线性关系式。
3.2污染传输实验平台的搭建
搭建如图4所示的污染传输实验台,图中上腔、下腔、活塞、气缸等组成污染传输容器,活塞与气缸之间的间隙构成环形微通道。实验时首先将容器外部缠绕加热带,控制在800C,用两个真空泵将上、下腔抽为高真空,除去内壁吸附的水蒸气等气体。然后关掉真空泵阀门和加热带,往容器中充入小于一个大气压的纯净氮气,只用与下腔直接相连的真空泵抽气至高真空,通过真空计测量上腔真空度的变化,并用计算机进行采集记录。
由图5可知污染传输实验所测得的传输几率值为2.9%左右,与理论计算值2.37%要大,误差约为18%,这是可以接受的。因为误差的原因主要是间隙密封中活塞轴不是正好位于气缸中心的位置,如果活塞偏心,间隙就不是标准的环形了,作为极限情况,把所有间隙密封的空间都挤成一个圆管,传输几率变大为5.7%。在装配过程中不可能保证完全的同心,所以实验结果稍大是正常的。
用纯氮并对容器加热除气,是为了抑制实验过程中金属容器内壁释放水蒸气造成实验误差。在分子流状态下各气体传输几率是一样的,所以此实验结果也适用于污染气体的传输情况.
3.3污染传输实验结果分析
在实验的过程中对真空度数据进行实时采集、处理,实时计算传输几率。对于内径15.98mm、外径16mm、长16mm的环状管路,根据分子流区域的划定,在这间隙密封环形通道中,只要压强小于50帕便可视为分子流。在不同压强下测得的传输几率值与蒙特卡罗法计算的数值比较如图5所示。
图5污染传输几率实验值与理论计算的比较
4结论
对机械制冷机内污染气体的质量传输过程,分子流状态下气体分子的传输几率是一个比较重要的研究对象。通过直接模拟蒙特卡罗方法对制冷机中间细长连管和间隙密封的传输几率进行仿真运算。已有的解析值和实验数据验证了圆管的传输几率计算的正确性;设计实验验证方法,搭建实验平台进行具体测量分析,在可以接受的误差范围内验证了圆环密封传输几率计算的有效性。
对污染气体传输影响比较明显的几段管路中,中间细连管的传输几率为2.99%;对圆环形间隙密封的传输几率,DSMC计算值为2.37%,实验值为2.9%,在正常的误差范围之内。污染传输机理的研究揭示了污染影响的趋势,为污染控制技术的规范化奠定了理论基础。
参考文献
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[2]陈国邦等.新型低温技术.上海:上海交通大学出版社,2003
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[4]沈青.稀薄气体动力学.北京:国防工业出版社,2003
[5]达道安.真空设计手册.第三版,北京:国防工业出版社,2004
十报告提出要建设美丽国家,积极转变经济发展方式,发展节约环保型产业,建设环境友好型社会,这是我国经济社会更高层次的发展。然而读过《民主与法制》2012年第24期《河北省昌黎县:企业污染为何屡禁不止》一文,感觉要实现建设美丽国家的目标,还面临十分艰巨的任务。
作为昌黎县地方骨干钢铁企业的宏兴钢铁厂,一方面是纳税大户,推动着当地经济发展;另一方面,烟尘、噪音等又对周围环境造成很大影响,给土地、空气等带来污染,已经影响到农民的生产和生活甚至身体健康。然而面对污染,该企业不是积极整改,而是任由污染发生,说什么“全国的钢铁企业哪个没有污染啊?我们民营企业不像国企能把大把的钱放在整治污染上,现在的钢铁行业不景气,年年亏损,我们也没办法啊!”这怎能作为污染的理由?而就是这样一家企业,却还在违规使用土地,使用应该淘汰的设备。而当地政府,也在发展经济与治理污染成本和安排人员就业等问题上纠结。
这样的情况正在我国很多地方发生。虽然牺牲环境和民众健康可以带来一时发展,但是这样的发展与我们的发展目标是背道而驰的,也是脆弱和不可持续的。而要改变这样的现状,需要有壮士断腕的决心,要紧紧抓住转变经济发展方式这个关键,从国家层面完善法律法规和制度,改变对政府工作的考核内容和考核方式,加大对企业的监督力度。同时在调整经济结构、转变经济发展方式方面,国家有必要对符合条件的企业提供政策和资金的支持。
室内环境的污染来源主要是物理、化学、生物及放射性的污染,而这些污染源会对室内环境造成很大程度的污染,我们对这几种污染源进一步分析,这可以帮助室内环境的污染做好进一步的治理工作,以下就是我们对几种污染源进行的相关分析:
1.1空气的污染近些年来,我国空气的污染日益加重,而且室内空气还会存在大量危害人体的气体,这些有害气体主要产生渠道为以下几个方面:生活中产生的一些有害的气体,例如:人体排出的汗臭、动物的臭味及食物的腐烂臭味等都属于有害的气体。还有一些有害的气体是室内家具含有的化学材料挥发出的甲醛和苯等对人体有害的气体,特别是油漆、涂料与家具。另外一些有害的气体为室内在使用空调过程中,空调在使用时空气会产生一些对人体有害气体,例如:空气在喷淋装置后会出现霉味。
1.2室内装饰装修的污染室内在装修过程中使用很多种类装修和装饰的材料,这些材料会释放大量化学有机的成分,既会影响室内空气的质量,还会对人体产生较强的刺激性,例如:甲醛,这种有害的气体人体在吸收后就会发生头疼、恶心和咳嗽等症,如果甲醛浓度超过一定的高度时会引起人体的癌症与白血病。
1.3室内的空调装置使用过程中的污染随着人们生活水平的提高,人们对空调的使用频率也越来越高,不过,长时间使用空调既会导致室内的温差变化,应用的空调冷却部位还会滋生细菌的大量繁殖,影响人们生活的环境质量,影响到人体身体健康居住。
1.4烟草的污染烟草会产生大量烟雾使用人们出现眩晕和恶心的现象,而且烟草中化学的成分还会诱发人体发生肺癌和喉癌一类的疾病。人们已经普遍认知了二手烟人群比吸烟本人受到的污染风险更大。
1.5室内装修产生的放射性气体的污染环境保护室内建筑的材料中会挥发无色、无味有着放射性的气体氡,氡射线长期对人体的辐射会使人体产生肺癌的疾病病变,而且实验证明,氡是烟草之外人体最大致癌的因素。
1.6不同燃料燃烧时的污染人们在冬天进行室内取暖时,经常会燃烧燃料,而燃料在燃烧的过程中就会产生一些有机的污染物与无机的污染物,而这些污染物都带有一定的毒性,在长期燃烧的情况下,就会出现“三致”。
1.7电磁辐射的污染人们经常在室内安装无线电视与一些电子设备,而这些电子设备都会产生电磁辐射,导致人体出现头痛、失眠和浑身乏力的症状,有时还会出现耳鸣和胸闷及神经紊乱等症状,导致人体红细胞的脆性变大。
1.8化学用品的污染人们在室内的日常生活中经常会使用一些杀虫剂、洗涤剂和洗衣粉这些化学用品,而这些化学用品对人体会产生很多不利的影响,影响人体的健康。
1.9噪音的污染及粉尘的污染生活中如果噪音过大,人们会出现头晕目眩的症状。居住的室内由于温暖和潮湿很容易发生通风不畅,灰尘进到空气中人们就会发生哮喘类呼吸道的疾病。
2室内环境污染的检测方法
人们居住的室内污染物种类众多,而对人体会产生比较大影响的污染物包括甲醛、氨和苯、氢等污染物,对这些污染物进行检测一定要十分准确,所以,一定要做好采样点布设工作。采样点的布设要有着代表性和可比性及可行性的特点。一般来说,污染物检测布设的采样点于公共场所可以按照100mm设置2~3个布设点,如果居室的面积小于10m2的情况下,住宅房间可以设置一个布设点,如果小于25m2房间可以设置两个布设点,如果小于50m2房间可以设置3个布设点,如果大于100m2以上要设5个以上的布设点。布设的各个采样点可以进行平均的分布,在门和窗保持一定距离的情况下,要和地面保持在1.5m的高度,如果是集中空调的住宅,可以于空调开启状态下完成采样点的布设。如果是使用自然通风的住宅,则可以于门窗关闭的1h以后完成采样点的布设,而对于自然通过住宅对氢的检测一定要于门窗完全关闭的24h以后完成。甲醋检测可以使用AHMT法和酚试剂比色法及气相色谱法等方法。进行氨气检测可以使用纳氏试剂法和离子选择性电极法及靛酚蓝分光光度法。进行苯的检测可以使用气相色谱法。进行氢的检测可以使用闪烁瓶法。对于总挥发性有机物检测可以使用气相色谱法。
3室内环境污染治理方法
3.1勘察设计阶段的治理工作人们要做好工程所在地地质构造与断裂和区域的放射性资料调查工作,加强对土壤内氡浓度的检测。工程如果位于地质构造的断裂带,而且土壤内氡的浓度超过了检测的标准时,一定要做好防氡的处理工作,以一定的规定和标准完成综合建筑的构造措施。
3.2工程设计阶段的治理工作建筑物如果使用自然通风的方式,在设计的时候一定要尽可能的考虑好自然通风的问题,要尽量增加室内通风的换气量。如果使用机械通风的方式,例如:使用空调,在设计时就一定要保证好留出足够新风量与室内的风系统保持着平衡的关系。而且设计时一定要对使用的材料进行类别与标准的标注,对材料要确定好合理的使用量,尽量选择一些无污染施工的工艺,防止大范围应用同一种材料,如果大范围使用同一种材料很容易使有害物质出现积聚过多的情况,使室内污染物的浓度严重超标。
3.3施工图审查和工程施工、装修的治理工作工程施工图的相关审查机构一定要按照我国相关规范规定,对工程的勘察报告与设计图纸及强制标准、规范的执行做好相关审查工作。在工程施工过程中一定要使用适当的建筑材料。选择符合我国建筑标准的建筑材料,无污染或者少污染的材料,选择好胶粘剂,尽量选择绿色环保的安全型材料,以科学施工的工艺,减少室内苯含量。尽量做好室内的通风,因为全面通风可以对室内有害的物质做好稀释,所以室内一定要有足够的新风量,如果是使用空调系统比较密闭的空间,可以对空调系统进一步改善,使新风量与换气量得到保证。控制好室内的温度与湿度,因为一些甲醛有害物质会随空气湿度增大而增高,所以刚装修完成的房屋一定要对室内进行烘烤或者加湿,再使用通风的方式对室内甲醛浓度降低。室内可以种植一些观赏的枝叶植物,这些植物可以完成对甲醛的吸收,室内进行植物的装饰既能对环境进行美化,还能净化空气。
3.4工程竣工和验收后的治理工作及入住时间的选择工程竣工和验收后,室内环境的质量要有齐全的资料,对室内环境污染物检测的方法和数量都要符合限量的要求和设计的要求。室内完成装修之后,一定要寻找具有一定资质的检测部门完成检测工作,要听专家意见,选择好适当入住的时间。
3.5政府部门的治理工作政府部门要加强对一些建筑装饰材料生产厂家的监督和管理工作,定期做好产品的检测,对检测结果要及时的公布,对于环保的标准一定要严格的执行,建立起绿色环保产品的准入制度,对建筑装饰材料的市场要进一步净化和整顿。
4结束语
关键词:土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
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飞速发展的中国经济以及稳步提高的国民生活水平,导致人民对机动车的拥有逐年增长并达到一个相当庞大的数目。机动车尾气的排放,成为大气污染中一个非常致命的问题。虽然机动车便利了人们是生活、缩短了区域之间的距离是其最具优势之处,但汽车制造商以及相应的监管部门并没有针对尾气的污染现象做出具有明显成效的治理措施。全国各处的酸雨与近来覆盖极广雾霾天气频繁出现,这是极为严重的问题,目前我国的大气污染程度,甚至已经极大超越了西方发达国家在其工业化时期污染所达到的最高程度。火电厂以及塑料厂等工业企业昼夜不息的产生这大量的工业废气。这不仅是度当地环境的破坏,而且会在气流的影响下,对相邻大片区域造成危害,有些严重的污染甚至会走出国界,造成国际性的大气污染。中国发展正处于上升期,重工业对发展的支撑无疑是至关重要的,也是无法取代的。但是缺乏应有的限制和规定,并且无人监管,长期无节制的排放成为环境污染的沉疴。作为人口大国,原本细微的东西,在与庞大的基数相乘之后就会成为极为严重的问题,大气污染正是如此。但是缺乏有效处理在人口作用下形成问题的手段,相对西方发达国家较为落后的处理技术,成为了治理环境问题的掣肘,同时也成为了经济可持续发展的掣肘,因此,解决环境问题,迫在眉睫,刻不容缓。
2主要防治措施
2.1优化产业结构布局在区域内全局调查各类污染物质的种类、数量、时空分布等方面,并根据调查结果制定最优控制污染方案。整合产业构成,从源头抓起,对已无力整改的企业要采取关、停、并、转、迁等措施。应将城市主导风向的下风向区域作为工业生产区,并在工业区与城市生活区域之间设置间隔区域。疏密有致,减少单位区域内的污染排放。
2.2合理使用能源煤炭是我国当前主要能源结构,燃煤过程也就是大量排出污染气体与污染物质的的过程。因此推广工业型煤及洗选煤的运用,以及广泛使用相对清洁高效的能源,如天然气、煤气和石油液化气等,才能有效控制污染气体和污染物质的排放量。
2.3处理尾气排放机动车经过完全燃尽燃料之后会排出很多有害物质,如碳氢化合物以及SO2等。而随着我国机动车的急剧增多,尾气排放的广度以及数量极为庞大,成为了城市中大气污染的主要来源。发展清洁燃料机动车以及优化发动机的燃烧设计,成为了减少这类大气污染物的排放主要手段。与此同时,加大控制力度,完善监督检测制度,优化城市道路交通管理体系,是控制机动车尾气污染的又一重要手段。
2.4绿化造林植树造林是一种防治大气污染的极为有效的措施,树林可以起到降低风速、沉坠灰尘、吸附粉尘等多方面的作用。同时植物的能够进行光合作用吸收空气中CO2的并且同时释放出氧气,达到进化空气的效果。因此,改善城市大气质量一个极为行之有效的手段就是加大城市绿化的建设、扩大绿化面积,提高绿化质量,从而使得城市大气环境变得相对清洁。
3结语
一、闽江流域农业面源污染治理决策的分析框架
(一)莫尔的经典“三圈”理论。“三圈”理论是由哈佛大学马克·莫尔教授在《创造公共价值:政府战略管理》(1995年)一书中最早提出的。该理论是关于领导者战略管理的一种分析工具,它以“价值”、“能力”和“支持”三个要素及其相互关系为框架,开展对公共政策的制定和执行进行相机分析。主要观点是专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net:政府制定任何公共政策或实施战略计划时,必须坚持价值(V)、能力(C)与支持(S)三个因素相互统一的原则。
不同公共政策的制定和实施,可能包含着价值、能力和支持等“三圈”的不同组合。政策方案或计划项目只能是“愿景”,没有实施能力和公众支持,那只能梦想(梦想区V),有价值又有能力就可成为实现梦想之区(梦想实现区V+C);缺乏公共价值只是代表少数人的利益,属于别人的梦想(别人的梦想区S),甚至可能给公共利益带来严重损害(噩梦区C+S);具备价值、能力和支持三个条件,那就可以放心去做(耐克区V+C+S),然而这只是一个理想状态,更多的公共决策是具有公共价值,但目前尚无能力或尚未得相关者支持,这就要求政府官员提升自身的领导力,开展工作创新,“将新的尚不欢迎的现实,呈现给个人、组织或整个社会,让他们认可,并成功地适应新的现实的过程”。
(二)“三圈”理论适用于农业面源污染治理的决策分析。与城市生活垃圾污染、工业点源污染相比,农业面源污染具有“点多、面广、源杂、分散隐蔽、不易监测、难以量化”等特点。欧美发达国家经过上百年的努力,工业点源污染才得到有效控制,目前农业面源污染已成为绝对主要污染物。1990年美国面源污染占污染总量的2/3,其中农业面源污染的贡献率为68%~83%,氮、磷营养元素是农业面源污染主要的污染物质。丹麦270条河流中94%的氮负荷、52%的磷负荷是来自于农业面源污染。发达国家既有较强的政府执行能力,又有广泛的公众支持力度,它们通过采取立法、发展替代技术、实施补贴等政策措施以及生物工程技术手段,建立了相对完善的农业面源污染治理机制,取得明显的治理效果,以美国为例,1990-2006年期间农业面源污染面积就减少了65%。当然,由于受到各国(地区)政治经济体制、经济发展水平、农业产业结构以及自然地理条件等诸多因素的影响,不同流域农业面源污染治理决策面临着不同的价值、能力和支持等三圈的不同组合。近年来我国长江、珠江等大江大河流域以及福建省闽江、九龙江等区域性流域的农业面源污染日益突出,农业面源污染治理虽然具有明显的公共价值,但它明显受制于地方政府有限的资源能力以及粮食安全、农民增收等现阶段更重要的民生需求,农业面源污染治理面临着制度、技术等多个相互矛盾的制约因素。因此,加强农业面源污染防治,既是加快农业发展方式转变的根本要求,又是区域环境管理中需要政府着力破解的重要课题。
二、闽江流域农业面源污染治理决策的“三圈”组合
(一)农业面源污染治理具有明显的公共价值。上世纪90年代以来,福建省农业产业结构逐步由过去“以粮为纲”的单一结构向农林牧副渔并举的多元结构转变,具体表现为种植业比重下降和养殖业比重上升、粮食比重下降和经济作物比重上升。1990年至2010年福建省“肉猪年出栏数”由766.46万头上升到1963.31万头,粮食种植面积由2745.92千公顷下降到1232.30千公顷,经济作物由同期的665.35千公顷上升到1038.59千公顷。同期单位耕地面积化肥、农药和薄膜施用量以及畜禽污染物排放均大幅度增加。闽江上游的三明和南平两地市是福建省现代农业比较发达的地区,规模化、集约化的种植业和养殖业提高了农产品附加值和农民收入水平,同时加剧闽江流域面源污染程度。因此,农业产业结构升级与环境保护之间的矛盾和冲突,突出地表现为流域农业面源污染问题。闽江畜禽养殖污染负荷约占全流域的60%,畜禽养殖废水的COD和氨氮排放量分别约为流域工业废水排放量的5.7倍和7.5倍;闽江下游福州市郊16种蔬菜的硝酸盐专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net含量超标严重,已达到世界卫生组织规定上限的2.76倍。农业面源污染所产生的化肥、农药、重金属残留物等有害物质一旦进入水体,会直接殃及水生生物,某些有毒物质还可能通过食物链的密集作用使处于食物链高位的人或畜中毒。可见农业面源污染不仅会加重流域水体的营养化,加快土壤退化,危及流域生态安全,而且影响着特色优势农产品外贸出口的竞争力,影响着消费市场的食品安全和人民群众的健康福祉。加强农业面源污染综合防治已刻不容缓,既是生态省建设的重要内容,又是加快农业发展方式转变,保护人民群众健康的大事。
(二)农业面源污染治理的执行能力有限。我国现行环境政策主要是针对工业点源治理而设计的,各级政府主要采用“命令—控制”性的行政手段、排污收费等约束性的经济手段和强制性的法律手段,向企业提出具体的污染物排放控制标准,或者命令其采用以减少污染物排放量为目的的生产技术标准,从而达到直接或间接限制污染物排放,改善流域生态环境的目的。但是,这种“命令一强制”性的环境治理范式,往往针对的是那些具体的、可以用指标量化的环境问题以及点源污染,但对点多 面广的农村面源污染治理并不明显。当前地方政府开展农业面源污染治理主要采取物理和生物防治等工程技术手段,相对忽视农民参与式激励性政策体系的构建,尤其是在现行的碎片化行政体制下,地方政府不仅要鼓励农民参与面源污染防治,而且要处理部门间利益矛盾。农业污染防治工作涉及到环保、农业、畜牧、林业、国土、水利等多个部门,各部门职能交叉重叠、存在空白,缺乏统筹协调,难以监管到位;各个部门之间谁也无权命令或指挥、协调别的机构,部门间责任权利边界模糊导致经常出现沟通不畅、协作不力、相互推诿与扯皮的现象。县、乡(镇)、行政村基层环保能力十分薄弱,绝大部分乡(镇)和行政村没有专门的环保机构和队伍,农业污染“无人管、无力管”的现象普遍。
(三)农业面源污染治理中的农户支持度低。从农业微观经营角度看,农户经营行为短期化是导致农业面源污染的直接根源。农民是理性的,“全世界的农民在处理成本、报酬和风险时是进行计算的经济人。在他们小的、个人的、分配资源的领域中,他们是微调企业家,调谐做得如此微妙以致许多专家未能看出他们如何有效率。”农产品市场是一个完全竞争市场,个体农户在农产品销售中难于把握市场价格,只能采取以大量施放化肥农药和增加种植养殖面积及数量为主要手段,以追求产值最大化为直接目标;并在利用公共环境资源创造自身财富的同时,尽量地将生态环境治理成本外部化。随着福建省工业化和城镇化进程的演进,大量的农村青壮年劳动力转移到城市,“386199”部队成为闽江上游南平、三明等地区农业生产经营的主力军。由于大多数农民文化素质和环保意识较低,没有掌握好正确的、环境友好型田间管理技术,在缺乏农业技术辅导的情况下,主要根据往年经验过度施放化肥农药,个体农民大量利用化肥和农药,既可以获得较高的产品和经营收益,又可以从繁重的劳动中解脱出来,减少劳作的艰辛。“高度依赖化肥农药”不仅是农民的理性选择,而且已成为他们的一种生产方式和生活习惯。
三、闽江流域农业面源污染治理决策导向
(一)提升全社会对环境治理的价值认同和支持。早在2000多年前,哲学家亚里士多德就说过:“凡是属于最多数人的公共事物常常是最少受人照顾的事物”。农业面源污染加剧的思想根源是政府和农民的环境观念淡薄,政府部门没有把农村环境保护工作纳入工作重点,存在着“重经济轻环保”、“重城市轻农村”、“先污染后治理”、“放任自然消减”的思想;农民环保意识普遍较差,责任感不强,粗放经营和随意排污等生产生活方式短时期内难以改变。党的十报告将生态文明建设放在更加突出的战略位置,强调要“增强生态产品生产能力”,并把生态环境纳入政府基本公共服务范畴。提高政府的执行能力,增加农民自主参与的力度,加强环境保护宣传,提升全社会对环境治理的价值认同和支持。从政府的角度看,专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net需要由经济增长型政府逐步转变为公共服务型政府,由以GDP为中心的政绩观以及官员考核体系转变为注重绿色GDP、公共服务和民生改善的综合指标评价体系,紧紧围绕“建设生态文明”战略目标,充分认识农业面源污染防治在区域节能减排中的重要性和紧迫性,把农业面源污染防治工作提到政府环境治理的重要议事日程。从农民的角度,通过形式多样的宣传教育,提高农民对面源污染危害的认识,引导农户树立现代农业与环境保护协调发展的理念,探索资源节约型和环境友好型农业的发展路子。同时扩大公民对农村环境保护的知情权、参与权和监督权,让大家共同减少污染,关爱家园。
(二)提升政府面源污染防治的能力。
1.加快农业面源污染防治立法。当前我国缺乏从源头控制农业面源污染的限定性生产技术标准,缺少针对农业面源污染综合防治的环境经济政策;原则性规定多,配套性细则规定少,可操作性不强,责任追究机制不完善。以流域为单元进行立法,加强农业面源污染防治是发达国家的普遍经验。基于福建水系的相对独立性,建议制定《福建省流域农业面源污染防治条例》,加快建立健全农业生态环境管理法律法规体系,完善农业环保执法监督监察机制,并尽快制定农业生态环境保护管理办法及防治农业面源污染实施方案。
2.完善农业面源污染防治的组织体系。增加县级环境监察执法人员的编制,确保达到国家规定的要求。在条件允许的乡镇先试点设立环保机构,争取用3年的时间,所有乡镇全部设立环保站,从根本上扭转农村环保“缺胳膊少腿”的状况。在农村“六大员”基础上设立环保员,加强农村环保宣传、环境监督等执行力。
3.设立农业面源污染综合防治示范区。在目前环境治理的组织资源能力有限的条件下,遴选若干个条件较好的区域,设立省、市和县不同层次的农业面源污染综合防治示范区,是一种现实可行的选择。围绕农田化肥农药减施、农村生活垃圾集中处理和规模化养殖污染物资源化利用等领域推广综合防治技术。实行奖励和补助相结合的投入方式,加大“以奖代补”、“以奖促治”政策支持力度, 加强农业面源污染防治。按照“谁投资、谁受益”的原则,运用市场机制,吸引社会资金参与农村环境保护基础设施建设。采取多种方式,发动个体农民、专业合作组织自愿筹资筹劳,参与面源污染防治。探索建立村民环境自治机制,通过村规民约等方式起到相互监督、相互约束的作用。
(三)建立农户参与式治理的激励约束机制。建立利益相关者激励相容机制是流域农业面源污染治理的关键环节。中央政府的规制缺失、地方政府的GDP偏好、个体农户的驱利性和第三部门发育的滞后性,使得流域面源污染成为个体理性选择所造成的“集体行动的困境”。流域面源污染有效治理将取决于能否通过创新性的思维方式加强利益相关者互惠基础上的互动,建立相互间激励相容机制,摆脱集体行动的困境,实现多元主体信任合作机制。这就要求政府不仅仅要采取强制手段,包括严禁销售高毒高残留农药、对被列入“专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临 dylw.net双禁”的“两高”农药全面清出市场,在农业生产上禁止使用等,同时更要建立以经济激励导向的鼓励性政策,引导农户由被动参与转变为主动参与、由政府单边治理向政府企业和农户多元治理主体共同治理转变、由以强制为主的政策导向转变为激励为主政策导向,由以末端治理为主转变为农业生产全过程治理,建立起政府引导、农户自主参与的流域农业面源污染治理机制。政府环境政策的效果和农业面源污染控制目标的顺利实现,取决于农户对农业面源污染治理政策的接受意愿。以无偿技术援助、有机肥价格补贴和尾水标准等三项政策为例,农户对无偿技术援助政策的接受意愿最大,尾水标准政策的接受意愿最低。因此,以提高化肥利用率为特征的无偿技术援助政策,既能从源头减少化肥施用量的政策目标,又能降低农业经营成本,有效地实现了经济效益与环境效益双赢的结局,是未来农业面源污染治理政策设计的首要选择。政府提供无偿技术援助等以激励为导向的政策措施,使得农户在最大化个人利益的驱动下,愿意采取有利于环境政策目标实现的经济行为,最终使农户在达到个人目标的同时也实现了环境政策的目标。
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论文关键词:城市土壤,重金属污染,污染治理
引言
城市是人类社会经济发展的必然产物。从18世纪以来人口不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长,社会经济飞速发展,城市的数目和规模均不断扩大[1]。而城市环境是一个以人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前,城市人口剧增,人类活动频繁污染治理,使得组成这个环境的水、空气和土壤时刻处于被污染的状况之下,影响着城市的可持续性发展中国。所以,建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然方向。
城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响,原有继承特性遭到强烈改变的厚度大于或等于50cm的城区或郊区土壤[2],是城市环境的重要组成部分,是城市生态系统地球化学循环的重要环节[3],也是城市赖以存在发展的物质基础。当大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中,便造成这些元素在土壤中的积累。一般认为,土壤中污染物累积总量达到土壤环境背景值的2或3倍标准差时,说明土壤中该污染元素或化合物含量异常,已属土壤轻度污染;当土壤污染物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时污染治理,说明该污染物的输入、富集的速度和强度已超过土壤环境的净化和缓冲能力,则属重度土壤污染。由于城市人口密集,人类活动频繁,与土壤接触的机率很高,所以城市土壤的重金属污染更容易通过大气、水体或食物链而直接或间接地进入人体,威胁着人类的健康甚至生命。因此,研究城市土壤重金属污染现状并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要的基础工作。
1.城市土壤重金属污染的现状
2.1 空间分布特征
由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响,因此其重金属污染分布也呈现出
显著的空间差异。一般地,人口聚集的城市中心区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市“市区-郊区-农区”土壤研究发现,重金属离子总量、重金属离子多样性等随着距市中心距离的增加而降低,重要污染重金属Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明显[4]。
在城市不同的功能区污染治理,重金属分布呈现出一定的规律性。一般的规律表现为:Pb的浓度为老工业区>老居民区>商业区>开发区>其它;Zn的浓度为老居民区>商业区>老工业区>其它;Cu的浓度为老居民区>商业区>其它;Cd的浓度为老工业区>老居民区>其它[5 - 7]中国。
城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区三十多个公园土壤Pb质量分数调查表明,尽管大多数公园土壤污染程度轻,但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远远高于其它公园[8]。
城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤重金属污染最严重的地带,且呈明显的带状分布[9]。在50 m~80 m内公路两侧土壤中铅污染相当严重,100 m外土壤中的铅含量没有明显增加[10]。
此外,建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然土壤结构,土壤层次凌乱,重金属在其垂直剖面方向分布变异较大,不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可循[11,12] 。
2.2城市土壤重金属污染的来源
矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源,其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气,经过干湿沉降进入土壤;另一方面污染治理,含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤,潜在地危害着土壤环境[13]。随着城市化发展,大量污染企业搬出城区,原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题[14]。
燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一, 195年中国燃煤排放汞302.9吨,其中向大气排放量为213.8吨,北京、上海等超大城市排汞强度较高[15]。虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已明显改善这些城市的空气污染状况,但过去燃煤释放并已沉降至城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生长期效应。
随着城市化发展,交通工具的数量急剧增加,汽车轮胎及排放的废气中含有Pb、Zn、Cu等多种重金属元素[16,17],进入周围的土壤环境污染治理,成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外,雨水淋洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式[18]渗漏释放到土壤中,使城市土壤局部重金属含量增加中国。而表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态,重金属在土壤中迁移能力增加,进而污染地下水。
2.3城市土壤重金属污染影响人体健康的途径
城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此,土壤-蔬菜系统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发现中国城郊菜地土壤已受到不同程度的重金属污染[19,20],其供应的许多蔬菜中重金属含量已超过相应的标准。而西班牙的Nadal等通过建立评价模型发现工业地区甜菜中Cr的积累与摄入有可能导致癌症发生率增加[21]。
城区内,土壤中主要种植的是观赏性或净化空气的植物,通过土壤-植物食物链对人体造成健康危害的可能性不大。但公园土壤与游人皮肤接触[22]、儿童摄取[22]、风起扬尘被人体直接吸入等成为城市土壤直接接触人体危害健康的又一个主要途径。研究发现[23,24]沙尘暴时,扬尘中来源于土壤的重金属元素Pb、Zn、Cd、Cu等的浓度比平常高出3~12倍,可吸入颗粒物的质量浓度极高污染治理,人体吸入重金属的量因此增加。
2.城市土壤重金属污染的治理对策
城市土壤是城市生态环境的重要组成部分,是地球环境中进行物质、能量、信息交换的重要环节。当其中的重金属含量超过其环境承载力后,将通过地表径流、淋溶、大风扬尘等途径对地表水、地下水和大气环境产生危害。为了保证人类和谐地生活在高速发展的城市中和人类社会的可持续发展,寻找控制治理城市土壤重金属污染的有效方法势在必行中国。
3.1减少或切断重金属污染源,提高城市环境质量
在可持续发展理论和生态优先的原则下,改进生产工艺,实现绿色生产和循环经济,充分回收转换工业生产过程中产生的重金属有害物质,减少三废排放,禁止任意堆放工业生产的废渣,防止其中的重金属物质下渗到土壤或挥发到大气中。
减少煤的使用污染治理,开发清洁能源新技术,调整能源结构及能源供给方式,也是有效降低城市土壤重金属污染的有效措施。
分类收集处理城市垃圾,回收其中有用的重金属元素,在垃圾重金属不超标的情况下才能进行填埋、堆肥和焚烧。
3.2修复污染土壤,降低对人体的危害
由于土壤扬尘已成为城市大气重金属污染的主要来源。因此,可采取化学方法去除土壤中重金属。实验研究发现采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金属的同时还可以回收利用这些物质,因此其成为去除城市土壤重金属的一种极有应用前景的方法。
当然,生物修复污染土壤有着工程措施无法相比的优势。种植植物不仅可以覆盖城市土壤,减少土壤扬尘的机会,而且还美化城市景观污染治理,净化空气,同时根据污染城市土壤的重金属元素种类有目的地选择植物种类合理搭配,可切实有效地从根源上修复城市土壤中的重金属污染。
3.3 建立城市土壤重金属健康评价标准
我国尚未制定出城市土壤重金属健康评价标准,不易界定城市土壤重金属污染,这不利于城市土壤不同功能的开发,因此应结合人体健康评估、土地利用方式和土壤中重金属赋存状态加大对城市土壤重金属健康评价体系研究的力度,尽快建立相应完整的评价标准,实现对城市土壤正确的评价,以便帮助政府相关部门制定出合理的法规,有效地保护、管理城市土壤和正确指导城市土壤的合理开发。
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关键词:高职教育;考试改革;过程性考试;保障措施
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2012)28-0178-02
一、课程的性质与特点
“水污染治理设施运行管理”是中国环境管理干部学院环境类专业的专业核心课,主要讲授污水治理构筑物、污水常用机械设备、污水自动化仪表、污泥处理构筑物和配套设施的运行管理。污水的治理一直以来都是国家环保治理的重点,目前县级以上城市都必须建立城市污水处理厂,排放污水的企业也必须建立自己的污水处理站,但是很多都运行效果不理想,所以污水运行管理人才比较紧缺。学生学好本门课程可以从事污水处理厂(站)的运行管理、设备的维护、实验室化验等方面的工作,虽然这种人才比较紧缺,但是岗位要求的是能解决实际问题的专门人才,而不是空谈理论。这样就要求任课教师必须采用合理的考试方法来促进学生的知识掌握,培养既熟悉理论又动手能力强的应用型人才。
二、考试改革的必要性
本门课程属于应用型课程,要求理论联系实际的能力比较强,学生学完课程后应该能独立完成污水治理设施的运行,知道不同污水工艺的运行重点在哪里,包括参数的调整,常见问题的判断和解决等。以前我们的考试方法和内容上仍存在着一些缺陷,比如不重视学生的综合职业能力,对实践能力和学习过程考核要求不够严,考试内容与学生将来职业岗位需求相关的技能、能力和基本理论知识联系不密切。主要体现为:第一,重结果轻过程。以前的考试常把期末卷面分数看成主要的成绩评定项,平时的考核较少,导致学生只注重期末不注重平时,学生平时学习不认真,临考突击复习现象比较严重。第二,考试内容片面,形式僵化。以前考试方式以期末考试为主,过程性考核比较少,学生的真正学习情况并没有很好地检测出,缺乏系统化、综合性的考核方式,对于学生能力的培养不利。第三,考试缺乏相应的监督机制和奖励机制。包括对教师考核内容的监管、评分公正性、科学性的监管,以及对学生作弊的监管。监督管理不够使我们以前的考试改革断断续续,没有形成系统,没有形成具体的教学成果。
三、考试改革的实践
学生成绩的评定分为以下几部分:课堂表现10%,理论课过程性考试30%,实践课过程性考试30%,期末考试30%。
(一)课堂表现评定
课堂表现可以体现一个学生在整个课程学习期间的学习态度,学习态度对于学生能力的掌握非常重要。我们平时成绩考核的改革措施如下:第一,出勤情况。根据学生是否严格遵守作息时间,不迟到、不早退、不旷课。事假、病假是否具有辅导员开具的假条等方面来进行评定。第二,课堂互动。根据以下方面评定学生的课堂表现:是否认真听课,遵守纪律,服从教导;是否课堂上积极和老师互动,踊跃发言;在课堂讨论、辩论的时候是否能大胆提出自己的想法,语言表达是否有条理性等进行评定。第三,课堂测验。首先,测验完成的质量,其次,课堂测验是否为自己独立完成,而不是抄袭其他同学作业;最后,作业是否具有独到的见解或者新颖的观点等来进行评定。通过这几方面课堂表现的评定我们可以对学生学习态度有很好的了解。
(二)过程性考试评定
1.理论课过程性考试
本门课程为专业核心课程,理论讲授72课时。因为课堂理论知识掌握好坏会影响到实践课程的操作,所以我们加强了本门课程理论课过程性考核,以理论知识的应用能力考核为主。具体如下:第一,课堂提问和课堂讨论、辩论。每堂课一开始先提问上一节课重点内容。提问采取随机点名形式,这样还可以起到考勤的作用。课堂讨论和辩论主要是选择一章中最主要的一个问题进行,比如“活性污泥参数关联性”、“二沉池飘泥原因分析”“造成污泥负荷过高的因素分析”等题目。时间一般是2课时,学生按学号分组来进行,教师最后进行总结。这作为总成绩一部分。第二,章节测验。每讲完一章做一次章节测验,测验方式包括笔试和课堂随机提问。笔试全部为主观题,以案例分析为主,这样能体现学生运用知识分析问题解决问题的能力。这部分成绩也计入总成绩。第三,期末检查笔记并提问。这部分内容考核在课程最后一周进行,地点在教师办公室,学生按照学号进入办公室进行考核,一般每个学生5分钟,这一部分成绩计入平时成绩。第四,课程论文和课程设计。课程论文一般布置两次,第一次在课程6周左右布置,由于学生刚开始接触本课程,所以要求比较简单,第二次在课程16周左右布置,此时学生基本掌握污水治理知识,所以论文质量要比较高,要体现出学生对所学知识的运用。第五,“污水处理工”证书。学完本门课程后,我们鼓励学生考取此证书,凡是参加此证书考试并通过的学生,我们将其证书成绩代替理论课成绩。
2.实践课过程性考试
实践课考核,我们从三个方面来考核:多媒体软件制作、参观实结、污水参数测定实验报告。首先,对于多媒体软件制作,我们已经进行了4年探索,目前软件制作模式和评分标准已经非常完善。我们充分利用学校多媒体实训室,学生在教师的指导下利用Flash、3DMAX、AutoCAD、Photoshop等软件分组制作课程动态仿真软件,所有的学生都要参与其中,制作的内容为不同行业的工业污水治理流程和污染治理设备的仿真系统,同时将每个设备的结构图、实物图、三维动画、控制参数的文字说明置于其中。课件制作过程贯穿整个学期,由任课教师整体设计,学生分组在多媒体实训室进行制作,本学期我们将环境监察09级两个班的学生分成10个小组,每组10人左右,分别制作格栅、沉淀、过滤、气浮、膜过滤、氧化沟、序批示活性污泥法(SBR)、生物转盘、升流式厌氧污泥床(UASB)、污水处理厂污泥的处理10个项目。学生成绩的评定是根据软件整体完成度、软件制作的质量、每个学生的工作量来打分。学生通过制作软件,对知识的掌握远比单纯的课堂听课好,而且制作好的课件作为课堂教学的重要部分。这样不但弥补了参观实习教学场地的不足,而且能充分发挥学生的动手能力,学生能更好地掌握理论知识和专业技能以及增强创新意识和实践能力。目前共16个污染治理软件在中央电化教育馆以及河北省教育厅多媒体教育软件大奖赛中获奖。第二,我们在学期中间带领学生参观秦皇岛的城市污水处理厂、企业污水处理站以及秦皇岛的污泥处理厂。学生参观后撰写实习报告,要求独立完成,重点是写出自己的参观感受和学习心得,在全部参观完毕后我们占用2课时进行心得交流,教师根据学生口述和实习报告内容进行评分。第三,我们安排学生在学校实验中心做污水参数测定实验,包括COD、氨氮、总氮、总磷、SS等参数的测定。实验用水取市政污水管道原水以及部分工业废水。成绩的评定根据其实验报告完成质量以及实验过程中实验教师的现场打分来最终评定。通过实验,学生不但真正掌握水质参数的测定方法,而且加深其对水质参数的理解。
(三)期末考试
1.期末考试形式的改革
期末考试我们采取了闭卷、开卷、半开卷3种形式进行对比,半开卷是借鉴国家职业资格考试的办法,考试过程中考生不能携带任何资料,由监考老师发放考试手册,手册中有污水治理方法定义、分类、特点、适用范围;常用计算公式;参数计算表格等。通过我们的探索实践,得出半开卷形式效果最好,教师出题难易程度容易把握,学生也不至于死记硬背过多的知识点,把重点放在知识的理解上即可。
2.期末考试内容的改革
与时俱进的考试内容是贯彻人才培养目标的具体体现。本次课程改革依托考试大纲,考试内容不但全面,而且体现了能力为主的思路。在“水污染治理设施运行管理”期末考试中既注重基础知识的细节掌握,又包括了知识的灵活运用。客观题可以考查学生对基础知识的掌握情况,摒弃了选择、填空、判断题型,以简答题和判断分析题为主,考查学生对污水治理方法的特点、适用范围、参数控制的知识掌握情况,以及重点污染物的处理方法选择,这一部分占20%分数。计算题占30%分数,主要是生物处理方法参数运算以及化学药剂投加量的计算,考题尽量贴近实际。综合论述题和案例分析题占50%的分数,综合论述题的设题条件较宽松,学生发挥想象的空间较大,容易体现学生的独特见解。对污水治理设施运行参数关联性的分析,常见问题的分析和解决办法的论述。热点问题的分析,案例分析题让学生根据所学知识分析案例中存在的问题,提出正确的解决办法,从而有利于不同层次的学生发挥主观能动性。
四、考试改革的保障措施
第一,过程性考核灵活性大,如何保证考试质量取决于教师的责任心,学校应该制定更加具体和清晰的规章制度,加强对教师考试改革的监督管理,否则过程性考核可能流于形式。第二,教师工作量的增加会占用任课教师大量的课外时间和精力,使部分教师不愿去进行考试改革,所以学校应该鼓励教师进行过程性考核,适当提高教师授课津贴,以补偿课堂之外的工作量。第三,不同课程采取的灵活考试方式可行性进行及时的论证,确保考试改革真正体现学生的能力为主。第四,对期末考试作弊现象应该加强监督,确保考试的公平公正。第五,重视学生对考试改革的反馈意见,不断完善专业课的考试模式。
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