化工污染的特点范例(3篇)
化工污染的特点范文
关键字:水污染控制规划;特点;规划方法
1概述
水是生命的源泉,它与能源、土地共同构成了人类社会发展的基础。随着世界人口的增长和经济的发展,水环境问题日益突出。早在1997年1月,联合国在《对世界淡水资源的全面评估》报告中指出:水资源缺乏将严重制约21世纪社会经济的发展,并可能导致国家间的冲突。近年来,我国水资源形势也是不容乐观,主要的河流受有机污染严重,面源污染也日益突出。我国的水资源污染到了非常严重的程度,水污染控制已迫在眉睫。
水污染控制规划是对水体污染所制定的防治目标和措施。水体的对象可以是江河、湖泊、水库、海湾,范围可以是河段、城市区段、河流、水系和流域等。水污染控制规划的主要内容是:①水质功能区的规划,按照不同的水质使用功能、水文条件、排污方式、水质自净能力特性,划分水质功能区、监控断面,建立功能区内水质管理信息系统等;②水质目标和污染物总量控制指标规划,规定水质目标与污染物排放的总量控制指标;③治理污水规划,提出推荐的水域污染控制方案,提出分期实施的工程设施和投资概算等。水污染控制规划涉及的数据时海量的,运用传统的图纸、表格、文字等手工操作和管理已显得力不从心,也不便于数据的更新和管理,因此,在水污染控制规划中,应用信息技术已成必然。
2我国目前水污染的特点及存在的问题
据联合国公布,当今世界有18%的人面临饮水困难。我国的水利部也用“水多,水少,水脏,水浑”来形容我国目前的水资源情况。尤其是频繁发生的水污染事件造成了我国严重的经济损失。在我国,化工产业的发展是经济增长的重要组成部分。进入21世纪以来,中国快速发展工业化、城市化,工业的发展和城市布局的变化使得水污染漫延,从而造成了巨大的经济损失。因此加大对水污染的治理力度成为经济发展中的首要问题。我国目前水污染有以下特点:
(1)我国江河污染较多。以城市和工矿企业的点源污染为主,并沿江成为污染带。
(2)潜在污染源面积广。统计显示,全国共有21326家化工企业,其中13416家位于长江和黄河沿岸;另外,珠江流域和松花江流域也分布有许多大型石化企业。辽河流域的辽阳、锦州同样也是石化企业集中区。七大流域的重点排污企业达5379家。
(3)突发性。目前我国水污染的突发事件非常频繁,平均每两到三天发生一起水污染事故,就会造成相当大的经济损失。
我国水污染问题如此严重,也暴露出了我国在水污染治理方面的不少问题。GIS作为一个集数据和图像为一体的信息系统,能够加强对污染源的监察、预测、信息查询和空间模拟等功能。在解决水污染的许多问题中,GIS已成为一个颇有价值的系统。
3近代主要规划方法
3.1线性规划法
线性规划法是污染物总量控制规划常用的方法之一。通过这个方法,可以求得最大污染源排放量,或最小污染物削减率,或最小污染物削减方案的总投资费用。线性规划通常可以分为白色线性规划和灰色线性规划两种,通常所说的线性规划是指白色线性规划,即规划模型中的全部参数都是已知的优化方法。白色线性规划法常用单纯形法求解。单纯形法算法简单,理论成熟,并且有标准的计算程序。
白色线性规划有一定的局限性,即所有参数必须“白化”才能求解得到满意的优化方案。而实际上,在水污染控制规划中,建模所用的参数并不能全部“白化”,一些边界条件或参数并不能准确的反映实际情况,因此灰色线性规划应运而生。灰色线性规划和白色线性规划相比,主要表现在:①约束条件的值能够随时间而变化;②约束条件的上、下限值或区间可以在一定范围内漂移;③目标函数不一定是数学上的极值,还可以是相对优化值,或者是一个灰色区间。因此灰色线性规划比白色线性规划更科学、更先进、更实用。不同类型的灰色线性规划有不同的求解方法。
3.2层次分析法
层次分析法(AHP)是一种实用的多准则决策方法。该方法1982年引入我国,它有定性与定量相结合处理各种决策因素的特点,以及其系统、灵活和简洁的优点,所以迅速在我国众多领域得到广泛重视和应用。
层次分析法从本质上讲是一种思维方式。它把复杂问题分解成很多个组成因素,又将这些因素按照支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方法确定层次中各因素的相对重要性,然后结合决策者的判断,确定决策方案相对重要性的总排序,从而得到最佳方案。层次分析法克服了其他决策方法过分依赖数学模型的缺点,更加重视决策过程中决策者的判断和选择,整个过程中体现了决策思维的基本特征,即判断、分析和综合。在水污染控制规划中,将水资源的可持续利用作为决策目标层,将环境容量分配作为准则层,将污染物削减、控制措施作为方案层。这种递阶层次结构较好地反映了水污染控制规划的过程,因此层次分析法在水污染控制规划中得到了广泛的应用。
3.3地理信息系统法
地理信息系统(GIS)法以空间数据为研究对象、间数据库为核心,采用空间分析和建模的方法,实时提供多种空间的和动态的资源与环境信息。它涉及人工智能、环境工程、规划理论、地学、数学等多种学科和专业。GIS自60年代提出以后,经过70年代的巩固,80年代的突破,90年代己进入全面发展和应用阶段。一些具有代表性的软件如ARC/INFO、ARC/VIEW、MGE、GENAMAP等已在世界上拥有众多用户。
我国70年代末开始进行GIS技术研究,目前已在城市规划、城市防灾、资源管理等领域得到了迅速发展和应用。它的空间分析能力、数据库与图形之间的动态连接等功能,对水污染控制规划极为有价值,它能够非常方便的将大量数据转换成图形,可以用不同的颜色直观表示出水体的污染程度,并可随时更新数据库,因此地理信息系统法具有直观、方便、准确和实时的特点。
4结束语
在水环境日益受到重视的今天,针对我国水污染的特点,将有更多的水污染控制规划方法应运而生,从而加速我国的水污染治理速度,改善水环境的现有状况。
参考文献
[1]曲格平,《水资源价值论》,科学出版社,1999.4
[2]张坤民,何时缚住苍龙一关于中国环境问题的几点断想
[3]A.詹姆斯、D.J.埃里奥特,《水质模拟导论》,成都科技大学出版社,1989
[4]周怀东,彭文启,水污染与水环境修复,化学工业出版社,2005[M]
[5]李华,地理信息系统在水污染治理中的应用,中国科技信息,2007,1
[6]王莲芬、许树柏编著,《层次分析法引论》,中国人民大学出版社,1990
[7]部伦等编著,《地理信息系统教程》,北京大学出版社,1994
作者简介
化工污染的特点范文篇2
关键词:农村河流;污染;影响;措施
お
1引言
随着我国现代化脚步的日益加快,在城市环境日益改善的同时,农村的污染尤其是农村河流污染问题越来越突出。农村河流的污染与城市河流的污染相比有一定的特点,在控制措施方面也有不相同之处,必须根据农村的特点采取控制措施。
2农村河流污染的主要特点
2.1外来水生植物影响大,有沼泽化的趋势
水葫芦、水花生是一种水草,原产于南美洲巴西等地。20世纪50年代后作为猪饲料在我国推广种植,20世纪80年代以后农民就基本不用它作为猪饲料了,现在已成为一种害草,分布于我国大江南北。由于农业生产使用大量的化肥以及生活排泄物流失到水体,使农村河流水质普遍富营养化,造成水葫芦、水花生迅速蔓延,泛滥成灾。农村承包到户后,农民对公共河流的状况也没有以前那样关心了,加上使用化肥后农民不再揽河泥作肥料,使得河床逐年提高。根据笔者对里下河地区100多条不受城镇和工业影响的农村自然河流调查情况反映,农村河流都不同程度地发现了水葫芦、水花生疯长的情况,由于每年水葫芦、水花生自然的生长、腐烂、沉积,已经造成河底明显抬高,水面缩小,水质反复受到污染。多年的积累使得河流面临沼泽化,水体变绿等。而且水葫芦、水花生的疯长还影响了当地水生生物多样性。这种由水葫芦、水花生的长期疯长得不到控制而引起的河流淤塞和沼泽化的趋势是农村河流比较普遍的情况。
2.2农业面源污染严重影响水质
化肥、农药过量和不合理施用形成农田的化肥、农药流失,形成农业面源污染,而传统灌溉方式加重了面源污染;集约化畜禽养殖产生的污染相当部分都随农田排水或雨水而进入到河流,造成对地表水环境的污染。我国农业面源污染问题很大,粗略估算,目前水体污染物中来自农业面源污染的大约占1/3。10几年来我国采取措施逐渐限制了工业污染的排放,城市生活污水也逐步进入污水处理厂处理,而对农业面源污染目前还没有很好的办法。在未来几年里,如果不采取有效措施,由作物种植和畜禽养殖业导致的面源污染,对水质污染的“贡献率”将日益凸显,生态破坏和环境污染问题已成为制约农村和农业可持续发展的重要因素。
以某农业大县的某地为例:该地耕地面积24万hm2,2001~2006年5年期间的化肥施用量58万t。按最低随水流失量25%进行测算,5年期间该地的化肥流失量至少为14.5万t。除了化肥、农药和集约化畜禽养殖产生的污染,农村的作物秸秆目前也没有好的去处,除了焚烧外,还有一部分秸秆和废弃植物根茎进入河流,腐烂后也影响到农村河流水质。农村主要河流的总氮、氨氮等指标超标严重,超标率达到60%~70%,使得水域生态系统富营养化,水体变绿、发黑发臭,导致水葫芦、水花生和水藻生长过盛、水体缺氧、水生生物死亡、河流淤塞等。还有大量的群众饮用超标的河水,群众反映现在生重病、大病的人上增多。所以,农业面源对农村水环境的污染是农村河流污染的重要特点。
2.3总氮、氨氮是农村河流污染的主要污染物
由于环境保护工作的重点一般都放在城市,特别是一些经济发达的城市对建设项目的环保把关比较严格,导致一些经济不发达的农村地区接受了城市转移的重污染项目。生产工艺落后、不符合国家产业政策的“十五小”的项目,甚至有些重污染项目不经过环保审批,在偏僻的农村得以生存。这些重污染项目没有有效的污染防治措施,加上农村环境监管的不力,使得一些农村地区河流工业污染十分严重。
通过对某市2001~2006年农村河流的监测调查显示,25个监测断面的22个水质指标中,对照地表水环境质量标准(GB3838-2002)V类进行评价,总氮、氨氮超标率100%,具体统计情况见表1。可见总氮、氨氮为主要污染因子,阴离子表面活性剂、COD、CODMn、BOD5、总磷、粪大肠菌群等有机污染也占比较大的比重,由此可见农田的化肥流失是主要原因,农村生活污水直排入河也是劣V类的重要原因,在人口密度愈大的区域,河流污染愈严重。
2.4聚居点缺乏规划,环境管理滞后
随着我国现代化进程的加快,农村人口分布城镇化,农民的居住方式城市化,使得乡镇乃至自然村建设呈现城市的特征。农民的生活方式也发生了根本变化,越来越多的农民用上了自来水、水冲式厕所、洗衣机,用水量比以前传统的农村生活方式成倍增加,加上很多乡镇没有环境基础设施,缺乏环境规划,环境管理滞后形成了农村乡镇地区和村聚居点附近的河流受到生活废水的影响十分严重。主要反映河流的阴离子表面活性剂、化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷、总氮、粪大肠菌群等超标严重。农村聚居点附近的河道两边垃圾长期乱堆乱放,也对河流的水质产生严重影响。
3农村河流污染控制措施探讨
3.1做好小城镇环境规划,突出农村水环境综合整治
小城镇环境规划是农村水环境保护的一项首要工作,应把小城镇环境规划纳入经济社会发展规划之中。可以通过规划,设立控制区域,引导乡镇工业相对集中,便于工业废水的集中治理和管理;科学划定乡镇居民集中区,便于生活废水的集中治理和管理;结合当地的实际情况制定控制农业面源污染的措施,对农民进行环境宣传教育和技术培训。在规划中突出农村水环境的综合整治,充分体现政府调控和引导作用,充分发挥农民在农村水环境的综合整治中决定作用。有些好的传统对农村水环境的影响非常大,如多施用粪肥、绿肥等有机肥料、揽河泥改良土壤、节水灌溉等都是控制农业面源污染进而改善农村水环境的良好措施,如果变成农民的自觉行动,农村河流污染控制就会达到事半功倍的效果。
3.2加强水环境治理
政府要高度关注农村水环境污染问题,充分发挥农技推广等公益单位的作用。政府要加大农业基础的投入,大力倡导循环经济发展模式。政府的关注要落实到实处就必须要重视基本制度和体系建设,在事业单位改革中,应充分考虑农业技术推广等有关单位的公益性,不能延续“政府卸包袱”思路。例如,目前一些公共服务机构(事业单位)在改革中不当市场化,造成其公益职能丧失,农业技术推广体系几乎失效,导致农业技术的选择缺乏环境政策制约机制。20世纪80年代中期开始的农业技术服务体系改革是以减少农技推广财政经费和鼓励自我创收为目标的,县乡层次的有关机构大多由以往的全额拨款事业单位转变为差额拨款事业单位。由于得不到足够的财政拨款,农技推广系统不得不从事与主体业务无关的经营活动以维持基本运转和确保员工收入。很多地方的农技推广机构甚至蜕变为以卖化肥、农药为主的营利性机构。财政资金要为有关乡镇机构发挥应有的公益性提供保障,避免其过度市场化,使得先进的农业技术、农副产品综合利用和环境保护知识不能推广到广大农民中去,造成农业污染源扩大而加重农村的水环境污染。
3.3发动群众,综合整治
农村水环境综合整治必须发动农民、依靠农民,增强广大农民自觉爱护河流、自觉建设家园的主观能动性。应广泛开展“环保知识下乡”活动,大力宣传水环境保护知识,加强环保法制教育,引导农民养成保护水环境的良好习惯。开展以控制农业面源污染为重点的农村环境综合整治。积极推广以清理垃圾、粪便、秸秆、河道、工业污染源、乱搭乱建和建立相应管理制度为重点的农村“六清六建”工作,在“六清六建”中,突出清理河道和垃圾处理这两个重点,制订有关考核验收标准,力争使农村环境脏、村貌乱、设施差、布局散的现象有根本改观,使得农村的河流污染从根本上得到改观。
3.4循环利用、推广低耗高效的农业生产技术
要从发展低耗高效的农业着手,在农业生产的技术方面要推广先进国家的灌溉技术,减少化肥农药的流失。对环境影响较大的大中型集约化畜禽养殖场畜禽粪便处理可采用先沼气池然后再做肥料的路线。对农村分散养殖污染的控制,必须指导农民树立循环和综合利用的理念,发展家庭庭院式的循环经济。要研究和推广先进的秸秆再利用技术,充分利用水葫芦、水花生和废弃植物根茎生产有机肥料,鼓励农民多使用有机肥料,从根本上解决化肥、农药、畜禽粪便等污染河流的现象。
3.5结合地区特点,区别对待
在农村水污染治理中,应根据不同地区的水环境状况,结合农村地区人口分布和污染排放的特点,采用工程措施和非工程措施结合的办法来解决。经济欠发达的地区,自然村落较多,不可能大规模地建设环境基础设施,以非工程措施为主,加强低耗高效的农业生产技术推广,立足资源综合利用,解决化肥、农药、人畜粪便、水葫芦、水花生及作物秸秆对水环境的污染问题,不能不顾环境而片面追求发展工业。有条件的地区要加快推进乡镇工业污水、生活污水和垃圾集中处理,积极探索污水实用处理方法,鼓励跨行政区域联合建设规模化、集约型污水处理厂。着重推广“组保洁、村收集、镇转运、县处置”的生活垃圾处置模式,提高农村生活垃圾收集率,积极探索农村生活污水和垃圾有偿处理的办法。政府可以在秸秆气化、还田以及沼气化等方面进行政策推进和资金引导。在河道的整治方面当地政府可以适当投资,建设有当地特色水环境亮点工程。在水环境整治工作中,应充分考虑各地的自然生态条件和经济发展水平,不强求统一模式,不搞一刀切。可以在平原、水网、丘陵、山区、城郊结合部、风景名胜区等不同的自然生态条件下,发达和不发达的地区分别搞一些试点村,便于总结不同层次、不同区域的典型经验。应当结合地区特点发展经济,以提高水环境质量为目的,多考虑长远的水环境保护问题。
3.6建立制度,长效管理
目前,我国的农村环境管理体系呈现以下特点,即农村环境立法缺位和农村环境管理机构匮乏。而农村的水环境污染呈现3个方面的特点:排放主体的分散性和隐蔽性,随机性和不确定性,不易监管性。所以,这样的体系在解决农村水环境问题上不仅力量薄弱而且适用性不强。在目前的情况下,必须重在制度建设,通过建立符合农村实际的长效管理制度,来巩固清理整治的成果十分必要。而要达到长效管理的目的,重要的是广大农民能够意识到农村河流保护要依靠大家,每个人都不做污染河流的事情,而农民掌握和使用低耗高效的农业生产技术和循环综合利用技术也十分重要。必须建立制度,多个部门,齐抓共管,合力推进,建立和完善乡镇公共服务机构,发挥他们应有的公益性,才能达到长效管理的目的。
お
参考文献:
化工污染的特点范文
按照污染物进入水体的方式,水环境污染可分为点源污染(PointSourcePollution,PSP)和非点源污染(Non-pointSourcePollution,NSP)。凡是通过污水管网直接进入外界水体的污染形式属于点源污染,除此之外的一切污染形式均属于非点源污染。在各种非点源污染形式中农业非点源污染表现最为普遍,并成为当今世界水质恶化的第一大威胁。结合现阶段我国农业生产现状,农业非点源污染具有以下特征:
(1)灌溉(降水)是农业非点源污染形成的充分条件农业非点源污染形成的物质基础是土壤中积存的养分或施入田间的肥料,其形成和迁移的动力与载体则是农田水分运动。
(2)明显的单元特征受灌溉渠道和排水沟渠的影响,现阶段我国农业生产具有明显的小单元特征。各单元内由于作物种植结构不同,耕作方式、化肥、农药施用量等有所差异,导致农业非点源污染的产污强度、过程不同。
(3)典型的周期性变化特征我国主要粮食作物如水稻、小麦、玉米等,从耕种到收割都存在着明显的区域周期性变化特征,降水、灌溉、施肥等都随农作物生长周期而变化,形成的农业非点源污染也呈现周期性的变化特征。
(4)农业非点源污染物移路径复杂农业非点源污染物从田间产出后,在经农级、支级、干级等各级排水沟逐级输送、汇合过程中往往还会汇入其它污染物,如:农村垃圾滤液、养殖污染废水、乡镇(村)办企业工业生活废水等等。农业非点源污染物迁移不仅路径长,而且影响因素复杂。
2农业非点源污染负荷模型
2.1国外研究
国外从20世纪70年代开始系统地研究农业非点源污染问题,由于农业非点源污染是一种间歇发生、随机性、突发性、不确定性很强的复杂过程,模型化研究一直是非点源污染研究的核心领域。综合40余年的相关研究,农业非点源污染模型大致经历了3个阶段:经验型模型、确定型模型和随机模型。
(1)经验型模型。
20世纪60年代至70年代初,人们已经认识到了非点源污染的危害性,但限于对其形成机理和过程的认识不足,以及监测资料的匮乏,更多的是采用经验模型进行研究。经验模型通过建立污染负荷与流域土地利用或径流量之间的经验关系来识别土地利用或流域非点源污染负荷。代表模型有美国农业部农业手册第282号颁布的通用土壤流失方程模型(USLE)[6],美国农业部开发的径流曲线方程(SCS)和早期的输出系数法(或称单位面积负荷法)等。经验型模型不考虑溶质运移的机制和动力学特征,对数据要求较低,有较强的实用性和准确性;而这类模型的功能较为单一,不能对非点源污染的过程进行动态模拟和估算,使得它的进一步应用受到了较大限制。
(2)确定型模型。
20世纪70年代中后期以来,随着对农业非点源污染物理化学过程研究的深入和对其运移过程的广泛监测,特别是计算机模拟技术的广泛应用,确定型模型逐渐成为非点源污染模型开发的主要方向。早期的代表性模型有美国农业部提出的GREAMS和GLEAMS模型,普度大学Beasley和Huggins提出的ANSWERS(ArealNonpointSourceWatershedEnvironmentResponseSimulation)模型,以及美国农业研究署和明尼苏达州联合开发的AGNPS(AgriculturalNon-pointSourcePollution)模型。这些模型能够对流域不同节点及出口处的流量和水质进行较为准确的模拟和预测;但是模型对空间变异性考虑不足,还不适用于大型流域及复杂的地貌状况,同时模型所需的大量空间信息也难以获得。随着“3S”技术与农业非点源污染模型的融合,研究过程充分考虑空间变异特征,模型的功能和精度更加完善,处理效率进一步提高。一些功能强大的超大型流域模型被开发出来,这些模型不再是单纯的数学运算程序,而是集空间信息处理、数据库技术、数学计算、可视化表达等功能为一体的大型专业软件。如美国环保局开发的BASINS模型,美国农业部开发的SWAT模型连续模拟模型——AnnAGNPS模型等。
(3)随机模型。
近20年来,人们认识到在利用模型概化自然系统的过程中进行的一系列简化与假设,加之模型运用时输入信息的缺乏或误差,以及获取的参数值不确定等原因,使得模拟系统无法避免不确定性的产生,因此随机模型逐渐发展起来,并广泛受到重视和应用。代表性的有Jury等提出的传递函数模型理论,此模型将溶质在土壤孔隙中复杂移现象作为随机过程处理,不考虑溶质在田间土壤中运移的微观机制,将溶质的输出表征为输入通量函数,而溶质在土壤中发生的动力学过程由概率密度函数表示。
2.2国内研究
国内的农业非点源污染研究起步较晚,始于20世纪80年代初的湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划。归纳30多年来国内非点源污染方面的研究,大致可概括为三方面内容:一是经验统计分析研究,如李怀恩提出的平均浓度法、土地利用关系法和污染负荷~泥沙关系法、陈友媛等提出的水文估算法、李强坤等提出的基于单元分析的农业非点源污染负荷计算、王伟明等将概率配点法(PCM)用于农药非点源污染的不确定性分析和随机模拟;二是机理探讨研究,如李怀恩等把流域概化为河网系统,以逆高斯瞬时单位线模型为基础,建立了一套具有机理性质的流域非点源污染数学模型;张建云提出的包括降雨径流、土壤侵蚀和畜禽污染等模块的非点源污染模型;张瑜芳等提出的排水条件下氮素转化、运移和流失简化计算模型;黄满湘等采用田间模拟降雨径流试验研究北京地区农田暴雨径流氮素流失与雨强、作物覆盖、施肥因子的关系,以及侵蚀泥沙的粒径分布特征和对氮的富集作用;马军花等将土壤溶质运移理论和土壤微生物化学、植物生理学有机地结合起来,建立了农田土壤氮素运移、转化与吸收的综合数学模型;王建中等建立了基于次降雨事件的坡面氮素迁移模型,李强坤等提出了多沙河流非点源污染负荷估算模型,李娜、任理等应用连续时间随机游动理论模拟了重金属镉在水土环境中的运移;三是对国外模型的吸收、改进和综合应用。如蔡明等对Johnes输出系数模型的改进,陈欣等采用AGNPS模型对南方丘陵区小流域磷素进行预测,范丽丽等应用SWAT模型对三峡库区大宁河流域农业非点源污染负荷进行模拟计算,黄金良等采用GIS技术和USLE、SCS-CN及AnnAGNPS模型相结合,对南方中等尺度流域进行农业非点源污染控制区划。
3农业非点源污染风险评估
由于农业非点源污染影响因素复杂,有学者提出:对污染负荷精确定量化是十分困难的,且不是污染控制所必需的,快速准确划定农业非点源污染关键源区(CSAs)并提出相应控制措施才是农业非点源污染研究的重要工作。目前,区域农业非点源污染风险评估应用较多的是指标体系评价法,其关键技术在于评价指标的选取以及权重赋值的合理性。
3.1评价指标的选取农业非点源污染影响因素复杂,但总体上可将其分为源因子和汇因子两类。
(1)源因子:主要反映各土地利用方式下土壤中养分含量、肥料输入及土壤对养分的持留能力等,表明是否具有较高的养分输出潜力,主要包括土壤质地、土壤覆盖、化肥和有机肥的施用量和施用方法、土壤对潜在污染物的固持能力等。
(2)汇因子:指影响养分迁移的因子,决定源因子中的养分输出潜力能否转化为实际的流失,主要包括降雨侵蚀因子、土壤可侵蚀性因子、地表径流因子、地形因子、输移距离因子等。
3.2权重的确定由于各评价指标的内涵不同,结合区域具体情况,有必要判明这些指标的相对重要性即权重。确定指标权重可分为三类方法:主观方法、客观方法和综合方法。
(1)主观方法。
如专家打分法、主观判断法、经验判断法等。专家打分法是目前确定权重最常用的方法。张淑荣等基于专家打分法,对农田生态系统非点源污染敏感性分布进行空间评价。由于专家打分法主观性强,每个专家打分结果差异较大,兼之不同区域自然、社会、经济等条件不尽相同,一个区域的打分结果往往并不适合于另外一个区域。同样,主观判断法和经验判断法也是由评价人根据自己的实践经验和主观判断直接给出权重,通常带有研究者的主观性,准确性无法检验。
(2)客观方法。
如主成分分析法、因子分析法、灰色系统理论法、熵权计算法等。主成分分析法利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标,即主成分,而这几个主成分可以反映原来多个变量的大部分信息。因子分析是主成分分析方法的推广和深化,其基本思想是根据相关性大小把变量分组,用较少个数公共因子的线性组合来表达原来观测的每个变量,其缺点是对资料的连续性、线性要求高且工作量大。张蕾等应用因子分析和聚类分析对石头口门水库水质进行了评价,通过因子分析提取了3个主要因子。灰关联分析法可在影响因子信息不足的情况下,对各序列两两之间进行关联判定,来量化不同层次中多个序列相对某一级别标准序列的关联性,如林绍霞等人采用灰色关联度法分析不同影响因子引起农业非点源污染程度的差异。
(3)综合方法。
随着计算机科学的普及与提高,综合方法得到了应用和推广,如层次分析法、神经网络BP法、支持向量基法等。其优点在于可以降低主观经验判断干扰,增加客观属性实际反映,同时又能较好地满足一致性检验的要求。层次分析法是近年来研究较多的方法,它将研究者的思维过程数学化,并通过构造判断矩阵将复杂的系统分析简化为各指标之间成对的比较判断和简单的排序计算;但随着判断矩阵增大,一致性检验的要求难以得到满足。李潇瀚等针对伊通河流域农业非点源污染风险评估时,采用层次分析法确定影响因子权重。
3.3评价方法
国内外研究中,指标体系评价法典型应用的有:磷指数法、潜力指数法和等标污染负荷法。
3.3.1磷指数法磷指数评价法是非点源污染评价的一种主要方法。1993年,Lemunyon和Gilbert提出了磷指数(PI)评价法,该法选取土壤侵蚀、地表径流、土壤测试磷(STP)、化学磷肥和有机磷肥的施用量和施用方法等8个因子构建评价指标体系,根据每个因子测定值将其划分为5个等级,并赋予每个因子相应的权重值,最后通过公式计算得PI指数。根据这一指数值进行磷素流失风险分级,强度高和很高的单元就是农业非点源污染的重点控制区。磷指数法简单实用,并且注重与GIS的结合使结果具有更好的可视性和可操作性。国内应用方面,张淑荣在于桥水库流域建立磷指数法。宋月君等对我国九大流域农用地非点源磷污染危险性进行了评价。周慧平等采用改进的磷指数法在巢湖流域开展非点源磷流失风险评价及关键源区识别。
3.3.2潜力指数法潜力指数法APPI(AgriculturalNon-pointSourcePollutionPotentialIndex)是Petersen等在1991年建立的一个用于较大区域尺度的非点源污染潜力指数评价系统。2004年,郭红岩等参考美国评价NPS发生潜力的方法,针对河网区域建立了一套农业非点源污染发生的潜力指数系统APPI。APPI参数设置简洁合理,且易搜集整理,充分考虑了自然因素与人为因素对农业非点源污染的贡献。周徐海等采用APPI对太湖宜兴市大浦镇19个行政村各个区域发生非点源污染的潜力进行了评价。孟丹等采用APPI对石头口门水库双阳河流域9个行政区的农业非点源污染发生潜力进行预测和评价。曹昕鑫等利用APPI分析了沙颍河流域46个行政村的农业非点源污染潜力和污染负荷空间分布。
3.3.3等标污染负荷法等标污染负荷法反应污染源本身的潜在污染水平,利用等标污染指数、等标污染负荷以及污染负荷比3个特征指数来确定主要污染物、重点污染和总污染负荷。叶飞等对江苏省13个市的农业非点源污染源采用等标污染负荷的评价方法进行了评价。高新昊等采用“等标污染法”计算了2007年山东省化肥、畜禽粪便、生活排污3种污染源中总氮、总磷2种污染物的流失量,以及全省17个地市3种污染源中2种污染物的等标污染负荷与等标污染指数。孟晓璐等应用等标污染负荷法对太子河流域的众多污染源进行评价,筛选出了重点风险源。
4农业非点源污染控制措施
随着点源污染的控制水平提高,非点源污染的治理已成为全球环境问题能否得到有效解决的关键,不同研究者从不同的角度出发提出了多种农业非点源污染控制措施。
4.1最佳管理实践(BMPs)
控制措施中最有影响的是20世纪70年代由美国环保局(USEPA)提出的最佳管理实践(BestManagementPractices,BMPs)。BMPs可分为管理措施和工程措施。管理措施分为养分管理、耕作管理和景观管理三个层次,工程措施包括湿地、植被缓冲区和水陆交错带等新兴的生态工程措施。方志发等将BMPs应用于千岛湖流域,针对性地提出各类非点源污染控制的最佳管理措施。冯永忠等在最佳管理措施基本原理的基础上,构建宁夏黄河灌区农业非点源污染防控方案,为宁夏黄河灌区农业非点源污染防治提供理论依据。
4.2控制阶段划分
苑韶峰等将众多的防治方法分为两类:“源”防治和“汇”防治。“源”防治方法主要是从污染物源头控制和减少污染物流失,具体措施包括调整种植结构、调控施肥技术、养殖业控制等。刘孝利等利用SWAT模型对东北典型黑土区农业小流域进行研究,证明施肥空间调整和田间管理优化可有效地降低产流、产沙和N、P养分的流失。“汇”方法则着重于对污染物的去除和削减。研究较多的方法有:应用沟渠湿地去除、水生植物去除、生物技术等。姜翠玲等论述了湿地生态系统作为农田与水体之间的一个过渡地带,对地表径流中氮磷营养物质的降解作用。罗纨等提出控制排水措施对减少农业非点源污染具有重要意义,将深度为1m的排水农沟控制到60cm时,生长期内农沟地下排水量减少了50%左右。李强坤等认为非点源污染控制总体可划分为源头减量、过程控制及末端处理3个阶段,其控制成本也依次逐阶段递增,源头是非点源污染控制的关键和重点。戴照福等根据广东省自身情况提出了应对土壤磷素流失的控制措施,包括合理施肥、实施最佳管理措施、修筑人工湿地和缓冲带、充分利用多水塘系统。杨林章等总结提炼了农村面源污染治理的“4R”理论,即源头减量(Reduce)、过程阻断(Retain)、养分再利用(Reuse)和生态修复(Restore),四者之间相辅相成,构成一完整的技术体系链。“4R”控制技术体系是以污染物削减为根本,从污染物的源头减量入手,根据治理区域的污染汇聚特征进行过程阻断,通过对养分的循环再利用减少污染物的入水体量,并对水体进行生态修复,从而实现水质改善的目的。“4R”控制技术体系可以实现污染控制技术在时间和空间上的全覆盖,使整个系统的污染控制效果更好。
4.3技术方法划分
郭鸿鹏等将农业非点源防治技术分为单一技术、集成技术和综合技术三类。其中单一技术包括科学施肥技术、缓冲带防治技术、生态农业技术、保护性耕作技术、科学灌溉技术等。段亮等通过对太湖流域旱地磷素进行研究得出结论地表管理和施肥方式能有效地降低磷流失量,其中地表覆膜、秸秆覆盖、肥料条件及穴施分别可降低90.5%、86.5%、80.2%、80.5%的磷流失。集成技术包括与3S技术的集成、与决策支持系统的集成和与示踪技术的集成。综合技术包括最佳管理实践和立体化消减体系。集成技术和综合技术是未来农业非点源污染控制措施研究的重点。
5进一步研究的趋势和热点
总结国内外农业非点源污染的研究进展,近期和未来的研究重点有以下几个方面。
(1)进一步深入研究农业非点源污染模型。
近年来,农业非点源污染模型主要从两方面发展,一是实现3S技术与农业非点源污染模型多层次、多通道结合,针对模型空间数据量大、参数复杂的特点,借助在时效性和宏观性方面具有明显优势的RS和在空间数据管理、分析和可视化方面独一无二的GIS技术对模型进行处理。二是强化农业非点源污染不确定性模型的研究。非点源污染模拟过程中模型结构、模型参数、输入数据和验证数据四个方面的不确定性相互作用和影响,最终导致模拟结果存在显著的不确定性。对非点源模型进行系统的不确定性分析,能有效支撑非点源污染的研究和管理工作,对于制定合理的污染防治措施具有重要意义。
(2)拓宽农业非点源污染研究对象的广度
目前,农业非点源污染的研究主要以N、P的迁移转化、污染负荷估算、径流污染特征等研究为主,而对有毒类污染物(杀虫剂)、生物累积类污染物(有毒有机物、重金属)的研究还较少涉及。农业生产活动中农药的大量使用,以及工业化和城市化进程的不断加快,导致我国农田土壤化肥、重金属等污染不断加剧,因此,农业非点源污染物的研究不应局限于N、P污染物,研究对象广度的逐步拓展也是未来研究的发展趋势。
(3)农业非点源污染对地下水的影响研究
地下水系统作为水环境的一部分,其污染与农业非点源污染有着密切的关系,而现阶段农业非点源污染的研究更多地着重于地表径流中养分的流失规律、影响因素以及控制技术研究,对于地下径流中非点源污染物的输出规律研究较少。因此,农业非点源污染在地下水中的输出规律及其对地下水的影响预测与评价也是未来的研究热点之一。
(4)进一步研究风险评估方法,建立评价指标体系和预警系统。
目前,国际上尚无成熟和标准化的风险评估理论体系可用于指导实践,各类方法都在不断探索中。层次分析法、模糊综合评价法、投影寻踪评价法与农业非点源污染风险评估的结合,传统方法的改进,各种权重确定方法、评价方法之间的综合运用都是未来研究的热点。在农业非点源污染风险评估的基础上,可进一步建立农业非点源污染的数据库、评价指标体系和预警系统,为决策者进行判断和宏观管理提供支撑。
(5)加强污染防治技术研究
-
市场经济与法制建设范例(3篇)
市场经济与法制建设范文论文摘要:建立与发展社会主义市场经济必须有相适应的市场监管机制,现行市场监管机制存在着规则滞后、权力分散、抗干扰能力弱、执法保障不足等缺陷,应..
-
医院人文文化建设范例(3篇)
医院人文文化建设范文关键词:医院文化;以人为本;实践;探索医院文化建设是现代化医院实行科学化、规范化、人性化管理的重要组成部分,是提升医院竞争力及推动医院整体建设发展的..
-
森林防火管理范例(3篇)
森林防火管理范文关键词:森林火灾预防措施森林火灾组织职责森林火灾是危害森林的大敌。一场火灾在旦夕之间就能把大片森林化为灰烬。由于森林被毁,林地失去覆盖,引起水土流..
-
足球身体对抗训练方法范例(3篇)
足球身体对抗训练方法范文篇1关键词:运动型教育模式;初中;足球运动中图分类号:G633.96文献标识码:B文章编号:1005-2410(2017)04-0059-02运动型教育模式是根据每个学生身体素质的不..
-
篮球跳高训练方法范例(3篇)
篮球跳高训练方法范文【关键词】篮球技术;急停跳投;运动力学;命中率急停跳投技术是随着篮球运动的发展,而得以产生并进行完善的。该技术是具有高对抗性的篮球运动的一种较为迅..
-
基层文化建设的重要性范例(3篇)
基层文化建设的重要性范文【关键词】基层;群众文化;发展现状;趋势;探析基层群众文化是我国文化体系中的基础组成部分,能够有效丰富和发挥最广大群众的生活及其思维的积极作用。..
-
初中女子篮球教案范例(3篇)
初中女子篮球教案范文【关键词】初中体育游戏元素改善困境一、初中体育面临的现状随着我国素质教育的逐渐深入,德、智、体、美、劳,全面发展的观念早已深入人心。初中体育在..
-
杠杆原理法的基本假定范例(3篇)
杠杆原理法的基本假定范文关键词:物流行业,系统风险,系统风险决定因素,公司特有变量中图分类号:C939文献标识码:A一、引言自从Sharpe(1964),Lintner(1965)和Black(1972)提出资..
-
幼儿园大班下学期班级工作总结(
幼儿园大班下学期班级工作总结篇1在紧张与忙碌之中,又一个学期过去了,回顾整个学期,我们班老师都能认真遵守本园的规章制度,热爱幼儿,
-
拆迁工作总结(收集11篇)
拆迁工作总结篇1xx年,在县委、县政府的正确领导和关心支持下,xx乡党委政府坚持以重点工程项目建设为经济建设中心,突出工作重点,明确