發布時間:2023-03-22 17:37:52
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的水污染論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
在全國統計的523條河流中,有436條河流受到不同程度的污染,其中流經城市的河段90%受到較重污染。全國有2400公里的河流因污染而魚蝦絕跡。平原湖泊80%受到污染,其中有26.3%富營養化。生活用水質量不佳,有55%的重點城鎮水源地達不到飲用水標準,有29%的人飲用不潔水。經調查,我國人群患病的88%、死亡的33%與生活用水不潔直接相關。
廢水直排是造成水污染的直接原因,全國每年廢水排放量約400億噸,大約有80%的污水沒有處理和處理不達標直接排向江河湖海,既浪費了資源,又污染了水環境。據專家分析,1噸污水能污染20噸清水。保護水體,控制廢水排放已成為刻不容緩的嚴重任務。為此,筆者談幾點看法:
一、知識經濟給環境保護帶來機遇
知識經濟時代革新了大規模能耗、物耗的傳統生產方式,傳統意義上的廢水、廢氣、固體廢物等的排放將大幅度削減,完全有可能在某些領域實現廢物的“零排放”。同時,生產的網絡化和虛擬化將大幅度降低社會物質流的密度與頻數,有利于環境的改善。更重要的是,知識經濟以高科技產業為支柱,在對自然界和人類社會全面科學認識的基礎上,合理、高效、綜合地利用和開發資源,清潔工藝、清潔生產自是題中應有之義。信息科學技術、生命科學技術、新能源和再生能源科學技術、海洋科學技術以及有益于環境的高技術產業等的產值將全面超過汽車、石油化工、家電、鋼鐵等傳統支柱產業,污染將大大降低,環境壓力將大大減輕。此外,知識經濟的勞動力結構與傳統工業經濟相比有很大改變,從業人員知識層次高,屬于智能型勞動力,這就有利于環境意識和環境責任感的增強和提高,有利于自覺地規范環境行為,參與環境保護。
二、環境保護的市場化之路
環境保護市場化,就是要改變計劃經濟時期環境保護過多地依賴政府,而市場不能充分發揮作用的局面。要遵循經濟規律,建立環境保護的宏觀政策調控體系,尋求最有利于環境保護的投資方式,利用市場作用推動環境保護事業,充分發揮政府的管理環境職能。在市場的引導下,使環境保護活動成為社會公眾自覺參與、自我發展的社會化、專業化、企業化行為,逐步走上產業發展的道路。
長期以來,環境污染治理的一條原則就是“誰污染誰治理”,實際上這是很難做得到的。如污染甚為嚴重的鄉鎮企業,受自身規模、經濟實力和技術水平等因素的制約,不可能每個企業都能建設污染治理設來處理自身排放的污染物,這樣做的結果不僅企業負擔過重,運行也不經濟。但其污染和破壞了環境,是一定要承擔責任,也一定要有相應補償的。因此,現行的政策將改為“誰污染誰付費”。這樣才能適應社會化大生產的要求,降低成本,發揮投資效益和規模經濟效益,避免環境保護的盲目投資、到處布點、重復建設。環保設施建設,特別是城市基礎設施的建設,要通過吸納商業資本、銀行、國內外企業和個人等多元化投資,并通過現代企業制度的建立,允許多種經濟形式并存。在企業化運作下,政府可將環保投人引進資本運行領域,成為營運資本,在運營中不斷保值和升值。這樣既能減輕政府財政負擔,又能實現投資的滾動發展。
推行市場化的運行機制,這是要改變環保事業在一些地方的長期附屬地位,使環境污染治理和環境保護的運營,由提供社會化服務的獨立法人來承擔;要通過新機制的建立,逐步造就一批專業化環境治理公司,形成運營服務市場。只有這樣才能從根本上建立起投人產出機制,使環境保護活動成為企業平等競爭、自愿參與的市場行為;才能改變環境污染治理社會化服務程度低、小生產式運行的局面。通過市場化運行,促進投資者、經營者自覺動用資源價值、環境成本、經濟機制,兼顧環保治理效果與運營管理者效益,形成環境治理的良性循環。目前在我國經濟發達地區,環境設施運營服務業已在逐步興起,國家環保總局也在部分省市進行了環保設施運營企業化管理的試點,取得了較好效果。為了規范這項工作,國家環保總局還頒發了(環境保護設施運營資質認可管理辦法》,今年下半年在全國范圍內開展環保設施運營資質認可工作。環保設施運營市場化管理,已經得到了社會各界特別是企業界的廣泛關注,認為這種方式符合市場經濟條件下環境保護發展的需要,也對企業的發展非常有利,可使企業獲得一個長期的、穩定的歪保服務市場。由此可見,以發展環保設施運營服務為突破口,推進環境保護的市場化,企業擁護,社會關注,市場需要,順應形勢,這個選擇非常正確。我們應該下大決心、花大力氣把這項工作抓好,抓出成效,促進其正常發展。
三、發展高技術環保產業,培養高技術環保人才
根據山西省水環境監測中心1993年至2000年水質監測資料,選取汾河源頭、上中游、下游具有代表性的水質控制站,運用現在通行的季節性肯達爾檢驗法進行水質變化趨勢檢驗并進行分析。
1.1水質測站選擇
選擇汾河上、中、下游卞要水質控制站進行研究。汾河上游及源頭選取寧化堡、靜樂為研究站;汾河中游選取小店橋、義棠為研究站,其中小店橋為太原出水水質控制站;汾河下游選取趙城、臨汾、柴莊、新絳為研究站,其中臨汾站為臨汾市市區出水水質控制站,新絳為河尾站。
1.2分析項目
選用高錳酸吉時旨數、氨氮、揮發酚、溶解氧、五日生化需氧量等5項汾河卞要污染物(指數)進行分析,
說明汾河的水環境狀況。
1.3分析方法
分析方法采用季節性肯達爾檢驗法。
季節性肯達爾檢驗的原理是將歷年相同月(季)的水質資料進行比較,如果后面的值(時間上)高于前ICI的值記為“+”號,否則記作“一”號。如果加號的個數比減號的多,則可能為上升趨勢;加號個數小于減號個數,則可能為下降趨勢。如果加、減號個數相同則表明水質資料不存在上升或下降趨勢。
眾所周知,河流流量具有一年一度的周期性變化規律,河流水質組分濃度大多受流量的周期性變化的影響,北方典型季節性河流更是如此。因此,汛期與非汛期的水質資料缺乏可比性。季節性肯達爾檢驗定義為水質資料在歷年相同月份間的比較,這避免了季節性的影響。同時一,由十數據比較只考慮數據相對排列而不考慮其大小,故能避免水質資料中常見的漏測值問題,也使奇異值對水質趨勢分析影響降到最低限度。
1.4趨勢檢驗成果
河流水污染物卞要有高錳酸鹽指數、氨氮、揮發酚、溶解氧、五日生化需氧量。在8個站點中,汾河上游的寧化堡、靜樂與下游的新絳3站所選的5項污染物基本無趨勢變化。其它站點污染趨勢均有明顯變化,其中小店橋、臨汾、柴莊站溶解氧呈下降趨勢;義棠站五日生化需氧量、趙城站揮發酚呈下降趨勢;義棠溶解氧,趙城、臨汾氨氮以及柴莊高錳酸鹽指數呈上升趨勢;小店橋、臨汾、柴莊3站近10年整體污染呈上升趨勢,尤其以柴莊站污染上升最快。
2汾河沿程各污染物變化分析
肯達爾檢驗成果反映的是污染趨勢的變化,但不能反映河水的污染基數高低及河流受污染的程度。為此,根據各站點上、下游關系,用1993年至2000年各站污染物多年平均濃度繪制汾河沿程水質演變曲線圖,與GB3838-2002《地表水環境質量標準基木項目標準限值》111類及V類水質標準限值進行對比可以清楚地看出,無論各站分項目污染趨勢如何,從河流受污染程度看,汾河靜樂以上受污染程度低,各項目均優于GB3838-2002III類水限值。自小店橋以下污染嚴幣,但沿程各地污染狀況又不相同。受太原市各大、小工礦企業及市區排污影響,小店橋站污染非常嚴幣,大多數水質參數嚴幣超標,所選的5個污染物項目除溶解氧略優十V類水限值外,其余項目值均遠遠超過V類水限值,屬嚴幣超V類水。義棠站位于晉中介休市下游,水污染依然嚴幣,主要是由于汾河沿岸晉中各市縣排污嚴幣,各污染因子沒有得到有效稀釋就又與下游污染物混合,從而使多數項目檢出值大大超過環境V類水限值,有些項目甚至高于小店橋站檢出值。汾河水出介休后進入靈霍峽谷,沿途少有大中城市及大型排污企業排污,又有山區泉水等匯入,原河水得到稀釋,使汾河水在峽谷內的水污染程度大大降低,義棠到趙城段是汾河自太原以下水質最好的河段,多數項目水質檢測值可以達到III類或V類水水限值,但趙城段氨氮污染依然嚴幣,多年平均值仍高出V類水限值近0.4信。趙城以下汾河進入下游河谷盆地,沿岸市縣經濟較發達,工業化指數高,納入臨汾市城市污水后污染程度更為嚴重,臨汾、柴莊所選監測項目檢測值均接近或高于V類水限值。汾河出臨汾后污染程度逐漸降低,但總體污染狀況到新絳站時依然嚴重。
3汾河水污染產生原因
3.1天然徑流小,河道稀釋作用不明顯
河流的污染程度取決于污染物入河量與河道天然徑流量的比值。據水文方面數據知,汾河柴莊站多年平均徑流量為5.1億m3(1993年至2000年),多年平均流量為16.3m3/s,1993年到1999年實測最小流量為0.011m3/s<1992年6月10日),而2000年5月1日汾河柴莊段斷流,并持續了28d,2001年斷流時-間提前至4月14日,斷流持續57d。河道天然徑流的減少,使汾河多數時間失去了對污廢水的稀釋自凈作用,下游多數河段成為了“排污渠道”。
.2工業污染嚴幣,污廢水處理效率低
汾河中下游河谷盆地是山西省經濟最發達地區,沿岸有太原、晉中、臨汾等大中城市,太鋼、山焦、山化等大型企業,還有無數的中小型企業分布在汾河兩岸。但是多數地區生活污水、土業廢水處理效率非常低,甚至直接排入河道。據統不一,2001年汾河流域年入河廢污水量達33541萬t}其中土業廢水11796萬t,生活污水8117萬t,混合廢污水13628萬t,污染物COD年入河量73628t,氨氮年入河量11579t。大量的廢污水排入汾河,自上而下逐段逐級祟積,污染越積越重。
4汾河水污染治理方法對策思考
4.1分類指導,狠下工夫,加快水污染治理步伐
對生活污水及工業廢水要進行分類處理,處理生活污水要建污水處理廠,但污水廠的運行必須要有配套的城市地下管網系統做支撐,大型污水處理廠每噸水運行費用約為0.87一1元,因此,考慮先在沿岸幾個重點排污城市增擴建污水廠,擴大處理規模,中小城市也應因地制宜地建設合適規模的污水處理廠或污水處理設施。
工業廢水較為復雜。由于工業行業非常多,幾個行業企業所產廢水不完全相同,因此在處理方法上也不完全一樣。應當根據各個企業的產品及所產廢水性質區別對待,經過處理的廢水,有回用條件的應該回用,不能回用的也要實行達標排放,應堅持“誰污染,誰治理”的原則,從污染源上治理汾河水污染。
4.2調整布局,優化結構,加張環境基礎設施建設
目前,由于山西省缺乏適當的投融資機制,排污收費和城市污水處理設施有償使用制度極不健全,污水處理設施運營和管理體制沒有理順,與其他省份相比,山西省城鎮環境基礎設施建設較為落后。因此,政府應該鼓勵污水處理廠建設資金投入的多兒化,對于城市污水處理設施的運營,要走產業化、市場化、社會化的路子。
4.3積極宣傳,強化執法,依法保護水資源
要在全社會大力宣傳環保法律法規,提高全民的環境息識和法制觀念。人民大眾是環境污染的最終受害者一,也是環境保護的主力軍,要通過擴展環境權益來提高環境息識,把人的環境息識的提高過程與對人們切身利益的保護和改善聯系起來,使公眾了解企業污染對自身利益造成的影響與威脅,自覺參與環境管理。同時,執法部門要嚴格執法,加大《水污染防治法》的實施力度,依法保護水資源。
【論文關鍵詞】水污染季節性肯達爾檢驗法治理汾河
【論文摘要】汾瀏是山西第一大河,同時水質污染也最為嚴重。根據現存水質除測資料,采用季節性肯達爾檢驗法對汾瀏重點水質控制站,要污染項目進行了趨勢檢驗與分析,得出了汾瀏近to午的水污染趨勢,并有針對性地提出了汾瀏水污染治理的對策建議。
參考文獻
[1]何大偉,陳靜z匕崔樹彬.黃河下游“斷流”瀏段水量與水質的關系[JJ.環場化學,2002,21(5):423-428.
關鍵詞:水資源;水污染;開發利用
隨著人類的進步和工農業生產的發展,人們逐漸認識到,水并不是取之不盡用之不竭的資源,而是人類社會正面臨的緊缺資源。日益嚴重的水資源短缺和嚴重的水環境污染困擾著國計民生,而且也已成為制約社會經濟可持續發展的主要因素。據不完全統計,目前全世界有一百多個國家缺水,其中嚴重缺水的國家已達四十多個。我國同樣面臨水資源緊缺的現實。我國人均占有水資源2700m3,僅相當于世界平均值的1/4。近年來,生產和生活用水需要量不斷增加,因此甚感水資源之不足。
一、我國水污染的狀況
1.1地表水體污染。我國污水的年排放總量已達600多億噸,其中80%以上是沒有經過任何處理就直接排入水域的污水。污水排放量的加快,使地表水體環境質量急劇惡化,江河湖海普遍受到污染,全國7大河流經過的主要大城市的河段,大部分水質污染嚴重,75%的湖泊出現了不同程度的富營養化,有的已經不適宜作為飲用水源。
1.2地下水體污染。地下水污染的特點“三氮”污染,硬度升高,酚、氰化物、砷、汞、鉻、氟等有毒有害物質含量升高。這類物質不易分解,不易沉淀,并且容易被生物體富集轉化成毒性更強的有機化合物,對人體健康有嚴重危害。
1.3降水酸化日趨突出。全國已有不少地區降落酸雨,并呈由北向南擴展之勢。近年來,全國降水年平均PH值低于5.6,導致酸雨地區城市地下水的PH值也明顯下降。水質酸化造成地下水總硬度增加、重金屬污染和有機物污染加劇。
1.4飲用水安全問題日益凸顯。按照國家衛生部頒布的《生活飲用水水質規范》和國家建設部頒布的行業標準《城市供水水質標準》,我國有近一半的城市居民在使用不合格的飲用水。飲用水安全問題嚴重威脅到居民身體健康,成為急需解決的重大問題。
二、造成我國水資源破壞和水污染的原因
2.1工業廢水污染水在工業上主要是用于洗滌產品、冷卻設備、產生蒸氣、輸送廢物和作為生產原料以有稀釋等方面,幾乎沒有一種工業能夠離開水。而且工業的用水量非常大,要占人類整個用水量的80%左右,這么大量的工業用水,相應也有大量的廢水產生,工業廢水排放量約占總廢水量的三分之二左右。
2.2城市污水污染隨著工業的發展又帶來了城市化,大量人口和工業高度集中于一些很小的地區,人們日常生活所產生的生活污水,據統計每人每天約有數百升左右,污濁負荷量為幾十克BOD。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質和氨基酸、動植物脂肪、尿素和氨、肥皂及合成洗滌劑等物質外,還含有細菌、病毒等使人致病的微生物。
2.3農業回流水污染農業上最大用水是灌溉,其中60%-90%蒸發損失,其余10%-40%滲入地下或從地表流走。由于耕種、噴灑農藥、施肥等工作,使這種灌溉回流水中含有較高嘗試的礦物質、富養肥料的有毒農藥,也會使水體污染。
2.4固體廢物污染及其它污染農業廢物、工業廢物和城市垃圾的數量和種類都非常多,如果轉入水中,也會污染水質,這類污染情況相當復雜。
三、針對原因采取的對策
3.1減少耗水量當前我國的水資源的利用,一方面感到水資源緊張,另一方面浪費又很嚴重。同工業發達國家相比,我國許多單位產品耗水量要高得多。耗水量大,不僅造成了水資源的浪費,而且是造成水環境污染的重要原因。
3.2建立城市污水處理系統為了控制水污染的發展,工業企業還必須積極治理水污染,尤其是有毒污染物的拜謝必須單獨處理或預處理。隨著工業布局、城市布局的調整和城市下水道管網的建設與完善,可逐步實現城市污水的集中處理,使城市污水處理與工業永治理結合起來。
3.3產業結構調整水體的自然凈化能力是有限的,合理的工業布局可以充分利用自然環境的自然能力,變惡性循環為良性循環,起到發展經濟,控制污染的作用。關、停、并、轉那些耗水量大、污染重、治污代價高的企業。也要對耗水大的農業結構進行調整,特別是干旱、半干旱地區要走節水農業與可持續發展的道路。
3.4控制農業面源污染農業面源污染包括農村生活源、農業面源、畜禽養殖業、水產養殖的污染。要解決面源污染比工業污染和大中城市生活污水難度更大,需要通過綜合防治和開展生態農業示范工程等措施進行控制。
3.5開發新水源我國的工農業和生活用水的節約潛力不小,需要抓好節水工作,減少浪費,達到降低單位國民生產總值的用水量。南水北調工程的實施,對于緩解山東華北地區嚴重缺水有重要作用。修建水庫、開采地下水、凈化海水等可緩解日益緊張的用水壓力,但修建水庫、開采地下水時要充分考慮對生態環境和社會環境的影響。
3.6加強水資源的規劃管理水資源規劃是區域規劃、城市規劃、工農業發展規劃的主要組成部分,應與其他規劃同時進行。
四、結束語
水是一種資源,取之于自然,用之于社會。過去由于人類活動的規模小,因而水資源相對較豐富,使人們認為水是取之不盡,用之不竭的。但是,由于經濟建設的發展,人類活動的規模的范圍擴大,水資源短缺與需求日益增長之間的矛盾日趨突出,無償采取,用之棄之,既是一種落后的社會觀念,也是對資源的一種浪費。人類依賴水而生存,水環境亦需要人類的保護而完成循環,兩個方面相互依存。保護水環境、珍惜水資源就是保護人類自己。
參考文獻:
我國的水污染問題普遍存在,如何保障飲用水水質合格和污水達標排放是人們共同關注的問題水處理技術需要廣泛應用和發展進步,目前我國的水處理技術已經比較成熟,在各個行業的水污染控制中發揮著重要的作用水污染控制工程涉及解決水污染問題的關鍵技術手段課程內容針對性強,應用性強,不僅是對水處理理論方法的總結,更是對水處理工程實踐的有效指導。
2傳統教學模式存在的問題
在傳統教學模式下,水污染控制工程部分的課程教學主要著重于介紹水處理的各種技術方法和工藝,學生的感覺就是在學習知識然而,經過課程學習后,學生存在的疑惑是不知道在哪些工作崗位上能夠使用這些技術,也不知道今后如何為就業方向做準備也就是說,傳統的教學模式并不能發揮課程的實踐作用,所以,針對性的教學改革是有必要開展的。
3將“崗位指向教學法”引入教學過程
環境工程學是一門具有很強應用性的課程,課程內容中涉及很多可能的就業崗位方向崗位指向教學法,即在教學過程中將相關的理論、方法、工藝與實際生產實踐中的工作崗位緊密地聯系在一起,使學生能夠直觀地體會課程學習對今后相關工作的起到的作用,從而實現更好的教學效果,同時調動學生的學習興趣和積極性水污染控制工程部分的課程教學中,崗位指向教學法的應用點比較多在介紹水質標準時,可以將我國現行的各項水質標準進行比較,使學生了解到環境科學專業的學生可以考慮在各個地區的環保部門從事水環境管理工作,依據的規范就是各個行業相關的水質標準在格柵、沉砂池、沉淀池、污水泵站等污水處理構筑物的教學過程中,指出這些構筑物的位置關系及污水處理廠的廠址選擇原則,使學生對污水處理過程有直觀的認識,了解到污水處理設計可以在各個市政設計院或有設計資質的環保公司開展,也就是說,環境科學專業的學生可以將污水處理廠水泵站、市政設計院和環保公司作為就業崗位,在大學期間為某個崗位方向做準備,積累經驗在沉淀理論的教學過程中,通過沉淀規律和理想沉淀池分析,鼓勵有興趣的學生鉆研專業理論知識,為將來在研發部門研制更高效的水處理沉淀池打基礎在混凝凈水的教學過程中,分析各種無機鹽類混凝劑和有機高分子類混凝劑的優缺點,引導學生選擇和判斷混凝劑的適用條件及在實際水處理中存在的不足,指出研制新型高效混凝劑的必要性和現實意義,鼓勵有讀研志向的學生積極準備報考水處理相關專業研究生,將來為我國的凈水事業貢獻力量在吸附和膜分離技術的教學過程中,指出目前市售的瓶裝飲用水主要是通過活性炭吸附和反滲透膜過濾進行的處理,也就是說,瓶裝水和各種飲料的生產主要是水處理的過程,環境科學專業的學生可以考慮將這些制水企業也作為就業的目標在活性污泥法和生物膜法凈水工藝的教學過程中,指出哪些工藝適用于大型污水處理廠哪些工藝適用于工業廢水處理生產單位的生產廢水必須進行污水處理,達標才允許排放,否則將繳納排污費或被勒令停產整頓污水處理工藝的設計和運行管理對于大部分生產單位都有重要的意義,很多企業都設置有環保部門,所以,這為環境科學專業的學生提供了大量的工作崗位在水處理構筑物結構組成的教學過程中,采用CAD工藝圖和構筑物仿真圖進行展示,幫助學生直觀的理解水處理構筑物的結構特點,同時,引導學生鍛煉CAD制圖能力,鼓勵有興趣或者數學方面有特長的學生深人鉆研數學建模仿真方法,為將來在相關領域的發展打基礎在水污染控制原理和相關概念的教學過程中,對于重要的專業名詞給出其英文單詞,鼓勵有意向報考研究生學生認真學習專業英語,查閱專業領域前沿的英文文獻,為將來時的科學研究打基礎。
4結語
1.1科學規劃
水體環境對社會走可持續發展具有重要意義,而科學的規劃養殖區域是進行水產品養殖的基礎。首先,在進行養殖之前,養殖人員應該對水質、生物進行反復性的調查和觀察,了解水區的富營養化的具體情況。然后,根據水域環境的特點進行水域功能劃分,規劃網圍的面積、密度,確定網圍和精養方式的負載范圍,并且通過數據分析來總結養殖水體對水中營養元素的承載能力。最后,根據其能承載能力來確定水質產品的養殖數量,合理的規劃是實現養殖水體可持續利用的第一步。
1.2提高耐水性飼料的應用
研究證明,飼料中的原料越多對水體的穩定性就越好,飼料在水中長時間侵泡時,能保持飼料成分不被溶解,不會導致大量的危害物質出現[4]。因此,廠家應該提高飼料中原料的比例,提高魚料的質量,而常用原料中穩定性比較好的有玉米、米糠、麩皮等,養殖人員在選擇飼料的時,應盡量選擇新鮮的飼料,再配以粘合劑,容易保持更好的粗纖維和粗蛋白,提高飼料的耐水性。
1.3合理配比飼料合理投喂飼料
飼料生產廠家在進行飼料生產時,一定要結合不同的魚種、不同的生長環境、不同的養殖方式、不同的水體環境等因素進行生產優質的飼料,并且在進行飼料配比上,要根據魚對各種營養元素的需求狀況來進行科學的配比,以達到增強魚類體質的目標。養殖人員在購買飼料時,一定要看飼料的生產日期和保質期,保證飼料是新鮮可口的,切忌投放變質的飼料。養殖人員在喂養飼料時,要講究方法,對飼料的粒度要降低其粉碎的程度。在制粒時,要把握好調制的溫度、時間、水分。在喂養時,要注意喂養的速度,切忌喂養的太頻繁或者長時間不喂養。
1.4實行綠色藥品
在清理養殖區域的其他有害水生動物時,人們往往會使用大量的藥物進行清理,藥物的化學成分就嚴重的污染了水體環境,而各醫學家針對這一問題研究出一種新藥物,即利用天然、自然和益生藥材研制而成的“綠色藥品”,這是一種以人的安全健康為目標而研制出的安全無害的自然藥物。因此,水產品養殖場應該積極推廣和引用綠色藥品,改善養殖動物居住的惡劣環境。
1.5利用能凈化水質的魚類及水生植物
一些魚類和水生植物原本具有凈化水質的能力,因此,養殖廠家應該積極的使用生物學技術來達到凈化水質的目的。例如,在水產品養殖的過程中,由于大量的飼料喂養導致水中的氨氮過量,引起大量危害水體的浮游植物和浮游動物出現時,在水中可以適當的放些濾食性的上層魚類,可以有效地凈化水質、降低浮游生物的繁生;養殖鰱魚有助于凈化水質,可以建立一個鰱魚鏈;紫萍、蘆葦等水生植物能快速有效地吸收氨氮。這是一種簡單、生態、實惠的循環資源,養殖戶可以多種植水生植物進行凈化水質。
1.6利用物化措施降解氨氮
物化措施是通過換水、增氧以及使用改良水質的物質等物理或化學的方式來保持水產物種和生態環境的健康運行。例如,增氧和換水能將水中的有害物質進行分解和清除;使用沸石粉不僅能吸附氨氮,而且還能為水生生物提供所需的營養元素;納米技術的引用可以對水中的病菌進行殺毒,達到凈化水質的目的;利用紫外線具有殺菌的優點,進行水體消毒,并且無二次污染。
1.7污染治理
在養殖過程中出現的殘餌相關廢棄物可以進行回收和治理,對于底質區域出現污染,則可以根據其污染程度,建立一個污染區域,進行吸泥、撒石灰等方法來改善地質環境,為底棲生物創造一個健康的生長環境。
1.8利用法制手段進行約束
現階段,在我國還沒有對水產養殖產業實施完整的法律規定,這也增加了水產養殖業戶肆意妄為的心態。因此,一定要加強地區對水產養殖業的管理,制定相關的水產質量標準體系,對水產養殖的環境、飼料、魚藥等產品進行嚴查監督,如果發現不合理的養殖方式一定要嚴禁水產品進入市場,并且對養殖戶進行嚴重的懲罰,取消養殖戶生產的資格。另外,應該通過各種宣傳手段提高人們對水產質量標準的意識。
2結語
一、天然氣水合物是人類未來能源的希望
人類的生存發展離不開能源。當人類學會使用第一個火種時便開始了能源應用的漫長歷史。幾千年來,人類所使用的能源已經歷了三代,正在向第四代能源時代邁進。主體能源的更替充分反映出人類社會和經濟的進步與發展。第一代能源為生物質材,以薪柴為代表;第二代能源以煤為代表;第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實際上,第二代和第三代能源是以化石燃料為主體,第四代能源的構成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。
核聚變能主要寄希望于3He,它的資源量雖然在地球上有限(10~15t),但在月球的月壤中卻極為豐富(100-500萬t)。氫能是清潔、高效的理想能源,燃燒耐僅產生水(H2O),并可再生,氫能主要的載體是水,水體占據著地球表面的2/3以上,蘊藏量大。天然氣水合物的主要成分是甲烷(C4H)和水,甲烷氣燃燒十分干凈,為清潔的綠色能源,其資源量特別巨大,開發技術較為現實,有可能成為21世紀的主體能源,是人類第四代能撅的最佳候選。
天然氣水合物(gashydrate)是一種白色固體結晶物質,外形像冰,有極強的燃燒力,可作為上等能源,俗稱為"可燃冰"。天然氣水合物由水分子和燃氣分子構戚,外層是水分子格架,核心是燃氣分子(圖1)。燃氣分子可以是低烴分子、二氧化碳或硫化氫,但絕大多數是低烴類的甲烷分子(C4H),所以天然氣水合物往往稱之為甲烷水合物(methanehydrate)。據理論計算,1m3的天然氣水合物可釋放出164m3的甲烷氣和0.8m3的水。這種固體水合物只能存在于一定的溫度和壓力條件下,一般它要求溫度低于0~10℃,壓力高于10MPa,一旦溫度升高或壓力降低,甲烷氣則會逸出,固體水合物便趨于崩解。
天然氣水合物往往分布于深水的海底沉積物中或寒冷的永凍±中。埋藏在海底沉積物中的天然氣水合物要求該處海底的水深大于300-500m,依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態。但它只可存在于海底之下500m或1000m的范圍以內,再往深處則由于地熱升溫其固體狀態易遭破壞。儲藏在寒冷永凍土中的天然氣水合物大多分布在四季冰封的極圈范圍以內。煤、石油以及與石油有關的天然氣(高烴天然氣)等含碳能源是地質時代生物遺體演變而成的,因此被稱為化石燃料。從含碳量估算,全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料的兩倍。因此,據最保守的統計,全世界海底天然氣水合物中貯存的甲烷總量約為1.8×108億m3,約合11萬億t(11×1012t)。數冀如此巨大的礦物能源是人類未來動力的希望。
二、天然氣冰合物的研究現狀
1.分布與環境效應
世界上絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里,儲存在深水的海底沉積物中,只有極其少數的天然氣水合物是分布在常年冰凍的陸地上。世界海洋里天然氣水合物的資源量是陸地上的100倍以上。到目前為止,世界上已發現的海底天然氣水合物主要分布區有大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東岸外的布萊克海臺等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、日本海、四國海槽、日本南海海槽、沖繩海槽、南中國海、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等,東太平洋海域的中美海槽、加州濱外、秘魯海槽等,印度洋的阿曼海灣,南極的羅斯海和威德爾海,北極的巴倫支海和波弗特海,以及大陸內的黑海與里海等。陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要分布在西伯利亞、阿拉斯加和加拿大的北極圈內。我國最有希望的天然氣水合物儲存區可能是南海和東海的深水海底。
天然氣水合物固然給人類帶來了新的能源希望,但它也可對全球氣侯和生態環境甚至人類的生存環境造成嚴重的威脅。近年來,人們不斷討論地球大氣層的溫室效應,認為其造成的異常氣候(全球變暖)和海面上升可能正威脅著人類的生存。主導大氣溫室效應的因子,普遍認為是水氣和二氧化碳氣。水氣是大自然循環中的活躍分子,難以凋控,于是二氧化碳便成為人們嚴重關注的對象。許多國際會議討論二氧化碳的溫室效應,并決定限制各國二氧化碳廢氣的排放量。要知遣,當前大氣中的二氧化碳氣以每年0.3%的速率在增加,而大氣中的甲烷氣卻以每年0.9%的逮率在更為迅速地增加著。更為重要的是,甲烷氣的溫室效應為二氧化碳氣溫室效應的20倍。全球海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷量的3000倍,這么巨大量的甲烷氣如果釋放,將對全球環境產生巨大的影響,嚴重地影響全球的氣候與海平面。
另外,固結在海底沉積物中的水合物,一旦條件發生變化,釋出甲烷氣,將會明顯改變海底沉積物的物理性質。其后果是降低海底沉積物的工程力學特性,引發大規模的海底滑坡,毀壞一些海底的重要工程設施,如海底輸電或通信電纜、海洋石油鉆井平臺等。水合物的崩解造成海底滑坡,而海底滑坡又進一步激發水合物的崩解,如此連鎖反應,將造成雪崩式的大規模海底滑坡,并使大量的甲烷氣逸散到大氣中去,造成極大的災難與經濟損失。
2.全球關注天然氣水合物研究
基于天然氣水合物是21世紀的重要后續能源,并可能對人類生存環境及海底工程設施產生災害性影響,全球科學家和各國政府都予以高度關注。早在20世紀30年代,天然氣水合物就在遠東地區的天然氣輸送管道內被發現。一直到70年代初,蘇聯學者論證了自然界有可能存在水合物生成帶,并在陸地凍土帶首先發現了第一個具有商業開采價值的麥索亞哈氣田之后,才真正引起世界各國科學家和政府的重視。后來在深海鉆探計劃(DSDP和大洋鉆探計劃(ODP)中,全球許多海域的海底(如鄂霍克茨海、墨西哥灣、大西洋、北美太平洋一側和拉丁美洲太平洋一側的世界海域)都發現了天然氣水合物。20世紀80年代以來,美國、日本、俄羅斯、德國、加拿大、挪威、英國及印度等國政府都著手開展天然氣水合物的調查和研究工作,并從能源戰略儲備角度考慮,紛紛制定作為政府行為的長遠發展規劃和實施計劃,將其視為爭奪海洋權益的重要內容。深人開展天然氣水合物研究的熱潮已經在全球興起。
美國1994年制訂過《甲烷水合物研究計劃》,稱天然氣水合物是未來世紀的新型能源。1995年,勘查美國東岸大西洋海底的布萊克海臺,首汰證實該處海底的天然氣水合物具有商業開采價值,并初步估算出該區水合物的資源量多達100億t,可滿足美國105年的天然氣需要。1999年,美國又制定《國家甲烷水合物多年研究和開發項目計劃》,預期可建立天然氣水合物礦床氣體資源評價體系、發展商業生產技術,了解和定量評價甲烷水合物在全球碳循環中的作用及其與全球氣候變化的相關性,解決水合物工程技術和海底穩定性問題。
日本于1994年制定了龐大的海底天然氣水合物研究計劃,投巨資對日本周邊海域進行大規模海底天然氣水合物研究,初步估計僅南海海槽處的水合物資源量就可滿足日本100年的能源消耗。1995年,又專門成立天然氣水禽物開發促進委員會,分別于1997年在阿拉斯加和1999年在日本南海海槽進行了海底水禽物的鉆探試驗。
俄羅斯自20世紀70年代末以來,先后在黑海、里海、白令海、鄂霍茨克海、千島海溝和太平洋西南部等海域進行海底天然氣水合物研究,發現具有工業價值的區域,近期仍在對巴倫支海和鄂霍茨克海的天然氣水合物進行研究。
聯邦德國于20世紀80年代與印尼等國對西南太平洋的邊緣海進行過聯合研究,在莽拉威西海發現海底天然氣水合物的識別標志。目前,德國正在籌劃大規模的國家研究計劃,可能計劃與俄羅斯合作研究鄂霍茨克海的海底水合物。
印度科學與工業委員會設有重大研究項目《國家海底天然氣水合物研究計劃》,于1995年開始對印度近海進行海底天然氣水合物研究,現已取得初步的良好結果。
由于天然氣水合物的資源前景還有待于進一步研究證實,而煤和油氣等常規能源又能維持一段時期,因此,目前各能源企業對水合物研究的資金投入還較少主要是各國政府對天然氣水合物研究予以支持。如美國計劃投入.1.5~2億美元,日本在五年計劃中已投入150億日元,印度在1996~2000年間投入5600萬美元。
3.天然氣水合物的開發技術
隨著天然氣水合物研究的不斷深人,天然氣水合物相關技術的研究和開發也得到快速的發展。主要包括以下幾個方面:
地球物理探查技術、地球化學探查技術、鉆孔取樣技術、資源評價技術、開采技術、實驗室模擬技術和管道中水合物的探測與清除技術等。地球物理探查技術包括多道地震反射勘探和測井等方法。現在主要通過識別地震剖面上因水合物存在而引起的波阻抗反差界面-擬海底反射層BSR(BottomSimulatingReflector)來判別天然氣水合物的存在及分布。目前正在開發特殊處理技術,以獲取深水區淺層高分辨率、高信噪比、高保真的地震數據,建立巖石物理模型,研究水合物沉積層及下伏游離氣的彈性性質與特征,并研究基于矢量波動方程的多彈性參數疊前正、反演技術,以估算水合物的分布與數量。
地球化學探查技術系利用地球化學方法探測天然氣水合物的相關參數的變化,包括含天然氣水合物沉積物中孔隙水鹽度或氯度的降低,以及水的氧化-還原電位和疏酸鹽含量變低等。同時應用海上甲烷現場探測技術,圈定甲烷高濃度區,從而確定天然氣水合物的遠景分布。
鉆孔取樣技術。由于天然氣水合物特殊的物理學性質,當鉆孔巖芯提升到常溫常壓的海面時,天然氣水合物可能全部或大部分被分解。為能獲取保持原始壓力和溫度的沉積物巖芯,研制了保真取芯筒來進行天然氣水合物層的取樣。
資源評價技術。天然氣水合物分布和資源量的估算主要有兩種方法:-是通過地質地球物理勘探和鉆探,發現和取得天然氣水合物層的有關參數,預測其分布并計算出資源量;二是通過取得的實際參數和模擬實驗建立天然氣水合物形成與釋氣的數學模型,用數值模擬方法研究其分布和資源量,同時模擬天然氣水合物生成和娜的動態過程。
天然氣水合物開采技術。目前已提出的天然氣水合物開采方法,包括熱激發法、化學試劑法和減壓法。熱激發法就是將蒸氣、熱水或其他熱流體從地面泵人水合物地層,或采用井下加熱技術,使溫度上升,水合物分解而生成天然氣;化學試劑法是利用化學試劑改變天然氣水合物的相平衡條件,降低水合物穩定程度,引起水合物的分解;減壓法則通過降低壓力達到水合物的分解,再行開采。上述方法中,有些方法進行了小規模實驗,但生產成本太高,短期內還難以投入實際生產。
實驗室模擬技術。應用物理化學手段,通過改變溫度、壓力、天然氣成分和流體成分等邊界條件,研究天然氣水合物形成和穩定分布的條件,以及這些因素對天然氣水合物形成和分解等方面的影響。目前甲烷-純水、甲烷.海水等模擬己取得重要進展,正在進行含沉積物條件下的模擬實驗。
管道中水合物的探測和清除技術。海底長距離天然氣/凝析液混輸管道輸運壓力一般較高,環境溫度較低,管內極易形成水合物堵塞通道。利用水合物形成的理論模型,計算水合物形成的壓力、溫度和組成條件,判斷管道中是否存在水合物,并研發出一些阻凝劑清除障礙。
天然氣水合物的開發還牽涉到許多相關技術,如儲存與運輸技術等。由于天然水合物特殊的物理化學性質,目前勘探所獲樣品一般都保存在充滿氦氣的低溫封閉容器中。與此同時,天然氣水合物也為解決天然氣運輸提供了一種新的思路。長期以來,天然氣運輸的一種常用方法是將其液化,運載到目的地后再將其氣化(LNG法)。目前挪威科學家開發出NGH法,將天然氣轉變為天然氣水合物,在保持天然氣水合物穩定的條件下"冷藏"起來運輸,到目的地后再融化成氣。
三、天然氣水合物在中國的資源利用前景
1.天然氣水合物在中國能源結構中的地位
一、正確認識并重視“白色污染”問題
地膜覆蓋栽培造成的“白色污染”和農業上的其它污染如農藥污染、化肥污染和重金屬污染的最大不同是這種污染是看得見的污染,是通過地膜回收可以治理的污染。
農用塑料地膜是高分子的碳氫化合物,它對植物、動物和人類不構成直接的危害,在農田中殘留累積到一定量才影響農作物的產量。例如,湖北省科委早前支持的課題組進行的田間小區試驗表明,每畝殘膜量12.5kg,畝產玉米628kg,比無殘膜每畝玉米減產60.6kg,減產幅度為8.8%;在不同殘膜量對花生產量影響的試驗中,有殘膜與無殘膜的相比,每畝殘膜10kg,產量下降6.5%,每畝殘膜30kg,產量下降9.6%,每畝殘膜50kg,產量下降17.7%。試驗結果證明,地膜大量殘留可以引起作物減產,殘膜量越多,作物減產的幅度就越大。但請注意其減產結果是和無殘膜的比,而不是和不覆蓋地膜的比。如果與不覆蓋地膜的比,有殘膜的土壤覆蓋地膜增產仍將十分顯著。另外,我們也注意到該課題組在湖北省7個縣市155個點的農田土壤調查發現,玉米地連續使用地膜5年,地膜畝殘留量為2.83kg,連續使用地膜8年,地膜畝殘留量為5.74kg,平均每畝每年殘留地膜0.72kg,殘留率為24.0%。花生地連續使用地膜5年,畝殘留地膜9.34kg,平均每畝每年殘留1.87kg,殘留率為26.71%。所以,在不注重地膜回收的情況下,連續覆膜年份越長,土壤中的殘留地膜量就越大,連續覆膜5~10年左右才可能影響作物產量。因此,該結果說明了加強地膜回收的重要性,即只有加強地膜回收才能確保地膜覆蓋栽培作物持續高產。
在環境污染成為全球關注焦點問題的今天,我們要重視防治“白色污染”,更要充分認識地膜覆蓋栽培的環保效應和社會效益。據統計,在我國農業生產中地膜覆蓋使作物普遍增產30%~50%,產值增加40%~60%,使國家糧食安全和農民增收得到了基本保證。在四川盆地采用水稻覆膜節水綜合高產技術,使稻田產量大幅提高,可以進一步加大和鞏固坡耕地退耕還林面積,減少水土流失,推進長江上游生態屏障的建設。我們的研究和生產應用實踐還發現,采用水稻覆膜節水綜合高產技術,可顯著提高氮磷化肥的吸收利用率,控制雜草危害,并在一定程度上減輕水稻某些病害的發生。因此,采用水稻覆膜節水綜合高產技術,可減少小流域總氮、總磷的排放和農藥的使用量,有效減輕農業面源污染。
對環境保護的重視是人類文明和社會進步的標志,我們需要切實重視農膜應用可能的“白色污染”問題,但不應該因此而放棄地膜的農業應用,就象現代農業中不能因農藥、化肥會污染環境而將它們放棄一樣,關鍵問題是如何更科學的使用,減少它們對環境的負面影響。
二、稻田農膜“白色污染”防控的途徑
農業生產中農膜“白色污染”防控途徑一是回收,二是可降解地膜的應用。國內外可降解地膜已進行了多年研究,我們在2005和2008年對省內外研制生產的可降解地膜在水稻上進行了試驗,發現其農用效果與普通地膜相當,但可降解地膜因力學性能差不能吹得更薄,可降解地膜用量和生產成本比普通地膜要高一倍以上,因而尚難于大面積推廣。所以,當前覆膜水稻推廣應用中“白色污染”的解決途徑是回收。
在一些強調“白色污染”問題的文章甚至政府機關文件中,指出聚乙烯膜易碎成小片,很難回收。聚乙烯膜成的易碎很難回收嗎?我們在2007和2008年進行的田間試驗發現,地膜的易碎性和回收效果取決于膜的質量,同為0.004mm的超微膜加再生塑料多的三級膜很易破裂,加再生塑料相對較少的二級膜較易破裂,而采用全新料的一級膜不易破裂。雖然一級膜每kg市場價比三級膜高4元,但一級膜力學性能更好,可以吹塑為標準的0.004mm,所以單位面積的用量較三級膜少20%,同樣的現金投入,采用一級膜和采用三級膜所覆蓋的面積相當。因此,采用一級膜實際上并沒有增加膜的投入成本。但因一級膜不易破裂,具有更好的保水增溫抑草效果,可較三級膜每畝多增產30kg以上的稻谷,且有更好的回收效果。因此,在水稻覆膜節水綜合高產技術推廣應用中,我們強調要注意選擇質量較好的一級膜。
同旱地覆蓋地膜比較,我們發現在稻田中由于水熱變化較小,同樣質量等級的聚乙烯膜覆蓋在稻田相對不易破裂。我們在生產中觀察到,在一些應用水稻覆膜節水綜合高產技術的冬水田,按推薦采用了一級膜,在當季雖沒有來得及回收,到第二年水稻栽插前整田時也能完好回收。
與旱地覆膜比較,由于稻田水分較多,泥土較軟,在田間勞動和水稻收獲時可能將地膜踩入泥土,增加了回收的難度。由于水稻覆膜節水綜合高產技術采用5尺開廂的規范栽培,覆膜、栽秧、病蟲防治等田間勞動均在廂溝中進行,不會將膜踩入泥土,而水稻收打時農民卻習慣站在廂面勞動就會將膜一部分地膜踩入泥土。我們的研究和生產調查發現,通過中后期控水,使田間泥土變硬即可有效避免水稻收打時將膜踩人泥土。
由上可知,從技術上講,稻田覆蓋地膜,只要選擇質量較好的地膜結合中后期控水完全可以確保地膜的回收。但地膜回收要人操作,有很多人擔心農民的環保意識差而不愿回收地膜。我們的調查發明,97.6%以上的農民均對“白色污染”十分重視,在水稻收割后的當日至第二年整田時會擇機回收地膜。回收時間農戶間往往難于一致,讓偶爾下鄉的科技人員和領導看見沒有回收的地膜,即會誤以為農民不愿回收地膜,以為發生了嚴重的白色污染。在簡陽市東溪鎮已有連續5年以上采用水稻覆膜節水綜合高產技術的成片稻田,由于農民堅持回收,至今無一塊稻田有明顯的農膜殘留和“白色污染”。
這本書就散發著這樣的香味。已是再版,不僅具有研究價值,也將第一版的紕漏做了更正補充。作者多年潛心于研究,曾在多所國際知名大學訪學,是水資源管理領域的專家。作者的資歷首先就是書的質量品牌保證。
本書重點分析了影響水資源質量的風險因素,尤其是在河流、湖泊、港灣、地下水等典型領域。全書共分6個部分,從水資源概述起,按照風險識別、風險定量化、風險評估、風險管理的順序逐步展開研究,最后以案例的形式介紹了在水污染風險分析中的具體實踐。在識別風險因素之后,引入隨機建模與模糊集理論等數學方法來進行風險的定量化,主要是對“負荷”(10ads)、“阻抗”(ResistaJlces)進行定量轉化和模擬回歸。接著,按照海岸水污染風險、河流水污染風險、地下水污染風險三類針對性地進行風險評估,研究擴散方式和路徑,尋找各自合適的評估方法和程序。風險管理一章中,綜合考慮了不同情況下水污染風險管理過程的最優化問題以及過程中的決策問題。
由于自然環境中有許多難以定量的數據,利用概率論和模糊集,書中同時也進行了不確定信息條件下的理論和案例分析。
另外,書中有大量的圖示,不管是實地模擬圖還是數據走向圖,資料翔實,以便讀者進行直觀地理解。
本書既能夠給從事水資源管理領域研究的同行們提供一個新穎的思考角度,也可以給風險管理領域研究的“鄰行們”提供一些有實踐意義的應用方法和案例;既可以協助工程師、水項目開發者等實踐者們進行決策,也可以幫助剛入門的研究生們在水資源管理的相關問題學習研究方面有一個良好的開端。受眾甚廣。