水环境论文优选九篇

时间:2023-03-21 17:13:38

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水环境论文

第1篇

0引言

为了加强城市污水治理,保护水环境,今年来中央增加了污水处理行业投资力度。从2003年国家实施积极财政政策以来,城市污水处理事业发展更为迅速。根据我国国民经济发展计划和水污染防治规划中城市污水处理规划:到2010年,我国城市化率将达40%,城镇人口总量将增加到6.7亿,污水处理率建制镇不低于50%,设市城市不低于60%,重点城市不低于70%的目标,为了能保证目标的实现,污水处理厂的建设必将是一项长期艰巨的任务。

1厂址选择

厂址选择应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求,并根据下列因素综合确定:厂址必须位于集中给水水源下游,并应设在城市工业区、居住区的下游;为保证卫生要求,厂址应与城市工业区、居住区保持约300m以上距离;厂址宜设在城市夏季最小频率风向的上风侧,及主导风向的下风侧;结合污水管道系统布置及纳污水域位置,污水处理厂选址宜设在城市低处,便于污水自流,沿途尽量不设或少设提升泵站;

2排水体制

排水体制是污水处理厂设计面临的首要问题,它不仅涉及工程投资、环境保护、工程实施的难易程度,还直接影响污水处理厂的工艺选择。国内城市在长期发展过程中由于受投资因素的限制及发展模式等多方面因素的影响,多建成为雨污合流制。合流制区域面积至少占建成区面积的80%以上,而且八十年代以前的建成区,建筑密集,各种地下管线拥挤,要改造为分流制,需增设一套污水管网系统,难度非常大【2】。

3建设规模

城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造、污水收集、污水处理和排放利用、污泥处置等问题。因此,对一个城市来说,需根据城市总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。

合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统,缺乏长期积累的污水水质水量资料,一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量,并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例,其不确定因素较多,因此设计出的污水量往往与实际有较大偏差。并且,规划计算的污水量与可能有污水量、实际收集到的污水量和可能进行处理的污水量是不同的,设计污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近、远期污水量。因此,在设计污水量时要充分认识城区内管网改造的复杂性和艰巨性,应尽量把可能出现的问题考虑周全,诸如:有的取决于旧城市的改造和道路的改造,有的埋了干管,支管迟迟未建成等等现象;对设计的污水水质,应该对现有实测的水质资料进行分析(包括生活污水、工业废水水质水量变化和地下水对管渠的渗入量等),对雨污合流和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍数等等【3】。总之,设计的污水水量和污水水质要通盘考虑,既要留有余地又要避免余地过大,造成增加投资、设备闲置或低效运行现象。

4工艺选择

污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模,污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。由于每项工艺技术都有其优缺点,不可能以一种工艺代替其他一切工艺,即使同样的工艺,在不同的进水和出水条件下,最终的处理效果也会不同。对污水处理厂工艺的选择应按照以下原则:技术合理。技术先进而成熟,对水质变化适应性强,出水达标且稳定性强;经济节能。

由于城市污水处理投资大,运行费用高,因此为了降低投资和运行成本,因地制宜地进行工艺比较是必要的。但在现实中经常碰到的问题是,工艺方案比较往往不够科学,有的对工艺已有倾向和爱好,先人为主,对倾向的工艺只说优点,对不赞成的工艺强调缺点;有的把自己的小型试验数据与别的已上工程的工艺比;有的是将处理BOD为主的工艺与处理BOD同时进行脱氨除磷的工艺比;通过世界各地多种多样的污水处理厂运行比较可知,对工艺的选择不能简单的比较出水指标,而应该看到,同样的工艺,采用的设计参数不同,其结果是不同的。

5污泥的处理与处置

污水处理厂在水处理过程中会截流与排出一定量的栅渣、沉砂和污泥。对城市污水厂而言,其数量大约为进水量的0.5%~1.5%。目前部分设计单位在污水处理厂设计中对污泥处置重视程度不够,形成了"重水轻泥"的现象,部分污水厂产生的污泥,经浓缩、机械脱水后直接外运,这些污泥未达到稳定性的要求,会带来环境的二次污染。因此设计部门应加强对污泥处置的设计与研究,目前常用的污泥稳定性处理方法有污泥中温消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰、污泥焚烧等方法;当污泥处理厂达到一定规模后,可减少单位投资,降低日常费用,也便于污泥综合利用【5】。

6污水回用

我国属贫水国家之一,人均水资源占有量仅2400m,尤其是北方地区人均水资源占有量仅200-400m3,水资源的紧缺状况在一定程度上限制了工农业生产和城市的发展。而城市污水处理厂二级处理的尾水则是一种稳定的水资源,经过处理后可作为工业冷却洗涤用水、市政杂用水及城市河道湖面的景观用水。其投资、制水成本较低。国内许多地方采用污水回用的工程实践,充分证明了城市污水回用的经济性。

【参考文献】

[1]GB50014-2006室外排水设计规范[S]

[2]李强利,杨传文,吴吴.枣庄市污水处理厂设备的调试及运行.给水排水,2001,27(2):8O~81.

[3]许劲.关于城市污水处理厂设计的若干问题讨论.给水排水,2001,27(7):15~18.

第2篇

1.1地表水中的抗性基因污染随着人类社会的不断发展,畜牧养殖、污水处理等人类活动对于地表水中抗生素抗性基因污染的影响日益显著。虽然污水处理厂的处理工艺能够去除一部分抗性基因,但是仍有大量抗性基因随出水排入地表水中。近年来,研究人员在江河湖泊等地表水中检测出大量的抗生素抗性基因。Pruden等[22]检测出美国南拉普特河从上游至下游中(人类活动呈递增梯度)sul1抗性基因的含量大幅度增加,深入研究后发现sul1含量与上游河岸的动物养殖厂及污水处理厂数目成正相关。Chen等沿珠江流域至珠江河口(人类活动影响呈递减梯度分布)检测江水中的四环素类抗性基因(tetA、tetC、tetH、tetB、tetM、tetO、tetW抗性基因)的含量,发现珠江流域检测到四环素类抗性基因的频率与种类都明显高于珠江河口地区。Ling等在中国南方北江河中检测出2种磺胺类抗性基因和7种四环素类抗性基因,其中磺胺类抗性基因中sul1的含量比sul2高,其平均值分别为1.41×10-2和1.58×10-3copies•(16SrDNA)-1;四环素类抗性基因中tetG的出现频率最高(100%),tetC的含量最高,其浓度在8.30×10-2到13.20copies•(16SrDNA)-1之间变化。Jiang等利用PCR技术在黄浦江中检测到2种磺胺类抗性基因(sul1、sul2)、8种四环素类抗性基因(tetA、tetB、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW、tetX)和1种内酰胺类抗性基因(TEM),并利用实时定量PCR技术检测出这11种抗性基因的含量在3.66×101copy•mL-1(tetB)到1.62×105copy•mL-1(sul2)之间变化。Luo等在中国海河中也检测出磺胺类抗性基因和四环素类抗性基因,同样,磺胺类抗性基因的检测频率与含量都高于四环素类抗性基因。其中,sul1抗性基因含量为(7.8±1.0)×109copies•g-1,sul2抗性基因含量为(1.7±0.2)×1011copies•g-1。Stoll等在德国的莱茵河和澳大利亚的布里斯班河中均检测出多种抗生素抗性基因,磺胺类抗性基因的检测频率最高,其中sul1检测频率(98%)稍高于sul2(77%)。在水产养殖业中大量添加的抗生素,一部分不能被鱼类吸收而直接排入到水体中,另一部分被鱼类吸收后在其体内诱导出抗性菌株,随粪便排入水体,所以在水产养殖区水体中亦存在大量抗性基因。Gao等在天津地区的水产养殖场中检测出多种抗性基因(tetM、tetO、tetT、tetW、sul1及sul2)。此外,磺胺甲基恶唑抗性细菌占63.3%,四环素抗性细菌占57.1%,这说明有一部分细菌呈多重抗性。Liang等在鱼塘中的大肠杆菌菌群中发现其中91.5%的大肠杆菌都含有抗性基因,86.1%的大肠杆菌含有两种以上的抗性基因。DiCesare等在地中海沿岸的养鱼场中也发现了tetM、tetO、tetL、tetK、ermB、ermA和ermC等多种抗性基因,但该渔场并没有在饲料中添加任何抗生素,这说明该渔场中的抗性基因可能是由于海水养殖促进了抗性基因的水平转移。Reboucas等在巴西的一个养虾场中也发现了对氨苄青霉素和四环素均具有抗性的致病性弧菌。除此之外,在越南、泰国、韩国、印度、埃及等其他国家的水产养殖水域中也都检测到抗生素抗性基因。以上研究表明,全球地表水体中含有数目“可观”的抗生素抗性基因,其中四环素类抗性基因和磺胺类抗性基因尤其居多,这可能和相应抗生素的大量使用及其在环境中的残留有关。虽然环境中本来就存在抗生素抗性细菌,但是环境中抗性基因的急剧增加主要是由于人类大量使用抗生素而对环境造成了巨大的选择压力。总之,地表水体已经成为了环境中抗生素抗性基因的一个主要基因库。

1.2地下水中的抗性基因污染由于动物养殖场污水池及土壤中的抗性基因随着土壤的渗透作用使得地下水中也开始检测出抗性基因的存在。Koike等从2000—2003年连续3年分别在两个养猪场的周围打井检测其地下水中的四环素类抗性基因,发现地下水中含有7种四环素类抗性基因。通过对养殖场污水池和地下水中发现的抗性基因序列的比较分析,发现两者几乎一致,这说明地下水受到了养猪场污水池的影响,其抗性基因主要来自于污水池。近年来,地下水也已经成为了抗性基因的众多基因库之一。

2抗生素抗性基因在环境中的传播与潜在风险

从上述不同抗性基因的基因库来看,不难发现各个基因库之间各有联系,人类、动物与生态环境之间形成了一个循环(图1),使得抗生素抗性基因在其中不断循环、积累。人类在广泛使用大量抗生素治疗疾病时,由于抗生素的选择性压力,使其在人的肠胃及尿道中诱导出含有抗性基因的细菌。此外,肠胃细菌之间、肠胃细菌与经过肠胃的细菌之间,抗性基因都能够进行水平转移,又进一步增加了人体内抗性基因的含量。相似的,为了提高家禽养殖业、牛羊畜牧业以及水产养殖业的出产率,人们在饲料中大肆加入抗生素,这在各种动物体内同样会诱导出相应的抗生素抗性基因。体内含有抗性基因的动物被加工成肉类食品或者奶制品后,其中的抗性基因通过食物链又可进入人类体内。研究发现,一些养殖场内的空气中也含有抗性基因或抗性细菌,当养殖场工作人员吸入养殖场内的空气时,抗性基因或抗性细菌就会随空气一起进入人体。此外,如果人与动物直接接触,动物体内的抗性基因或抗性细菌也能直接进入人体。随后,人与动物体内的抗性细菌与抗性基因随着排泄物一起进入自然环境中。一部分排泄物进入污水处理厂(同时进入污水处理厂的还有医疗废水),污水处理厂是抗性基因传播的重要中转地,污水处理厂中的处理工艺只能去除一部分抗性细菌与抗性基因,但是大部分抗性细菌和抗性基因不能被去除,甚至某些污水厂出水中抗性基因含量高于污水厂进水,这些抗性基因都随污水厂出水排入自然水体中,增加了污水处理厂下游水体的抗性基因含量。另一部分排泄物被用作肥料进入土壤生态系统,使排泄物中抗性基因转移到土壤菌株之中。而污水厂出水部分回用灌溉农田以及污泥堆积施肥更增加了土壤生态系统中的抗性细菌与抗性基因的含量,土壤中的抗性基因能够水平转移到庄稼等农作物中,这些农作物被加工成为农产品后又通过食物链进入人类体内。由于降雨等原因产生的地表径流会使土壤中的抗性细菌和抗性基因进入到地表水体中,而土壤系统的渗透作用使得地下水中也含有数量“可观”的抗性基因。如果这些地表水体或者地下水体被用来作为饮用水水源,虽然给水处理工艺能灭活部分抗性细菌和抗性基因,但仍有大部分抗性基因会随饮用水进入人类体内。从抗性基因在环境中的循环传播过程不难看出,抗性基因会在人体内积少成多,增强了人体细胞的耐药性,对人体健康和生态安全构成巨大威胁。在美国,由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引起的感染病每年的致死人数比艾滋病、帕金森症以及杀人犯的总和还要多。当致病菌获得多重抗性基因后,就既具有致病性又具有多重耐药性,对人体具有极大的危害。最典型的就是含有NDM-1基因的超级细菌,曾引起世界范围内的恐慌。所以,加紧研究去除环境中的抗生素抗性基因的处理方法成为当务之急。

3抗生素抗性基因的去除技术

虽然国内外关于抗生素抗性基因在环境中的来源与传播途径的研究很多,但是关于抗性基因的去除技术的研究却很少。近年来,随着抗性基因污染情况越来越严重,一些研究学者们也在探索污水与给水处理厂中不同处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果,以期能以最佳的工艺组合方式去除最多的抗性基因。

3.1厌氧/好氧污泥消化处理工艺污水处理厂是抗生素抗性基因最主要的一个储库,所以污水处理厂的处理工艺将是去除抗生素抗性基因的关键所在。事实上,尽管污水处理厂出水中仍含有抗性细菌和抗生素抗性基因,但绝大多数(>99%)的抗性细菌及抗生素抗性基因存在于污泥沉积物中。近几年,研究发现污水处理厂中的污泥消化工艺对于降低污泥中抗生素抗性基因的含量有着良好的效果。Ghosh等研究了高温(50~60℃)和中温(35~37℃)两相厌氧消化系统对四环素类抗性基因的去除效果,发现高温厌氧系统对tetA、tetO、tetX有很好的去除效果,其中tetX的去除率分别达到了85%~99%,而tetA和tetO的去除率也有50%~80%;而在中温厌氧消化阶段对抗性基因的去除效果并不明显,tetA含量甚至出现了反弹。这一结果显示抗性基因的去除效果可能与操作温度有关。随后,Diehl等研究了不同温度(22、37、46、55℃)下厌氧或好氧消化对污泥中抗生素抗性基因的去除效果。在厌氧条件下,37、46、55℃下抗性基因显著减少,并且去除率随温度的上升而增大;而在好氧情况下(平均水力停留时间为4d)四环素类抗性基因的含量并没有明显降低。Ma等进一步比较了高温和中温厌氧系统对抗性基因的去除效果,结果显示高温厌氧系统在去除ermB、ermF、tetO、tetW等4种抗性基因的效果确实优于中温厌氧系统,但是对于其他抗性基因的去除效果,高温厌氧系统并没有明显优势。Miller等也发现高温和中温厌氧消化系统都能降低sul1、sul2抗性基因和int1整合子的含量1到2个数量级,只是中温厌氧消化系统对tetO和tetW去除效果不理想。Ma等认为高温消化反应器之所以能够更有效地去除抗生素抗性基因,一方面是因为更高的温度有利于促进生化反应的进行,另一方面是因为高温消化系统中菌群组成结构与中温消化系统有所不同,而后者起决定作用。此外,污泥龄也影响抗性基因的去除效果,比较两种不同污泥龄的中温消化系统,污泥龄为20d的消化系统对抗性基因的去除效果明显好于污泥龄为10d的消化系统,这一结果与Xia等的结论相一致。虽然Diehl等在试验中认为好氧消化不能显著去除抗生素抗性基因,但Burch等认为Diehl等的试验设计不完整,因为试验中4d的平均水力停留时间过短,如果抗性基因的半衰期大于4d,即使好氧消化系统能有效去除抗生素抗性基因也无法检测。因此,Burch等设计试验的水力停留时间为40d,结果显示在半连续流条件下对ermB、sul1、tetA、tetW的去除率达到了85%~98%,但是int1含量却没有显著变化,而tetX含量增加了5倍,这可能是由于好氧消化系统对含有int1和tetX的细菌细胞具有选择性。因此,污水处理厂中的污泥消化工艺在降低抗生素抗性基因含量方面具有潜在的前景,耗氧量、温度、污泥龄及水力停留时间等都是影响其去除效果的重要因素,而怎样调整这些影响因素以达到最佳的去除效果在未来值得进行深入的研究。

3.2人工湿地处理工艺人工湿地是一种新型的污水处理设施,一般位于生物处理或者化学处理设备之后,用作二级或者三级处理,由于其工艺简单、经济、高效,适用于人口较少的小规模处理,现已被广泛应用于处理城镇污水。大量研究已经证明,人工湿地对污水中的有机物、细菌、抗生素、药物及个人护理品(PPCPs)均有较好的去除效果。但目前关于人工湿地对抗生素抗性基因的去除效果的研究还较少。Chen等调查了杭州及周边农村地区的污水处理厂,发现应用人工湿地能有效改善对抗性基因的去除效果,在多重厌氧生物过滤处理后添加一道人工湿地处理工艺能去除2个数量级左右的抗性基因,而仅应用多重厌氧生物过滤对抗性基因去除效果很小,这说明人工湿地在去除抗性基因方面具有重要作用。随后,Chen等比较了污水处理厂中生物曝气滤池、紫外消毒及人工湿地3种处理方式对抗性基因的去除效果,发现人工湿地的去除效果最好,能降低1到3个数量级的抗性基因,生物曝气滤池只能降低0.6到1.2个数量级的抗性基因,而紫外消毒后抗性基因基本没有变化。但是,Anderson等在对加拿大马尼托巴省某人工湿地调查后发现,出水中只有blaSHV抗性基因的含量有较大幅度的降低,而其他抗性基因含量几乎没有明显降低,这可能是由于人工湿地去除含有blaSHV基因的细菌较多,造成了对blaSHV基因的选择性去除。Nõlvak等也通过研究发现,水平潜流人工湿地对sul1抗性基因的去除效果尤为突出,而对其他抗性基因的去除效果与常规处理效果差不多。Liu等在研究火山岩滤料垂直流人工湿地和沸石滤料垂直流人工湿地对养猪场废水的处理效果时发现,火山岩滤料人工湿地对抗性基因含量的去除率为50%,而沸石滤料人工湿地能降低抗性基因含量一个数量级。这可能与两种滤料的孔径大小有关,沸石滤料的平均粒径(4.32nm)比火山岩滤料的平均粒径(10.78nm)小,更小的粒径有利于抗性基因的去除。Yang等在研究不同类型人工湿地对抗性大肠杆菌及抗性基因的去除时发现,抗性基因的检测率从大到小依次为:基质≥出水>进水。其中,sul抗性基因在进水、出水及基质生物膜中的检测率分别为50%、61%和81%;tet抗性基因在进水、出水及基质生物膜中的检测率分别为67%、77%和76%。这可能是因为抗性基因能迁移到基质生物膜上,从而增加了膜上的抗性基因含量,而生物膜中的抗性基因迁移到水中又增加了出水中的抗性基因含量。但是,上述两位学者都认为人工湿地的处理效果与湿地中植物覆盖率、植物种类、水力负荷以及当地气候都有着紧密的联系,不同人工湿地对抗性基因的去除效果也不一样。以上研究说明人工湿地对去除抗性基因可能具有某种选择性。因此,对于人工湿地的实际应用,应针对不同的抗性基因采用不同的填料或不同类型的人工湿地,做到“对症下药”。

3.3消毒处理工艺不论在给水还是污水处理工艺中,消毒工艺都是非常重要的一步。现有的消毒工艺主要有自由性氯消毒(加氯消毒)、氯胺消毒、臭氧消毒及紫外辐射消毒。在众多消毒工艺中,应用最广泛的是加氯消毒和紫外消毒。虽然消毒工艺能有效灭活水中的细菌微生物,但是关于消毒工艺能否有效地去除水体中的抗生素抗性基因的研究还较少。

3.3.1加氯消毒工艺加氯消毒的机理如图2所示,氯气作为一种氧化剂,能氧化细菌细胞,改变细胞膜的渗透性,从而进入细胞内破坏细胞质,最终分解RNA和DNA。而游离性有效氯对胞外被膜中的大部分物质的反应活性为中等水平,只是对脂类和糖类反应活性很低。所以,一般氯会在细胞壁与细胞膜中消耗一部分,剩余部分进入细胞质,并氧化胞内DNA,使其失活。最早,Venkobachar等发现用氯氧化大肠杆菌时,当加氯量为1.5mg•L-1时,能在上清液中检测出蛋白质和RNA;当添加量增加时,能在上清液中检测出DNA。Suquet等发现在50mmol•L-1、pH为7.4的磷酸缓冲溶液中,当加氯消毒CT值大于180mg•L-1•min-1时,溶液中出现大量DNA碎片。由此可见,在游离性有效氯消毒过程中,只有当加氯量较高时才能破坏分解大量DNA。在实际应用中,经加氯消毒处理后,Munir等发现抗性基因的含量并没有显著减少,Gao等也发现污水处理厂中加氯消毒并不能有效减少tet和sul类抗性基因的含量。此外,还有研究发现,较高剂量的加氯消毒能增加四环素类抗性细菌的抗药性,因为高剂量的氯消毒对抗性细菌产生了“筛选”作用。

3.3.2紫外消毒工艺与加氯消毒不同,紫外辐射消毒是个物理过程,通过光化学反应灭活细胞。从细胞内物质对其反应活性看,只有嘌呤和嘧啶核苷基、核苷酸吸收253.7nm波长的紫外光,所以,紫外光的专一性使其具有潜在的有效灭活抗性基因的可能。早先,Munakata等就发现紫外辐射能够破坏双链DNA中抗性基因的转换能力,从而降低了抗性基因的水平转移风险。Guo等研究结果显示,在污水处理厂的污水中,红霉素类抗性基因和四环素类抗性基因的含量分别为(3.6±0.2)×105和(2.5±0.1)×105copies•L-1,经5mJ•cm-2剂量的紫外消毒后,红霉素类和四环素类抗性基因含量分别降低了(3.0±0.1)和(1.9±0.1)个数量级;此外,还发现经紫外消毒后两类抗生素抗性菌的数量出现显著降低,然而四环素类抗性细菌占细菌总数的比例却有所增加,由此说明紫外消毒对四环素类抗性基因具有一定的选择作用。McKinney等用紫外消毒处理4种抗性基因(mecA、vanA、tetA、ampC)后发现紫外辐射确实能够降低抗性基因的含量,但灭活抗性基因3到4个数量级所需的紫外剂量为200~400mJ•cm-2,远远大于灭活抗性细菌所需要的紫外剂量(灭活4到5个数量级的抗性细菌,需要紫外剂量为10~20mJ•cm-2)。VanAken等也在试验中发现,使用紫外辐射处理大肠杆菌细胞悬浮液,DNA含量降低2个数量级所需要的紫外剂量为23mJ•cm-2,远大于灭活大肠杆菌细胞所需的剂量(8.7mJ•cm-2)。综上所述,紫外消毒工艺能有效降低抗生素抗性基因的含量,但是所需的紫外剂量较高,远超过实际应用的剂量。在实际应用中,Auerbach等发现紫外消毒对减少污水中四环素类抗性基因的种类以及降低tetQ、tetG的含量都没有明显的效果。因此,寻求更有效的方法是当务之急。近年来,有研究发现添加TiO2纳米颗粒与近紫外光复合使用能提高其去除抗性基因的效率,使得紫外消毒处理抗性基因与处理抗性细菌所需消毒剂量相当,Li等也发现加入Ag-TiO2复合纳米材料能大大提升紫外光消毒的效果。这给未来研究有效去除抗性基因的消毒工艺提供了方向。

3.4深度处理工艺随着饮用水工艺的不断发展,以及人们对饮用水要求的不断提高,现今污水/给水处理厂中除了常规处理工艺之外,还应用了许多水深度处理工艺。目前,研究较多的水深度处理工艺主要有膜处理、高级氧化等。Öncü等发现,用TiO2光催化氧化和臭氧氧化处理12.8和6.4μg•mL-1两种浓度的质粒DNA均有显著的效果,其可以破坏DNA的超螺旋结构,从而灭活DNA。试验中发现质粒DNA的浓度随臭氧氧化剂量的增加而减少,对于高浓度质粒DNA溶液,当臭氧剂量为4.2mg•L-1时质粒DNA浓度最低;对于低浓度质粒DNA溶液,当臭氧剂量为0.9mg•L-1时超螺旋DNA双链已完全消失。TiO2光催化氧化效果与臭氧氧化效果类似,高浓度质粒DNA溶液在经过75min的TiO2光催化降解后,超螺旋DNA双链全部消失;而对于低浓度的质粒DNA溶液,TiO2光催化降解只需15min就可以将其中的所有超螺旋DNA双链破坏掉。Cengiz等应用芬顿试剂高级氧化工艺和臭氧氧化工艺去除养牛场废水中的tetM抗性基因,发现两种工艺中抗性基因的变化趋势一致,即抗性基因的含量随着氧化剂剂量的增加而减小,当芬顿试剂添加量达到40mmol•L-1H2O2/4mmol•L-1Fe2+时去除效果最好。除了高级氧化工艺之外,膜处理工艺对抗生素抗性基因也有很好的效果。Munir等比较了活性污泥法+氯消毒、氧化沟+紫外消毒、旋转生物接触氧化+氯消毒、膜生物反应器+紫外和活性污泥+紫外这5种不同处理工艺对抗性基因的去除效果,发现膜生物反应器对抗性基因的去除效果最好,能降低抗性基因的含量2.57~7.06个数量级。Breazeal等研究了膜孔径从0.45μm到1000道尔顿的微滤/超滤膜对抗性基因的去除效果,发现微滤膜对抗性基因的去除效果不大,但是膜孔径为10万、1万、1千道尔顿的超滤膜分别能使抗生素抗性基因含量降低1.7、4.9、>5.9个数量级;试验还发现水中的胶体物质对超滤膜去除抗性基因有促进作用,并且膜孔径越小,这种促进作用越明显。总之,随着深度处理工艺应用的越发成熟,其在未来去除抗生素抗性基因的处理工艺中必定会占据一席之地。

4研究展望

第3篇

为解决水资源浪费和污染,我国水资源监测通过建立对大江、大河、湖泊等水环境的一系列的监测控点,把握水环境的大致方向,通过科学的技术支持,在水体的采样、运输等方面都有了一定的经验,这些经验是我国水环境监测的重要支持。目前,我国从国家,到省、市、县四级共建设达到2860多个水质量监测站点,大多站点可以长期运行。

2我国当前水环境监测中存在的问题

各种人为因素和天然因素都影响着水质量监测的结果。近年来,我国水质监测通过不断发展,我国在大气、土壤、固体废物等多方领域都取得了不错的发展。研究人员对水环境监测的方案、取样、质控等方面都有了一些成绩。其中,我国水环境监测的重要种类包括挥发性卤代烃类、苯系物、酚类、农药类、氰化物、多环芳烃类、亚硝胺类、钛酸酯类、重金属及其化合物等。1)质量监测管理部门繁复错杂。我国水质量监测管理长期处在多个部门对一个水环境进行管理或一个部门对多个水环境进行管理的情况下。例如,我国地表水监测由水利部门和环保部门进行管理,而水利部门除了对地表水进行监测外,还要对地下水和供水系统进行监测。在地下水的水质监测中,既有国土资源部门的介入,又有水利部门的介入,还有环保部门的介入。没有清晰、明确的权利、职责划分,水质监测的方案得不到最好的解决。2)水质量监测部门标准不统一。我国水质量监测由于受到多个部门的管理,各部门对所需水质量的监测要求不同,产生了不同的水质量监测标准。例如对地表水水体的监测就包括了各大运河、渠道、湖泊、水库等的监测,这些监控点处于更自然的水体中,其监测结果符合地表水水体监测的标准,但其监测标准却不足以用来监测饮用水的环境,饮用水环境需要更加细致的符合人体需要的监测标准。3)水质量监测方法与实际水环境不配套。各国水环境质量监测标准与污水排放标准不一。在我国,水环境质量标准与污水排放标准的数量控制在98项污染物上,其中包括有机质、微量元素、微生物、重金属、无机物等。我国虽已建立了系统的水质量监测系统,但因其水质量监测方法太过简单或复杂,监测速度慢,监测设备无法充分满足水质量监测手法,使水环境质量监测的实际效益低下。在国家重点控制的8项污染物监测中,无法进行快速、简易的监测。4)水质量监测预警措施不严格。水环境质量监测是一个动态的过程,各部分水体处在不断变化之中。通过对水环境各个相关领域监测的信息整合,对水体监测进行预测,提前做好可能性的水环境质量监测预备。预警措施不严格既有客观因素也有主观因素。客观因素有:还不成熟的水环境监测系统和设备不能保证预警的及时展开。主观因素有:各部分分工合作,使有限的资源得到最大限度的使用,保证水环境质量监测的顺利开展。但我国现水环境质量监测错综复杂,涉及部门杂多,监测手续反复,各地方水质量监测信息沟通不及时,使水环境得不到及时、有效的预警。

3我国水环境监测问题的相应对策

3.1细化我国水质量监测管理体系

加强完善我国水质量监测管理体系是我国解决水质量监测的重要一步。水环境监测是以建立完善的水质监测系统为重点的。完善水质量监测的责任细分,使水质量监测资源得到最大力度的使用,节约不必要的重复的监测,减少重复的职能作用,每个部门各司其职,不仅节约了水质量监测资源,使资源投入到其他更需要的工作中,还使水资源监测工作更加条例清晰,个部门协同合作,分工明确保障了水环境监测工作的顺利开展。

3.2完善水质量监测质量标准

吸收更加安全、全面、精确的高新技术,整合信息通讯、网络、数据存储、传感器等新型技术,使水环境监测结果更加准确。结合水环境质量监测的过程和方法,实现自动化无人监管监测,高效率的完成水质量监测工作,保证水资源合理利用。各地方部门信息畅通,避免水质量监测重复,出现错误。结合现已有的水质量监测标准,通过在国土资源部、水利部门、环保部门和城市建设部门的对比,各自提出自己的意见和建议,细化水质监测的项目,不断检测新的监测方案,最后达到各个部门全部通过的监测标准。

3.3提高水质量监测实践,创新技术方案

创新水质量技术方案需要不断提高水质量监测实践。通过大量的水质量监测项目实践、数据、对比,分析指出不同水体质量监测的行动措施,配合具体项目实践中的手法、设备、监测远离,通过动态实时监控,删剪具体水质量监测的不必要过程,借用相似水环境监测手法,弥补其它水环境监测的不足。虽然新的技术方案的产生需要大量的实验,需要耗费巨大的人力物力,但这种实践不仅可以为水质监测人员提供经验,避免在基本问题上出错,还可以为新的技术方案的产生提供了目标。加强水质监测相关书籍的出版,重视大学生在校学习的理论与实践,从国内外引进、培养得以胜任的人员才能使水质监测不断创新。

3.4提高信息优化,保证信息畅通

通过互联网等新型资源,及时传递各地方、各部门在天气、水利、开发等领域的信息,开发创建信息一体化,在短时间内使用云资源整合因各种人为或自然因素而出现的情况,快速开发出适用于一套适用的方案。通过信息整合,水质量监测部门还可借鉴其他部门的措施或与其它部门合作,共同解决因信息不调和而产生的分歧与意见。这种通过软、硬件合作,多种信息一体化,既免于信息的重复调查,节省了人员劳动力,又节约了水质监测的时间,在一定程度上确保了信息的正确性与安全性,共同推动水质监测的新思想,为创造新的水质监测的未来提供了借鉴意义。

4结束语

第4篇

(1)对地表地质的破坏

在建设中,必须对地表进行挖掘,让水利设备牢固地安置。因此地表植被破坏,蓄水能力降低,如果在风沙大的地区则会导致水土流失。另外,地表植被破坏,土壤碎石于外,如果在雨量充沛的季节里还会引起泥石流。而水利水电的建设,对地表的破坏是最初的,而后紧接着的是对地质造成的影响。大坝的修建最体现着地质破坏,大坝需要在险峻狭小的山口修建,此过程中会对山体进行挖掘建基,如果遇到断层或者岩性松软的山体时,对其进行开凿则是致命性的。而顺利开凿成功的山体随着时间的推逝,加上风沙等外力因素的压力,岩体会逐渐磨损,到一定时期后出现崩塌、滑体等现象是很有可能的。在建设前期,对地质的勘探和对建材特征的把握一定得是专业严谨的。

(2)对湖泊河流水位的影响

水利设施中的水坝建设,具有拦截泥沙的功能。在进行泥沙拦截时,河道内泥沙减少,流速增快,对大坝的发电具有一定利处。而另一方面,水库的修建,原本流动的水因为水库的围栏,水流变缓,水温上升,水质变差,引起水库内水污染现象,甚至出现水体富营养化。并且水库修建后,由于流速减缓,区域内的水面起伏小,水面扩大,蒸发量增加,致使水蒸气聚集,空气内湿气增大,降雨量增大,河流水量增大,容易引起水库内的泛洪。

(3)对生物多样性的影响

以江河内的淡水洄游鱼类为例。每到秋末,它们要到江河中下游度过季冬,而次年的春天它们再原路返回,到中上游产卵。而水利工程的建设阻碍了洄游生物的正常运动,它们的生命活动也会受到严重的影响,更对鱼类繁殖造成迫害,这就是生物物种越来越少的原因,以致生物的灭绝。

(4)对降雨量的影响

降雨量的增加,是由于水库修建后,库区大面积的蓄水,蒸发量会增加迅速。降雨在地区分布上的变化,水库蓄水后会对库区和周边地区的降水量有着一定影响。一般来说,库区和近库区的降雨量会有所减少,在库区的地区降水量增加。在地势高的地区,且是迎风,降水量会增加。相反的情况,降水量则减小。

(5)对气温的影响

水利工程的建设,让下垫面有所变化,使原本的陆地变为水面。而之前陆地比水的比热容小,再将陆地变为水面后,比热容上升,所以气温总体上来说是升高的。

(6)对湖泊的影响

湖泊对生态的调节起着非常有利的作用:净化空气、防沙除尘、美化环境、维持生物多样性、提供氧气等,在生态系统中如一个净化器,对周围的生态环境的持续发展发挥着重要作用。水利水电工程的建设对湖泊也有着两面性的影响。一方面,在湖泊区建水库,能够加大对湖泊内泥沙的拦截,为湖泊周围的农业生态发展提供着大量的肥料来源,间接促进着该区域的经济发展。另一方面,湖泊内本身流动性较差,水电设备在此建设,继续减少了湖泊水流动性,泥沙沉淀后也为湖内有机生物的繁衍提供饵料,如果不及时清理这些生物,久而久之会对水体造成富营养化现象。

(7)对人群生活的影响

人群的居住地成为水利水电工程实施地点时,大量的人群移民状况也是十分严峻的挑战。人类长期的居住,用时间和生态系统构成了一个较为和谐稳定的体系。而水电设施取而代之,人类不再成为此生态系统中的生产消费者,这些设备也对生态系统的发展构成了新的威胁。而人类作为生物中的一类,对环境的依耐性也是靠时间来磨合的,人类迁移也对迁入区的生态环境造成了一定程度上的威胁。两者的融合也需要花费很长时间。

2水利水电工程在建设过程中对生态环境的影响

水利水电的建设过程是一个耗时长,任务重,范围广,参与人员多,参与设备种类繁的庞大工程。在这样一个过程中,各个细节都会制造出污染。在施工过程中,大气污染,水污染,噪声污染,土壤污染都是亟待注意的问题。除此之外,机械占地、土料占地、废物堆积、建设营地等活动再次对地表进行了破坏。这种形式的地表破坏也是大气污染的直接原因,加上其施工时间之久,对地表的损害程度远远超过了环境自净能力程度,所以尽管在搬除机械设备、恢复好植被、清理掉垃圾后,环境的承载力也会大大降低,对整个生态系统仍然会造成巨大损失。施工中,废水渗漏、油污的产生、生活废水的排放,加上生产中烟尘、灰沙的侵蚀力度进一步扩大,也大大加重了整个施工区域的土地、空气、水质的污染。废料在堆砌时,随着时间的长远,有些金属、碱性物质和空气产生的化学反应制造出的一系列有害气体,不仅给大气造成染污,也威胁着人类的身体健康。基于这些,施工过程造成的不利影响还是一个亟待解决的问题。水利工程工程量巨大,且施工时间长,施工人员也较多,对整个施工系统,不管是操作还是人员生活,都是一个漫长而艰巨的考验。所以在这个过程中,要严格把关,不论是施工还是施工滞泄物,都得做到生态环保。在施工人员的管理方面,也要做到以人为本,人员的专业素质不仅要提高,生活质量也要有所改善,在保证人身安全的前提下,再考虑专业技能的培训和实践。

3结束语

第5篇

关键词:环境税;税收理论;认识

西方环境税的理论最早起源于英国现代经济学家、福利经济学的创始人庇古的外部性理论,近年来又发展形成了公共产品理论和外部效应理论,这些理论主要针对环境及资源的认识及税收的参与提出了不同的看法。在我国,更多的是以可持续发展理论为指导,进一步扩大了对外部性的研究,认为生产中的外部性不是外部性产生的唯一来源,从可持续发展的角度来看,外部性还包括消费中产生的外部性、当代人对后代人产生的隔代外部性及同代人之间的跨国外部性等,对这些不同的外部性应用不同的环境税收来解决。在环境税的研究上,多借鉴了西方国家的成功经验,认为我国应逐步建立和完善环境税制,但对环境税建立的时机和体系有不同的看法。

一、环境税的理论渊源

环境税,也有人称之为生态税、绿色税,是20世纪末国际税收学界才兴起的概念,至今没有一个被广泛接受的统一定义。目前环境税主要有以下几种理论:

1、庇古的外部性理论

一般认为,庇古(1877~1959)在1920年出版的《福利经济学》中,最早开始系统地研究环境与税收的理论问题。庇古提出了社会资源适度配置理论,认为如果每一种生产要素在生产中的边际私人纯产值与边际社会纯产值相等,那么该种生产要素在各生产用途中的边际社会纯产值都相等,而当产品的价格等于生产该产品所使用生产要素耗费的边际成本时,整个社会的资源利用达到了最适宜的程度。但是,在现实生活中,很难单纯依靠市场机制来达到资源利用的最优状态,因此,政府就应该采取征税或补贴等措施加以调节。按照庇古的观点,导致市场配置资源失效的原因是经济主体的私人成本与社会成本不相一致,从而私人的最优导致社会的非最优。这两种成本之间存在的差异可能非常大,靠市场本身是无法解决的,只能由政府通过征税或者补贴来纠正经济当事人的私人成本。这种纠正外部性的方法被后人称之为“庇古税”方案。①

2、可持续发展理论

可持续发展的基本含义是指资源应在不同的代际之间(当代人和后代人)进行平衡,它特别强调对地球有限资源的可持续利用,强调环境作为人类生存条件和全球共同财富必须受到特别保护。与可持续发展的定义与内涵相对应,绿色税收的理论也有不同的理解。狭义的绿色理论从科技的角度认识可持续发展,认为可持续发展应是废物排放量的减少或不排放。广义的绿色理论包含人与自然的共同进化思想,尊重自然的思想,当代与后代兼顾的伦理思想,效率与公平目标兼容的思想。可持续发展的效率与公平的要求,通过市场机制不可能完全解决,必须辅以非市场机制的手段,其中税收的作用是不可替代的。这就必须以绿色税收制度取代现行的税制模式。

3、自然资本理论

这种观点认为,自然资源和环境属于公共产品,且是天然生成的,缺乏明确的产权主体,谁都可以用,这样必然导致人们滥用资源、环境恶化。当出现环境污染问题时,又很少有人过问。事实上,天然生成的环境和资源,和其它生产要素一样,也是一种资产,是自然资本向社会提供着它独特的环境和资源服务。这种资源的提供,也应得到相应的资本权益,因此,应该由政府代表社会作为自然生成的资源和环境的产权主体,以征集环境污染税的形式,从经济利益上建立起保护环境的机制。②

4、外部效应理论

这种理论从数量上提供了开征环境保护税的依据。它认为,微观主体对资源环境的运用,会产生外部不经济,即资源减少和环境污染生态失衡,从而构成一种社会成本和代价。这种社会成本和代价是在市场体系之外发生的,市场机制无法对此发挥作用,即产品的真实价格不包括因环境污染和资源减少而带来的社会成本。比如,造纸厂生产每吨纸的市场价格,只包括生产这吨纸的实际生产成本,而没有包括因生产纸张而导致周边环境污染的社会成本和代价,这样就会产生额外的边际利润,从而刺激造纸厂增加产量,继续污染。外部效应理论认为,环境污染是市场体系产生的一种外部不经济现象,它不可能依靠市场自身的力量自动地加以解决,而是必须通过政府的有效干预。在市场经济条件下,政府在干预时应利用市场型机制即经济利益的减少引导人们减少对环境的破坏、资源的浪费。政府可以以征收环境保护税的形式,把被忽略的社会成本和代价“内在化”,提高微观主体的生产成本,降低其边际利润,促使人们改变以往的生产经营方式,进行减少污染的技术开发和资源节约型经济的发展,减少污染性产品的生产经营,这样才能有效地制止环境的恶化。③

二、环境税收的基本含义及分类

税收手段在环境保护领域的运用主要体现在环境税的确立。环境税,简单来说是据于环境保护目的而征收的税收。经济合作与发展组织在一份关于税收与环境的报告中认为环境税包括两种类型:一是初始即为实现特定环境目的而设立和征收的,并且被明确确认为“环境税”的税收,如排污税等;二是最初并非以环境保护为目的而设立,但是对环境保护有影响而后从保护环境的立场修改或减免的税,如能源税、燃料税等。

广义的“环境税”还包括税款减免和税收差别。税款减免指用于鼓励消费者和企业的有利于环境保护活动的各种税款减免,如对投资于削减污染物事业的企业减免所得税;对污染削减设备和再循环物品免征销售税等。税收差别指根据物品和服务在生产和消费过程中损害环境的轻重课加不同的税率。税收差别手段在西方国家被广泛采用。

环境税通常可以分为以下几大类:(一)对直接排放到环境中的污染物征收的税收,即排污税,如污水税、噪声税、垃圾税、二氧化硫税和废物税等,有些国家的排污税以排污费的名义出现;(二)对产生环境影响的商品和服务征收的税收,如能源税、碳税、汽车税、化肥税、农药税、一次性用具税等;(三)对开发和使用自然资源而征收的税收,即资源税,如石油税、煤炭税、有色金属税、水资源税、盐税等,资源税是为了节约合理使用资源,进行环境恢复,补偿资源价值等目的而课征的税。

三、环境税收的作用

环境税收的产生拓宽了税收的调节领域,不仅在保护人类生存环境方面发挥了重要作用,而且充分体现了税收的“公平”和“效率”原则,具有重要的社会经济意义。

1、保护人类生存环境,促进社会经济可持续发展自从“可持续发展”的概念在20世纪80代被明确提出以来,至今已发展成为比较完整的理论体系,并被国际社会普遍接受。在可持续发展理论的指导下,联合国于1992年召开了环境与发展大会,通过了《21世纪议程》等重要文件,确定了全球性可持续发展战略目标及其实现途径。很多国家也相继定出本国的可持续发展战略⑤。由于环境的污染和不断恶化已成为制约社会经济可持续发展的重要因素,因此,保护环境就成为可持续发展战略的一项重要内容。

然而,在市场经济体制下,环境保护问题是无法靠市场本身来解决的。因为市场并非万能的,对于经济发展所带来的诸如环境保护等“外部性”问题,它是无能为力的。其原因在于,在市场经济条件下经济活动主体完全根据自身经济利益最大化的目标决定自己的经济行为,他们往往既不从全局考虑宏观经济效益,也不会自觉地考虑生态效率和环境保护问题。因而,那些高消耗及高污染、内部成本较低而外部成本较高的企业或产品会在高额利润的刺激下盲目发展,从而造成资源的浪费、环境的污染和破坏,降低宏观经济效益和生态效率。对此,市场本身是无法进行自我矫正的,为了弥补市场的缺陷,政府必须采取各种手段对经济活动进行必要的干预。除通过法律和行政等手段来规范经济活动主体的行为之外,还应采用税收等经济手段进行宏观调控。

针对污染和破坏环境的行为课征环境保护税是保护环境的一柄“双刃剑”。它一方面会加重那些污染、破坏环境的企业或产品的税收负担,通过经济利益的调节来矫正纳税人的行为,促使其减轻或停止对环境的污染和破坏;另一方面又可以将课征的税款作为专项资金,用于支持环境保护。在其他有关税种的制度设计中对有利于保护环境和治理污染的生产经营行为或产品采取税收优惠措施,可以引导和激励纳税人保护环境、治理污染。可见,在市场经济条件下,环境税收是政府用以保护环境,实施可持续发展战略的有力手段。

2、体现“公平”原则,促进平等竞争

公平竞争是市场经济的基本法则。但是,如果不建立环境税收制度,个别企业所造成的环境污染就需要用全体纳税人缴纳的税款进行治理,而这些企业本身却可以借此用较低的个别成本,达到较高的利润水平。这实质上是由他人出资来补偿个别企业生产中形成的外部成本,显然是不公平的。通过对污染、破坏环境的企业征收环境保护税,并将税款用于治理污染和保护环境,可以使这些企业所产生的外部成本内在化,利润水平合理化,同时会减轻那些合乎环境保护要求的企业的税收负担。从而可以更好地体现“公平”原则,有利于各类企业之间进行平等竞争。由此可见,建立环境税收制度完全合乎市场经济运行、发展的需要。环境税收的产生,既是源于人类保护环境的直接需要,也是市场经济的内在要求。而且市场经济体制使经济活动主体所拥有的独立经济利益和独立决策权利又是环境税收能够充分发挥作用的基础条件。环境税收首先诞生于高度发达的市场经济国家,恰好证明了这一点。

3、促使社会成本和代价内在化

根据“谁污染,谁负责”的原则开征环境保护税,把由于环境污染和对自然资源消耗而形成的社会成本反映到商品和服务中去,使那些对环境带来危害的污染者的生产成本提高,从而把环保和有效利用资源与每个生产者和消费者的经济利益紧密地联系起来,在经济利益的诱导作用下,促使企业积极主动地选择有利于环保的生产方式和工艺,消费者在价格机制的引导下也就选择无污染的商品进行“绿色消费”。这样,企业只有加强治理污染的科学研究和技术创新,才能降低自己的生产成本,在激烈竞争中占有一定的优势,这不仅减少了污染的排放量,还有利于经济和技术的进步,从而有助于经济增长和环境治理的良性循环。据OECD的一份调查报告显示,通过开征汽油税,促进生产者减少了汽车废弃物的排放。通过对生产损害臭氧层的化学品征收消费税,促进生产者减少在泡沫制品生产中对氟里昂的使用,净化了空气和环境。美国经过多年的努力,很好地利用环保税收政策,促进了生态环境的良性发展,取得了显著成效。

4、有助于筹集治理环境污染的资金

治理环境污染、保持生态平衡的投资是非常巨大的,如果只依靠国家财政投资进行治理,既增加政府财政负担,又不利于控制污染。主要是因为这种作法没有触及到自身的经济利益,人们就会继续以资源的高投入、环境的污染和生态失衡换取自己的超额利润,所以开征环境保护税既可以从经济利益角度唤起人们的环保意识,又有助于增加政府的财政收入。据统计,芬兰政府2004年征收的与环保有关的税收总额为239亿芬兰马克,其中70%以上为能源税,仅能源税一项就占国民生产总值的0.5%⑥。有关专家甚至认为,环境保护税是一种很有发展前途的税种,它可以和流转税、所得税并列逐渐成为主体税种。以环境保护税筹集到的资金专门用于环保项目,为治理环境污染提供了一个可靠的资金来源。

5、有利于技术创新和资源节约型经济的发展

西方各国在制订环境保护税时,利用税收的差别税率,对在生产和消费过程中破坏环境的物品或服务课以重税,而对有益环境保护的生产和消费课以轻税;同时,有效运用减免和优惠贷款等政策,鼓励企业和科研单位加强治理污染、综合利用资源等方面的科学研究和技术创新,并及时运用到生产和消费过程中去。这样,一方面,解决了发展经济和治理污染不可相提并论的难题,在经济利益的诱导下,企业非常注意在发展经济的同时,减少对资源和环境的破坏;另一方面,对废物资源的循环利用,也有利于发展资源节约型经济,从而促进产业结构的升级优化和经济增长方式的转换。[论*文*网]

注释:

①②③卢现祥.西方新制度经济学[M].北京:中国发展出版社,1996:10-50.

④王霞波.中国环境税收制度实施问题的探析[J].东华大学学报(社会科学版),2004,(01):69-71.

第6篇

我国虽然地大物博,物产丰盈,但是由于人口众多,人均占有资源的数量非常少,再加之,南北跨度大,水源分布不均匀,人们节约用水的观念淡薄,用水行为不规范的等众多问题相互作用,使得我国地下水源的开发现状如容乐观。从近些年来,我国地下水的开采情况来看,其受到一些不合理开采行为的制约,所带来的环境问题非常严重,水质变差,地面下沉的问题,频繁出现,除此之外,地下水资源的不合理开发,还会在很大程度上导致水源的污染,并对人们的身体健康产生威胁,导致用水紧张。面对如此严峻的现状,找到一个合理开采和适用的地下水资源的方法,提高水资源年利用率,缓解环境问题,已经迫在眉睫。

二、地下水开发利用中引起环境地质问题分析

1地下水位下降的环境地质问题如果抽取地下水的速度高于补给的速度,那么非承压含水层中就会出现地下水漏斗的情况,如果在某个地域内出现多个这样的地下水漏斗,那么其叠加效果就会导致下水位的再次下降,从而造成水资源失衡,对居民的生产和生活都会造成影响。

2地面沉降的环境地质问题地面沉降问题在很多资源开采过程中都会出现,那么导致这个问题的主要原因就是由于人们的不合理开采行为,地下水的不合理开发,会导致其地表土体结构的紧缩,从而导致地表高低程度发生差异,最终出现沉降问题。地面沉降这种问题具有一定的发生过程,它不是突然的地质问题,是由于地下水位长期得不到适当的补给,导致土层结构失去支撑,而产生的地质问题,这种问题的影响大而深远,治理以及控制的难度都很大。其所带来的不良后果有地面开裂、建筑物倒塌以及地面运输线路中断,地下管线破损,供水系统故障等等。这些对人们的正常生活都会带来非常巨大的影响。地面沉降问题多带来的影响太过严重,甚至已经成为世界范围内所广泛关注的灾害之一。我国城市化进程的不断加快,地下水的开采力度也在不断加强,所带来的地面沉降问题也日渐严重,据不完全同时,我国已经有四十多个城市向后出现了不同程度的地面沉降问题,其所带来的经济损失严重,对人们的生命财产带了巨大威胁。

3地下水污染的环境地质问题地下水的不合理开采还带来另一个严重的问题就是水资源的污染,开采方式的不科学,不会引发不同水质含水层之间出现串层,进而造成更深层的水污染。除此之外,过渡开采地下水还会改变水原本的动力条件,承压水层上方的浅水层也会出现逐渐下渗补给承压水,造成深层压水被污染。

4海水入侵的环境地质问题海水入侵即是陆地地下淡水水位降低使得海水直接入侵淡水层系统,这种情况主要出现在过度开采地下水的滨海城市,海水入侵内陆,使得内陆水质恶化。

三、解决地下水开采引起的环境地质问题及对策

1加强水资源管理,优化开采布局在空间上结合地下水资源的分布特征,在当前水资源实际情况下,科学合理布局水源井的地域分布,防止有些地区过度开采,以调节和控制地下水位和降落漏洞的心态,逐渐使得地下水补给与开采保持平衡状态。在时间上,运用地表水、地下水联合调度系统,按照需水量、需水量和来水量,采取科学的水量分配和调度方案,使得地下水资源量达到合理状态。

2建立健全地下水监测网络,提高管理能力进一步健全监测网络建设,实现监测网点对不同层位地下水动态的控制;修整淤塞,增设控制性、专业监测布点;更新监测设施,提高监测准确度;组织地下水资源优化管理研讨会,进一步优化管理模式,使得地下水开发利用始终处于最佳状态,进而保证地下水资源可持续的开采并获取最优的经济、社会和环境效益。另外需要高度重视对地面沉降的监测、调查和分析总结工作,便于使用针对性对策防止地面沉降的出现和恶化。

3综合防治,保护地下水资源彻底清查污染源头,并切断污染源,是保护地下水资源的重要措施。一些没有经过处理的污水,直接被排进了河流中,这样一来,必然会造成水污染的加剧。从这些状况来看,加大力度打击城市以及县镇工业企业污水不合理处理行为,提高污水排放指标,是相关部门工作人员需要做的重要工作,然后,就是对污染尚浅的水层采取封隔的措施,使其污染源头被阻断,从而减少深层水源被污染的几率。

4建设更多的地下水库,增加地下水的贮备能力,针对一些山丘以及坡度大的河谷平原,制定完善的水库修建计划,由它们同样具有坡度达的特点,因此排泄能力先对较大,蓄水的能力差,如果是在旱期,过渡利用地下水,就会使得地下水位急剧下降,漏斗区的出现速度快而多,所以说,提高地下水资源利用率的前提就是,加大水层蓄水能力,选取储水能力较好的地区,在地下水排污处建设地下防渗墙,从而形成地下水库。

第7篇

引入了环境保护和水土保护专项监理,环保水保综合监理部依据环评、水保报告督促承建单位完成环保水保设施,并负责施工过程中环保水保工作进度和落实情况的检查、提出整改方案;施工期环境保护和水保持监测单位分别负责水、气、声、渣等环境影响和水土流失情况的监测工作,并及时向业主反馈监测情况;各承建单位负责具体环保水保措施的落实;工程监理负责各环保水保土建措施的具体实施和质量管理。形成了“业主、监理、监测、施工四位一体”的管理网络和各级地方行政主管部门监督、验收的管理体系。业主定期组织监理、施工单位等召开环保水保例会,共同协调解决工程建设中存在的环保水保问题,积极推动各项环境保护和水土保持设施的建设,确保已建设施的正常运行,并将环境保护和水土保持措施落实情况作为项目考核的一部分,使其做到规范化、制度化。

2施工期环境保护和水土保持工作管理措施

2.1强化环保水保后续设计、满足“三同时”要求

在环境影响报告书和环境保护总体设计的基础上.业主委托设计单位开展了各种后续设计并陆续组织实施。先后编制完成了《吉牛水电站弃渣场防护工程设计方案》、《吉牛水电站弃渣场调整报告》、《吉牛水电站首部及渣场绿化措施设计报告》等一系列后续设计方案和报告满足“三同时”要求。同时对电站工程建设过程中各类项目进行的招标、合同、施工、试运行、工程验收等各个环节中都对环境保护和水土保持工作提出了要求。优化设计,在开发中节约资源。取消了原规划中的竹子沟砂石料场,减少了耕林地占用面积,节约了用地,将工区部分加工厂、修理厂、仓库都修建在弃渣场或弃渣回垫形成的施工平台上,大大减少了工程临时占地。

2.2重视环境保护和水土保持宣传教育工作

在工程建设过程中,业主高度重视环境保护和水土保持的宣传教育工作,采取张贴宣传画、组织讨论、各单位交叉检查等多种形式开展环保水保宣传活动,做到集中培训和现场操作相结合。由环境保护和水土保持综合监理牵头定期组织施工区管理人员学习环保水保知识,组织各单位交流自己的经验做法,共同提高。通过吉牛水电站环保水保监理部有针对性的向施工单位提供环保工程措施资料,以便施工单位主动学习环保知识,对施工人员进行环保培训。邀请政府相关行政主管部门、科研设计单位来工地集中进行法律法规及有针对性的环保水保知识培训。

2.3严格督促相关环保水保设施的运行

在与运行单位签合同前即要求其制定环保水保设施运行管理制度,明确分管领导和责任人。拌和系统生产废水处理设施、生活垃圾清运由承包单位运行管理,环保综合监理单位及业主进行监管。承包单位定期对设施运行情况进行自检,监理每月对设施运行情况进行考核。不运行则不予计量并给予处罚,考核不合格的进行整改,从而提高了设施的运行管理水平。制定相关的考核、评比、奖罚制度,定期对各单位和其实施项目进行检查考核,保证了管理体系的有效运行。

2.4落实环境保护与水土保持单项工程验收制度

按照国家建设项目竣工环境保护、水土保持验收管理的相关要求,结合电站环保水保工作实际,由环保水保综合监理协助业主制定了《吉牛水电工程环境保护与水土保持单项工程验收管理规定》,对具备验收条件的环保水保单项工程组织验收.对不满足要求的项目要求进行专项整治。实行专项验收制度,既可以检查环保、水保项目的实施到位与否,又保障了环保水保工作的有序推进。也为后续的环保水保措施的阶段检查和竣工专项验收奠定了良好的基础。

3施工期的环境保护和水土保持现场措施

3.1施工期环境保护措施

3.1.1鱼类保护措施根据环评报告及其批复意见,为了切实做好革什扎河鱼类保护工作,业主与四川省水产局签订水生生物资源保护协议,根据革什扎河鱼类分布、种群数量等联合开展增殖放流活动,加强对沿河岸居民及电站参建单位鱼类资源保护的宣传力度,提高渔政部门执法力度。3.1.2水环境保护措施厂房营地设置1套地埋式污水处理设施,处理后的水用于周围草坪绿化灌溉。承包商营地由于工程建设需要,各标段建设相对分散且人数相对较少,因此采用旱厕,粪便给予当地居民作为农家肥。电站砂石料从当地购买,混凝土拌合系统生产废水采用混凝沉淀的工艺,处理后用于周边场地洒水降尘。3.1.3声环境和大气环境保护前期工程开始时业主安监处就制定了《施工区道路交通管理办法》,夜间禁止运输活动,在交通沿线设限速标志、禁鸣标志、减速坎等。施工过程中,洒水降尘、加强施工管理并进行道路绿化等措施的实施.减少了施工扬尘的影响。3.1.4社会环境通过优化施工总平面布置,合理安排工程占地,取消了影响仁青帮巴神山的1#施工支洞,避免对藏区神山的影响,促进了工程建设与藏族文化的融合。该电站为长隧洞引水式电站,为防止电站运行、检修中人为制造洪水,影响库区、坝下群众的生命财产,签订了专项施工合同,分别在减水河段、厂房尾水、库区等河道沿线设置了45处混凝土警示标识。

3.2施工期水土保持措施

3.2.1主体工程永久占地区在施工图设计阶段已在主体工程设计中考虑水保措施,并已基本落实。主要完成首部枢纽左右岸边坡防护、改线公路与复建桥坡脚挡墙和护坡、各支洞口边坡支护、地面厂房混凝土挡墙等项目,所建成的水保设施运行良好。目前已完成了改线公路两侧以及大坝下游左右岸施工平台区域的整地绿化工作,取得良好效果,并获得了州环保局现场检查的肯定。3.2.2弃渣场区各渣场自施工开始就严格开展水土流失防治工作,按要求进行了水保专项设计,各渣场均已按设计图纸完成了渣场挡墙与临河渣场的浆砌石护坡施工,水保设施运行良好;堆渣过程中严格监控,加强对施工弃渣的管理,开挖渣料运至指定渣场堆放并及时进行推平整治,杜绝了乱弃现象。3.2.3施工道路区域电站新建施工道路主要有库区改线道路、引水隧洞2#至10#支洞施工便道、调压井施工便道,新建施工道路总长约20.5公里,较水保报告书规划道路减少9.08公里,优化设计,减少了征占地面积。为做好施工道路水保工作,在道路施工阶段,一是及时采取截排水沟、沉沙凼和竹条栅栏临时措施做好水土流失防治工作;二是同步实施浆砌石挡墙、边坡挂网喷混凝土、混凝土挡墙、浆砌石排水沟等永久措施确保边坡稳定,防止水土流失;三是加强开挖料的管理,严禁开挖渣料直接倾倒公路边坡。运行使用阶段,一是对地段及时撒播适生草籽,进行绿化;二是安排专人管理,加强路面维修、排水沟清理等工作;三是采取了硬化和洒水措施,减少扬尘污染;四是对雨季汛期滑塌路段及时采取了工程措施保证边坡稳定,对存在较大安全隐患的不稳定坡面及时行了框格梁和锚索施工。3.2.4其他施工临时设施区域对涉及堆渣回填的场地,均严格遵循“先挡后弃”的原则;对已建成的各施工临建设施,基本配置有完善的排水设施,并安排专人维护。

4结束语

吉牛水电站施工期环境保护和水土保持工作取得了一些成效,总结以下几点:

4.1领导重视、管理体系到位

工程建设重新启动后,一开始就明确环保水保工作由业主一位副总经理分管,工程建设处主管,在招标阶段,即将环保水保措施作为一项重要内容纳入招标范围,签订的主体施工合同中要求各单位必须建立独立的环保、水保管理体系,业主与各承包单位签订《环保水保、文明施工协议书》明确各级人员的责任和相关要求。工程项目开工前,施工单位根据各标段对环保、水保工作的要求,编制施工组织设计,明确环保水保措施,经工程监理审批同意后方可开工。

4.2落实各项具体措施

施工过程中工程建设处、环保水保综合监理及工程监理等对施工单位环保水保措施的落实情况定期进行检查、考核,对考核结果优良的单位进行奖励;对较差的单位下发限期整改通知,并由工程建设处和环保水保监理跟踪落实;对不合格的单位进行经济处罚。周例会和月计划会上,把环保水保工作列入议事日程,并根据工程进展情况,组织自查自纠,及时发现和解决问题。施工期环境监测、水土保持监测、水生陆生监测等工作均已启动,保证了在抓好已投运环保设施运行管理的同时,能够用监测数据指导环保水保管理工作,改进运行中存在的问题,确保环保水保设施发挥实效,达到预期目的。

4.3保障资金落实到位

第8篇

1.1水利工程对自然环境的影响

水利工程项目的建立会造成大量的污染在水利工程施工的过程中,开挖、灌溉都会产生大量的施工废水,这些废水很多没有经过处理就排入河流,给河流的水质造成污染。水库的建立会使泥沙沉降,水质变好这样在藻类的光合作用下,水体开始富营养化。水利工程项目施工过程中会产生大量的粉尘污染物,对周围的空气质量产生不良的影响。在施工过程中一般会用到炸药等进行爆破,这就会产生噪声污染。

1.2水利工程项目对生态环境的积极影响

水利工程项目的修建也会给环境带来积极的有力影响。会解决一些地区的旱涝等环境的恶化问题,解决一些地区因为缺乏水资源造成的阻碍经济发展的问题。尤其是我国的南北方水资源分布不够平均,水利工程项目的建立能积极地减少这方面的问题。会改善一些地区的生态环境。我国人口众多,资源不断地减少,只有通过改善环境才能促进生产生活。例如,小浪底工程在很大程度上解决了当地的旱灾问题,改善了当地的生态环境。水利工程的修建还能够优化一些地区的水文环境。一些地区土地沙化问题比较严重,通过水利工程的建设对泥沙能够有很好的增加河道的畅通作用。

2解决水利工程对环境不利影响的相关措施

2.1合理的规划水利工程保护水体环境

在进行水利工程设计时,不仅仅要关注其经济效益,还要着重的考虑环境问题,我们国家拒绝以牺牲环境为代价换取经济利益的增长。将经济利益、社会利益、生态环境等多方面的因素考虑到设计规划当中。要使水利工程的建设不仅仅增加经济效益还能改善生态环境,给人们的生产生活带来积极的促进作用。

2.2严格审查水利工程的建设,严禁对自然环境的破坏

在水利工程项目审查的过程中,要按照其合法性严格的进行检查。在修建过程中涉及文物古迹、风景名胜、历史文化遗产等等方面,以保护为第一原则,如果一些水利工程严重地影响到了生态环境一定要进行停顿整治,重新的进行评估和审查,加强污染物的治理能力。

2.3加强工程监管,避免对生态环境产生影响

在水利工程竣工以后,要加强监管,并不是在建造过程中没有对环境产生破坏就符合标准。要把原本的生态环境进行恢复,使周围的环境越来越好,加强监管和治理,建立起生态补偿机制,做到谁污染,谁治理;谁破坏,谁恢复。

2.4注意水利工程周围环境的检验

在水利工程进行设计和检验周围的环境的时候,要避免水利工程的建设对周围的地质环境产生较大的影响;例如地壳的松动引起的地震灾害等等。积极的增加科学技术的含量,以免水坝的建设影响周围雾气和雨水天气。

2.5解决水利工程建设增加污染物的措施

第9篇

摘要:河流流域水电开发梯级水电开发环境效益环境影响

上世纪70年代末,我国开始重视水利水电工程的环境影响新问题,有关的探究也开始增多。1988年12月颁布了《水利水电工程环境影响评价规范》(试行)(SDJ302-88),使得水利水电工程的环境影响评价工作更加规范和深入。1992年11月颁布《江河流域规划环境影响评价规范》(SL45-92),强调流域规划要把流域的环境保护作为目标,首次规定了流域规划要进行环境影响评价。1993年国家环境保护局了《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.1~2.3-93),1997年11月又了《环境影响评价技术导则—非污染生态影响》(HJ/T19-1997),明确指出《导则》是水电及梯级水电开发项目环评的技术指导性文件。迄今为止,我国的水电开发多是进行单项工程的环境影响评价,而梯级开发的环境影响评价很少。笔者结合单项工程和梯级开发工程,对环境的影响进行探究。

1流域水电开发的环境效益分析

流域水电的建设可兼顾防洪、航运、供水、浇灌等多种水资源的开发利用。假如流域水电开发及其它水资源开发利用合理、正确,从宏观上分析,将对环境有所改善,是具有环境效益的。

1.1水电梯级开发可发挥梯级效益

梯级水电开发可提高水资源的利用率,协调水资源综合利用之间的矛盾,获得梯级效益。上游水电站水库调节径流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发电量;上、下游水库联合调度,可协调发电和其它用水要求的矛盾;上游水电站削减洪峰、蓄存洪量,可提高下游各级水电站防洪标准,减小泄洪设施规模;上游电站水库有时可为下游电站缩短初期蓄水时间。梯级连续开发,可优化布置各级水电站的施工进度,施工期互相搭接施工高峰又互相错开,利用上游水库蓄水时机减少下游电站的施工导流流量,减少施工队伍转移的费用和时间,提高施工设备和场地的利用率,可缩短总体工期,减少总投资。

1.2发展水电清洁能源,减少环境污染

水力发电作为清洁能源被利用,水电不仅可以代替部分火电、核电,具有调峰的优点,在电网平安运行中起到重要的功能,还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质,不排放污染物。例如[1,在电网系统中,建设一个装机容量为2000MW的水电站代替同等规模的燃煤火电厂,这样每年可节约原煤500万t,减少排放二氧化硫24万t,减少排放氮氧化物4400万kg,一氧化碳115万kg,少产生废碴140万t,省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放,既可节约水资源,又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电,在取得相同电能的同时,可减少环境污染。

1.3减灾防灾,保护环境

近30年来,美国密西西比河流域由于洪水引起的直接损失达几十亿美元,在美国共计有40%以上的城市和1400万hm2的土地均遭受洪水的威胁;1970年水灾给罗马尼亚和匈牙利造成了100亿列伊和77亿福林的损失,沉没了约106万hm2的耕地,全部或部分沉没800多个居民点[2;我国1998年洪水,主要为长江、松花江、西江、闽江洪水,受灾面积大,农田受灾面积2229万hm2,成灾面积l378万hm2,死亡4150人,倒塌房屋685万间,直接经济损失达2551亿元。水电站往往同时兼有抵御自然水文灾难的功能。水库运行可以调节河川径流,控制水位,梯级水库可联合调度调节,比单个水库更能提高抗御洪、涝、旱、碱等自然灾难的标准和降低灾难的影响程度,有效地保护生态环境及生物的生境,减少水灾和旱灾对人类及动、植物的破坏,减少水土流失和土壤侵蚀,减少洪水造成的污染扩散和疾病流行,为人们提供相对稳定、平安的生活和生产环境。

1.4水电站水库的人工湿地功能

水电开发,在一个流域上建设一个或多个水库。水库库区形成许多库湾,生长了多种水生植物和动物,成为人工湿地,为湿地动、植物提供了生存条件,因此在库区和库周会增加多种适合湿地环境的动、植物物种,提高了局部区域的生物多样性价值,增加了水域的综合功能。

人工湿地的形成,可改善当地的环境小气候条件。水库水体的影响,可使四周陆地性气候得以改善摘要:无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关的探究表明,水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外线辐射比陆地高30%;水库或水域上的气温在炎热季要降低4~5℃;相对湿度提高10%~15%[1。

黄河龙羊峡水库蓄水后,国电公司西北勘测设计院、青海省电力局和气象局于1990年就龙羊峡水库对局地气候的影响进行了观测探究。主要探究成果如下摘要:

(1)对降水的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,年降水量增加约3%,距库岸较远的山区年降水量增加约12%,影响范围内的夜雨量增加明显。

(2)对湿度的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,全年各月相对湿度均有增加,其中冬季增加最明显,1月份增加24%。

(3)对气温的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,年平均气温略有升高,月平均气温其中有5个月升高,12月份升高最大为3℃,1月份升高1.2℃;6个月降低,10月份降低最大为0.7℃。而对这一范围以外的区域影响很小。

(4)对风的影响。对水库四周地区风的影响,主要表现为静风频率减少,“湖陆风”方向上风频的增加、风向转换时间变化和风速略有减小。

1.5水电站水库的景观和旅游功能

水电站水库形成人工湖泊,在功能上增加了美学和旅游价值。在水电开发的基础上,合理优化水工建筑物的布置和造型,并适当加以装饰设计,使其在景观上起到美化环境的功能。可根据具体要求和地势环境条件,修建人工港湾、池塘,放缓岸坡,建造森林公园、草坪、花圃及景观建筑,修建水上娱乐设施,组成新的水环境景观系统。北京十三陵抽水蓄能电站,在上池四周开辟了草坪、花坛,种植了树木,利用地势修筑了护坡,环池修建游览道路和一些景观建筑物,在上池旁的山顶将防火瞭望塔修成仿明古塔,电站的上池现己成为十三陵风景区的一个新景点。另外,利用电站工程弃碴填筑冲沟,形成人工阶地,经绿化美化并修筑了人工景观建筑物,建起了蟒山国家森林公园,现已成为旅游区[3。国外如莫斯科的水体系统由希姆金水库、卡拉梅舍大水库、别列文水库、雅乌斯回水河段、莫斯科河等水体组成,将水体系统进行美化后,有很好的景观效果,成为市民休闲娱乐的风景区;在明斯克利用斯维斯洛奇河支流上的梯级电站水库和许多小池塘,修建了滑水专用水道、浴场、码头和森林公园等,成为旅游胜地[2。

1.6水库的供水、浇灌对环境的改善

水电站水库有调整河道径流的功能,库水和发电后的下泄水具备稳定、可控制供水和浇灌的条件。

(1)供水摘要:水库改善了抽水站取水的条件并利用势能使之降低造价;水库可以降低水中的含沙量、色度、氧化度等,使自来水厂净化简便;水库使河水水量、水质季节性变化减小,保证水厂运行的稳定、均衡,促进地区经济的发展,改善当地居民的生活环境,提高生活质量。

(2)浇灌摘要:天然状态下的河流水资源,由于径流量的季节性变化,不可能保证流域内浇灌面积大幅度增加。建设水库后,径流得到充分利用,使浇灌面积大大增加,并使作物产量大幅度提高。有关探究表明,干旱和半干旱地区,水浇地的粮食收成比没有浇灌的高1~1.5倍;气候较湿润地区,浇灌后的收成可提高50%[2。

2流域水电开发对环境的主要不利影响分析

流域水电开发,非凡是梯级开发,一般规模较大,使流域的自然环境发生了改变,对环境产生若干不利影响,可分为施工期、水库初期蓄水期和运行期3个阶段进行分析。

2.1电站施工期对环境的不利影响

水电站施工期对环境的不利影响,主要表现在工程占地的影响、施工截流的影响、施工采石取土的影响和其它施工项目的影响。

2.1.1工程占地的影响

水电站开发要修筑水库及其它水工建筑物,需要占用较大面积的土地,可分为施工占地和工程占地。施工占地基本上属临时占地,对环境的影响主要是植被破坏、水土流夫等,影响为相对短期并可以恢复;工程占地主要是水库沉没占地,属永久占地,对环境的影响较大,水库沉没区达到了根本改变自然状态的程度。主要的影响是破坏原有的植被,对生态环境的影响;沉没原有部分耕地和村庄,造成移民搬迁和一些设施的迁建;非凡是水库沉没区的移民,有些工程移民量很大,在移民搬迁和安置方面,建新的村镇,要搞基本建设,新开耕地要破坏植被,造成新的水土流失,并改变了局部自然条件,破坏了原有的区域生态平衡。

在水电梯级开发中,如工程施工布置合理,可减少施工占地。例如一个梯级工程的料场和部分施工占地,可同时为其它梯级工程服务,可减少那些工程的占地影响。

2.12施工采石、取土的影响

采石、取土施工对环境的主要影响是造成水土流失。

(1)采石施工。会破坏原有山体的表层植被,使表层较薄的土层流失;采石使山体原有形态发生变化,有些坡面变陡,并且爆破使岩石松动,轻易造成流失,严重的可能发生塌方或泥石流,造成灾难性破坏;采石使山体,影响景观。

(2)取土施工。取土破坏植被,开挖面土层松动,轻易造成水土流失;取土使表层具有一定肥力的土壤损失,非凡是占用耕地取土,对施工后的覆垦很不利;取土场面,还轻易造成扬尘;取土会损失部分土地资源。

2.1.3其它施工项目的影响

水电项目施工一般规模较大,施工人数和施工机械较多,又比较集中,对四周自然环境和社会环境产生一定影响,主要的影响分析如下。

(1)对水环境的影响。工程施工均在水系河道四周,场地平整、截流、围堰填筑、隧洞排水、砂石骨料加工冲洗、混凝土拌和浇筑及养护、化学灌浆、材料水上运输、施工机械冲洗、附属企业生产废水排放、施工营地生活污水排放、职工医院排放废水、垃圾、废料及化学药品等,都会对水域环境造成污染。

(2)施工弃碴对环境的影响。水电施工一般弃碴量较大,开挖山体、隧洞产生大量的废碴,堆放在固定的碴场,因此在设计碴场时就应考虑到环境影响。废碴中混有残留炸药、废油、废化学药品等,有些可能还有放射性物质。假如废碴处置不当,残留在其中的有害物质会对环境产生影响;碴场管理不好,会造成流失,严重的还会形成泥石流,对环境造成较强的破坏;有些堆碴占地会造成土地资源的损失;碴场影响自然景观。

(3)施工对大气环境的影响。工程施工爆破、骨料加工筛分、水泥仓库装卸、混凝土拌和、施工材料运输、施工机械运行等,造成施工场地扬尘、施工道路扬尘,影响大气环境质量。附属企业生产和施工营地生活燃煤烟气排放,其废气和悬浮颗粒物等对大气环境质量造成影响。

(4)施工噪声对环境的影响。施工噪声主要包括摘要:开挖爆破噪声、施工机械运转噪声、骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声、机动车辆行驶噪声等。其中开挖爆破噪声属点噪声源,影响是瞬时和间断的;施工机械运转噪声也属点噪声源,影响一般是连续的;骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声,属固定线噪声源;机动车辆行驶噪声属运动噪声源。这些噪声,会在整个施工期中影响当地的声环境,施工结束后影响会自行消失。

(5)施工对交通的影响。施工截流,使局部河道条件和水文条件发生变化,水运通航受到影响,运输量和运输条件等都发生改变。施工期间,施工车辆大量增加,使道路车流量加大,增加当地公路交通的密度,会对交通条件产生影响。

(6)施工对人群健康的影响。水电站工程造成一定数量的居民搬迁、安置,这部分居民的生活环境将有较大程度的变化,可能会引起人群健康新问题。例如摘要:移民建镇使原来相对分散的居民集中居住,流行性疾病传染的机会增加;移民搬至安置区后,对该地区的地方病缺乏抗御能力等。施工期间,大量施工人员进入施工区,形成施工人群。人员高度集中,如当地有流行性疾病、地方病及自然疫源性疾病等,可能会蔓延和发展,或由外地人员带来其它传染病而成为主要流行病。另外,施工人群要进行施工作业,有些作业对人体平安和健康具有一定的影响,如摘要:开挖爆破、接触一些有毒化学药品、高噪声机械操作、高粉尘作业等。

(7)其它影响。施工对四周地区的自然景观造成影响,破坏了景观的连续性和协调性。有些工程施工影响到文物古迹。

2.2水库初期蓄水阶段对环境的不利影响

水库初期蓄水阶段对环境的影响主要是对下游河道和下游用水的影响。当水库库容较小时初期蓄水时间较短,对下游的影响也较小,但库容大时,初期蓄水时间较长,对下游的影响较大。例如,吉林松江河水电梯级开发小山电站,初期蓄水时间约为2个月。在这期间使松江河干流下泄水量大幅度减少,影响了下游沿江村屯和抚松镇的生活、生产用水及林蛙的养殖;影响了两岸过江交通的影响;同时对下游北江水电站正常运行造成影响。为补偿以上影响,曾采取了相应的策略办法,合计补偿费用约194万元。

2.3电站运行期对环境的不利影响

水电站运行期对环境的不利影响可分为3个影响区来分析,即摘要:河流、湖泊等水域水位升高区;水库相邻地区;下游及引水断流区。

2.3.1对河流、湖泊等水域水位升高区的影响

水电站运行后,水库蓄水便其上游部分河段和相连的湖泊等水域的水位升高。水电站运行期也是库区及库岸、水位升高区的重新平衡的过程,主要有3方面的影响摘要:库区淤积和库岸浸蚀;蓄水对地质环境的影响;蓄水对四周地下水位的影响;蓄水对水生生物的影响。

(1)库区淤积和库岸浸蚀。水库蓄水后形成库盆,库区的淤积和库岸浸蚀,对库区水环境造成影响,并影响到水库的功能。大量的探究表明,水库淤积形成的主要来源为摘要:从汇水流域进入水库的泥沙;由于库岸的改变、岛屿冲垮、库岸坡上不同的重力功能等产生的入库泥沙;由于水中悬移质沉降、淤积,成为库底沉积物,从而导致其重力固结、含水量减小、有机物质矿化。

山区中、小型水库淤积多为推移质泥沙,平原中、小型水库淤积多为悬移质泥沙,大型水库开阔地带的淤积既有悬移质泥沙又有推移质泥沙,水库沿岸地带和变动回水区则推移质居多。随着水库的运行年限的增加,库底淤积也会逐渐加重,淤积的面积也会逐渐增加。例如伏尔加河上的库伊贝舍夫水库,建库5年淤积占库底总面积的22.5%,8年后增加到32.5%;鄂毕河上的新西伯利亚水库,建库8年淤积占库底总面积的55.0%,14年后增加到69.6%[2。

从水库蓄水开始,由于侵蚀功能和堆积功能,在新的水边线地带开始了库岸形成的过程。大型水库的运行经验表明,库岸的形成正是冲蚀和堆积直接功能的结果,从地质、地球化学和生态过程角度分析,库岸可分为多种类型摘要:以崩塌、坍落、侵蚀、滑坡、流沙和剥蚀等形式表现的库岸为冲蚀型库岸;以地球化学功能和冲蚀功能为主形成的库岸为冲蚀—喀斯特型库岸;以生态功能和冲蚀功能结合情况下形成的库岸为冲蚀一泥炭型库岸及其它类型的库岸;在地质、地球化学和生物过程和堆积共同功能下,形成泥沙三角洲库岸、淤泥盐岩型、漂浮泥炭型、贝壳泥炭型、贝壳石灰岩型和芦苇植物型库岸[2。

水库发育,除了库岸形成外,还有其它过程和现象,如摘要:沉没、浸没、地下水位上升及上升区岩层的物理力学性质变化等,水库沿岸地带形成新的工程地质条件。在水库淤积和库岸形成的过程中,会造成水土流失、生态环境变化、水质的变化等,水库运行后,在较长的时间里,逐渐形成工程和自然环境新的协调和平衡。

(2)蓄水对地质环境的影响。水库蓄水后会诱发地震,1973年在伦敦举行了第一次有关水库和地震的学术会议,1979年在新德里召开了有关大坝平安和地震新问题的国际大坝会议,1980年在伦敦又召开了全英工程师学会有关这一新问题的学术讨论会。

(3)蓄水对四周地下水位的影响。水库蓄水后,将导致沿岸地带水文地质条件实质性的改变,首先是地下水状态发生变化,水库渗漏在最初几年中较为剧烈,对含水层影响最大。通常在水库的近坝部分出现地下水升高的最大值,而在水库上游,地下水位升高则相应较小,影响范围也小。

水库四周的地下水位升高会引起土地的浸没和沼泽化。当地下水位上升到距地面1.0~1.5m,干旱地区达到2.0~3.0m时,浸没就开始了,当潜水层达到耕作层时,造成土壤湿度过大,以至大多数包气带破坏,结果是使大片土地沼泽化。在森林和森林草原地区库岸沼泽化相对严重,在干旱气候条件下,土壤常会发生盐渍化。水库影响区域浸没带的形成,地下水位升高,区域自然综合体发生改变,生态环境发生变化,生物物种、种群结构、生物量等都会随之改变。原有的生态结构被破坏,需经过较长的时间,才能达到新的平衡。

(4)蓄水对水生生物的影响。水库蓄水后,使部分陆地变成为水域,浅水变成了深水,流动的水变成相对静止的水,电站运行及汛期泄水等,都会对水生生物造成影响。

①对水生动物的影响摘要:水域由河道型变为湖泊型,使得水生动物的区系组成发生了变化。对鱼类的影响较大,主要有迫迁,即水库蓄水和泄水沉没和冲垮鱼类原有的产卵场地,改变产卵的水文条件;对洄游鱼类的阻隔,大坝切断了天然河道或江河和湖泊之间的通道,使鱼类觅食洄游和生殖洄游受阻;对鱼的伤害,鱼类经过溢洪道、水轮机等,因高压高速水流的冲击而受伤和死亡。例如,美国的哥伦比亚河和斯内克河,每年汛期大坝泄洪,因含氮气过饱和造成幼萨门鱼死亡。又如,美国缅因州的爱德华水电站,始建于1830年,坝长280m,主要功能为发电。但水坝妨碍了鲑鱼、条纹鲈鱼和其它6种鱼类洄游产卵繁殖,造成对水生生态的破坏,为此联邦政府下令强行拆除电站。

②对水生植物的影响摘要:主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库形成的头几年,对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响,常因藻类的大量繁殖而加重水库的富营养化,影响水库的水质。对高等水生植物的直接影响主要是沉没,间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源,而影响了高等水生植物的生存和生长。

③对底栖生物的影响摘要:主要是建库后水文条件、水温、水质和底质的变化对底栖生物组成及生物量的影响。

2.3.2对水库相邻地区的影响

对水库相邻地区的影响,主要是对库周地区的生态环境的影响,即对生物地理群落的影响。水库沉没使林地减少,人为生产活动的增加,使林地等植被遭到破坏,人工生态恢复又需要一定的时间,使植物资源量减少。由此,破坏了部分野生动、植物的生境,使野生动物和植物种类减少,数量下降,森林植物群落减少,使生物多样性受到影响。

2.3.3对下游及引水断流区的影响

(1)水电站调峰运行对下游的影响。有些水电站运行期中有调峰运行时段,有的水电站在电网中就是调峰电站。调峰运行是根据电网中用电的需求情况进行调节,因此,发电向下游泄水量随需要而变化,对下游地区的航运和用水有影响。但可以通过一些办法来解决,如摘要:控制下泄的保证水量;监控上游来水量,合理布置电站运行调度;根据电网总的用电峰、谷规律,适时预告,将信息及时传达到下游等。广东省北江飞来峡水利枢纽,其电站具有不完全日调节能力,参和系统调峰运行。电站的调峰运行是根据电力系统的负荷情况和水库天然来水情况进行。当天然来水量在250~630m3/s时,电站调峰工作容量约在9~14万kW;枯水期一般可调峰2~4h,时段为18~21点。电站调峰运行同样要保证水库下泄流量≥200m3/s,满足了下游正常通航和用水的要求,在枯水期这一下泄流量改变了建库前下游的断航状态。

(2)对引水式电站断流段的影响。引水式电站是利用天然河道落差,由引水系统集中发电水头的电站;还有些电站既用挡水建筑物、又用引水系统共同集中发电水头,成为混合式水电站。引水式电站会造成挡水建筑物至发电厂房段的河道断流,或是永久性断流,或是间断性断流,跨流域引水发电,可造成较长河段的断流或流量减少。河道断流造成的影响很大,主要是对森林植物、动物的栖息环境、断流段的小气候等生态环境的影响,这种影响往往是破坏性的和不可逆转的。必须要采取必要的可行办法,来保护断流段的生态环境,如摘要:从挡水建筑物下泄一定的水量,保证该段的生态环境用水,将这部分水称为生态需水量,或称最小生态用水量。

4结语

(1)水电开发项目,非凡是梯级开发,是河流流域水资源利用的宏伟工程,它既可以改造自然,造福人类,又可以对环境造成一定程度的破坏。水电开发对环境影响的探究,就是要将新问题提出,要明确工程建设和环境之间的关系,有助于工程环境影响评价工作质量的提高,有利于处理好建设项目和环境保护之间的矛盾。

(2)要努力做到水电开发建设和环境保护协调发展,在水资源开发利用的同时,注重针对由于开发项目造成的环境新问题,采取强有力的环保策略和办法,使工程对环境的影响减到最小,使受到破坏的环境尽快得到恢复。并注重在水电工程建设时,应尽量兼顾当地环境新问题的解决。

(3)河流流域是一个完整的生态系统,流域水电梯级开发对环境的影响,不同于单一电站对环境的影响,在空间尺度上、时间尺度上、影响内容上、评价方法和目标上,都有差别。应在单个水电站环境影响探究和评价的基础上,进一步开展水电梯级开发对流域累积环境影响的探究,主要包括摘要:累积环境影响的基本概念和理论;累积影响形成的主要途径;累积影响的评价方法和模式的构建;评价的指标体系等。

(4)目前,应尽早开展流域开发的环境影响评价工作。在流域水资源综合开发规划阶段,就要进行环境影响评价,以期在流域开发决策前,对流域资源的合理利用、自然环境、生态系统的结构和功能、流域环境的承载能力、区域污染源和污染物排放总量控制、污染防止办法等方面进行评估和论证,按区域经济可持续发展的要求,调整流域开发方案。

参考文献摘要:

[1方子云编著.水利建设的环境效应分析和量化[M.北京摘要:中国环境科学出版社,1993.

[2Γ.B.沃洛巴耶夫、A.B.阿瓦克扬主编,李砚阁、程玉慧等译,杨景辉等校.水库及其环境影响[M.北京摘要:中国环境科学出版社,1994.

[3刘兰芬,陈凯麒,朱瑶.十三陵抽水蓄能电站工程的水土保持及景观恢复办法效果分析[J.电力环境保护,2000,16(3).

[4中国水力发电年鉴编辑委员会.中国水力发电年鉴第五卷,1995-1997[M.北京摘要:中国电力出版社,1998.

[5国家环境保护总局自然生态保护司编.非污染生态影响评价技术导则培训教材[M.北京摘要:中国环境科学出版社,1999.

[6蔡贻谟,郭震远等编著.环境影响评价手册[M.北京摘要:中国环境科学出版社,1997.

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