改善能源污染的途径合集12篇

时间:2023-12-19 11:22:42

改善能源污染的途径

改善能源污染的途径篇1

目前从实践及理论界的研究来看,环境成本内部化实现途径包括:环境税、排污收费、排污权交易、环境管理体系以及环境标志等。其中,环境税、排污收费、排污权交易等都属于命令控制型环境成本内部化实现途径,而环境管理体系和环境标志等属于企业主动型环境成本内部化实现途径。理论上关于环境成本内部化实现途径的研究成果已经很多,在实践中的应用也较为广泛。

命令控制型的环境成本内部化实现途径属于政府主导型途径,是企业被动进行环保的途径;企业主动型环境成本内部化实现途径属于企业主动环保的途径。从这两种类型途径在我国的执行情况及效果来看,命令控制型手段仍处于主导地位,效果也较后两者好,但从长远来看环境管理体系应该是符合条件企业的最好选择。导致这种状况的原因有一下几点:首先,我国经济发展水平还比较低,环保技术水平还比较落后,使得环保投资较高,阻碍了企业主动环保的发展;第二,除了环保设施初始投资较高外,环境管理体系的运行成本等也比较高,这是影响企业主动环保的又一原因。有些企业迫于政府等相关环保部门的压力,被迫购买环保设施,但由于运行成本高,有些企业偷偷将环保设施人为闲置,没有达到节能减排的效果。以上因素的存在都影响了环境管理体系的实施效果。

命令控制型环境成本内部化实现途径目前在大多数国家比较盛行,但从实施情况来看,其环境成本内部化的实现效果并不理想。大多数管制措施的制定和实施主观性太强,对于一些应该予以管制的行为没有管制,已经实施管制的力度以及监督检查的力度不够,地方保护现象、寻租现象严重,偷排等现象很多。这种途径下社会成本很高,加上很高监督成本,使得这一途径也没能使环境总成本达到最低。对于命令控制型中的排污权交易制度,是一种较受关注的途径。这种途径虽然考虑了市场机制的作用,但毕竟走的还是先污染后治理的老路,没有从源头减少污染,与企业主动申请通过环境管理体系认证并在生产及管理等各个环节就提高环保意识,减少污染排放相比效果并不理想。而且我国的市场机制并不健全,而排污权交易制度对于市场的完善程度要求较高,这就给排污权交易制度的实施造成了很大障碍。从成本角度来看,由于较高的交易费用的存在,使得排污权交易制度并没有实现社会成本与企业私人成本即环境总成本最低的目标。

目前,受市场机制不够完善及我国经济发展水平等低等的限制,环境管理体系的效果没有达到最好预期效果,但大量研究表明,环境管理体系是一种使企业成本与社会成本之和最小的一种外部环境成本内部化的途径,从源头减少污染排放,最大限度地降低污染治理成本和政府监督成本与企业的违约成本,从长期来看能够有效改进企业的财务绩效和环境绩效。

根据美国环境保护署(USEPA,1995)对环境成本的分类,本文对命令控制型与企业主动型的环境成本内部化实现途径的成本项目进行了比较(表1)。

表1 命令控制型与企业主动型下成本项目比较

从表1的成本项目比较来看,由于企业主动环保情况下,节能减排设施、污染治理设施都较命令控制型下完善,操作人员素质也较命令控制型下高,因此企业发生污染的几率大大降低,污染补救成本和政府污染治理费用也得到了有效降低;生产环境的改善使得职工及企业周边居民因有毒污染患疾病而引发的治疗费用也可有效降低。同时,企业主动环保省去了政府的监管,节约了社会成本。有些企业不重视环保,虽然迫于压力进行了环保设备投资,却偷偷停运,环保投入没有得到有效运行,员工虽然进行了培训,但受企业大环境影响,环保意识淡薄,容易出现因人为操作失误引发的事故和污染。因此从整体上看,企业主动型环境成本内部化实现途径较命令控制型途径总成本低。

改善能源污染的途径篇2

中图分类号:X171.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0301-01

1.引言

城市河流对社会、经济发展以及生态保护具有十分重要的地位。城市生活环境具有密集性,对与人类关联密切等特点,一旦出现城市河流水环境污染并且污染超出自然消化能力则导致城市河流区域乃至整个城市出现生态平衡损害[1]。因此,研究城市河流水环境生态修复途径与模式,对于城市水污染治理,维护自然生态平衡,具有重要的意义。

2.传统修复途径存在的问题分析

传统的城市河流水环境修复途径一般为截污和清淤,这两种途径都存在着很大的局限性。因为河流为开放性系统,其受到外部相关联环境因素的影响而无法“独善其身”。比如,河道沿岸种植物,城市地下污水排放,沿岸雨水汇集等因素都将可能将氮、磷、碳乃至重金属元素带入河流之中,从而导致河流水质环境被动恶化。

针对上述问题采取截污措施仍然无法有效的解决氮元素污染难题。这是因为大气中的氮元素仍然可以通过河流中的藻类植物进行吸收。所以,要想精确调节住氮的关联源,对富营养化水体来说,是非常困难的。除了氮元素的关联污染之外,磷元素也具有类似效应,磷元素与藻类互相作用以至于富磷情况下水体磷元素过量储集而造成污染。

根据以上分析,采取传统的截污和清淤途径难以有效修复城市河流水环境生态。

3.城市河流水环境生态修复模式

城市河流水环境生态的修复难以简单地通过人类活动的退缩而恢复到过去的状态。概括来说,水环境生态的修复有四种模式可以选择,即复育、修整、改善与再造,这四种模式的概念及特性如下:

1)复育。对现有水环境生态经过人工措施,使其各种组成、条件、功能、景致等都能恢复到未受干扰前的状态。

2)修整。针对城市河流某个特定的生态环境扰前应具有的部分重点特征,经过人工措施,使其能重现这部分的功能、特性。

3)改善。采取人工方式改进城市河流水环境生态中某些功能,但无须考虑是否为原有的环境特性。

4)再造。又称重构,即重新“构造”一个城市河流水环境生态,即使此环境中所包含的特性从来未出现在原区域中。

无论是复育或修整原有的水环境生态,还是改善或再造新的城市河流生态,均须考虑河流区域气候、水纹环境特点,将生态安全作为水环境生态修复的前提,包括:一、增强对城市河流生态的调控能力,将污染负荷的变化控制在水环境生态系统可承受能力之内;二、强化、改进城市河流生态系统的自我修复能力,使水环境能够抵御环境变化的不利影响[2]。

4.城市河流的生态修复措施

岸堤是城市水环境的基本要素,对河坡与浮石带、湾区和等部位进行结构研究的基础上,设计城市河流地带的生态工程和宜居景观。

分别针对城市河流的各段岸线采取引水冲污措施即通过清洁江河水置换河道的污染河水,从而实现生态岸堤的滞洪补枯,涵养水源、改善生境以将原污染河道中的污染物稀释或带入下游,在护坡上种植柳树芦苇等耐湿喜水性植物降低河道的污染负荷以提高河水的自净能力。

城市河流岸堤的生态修复关键一点是护岸设计。针对底泥中的有机物在细菌作用下发生分解使河水变黑变臭问题,采用“设计遵从自然”的城市河流规划的新观念和新方法降低水中的溶解氧浓度,同时产生硫化氢、磷化氢等恶臭气体。选用改进岸堤技术新建河堤解决常年冲刷和上游环境的恶化造成的严重水土流失问题。改进的岸堤采用前缘为砂质河滩,可以单一出现也可成为一组大致平行的堤出现,构建岸堤的材料可以为砂质、砾石材料、水泥材料等结合混凝制成。才去的方案充分考虑城市河道的生态、经济和社会效益,达到生物多样性显著提高,重建强有效的水环境自然生态平衡。

河流进入城市中心区后,鉴于城市用地的局限,无法采用宽体式斜坡护岸技术,主要是采用立体式石砌生态护岸技术,并辅助种植耐阴植物以调节环境温度、湿度、吸附消化有害气体和灰尘,建设形成滨水生态空间,丰富水景景观。

在植被选择上,综合搭配基本草种、树种和花形成具有不同高度、适应四季、错落有致的植物区。利用植物区实现气复氧技术用于应对河道的突发污染即在适当的位置针对河水进行人工复氧,提高水体的溶解氧水平。选用沉淀剂净化水体,恢复水体中好氧生物的活力,用活性炭吸附污染物质使水体自净能力增强,从而改善河流的水质状况,并配以微生物降解水中的有机物质重建提水、沉水植物群落吸附过量盐质。

综合采用生态清淤、底泥干化与资源化利用造岛一体化技术实现城市河流生态修复,并辅以生态工程技术措施,有效滞纳、吸收、转化、降解各种污染物,改善水环境;同时遵循生态适应性原则,因地制宜配置功能植物,恢复湖滨带自然景观格局和生境类型,发挥滨岸湿地植被的截污去污功能,为水生动物提供适宜的栖息和繁衍场所,完善入湖河道生态系统。

5.结论

针对城市河流水环境生态修复问题,概括了四种修复模式,并进行了分析,给出河流地貌特征的修复、河岸带的整治和重建、水文特征及生物物种的恢复途径。所提模式在城市河流生态修复实践中提供思路和借鉴。

改善能源污染的途径篇3

中图分类号: S157 文献标识码: A 文章编号:

随着经济的发展和人口的增加,对土地资源和水资源的需求也越快来越大。然而,由于人类不合理的生产活动,导致植被破坏,水土流失和面源污染越来越严重,使得原本有限的土地资源和水资源问题日益严峻,这一基本事实使水土流失面源污染成为人们亟待解决的问题。加强水土流失面源污染的防控研究,有利于促进水土保持,提高水资源的质量,对于保障小区域的生态安全具有重要的作用。

一、水土流失面源污染概况

水土流失面源污染是相对于点源污染而言,对水环境的污染并不是由于某个排污点所引起,而是在一个较大的尺度范围内所形成的污染源,通常也称作非点源污染。我国最早于60年代初开展的化学侵蚀与化学径流的研究,是我国面源污染研究的先导。从80年代开始,由于水库、湖泊等水体的富营养化现象严重,以及河流水质、泥沙等方面研究的需要,才正式开展了农村面源污染的研究。在面源污染研究中,土地利用方式与污染物负荷之间的关系是国内外研究面源污染的基本出发点。通常在不同的土地利用类型上,采用具有代表性的区域,同步监测降雨径流的水质、水量、确定出污染物的单位负荷量, 然后通过单位负荷与面积的乘积来估算,来监测面源污染的发生负荷量。但由于面源污染是一种时空差异性很强的现象,仅仅以小区研究来代替大区域的结果,估算精度较差,同时也不利于进行对面源污染的发生规律的研究。现阶段形成的以小区研究和大区域调查相结合的方法,为研究水土流失面源污染开创了一条新道路。

二、水土流失面源污染的危害

1、增加了水体中的悬着物

当发生水土流失后, 被侵蚀掉的土壤在到达河流或其它水体以前,大部分在径流中沉积下来,但仍有一部分达到某个水体,形成水体中的悬着物,增加了水的浑浊度,形成一种物理污染。以黄河为例来说,由于黄土高原强烈的水土流失,致使大量泥沙进入黄河,使黄河的平均含沙量高达37. 60kg/ m3,对黄河的水质造成污染,使水质下降,开发利用难度加大 成本增高。

2、增加了水体的富营养化

水体富营养化是由于各种营养物质大量进入水体,使其浓度增高,促使各种藻类的大量繁殖,从而影响水生动物生存和人类用水的现象。在降雨侵蚀过程中, 雨滴到达地表,一方面分离土壤,另一方面溶解土壤中的营养物质 当产生径流后, 这些物质与泥沙一起进入水体;同时主要来自于土壤的泥沙作为人类施用化肥及其它农用化合物的载体,也将大量营养物质带入水体,增加了水体的富营养化程度。Abrams对美国杜阿拉丁流域的磷含量进行了分析, 认为周围农耕地土壤中的磷随水土流失而进入流域,是本流域的面源污染源之一。Hancus在佛罗里达奥基乔比湖进行了研究,发现防止周围农耕地的水土流失后,湖中的氮磷浓度下降。这均说明了水土流失可增加水体的富营养化程度。我国水土流失面积达150万km2,年流失氮磷钾高达4000万t,假如残留在各种水体的仅为1%,即每年水体残留氮磷钾达40000t之多。

三、水土流失面源污染防控研究

1、水土流失面源污染影响因素

水土流失面源污染的防控与其影响因素密切相关,面源污染物的产生主要以水土流失为途径,因此影响水土流失的主要因素(自然因素和人为因素)对面源污染也有很大影响。自然因素包括降雨坡度下垫面条件土壤初始含水率植被覆盖率等,近地表土壤水文条件对坡面的侵蚀过程产生显著影响,进而影响到面源污染物的迁移过程。人为因素主要指对土地的不合理利用等,尤其是施肥和农业耕作对面源污染有很大影响。

水土流失产生的泥沙一方面给水体带来物理、化学、生物等方面的污染,另一方面当水环境条件发生改变时,由废、污水携带的泥沙吸附的污染物质被解吸到水相中造成二次污染,故土壤与化学物质之间的相互作用( 吸附与解吸) 等是决定泥沙和径流携带化学物质浓度的关键因素。因此,对侵蚀泥沙的防治可减少水土流失面源污染。

为防控水土流失面源污染,国内外学者对水土保持耕作法(少耕、免耕)、农地过度施肥、近地表土壤水分条件等影响污染物运移的机理进行了研究。水土保持措施能够吸收、过滤、迁移和转化土壤或水体中的一些有害物质,防治面源污染,优化流域或区域水环境。因此,研究不同水土保持措施在防控化肥农药和有机肥等面源污染方面的作用,采取有效的水土保持措施控制水体污染,是面源污染水土保持控制技术研究的主要内容。

2、水土流失面源污染防控

面源污染控制主要有3种途径: 第一种是对污染源系统的控制,第二种是对污染物运移途径的控制,第三种是对污染汇系统的控制。水土保持措施对前两种控制途径均有重要影响,尤其是生物措施,通过提高植物覆盖度改善土壤质地,增强土壤团粒结构,增加土壤微生物种类和数量,改善土壤水分条件等,对化肥、农药、重金属等污染物的植物吸收、微生物降解、化学降解等具有显著的正向促进作用,能减少污染源系统的污染物通量。此外,工程措施通过控制侵蚀和搬运过程来控制面源污染物的扩散,截断面源污染的污染链和减少污染量,主要表现在拦蓄径流、泥沙,从而减少吸附的营养盐和有毒元素等,达到净化径流水质、保护水体功能的目的。

美国环保署(USEPA)提出的“最佳管理措施(BMPs)”是目前普遍认为值得采用的面源污染防治体系,它是指任何能够减少或预防水资源污染的方法措施或操作程序,其工程措施既包括修建沉沙池渗滤池和集水设施等传统的工程措施,也包括建设湿地植被缓冲区和水陆交错带等新兴的生态工程措施。杨爱民认为水土保持、生物措施、工程措施( 除传统的水土保持工程措施外,还包括兼具拦截径流净化水质功能的小型人工湿地措施等)和农业技术措施(除水土保持耕作技术外,还包括合理施肥技术等)都对面源污染的防控具有重要作用。

我国学者采用设置径流小区进行天然降雨观测和人工模拟降雨试验等方法,对生物毯、生物带、秸秆覆盖、鱼鳞坑、梯田、台地等不同水保措施防治面源污染的效果进行了研究。此外,生态清洁型小流域建设是防治流域内水土流失和面源污染的主要措施,如2006年北京市综合治理后的小流域比未治理的小流域平均削减总氮34.8%,总磷20.8%,小流域出口的水质达到地表水3类标准以上。目前我国对于水土流失面源污染防控的试验研究多以小区尺度的观测分析为主,在流域尺度中对水土保持措施的减流抗蚀效应研究得较多,而对于面源污染防控还有待进一步深入研究。

3、水土流失面源污染研究现状

水土流失面源污染的实质在于水土流失,作为水土流失预测预报的模型,经过合理的修正后,可用于非点源污染的监测。USLE方程因为较好地解决了估算特定条件下的长期平均土壤流失问题而被广泛应用于面源污染模拟模型之中。刘枫等曾利用USLE方程定量地研究了于桥水库的非点源污染规律,发现流域地貌和植被是制约面源污染空间差异的两个关键因素,调控植被覆盖的空间分布是非点源污染管理的重要途径。陈西平等根据径流小区试验发现降雨历时、降雨量、最大雨强三个参数中, 降雨量与污染物输出量有较的相关关系, 并研究了涪陵地区五种污染物的各次降雨冲刷预测方程。王全九等根据土壤溶质随径流的迁移特性, 认为土壤溶质随径流迁移过程主要受控于土壤可供径流挟带的溶质量及径流挟带溶质的能力,径流挟带能力可利用时流质量传递系数来表示,将降雨特性, 下垫面条件等因素对径流过程的影响归功于对流质量传递系数,任一时刻径流溶质质量均是土壤可供挟带的溶质量及对流质量传递系数的函数,并推导出了对流质量传递模型。

立足于受纳水体水质分析的统计模型,在实际工作中得到了广泛应用,但由于未涉及水土流失型非点源污染的本质, 使其精度及应用范围受到一定影响。从水土流失面源污染的三个环节—降雨径流、水土流失及污染物迁移等过程出发, 研究非点源污染的实质并进行预测预报, 已成为水土流失型非点污染的研究方向。

四、结语

水土流失导致土壤退化,减少有效耕地面积,并且引发相关的次生灾害,影响经济的发展和农业地位的安全,已经成为国家和人民普遍关注的问题。由于水土流失与面源污染之间相互影响相互制约的特殊关系,笔者认为应将两者结合起来研究,重点研究: 一是结合水土流失模型开展面源污染模拟及其预测预警研究; 二是加强水土流失对面源污染形成和运移机理及其对水质影响研究; 三是建立水土流失与面源污染一体化监测体系并推广应用。

参考文献:

[1] 胡宝祥,马友华水土流失及其对农业非点源污染的影响[J]. 中国农学通报,2008 ,24(6 ) :408—412.

[2] 杨爱民,王浩,孟莉. 水土保持对水资源量与水质的影响研究[J].中国水土保持科学,2008 ,6(1) :72—76.

[3] 文军,骆东奇,罗献宝等.千岛湖区域农业面源污染及其控制对策[J].水土保持学报,2004,18 (3) :126—129.

[4] 鲍全盛,王华东.我国水环境非点源污染研究与展望.地理科学,1996,16(1):66~71.

[5] 关君蔚. 关于我国水土保持学科体系的展望. 见:水土保持科学理论与实践.北京: 中国林业出版社, 1992,1~4.

改善能源污染的途径篇4

氨氮是控制水体含氮有机物污染和保护水生态系统的一个关键水质指标。氨氮成为“十二五”减排新的约束性指标,是改善水环境质量的必要举措,同时也是污染减排工作的难点。

近年来,我国的水质污染状况悄然发生变化。氨氮成为长江的首要污染物,同时也是黄河、珠江、松花江、海河和辽河的主要污染物,对氨氮的控制成为改善水体水质的关键。

一、氨氮的危害和来源

与COD一样,氨氮也是水体中的主要耗氧污染物,氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧,使水体发黑发臭。氨氮中的非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,对水生生物有较大的毒害,其毒性比铵盐大几十倍。在氧气充足的情况下,氨氮可被微生物氧化为亚硝酸盐氮,进而分解为硝酸盐氮,亚硝酸盐氮与蛋白质结合生成亚硝胺,具有致癌和致畸作用。同时氨氮可增加水体富营养化发生的几率。

水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、某些工业废水以及农业源。我国氨氮排放量远远超出受纳水体的环境容量、污染负荷压力大是造成目前地表水体氨氮超标的最主要原因。“十二五”期间,我国经济仍处于工业化和城市化快速发展阶段,污染物排放增量压力巨大,氨氮排放量大与环境容量相对不足的矛盾仍难以得到根本缓解。

二、“十二五”期间有效减少氨氮排放的方式和途径

1.完善氨氮的排放标准,促进氨氮污染防治水平提升

我国目前有26个现行水污染物排放标准对氨氮的排放规定了控制标准值,目前现行国家和地方有关氨氮的排放标准中,年代较早的标准,其氨氮控制要求已不能满足当前环境管理工作要求;而最近几年的地方标准基本可以满足环境管理工作要求。应根据现有工业企业氨氮达标排放标准低的状况,完善国家环境质量标准体系,加大行业型污染物排放标准工作制订力度,缩小综合型污染物排放标准适用范围,对实施时间较长的排放标准进行全面复审和修订,提高氨氮排放控制要求,提高工业氨氮治理水平。

考虑到工业企业废水处理设施实际进水氨氮浓度很高,很多企业面临氨氮达标困难,应基于技术经济可行性提出“提标升级”要求,既要体现对水体水质的要求,又要考虑各行业实际的经济承受能力和处理水平。通过“提标升级”,促进企业升级改造,工业氨氮排放水平有望进一步降低。

2.推进城镇污水处理设施建设和升级改造,大幅度强化氨氮削减作用

由于进水量变化大、工业废水影响、进水固体悬浮物浓度高等因素,我国污水处理工艺氨氮去除效果不理想。绝大部分污水处理厂缺乏控制氨氮的有效手段,硝化效果基本依赖于季节的自然更替,部分污水处理厂提高硝化措施仅是简单地减少排泥或增加曝气量,远未达到优化运行效果。一些老污水处理厂在建设之初未考虑硝化功能,只有简单的COD去除功能,出水氨氮较高。这些污水处理厂的曝气池容积较小,达不到硝化所需的泥龄要求;沉淀池容积偏小,无法适应硝化所需的高污泥浓度;曝气设备能力较低,达不到硝化所需的供氧量。

通过污水处理厂COD减排协同效应并升级改造强化生活源氨氮去除效率,可有效地减少氨氮排放。一方面深挖潜力,注重提升现有设施负荷率和运营水平。根据流域水质的情况,有条件改造的,继续分期分批在城市污水处理厂中增加脱氮除磷功能;排入封闭式水域及对近岸海域水质有直接影响的地区污水处理厂,应选有强化除磷脱氮功能的处理工艺,鼓励新建污水处理厂将去除水中总氮作为控制污染指标之一;负荷率低的,完善污水收集管网,通过管网改造提升等措施提升负荷率。另一方面全面启动县县污水处理厂建设工作,推进农村分散式污水处理设施建设,鼓励有条件的地区因地制宜建设农村分散式污水处理设施。

3.以重点行业为抓手,加大工业结构调整力度,加强工业污染治理

氨氮污染排放的污染结构性问题突出,化工、有色、石化、农副食品、纺织等8个行业氨氮排放量占工业排放总量的85.9%。化工行业是氨氮的主要排放行业,占工业企业氨氮总排放量的40%以上,其次为造纸、食品加工、纺织、黑色冶金、石化等行业,具有高氨氮废水排放的工业行业主要有炼油、化肥、无机化工、农药、铁合金、玻璃制造、食品和饲料生产等。此外,养殖场排出的废水和垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液等废水中氨氮含量也很高。重点抓住化工、有色、石化、农副食品、纺织等重点行业,可以有效控制工业氨氮排放总量。

按照先控制新增量后削减存量的顺序,首先,在项目审批阶段严格环境准入标准,合理控制行业发展速度和经济规模,在源头污染物增量环节多做“减法”,控制氨氮污染物新增量;其次,严格执行国家产业政策,加大工业结构调整力度,对重点行业、重点流域依法实行强制清洁生产审核,对达不到清洁生产水平的应予以关闭和淘汰;第三,抓好企业末端治理,加强污染治理设施的运行监管,确保工业企业实现全面稳定达标排放。

4.多管齐下,综合试点,大力防治农业源污染

要从根本上缓解氨氮污染问题,必须把主要农业源氨氮污染物逐步纳入控制。农业源将是“十二五”水污染防治需要攻坚克难的重点领域。

现阶段农业源治理应以规模化畜禽养殖等为重点,落实各项管理制度和政策措施,开展规模化畜禽养殖小区、畜禽散养密集区污染防治。规模化畜禽养殖企业参照点源进行管理,严格要求,以氨氮稳定达标排放为目标。对散养式畜禽养殖场,以综合利用为主要措施,推广畜禽粪便生物处理技术,发展生态农业。对于农业面源防治,主要采用管理措施从源头防治,条件允许的情况下辅以工程措施,积极开展试点。通过推广测土施肥的方法,扩大有机农产品种植面积,减少农业生产化肥施用量。促进控释肥料研发、生产、运输和销售,改善化肥产品结构,提高氮素利用率。研究建立完善的规模化畜禽养殖场—有机肥—农户—农田运营模式和渠道,实现面源点源协同削减的同时,促进农业可持续发展。

参考文献

改善能源污染的途径篇5

中图分类号:TV697.3文献标志码:A文章编号:

1672-1683(2015)001-0042-05

The mode of water safety guarantee of reservoir water source and its application in East China

KOU Hai-qun

(Xinjian County Environmental Monitoring Station,Nanchang 330100,China)

Abstract:The agricultural nonpoint pollution has threatened the water quality protection of headwater in reservoir.To protect the water quality of water source,it is important to control nonpoint pollution in the protection zone of headwater area of a reservoir at present.In the paper,the main problems of water source are diagnosed,the proposed protection target of Reservoir Water Source is to deal with water quality change of nitrogen and phosphorus removal from non-point source pollution.The Mode of Water Safety Guarantee of Reservoir Water Source is determined.The aerobic -anoxic-biochemical and articifial wetland combined process,process removal of ecological ditches purification technology and a complex pre-dam systems,have realized that the removal of the total pollutant could up to more than 40%,respectively.The total removal rates of SS,TN,NH3-N and TP and COD were more than 90%,the pollution load entered into water source,could effectively cut into,the quality of water source had been significantly improved.At the same time,the species and coverage of water source plants were increased,abundant biodiversity,enhanced the structural stability of riverbanks.Biological breeding,habitat,feeding environment have become better and better,which provide a scientific basis for the water safety protection of water source.

Key words:water source of reservoir;water safety;guarantee mode;engineering demonstration ;water quality improvement

饮水安全是当前我国环境保护的首要任务。随着工业化、城镇化进程的不断加快,水资源开发利用强度不断加大,地表水体污染日益严重,地表水源地水质安全现状堪忧,农村饮水困难和饮水不安全问题尤为突出。目前,我国农村饮水不安全人口大约为3亿人,其中饮用水水质不达标人口占56.2%,存在缺水问题(水量、方便程度和保证率不达标)人口比重达到438%,农村饮水安全是确保全国饮水安全的重中之重[1-3]。

随着社会和经济的快速发展,农村集中式供水源地成为农村供水的主要方式,特别是在经济发达地区,湖库在农村集中供水水源中占重要地位,是农村供水水源的发展方向[4]。但是,我国南方河网地区水环境污染和水生态破坏的趋势仍没有得到有效遏制,使得农村地表水源地面临严峻的威胁,华东河网地区水资源总量较为丰富,但区域经济快速发展与农村饮用水源保护冲突现象明显,缘于水质型缺水的水源地严峻形势已经成为影响区域生态安全和可持续发展能力的重要限制因子,因此,水源地水质安全保障正在被视为确保农村生活饮用水安全的首要环节[5-7]。

目前,农村面源污染主要体现在初期来水,污染物浓度高,负荷大,需要净化处理,而后期来水水量较大,污染程度低可直接排放进入水源地,加之我国农村地表水源地水质安全保障普遍存在重视程度低[8-10],因此针对水库型水源地的保护模式研究,系统保护方案和工程少、技术集成应用不足等突出问题,对水源地面源污染防控更是缺少针对面源突发性、间歇性、多途径等特征的系统技术手段,难以满足污染防控新形势的要求[11-13],致使农村饮用水源地保护效果不甚理想。因地制宜地研发低成本、高效率、易操作的水源地污染防控技术体系成为解决农村饮水安全技术的主要发展方向[14-15]。因此本研究以农村水库型水源地为研究对象,从水源地综合调查入手,全面摸清农村水库型水源地自然特征和污染来源,诊断各类水源地存在的主要问题,提出水库型水源地水质安全保障模式。结合某农村水库型水源地区域污染物联控工程示范,为农村水源地污染问题提供了管理模式和污染防控技术示范。

1农村水库型水源地水质安全保障模式

我国农村饮用水源类型将其大致分为两类:地表水源和地下水源,地表水源主要包括湖泊、水库、河流等;地下水源包括浅层地下水、深层地下水、泉水和裂隙水等。在缺水地区,降水也可以蓄积起来作为饮用水。

1.1水库型水源地问题识别

水库型水源地水位变化小,流速缓慢,库区面积较大,污染源分散,来源途径广泛,主要为周边农村生活污染、稻田排水和其他面源污染,面源污染主要表现为初期来水污染浓度高,负荷大,需强化净化;后期来水水量大,污染较轻,可直接排放进入水源地,面源水质梯度变化。污染特征因子主要为COD、TN和TP,因此水库型水源地安全防护以面源为主水质呈梯度变化的脱氮除磷为目标。

1.2水库型水源地水质安全保障模式

农村水库型水源地防控系统构建,从小流域和区域着手,沿着径流汇集的过程进行面源污染控制,掌握面源污染产生过程的规律是控制关键。在明确降雨径流污染物的性质和来源、迁移转化量、污染物输出特征和影响主要因子等问题前提下,消减降雨径流污染量,减小对受纳水体的影响,构建污染物削减系统,以预防为前提、减量为辅助、处理是关键理念为指导,以径流污染的形成过程进行逐级控制技术为途径,以层层削减城市降雨径流污染量和结合空间地貌和生态、景观和谐为目标,形成因地制宜的农村水库型水源地防控系统构建模式I-T-G(Idea-Technology-Goal),见图1。“源-迁移-汇逐级控制”的起始在源,即在源区尽可能减少污染物的积聚,对于积聚的污染物尽可能消减,减少径流可携带污染物的量,限制其进入迁移和输出。生活污水分散处理、畜禽固废物、农业废弃物资源化处理,采用增加入渗技术,如土壤改良、入渗、绿化等来完成,暂时把雨水滞留起来,错开径流峰值,待洪峰过后,再把径流导入前置库进行处理。“源-迁移-汇逐级控制”的主要途径在于迁移控制,步步拦截、处处设防、环环净化,利用平原河网地区废置、荒芜的塘池、河沟、洼地。建立泥沙拦截系统、沉降系统、生态河道、生态库塘;生态立体浮床、固定微生物、生态库塘、高密度生物群落。对径流的滞缓、下渗、存储,增加径流输出的空间路线长度,来达到延缓污染径流输出的时间和减少负荷,另一方面拦截、沉降、吸附、沉淀等作用把污染物存贮、去除、净化在迁移系统中。“源-迁移-汇逐级控制”的最后关卡在于汇控制,是末端控制,其重点在于径流的存贮滞留,利用塘系统、湿地和前置库等生态过程来净化污染物。

图1农村水库型水源地安全保障模式

1.3农村水库型水源地水质安全保障工艺流程

目前农村地表饮用水源地主要受到农村生活污水污染及农田面源径流污染的威胁,农田面源径流污染季节性变化明显,施肥季节和雨季污染流失量大,旱季条件下污染流失量较小。农村生活污水主要为冲厕排水、盥洗排水及厨房杂排水,基本不含有重金属等有毒物质,其重要污染物氮、磷等为植物所必备的养分;目前广大农村化肥过量施用,投入强度大,氮肥的利用率仅为30%~35%,磷肥为10%~20%,雨时受地表径流冲刷,旱时灌溉后排水,均携带有大量的营养物质,释放氮和磷为主要污染形式[11-12],因此在合理收集污染来水,实现养分循环利用回灌农田,同时能有效处理剩余养分,使得进入水源地前强化净化。技术解决方案,包含生活污水无害化收集处理系统(厌氧-缺氧-好氧及人工湿地组合工艺)、面源流失养分循环利用系统、低污染水强化净化系统,其中生活污水无害化收集处理系统由厌氧过滤墙和好氧过滤墙组成,面源流失养分循环利用系统由浅水氧化塘和前置库组成;所述的厌氧过滤、缺氧和好氧过滤墙均填充煤渣、陶粒滤料;所述的浅水氧化塘水深05 m左右,作为莲藕、茭白、水芹、茨菰等水生经济作物生长区;前置库水深大于05 m,包括挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物、水生动物,特别筛选了冬季的水生植物种群,实现南方地区冬季植物的去污功效;所述的低污染水强化净化系统为现状水塘和沟渠的升级改造,种植不同水生植物,特别是冬季耐寒植物的筛选,设置人工强化净化填料,保障南方地区冬季低温条件下生态处理的效果。农村生活污水通过管网或者沟渠依次进入厌氧过滤墙和好氧过滤墙,好氧过滤墙出水与农田排水混合依次进入浅水氧化塘和前置库,作为水生农作物用水和农田灌溉用水以实现氮磷资源的循环利用,前置库出水进入低污染水强化净化系统进一步净化后排入水源地,工艺流程,见图2。

图2农村水库型水源地安全保障流程

2农村水库型水源地水质安全保障模式应用

2.1生活污水处理系统

好氧-缺氧-生化强化及人工湿地组合工艺先处理高浓度污染水、再低浓度排放的方式,好氧段过滤墙,过滤墙内为大孔径滤料,以利于空气传质,滤料表面种植根系发达,输氧能力强的水生植物,充氧方式为配水渠跌水充氧进行碳氧化、硝化作用,有机物及氨氮在此单元被大部分去除,部分磷通过过滤吸附和植物系吸收被去除。缺氧段过滤墙内填充缓释碳源和小孔径的组合滤料,表面不种植植物,构建缺氧-厌氧环境,以利兼氧-厌氧微生物生长,进行反硝化脱氮,生物强化净化过滤墙内填充利于植物生长的大孔径滤料,表面种植去污能力强的植物,进一步吸收去除好氧段过滤、缺氧过滤出水中尚未被去除的氮、磷物质。人工湿地采用芦苇碎石床复合垂直流人工湿地系统,采用水泵抽水送至给水渠,在污水进入湿地布水系统之前通过流量计控制流入污水量。上行池填料表面具有集水管路,将处理后的水收集排走。复合垂直流系统是由两个池子组合而成,中间用隔板隔开,底部相通,底部开口为1 m×02 m。填料采用碎石,直径为3~5 mm,填料在进入湿地之前用自来水反复清洗,以免带入污染物质影响试验。下行池填料厚度为85 cm,上行池填料厚度为75 cm,下行池比上行池的填料厚10 cm,这10 cm填料层在湿地内部造成了一个水头差,为水体流动提供动力。试验装置从三月初移栽入芦苇并开始运行,每平方米种植14棵芦苇,经过一段时间后芦苇全部成活,并且长势旺盛,由原先的芦苇根长成2 m多高的芦苇,每平方米芦苇有35多株。水力停留时间的设定根据理论计算公式HRT=nV/Q得到。式中,n为碎石填料孔隙率;V为湿地床填料体积;Q为进入湿地的水量。碎石填料的孔隙率为042,水力停留时间(HRT)为24 h时,表面水力负荷(Q)为065 m3/d。

好氧-缺氧-生化强化对COD、NH3-N、TN和TP去除效果见图3,农村生活污水和农田地表径流排水中COD浓度在35 mg /L至67 mg/L之间,平均值为50 mg/L,出水COD浓度平均值为18 mg/L,平均去除率64%,主要是好氧段的碳氧化菌和缺氧段反硝化菌主要发挥了COD去除作用。进水NH3-N浓度在8 mg/L至10 mg/L之间,平均值为9 mg/L,出水NH3-N浓度平均值为12 mg/L,平均去除率87,主要是好氧段硝化菌的硝化作用去除。进水TN浓度在8 mg/L至11 mg/L之间,平均值为9 mg/L,出水TN浓度平均值为46 mg/L,平均去除率49%,缺氧段出水TN降幅达到了45 mg/L,是TN去除的主要工艺单元。进水TP浓度在05 mg/L至06 mg/L,平均值为050 mg/L,出水平均值为008 mg/L,达Ⅲ类水标准,平均去除率达到84%,主要滤料截留吸附作用、植物吸收、微生物同化作用及化学作用等,见图3和图4。

图3好氧-缺氧-生化强化对COD、NH3-N和TN去除效果

图4好氧-缺氧-生化强化对TP去除效果

设定三组水力负荷,分别为055、065和075 mm/d,研究了组合湿地对经过好氧-缺氧-生化强化处理的面源排水的去除效果,在不同的水力负荷下,分析其出水水质变化,证实本技术在处理面源污染方面的效果,污染物进水和出水浓度如表1所示,对进水污染物的去除率见图5。由结果可知,人工湿地对污染物质有一定的去除效果,但COD、TN、TP、NH3-N的去除效率变化较大,去除效率的范围在100%~35%、46%~752%、38%~457%、3%~33%之间。污染指标在不同水力负荷条件下的去除率各有不同,TP去除率随着水力负荷的增加而减少,NH3-N去除率随着水力负荷的增加而增加,TN则呈两头低、中间高的变化趋势,而COD则呈两头高、中间低的变化趋势。随运行时间增加,湿地对COD、TN的去除率逐步提高,对TP的去除率则呈现下降的趋势(图5)。分析认为这是由于随着运行时间增加,芦苇生长旺盛,促使其根部好氧微生物数量增加,活性得到提高,有机物的去除率也得到提高;反硝化细菌的生长逐步稳定,使得湿地内部反硝化过程趋于稳定,湿地除氮效率得到提高;由于植物对磷的吸收、填料对磷的吸附作用是有限的,当达到一定的平衡状态后,磷的去除效果就稳定甚至降低了。发现利用芦苇碎石床湿地处理低浓度面源来水时,

表1人工湿地的去除污染物效果

组别平均进水/(mg・L-1)平均出水/(mg・L-1)平均去除率(%)

COD181233

TN4.63.426

NH3-N1.20.9025

TP0.080.0625

图5人工湿地的去除污染物效果

COD的去除

比较稳定且去除率较高,但是氮磷的去除效果不是很好,需要进一步改进以加强湿地的脱氮除磷效果。

2.2生态沟渠过程削减系统

农田低浓度面源污水,利用现有的农田沟渠,充分利用现有的农田沟渠空间,沿水流方向依次设有经济型水生植物带,可有效削减氮、磷含量,降低运行维护成本,沿程沟渠净化示范工程长度45 km,宽度2~35 m。非降雨日,居民用水形成的污水通过沟渠排出。排放时间主要集中在一日三餐前后几小时,具有排放时间集中,排放量大,水质浓度高等特点,雨季进入沟渠分成沟渠前端进水和中间农田排水,估算雨季沟渠两侧农田进入沟渠径流量,对生态沟渠进行分段采样,进行水质分析进水平均SS、TN、NH3-N、TP和COD分别为56 mg/L、12 mg/L、24 mg/L、06 mg/L和32 mg/L,见表2。沟渠作为自然生态系统中的一部分,本身具有土壤净化功能,沟渠中水生植物,植物根系周围的微厌一好氧环境为反硝化脱氮提供必要条件,有效的削减了污染物质,经过改造的生态沟渠较传统沟渠,净化效果有明显提高,SS、TN、NH3-N、TP和COD平均削减率分别为60%、47%、35%、49%和45%,沟渠出水水质明显好转,同时由于受沟渠进水浓度影响较由于雨季时,不同的降雨强度及同一次降雨不同的时间径流污水浓度差异很大,对污染物去除效果也有一些差异。

表2雨季沟渠排水污染物参数值

mg/L

项目平均值最大(小)值标准差

NH3-N2.45.2(0.6)2.5

TN1218(4.5)6.1

TP0.61.2(0.05)0.6

COD3241(18)6.4

SS5682(32)7.8

2.3低污染水强化净化系统

低污染水强化净化系统主要以氧化塘为主前置库为构建核心。氧化塘系统充分发挥土壤-植物-微生物系统的土壤渗滤、植物根际及系统内微生物等的净化能力,利用深度和植物进行调节,实现不同水深的串联,营造不同优势菌群的区域,为各自发挥降解作用提供条件[16]。利用农村废弃塘进行改造,通过对塘体深度和植物生长的控制构建浅水和深水区域的氧化塘,既能营造景观又能净化污染,主要对农田尾水和沟渠来水进行净化。浅水塘深度为03~08 m,构建以挺水植物为主,主要包括再力花,鸢尾和芦苇,浮叶植物为野生菱角。深水塘深度为20~32 m,塘边浅水区以挺水植物为主,然后是浮叶植物为野生菱角,野慈姑和睡莲,深水区主要是自然生长的菹草和苦草。前置库的物理沉降区是对悬浮物质去除的重要单元,它主要是通过减缓流速,延长水力停留时间来促进水中泥沙及营养盐的沉降。因此沉降区内的沉积泥沙需要定期清淤,以维持沉降区的沉淀功能。前置库主要包括以下4部分:物理沉降区,植物净化区,生物净化区,强化净化区,形成一个削减面源,减少入库污染负荷量的前置库系统,库区面积约为87万m2,挺水植物区设计水深08 m,面积6 800 m2,深水植物区设计水深为15 m,面积为13万m2;生物净化区采用水生动物和底栖生物系统,面积为26万m2;强化净化区布置人工填料和浮岛,面积约为1 000 m2,通过对低污染净化系统的进出断面水质分析,由表3可知,高锰酸盐指数、总氮、总磷、氨氮和固体悬浮物平均去除率分别达到了46%、43%、48%、41%和66%,系统自投入运行后,原水水质提高明显,特别是暴雨季节的径流净化效果明显。该工程结合了当地特有的地形,针对农村集中式水源地面源污染量大面广、突发性、多途径的特点,因地制宜,逐步削减,高效控制,有效解决了面源污染大流量和高污染等问题,对减少水库外源有机污染负荷,工程投入运行后主要污染物去除效果明显,原水水质明显提高,特别是暴雨径流净化效果明显。

表3低污染强化净化系统主要污染物平均去除率

污染物名称平均进水浓度/(mg・L-1)平均出水浓度/(mg・L-1)平均去除率(%)

高锰酸盐指数13746

TN4.12.343

TP0.420.2248

NH3-N1.701.041

SS782666

2.4水库水源地水质安全保障系统综合评价

以华东某水库上游地区流域为示范区,以水质改善为目的,集成示范工程成套技术,开展农村生活污水治理、面源污染综合治理、生态修复等示范工程建设,本示范紧扣“水质改善为主”的思想,实现示范区主要污染源排放量削减85%以上目标,构建了农村水库型水源地防控系统构建并示范,工程稳定运行以来,库区及周边污染源大幅度减少,高锰酸盐指数、总磷、氨氮、总氮等主要水质指标呈逐年好转趋势,主要污染物指标去除率90%以上,见表4,消除水库第三季度出现Ⅳ类水体的现象,库区水质得到明显改善。该水库水源地防控示范树立了由局部改善到整体改善,自然恢复与人工恢复相结合,工程治理与非工程治理相结合,促进了水源地保护生态工程的良性循环。在示范区内建立了挺水植物、浮叶植物和沉水植物群丛,水生植物的多样性指数(Shannon-Wiener index)达到26,指数分级属于良,植物覆盖度达到40%~55%,说明示范区内有较高的水生植物多样性水平,

表4水库示范区实施前后水质对比

mg/L

项目高锰酸盐指数氨氮总氮总磷

示范工程实施前水质30~95(73)0.3~1.9(1.5)1.5~4.8(3.2)0.3~0.7(0.5)

示范工程实施后水质15~38(10)0.2~0.9(0.2)1.2~1.8(0.3)0.08~0.12(0.03)

污染物总去除率(%)96909294

生态系统的净化能力和稳定性得到一定提高,环境效益初步体现,取得了显著效果。

3结论

根据农村水库性水源地的主要问题,提出以处理面源为主的脱氮除磷目标,构建了水库型水源地水质安全保障模式,通过农村生活污水生态防护多级过滤墙无害化处理,过程削减的生态沟渠沿程净化和低污染水强化净化集成示范,有效削减了进入水源地污染负荷,污染物总去除率达到了90%以上,水源地水质得到显著改善,基本保持在Ⅲ类水质。

参考文献:

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[5]杨井泉,王秀莲,陶桂荣,等.日本水源地水资源保护及水生态修复的经验和启示[J].南水北调与水利科技,2012,10(2):150-151.

[6]田猛,张永春.用于控制太湖流域农村面源污染的透水坝技术试验研究[J].环境科学学报,2006,26(10):1665-1670.

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[8]徐祖信,叶建锋.前置库技术在水库水源地面源污染控制中的应用[J].长江流域资源与环境,2006,14(6):792-795.

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改善能源污染的途径篇6

一、绿色化学的产生背景

20多年前,传统的化学化工作为生产主力,秉承着“先污染后治理”的原则发展了多年以后,随之而来的问题终于一发不可收拾,传统的化学工业在生产过程中排放了大量的有毒有害物质,企业已无法承受沉重的环保费用,这需要国家大力研发从源头上减少和消除污染的工具。因此环境保护和治理、社会经济的可持续发展、资源的有效开发利用和人类的健康安全等一系列问题迫切需要人类创新出新的理论和技术手段。绿色化学作为环境友好化学,在解决环境污染问题上的作用是不容小觑的。在这种大背景下,在初中化学教学中进行绿色化学教育对于学生化学学科素养和绿色化学理念的形成,是十分有必要的。

二、绿色化学的基本概念和具体特点

绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,使用化学的技术和方法去减少或者消除有害物质的生产和使用,按照绿色生产的原则,具有的特点是:(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的反应物;(2)操作反应过程中使用无毒无害的反应物以减少向环境排放废物;(3)提高原料利用率,使所有原料在反应中都被消纳,实现“零排放”;(4)生产出对环境有保护作用、对社区安全的和对人体健康的产品。

三、初中化学教学中渗透绿色化学理念的途径

绿色化学理念的基本概念和绿色化学的特点应用于初中化学教学中有哪些途径?在化学课程中绿色化学理念怎样得到渗透?针对现阶段我国绿色化学教育的现状,在本文中,将从化学课堂教学中的学习方法、化学实验课程的布置安排及课下习题等方面,对初中化学教学如何渗透绿色化学理念、通过什么途径、采取何种措施等方面进行探讨。

(一)结合课本内容,开展绿色化学教学

学生接受新知识的能力越来越强,化学也是,这就要求教师对教学内容精确把握,在课堂上将绿色化学理念穿插到每个知识点中。课上要理论联系实际,针对现在大气、土壤等方面存在的普遍问题对学生进行引导,灌输绿色化学的理念,让他们对空气污染、温室效应、白色污染等问题有更生活化的认识。培养学生善于思考和观察的能力,引导他们关注社会环保问题,并将社会问题与日常知识点集合起来研究,激发学生的求知欲和解决实际问题的欲望。

(二)以“课上常提问,课下勤思考”的方式开展教学

为了加深学生对绿色化学、环境保护的认识,课上对学生提出化学相关的、生活化的问题,布置作业让学生自行解决,无论是通过查阅资料还是求助亲友的方式,目的是锻炼学生自主学习化学知识的能力和善于发现解决问题的能力。例如:课上出题,日常生活中为什么要购买无磷洗衣粉?为什么农业部禁止使用敌敌畏,BBT等仿效优越的农药?日常生活中的废电池该如何让处理?第二节课再公布答案。这些问题学生通过查阅资料等方式基本可以解决,这样一方面可以学习到许多前言东西,熟练掌握查阅技术;另一方面,又可以从生活琐事中获得化学知识,了解使用无毒无害制剂,平常注意节约自然资源,防止环境污染,用所学知识来为保护环境打下良好基础。

(三)在实验课中开展绿色化学教育

化学作为一门实验科学,日常实验课程必不可少,实验的重要性包括(1)使学生对知识点的记忆印象深刻,培养学生思考和动手能力,使学生扎实掌握化学知识。(2)反应物是实验必需品,教导学生选择过程中必须注意无毒无污染,从源头控制环境污染(3)反应过程可能会产生废气或者废料,进而造成的较严重的污染,这时候可对学生布置作业,要求他们进行更为环保的实验设计,引导他们掌握更多甚至是并未环境改造做出努力(4)实验尽量避免大型实验,一方面可节约实验药品,另一方面又可减少污染。

四、总结

环境污染的治理任重道远,绿色化学的蓬勃发展作为最有效的方法,需要在化学教学中渗透绿色化学理念才能够取得持久进步。学校可以在日常教学中及课外时间中将绿色化学的观念慢慢渗透,可以通过组织绿色化学知识点答题赛、绿色化学主题征文或者传统工业利与弊的辩论赛等多种方式增加学生的积极参与。作为人类灵魂的工程师应该走在时代前沿为祖国的花朵引导方向,掌握更多的绿色化学在日常教学中的渗透方法为我国环境改善竭尽全力。

参考文献:

改善能源污染的途径篇7

关键词:

环境污染;治理;绿色化学;渗透途径

一、绿色化学的产生背景

20多年前,传统的化学化工作为生产主力,秉承着“先污染后治理”的原则发展了多年以后,随之而来的问题终于一发不可收拾,传统的化学工业在生产过程中排放了大量的有毒有害物质,企业已无法承受沉重的环保费用,这需要国家大力研发从源头上减少和消除污染的工具。因此环境保护和治理、社会经济的可持续发展、资源的有效开发利用和人类的健康安全等一系列问题迫切需要人类创新出新的理论和技术手段。绿色化学作为环境友好化学,在解决环境污染问题上的作用是不容小觑的。在这种大背景下,在初中化学教学中进行绿色化学教育对于学生化学学科素养和绿色化学理念的形成,是十分有必要的。

二、绿色化学的基本概念和具体特点

绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,使用化学的技术和方法去减少或者消除有害物质的生产和使用,按照绿色生产的原则,具有的特点是:(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的反应物;(2)操作反应过程中使用无毒无害的反应物以减少向环境排放废物;(3)提高原料利用率,使所有原料在反应中都被消纳,实现“零排放”;(4)生产出对环境有保护作用、对社区安全的和对人体健康的产品。

三、初中化学教学中渗透绿色化学理念的途径

绿色化学理念的基本概念和绿色化学的特点应用于初中化学教学中有哪些途径?在化学课程中绿色化学理念怎样得到渗透?针对现阶段我国绿色化学教育的现状,在本文中,将从化学课堂教学中的学习方法、化学实验课程的布置安排及课下习题等方面,对初中化学教学如何渗透绿色化学理念、通过什么途径、采取何种措施等方面进行探讨。

(一)结合课本内容,开展绿色化学教学

学生接受新知识的能力越来越强,化学也是,这就要求教师对教学内容精确把握,在课堂上将绿色化学理念穿插到每个知识点中。课上要理论联系实际,针对现在大气、土壤等方面存在的普遍问题对学生进行引导,灌输绿色化学的理念,让他们对空气污染、温室效应、白色污染等问题有更生活化的认识。培养学生善于思考和观察的能力,引导他们关注社会环保问题,并将社会问题与日常知识点集合起来研究,激发学生的求知欲和解决实际问题的欲望。

(二)以“课上常提问,课下勤思考”的方式开展教学

为了加深学生对绿色化学、环境保护的认识,课上对学生提出化学相关的、生活化的问题,布置作业让学生自行解决,无论是通过查阅资料还是求助亲友的方式,目的是锻炼学生自主学习化学知识的能力和善于发现解决问题的能力。例如:课上出题,日常生活中为什么要购买无磷洗衣粉?为什么农业部禁止使用敌敌畏,BBT等仿效优越的农药?日常生活中的废电池该如何让处理?第二节课再公布答案。这些问题学生通过查阅资料等方式基本可以解决,这样一方面可以学习到许多前言东西,熟练掌握查阅技术;另一方面,又可以从生活琐事中获得化学知识,了解使用无毒无害制剂,平常注意节约自然资源,防止环境污染,用所学知识来为保护环境打下良好基础。

(三)在实验课中开展绿色化学教育

化学作为一门实验科学,日常实验课程必不可少,实验的重要性包括(1)使学生对知识点的记忆印象深刻,培养学生思考和动手能力,使学生扎实掌握化学知识。(2)反应物是实验必需品,教导学生选择过程中必须注意无毒无污染,从源头控制环境污染(3)反应过程可能会产生废气或者废料,进而造成的较严重的污染,这时候可对学生布置作业,要求他们进行更为环保的实验设计,引导他们掌握更多甚至是并未环境改造做出努力(4)实验尽量避免大型实验,一方面可节约实验药品,另一方面又可减少污染。

四、总结

环境污染的治理任重道远,绿色化学的蓬勃发展作为最有效的方法,需要在化学教学中渗透绿色化学理念才能够取得持久进步。学校可以在日常教学中及课外时间中将绿色化学的观念慢慢渗透,可以通过组织绿色化学知识点答题赛、绿色化学主题征文或者传统工业利与弊的辩论赛等多种方式增加学生的积极参与。作为人类灵魂的工程师应该走在时代前沿为祖国的花朵引导方向,掌握更多的绿色化学在日常教学中的渗透方法为我国环境改善竭尽全力。

作者:王忠艳 单位:吉林市双吉中学

改善能源污染的途径篇8

中图分类号:X5 文献标识码:B 文章编号:1005-569X(2009)11-0022-02

1 引 言

环境污染已经危害到居民健康,影响了经济的可持续发展。作为一名基层的环保工作者,对环境污染的问题比较了解。在此对这些问题作一定分析,并提出相关建议。

2 目前环境污染的主要问题

2.1 垃圾污染

垃圾主要包括工业垃圾和居民生活垃圾,随着城市化的迅速推进,垃圾数量越来越多。我国传统的垃圾倾倒方式只是将污染物转移,大部分地区都未实现垃圾有效分类和回收,不仅造成环境严重污染,而且不利于资源有效回收利用。

2.2 大气污染

空气污染源主要有三:以煤炭、生物能、石油产品为主的能源消耗是大气中颗粒物的主要来源;机动车尾气是污染的一个重要来源;汽车排放的铅是大气中的重要污染物。

2.3 水质污染

缺水和水污染是我国环境的主要问题之一,水体有机污染严重。我国周边的水域污染与工业分布密切相关。在有钢铁、石油、化工、造纸、焦化等工业的地区,水域往往受到酚和氰化物的污染;有制药工业的地方,水中的COD量必高;砷、汞、铬、铅、镍等重金属污染物一般来源于冶炼、电镀等工业。湖泊由于生活污水的排入,普遍有富营养化趋势。许多的饮用水源常常由于附近工业废水的排入而被污染,从而失去使用价值,导致水源缺乏。

2.4 噪声污染

噪声污染目前已成为一种新的公害。据《中国环境状况公报》显示,1997年,我国多数噪声处于中等污染水平,其中生活噪声影响范围广并呈扩大趋势,交通噪声对生活环境干扰最大,施工噪声扰民现象严重。

2.5 电磁污染

随着电视、电冰箱、电脑、手机的普及,由此产生的电磁辐射无处不在,过量的电磁辐射造成了电磁污染。电磁污染的主要区域有:①居室中电视机、音响等家电比较集中的地方;②电脑0.6~1.5m的距离内;③广播电视发射塔周围;④各种微波塔周围。

3 造成目前环境污染严重的原因

3.1 环境意识薄弱

大气环境是人类赖以生存的可贵资源,大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程,恢复良好的大气环境质量,要比采取措施从根本上防治大气污染付出更多的经济代价。但这种观念长期以来并没有被充分理解和认识。

3.2 能源利用不合理,浪费严重

能源的不合理利用以及严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一,主要表现如下:①在我国一次能源消费结构中,煤炭占75%,而用于发电的煤量仅占总煤量的35%,其他煤炭则用于工业及民用燃烧,有84%的煤炭直接燃烧,这种煤炭消费构成是很不合理的。②我国煤炭生产过分注重产量的增加,对控制高硫煤问题重视不够,主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。目前,我国煤炭入洗率为22%,发达国家一般多在60%~80%。动力煤洗选厂的洗选设备利用率仅为69%。③大气污染防治的资金投入不足。目前,全国污染治理和用于污染防治有关的城市基础设施建设投资,只占国民生产总值的0.7%,这与我国环境污染严重、历史欠账太多和经济快速发展对环保投资的需求相比,严重不足。

3.3 缺乏实用的治理技术

我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是:洁净煤技术;冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术;机动车机内净化技术。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。

4 环境污染的防治措施

4.1 加快环境基础设施建设

加速基础设施建设,是改变落后面貌,提高环境质量的首要措施。因此在的新区开发和旧区改造中,要坚持统一规划、合理布局、综合开发、配套建设的原则,努力加快基础设施建设步伐,特别是在新的经济开发区、居民小区的规划建设中,应当将集中供热、燃气化、供排水系统、地面绿化、垃圾收集和处理等同时规划、同时施工、同时使用。

4.2 转变经济增长方式

传统粗放型经济增长方式造成了资源浪费和严重的环境污染,为了防止环境污染的进一步加剧,必须转变经济增长方式,调整产业、产品结构,提高科技贡献率,降低单位国民生产总值的污染产生水平,严格控制新建项目污染物排放量,做到“增产不增污”和“增产减污”。为此,对于浪费资源、污染严重而治理价值不大的企业,要予以关、停、并、转;对积压滞销、污染环境的产品实行限产和转产;对能耗高、污染重不符合国家产业政策的项目,不予审批,坚决制止低水平的重复建设,淘汰严重污染环境的工艺和设备;大力加快技术进步,提高工业的技术装备水平及产品的科技含量,依靠科技进步,最大限度地消减污染物排放,组织清洁生产,改善环境质量。

4.3 更新观念确保正确决策

更新领导干部环保观念,提高领导干部的环境保护意识是环境保护与整治的根本前提。领导干部应树立战略观念,切实增强保护和改善环境的责任感和紧迫感,要以对党、对人民、对子孙后代高度负责的态度,正确处理环境与发展的关系,在大力发展经济的同时,做好环境保护工作,努力做到经济效益、社会效益、环境效益的协调发展。

4.4 加强生态环境综合整治

从最大化地发挥整体功能出发,来协调经济建设、城乡建设和环境建设之间的关系,运用综合的对策、措施来整治、保护和塑造环境,促进生态环境的良性循环。生态环境综合整治是一项复杂的系统工程,它关系到经济和社会发展的各个方面,保证生态环境综合整治的顺利进行,需要把环境保护纳入建设总体规划。通过生态环境综合整治推进现代化建设,实现发展建设和环境综合整治的同步规划、同步实施。通过基础设施的建设,完善排水管网,建立污水处理厂,提高环境保护设施的水平。通过园林绿化、整治水系及旧城改造等途径,改善生态环境,提高环境的自净能力,促进生态系统的良性循环。

5 结语

以上论述分析了环境污染的主要问题及其发生的原因,并且提出了防治措施。但如果要加强两源污染控制,则必须建立起法律机制。

随着国内社会经济的不断进步、社会各界对于环境问题的不断重视以及科学研究的不断深入,制定并完善我国面源污染控制的立法工作,将会在不久的将来被有关部门提上议事日程,也将会有更多的专家、学者关注面源污染控制立法的问题,并且参与其中,共同完善面源污染控制的相关法律建设。

改善能源污染的途径篇9

Abstract: due to the economic development and environmental protection are not well balanced, degradation of water environment function results, become the important problems in the world today. Therefore for degradation of water environment restoration, reconstruction, has become the focus of the current national attention, is also a hot research in the field of the environment. In this paper, from two aspects of endogenous and exogenous summarized the advance of research on surface water environment remediation, and remediation of water environment are discussed.

Keywords: water environment; pollution; exogenous pollution; remediation technology

中图分类号:P641.8 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00

1 引言

水资源作为最重要的不可再生资源之一,与人类的生存和发展息息相关,也已然成为一个国家综合国力的重要组成部分。我国水资源的特点是总量大、人均少、分布不均,而且由于社会的经济发展,大量未经有效处理的工业废水、生活污水排入城市河道、湖泊等,造成城市水环境的污染,河湖富营养化和河道黑臭是我国城市水环境中存在的普遍现象[1, 2]。随着经济的快速发展和城市化进程的不断推进,我国紧缺的水资源还将面临着不断加重的水污染问题。受损水环境不仅能造成巨大的经济损失,还将严重破坏人类的生存环境,成为影响未来城市发展的关键因素。我国2011环境公报指出,全国地表水总体为轻度污染,湖泊(水库)富营养化问题仍突出:其中57.7%的湖泊、49%以上的十大水系河流和55%左右的地下水都受到不同程度的污染[3]。因此修复受损水环境的重要性不言而喻,各国对受损水环境的修复技术研究都十分重视。本文在综述了水环境修复技术进展的基础上,对水环境修复技术的研究重点和热点进行了初步的探讨和分析。

2 水环境修复技术进展

水环境修复的目标一般不可能达到完全恢复水环境的原始状态,而是在保证水环境结构健康的前提下,满足人类可持续发展对水环境功能的要求,其修复应遵循以下原则:(l)水体的地域性;(2)生态学原则;(3)最小风险和最大效益原则[4]。根际城市水环境的污染物的来源不同,从外源污染和内源污染两个方面总结水环境修复技术的技术进展。

2.1 外源污染的修复技术

城市水体水质恶化主要是由外界输入的大量污染物质在水体中富集造成的,切断外源性污染物质的输入,是城市水环境生态修复的重要前提[5]。水环境的修复和重建还应涉及到沿岸生态系统的修复,其目标是使水环境受纳污染物数量的减少。控制外源性负荷也是改善城市水环境的根本途径[4]。

2.1.1 点源污染控制

对于工业废水和生活污水这样的点源污染,应排入城市污水处理系统,严禁未经处理排入城市水系统内并且对城市污水处理系统进行升级改造。改进城市的排水体制,实现雨污水分流,提高水体的自净能力[6]。

2.1.2 面源污染控制

对于城市湖泊,农业面源污染造成的危害范围最大、程度最重,已成为湖泊富营养化的主要污染源[8]。农业面源污染控制的途径包括:建设生态农业工程,推进农业新技术研究和应用,改进施肥方式、灌溉制度,及合理种植、推广新型复合肥料等措施。

城市面源污染包括合流制排水系统中因暴雨期间污水溢流以及分流制排水系统中初雨径流造成的污染,2种排水体制造成的污染强度基本相当[10]。雨水径流中污染物的含量、形态,除受气候影响外,还和当地人口密度、社会生产活动等因素有关。控制措施包括:控制工业污染源,推行清洁生产,削减污染物排放,完善城市垃圾、污水处理工程一系列根据城市面源污染特点所采取的源头分散控制、中途控制和终端控制等措施[11]。

2.1.3 气载污染控制

气载污染物主要来源于工业废气、汽车尾气、烟尘排放后通过降雨或降尘途径进入水体的污染。此外,农业施肥造成的氨氮逸出也是气载污染物的一个重要来源。近年来由于各地雾霾笼罩,PM2.5指数持续上升,各地对气载污染物的治理也是迫在眉睫。气载污染物的控制要紧密结合大气污染防治的要求,在提高大气污染治理技术和产品开发的同时,推广以节能、降耗、减污为目标的清洁生产工艺,降低区域废气、尾气及烟尘排放量;通过农业生态系统工程建设,减少农业化肥的氨氮逸出;同时应加强雨水收集、净化技术研究[4]。

2.1.4 人工湿地修复技术

在城市水系沿岸构建人工湿地是城市水环境污染控制的主要技术手段。人工湿地是近年来兴起的生态处理技术,具有处理效果良好,建设和运行成本低,环境美学及其生态功能显著等优点,被认为是未来水处理技术中最具有发展前景的。人工湿地按照水流形态可以分为表流湿地,水平潜流湿地和垂直潜流湿地。被广泛应用于城市污水,工业废水以及城市道路雨水的净化过程中。因此人工湿地修复技术在城市水环境的治理中具有广阔的应用前景。

3. 结论与展望

水环境具有重要的资源意义和生态功能,对人类的生存和发展起着重要作用。随着社会的发展,由于自然干扰和人类破坏,造成了水环境的不断恶化并严重制约了社会发展。如何在维持水环境生态结构的前提下满足人类的可持续发展,是摆在我们面前的迫切课题。在未来的水环境修复中我们应尽量做到:(1)坚持水环境领域的基础研究,掌握水体污染物产生的原因及来源,采取有效措施阻止外源污染,进而为内源污染的治理提供保证。(2)进行政策引导和立法控制,加强环境保护,强化源头控制,提倡创新技术,依据成功经验,制定出符合当地实际情况的水环境修复技术。(3)强化水环境综合修复的技术理念,水环境修复已从单纯的水域治理,扩展到水域及其周边陆域的综合治理,并从单一的水体治理扩展到流域的综合治理。因此在水环境修复的具体实施中必须强调环境生态中各个部分的统一及协调。

参考文献:

[1]黄廷林,等.饮用水水源水质污染控制[M]. 北京:中国建筑工业出版社2009.

[2]张锡辉.水环境修复工程学原理与应用[M]. 北京:化学工业出版社,2001.

[3]中华人民共和国环境保护部, 2011. 中国环境状况公报.

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[4]张维昊,张锡辉,肖邦定,刘剑彤,刘永定. 内陆水环境修复技术进展[J]. 上海环境科学,2003,11:811-816+849.

[5]李艳霞,王颖,张进伟,陈建峰. 城市河道水体生态修复技术的探讨[J]. 水利电力科技,2006,04:34-38.

[6]刘阳,等.城市水环境的营造与修复[J] .河北水利,2007年07期.

[7]董哲仁,等.受污染水体的生态修复技术[J] .水利水电技术,2002(2):35-43.

[8]李开明,等.城市水环境生物修复试验研究[J] .生态环境,2008,17(4):1381-1384.

改善能源污染的途径篇10

环境经济政策体系是由相互联系的税费、信贷、价格等经济激励政策构成的,旨在调整利益相关者的环境行为,实现经济与环境协调发展的政策组合,通常实施的环境经济政策中,如环境税费力图实现环境资源合理使用,排污权交易政策力图通过产权制度安排达到稀缺性环境资源的优化配置。环境经济政策作为政府宏观调控的重要措施,积极利用市场机制,在转变发展方式上发挥了重要作用,以重点流域水污染综合整治、总量减排为重点,加大城市污水处理厂和电厂脱硫设施建设,集中有限资金优先安排纳入规划项目的建设资金,加大了城市环保基础设施、流域综合治理、生态保护、环境监管能力建设等项目的投入力度,加大了规划项目投资倾向性,推动环境保护优化经济发展。

2环境经济政策实施过程中存在的问题

长期以来环境管理以行政强制手段为主,经济手段相对滞后,部分经济政策面临制度,如目前还没有全面实施排污交易、生态补偿等政策,导致环境污染和生态破坏不能尽快恢复治理,主要污染物污染治理成本难以下降,严重影响污染减排目标的实现。许多环境经济政策所起的作用仍较有限,在节能减排中不能充分发挥效用,尤其是管理体制对经济政策的执行影响十分明显,主要表现在流域水污染防治的管理体制目前仍然面临行政区之间、部门之间条块分割的局面,频繁出现的上下游之间的纠纷,顽固的地方保护主义,缺乏统一协调的行动,以及现场执法的强制性差等问题使经济政策在流域水污染防治上举步维艰。环境经济政策的协调和执行能力比较薄弱,市县级政府在执行政策时普遍存在资金不足、人员缺乏、信息失真、技术手段落后等问题,使得已有的经济政策也无法得到有效执行,常常出现环保监测不到位、执法能力不足的现象,缺乏有效执行环境经济政策所具备的条件和能力。

3完善环境经济政策的途径

3.1完善环境税费政策

进一步完善排污收费等现有经济政策,由于排污收费是迄今我国环境政策体系中最为重要的一项环境经济政策,但在实施过程中,排污收费标准远远小于污染治理设施建设与运行经费,企业宁愿直接缴纳排污费而不愿意建设污染防治设施,因此需要根据新时期经济发展状况、环境污染形势和污染物总量减排的需求,在充分分析行业、企业污染防治技术和企业经济发展状况、经济承受能力,加大对超标排污企业的排污费征收力度,因地制宜地提高排污收费标准,引导企业自觉进行污染治理,同时对通过产业升级改造治理污染的企业给予资金支持,规范畜禽养殖业排污费征收政策。

严格控制水资源总量优化水资源配置,需要完善鼓励使用再生水的相关政策,以补偿成本和合理收益为原则,科学核定再生水供水成本,结合再生水的水质和用途,与自来水价格保持适当差价,引导工业、洗车、市政设施、城市绿化及电力等行业使用再生水,推进实施节能节水等环境友好型产品使用的补贴政策。

重新核定污水处理厂建设与运行成本,及时调整污水处理费征收标准,结合污水处理厂升级改造,逐步推行不同区域、流域的污水处理费征收方式。按照补偿生活垃圾收集、运输和处理成本,合理划分财政补偿与收费补偿范围和界限,区分居民和非居民等不同群体合理确定垃圾处置收费标准,改革垃圾处置收费方式,探索将垃圾处理费与水费合并收取,提高收缴率,降低收费成本。加大高耗能、高污染企业差别电价及差别水价实施力度,完善火电厂烟气脱硫脱硝电价政策,完善可再生能源发电和垃圾焚烧发电厂优先上网和补贴政策。

3.2建立生态环境补偿政策

建立健全生态环境补偿机制是促进区域协调发展的重要举措,是运用经济手段促进重点流域上下游之间产业布局更加科学合理,不断提高经济发展质量的重要途径。我国在认真学习借鉴国内外有效做法,系统总结各地试点工作经验的基础上,已经积极开展制定生态补偿机制的各项工作,未来一段时期应加快开展生态环境补偿政策出台所需的关键技术研究,按照“谁开发谁保护、谁破坏谁恢复、谁受益谁补偿、谁排污谁付费”的原则,制定出适用于各省省情的生态补偿政策及对策措施,努力解决补偿范围不明确、补偿标准不科学、补偿模式比较单一、资金来源缺乏、政策法规体系建设滞后等问题。加快建立生态环境补偿机制试点,可在重点领域开展跨市县水质生态环境补偿试点研究,探索建立生态补偿标准体系,以及生态补偿的资金来源、补偿渠道、补偿方式和保障体系,为建立生态补偿机制提供方法和经验。开展自然保护区生态环境补偿试点研究,对生态功能区应加强生态保护建设造成的利益损失开展补偿试点,制定符合生态补偿理念的区域政策体系,结合推进形成主体功能区。

改善能源污染的途径篇11

The mode of water safety guarantee of reservoir water source and its application in East China

KOU Hai-qun

(Xinjian County Environmental Monitoring Station,Nanchang 330100,China)

Abstract:The agricultural nonpoint pollution has threatened the water quality protection of headwater in reservoir.To protect the water quality of water source,it is important to control nonpoint pollution in the protection zone of headwater area of a reservoir at present.In the paper,the main problems of water source are diagnosed,the proposed protection target of Reservoir Water Source is to deal with water quality change of nitrogen and phosphorus removal from non-point source pollution.The Mode of Water Safety Guarantee of Reservoir Water Source is determined.The aerobic -anoxic-biochemical and articifial wetland combined process,process removal of ecological ditches purification technology and a complex pre-dam systems,have realized that the removal of the total pollutant could up to more than 40%,respectively.The total removal rates of SS,TN,NH3-N and TP and COD were more than 90%,the pollution load entered into water source,could effectively cut into,the quality of water source had been significantly improved.At the same time,the species and coverage of water source plants were increased,abundant biodiversity,enhanced the structural stability of riverbanks.Biological breeding,habitat,feeding environment have become better and better,which provide a scientific basis for the water safety protection of water source.

Key words:water source of reservoir;water safety;guarantee mode;engineering demonstration ;water quality improvement

饮水安全是当前我国环境保护的首要任务。随着工业化、城镇化进程的不断加快,水资源开发利用强度不断加大,地表水体污染日益严重,地表水源地水质安全现状堪忧,农村饮水困难和饮水不安全问题尤为突出。目前,我国农村饮水不安全人口大约为3亿人,其中饮用水水质不达标人口占56.2%,存在缺水问题(水量、方便程度和保证率不达标)人口比重达到438%,农村饮水安全是确保全国饮水安全的重中之重[1-3]。

随着社会和经济的快速发展,农村集中式供水源地成为农村供水的主要方式,特别是在经济发达地区,湖库在农村集中供水水源中占重要地位,是农村供水水源的发展方向[4]。但是,我国南方河网地区水环境污染和水生态破坏的趋势仍没有得到有效遏制,使得农村地表水源地面临严峻的威胁,华东河网地区水资源总量较为丰富,但区域经济快速发展与农村饮用水源保护冲突现象明显,缘于水质型缺水的水源地严峻形势已经成为影响区域生态安全和可持续发展能力的重要限制因子,因此,水源地水质安全保障正在被视为确保农村生活饮用水安全的首要环节[5-7]。

目前,农村面源污染主要体现在初期来水,污染物浓度高,负荷大,需要净化处理,而后期来水水量较大,污染程度低可直接排放进入水源地,加之我国农村地表水源地水质安全保障普遍存在重视程度低[8-10],因此针对水库型水源地的保护模式研究,系统保护方案和工程少、技术集成应用不足等突出问题,对水源地面源污染防控更是缺少针对面源突发性、间歇性、多途径等特征的系统技术手段,难以满足污染防控新形势的要求[11-13],致使农村饮用水源地保护效果不甚理想。因地制宜地研发低成本、高效率、易操作的水源地污染防控技术体系成为解决农村饮水安全技术的主要发展方向[14-15]。因此本研究以农村水库型水源地为研究对象,从水源地综合调查入手,全面摸清农村水库型水源地自然特征和污染来源,诊断各类水源地存在的主要问题,提出水库型水源地水质安全保障模式。结合某农村水库型水源地区域污染物联控工程示范,为农村水源地污染问题提供了管理模式和污染防控技术示范。

1农村水库型水源地水质安全保障模式

我国农村饮用水源类型将其大致分为两类:地表水源和地下水源,地表水源主要包括湖泊、水库、河流等;地下水源包括浅层地下水、深层地下水、泉水和裂隙水等。在缺水地区,降水也可以蓄积起来作为饮用水。

1.1水库型水源地问题识别

水库型水源地水位变化小,流速缓慢,库区面积较大,污染源分散,来源途径广泛,主要为周边农村生活污染、稻田排水和其他面源污染,面源污染主要表现为初期来水污染浓度高,负荷大,需强化净化;后期来水水量大,污染较轻,可直接排放进入水源地,面源水质梯度变化。污染特征因子主要为COD、TN和TP,因此水库型水源地安全防护以面源为主水质呈梯度变化的脱氮除磷为目标。

1.2水库型水源地水质安全保障模式

农村水库型水源地防控系统构建,从小流域和区域着手,沿着径流汇集的过程进行面源污染控制,掌握面源污染产生过程的规律是控制关键。在明确降雨径流污染物的性质和来源、迁移转化量、污染物输出特征和影响主要因子等问题前提下,消减降雨径流污染量,减小对受纳水体的影响,构建污染物削减系统,以预防为前提、减量为辅助、处理是关键理念为指导,以径流污染的形成过程进行逐级控制技术为途径,以层层削减城市降雨径流污染量和结合空间地貌和生态、景观和谐为目标,形成因地制宜的农村水库型水源地防控系统构建模式I-T-G(Idea-Technology-Goal),见图1。“源-迁移-汇逐级控制”的起始在源,即在源区尽可能减少污染物的积聚,对于积聚的污染物尽可能消减,减少径流可携带污染物的量,限制其进入迁移和输出。生活污水分散处理、畜禽固废物、农业废弃物资源化处理,采用增加入渗技术,如土壤改良、入渗、绿化等来完成,暂时把雨水滞留起来,错开径流峰值,待洪峰过后,再把径流导入前置库进行处理。“源-迁移-汇逐级控制”的主要途径在于迁移控制,步步拦截、处处设防、环环净化,利用平原河网地区废置、荒芜的塘池、河沟、洼地。建立泥沙拦截系统、沉降系统、生态河道、生态库塘;生态立体浮床、固定微生物、生态库塘、高密度生物群落。对径流的滞缓、下渗、存储,增加径流输出的空间路线长度,来达到延缓污染径流输出的时间和减少负荷,另一方面拦截、沉降、吸附、沉淀等作用把污染物存贮、去除、净化在迁移系统中。“源-迁移-汇逐级控制”的最后关卡在于汇控制,是末端控制,其重点在于径流的存贮滞留,利用塘系统、湿地和前置库等生态过程来净化污染物。

图1农村水库型水源地安全保障模式

1.3农村水库型水源地水质安全保障工艺流程

目前农村地表饮用水源地主要受到农村生活污水污染及农田面源径流污染的威胁,农田面源径流污染季节性变化明显,施肥季节和雨季污染流失量大,旱季条件下污染流失量较小。农村生活污水主要为冲厕排水、盥洗排水及厨房杂排水,基本不含有重金属等有毒物质,其重要污染物氮、磷等为植物所必备的养分;目前广大农村化肥过量施用,投入强度大,氮肥的利用率仅为30%~35%,磷肥为10%~20%,雨时受地表径流冲刷,旱时灌溉后排水,均携带有大量的营养物质,释放氮和磷为主要污染形式[11-12],因此在合理收集污染来水,实现养分循环利用回灌农田,同时能有效处理剩余养分,使得进入水源地前强化净化。技术解决方案,包含生活污水无害化收集处理系统(厌氧-缺氧-好氧及人工湿地组合工艺)、面源流失养分循环利用系统、低污染水强化净化系统,其中生活污水无害化收集处理系统由厌氧过滤墙和好氧过滤墙组成,面源流失养分循环利用系统由浅水氧化塘和前置库组成;所述的厌氧过滤、缺氧和好氧过滤墙均填充煤渣、陶粒滤料;所述的浅水氧化塘水深05 m左右,作为莲藕、茭白、水芹、茨菰等水生经济作物生长区;前置库水深大于05 m,包括挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物、水生动物,特别筛选了冬季的水生植物种群,实现南方地区冬季植物的去污功效;所述的低污染水强化净化系统为现状水塘和沟渠的升级改造,种植不同水生植物,特别是冬季耐寒植物的筛选,设置人工强化净化填料,保障南方地区冬季低温条件下生态处理的效果。农村生活污水通过管网或者沟渠依次进入厌氧过滤墙和好氧过滤墙,好氧过滤墙出水与农田排水混合依次进入浅水氧化塘和前置库,作为水生农作物用水和农田灌溉用水以实现氮磷资源的循环利用,前置库出水进入低污染水强化净化系统进一步净化后排入水源地,工艺流程,见图2。

图2农村水库型水源地安全保障流程

2农村水库型水源地水质安全保障模式应用

2.1生活污水处理系统

好氧-缺氧-生化强化及人工湿地组合工艺先处理高浓度污染水、再低浓度排放的方式,好氧段过滤墙,过滤墙内为大孔径滤料,以利于空气传质,滤料表面种植根系发达,输氧能力强的水生植物,充氧方式为配水渠跌水充氧进行碳氧化、硝化作用,有机物及氨氮在此单元被大部分去除,部分磷通过过滤吸附和植物系吸收被去除。缺氧段过滤墙内填充缓释碳源和小孔径的组合滤料,表面不种植植物,构建缺氧-厌氧环境,以利兼氧-厌氧微生物生长,进行反硝化脱氮,生物强化净化过滤墙内填充利于植物生长的大孔径滤料,表面种植去污能力强的植物,进一步吸收去除好氧段过滤、缺氧过滤出水中尚未被去除的氮、磷物质。人工湿地采用芦苇碎石床复合垂直流人工湿地系统,采用水泵抽水送至给水渠,在污水进入湿地布水系统之前通过流量计控制流入污水量。上行池填料表面具有集水管路,将处理后的水收集排走。复合垂直流系统是由两个池子组合而成,中间用隔板隔开,底部相通,底部开口为1 m×02 m。填料采用碎石,直径为3~5 mm,填料在进入湿地之前用自来水反复清洗,以免带入污染物质影响试验。下行池填料厚度为85 cm,上行池填料厚度为75 cm,下行池比上行池的填料厚10 cm,这10 cm填料层在湿地内部造成了一个水头差,为水体流动提供动力。试验装置从三月初移栽入芦苇并开始运行,每平方米种植14棵芦苇,经过一段时间后芦苇全部成活,并且长势旺盛,由原先的芦苇根长成2 m多高的芦苇,每平方米芦苇有35多株。水力停留时间的设定根据理论计算公式HRT=nV/Q得到。式中,n为碎石填料孔隙率;V为湿地床填料体积;Q为进入湿地的水量。碎石填料的孔隙率为042,水力停留时间(HRT)为24 h时,表面水力负荷(Q)为065 m3/d。

好氧-缺氧-生化强化对COD、NH3-N、TN和TP去除效果见图3,农村生活污水和农田地表径流排水中COD浓度在35 mg /L至67 mg/L之间,平均值为50 mg/L,出水COD浓度平均值为18 mg/L,平均去除率64%,主要是好氧段的碳氧化菌和缺氧段反硝化菌主要发挥了COD去除作用。进水NH3-N浓度在8 mg/L至10 mg/L之间,平均值为9 mg/L,出水NH3-N浓度平均值为12 mg/L,平均去除率87,主要是好氧段硝化菌的硝化作用去除。进水TN浓度在8 mg/L至11 mg/L之间,平均值为9 mg/L,出水TN浓度平均值为46 mg/L,平均去除率49%,缺氧段出水TN降幅达到了45 mg/L,是TN去除的主要工艺单元。进水TP浓度在05 mg/L至06 mg/L,平均值为050 mg/L,出水平均值为008 mg/L,达Ⅲ类水标准,平均去除率达到84%,主要滤料截留吸附作用、植物吸收、微生物同化作用及化学作用等,见图3和图4。

图3好氧-缺氧-生化强化对COD、NH3-N和TN去除效果

图4好氧-缺氧-生化强化对TP去除效果

设定三组水力负荷,分别为055、065和075 mm/d,研究了组合湿地对经过好氧-缺氧-生化强化处理的面源排水的去除效果,在不同的水力负荷下,分析其出水水质变化,证实本技术在处理面源污染方面的效果,污染物进水和出水浓度如表1所示,对进水污染物的去除率见图5。由结果可知,人工湿地对污染物质有一定的去除效果,但COD、TN、TP、NH3-N的去除效率变化较大,去除效率的范围在100%~35%、46%~752%、38%~457%、3%~33%之间。污染指标在不同水力负荷条件下的去除率各有不同,TP去除率随着水力负荷的增加而减少,NH3-N去除率随着水力负荷的增加而增加,TN则呈两头低、中间高的变化趋势,而COD则呈两头高、中间低的变化趋势。随运行时间增加,湿地对COD、TN的去除率逐步提高,对TP的去除率则呈现下降的趋势(图5)。分析认为这是由于随着运行时间增加,芦苇生长旺盛,促使其根部好氧微生物数量增加,活性得到提高,有机物的去除率也得到提高;反硝化细菌的生长逐步稳定,使得湿地内部反硝化过程趋于稳定,湿地除氮效率得到提高;由于植物对磷的吸收、填料对磷的吸附作用是有限的,当达到一定的平衡状态后,磷的去除效果就稳定甚至降低了。发现利用芦苇碎石床湿地处理低浓度面源来水时,

表1人工湿地的去除污染物效果

组别平均进水/(mg?L-1)平均出水/(mg?L-1)平均去除率(%)

COD181233

TN4.63.426

NH3-N1.20.9025

TP0.080.0625

图5人工湿地的去除污染物效果

COD的去除

比较稳定且去除率较高,但是氮磷的去除效果不是很好,需要进一步改进以加强湿地的脱氮除磷效果。

2.2生态沟渠过程削减系统

农田低浓度面源污水,利用现有的农田沟渠,充分利用现有的农田沟渠空间,沿水流方向依次设有经济型水生植物带,可有效削减氮、磷含量,降低运行维护成本,沿程沟渠净化示范工程长度45 km,宽度2~35 m。非降雨日,居民用水形成的污水通过沟渠排出。排放时间主要集中在一日三餐前后几小时,具有排放时间集中,排放量大,水质浓度高等特点,雨季进入沟渠分成沟渠前端进水和中间农田排水,估算雨季沟渠两侧农田进入沟渠径流量,对生态沟渠进行分段采样,进行水质分析进水平均SS、TN、NH3-N、TP和COD分别为56 mg/L、12 mg/L、24 mg/L、06 mg/L和32 mg/L,见表2。沟渠作为自然生态系统中的一部分,本身具有土壤净化功能,沟渠中水生植物,植物根系周围的微厌一好氧环境为反硝化脱氮提供必要条件,有效的削减了污染物质,经过改造的生态沟渠较传统沟渠,净化效果有明显提高,SS、TN、NH3-N、TP和COD平均削减率分别为60%、47%、35%、49%和45%,沟渠出水水质明显好转,同时由于受沟渠进水浓度影响较由于雨季时,不同的降雨强度及同一次降雨不同的时间径流污水浓度差异很大,对污染物去除效果也有一些差异。

表2雨季沟渠排水污染物参数值

mg/L

项目平均值最大(小)值标准差

NH3-N2.45.2(0.6)2.5

TN1218(4.5)6.1

TP0.61.2(0.05)0.6

COD3241(18)6.4

SS5682(32)7.8

2.3低污染水强化净化系统

低污染水强化净化系统主要以氧化塘为主前置库为构建核心。氧化塘系统充分发挥土壤-植物-微生物系统的土壤渗滤、植物根际及系统内微生物等的净化能力,利用深度和植物进行调节,实现不同水深的串联,营造不同优势菌群的区域,为各自发挥降解作用提供条件[16]。利用农村废弃塘进行改造,通过对塘体深度和植物生长的控制构建浅水和深水区域的氧化塘,既能营造景观又能净化污染,主要对农田尾水和沟渠来水进行净化。浅水塘深度为03~08 m,构建以挺水植物为主,主要包括再力花,鸢尾和芦苇,浮叶植物为野生菱角。深水塘深度为20~32 m,塘边浅水区以挺水植物为主,然后是浮叶植物为野生菱角,野慈姑和睡莲,深水区主要是自然生长的菹草和苦草。前置库的物理沉降区是对悬浮物质去除的重要单元,它主要是通过减缓流速,延长水力停留时间来促进水中泥沙及营养盐的沉降。因此沉降区内的沉积泥沙需要定期清淤,以维持沉降区的沉淀功能。前置库主要包括以下4部分:物理沉降区,植物净化区,生物净化区,强化净化区,形成一个削减面源,减少入库污染负荷量的前置库系统,库区面积约为87万m2,挺水植物区设计水深08 m,面积6 800 m2,深水植物区设计水深为15 m,面积为13万m2;生物净化区采用水生动物和底栖生物系统,面积为26万m2;强化净化区布置人工填料和浮岛,面积约为1 000 m2,通过对低污染净化系统的进出断面水质分析,由表3可知,高锰酸盐指数、总氮、总磷、氨氮和固体悬浮物平均去除率分别达到了46%、43%、48%、41%和66%,系统自投入运行后,原水水质提高明显,特别是暴雨季节的径流净化效果明显。该工程结合了当地特有的地形,针对农村集中式水源地面源污染量大面广、突发性、多途径的特点,因地制宜,逐步削减,高效控制,有效解决了面源污染大流量和高污染等问题,对减少水库外源有机污染负荷,工程投入运行后主要污染物去除效果明显,原水水质明显提高,特别是暴雨径流净化效果明显。

表3低污染强化净化系统主要污染物平均去除率

污染物名称平均进水浓度/(mg?L-1)平均出水浓度/(mg?L-1)平均去除率(%)

高锰酸盐指数13746

TN4.12.343

TP0.420.2248

NH3-N1.701.041

SS782666

2.4水库水源地水质安全保障系统综合评价

以华东某水库上游地区流域为示范区,以水质改善为目的,集成示范工程成套技术,开展农村生活污水治理、面源污染综合治理、生态修复等示范工程建设,本示范紧扣“水质改善为主”的思想,实现示范区主要污染源排放量削减85%以上目标,构建了农村水库型水源地防控系统构建并示范,工程稳定运行以来,库区及周边污染源大幅度减少,高锰酸盐指数、总磷、氨氮、总氮等主要水质指标呈逐年好转趋势,主要污染物指标去除率90%以上,见表4,消除水库第三季度出现Ⅳ类水体的现象,库区水质得到明显改善。该水库水源地防控示范树立了由局部改善到整体改善,自然恢复与人工恢复相结合,工程治理与非工程治理相结合,促进了水源地保护生态工程的良性循环。在示范区内建立了挺水植物、浮叶植物和沉水植物群丛,水生植物的多样性指数(Shannon-Wiener index)达到26,指数分级属于良,植物覆盖度达到40%~55%,说明示范区内有较高的水生植物多样性水平,

表4水库示范区实施前后水质对比

mg/L

项目高锰酸盐指数氨氮总氮总磷

示范工程实施前水质30~95(73)0.3~1.9(1.5)1.5~4.8(3.2)0.3~0.7(0.5)

示范工程实施后水质15~38(10)0.2~0.9(0.2)1.2~1.8(0.3)0.08~0.12(0.03)

污染物总去除率(%)96909294

改善能源污染的途径篇12

清洁生产是相对于污染物“末端处理”这一传统的环境保护方式而言的,意指将综合预防的环境战略持续地应用于 工业 企业的能源利用、生产过程和产品设计中,提高资源和能源的利用率,减少污染物的产生量、排放量和危害性,以降低对人类和环境的风险。

在市场经济的大背景下,企业、政府与公众共同构成了一个相互联系、相互制约的互动体系。人类社会中的经济、 政治 、社会等基本因素都对个别企业的清洁生产行为具有一定的影响,而探讨相关的利益机制则是制定和实施清洁生产法制的重要基础和理论前提。

一、计划经济、市场经济与清洁生产:相容还是相克?

在计划经济体制下,由于缺乏明晰的产权制度、有效的法律制度、民主的政治制度以及活跃的市民社会,政企不分,职工积极性差,技术创新的动力和意识微弱,经济呈现粗放式 发展 ,资源浪费和环境污染非常严重。再加上污染者都是国有企业,最终的责任者实际上是完全掌握企业决策权的政府本身,而政府往往会基于自身利益的考虑而偏袒国有企业、牺牲环境公共利益。这就决定了计划经济体制下不可能存在有效的工业企业污染控制机制,也更谈不上清洁生产和清洁生产法。

而在市场经济体制下,不仅市场机制能够通过价格机制确定并反映资源的稀缺程度,刺激经济效率的提高,有助于减少企业浪费与污染,而且在造成污染损害时,也容易在经济上鉴别污染企业的边际私人成本和边际社会成本,从而找到具体的责任标准,再加上市场经济中政企分开,作为污染源的企业不具有直接“维护公共利益”的职能,没有规避污染防治义务的任何借口,这些都决定了政府完全可以通过制定和有效实施必要的法律法规来限制或制止企业的环境污染行为。简言之,正是基于市场与政府的适当分工与协作,工业企业清洁生产以及相应的法律调控才存在着可能性和必然性。

从理论上看,企业基于自身的意愿,可以自由选择污染物“末端处理”途径、“清洁生产”途径或混合使用之,以便达到某一污染物排放标准或者实现其他污染控制目标。而发达国家的经验证明,与“先污染,后治理”这一经济社会成本都比较高的传统模式相比,“清洁生产”是能够较好地兼顾环境效益、经济效益与社会效益的最佳选择。面对激烈的市场竞争和越来越大的污染控制压力,在利润最大化目标的驱使下,越来越多的企业开始自觉地选择清洁生产这一新型发展模式,从而形成了当今世界环境保护的新潮流。这就表明,在具备必要的清洁技术、产权制度、市场秩序、环境行政管理等前提条件的情况下,政府通过制定和实施清洁生产法制,通过经济杠杆等手段有意识地调控工业企业的环境污染活动,促使其尽量走清洁生产道路,少走或不走产生污染后再被动进行治理的老路,是完全可能的。而从提高经济发展的总体质量、实现工业经济可持续发展这一整体利益的角度来看,也是完全必要的。

二、清洁生产法律调节的基础——市场

市场机制对企业环境污染的影响主要表现在以下两个方面:

其一,工业污染的主要来源乃是发生在整个生产过程以及“管道末端”的资源和能源的不合理利用与浪费。这就决定了提高企业经济效率是减少污染、保护环境的根本途径,也是企业实行清洁生产的应有之意。而在市场机制下,企业为实现利润最大化会不断改善管理、革新技术,导致市场机制在客观上有利于促使企业不断提高效率、相对地减少污染,在一定程度上有利于相对降低经济发展对整个环境的压力。申言之,企业在为赚取自身利润而提高经济效率的同时, 自然 也会产生相对减少浪费与污染的客观效果,其所获经济效益与环境效益的结合通常就是所谓的清洁生产,这就意味着市场机制能够使个别企业的逐利行为与环境保护、污染预防之间天然地存在着某种程度的兼容、和谐的一面。此外,基于经济人的“理性”和“自利”,还可以通过人为的市场调控活动,从企业外部对其经济利益施加市场自发因素以外的影响,进一步调整、促进其清洁生产行为。这就是政府、社会可以有意识地影响工业企业的清洁生产行为的内在利益基础,也是清洁生产法得以存在和发挥应有作用的根本条件之一。

其二,在没有任何拘束的市场机制下,工业企业等市场主体基于获得竞争优势和最大利润的考虑,倾向于无限制地使用环境要素,从而在环境方面导致和加剧哈丁博士所说的“共有物的悲剧”,并将污染代价转嫁给社会和自然界,而不会自觉、主动地通过治理污染将环境成本内部化。

从个体行为与集体结果之间关系的角度进一步观察市场机制自发作用下的环境污染现象,可以发现:一方面,单个企业在市场机制下的逐利行为有利于提高效率、相对减少浪费和污染,相对减轻整个经济发展对环境的压力,这实际上是奥尔森“第一定律”的一种具体表现;另一方面,由于单个企业可以通过向社会转嫁污染获得竞争优势和更多利润,它们都会基于自己的利益而放任自己的污染行为,结果共同导致严重的环境污染灾难。这实际上是奥尔森的“第二定律”即在某些条件下个体理会自动导致集体非理性结果而不是理性结果这一理论在环境污染领域的具体表现。而经济学强调指出,当“第二定律”存在时,只有借助于“引导之手”或是适当的制度安排,才能求得有效的集体结果。这就表明,由于市场机制这只“看不见的手”具有把环境成本转嫁给社会、造成环境灾难的天然倾向,需要政府这只“看得见的手”对其进行干预、矫正,运用多种手段调控工业企业等市场主体的环境污染行为,以达到社会所期望的环境目标。

总之,“看不见的手”既有与推进企业清洁生产相统一的一面,也有导致并加剧环境污染的固有倾向。对于“第一定律”发挥作用的情形,应当尽量加以维护和促进,以产生繁荣经济和相对减轻污染的双重效果;对于“第二定律”发挥作用的污染现象来说,则应当基于公共利益加以矫正、限制。而政府在适当尊重企业的经济自由、维护其竞争活力的前提下,在市场机制充分自发作用的基础上,运用法律化的经济调节、环境信息公开、行政指导、行政合同以及必要的行政强制手段等对工业企业生产全过程的环境污染行为、清洁生产行为进行适当的调节或控制,以最大限度地实现经济

效益、社会效益与环境效益的和谐统一,不仅是必要的,而且是可能的。

三、清洁生产法律调节的关键——政府

市场缺陷和失灵所导致的环境问题使政府对企业环境行为进行适当的综合性干预成为必要,使污染控制、环境保护在20世纪70年代以后开始成为各国政府的一项基本职能。至于以污染物“末端处理”为首选途径甚至唯一途径的传统污染控制模式,虽适应20世纪50、60年代环境危急情势的需要,有利于当时加强对人类生命健康等非经济性利益的保护,但在总体上存在着经济代价高昂、不符合费用一效益原则、不利于企业技术进步等缺陷。80年代末期以后,发达国家在其总体环境质量有了显著改善、污染物“末端处理”成为国家日益沉重的经济负担的情况下,开始高度注重更能兼顾环境效益、经济效益与社会效益的清洁生产,力争使“末端处理”在污染控制中的地位由“首选途径甚至唯一途径”降格为清洁生产的“必要补充”,即仅对那些通过清洁生产无法消除的污染物进行必要的“末端处理”。详言之,传统污染控制法的主体是将“命令和控制”措施与污染物“排放限制”、“末端处理”紧密结合起来,通过行政强制使费用较高的“末端处理”成为企业首选的甚至唯一的污染控制方式,实际上限制了企业选择达标途径、降低达标成本的自由权,限制了企业为达标而开展清洁生产活动,降低了“看不见的手”在污染控制方面的积极作用。而在目前可持续发展、清洁生产的新潮流下,人们不再像过去那样把经济与环境分离开来、对立起来,不再把环境污染仅仅视为通过技术强制、末端处理加以解决的技术问题、社会问题,而是强调环境与经济之间存在着既对立又统一的关系,强调环境污染既是技术问题、社会问题,同时也是经济问题甚至政治问题,强调末端处理、清洁生产都是实现某一既定污染控制目标的可能途径。在此新型观念下,为了在不降低污染控制标准、不损害环境质量的前提下不断降低达标成本,人们自然就会考虑把成本较低的清洁生产作为企业达标的首选途径,把污染物“末端处理”降格为清洁生产的必要补充,从而在工业企业污染控制方面真正做到“既使看不见的手充分作用,又使看得见的手有效调节”,实现环境效益、经济效益与社会效益的协调统一。而从企业达标后进一步改善环境绩效的要求看,也同样需要强调以清洁生产取代末端处理在污染控制中的基础地位的极端重要性。

从理论上言,在具备完善的企业产权制度、存在合理的市场运行秩序以及政府实行严格的污染控制标准的情况下,亦即“看不见的手”和“看得见的手”均能够在污染防治方面有效发挥其应有作用之时,企业为了达到某-一既定的污染控制目标,会基于实现自身利润最大化、尽量降低达标成本的考虑,自愿地、灵活地选择成本相对较低的清洁生产作为达标手段,而通常不会倾向于选择成本相对高昂的污染物“末端处理”作为达标手段。此外,即使在达标以后,企业也会基于自身经济利益的考虑进一步采取提高资源、能源利用率的技术和管理措施,不仅可以提高经济效率,而且在客观上也会附带产生减少污染的效果,继续改善其环境绩效。而企业的上述经济与环境形态在整体上就表现为自发性、自愿性的企业清洁生产行为。换言之,虽然清洁生产是兼顾环境效益、经济效益与社会效益的工业发展新模式,但从企业自身角度看,其理性经济人本性决定了其内在动机往往仅是降低其自身达到既定污染控制日标的经济成本,或者是在达标后进一步提高经济效率并由此获得更大利润,而不是自觉考虑减少污染和降低社会的环境成本。不过幸运的是,企业通过不断提高资源、能源的利用率,不断减少污染物的产生量与排放量来降低其达标成本、追求更大利润这一有目的、有意识的逐利过程恰好与社会、政府所关注和期望的环境保护、环境公益这一企业自身目的之外的“利公”状态相吻合。这也就是个体理性自动导致集体理性、私人利益自动符合公共利益即奥尔森“第一定律”的一种具体表现,并已经在许多发达国家工业企业的清洁生产实践中得到了验证。

可见,就各种具体的利益形态来看,在政府不强制 企业 进行污染物“末端处理”且又不降低既定的污染控制目标的前提下,企业为降低达标成本或者在达标后为进一步追求自身利润最大化而不断进行节能、降耗、提高效率等有目的、有意识的 经济 活动的重要“副产品”就是政府所关注和维护的环境利益和社会利益,而这在微观经济层面上的综合表现就是企业的清洁生产活动。对此,有学者明确指出:最佳的生态效果和最高的经济效益可以基于市场和政府的有机配合,按照“通过企业自己的利益保护环境”的基本思路来实现,亦即使不危害环境的企业得到经济上的回报,使加重环境负担的企业承担高昂的环境费用。

实际上,企业自发进行清洁生产所必需的复杂而严格的前提条件在现实生活中往往是难以得到充分满足的:如果存在企业产权不明晰,或者市场价格扭曲,或者竞争受到抑制,或者政府污染控制不严格,企业非法排污得不到应有惩罚和有效制止,比守法达标更加有利可图,或者同时存在上述两项或多项缺陷,那么自愿性的企业清洁生产就不可能出现。因此,从政府的角度看,对企业环境污染行为、清洁生产行为进行调控,必须与完善企业产权制度、完善市场价格和竞争机制、强化环境行政管理、尽可能为企业清洁生产提供必要的基础性条件紧密地结合起来,在此基础上,以企业在实现达标过程中以及达标后的逐利活动往往能够自动产生污染物产生量、排放量进一步减少的客观效果这一道理为依据,通过影响企业的经济利益机制和逐利过程,促使其为降低达标的经济成本或者在达标后为进一步扩大自身的经济利润而不断自发、自愿地完善管理、改进工艺设备、改革原材料、能源和产品等,从而间接实现减轻污染、保护环境、改善环境质量这一社会公共目标。相应地,以实现 工业 废物减量化、资源化、低害无害化甚至无废物化为宗旨、实质上就是工业污染预防法、环境经济法的清洁生产法,也应当立足于市场机制,通过经济调控、行政指导与行政合同、信息披露等能够更好地兼顾企业经济自由、竞争活力与社会环境目标的较为灵活性的手段以及必要的行政强制手段,主要从外部干预企业的经济活动和经济利益,并进而影响其环境污染行为、清洁生产行为,即促使甚至迫使企业基于自己利润最大化的考虑灵活地选择达到既定的污染控制目标的清洁生产方式。而从政府介入经济社会生活所采用的 法律 工具这一角度看,清洁生产法中的干预手段乃是以“间接调控”为主体,同时包含了部分必要的“自我调控”和“直接控制”手段。申言之,清洁生产法中的混合型调控手段与一般意义上污染控制法的调控手段通常并无实质性的差别,所不同的只是各种单一手段所发挥作用的大小、各种单一手段在整个混合型机制中所处的相对地位。

四、清洁生产法律调节的必要补充——市民社会

三元模式下的市民社会不再包括以营利组织为基本单位的经济领域,而是由非营利组织、非经营性的家

庭和个人共同构成的,其基本功能有两类:一是“填补”政府功能的“空白”,二是通过与政府竞争提高公共物品的供给效率。

具体到环境保护领域而言,社会公众特别是民间环保组织的广泛参与不仅是监督、促进企业遵守各项污染防治法律法规、克服环境保护领域“市场缺陷和失灵”的重要力量,在减轻或消除政府决策失误所造成的严重环境后果、克服环境保护领域“政府缺陷和失灵”现象方面更是发挥着不可替代的作用。对此,经济学分析明确指出,针对市场缺陷和失灵而进行的政府干预在环境资源配置中存在的缺陷和失灵同样是产生污染等环境问题的重要经济根源,因此也需要得到有效的制约和矫正。

一般说来,西方发达国家的市场机制普遍较为发达,人为的价格扭曲及由此造成的无效率、浪费和污染现象并不突出,环境污染和破坏现象多是政府放任企业所造成的结果,或者是政府与企业联手进行的开发建设活动所造成的结果,或者是政府独家进行的开发建设活动、经济决策活动所造成的结果。而就社会公众来看,他们作为良好环境的享受者和环境公害的直接受害者,对环境状况最了解、最敏感,参与环境保护的热忱很高,是完善和实施环境法制的根本动力来源,是能够促进环境公益之实现的极有价值的社会资源和力量。有鉴于此,针对政府在进行决策、制定计划、行政执法等活动中违犯环境法律法规、损害环境利益以及其他利益的现象,除了传统的政府内部分权与制衡这一权力制约机制外,国际社会和发达国家都十分重视社会公众特别是其中的民间环保组织在环境保护中的重要作用,强调维护公民的正当环境权益,特别是环境知情权、参与权和获得救济权等,即所谓的程序意义上的环境权。

环境知情权和参与权主要通过环境法中的信息自由制度、公众参与制度等体现出来。强调公众享有环境知情权与参与权的基本宗旨在于调和各方利益冲突,提高政府决策质量,防止环境损害于未然,促进民主 政治 的进步,实现“以社会制约权力”的目的,克服政府在污染控制、环境保护方面的任意性以及其他权力滥用现象。特别是公众参与环境保护的制度,可以使环境价值与经济价值、社会价值等在既有的政治体系中得到有效协调,从而决定社会资源的最优配置模式。

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