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关键词: 城市环境; 地球化学调查; 生态评价; 污染指示物
自上世纪60 年代系列公害事件发生后, 环境问题已成为倍受各国关注的国际性的重大问题。作为人口高度密集的城市区域, 其环境状况早已引起世界上许多国家的高度重视, 在过去的几十年里, 一些地球化学研究相继集中在城市区域。目前, 城市环境地球化学调查已在世界各地展开, 如亚洲的香港[1]; 欧洲的伦敦[2]、柏林市[3], 非洲的哈博罗内市[4]。调查的目的在于查明市区的污染水平及郊区的“背景值”, 区分鉴定不同的污染源, 评价城市环境的生态效应, 研究城市环境与人类健康的关系。
1 城市环境地球化学调查的技术路线
1.1 采样点布置方案
目前, 国外的城市环境调查一般在两个区域进行, 即郊区和城区。在郊区的调查一是为了确定城区的背景值, 二是获得城- 郊地理变化区域内元素分布的地球化学变化梯度。如Lind等在瑞典的斯德哥尔摩市调查土壤重金属的含量时, 以城市最繁华地带为中心, 分带布置样点, 带距为0~3km, 3~9km 和>9km[5];Birke 等在德国柏林市的调查中就包括大范围的郊区区域[3]。通过对比城- 郊区的地球化学特征来揭示人类活动对城区地球化学环境状况的影响程度。
为了调查城市不同区域内的环境地球化学状况,研究不同的用地类型对元素分布的影响, 分别在城市的不同功能区域分类取样, 即: 郊区土壤、工业区土壤、居民区土壤、商业区土壤和农业土壤[3- 5]。主要采集表层土壤(0~5cm)。在不同类型区域内选择代表性点位取垂向土壤剖面样品。城区的土壤难以实现均匀的网格化取样, 一般按公园和绿地的分布随机布置取样点。
1.2 采样介质
环境地球化学的采样介质包括土壤、大气、水、水系沉积物、生物样等。但目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤、大气颗粒物(或气溶胶)、大气降尘等三种。其中较常用的是采集和分析城市浅层土壤样和降尘样。
在街道两边或高层建筑物顶部收集降尘并结合地面土壤是城市环境地球化学调查的主要方法。如Rasmussen等在渥太华市内取居室内灰尘、附近的街道降尘和公园土壤进行比较来研究该市的环境质量[6]。降尘和土壤对比调查, 即可查明元素在不同介质中的污染水平, 还有助于分析污染物的来源。
2 城市环境地球化学的解释与评价
2.1 城市环境的地球化学解释
城市环境调查结果的地球化学解释是指对城市环境中重金属元素的分布特征、成因及其来源进行解释,毕业论文 研究元素地球化学分布模式、迁移转化规律和机理, 建立城市环境地球化学调查成果解释体系。
2.1.1元素来源判别
对城市环境中污染物的来源及成因进行分析判断是城市环境地球化学调查的重要内容。多元统计方法在研究城市环境的物源判断中具有广泛的应用, 并以聚类分析和因子分析为主[7- 9]。不同来源的元素在因子分析中常常进入不同的主因子或表现为聚类分析中的不同元素组合, 根据元素的组合特征来区分元素的来源。如Manta 等在意大利的城市土壤中发现了Cu、Pb、Zn人为源的因子组合, 而V, Ni, Mn, Co等元素作为自然源进入另一因子, 并在聚类分析中组合在一起[8]。
城市环境物源判断的另一重要方法是富集因子(EF)法, 它是一种能反映不同地质环境的化学元素比率方法, 用代表陆地来源的元素(如Al、Ti、Zr 和稀土元素等)和代表海洋源的元素(Na)作为参考元素对样品中的元素含量进行标准化, 以平抑自然差异对元素含量的影响, 在此情况下出现的较高的富集因子值即意味着人为源的存在, 这种方法在环境地球化学判断
元素来源及富集程度中具有非常广泛的应用[10- 11], 特别是在大气颗粒物或气溶胶介质中的应用效果尤为显着。其计算公式为[11]:
EF 海(X)=( X/Na) 气/( X/Na) 海(1)
EF 壳(X)=( X/Na) 气/( X/Na) 壳(2)
其中, 公式(1)为判断海洋源的计算公式, 以Na为参考元素; 公式(2)为陆地源的计算公式, 以Al 为参考元素。(X/Na)气、(X/Na)海、(X/Na)壳分别代表元素X在大气颗粒物、海水及地壳中的含量。
通常将EF>10 作为大气颗粒物的人为源标志。但在粒径为2.5μm 的大气颗粒物中, EF>5 即为人为源的标志[12]。
2.1.2元素分布类型及成因
在世界范围内的城市土壤中重金属元素含量普遍偏高, 但在不同的城市中变化很大, 这依赖于城市的历史年代、经济发达程度、硕士论文 不同的用地类型、汽油的添加济成分、车辆元件的组成等, 在城市环境元素分布及成因的解释中应综合分析以上各种因素。城市交通是产生重金属元素的重要途径之一, 如Cu 通常是汽车剂的组分, 而Pb 曾一度是汽油的防爆剂, Sb 可以作为闸垫材料。因此, 交通是城市中Cu、Pb、Zn、Sb 等元素的主要来源。Romic 等发现, 燃烧和道路交通, 尤其是轮胎的磨损和消耗是城市区域内Cd 的主要污染源[7];Moller 等在大马士革调查时认为交通是表层土壤中Cu、Pb、Zn 等重金属元素富集的主要原因[9]。与历史久远的工业化城市相比, 相对年轻的城市具有较低的重金属含量, 如非洲的哈博罗内市[4]比悠久的重工业城市伦敦[2]、柏林[3]的表层土壤的重金属含量偏低[9], Li 等发现, 城市公园土壤中Cu, Pb和Zn 的含量与公园的年龄之间具有明显的相关性[1],即城市历史越长, 重金属含量越高。元素在表层土壤中的分布明显依赖于城市用地及工业类型, 如Birke 等[3]在柏林市调查中发现, Al,K, Si, Na, Sc 和Ti 主要是自然源, 即与母质的组成有关; 工业区域倾向于被Cu, Cd, Zn, Pb, Hg 污染; 农业区由于大量使用化肥和污泥, 富集Cd, F, Cr, Hg, Ni,Zn 和P 元素。尽管非洲的哈博罗内市比较年轻, 但它的不同区域仍然受Cr, Co, Ni, Cu, Zn 和Pb 等元素不同程度的污染。如城市中心和工业区的Co, Cu, Pb,Zn 等元素污染, 农业土壤中的Cr,Ni 污染, 居民区及工业区的Zn 污染[4]。
2.2 城市环境地球化学评价
2.2.1污染程度评价
将郊区土壤背景值与城市各功能区含量进行比较是了解城市环境污染水平最常用、最直接的方法。如瑞典斯德哥你摩市Hg 在市中心土壤中的含量是郊区背景值的20 倍, Pb 和Zn 在市区中的含量也远远高于背景值[5]; 在柏林老工业区, Cu 的最大值是背景值的2050 倍, Cd 是1638 倍, Hg 是1780 倍[3]。通过同一城市不同功能区内元素含量的对比以及不同城市之间的对比, 也常用来评价城市环境的污染水平。
农业土壤与城区内土壤不同, 除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价, 比较有效的评价方法是地质积累指标法(Igeo)和富集因子法(EF)。对大气污染物的评价, 富集因子法尤为有效。
2.2.2生态效应评价
( 1) 气溶胶的生态效应评价。大气固体悬浮物的粒径大小具有来源特征, 粗粒源于陆地尘埃, 而细粒源于燃料的燃烧[13]。颗粒越细, 危害越大, 极细的颗粒物可通过呼吸进入人体, 粒径小于10μm (PM10), 尤其是小于<2.5μm(PM2.5)的粒子, 会导致哮喘, 甚至死亡[14]。因此, 生物圈气溶胶中的重金属含量具有高度的生态风险性。
( 2) 元素生物有效性评价。研究元素生态效应的常规方法是连续偏提取法, 在城市环境调查中, 也有相关的研究实例, 如Zhai等调查发现, 医学论文 由交通引起的人为源的Pb主要以有机质吸附和铁- 锰氧化物态存在[4]; 香港和伦敦的路尘中, Pb, Zn主要以铁锰氧化物相存在, Cu主要以有机质吸附态存在[15]。影响降尘中元素有效性的重要因素是降雨的pH值。一般情况下,在较低pH条件下元素易于溶解, Alloway等报道其可溶性Cd平均为总量( 降尘量) 的60%[16]; 这可能是由于人类活动输入的硫和氮的氧化物使雨水酸化。因此,在易出现酸雨的城市区域具有较大的生态风险性。
3 城市环境地球化学调查应解决的重点问题
关键词:空间数据库 数字化属性
中图分类号:G250文献标识码: A
Abstract: By application of the relevant technical data for the construction of geology database (property) access and composition and processes, such as building a database to explore the spatial database application mapgis establish key technologies related to the proposed solution. Has a certain significance for the implementation of similar projects.
Key words: spatial database digital properties
MPAGIS是集当代先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学为一体的高效大型中文智能GIS软件系统,用途十分广泛,特别是利用GIS创建的空间图形数据库是进行其它地质研究的基础,可为下一步进行国家基础建设及有关预测规划提供多源专业图层及空间信息数据。本文以广西刁江流域相关地质工作进行的一些研究情况为例,通过在数据库建设中数据(属性)的获取和组成及建库流程等相关技术应用,探讨了以MAPGIS建立岩溶地下水调查与地质环境整治示范空间数据库的关键技术和方法。
1 项目概况
1.1 基本情况
广西刁江流域地下水调查与环境地质综合整治示范属西南岩溶地区地下水与环境地质调查项目的工作内容,为中国地质调查局下达的地质调查项目。地质学专业空间数据库,是该示范项目的重要成果之一。
1.2空间数据库成果要求
广西典型地区岩溶地下水调查与地质环境整治示范刁江流域空间数据库按总体设计需建设15个1:5万图幅。其中每个图幅所涉及的数据包括:
(1)地理坐标系(以度为单位)及高斯投影(北京椭球参数)的MAPGIS文件。
(2)元文件,包括自检互检表及各图幅图层建设情况。
(3)必要的说明性文件,包括建库过程及修改字段的说明。
(4)数据库文字报告。
2 工作方法及流程
2.1 原始资料概况
(1)资料来源:项目建设数据库所使用的基础数据源依据1:5万地理图;1:20万地质图中的基础地理及地质数据进行相关数字化;水文地质、生态环境地质专业数据源主要采用本次野外的现状调查成果及收集了一些资料进行相关数字化。数据库以反映水文地质、生态环境地质基础特征为重点,对具有时间特性的动态可变数据信息也记录其时间特性。
(2)本次完成的图幅覆盖了广西刁江流域岩溶石山区,其分布情况见图2―2―1。
图2―2―11: 5万图幅名称
(3)资料整理情况: 1:5万地理图、1:20万地质图均为通过部级验收并已出版的图件资料。数字化录入后均进行误差校正。对其内部属性进行修编完善达到建库目的。建库时主要引用本次岩溶地质、水文地质与生态环境地质的野外调查原始数据进行数字化输入。
2.2 工作方法及流程
(1)地理底图
地理图层直接对已出版的1:5地理图进行数字化录入与修编。见地理图工作流程图(图2―2―2)。
图2―2―2地理图工作流程图
(2)基础地质
以已出版1:20万广西地质图为基础,并参照1:20万综合水文地质图和1:5万实际材料图;再根据省区实际情况对岩层数据进行录入与修编,建立地质图层。在力求反映地质构造的前提下,完善相关属性。其中地质图中水域面以1:5万地理图为准,为保证地质界线中断层接触与断层线的完全套合,以及地质图层中水体接触界线与地理图中水域面的完全套合,将地质界线、断层线、水域线添加在一起,形成总图层,柘朴检查,将多余悬挂线段删除,然后,地层界线、断层线、水域线均从总图层中提取,柘朴重建,完善属性。见地质图工作流程图(图2―2―3)。
(3)专业图层
根据现有资料进行录入汇编,专业分层,数字化成图,并完善其属性及外挂属性表。其中以本次野外调查资料为主,辅以1:20万水文地质普查资料及收集到的相关资料。对于与地下水资源、环境地质评价相关图层,均与本次调查成果相对应,做到空间数据库与调查成果报告的统一。见专业图层工作流程图(图2―2―4)。
2.3 专业图层划分
按照中国地质科学院岩溶地质研究所下发的《西南岩溶区1:5万地下水与环境地质调查空间数据库结构及GIS技术要求》,结合刁江流域具体情况进行专业分层,本空间数据库专业分层见表2―2―1。
2.4 完成的实物工作量
广西典型地区岩溶地下水调查与地质环境整治示范刁江流域空间数据库共涉及1:5万图幅有15个,各图幅完成情况见表2―2―2。
2.5 质量监控
严格按照建设数据库质量检查要求进行检查,遵照本单位的质量认证体系,严格做到自检、互检及项目负责的抽查,并定期作阶段性检查。
图2―2―3地质图工作流程图
图2―2―4专业图层工作流程图
专业图层划分总表
表2―2―1
图幅完成情况简表
表2―2―2
3 数据质量评述
3.1 数字化图形质量
本次空间数据库建设,数据录入主要采用扫描录入及单点坐标直接录入。对于本次调查研究成果,调查点的空间位置录入均由GPS采集到的数据直接输入,投影转换到所需的坐标系,为保证数据的准确无误,录入数据还经过严格的校核。地下水资源评价及环境地质评价分区界线在计算机中直接勾绘,涉及与基础图层有公共界线的,直接从基础图层中提取,保证数据库中各图层空间数据的套合。对于图件的录入,在保证原图件质量的前提下,在数字化过程中,保证数字化图件与原图件的重合精度,完全能符合项目办提出的相关要求。误差校正保证了每幅图校正点数不得少于16个点,并根据图面质量实际情况,增加校证控制点。为保证图件与实际的吻合性,参考1:20万地质图根据实际情况对地质数据进行局部修编,以满足图层之间的套合精度。
3.2 属性(或卡片)质量
本次对空间属性输入经过了数据录入人员根据原始记录的录入,自检、互检及阶段性检查,再由专业技术人员进行校核,确保数据的正确性。
3.3 属性数据库质量
属性录入进行逐点进行录入,并对已录入的点进行标记,确保数据录入的完整性。检查时主要根据图元编号进行查询,做到图元与原始数据的对应性。最终将属性数据库导出,由专业技术人员进行校核,保证数据录入质量。根据本次空间数据库技术负责抽查及阶段性检查结果,数据质量可靠。
4 结束语
4.1 取得主要成果
(1)对广西典型地区岩溶地下水调查与地质环境整治示范刁江流域数据进行了数据库入库工作,为全面分析岩溶区水文地质条件和环境地质条件以及工作区水资源评价提供了可视化信息,为国家实施西部大开发中进行数据交流提供了便利。
(2)通过对野外记录卡片建库工作,对野外资料进行数字化管理。为今后野外原始资料管理提供了新的途径。
(3)通过对地下水资源与环境地质的空间数据入库,为探讨地下水资源与环境地质评价模型打下基础。
(4)广西典型地区岩溶地下水调查与地质环境整治示范刁江流域空间数据库的数据主要来自本次野外调查,保证了数据库的准确性和精确度,使专业数据更具有实际利用价值。
参考文献:
[1]《MAPGIS6.X地理信息系统使用教程》 武汉中地数码科技有限公司。
[2]《西南岩溶区1:5万地下水与环境地质调查空间数据库结构及GIS技术要求》中国地质科学院岩溶地质研究所。
作者简介:
关键词:卫校学生;环境激素;调查研究
环境激素,正确的说是指干扰内分泌的物质。环境专家,“环境激素”上同地球变暖,臭氧层遭到破坏一样,已成为全球环境的大问题。它已成为全球的3大难题之一,作为接受医疗护理教育的卫生学校的学生理应去关注它。为了了解卫学生对环境激素的了解情况及唤起大家的关注,现抽取300名中职护理专业学生进行调查分析。
1资料与方法
1.1一般资料 从萍乡卫校在校生中随机抽取300名学生作为调查对象,所有学生全部为女生,年龄为16~24岁,平均(16.86±0.84)岁。其中11级190个,12级110个。
1.2方法 采用分层抽样的方法抽取了300名护理学生作为调查对象,并采用自行设计的调查表格让调查对象自评。问卷回收率为100%。调查表的内容除调查对象的年龄、性别等一般项目外,主要包括:环境激素的本质、环境激素的任用、环境激素的种类、环境激素的物质、疑为环境激素的物质、环境激素对人类的影响、防治环境激素的措施,了解程度分为:知道、部分知道、不知道。在收集资料后,应用分类数据资料的统计方法进行资料的统计和分析。
2结果
2.1调查结果显示对环境激素6个方面中的某方面知识不知道的志占比例较大,见表1。
2.2调查结果还显示,对环境激素六方面的知识完全不知道的人有216个,所占比例为72%,而对环境激素6个方面知识都知道的没一个。
2.3综合以上结果,可以看出萍乡卫样学生对环境激素的了解明显是比较少的。
3讨论
3.1萍乡卫样学生对环境激素了解较少的原因。
3.1.1环境激素是产业化新公害。环境激素的存在因其作用而成为社会问题是非常近期的事,日本是从1977年左右开始,即使是对这个问题有一定进展的欧美,最我也就是20世纪80年代后期的事情[1]。因此,环境激素还没有成为家喻户晓的事情是情理之中。
3.1.2环境激素的研究在全球也都才刚刚开始,资料有限[1]。有关这方面的研究还处于早期,很多东西还不是很清楚。于是,关于这样面的知道信息,也相对较少。学校也没有这一类的教材。因些卫校的学生能接触的机会也很少。
3.1.3对环境问题关注不够。如果对环境问题有足够的关注,就会积极主动的去获取相关的环境知识,我们现在的信息技术已经很发达了,只要你想关注,通过网络那是很容易就能知道的。
3.2促进我校学生获取有关环境激素知识的措施。
3.2.1从网上获取这方面的知识。网上有关这方面的知识的资料较多,上网查询可以成为获取这方面知识的重要途径。
3.2.2学校创造机会让学生去获取这方面的知识,比如知识讲座、主题班会等。
3.2.3使学生能够多关注环境问题。环境问题是全球性大问题,如果平时 做到关注,那就不会让环境激素问题成为漏网之鱼。
「关键词 建设项目,公众意见,调查,环保验收
Abstract: describes the construction project completion acceptance of environmental protection monitoring public opinion surveys importance, and points out that the public opinion surveys in the construction project completion acceptance monitoring environmental problems existing in the method of choice is the investigation, public environmental awareness limitations, the public representative and public opinion survey content design, public opinion solving and implement, therefore put forward Suggestions for improvement.
Keywords: construction projects, public opinion, survey and acceptance of environmental protection
中图分类号:X324文献标识码:A文章编号:
前言
建设项目竣工环境保护验收监测,是“三同时”管理制度的基础工作,是“三同时”验收的主要技术依据。随着公众环境意识的不断提高,公众对居住环境的质量重视程度在增强,建设项目竣工环境保护验收监测作为环评制度的后续监督,应更加重视对公众意见的调查。公众意见调查是建设项目环境影响调查工作的重要内容之一,也是建设项目环境影响调查的重要方法和手段。通过公众意见调查,可以定性了解建设项目在不同时期存在的各方面影响,特别是可以发现施工前期和施工期曾经存在的社会、环境影响问题及目前可能遗留的问题;配合现场勘查、现场监测、文件资料核实工作,也可检查环评、设计及其批复文件所提环保措施的落实情况;同时,有助于明确和分析运营期公众关心的热点问题,为改进已有环保措施和提出补救措施提供基础。
1、公众意见调查特点
(1)调查内容具有针对性:不仅要包括公众对建设项目的基本态度,还应根据环境影响评价报告、有关工程设计文件及政府主管部门批复文件的具体环境保护措施要求和分析,设计相应得提问内容,同时也要有公众对解决有关环境问题意见的议题。不同类型的建设项目,公众意见调查的具体内容有所差异;即使是同一类型的建设项目,由于环境影响程度和关注的重点不同,提问内容设计也要有所区别,也就是说调查内容的确定要有针对性。
(2) 调查方式灵活多样:公众意见调查内容针对性较强且议题较为广泛,往往不能通过单一的调查方式而得到相对全面的、正确的反馈意见。要求将调查内容进行适当的分类、选择相应对该类问题较为关注的群体,采取灵活多样的调查方式,通过不同途径来收集公众、非政府组织和政府职能部门的意见。
(3)调查对象较全面:公众参与对象主要是受影响的群体和非政府组织,政府及其管理部门一般不含恰中;而公众意见调查对象一般要求包括影响区的政府职能部门,但针对受影响群体、非政府组织和政府职能部门调查时内容侧重点不同。
(4)涉及项目全过程:公众参与主要反映公众对建设项目的态度及期望,主要涉及现在时和将来时:而公众意见调查主要在于说明建设项目全过程中的环境影响及采取的环境保护措施的实际情况,不仅涉及现在和将来,而且需要反映过去的客观存在。从时间跨度上说,公众意见调查具有该建设项目的全时段性。
2、公众意见调查方法
公众意见调查要结合各地区的人口组成、分布情况和经济发展状况,使不同文化、不同层次的人群都有机会参加。调查方式应具有灵活性,包括走访咨询、问卷调查、座谈讨论、媒体公示、听证会等形式。最常用的:走访咨询、问卷调查、座谈讨论三种。走访咨询是一种适用范围广、了解意见最全面的调查方法,一般在竣工环境保护验收调查的初步现场踏勘时使用;问卷调查是国内各种场合最普遍使用的调查方法,也是公众意见调查的重要方法之一,在竣工环境保护验收监测时进行,要求被调查对象按设定的表格内容,逐项进行书面回答。座谈讨论是针对性最强、组织难度最大的调查方法,座谈讨论主要针对受影响群体最为关心的热点和难点问题而进行,一般在竣工环境保护验收监测后,报告编制阶段进行。以下是公众意见调查流程示意图:
3、公众意见调查作用
(1)可以检查环评、设计及批复所提环保措施的适宜性和落实情况;
(2)有助于明确和分析运营期公众关心的热点问题,为改进已有的环境保护措施和提出补救措施提供基础;
(3)可以定性了解建设项目的不同时期存在的各方面影响,特别是可以发现施工前期和施工期曾经存在的社会、环境影响问题,以及目前可能遗留的问题;
(4)有助于配合环保验收监测现场踏勘,现状监测,文件资料的核实工作;
(5)可以反映公众对建设项目的基本态度,体现公众对环境管理的参与;
(6)有助于发现企业偷排污染物的违法行为;
4、公众意见调查结果分析
通过对问卷调查内容进行分类统计,计算各类意见的数量及其比例,结合在走访咨询中所了解到的情况,并于环境影响报告书中相关结果进行比较,核实有关环境保护措施的落实情况,重点分析公众对项目建设的态度、项目建设各个时期分别对社会和环境的影响、公众对项目建设的主要意见及合理性、有关环境保护措施的有效性,并结合座谈会结果,提出热点和难点问题的解决方案。
5、建议
公众意见调查,是建设项目竣工环境保护验收监测报告编制中的内容,公众对建设项目的态度,将作为建设项目验收审批的重要依据,随检验报告一起公示并加以落实和解决。管理部门应建立有效机制,使公众意见能够及时得到解答和答复,体现公众参与的完整性。
(1)保证公众参与意见调查的完整性,使公众对所提的意见的解决和落实情况有了解直销的权利。
(2)对公众选择既要有“面”,又要有“质”,既要有建设项目影响区域的居民意见,又要有政府职能部门、专家、非政府组织的意见,保证全面性。
(3)改进和提高调查内容的设计和格式,使调查准确全面、有效。
1.1我国环境监测现状
我国的环境监测工作起步于20世纪50年代初期。至1980年改革开放时,全国建成了300多个三级环境监测站,初步形成了系统的环境监测网络。经过30多年的快速发展,目前我国已建成国家、省、市、县四级监测网络,拥有2300多个环境监测站[1],在防污减排、生态环境质量的监测、监测站标准化建设等方面,取得了重要的发展,显著地提高了我国环境管理水平。环境监测方法也从早期基于分析化学方法的污染源监测阶段步入多源环境监测阶段。近年来,随着科学技术的发展,环境监测手段也有了新的发展。目前环境监测手段,正由经典化学分析向高精密仪器分析方向发展,并由微量分析(0.01%~1%)发展到痕量(<0.01%)[2];由传统的人工采样、实验室分析,向智能化、自动化、网络化的监测分析方向发展,并积极引入了先进的遥感、电子、光学等高新技术。监测范围也从狭义的环境质量监测,向包括职业健康等各领域监测方向发展,以科学地跟踪对人类和环境有影响的各种物质的含量,准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据,切实地改善和提高人类的生存环境。
1.2存在的问题及研究意义
环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段,是科学管理环境和环境执法监督的基础。根据监测数据,可以描述和表征环境质量的现状和变化规律,并预测环境质量的发展趋势;可以搞清污染物种类和分布状况,明确污染物的污染途径,预测 污染的发展趋势,分析可能出现的主要环境问题,为环境管理提供经过综合分析评价的环境数据和信息;同时各类环境监测数据也是制定环境政策、法律、环境管理规定和环境标准的科学依据。然而,随着国家对环境质量的要求提高,我国环境部门多年沿用的经验布点、表格评价法已不能满足发展的需要。简单的测点设计与评价方法,样品采集工作量大,数据难以较科学、全面地反映污染状况,评价分析结果不能有效地揭示企业生产对环境影响的变化规律和潜在的环境重大危险污染源。改进监测与评价方法成为当前环境质量评价的迫切需要[3]。合理地采集数据是环境质量监测评价的基础,而科学地设计采点是其核心关键。环境监测内容多、范围广,全面监测的数据庞大,而凭经验设计,或会顾此失彼,而一旦忽略一些重点的测点,则不能全面、准确地反映环境质量状况,更不宜于客观的评价。应用数理统计的抽样调查方法,通过科学地设计分析监测样本,从总体中按抽样调查方法,合理选取部分测点为样本,并根据监测结果科学地分析和评价总体,既可有效地减少监测工作量,又可科学地提高监测评价质量[4]。传统评价方法只对是否符合标准进行评价,未对潜在危险源进行分析和评价,很容易忽视潜在的重大危险源,诱发较大的环境质量问题。因此在环境评价时,不仅应按国家标准作常规检查,同时,应深入分析重要危险源的发展规律,及其危险性,这样才便于针对性地管理,有效减少环境质量事故。因此,加强环境监测测点设计和评价方法的改进,有积极重要的意义。
2基于抽样法的监测设计
环境质量监测主要包括水环境监测、大气环境监测与土壤环境监测3部分,其中又包括常规项目、特定项目和选测项目3个方面的内容。对高危企业,由于危害元素多、范围广,选测项目需要布设的测点数量庞大,有时会远远超过前2个子项的测点数,因此需要科学地设计。通常大型高危企业需要布设上万个测点,才能满足要求,才能全面反映企业的环境质量状况。显然,按目前的监测手段是难以完成的。本文按数理统计抽样调查方法,科学地选择样本,设计监测数据采样点,不仅可大大减少测点,提高测试效率,并可实现科学采集与科学评价的目的。根据抽样调查方法原理,常规项目测点采用系统抽样法设计,将监测总体各功能区按一定标志或次序排列成规律图形,然后按一定的距离间隔设计监测点。选测项目涉及内容较多,应在查阅以往环境质量评价、研究企业生产危险特征的基础上,科学合理地选定待测项目。对分布有规律的,采用系统抽样法设计,其余则采用分层抽样法设计。特定项目主要是针对已确定的污染源核定复查,可采用整群抽样和分层抽样结构的方法设计。
2.1水环境监测抽样设计
(1)监测对象。水环境调查区域范围为88km2,按水库、河流、灌渠、水塘等地表水形态与地理位置不同,分为5个功能区。常规监测项目为pH、COD,重点监测项目为Cd、Pb、Zn和Cr重金属。本次设计未考虑特定项目和选测项目。(2)监测抽样设计。对灌渠、水塘、河流功能区,主要采用平面系统抽样设计,设置2~3个分层抽样。按水源与污染源的方向,采用黄金分割率(0.62/0.50/0.38/0.19)的方法设计测点间距。对水库采用立体系统抽样与分层抽样结合的方法设计,并按污染源分布方向,采用黄金分割率方法设计测点间距。
2.2大气环境监测抽样设计
(1)监测对象。大气环境调查平面范围为88km2,最大监测空间高度为6m。常规监测基本项目为总悬浮颗粒物(TSP)、颗粒物(PM10),重点监测项目为Cd、Pb重金属。(2)监测抽样设计。不再细分功能区,而是以污染源(矿山)为中心,以雷达辐射方式,按系统抽样方法与黄金分割率设计测点。设计3条监测辐射线,辐射线夹角为60°,每条辐射线长5~10km。按黄金分割率由近至远布设测点。每条辐射线布置8个测点。在靠近污染源处,在监测空高6m的高度上增设4个测点。共布设28个大气监测点。考虑风流对大气质量的影响,处于污染源风流上方,基本测距增加一倍,测点减少一个;风流下方,基本测距离不变,测点增加一个。其它两个方向测点数不变,基本测距按插值法调整。
2.3土壤环境监测抽样设计
(1)监测对象。土壤环境调查区域范围为31683亩,按耕地、林地、山地不同,分为3个功能区。其中,耕地为重点监测区。常规监测的基本项目为pH、CEC,重点监测项目为Pb、Cd、Zn、Hg和As重金属。(2)监测抽样设计。耕地测点网格为300m×300m,采用等距网络系统抽样法设计测点。共设计282个测点。林地、山地按污染源方向,采用矩形黄金分割率和系统抽样法设计测点。林地基本测距500m,共设计112个测点,山地基本测距800m,共设计82个测点。
3环境质量评价
3.1水环境质量评价
(1)评价方法。水环境质量评价采用单因子指数法评价法,其公式如下:Pi=Ci/Si式中:Pi———第i种污染物的污染指数;Ci———第i种污染物监测值,mg/L;Si———环境标准值,mg/L。(2)水环境质量评价。5个调查区域的地表水按不同特征分河水、水库水和农田灌溉水。
3.2大气环境监测结果与评价
大气常规项目中的重点与基本监测项目监测。3.3土壤环境质量评价(1)评价方法。耕地、林地和山地的土壤环境质量均采用单因子指数法,按国家《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ/T332-2006)的二级标准评价。(2)土壤监测数据分析。评价区土壤环境质量监测数据及其污染指数。
4环境质量评价与重大隐患源分析
4.1环境质量评价
(1)水环境质量评价。从表2、表3和表4可看出,调查区地表水质量基本符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的Ⅲ类标准要求。水中的重金属含量呈现越靠近污染源(矿山)越高的趋势,其中,在靠近污染源的检测点,水中锌的含量较其它测点高7倍,尽管仍在允许范围中,但仍需加强观察。(2)大气环境质量评价。从表5可看出,调查区内,大气质量基本符合项目《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二类标准要求,但镉含量严重超标,超过倍数高达1.8倍,需要加强污染源粉尘治理。(3)土壤环境质量评价。从表6可看出,调查区内土壤受到重金属严重污染,其中Cd、Pb、Zn、Hg金属污染指数分别高达3.43,2.52,1.59,1.30。土壤环境质量存在严重的问题,必须严格防范控制。
4.2重大危险源与健康风险分析
(1)重大危险源分析。通过上述评价分析,调查区内影响环境质量的危险源见表7。危险级别按危险指数,结合寿命损失率确定[5]。从表7中可看出,Cd为重大危险源,必须按国家有关重大危险源的规定进行管理。
4.3防治措施与建议
调查区受矿山重金属污染严重,尤其是镉、铅等重金属在大气与土壤中严重超标,对环境质量造成了严重影响,尽管尚未构成健康威胁,但为防范进一步的恶化,必须及时治理。重金属污染防治是一个系统的工程,需要从多方面进行治理,相关防治措施与建议如下:(1)制定综合治理方案,组织各方面的力量进行综合整治,采取强有力的措施,改善区域生态环境质量;(2)强化环境监管,进一步削减矿山污染物排放。督促矿山严格执行环境保护法律法规,确保污染治理设施和在线监控设备稳定运行,实现污染物合理达标排放,采取有效隔离措施防止污染物通过各种途径进入周边环境和地下水;(3)调查区重度污染耕地不再作为基本农田,调作它用,对轻度、中度污染的耕地,实施污染治理修复。
5结论