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我國旅游業目前面臨很多環境問題,如相當一部分熱點旅游區水體污染,空氣質量下降,局部生態環境受到破壞,旅游資源受到損害;大批游客擁入,致使基礎設施緊張,旅游旺季造成在某一景區的高度集中破壞或影響了該地野生動植物的棲息和生存環境;旅游區環境衛生狀況較差,區內垃圾隨意拋灑堆積,污水、污物隨處可見;旅游開發建設項目與旅游區整體環境不協調等等。造成這些旅游環境破壞、環境質量下降的原因是多方面的:
(一)經濟發展中的短期行為破壞旅游環境
很多地方以追求高經濟指標為第一目的,環境保護被相對忽視了,甚至有些地方以犧牲環境來求得經濟發展。上海的黃浦江,廣州的珠江,蘇州的河港,南京的秦淮河這些“游船云集,鼓瑟相聞”的著名游覽區今天都已經變成了令人厭惡的“黑河”、“臭河”,全然沒有了昔日的風采;在中國的第一大瀑布——黃果樹瀑布的上游河谷地帶,近年來興辦了十幾家采礦冶煉企業,它們排放的廢水使奔騰在這一著名瀑布上的水流不再潔白晶瑩,而是泛著黃色泡沫的濁流!再如“奇秀甲東南”的武夷山,是典型的丹霞地貌,再配上獨特的九曲溪及兩岸蒼翠、挺拔的植被,而成為著名的風景旅游區。但在前幾年人們卻對武夷山上的森林,進行掠奪式的砍伐,使其精華的九曲溪的水位急劇下降,而嚴重威脅武夷山的旅游景觀價值。
(二)旅游者自身的不當旅游行為導致自然環境質量下降
旅游者自身的不當旅游行為主要在于旅游者在旅游過程中所產生的垃圾對景區環境的污染以及旅游活動本身對景區生態平衡和旅游意境的影響。由于旅游區本身設施的不完善和游客素養不高,在旅游的過程當中,大量垃圾隨意扔灑堆積,破壞了自然景觀,污染了景點水體。周莊景區就是因為伴隨著大量游客的到來而產生了很多的垃圾,而本身設施存在著局限性,使得周莊環境衛生得不到保證,水體污染逐漸嚴重。雖然周莊在南北水系建閥,但是其更新速度遠比不上其污染的速度。
(三)旅游區客容量超負荷破壞了旅游區自然生態系統平衡
旅游人數、旅游區客容量與環境質量之間有著一種直接的密切關系,旅游人數大于或等于景區飽和承載量時,旅游對環境的破壞則大些,反之,則小些。以莫高窟為例,在7至9月的旅游最旺季節,在同一時段密集的游人對洞窟壁畫本身產生相當嚴重的影響。敦煌研究院能提供的數字表明,40個人進入洞窟參觀半小時,洞窟內空氣中的二氧化碳就會升高5倍,空氣相對濕度上升10%,空氣溫度升高4攝氏度。二氧化碳是一種酸性氣體,在高濕度條件下會與石青、石綠、氯銅礦、鉛丹等顏料發生作用,使這些顏料變色,而人呼出的大量水汽可使存在于壁畫中的可溶鹽溶解向壁畫面移動、累積。當洞窟內干燥時,可溶鹽又在壁畫顏料層上結晶,這樣使顏料受到嚴重污染和破壞。同時在一定濕度條件下,壁畫易產生霉菌,而霉菌生長代謝中的產物及死菌體會嚴重污染壁畫并使顏料變色。所以洞窟不斷經受著各種破壞,加之壁畫制作材料質地脆弱,許多壁畫已經產生了空臌、酥堿、起甲、變色、霉菌等多種病害。我國的許多旅游景區,這種超容量運轉現象極為嚴重,致使景點內植被受到嚴重破壞,環境也受到嚴重污染,大大地降低了景點的吸引力,縮短了壽命(四)旅游資源開發和建設破壞旅游區環境
許多地區的政府有關部門在旅游資源開發利用過程中,缺乏深入的調查研究和全面的科學論證、評估與規劃,便匆忙開發。有些景區的設施建設與旅游區整體不協調,造成旅游區生態環境、和旅游氣氛環境的破壞,主要表現為古跡復原處理不當,新設項目與旅游區景觀不協調,改變或破壞了旅游區所有的且應當保留的歷史、文化、民族風格和氣氛。還有一些新旅游區的開發,開發者急功近利,在缺少必要論證與總體規劃的條件下,便盲目地進行探索式,
粗放式的開發。開發中重開發、輕保護,造成許多不可再生的貴重旅游資源的損害與浪費。
二、旅游環境保護的對策
(一)健全旅游環保的法律制度和管理制度
鑒于旅游對環境的特殊影響和破壞,一定要加強環境立法和管理。嚴格執法和遵守我國的《環境保護法》、《森林法》、《文物保護法》、《野生動植物保護法》等與旅游密切相(下轉第40頁)(上接第36頁)關的環境保護法律和法規,并針對旅游業對環境影響有潛在性、持續性和累計性的特點,增加補充規定。與此同時,更重要的是通過依法守法來保護和治理旅游環境,建立強有力的旅游環境保護管理機構和完整的管理體系來執行有關法律、法規,并監督和管理旅游開發和發展中的環境問題,做到有法必依。
(二)加強旅游環境保護知識的宣傳教育,提高游客保護環境的自覺性
游客的一些不文明行為會降低風景區的旅游價值。因此為了創造舒適優美的旅游環境,一方面要加強宣傳教育,努力提高游客自覺地愛護景區旅游資源、保護景區旅游環境;另一方面要制定切實可行的景區旅游環境的保護措施。為了保護景區的重點文物和著名景物,可增設鋼網護罩加以妥善保護,既使游客能夠獲得精神上的享受,又確保重點文物和景物不受損壞。
(三)研究環境容量,保證旅游資源得以永續利用
為了順利地發展我國的旅游業,必須加強對旅游環境容量的研究,根據每個景區的具體情況,提出可容納游客的最大限量指標,采取提高熱點旅游區的門票價格、劃定特殊旅游景點并控制其旅游人數等手段;調整旅游區的旅游規模,在保證一定經濟效益的同時使旅游區的環境得到保護。并做好旅游指導工作,使游客的不規律的活動,變為比較易于控制的行動,以緩和旅游人群對旅游熱點的沖擊。
(四)加強對旅游環境保護的宏觀管理,進行旅游開發的環境影響評價
做好旅游開發規劃,貫徹資源和環境保護的思想,這不僅是使開發取得成功的保障,也是預防資源和環境遭到破壞的重要措施。
(五)抓住時機、大力發展生態旅游
生態旅游是針對旅游業對環境的影響而產生和倡導的一種新型的旅游形式。隨著生態意識的普遍提高,旅游者本人將成為旅游環境保護的重要角色。我國有許多國家級乃至世界級的自然保護區,生態旅游資源豐富,適時適地地開展各具特色的生態旅游,有利于旅游環境保護意識的整體提高。
總之,旅游業發展與旅游環境的保護是相輔相成的,環境有效保護是為了更好,更持續地發展旅游業,而旅游業的快速發展也可以促進環境的保護工作。相信在全民環保意識日漸提高的今天,通過有關行政部門和旅游者的共同努力,我們的旅游資源一定能夠得以持續利用,旅游業一定會更快、更好、更健康的發展。
環境污染責任保險強制模式有一定理論基礎,且這一模式有諸多優點,故而有它存在、發展的合理性。
(一)環境污染責任保險強制的理論基礎
1.環境產品的公共性。環境的利用及治理的受益是普遍的,具有非排他性和非競爭性,是一種公共產品。在生產生活中,由于生態環境“私人”使用與社會付出成本的不對稱性,企業在追求自身利潤最大化的同時,可能會給周邊環境帶來污染,出現負外部性問題,這時亟須政府發揮作用,督促企業承擔相應的社會責任,但企業完全承擔環境后果可能會導致生產中斷甚至破產,此時,需要環境污染強制責任保險發揮作用。此外,由于環境的公共性,環境污染責任保險較難找到買主和賣主,我國環境污染責任保險的發展不景氣從側面印證這一事實,這種情形下可考慮采取強制的方式。
2.市場失靈。在實際生活中,由于諸多因素的干擾,市場無法達到完成競爭、供需理想狀態,會出現“市場失靈”。環境污染事件中,很多都是信息不對稱的,政府公布環境污染事件后,群眾和保險公司才知道環境污染事故的發生,另一方面,由于目前官員考核的主要指標是GDP,很大程度上公司與當地政府利益一致,很多環境污染事故中,由于地方政府的放縱,企業環境污染的成本其實很低,助長了企業的機會主義行為。而對一些小公司而言,則可能產生“肇事逃逸”問題,污染者在事故一旦發生時反倒不再顧慮可能的污染責任懲罰,對污染不予控制。這些導致企業不愿投保環境污染責任保險,產生市場失靈的情況。
3.公民環境權。1970年,日本律師聯合會第十三次擁護人權大會上首次提出了“環境權”的問題。1972年《人類環境宣言》第一條宣告:“人類有權在一種能夠過尊嚴的和福利的生活環境中,享有自由、平等和充足的生活條件的基本權利。”隨著環境權理論的發展,人們的環境權受損時,可主張自己的權利,要求侵權者停止損害并進行損害賠償。環境污染責任保險強制正是體現了公民的環境權,是政府介入以保障公民環境權的一種表現。在環境事故發生時,每個人都可以主張自己的環境權利,請求賠償。
(二)環境污染責任保險強制的優點
1.強制模式可以減少逆向選擇和保險公司拒保問題。在任意保險的情況之下,會出現較高風險的投保人則傾向于購買保險的逆選擇現象,采取強制模式,會減少這一現象,因為在強制模式下,所有的在規定范圍內的投保人,不論其損失概率,都須投保,只不過保費有所不同而已。環境責任風險涉及人數眾多,損失危害大,環境污染責任保險面臨的賠付往往巨大,保險公司的經營目的是盈利,在任意保險的情況下,保險公司對那些環境風險大,污染頻率高的企業可能會拒保。而強制模式下,保險公司不能拒投保人的投保,但可通過收取的保費的多少來規避自身的風險。
2.推行更快且推行成本較低。我國目前的環境狀況給國民經濟帶來了巨大的損失,環境污染責任保險一方面可以減少政府對于環境救濟的支出,使政府有更多資金專門用于治理環境,另一方面還有利于企業經營的穩健性,減少其因重大環境事故而帶來營業困難等問題的概率,此外,還能通過對環境風險的評估及環境風險管理等手段減少環境污染事故的次數和程度。故環境污染責任保險的實施對國民經濟、可持續發展有重大作用,特別是在目前這種環境污染導致經濟損失巨大的情況下,所以,推行環境污染責任保險刻不容緩。而相比較自愿的方式而言,使用強制方式顯然能夠更快地推行環境污染責任保險。使用強制方式的另一個好處是可以節省資金,省去了保險公司前期宣傳等眾多費用。
二、環境污染責任保險強制模式的完善措施
我國環境污染強制責任保險處于試點階段,不盡完善,且強制保險模式本身也存在損害供需雙方自由選擇權等問題。針對這些情況,本文對環境污染責任保險強制模式的完善提出了一些建議:
(一)依靠法律予以強制環境污染強制責任保險要形成一個制度就要有法律的保障,而不能只靠行政法規和部門規章的規定。與行政法規或者部門規章強制相比,由法律進行強制可以使環境污染責任保險更加深入人心,發展更加穩固,對于我國現在一直行政手段而非法律手段處理有污染事故發生企業的現狀也是一種發展,且由法律進行強制更加的強有力,可以使推行更加快速,就我國的情況而言,由法律規定強制更加適合。
(二)逐步推行環境污染強制責任保險我國目前還不適宜全面推行環境污染強制責任保險。從國際上來看,強制環境責任保險制度在各國也非一蹴而就,大部分國家都是逐漸推進。我國在推行環境污染強制責任保險的過程中,可分地區、分行業逐步推進,先針對環境污染問題比較嚴重的地區及可能發生重大污染的行業和企業,在試點運行成功之后,保險公司積累了一些成功的經驗,環境污染強制責任保險也被逐步接受時再在更廣的行業和區域乃至全國范圍內推行。
(三)一定的任意險作為輔助前文提到強制險也有許多問題,而任意險則剛好可彌補這些不足。對于環境危害程度很小的企業而言,強制其投保環境污染責任保險則損害了其投保自由的權利,對于這部分企業,可以采取自愿投保的方式。此外,環境損害風險分為突發性事故和累積性事故。突發性事件概率小且企業可通過其他的風險管理手段來進行控制,所以對于這部分環境風險,可采用任意險的方式自愿投保。
(四)健全風險評估體系和環境測量體系保險公司在承保之初須對企業進行一個全面的風險評估,這既是保險公司確定保險費率的重要依據,也是企業風險管理的重要參考,是承保工作的重要一環。目前,我國環境風險評估體系還不完善,應鼓勵保險經紀機構提供環境風險評估和其他相關技術支持,保險公司也加強相關方面的服務。準確的監測數據是環境污染責任保險的理賠基礎,目前環境污染的“監”“、測”均由環保部門完成,未來,應建立一個獨立于環保部門和企業之外的第三方測量機構,環保部門只負責監督和環境信息的披露,以保證監測和披露的獨立客觀性。
首先,應盡量向當地的環保、水利等機構收集水文地質、水源地、水資源使用、水資源設施、農田及灌溉設施、樹林、河流湖泊、自然保護區、溫泉瀑布等具有重要價值水體、人口、交通、降水、水資源質量目標的勘察資料和信息,在綜合分析資料信息的基礎上,根據相關模型測算公路建設施工和運營管理時期的污水源強度。公路的污水主要來自于工程建設時期的施工污水和生活污水、運營管理時期的生活污水、沖洗污水和突發性水污染,根據用水人數、污水使用定額、污染物濃度三者的乘積可以簡單地測算污水源強度。其次,根據水源地及水資源設施與建設項目的距離、自然保護地與建設項目的距離、田地及其他具有經濟效益的水體與建設項目的距離、污染物污染地下水的運移時間對公路沿線的水源環境進行系統的敏感性分析并劃分好公路沿線水體的敏感性等級,水源環境的敏感性表征水體在受到外界擾動時產生生態環境問題的可能性和難易程度及外界擾動可能造成的后果。在確定公路工程的線路方案時,公路應避繞超強敏感性水體和強敏感性水體核心區:《水污染防治法》規定建設項目對水源地的避繞距離不得小于一百米、《公路環境保護設計規范》規定公路中心線距離省級以上自然保護地的邊緣區不小于一百米;公路應避繞灌溉或養殖用途的河塘湖庫、有經濟或生態價值的泉水和瀑布,實在無法避繞的,需要做好水源環境防護措施;此外,公路路線設計時應保護自然水流,盡量不改變水流方向,不縮減水流的過水斷面,設計排水系統時也要注意排水的方向。然后,針對當前的水污染程度和對不同敏感性的水體相關防護等級的要求,兼顧簡化作業、便于維護的目的,設計合適的水源環境工程防護設施。通常,綜合經濟成本、防污效用及工程特性考慮,除集水井、砂濾管外,公路工程使用最多的水源環境保護工程措施是植草皮排水溝,其主要用于路基污水的收集,兼有改善長期性、突發性水污染的效果;在干旱地區,使用封閉式排水溝不僅能有效延緩污染還能減少水資源的耗散;在降水豐富的地區,低于水平位的植草皮排水溝能很好地防治小型的突發性水污染;對于不可溶且密度比水小的擴散污染源,可采用有死水區的沉淀池,輔以一定的治污措施,還能有效防治長期性、季節性或突發性的水污染;在易產生臭氣或易孳生蚊蠅的地方,宜建設干式沉淀池。最后,根據以上規劃和設計的結果,做好建設項目環境影響評價和水源環境保護綜合設計工作,并使管理者和環保機構了解路線穿越區域水源環境不同的等級劃分和地理定位,以便對水源環境進行適當的保護。
二、公路施工建設時的水源環境保護
公路施工建設對沿線水源環境的影響是顯而易見的,在土方的開挖和回填、特別是開鑿或爆破作業時,會劇烈擾動土體、破壞原有的生態環境、改變地下水的水位及其流通路徑,影響水體的流通和排泄狀況,造成地下水向地表漫溢、地表水流集中或水流加速,從而改變地表水流狀態;當過水斷面過小、水流比降過大時,就會導致洪水匯集、土壤侵蝕或者河流淤塞等后果,進而波及公路的周邊地區。公路建成后,地面水的滲透狀況發生了改變,增加了地表徑流、減少了地表水對地下水的補給。這樣一來,從顯眼處看,公路沿線的水源環境常會出現地下水變為地表流、路邊積水成塘、橋梁局部壅水、水土流失、植被破壞、河道淤塞、土壤退化等現象;從細微處來看,水體的懸浮性固體含量、溶解性固體含量、石油類污染物含量、糞大腸桿菌數及化學需氧量等指標均會有顯著的變化。在公路施工建設時,可以在規范作業、改進施工工藝、加強管理三個角度來保護公路沿線的水源環境。在施工作業安排上,要嚴格按照《建設項目環境保護管理條例》和《公路環境保護設計規范》的要求:不在水源地保護區設置瀝青混合料和混凝土攪拌站,不在水源地保護區取土或棄土,不在水源地保護區清洗施工車輛、施工機械和器具,不向水源地保護區傾倒建筑廢渣廢水、生活垃圾和油料,對因施工建設而毀損的林木要及時補種。在施工工藝上,要針對水源環境的特點作出適當的改進:路基施工時,應在公路兩側挖掘雨水集流槽和沉淀池,合理引導水流,防止水土流失;需在水面平臺作業或是岸邊施工時,可用防水氈緊密平臺或岸堤,將施工產生的廢油、廢水、廢渣阻隔在氈內不致污染周圍水體;架設橋墩、河底鉆樁產生的泥水可用大型容器裝載到運泥船上裝走。在施工活動上,要加強管理:要合理設置好沉淀池、隔油池、化糞池、沖洗池、垃圾堆放站和棄土棄渣堆放點,不在水邊周圍堆放瀝青、油料、化學品等具有污染性的物料;糞便、生化垃圾、棄土棄渣及淤泥等污染物要定期清理;瀝青、油料、化學品等具有污染性的物料應妥善管理,防止被大風暴雨沖刷到水里;施工車輛、施工器械的沖洗渾水要沉淀后再排放;含油污水必須經過隔油池處理;因水面或水下施工結束后要及時進行清理工作,避免出現淤塞現象。
三、公路運營管理時的水源環境保護
公路運營時期的污水主要來源于服務區生活污水和生活垃圾、洗車污水、突發性事故產生的污水、路面沉積物。因此,公路運營管理時期的水源環境保護工作的重點應是對公路沿線的服務區、加油站、洗車場所等產污場所的合理設置和科學管理。首先,在區位選擇上,公路服務區、加油站、洗車場所應盡量避繞水源地、自然保護地、田地、河塘湖庫、泉瀑等水體;其次,在設施配套上,洗車場所及加油站應配備單獨的污水處理系統和隔油池,服務區應設置污水沉淀池或化糞池,缺水地區要注意對再生水的有效使用;再次,在日常管理上,生活污水應先排放到沉淀池或化糞池上,含油污水要經過隔油池的處理,生活垃圾及路面垃圾應定點堆放集中處理,及時防止裝載泄漏、散裝及超載的車輛上路,做到:不將未經處理的污水直接排放到公路沿線的水體、不讓垃圾落入沿線水體;最后,在組織管理上,要注意及時有效地維護水源環境保護設施,要能迅速有效地組織人手及時處理突然性水污染事故,必要時應及時通知安全、環保等部門采取應急措施。
四、公路沿線水源環境監測
水源環境監測是水源環境保護工作的前提,由于公路水環境污染的時空特性,公路沿線水源環境檢測應貫穿公路工程的施工建設和運營管理兩個時期,施工建設期水源環境監測的主要指標有:高錳酸鉀指數(Codman)、石油類、懸浮物(SS)。地面水源環境監測的監測頻次:每季監測1次,每次監測2天,每天2次。運營管理期水源環境監測的主要指標有:pH值、高錳酸鉀指數(Codman)、溶解氧、石油類、懸浮物(SS)。監測頻次:每年監測2次、每次連續采樣監測3天。鑒于監測工作的繁復,公路沿線水源環境的監測工作應積極采用水信息學等新技術。水信息學是一門新興的學科,它著重運用計算機技術、通信網絡技術、3S技術、可視化技術等一系列高新技術,并結合傳統水科學和工程學的方法,研究與水源環境相關數據的收集、存儲、處理、模擬、預測和結果顯示等問題。水信息學的許多技術對公路環境信息的評價分析益處頗大,基于3S技術的公路環境信息系統功能的實現將大大提高公路環境評價和管理的效率與質量;基于計算機技術和可視化技術的實時管理體系使公路環境信息從簡單的文字表格形式向圖形報表有機結合的數據可視化分析方面邁進一大步;基于遙感技術的水質參數預測模型和水域快速監測系統進行大江、大河及大面積湖庫的水源環境監測與水體富營養評價實現了、拓寬了水源環境監測、管理與研究的深度和廣度;基于GPRS技術的水質遠程監測系統實現對水質參數的遠程檢測、實時監控功能,從而大大提高了水體環境檢測的工作效率和經濟效益。
五、結語
1生物技術在環境監測中的應用
1.1生物芯片和生物傳感器應用于環境監測
生物芯片、生物傳感器是利用固定在載體上的生物大分子與檢測對象間的特異性地相互作用的原理做成的檢測模塊。載體上的生物大分子與檢測對象相互作用的過程中發生的物理或化學變化現象轉化成生物電信號,檢測系統將電子信號放大,可得到與生物轉感器或生物芯片相互作用的環境物質的相關信息。這類檢測方法靈敏度高、針對性強、檢測速率快,目前已有產品成功應用于環境監測領域,諸如生物需氧量生物傳感器、微生物毒性生物傳感器等。
1.2生物免疫檢驗
生物免疫檢驗是利用檢驗系統的免疫自我識別功能,對環境毒性物質進行抗原或抗體的特異反應而檢測環境毒性物質。該方法靈敏度高、針對性強、操作方便、成本低,目前已廣泛應用到環境污染物的實時監控領域。
1.3Ames實驗
1975年美國加利福尼亞大學Ames教授建立Ames實驗。該實驗廣泛應用于食品、化妝品的致突變性。方法適用于測試樣品中的混合污染物,反映的是多種污染物的綜合致突變效應,是一種較好的環境潛在突變物的預警手段。
2生物技術在廢氣治理中的應用
隨著現代工業的發展,不可避免的會產生大量有機廢氣,如不經過處理直接排入大氣層中,會產生嚴重的空氣污染,最終危害人們的健康。有機廢氣的處理方法有物理法、化學法、生物法等,生物法是基于“雙膜理論”發展而來的新技術,與傳統有機廢氣處理方法相比,具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等優點,因此,應用生物處理技術凈化有機廢氣逐步成為應用越來越廣泛的有機廢氣治理新技術。生物法治理廢氣工藝有很多種,比如生物濾池法、生物滴濾法、生物洗滌法、生物吸附法等。生物法理有機廢氣包括氣液轉化階段、生物吸附吸收階段和生物降解階段三個階段。諸如,美國有公司利用微生物分解有機物的能力處理工業性惡臭氣體,取得了滿意的除臭效果,且無二次污染產生,德國的科學家利用生物濾池法處理含硫化氫氣體,90%以上硫化氫得以去除。有機廢氣生物處理技術是一項新興的新方法,不但成本低、能耗少,而且處理效率高。但是,應用生物方法處理有機廢氣也存在著不足之處。比如,生物法在處理低濃度有機廢氣時效果良好,處理高濃度有機廢氣的治理效果欠佳,生物過濾法所用填料的比表面積、孔隙率等直接影響有機廢氣的處理效果,高比表面積、高孔隙率的填料方面的研究和產品還很少,有待更深入的研究。
3生物技術在污水凈化中的應用
3.1生物強化處理法
為了提高常規活性污泥法的效能,通過提高系統微生物濃度或者投加生物強化材料成為生物治理技術發展的一個主要方向。主要強化方法有:(1)高濃度活性污泥法。通過培養顆粒污泥等方法,提高生物系統中污泥濃度,延長齡泥,從而促進對難分解物質的處理,提升污染物降解效能。高濃度活性污泥系統中有效微生物的數量是常規活性污泥法的3~5倍,從而大大降低了污泥負荷,提高系統污染物處理效果。日本有科學家采用該方法處理難分解的聚乙烯醇廢水,取得顯著效果。(2)化學生物絮凝法。它是20世紀80年代興起的一種強化生物處理技術。是在常規活性污泥中加入氯化鐵、聚合氯化鋁、硫酸鐵等混凝劑,形成生物鐵或鋁絮凝體活性污泥。這種污泥呈顆粒狀,沉降性能好,可避免污泥膨脹現象,同時通過周期性排泥,除磷效果好。(3)生物活性炭法,該方法是美國杜邦公司在1972年提出的一種生物強化處理方法,用于處理化工廢水,取得了很好的效果。該方法借助活性炭優良的吸附能力以及微生物氧化能力的協同增效作用,提升污染物去除效能。中國的張旭等利用生物活性炭工藝處理石油類污染地下水,發現該技術對石油類污染物的平均去除率為45.4%,同時提升了系統的脫氮效果。
3.2固定化微生物法
固定化微生物技術是20世紀70年展起來的。這種技術通過將微生物固載到一定的填料或載體上,提升系統中有效微生物的數量,同時可富集污泥齡較長的微生物,并且固、液分離效果好,減少占地面積,縮短水力停留時間。實踐證明,固定化微生物技術的容積負荷可達常規活性污泥法的3~7倍,同時可取得50%以上的的脫氮效果。敬一兵等利用海藻酸鈉與戊二醛進行交聯作為微生物固定化載體處理味精廢水,系統的COD去除率在70%以上,總氮去除率在60%以上。王增長等人利用聚集交聯固定化細胞技術,將篩選的脫色菌固定在活性污泥絮體上,投加到“厭氧-好氧-生物濾池”系統中處理印染廢水,發現處理后出水色度極低,可實現廢水回用。固定化微生物技術可增加生物系統中的微生物濃度,提高污染物去除效率,是現有污水處理廠擴容、提升處理能力的一個切實可行的方法。
3.3投加特種菌法
投菌法就是篩選出對特定污染物有較強降解功能的微生物,直接或者放大培養后投加到生物系統中,可以使生物反應器中的特定細菌處于最佳狀態,以提高特種污染物的處理效率。該方法對于毒性或者難降解廢水處理效果好,經濟成本低,但對于常規廢水經濟成本偏高。例如,中科院微生物研究所從上海石化廠分離出能夠去除硫氰酸鈉的混合菌種處理硫氰酸鈉廢水,可使得兩段生化工藝的硫氰酸鈉的去除負荷提高2~4倍,出水水質也得到了顯著提升。
3.4序批式活性污泥法
序批式活性污泥法(SBR法)是按照進水、反應、沉淀、排放和閑置五個階段周期運行,間歇進出水。SBR法將厭氧、好氧、沉淀等設施集成在一個反應器中,通過控制時間程序而完成連續式設施所達到的效果,一般會設計2套以上交替運行。該方法運行靈活,可以隨時調整反應階段,例如把反應段與進水段同時進行,也可以在進水期的同時曝氣,各階段運行時間亦可隨時調整。例如,余宗蓮等采用SBR工藝處理生物制藥廢水,在不額外投加氮、磷等營養物質情況下,當進水COD在3500mg/L以下、水力停留時間16h時,出水COD可以穩定在350mg/L以下。更重要的是,在處理過程中可根據水質水量的變化,靈活調整反應階段,特別適應于水質水量變化較大的工業廢水或分散式污水的處理。
3.5廢水生物除磷脫氮技術
水體中氮、磷等營養元素過量時會造成藻類的大規模爆發,形成富營養化水體,導致水體功能下降,喪失原有生態功能。研究表明氮、磷等營養物質的過量是造成水體富營養化的關鍵因子,因此,研究廢水中氮、磷的處理技術顯得非常必要。生物脫氮技術主要是借助硝化細菌和反硝化細菌通過硝化和反硝化過程實現。朱淑琴等基于間歇式活性污泥法,通過硝化-反硝化過程脫氮,發現在硝化段停留時間7h,氨氮去除率達90%以上,反硝化階段,以甲醇作為碳源,6h后反硝化率達95%以上。山西汾西礦業集團焦化廠采用A2/O工藝處理焦化廢水,發現水解酸化可以改善碳源的生化性,NH+4-N去除率高于60%,COD去除率高于70%,產水可用作熄焦及洗煤補充水加以回用。生物除磷是利用聚磷菌在厭氧條件下釋放磷,好氧條件下過量吸收磷來除去污水中磷的方法。目前,應用于工程實踐的生物除磷技術有多個系統:Phostrip工藝、Phoredox工藝、Bardenpho系統、A/O系統、UCT工藝、改良氧化溝、SBR工藝等,這些工藝均有一定的除磷功能。
4生物技術在城市固體廢棄物處理中的應用
城市規模擴大和經濟發展導致生活垃圾快速增長和資源能源需求短缺,已成為世界各國城市發展普遍面臨的棘手問題。發達國家從20世紀60-70年代開始重視對城市生活垃圾污染防治的研究,逐步形成了填埋、堆肥、焚燒和熱解相結合的綜合處理模式,80-90年代開始,德國、日本、美國、英國、新加坡等國家逐步引入“避免和減少垃圾產生”的減量化觀念,從垃圾處理處置的末端治理向源頭減量與循環利用方向轉變。進入21世紀,隨著科學技術的進步和人類環境意識的加強,過去的垃圾成了城市礦產資源,各國開始探尋城市發展中資源能源化解決方案。城市城市固體廢棄物中有機物占40%以上,是寶貴的可利用資源。如通過生物技術將其轉化為能源或者有機肥料,可以實現城市生活垃圾的資源化利用。因此,基于生物技術處理城市固體廢棄物,從而獲得能源或者優質有機肥是城市固體廢棄物無害化、減量化、資源化的有效途徑。由于我國城市固體廢棄物資源能源化處理起步較晚,國外的一些成熟處理技術不能在國內直接應用,加上資金、技術等方面的短缺,需要加大在生活垃圾資源能源化方面的科研投入力度,同時跳出僅僅回收能源的思想束縛,尋求適合我國國情的其它功能化應用(如作為吸附材料或工農業原料)將更有意義。
二生物技術在其他領域中的應用
生物技術除了可應用在廢水處理、廢氣凈化、固體廢棄物的處置以及環境污染的快速監測等領域,還可以應用在污泥處理與處置、農業環境保護以及場地修復等領域。由于農藥、化肥等的大量使用已引起土壤、地下水、水系和海洋的嚴重污染,世界各個國家都積極制定了各類環境修復計劃,其中生物修復技術得到了很高的重視。例如,歐洲的德國、丹麥、荷蘭等國家非常重視生物修復技術,他們利用微生物分解有毒有害物質,把生物修復技術作為治理大面積區域污染的一種有價值的方法。美國也在積極推進生物修復技術的研究和應用,美國能源部組建了“生物修復行動委員會”來推進生物修復技術的研究和工程實施。
三展望
關鍵詞:環境保護;信息技術;環境保護信息系統;3S技術
1環境保護的系統性分析
環境保護是全人類共同的話題,在社會快速發展的過程中,環境保護已經成了人們發展的共識。其中環境保護主要是指人們生存環境的保護以及經濟的可持續發展,將人與環境之間的關系相互協調在一起,進而解決人們生存發展過程中存在的威脅。環境保護工作包括了多種不同的內容,比如自然環境保護、生態環境保護、地球生物保護等等。在這里我們也可以看出,環境保護是一項系統性較強的工作,所涉及的內容也相對較多,并且在很多領域中也都有所體現,比如自然科學、社會科學、法律、經濟等。近年來,工業化快速發展的過程中,環境保護的任務相比以往也有了新的挑戰,因此環境保護工作開展的過程中,我們也必須要改進發展,通過先進的環境保護技術的應用,來更好的提高環境保護工作的質量和效率。
2信息技術在環境保護中的應用現狀
信息技術的發展為人們的工作生活帶來了很大的便利,在環境保護工作中,應用信息技術也能夠有效幫助環境保護工作開展。采用新的信息化技術和新的管理方法,環境保護工作的效率和質量都有了大幅提高。而隨著環境保護部門各項系統的不斷發展完善,新的環境保護系統體系也開始成了目前環境保護工作中必不可少的重要內容。其中很多信息中心都建設了專門的通信網絡以及硬件系統和軟件系統,同時還有專門的人員來對環境污染的情況進行分析和研究,通過對相關信息的獲取來掌握生態環境的保護都需要開展哪些工作,這樣也能夠最大限度的促進環境保護的預防和改善。
3信息技術在環境保護信息系統的應用
3.1環境保護信息系統的主要結構與功能
環境保護信息系統并不是單獨存在的,其中也包括了多方面技術的應用,比如3S技術、模型技術、人工智能技術、互聯網技術等等,這些技術的應用不僅影響著整個環境保護信息系統的質量,同時也有助于提高環境保護信息系統的應用質量。在環境保護信息系統中,對于信息的獲取、顯示以及分析表達等都需要通過信息技術來作為支持,而信息技術的發展也直接的促進了環境保護信息系統的發展,因此,在環境保護信息系統中,我們也必須要最大限度的提高信息技術的發展和應用,這樣也才能夠更好的促進我國環境保護信息系統的發展。
3.2計算機技術應用于環境保護信息系統的管理
目前,計算機技術也是人們日常生活中必不可少的重要技術,在人們工作、生活的方方面面都有著重要的提現。其中環境保護信息系統在應用的過程中對于信息數據的采集、傳輸、存儲以及使用等都需要通過計算機技術來加以實現,并且在計算機技術應用的過程中,也能夠促進環境保護信息系統更好的發展,無論是在對環境保護信息資源的共享上還是提高資源的利用率上也都有著非常明顯的作用效果。環境保護信息系統的數據采集、錄入、傳輸、分析、存儲、表達和應用,無不需要依靠計算機技術,建立完整的環境保護信息系統,可以增強環境保護信息的共享,提高資源利用率和孤效率。
3.3互聯網技術與環境信息系統的融合更能實現環境保護質量的提高
環境保護的目的是促進人類、社會與資源的協調發展,滿足當代人的發展又不損害后代的利益,也就是說,環境信息系統獲取的環境信息、研究的環境保護對策、環境處理工藝等都需要及時的向大眾傳播,應用于現實,而互聯網的運用不僅可以加速信息的傳播,為大眾提供快捷、全面的環境信息,提高環境保護信息系統的服務質量和效率,對提高大眾參與度也具有不可忽視的作用。
43S技術在環境保護信息系統中的運用
3S技術是指環境保護信息系統中最重要的技術。3S技術是指GIS(地理信息系統)、RS(遙感技術)、GPS(全球定位系統)技術。3S技術結合了空間技術、衛星定位、導航系統、傳感技術、通訊技術、計算機技術等多項綜合技術,隨著信息技術的發展,3S技術的部分功能可以實現融合和集成,對信息的采集、錄入、編輯、管理、分析、表達、傳播和應用具有重要作用。
4.13S技術利于環境保護信息系統中的模型制作
環境信息的獲取,環境保護的規劃、決策制定很多時候要依靠合理的模型來作參考。3S技術結合了地理學、城市空間學、環境科學等,通過計算機技術和信息技術能實現地理信息、環境空間的信息的獲取、分析、管理和運用,所以,當3S技術和環境模型相融合和集成時,可為大氣、水、土壤、城市、人口等的空間分布和要素分析形成點、線、面的空間模擬實體,并且可表現其相關屬性,方便分析和決策。
4.23S技術與ES技術結合使環境保護信息系統更加智能化
ES即專家系統,因其強大的定性分析能力,是人工智能近年來被應用的最廣泛的一個分支。ES系統的核心問題是系統知識的權威性、簡明性和廣泛適用性,ES的定性分析能力和3S技術的結合,可以使環境保護信息系統更為準確、便利的進行模型選擇、評估、校正,對提高環境信息管理,發揮系統的決策功能具有實際意義。
4.33S技術與仿真系統集合提高了環境保護信息系統的交互性
環境保護面臨的問題是非常復雜和廣大的,絕大多數需要依靠仿真技術。無論是大的環境問題中復雜環境信息和系統的研究和構建,比如大氣、水體、土壤等不同條件下的不同污染物的量控制、研究和治理方法的實施等,還是小的環境問題比如具體的某種污染物的處理工藝的實驗、分析,處理系統的審核、改進等,都需要集合模型技術、仿真技術在仿真的環境下進行操作,3S、三維動畫、多媒體、多傳感器、高分辨顯示器等結合營造的仿真環境,可以增強工作人員的環境感,增強人機的交互,大大提高工作效率。
4.43S與在線監測技術融合使環境保護信息系統更具實用性
環境保護信息系統最重要的功能之一是實行環境監測。污染物的濃度、來源、變化等監測數據是后面分析、采取應對措施的依據。3S技術中的GPS定位功能對監測十分必要。
環境保護是涉及多個方面多個領域的系統工程,應用先進的計算機技術,建立環境保護信息系統,對環境保護適應社會發展,與時俱進,提高保護質量和效率具有重要意義,文章對計算機技術在環境保護信息系統中的應用情況作了分析,具有一定的現實意義。
作者:魏東凱 單位:撫順市順城區環境監察局
參考文獻
[1]魏斌,黃明祥.信息技術在生態環境保護中應用及發展趨勢[J].環境保護,2014,42(14):36-39.