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在美国开发中西部进程中,有两个大规模集中开发的时期:一是1860-1890年,这一时期开发西部的主要动力来源于皮货贸易、土地投机以及奴隶主庄园的扩张。二是1930-1970年,在大规模开发时期内,美国联邦政府陆续出台了有关中、西部开发的法律和政策,极大地加快了美国中西部地区的农业开发的速度。
19世纪中叶,美国联邦政府为了鼓励西部农业开发者,除制定了灵活多样的土地开发政策外,还陆续颁发了《沙漠土地法》、《鼓励西部植树法》等法律。以法律和政策的形式明确了只要在西部地区植树、种草或修筑灌溉沟渠达到一定面积和一定时间,就可以免费或低价获得一定面积的土地。这些法律和政策的实施,促进了美国西部的土地开垦和农业的发展。从1836年到1985年,美国中西部新开垦的耕地面积为2.45亿英亩,相当于原有耕地面积(1.6亿英亩)的1.53倍。随着耕地的增加,粮食产量倍增;玉米由1934~1938年期间的平均每年1061.3万t,增加到1989年的1亿9120万t,增加了约17倍;小麦由1934~1938年期间的平均每年389.5万t,增加到1989年的5540.7万t,增加了14.2倍;大豆由1934~1938年期间的平均每年23.3万t,增加到1989年的5244万t,增加了224倍。使美国成为世界主要的粮食出口国;美国主要畜产品的平均年产量:1961~1965年期间,肉类335.28万t,牛奶1139.9万t,鸡蛋78.4万t。到了1989年,肉类(不含鸡肉)、牛奶、鸡蛋的平均年产量,分别增加到1818.9万t、6543.2万t、397.4万t,分别比1961~1965年期间增加4.43倍、4.74倍、4.07倍。
但是,大规模的垦荒活动,在中、西部开发初期,一些农场主为了获得更加丰厚的农牧业利润,对那里进行了掠夺式的开发,使该地区的农地、水等自然资源遭到破坏,土地荒漠化加剧,生态失去平衡。
2农业生产与资源、生态环境问题
在美国,由于农业的开发而引起的资源、生态、环境问题,如,土壤侵蚀,水资源枯竭,盐害,水质污染,生态系统失衡,等等。
下面讨论在美国由于农业开发引起的土壤侵蚀、水资源枯竭、盐害、水质污染4个方面的资源与生态环境问题。
2.1土壤侵蚀
美国联邦农业部的最新调查研究结果表明:引起农业生产力低下的土壤侵蚀面积达6900万英亩,约占耕地总面积3亿4500万英亩的20%。土壤侵蚀主要发生在:长期不断地种植较单一的农作物的耕地,即不实行轮作、不实行休耕的农地,机械化大农场。此外,美国政府以往的农产品价格扶持政策、增加农户收入的各项优惠政策,导致农户以垦荒的途径扩大种植面积,增加农产品产量,维持较高水平的收入。
由于对土地、水资源的不合理开发利用,由于受风和水的侵蚀,美国全国的农地每年土壤流失量高达27亿-31亿t;造成容易发生土壤侵蚀的耕地面积达1亿1800万英亩。
2.2一些主要农业生产地区水资源枯竭
根据美国联邦农业部的统计资料:1949年美国可灌溉耕地面积为2500万英亩,到了1978年则增加到了5000万英亩,稍后减少到了现在的4500万英亩,其中包括容易发生水土流失的1200万英亩可灌溉耕地和1340万英亩地下水位下降的耕地,分布在北部平原、南部平原、丘陵地区、太平洋沿岸的17个州;例如,西部的加利福尼亚州中央的溪谷地区,地下水位的降低,已成为亟待解决的严重问题。另据美国联邦农业部的调查,1980-1984年,有1400万英亩的可灌溉耕地的地下水位每年下降0.5~5.0英尺。
2.3盐害
美国西部的干旱地区,是“灌溉农业区”,引起盐害的危险性极高。在这里不但有钠盐,还有钙盐、镁盐等各种盐类。加利福尼亚州受盐害最严重,加州的中部及南部帝国峡谷等主要农业区,降水极少,在那里若不进行灌溉,进行农业生产是不可能的。那里灌溉用水的水源是:地下水、圣礼河水、科罗拉多河水。因为科罗拉多河水含盐,加州中部、南部地区的土壤也含盐,所以,用含盐的水灌溉农田导致了耕地表面盐分过度积累,农作物因受盐害而枯死,耕地也逐渐变成了荒漠。现在,对此采取的对策是:用自动撒水器撒大量的水来希释盐分,使盐分流入地下。但是,这样做并没有从根本上解决问题,因为时间一长,地下水盐分含量增高,当盐分含量高的地下水位上升到农作物的根系部位时,就会导致农作物枯死;或用盐分较高的地下水灌溉农田使农作物枯死。为解决这些问题,也曾采用抽水机抽取地下水的方法,来降低地下水位。但是,盐分较高的水,向何处排放?这一问题至今没有得到解决。例如,为降低地下水位,曾将盐分较高的地下水排放到Gustafson野生动物自然保护区,该保护区发生了水鸟和水生植物受害事件,如水生动、植物生长畸形,以水生动物为食的水鸟因吃了这里的畸形动物也生长畸形,水鸟不下蛋,或生了蛋也孵不出小鸟。由于发生了这类事件,排水处于被禁止状态。如果在今后的10年中,这里仍禁止排放地下水,随着含盐分较高的地下水位的上升,将有100万英亩的耕作,因盐害而充耕,变为荒漠。到目前为止,含盐分较高的地下水的排放问题仍没有找到令人满意的解决办法。
2.4水质污染
由于农业开发、生产活动而引起的水质污染,是众多损害大而且涉及范围广的生态环境破坏问题之一。水质污染主要是由于农业生产活动而产生的地表土流失,这些流失的地表土沉积在湖底或河底,恶化有关动植物的生存环境;此外,美国的农民为扩大耕作面积,将湿地转化为农田,也使那里的动植物的生存环境受到破坏。就农业生产而言,大量使用氮和磷随地表水流失到河流及湖泊中,使河水及湖水产生富营养化问题,给动植物的生存带来负面影响;杀虫剂会使水生动、植物产生畸形,乃至死亡。据美国联邦农业部的调查资料显示:在美国,流入河流湖泊地表水的水质污染物约有50%来自农业生产活动,主要是由土壤侵蚀、水土流失造成的。其中有50%-70%为氮和磷,主要来源于耕地上的化肥与围栏育肥方式所聚集的家畜粪便。水质污染不仅使地表水质恶化,而且对地下水资源的水质也有重大影响。如果农业生产上使用的化学物质一旦污染了地下水,就会污染整个地下水水脉。地下水质污染,危及着农业生产地区人口总数的97%,占美国总人口50%的居民健康。因为,这些居民要饮用地下水,所以水污染问题的严重性是不言而喻的。
3美国的农业土地资源和生态环境保护对策
面对农业生产、开发资源环境带来的负面影响,美国联邦政府从20世纪80年代初期开始注重与农业生产、开发相关的资源、生态、环境的保护,制定了一系列旨在农业可持续发展的保护耕地、水等自然资源及生态环境的法规和长期计划,特别是联邦政府1985年制定的“农地保护计划”,大规模地实施退耕还草、退耕植树、或休耕;到1990年共将1亿1800万英亩的农地纳入,发挥了巨大的生态效益和经济效益。
3.1农业立法与资源、生态环境保护
美国联邦政府于1985年修订了农业法,修订后的农业法的主要内容是:①为提高农产品在国际市场上的竞争力和出口,政府对农民支付农产品出口补助金;②为减少农产品库存积压,扩大农户对农产品市场的选择权(交易条件、方式等);③通过实施农地保护计划(CRP),贯彻对农地进行保护的方针。此外,该法还包含了有关资源、环境保护的条款、草地保护、沼泽地保护等条款,制定这些条款的目标是:持续地提高农业生产的劳动生产率,保护土地和水等自然资源与生态环境。为实现该目标,政府制定了长期性资源和生态环境保护计划,即与该法相辅相成。
1990年美国联邦政府再次修订了农业法。修订后的农业法的目标是:通过实施农地、水等资源的保护及水质改善、湿地的生态环境系统保护、食品安全性保障对策,以保证农业生产力的持续提高,保证向消费者供给“绿色”的农产品。为实现上述目标,在农业法中还增添了关于“持续农业”和推行新的耕作方法的条款。
修订后的《农业法》,沿袭了食品安全保障法的方针,增加了对资源和生态环境保护的内容。该法的主要政策目标是:市场理论的应用;提高美国农产品在国际市场上的竞争力;资源和生态环境保护(特别是农地、水资源)。该法由9项条款组成,有关资源和生态环境保护的条款是第2项和第7项。
3.2农地保护计划
就其内容来看,可以说是荒漠化防治计划。其主要内容是:针对农业生产给土地、水等自然资源、生态环境带来的破坏,在容易发生荒漠化的地区,实行有计划的退耕还草、退耕还林及休耕(如种植以改良土壤为目的的豆科植物等),即在美国联邦农业部的监督下,对容易发生土壤侵蚀的耕地,实行为期10年的休耕或永久性退耕还草、退耕还林。同时,作为补偿,由联邦农业部每年向该计划的参加者(农户),支付一定数量的补助金(按每英亩一定的单价乘以退耕、休耕地面积的方法计算,并被称为地租,下同):联邦农业部退耕还草或退耕还林的农民支付树木和草的种植费用总额一半的补助金(一次性的补助)。
农地保护计划的主要目的是,减少容易发生土壤侵蚀的农地土壤侵蚀量,防止荒漠化蔓延。除此之外,还有以下五个较具体的目的:①通过农地保护计划的实施,长期保持美国农业的食品及天然纤维的生产能力;②减少由农业生产而产生的环境污染物质的数量;③改善水资源质量;④保护野生动、植物;⑤通过减少农作物种植面积的方法,抑制农产品生产过剩,通过总量控制来保证农户增加收入(稳定和提高农产品价格)。
根据联邦政府统计,1989年联邦农业部对大约6300万英亩容易发生土壤侵蚀的耕地实施农地保护计划管理,每年减少土壤侵蚀量达8亿t;到1990年,联邦农业部对容易发生土壤侵蚀的1亿1800万英亩耕地,实施农地保护计划管理。
在美国,实施农地保护计划管理,也不是一帆风顺的,常常会遇到阻力。例如,是参加会减少收入的农地保护计划(CRP)、还是维持以前那种较大耕作面积的农业生产活动之间进行选择时,农民更偏好后者。
在实施农地保护计划的区域内,如果农户不参加农地保护计划,则取消该农户享受政府扶持及参加联邦农业部“农产品计划”的资格。
到了1996年,最初实施农地保护计划的耕地(休耕、退耕还草、退耕还林)已经过了10年的保护期,也就是说已经失去了向农业部领取地租的资格,一部分休耕的农地可以从新进行农作物种植了。但是,拥有这些耕地的主人,必须严格遵守1985年及1990年修改后的农业法中有关农地保护的条款来耕作。否则,他们将不得不同农业部的“农产品计划”说“再见”了。那些退耕还草、退耕还林的农地,则永久地退出农作物的生产。
3.3防止水质污染对策
1987年美国颁布并实施的《水质法》、《水质净化法》,根据该法的规定,各地方(州)政府有义务每年向联邦政府报告关于缓解农业水源水质污染问题的对策及成果。1988年美国联邦农业部公布了“土壤、水资源保护全国计划”及“区域水资源水质净化计划”,并通过该计划的落实,管理着全国22个区域性水资源水质净化计划的实施。现在看来,全国各地的农地、水等自然资源和生态环境保护的实践证明,上述各项法律和计划收到了良好的效果。
3.4耕作方法的资源、环境保护对策
3.4.1可持续农业
所谓“可持续农业”,一般是指“能够持续地利用资源进行农业再生产或能够进行资源的再利用,把农药、化学废料的投入量控制在必要的最小限度,在实现资源与生态环境保护、生产安全农产品(食品)的同时,保持较高水平的农业生产力和收益性的耕作方式及其农业管理体系。”
实现可持续农业的手段是:①改革现行的农业种植、养殖体系中不利于农地、水等资源保护的部分;②采用病虫害综合防治方式;③促进家畜粪尿等农家有机肥料及豆科植物等绿肥的利用;④实施保护农地、水资源的保护性耕作方式;⑤采用种植业和畜牧业相结合的复合经营模式。
通过上述手段来防止土壤侵蚀、荒漠化蔓延、水资源水质污染的目的,并且在保护农地、水等自然资源和保护生态环境的前提下,进行农业生产,提供安全的(卫生的)农产品。
3.4.2关于“保护性耕作方法”
集约型持续单作经营方式农业,容易发生土壤侵蚀,导致农药使用量的不断增加、水质污染。
论文摘要 分析了桃源县农业面源污染现状,总结了围绕治理农业面源污染所做的主要工作,并提出加强治理农业面源污染的对策。
1 桃源县农业面源污染现状
1.1农业面源污染不断加重
1.1.1化学肥料污染。全县2007年化肥总用量(实物量)约12.268万吨,平均化肥施用折纯量为564kg/hm2,比全省平均水平高14.63%,比全国平均水平高42.16%;施肥中有约1/3的N、P营养元素通过地表径流和渗漏而进入水体,由于不合理施肥导致的N、P营养元素对水体污染的问题不容忽视。
1.1.2化学农药污染。全县2007年农药总用量1 388.4t,其中有机磷农药725.1t、除草剂517.2t。农药施用量很高,农业面源污染的隐患显而易见。
1.1.3农膜污染。全县每年农膜使用总量约为752t,平均回收率为26.2%,即每年大约有555t农用薄膜残留在土壤中,对环境造成污染。
1.1.4生活废弃物污染。全县年生活污水排放量达1 788.5万吨、固体废弃物排放量70.335 5万吨、生活用洗衣粉用量3 880多吨。
1.1.5畜禽粪便污染。全县畜禽粪便年产生量1 295.5万吨,养殖业废水排放量467.4万吨,其中规模养殖户废水排放量27.74万吨,每年直接进入水体的污水有8.8万吨;养鸡专业户鸡粪年产生量13.286万吨,其中进入水体的有10.6万吨。
1.2工业“三废”的污染在加剧
2000年前每年约146万吨废水进入农业环境,污染农业灌溉用水和水库、河流,10.9亿立方米废气污染物通过气流运动或随降水向农区扩散。2007年底增加到废水960万吨、固体废弃物14.55万吨、废气195亿立方米。如此多的污染物,给产粮大县的粮食及其他大宗农产品生产带来了安全隐患。
2 围绕治理农业面源污染所做的主要工作
2.1开展农业面源污染调查与监测工作
随着农业集约化程度的提高和养殖业的快速发展,化肥、农药使用量大幅度增加,畜禽粪便及污水排放成倍增长。农业面源污染问题越来越突出。为明晰环境质量情况,查清农业面源污染现状,我们从2004年起在水稻、柑橘、蔬菜等作物上建立了农业面源污染长期监测点,2008年完成了全国第1次农业污染源普查工作。
2.2开展农业投入品执法检查
严查未取得登记证、无登记证或假冒登记证的肥料以及质量不合格的肥料、农药,突破对农资质量案件查处的瓶颈,加大对大案要案的查处力度,对较大规模的批发商进行重点监控;同时开展以农资打假为主要内容的“夏季百日行动”。
2.3依法开展农业环境污染事故调查处理
几年来,共开展了包括常张高速公路建设因施工导致的农作物污染受损事故的调查与鉴定;创元铝业含氟废气污染农作物事故的调查与鉴定;陬市镇东林村农作物遭受水泥厂废气、粉尘污染损害情况等多次农业环境污染事故调查处理。
2.4摸索整治农村面源污染的途径
2.4.1大力推广畜禽废弃物资源化利用技术。全县共建户用型沼气池4.2万个,畜禽粪便通过沼气池产生沼气、沼渣、沼液,促进了全县多种类型的种养模式发展。如全县共发展猪—沼—稻模式、猪—沼—果、猪—沼—菜、猪—沼—茶、猪—沼—鱼等模式4.2万户,沼渣、沼液作茶园、菜园、果园有机肥,实现了资源高效利用目标。县百威有机肥厂利用畜禽粪便和食用菌栽培废弃料以及农作物秸秆,加工成优质有机肥,既符合国家有机肥商品化的产业政策发展方向,又为我县有机废弃物综合利用开辟了新的利用方式。
2.4.2大力推广资源高效实用技术。一是推广测土配方施肥技术。2007年推广测土配方科学施肥近6.67万公顷,增效节支375~450元/hm2。二是推广秸杆还田技术。全面普及稻草还田,提高了地力,减少了化肥施用量。三是推广低毒低残留农药。全面推广病虫害综合防治技术,减轻了农药对环境的威胁,提高了农产品安全水平。四是推广频振式杀虫灯诱蛾技术。2007年我县在水稻、棉花、茶叶等作物上推广频振式杀虫灯2 667hm2,减少了农药用量。
2.4.3开展乡村清洁工程示范。一是乡村清洁工程对村容村貌进行了整治;二是乡村物业管理力度加大;三是通过沼气、乡村清洁工程等工程项目的实施,农村“五改”工程明显加快;四是基础设施条件改善,农业综合生产能力得到提高。
2.4.4大力发展农业“三品”生产基地。全县已建无公害大米、茶叶、蔬菜、水果等基地3.73万公顷,绿色食品基地3 333hm2,有机食品基地67hm2。
3 治理农业面源污染的对策
3.1加强组织领导
农业面源污染治理是一项功在当代、利在千秋、保障农业可持续发展的事业。政府要真正纳入工作议事日程,切实加强组织领导。
3.2加大资金投入
农业环境保护是一项公益事业,财政资金不够,阻碍了农业环境保护工作的顺利开展。各级应当将农业环境保护经费纳入财政预算,并随着经济的增长逐年增加投入。
3.3加强环保设施建设
建议以一个乡(镇)或村为建设单元,解决村民生产生活垃圾集中收集问题。办法是在行政村内合理布局建设垃圾回收池,并解决运输工具,做到户有垃圾分类回收筒、组有垃圾集中收集池、村或乡有垃圾填埋场,彻底解决农村生活垃圾乱扔乱丢的问题。
3.4加强农业面源污染防治技术的推广
关键词:工程素质;环境工程专业;课程改革
工程素质是指工程专业技术人员在进行工程实践活动时所具有的潜能和适应性,它实质上是一种以正确的思维为导向的实际操作,具有很强的灵活性和创造性。工程素质包括广博的工程知识素质、良好的思维素质、工程实践操作能力、灵活运用人文知识的素质、扎实的方法论素质和工程创新素质,它具有如下特征:敏捷的思维、正确的判断和善于发现问题的能力,理论知识和实践的融会贯通,把构思变为现实的技术能力,综合运用资源、优化资源配置、保护生态环境、实现工程建设活动可持续发展的能力并使其达到预期目的的能力。
当今世界,科学技术突飞猛进,科学发现推动人们在认识世界的过程中形成科学原理,工程科技则把科学原理变成改造世界的能动力量。要想更好地参与国际竞争,就要培养更多高素质的工程技术人才。工程素质的形成并非知识的简单综合,而是一个复杂的渐进过程,是将不同学科的知识和素质要素融合在工程实践活动中,使素质要素在工程实践活动中综合化、整体化和目标化。学生工程素质的培养贯穿教育全过程,渗透在教学的每一个环节,不同的工程专业对工程素质有不同的要求,需要不同的工程环境,因而高校要因地制宜地进行综合培养,这也给高等工程教育提出了更高的要求。
一、环境工程专业的工程素质要求
根据教育部颁布的普通高等学校本科专业目录和专业介绍,环境工程专业包括原环境工程、环境监测、环境规划与管理、农业环境保护、水文地质与工程地质等专业。新的环境工程专业提出的人才培养目标是:具备城市和城镇水、气、声、渣等污染防治以及给水工程、水污染控制规划和水资源保护等方面的知识,能在政府部门、规划部门、经济管理部门、环保部门、农业生态环境污染部门、设计单位、工矿企业、科研单位、学校等从事规划、设计、施工、管理、教育和研究工作的环境工程学科高级工程技术人才。随着国家对环境保护的不断重视和执法力度的不断加大,越来越多的企业开始重视环境建设与管理,钢铁、冶金、石化、机械等污染严重的传统企业对环境工程专业学生的需求量明显增多。这就需要高校尽快培养出大批熟悉工程技术和污染治理工艺、设备,懂得法规政策,会管理,关注环保生态、民众健康和生命安全,具有创新能力的高素质的复合型和应用型人才。
培养环境工程专业学生的工程素质,要从以下四点做起。
1.使学生具备扎实的专业理论基础
要使学生掌握水、气、声、固体废物等污染防治和给排水工程、环境规划与资源保护等方面的基础理论知识。
2.使学生能够灵活运用理论知识
学生要具有进行污染控制工程的设计和运营管理的能力,制定环境规划和进行环境管理的能力,以及环境工程方面的新理论、新工艺和新设备的研究和开发的能力。
3.使学生具备工程师意识和职业迁移能力
工程师意识就是学生在承担具体的工程任务时,具有良好的责任意识、成本意识和市场意识。职业迁移能力则主要是指在职业变化越来越快的时代,接受过高等教育的工程师应该具有自我获得知识、迅速转换职业的能力。
4.使学生具备工程实践能力和与他人沟通、合作的能力
接受过工程教育的学生要具有技术决断的能力、处理多学科问题的能力、实际操作能力、动员人力资源能力和与他人协同工作的能力等。
二、对环境工程专业进行课程改革的思路和方法
1.课程体系框架的构建
课程改革要着眼于工程技术人才的培养,以自然科学、人文社会科学和工程技术三类基础课构筑平台。培养过程中要注重理论联系实际,将工程实践贯穿于教学全过程,把专业理论与解决工程的实际问题紧密结合,更好地培养学生的创新能力。实际教学中可将课程体系分为三大模块:通识教育平台课程、学科专业基础平台课程和专业(方向)课程,课程设计、专业实习、毕业设计(论文)等实践环节独立设置。
通识教育平台课程是传授自然科学、社会科学领域的基础知识、基本理论和基本技能的课程,是对学生的全面发展具有基础性、通用性和长效性作用的课程,设必修课和选修课。必修课主要包括《大学英语》《计算机基础及程序设计》《高等数学》《线性代数》《概率统计》《大学物理》《工程化学》《文献检索》《体育军事理论》等,选修课主要包括艺术类、人文科学类、科学技术类、经济管理类、身心健康类等。
学科专业基础平台课程是培养学生学科专业基础知识、基本理论和基本技能的课程,它与通识教育平台课程一起为学生知识、能力、素质协调发展奠定宽厚的基础,也设必修课和选修课。必修课主要包括《无机化学》《分析化学》《有机化学》《物理化学》《工程制图》《工程力学》《流体力学》《电工电子学》《机械设计基础》《生物化学》《环境工程原理》《环境微生物学》《环境监测》等,选修课主要包括《微机原理及应用》《环境科学基础》《化工工艺》《环境生物技术》《环境化学》《环境生态毒理学》《环境地质学》等,其中《生物化学》《环境工程原理》《环境微生物学》《环境监测》《环境生物技术》《环境化学》《环境生态毒理学》《环境地质学》等课程是环境工程专业特有的专业基础课程,而《环境工程原理》课程则替代了原来的《化工原理》课程。
2.环境工程专业方向课程的设置
专业方向课程是建立在前两个模块基础之上的、培养学生具备适应未来工作环境所必需的专业知识和技能的课程,同样也设必修课和选修课。环境工程本科专业应针对不同层次和不同特点的学生制定多样化的培养规格,以适应社会发展的多样化需要。依据环境工程专业的学科特点,在培养“通才”的基础上,建设污染防治技术课程群、环境管理课程群和专业特色课程群等专业方向课程。污染防治技术课程群由《水污染控制工程》《水污染控制工程实验》《大气污染控制工程》《固体废物处理与处置》《噪声污染控制工程》组成,环境管理课程群由《环境影响评价》《环境管理体系》《环境法规》《环境经济与资源管理》《环境规划与管理》组成,专业特色课程群由《环保设备》《绿色氧化技术》《农业环境保护》《排水工程》《水深度处理与回用技术》《突发性环境污染事故的预防与应急处置》组成。这些课程之间联系紧密、内在逻辑性强,并将近年来的新兴学科、交叉学科、边缘学科知识融入教学内容中,有效减少了课程间的重复,加强了不同学科之间的交叉和融合。课程群的构建充分体现了人才培养改革方案中对人才培养理念、人才培养目标以及优化学生的知识、能力和素质结构等方面的要求。
在进行课程改革的同时,高校还应根据自身特色加强课程内涵建设。例如:河南工程学院环境工程专业着重于矿产采、选、加工过程及纺织印染中产生的废水、废气、废渣、地面塌陷、地面挖损的治理和开发利用,在《水污染控制工程》《绿色氧化技术》等课程中融入纺织印染废水的水质特性、染料成分分析及降解机理等内容,《突发性环境污染事故的预防与应急处置》课程则结合煤矿安全工程专业的重大危险源管理理论,介绍了突发性环境污染事故的预防与应急处置技术,使得新的课程体系充分体现“提升内涵、强化特色”的战略指导思想。
3.实践环节教学改革
大多数环境工程专业学生毕业后都会走向生产企业污染治理第一线,解决生产实际问题,这种从业特征决定了环境工程专业的教育必须紧密与生产实际相结合,加强实践教学环节。
目前,环境工程专业实践教学普遍存在以下四个问题。
实验教学内容太少,教学方法呆板,不利于激发学生的学习兴趣和培养学生的创造性。
认识实习的收效甚小。环境工程专业主要涉及与水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物的处置工程等相关的公司或企业,认识实习时间一般为1至2周,只能安排学生一天参观一个企业,这种认识实习所起的作用非常有限。
生产实习安排不够合理,通常是将学生重复安排在认识实习单位,并且很少安排学生进行具体操作,只是让学生随意参观。
毕业设计环节需要进行科学的设置和安排。目前的毕业设计环节以实验为主,注重毕业论文的撰写,忽视了对学生实践能力的考查。
因此,实践环节的教学改革应注重以下三个方面。
(1)强化课程独立实验教学内容和工程设计内容,增加综合性、设计性、研究性实验
在实验教学过程中,教师要注重培养学生的观察能力、分析能力和科学素质,引导学生树立严谨求实、勇于探索的精神。例如:适当减少实验的约束条件,教师只给出大体的方向,让学生独立设计实验内容和实验方法,独立撰写实验报告,这样既可以激发学生的学习兴趣,又可以培养学生独立解决问题的能力和创新的能力。
(2)科学安排实习环节
实习环节包括认识实习和生产实习,二者的目的不同。认识实习是“感知”实习,生产实习则是“实践”实习。环境工程专业实习单位主要有设计院(环境影响评价和工程类设计)、水务集团、环保公司和垃圾处理公司等。学校在认识实习的安排和设置上应该起主导作用,积极寻求校企合作伙伴,在兼顾全面的同时突出重点;学生可根据自己的兴趣选择适合的岗位进行生产实习。此外,生产实习的时间也应适当延长,以便于让学生对企业的管理、运行和实际操作有较为详细深入的了解。
(3)确保毕业设计质量
毕业设计环节是学生走出校门、踏上社会前的最后一步,因此学校必须严格把关,努力提升学生的综合素质,锻炼学生适应社会的能力。在毕业设计课题的选择上,教师要充分发挥学生的主观能动性,尽量结合用人单位的实际情况选择课题。这样,一方面可以使学生的毕业设计与在用人单位的实习有机地结合起来,有利于学生较好地完成毕业设计;另一方面可以使学生尽快适应将来的工作。为提高学生的工程应用能力,设计类课题不得少于75%。此外,教师还要进一步规范毕业设计的各个环节,使毕业设计的质量得到可靠保证。
环境工程专业肩负着为国家环境保护事业培养高素质工程技术人才的使命,环境工程技术人才的培养质量决定着未来我国环境保护事业的发展速度和进步速度。为此,在大学阶段对学生进行工程素质教育,增强学生的工程实践能力,是现代高等教育的重要内容。高校一定要努力创造条件,增加学生参与工程实践的机会,从而培养更多环境保护事业所需要的高素质的复合型人才。
参考文献:
[1]朱高峰.面向21世纪的工程教育改革与发展[J].高等工程教育研究,2000,(1).
论文关键词:绿色贸易壁垒;农产品;绿色产品 一、绿色贸易壁垒理论
1、绿色贸易壁垒的概念 从广义讲,绿色贸易壁垒指的是一个国家以可持续发展与生态环境保护为理由和目标,为限制外国商品进口所设置的贸易障碍。从狭义上说,绿色贸易壁垒实际上是一种市场准入的障碍,是指进口方通过制订严格的环保技术标准,复杂的卫生检疫制度或采用绿色环境标志、绿色包装制度,以阻止或限制某些外国商品的进口。
2、绿色贸易壁垒的基本类型 绿色贸易壁垒的内容比较广泛,大致包括以下五种类型:
(1)绿色技术标准。绿色技术标准是通过立法手段制订严格的强制性环保技术标准,限制国外不符合环保技术标准的产品进口,对贸易实施限制。这些标准都是根据发达国家生产水平和技术水平制订的,对发达国家来说,是可以达到的,但对于发展中国家来说是很难达到的,因而势必导致发展中国家的产品被拒在发达国家之外 。
(2)绿色环境标志。绿色环境标志是一种在产品或其包装上的图形,是由一国政府或其授权部门按照一定的环境标准颁发的,用来表明该产品不但质量符合标准,而且在生产、使用、消费、处理过程中符合环保要求,不危害人体健康,对环境无害或危害极 小。其基本目的是引导消费者进行绿色消费,从而引导企业自觉调整产品结构采用清洁的工艺。
(3)绿色包装制度。“绿色包装”也称环境之友包装或生态包装。绿色包装一般是指对生态环境和人体健康无害,能循环复用和再生利用或降解腐化,促进可持续发展的包装。
(4)绿色卫生检疫制度。绿色卫生检疫制度是建立在现代科学技术基础上的。各种检疫措施不仅极为严格,而且繁琐复杂。基于保护环境和生态资源,确保人类和动植物的健康,许多国家,特别是发达国家制订了严格的环境与技术标准。由于各国环境和技术标准的指标水平和检验方法不同,以及对检验指标设计的任意性,而使环境和技术标准可能成为绿色贸易壁垒 。
(5)绿色补贴。它是指一种将资源环境费用内在化以降低外部经济效果使成本与效益尽可能在生产和经营者身上得到统一的一种手段。为了保护环境和资源,有必要将环境和资源费用计算在成本之内,使环境和资源成本内在化,发达国家还将严重污染环境的产业转移到发展中国家,以降低环境成本,使发展中国家的环境成本因此而提高。
3、绿色贸易壁垒的特点及实施条件
(1)绿色贸易壁垒的特点 绿色贸易壁垒具有其他非关税壁垒所不具有的特征: 第一,表现内容上具有合理性。贸易保护主义者抓住消费者的心理,以保护人类、动物的生命或保护环境与资源为理由,表面上符合可持续发展的历史潮流,也迎合了绿色消费的需要,以达到其贸易保护主义的目的。 第二,保护对象上具有广泛性。绿色贸易壁垒具有广泛的保护倾向,不仅对产品本身的质量,而且对产品从生产前的设计一直到消费后的最终处理都有限制。近年来还从产品贸易扩展到服务贸易、技术贸易等领域,呈现出无所不包的态势。 第三,保护方式上具有隐蔽性。一些国家对某些商品质量、规格、性能和安全等规定了极为严格、繁琐和特殊的标准,检验手续繁琐复杂,而且经常变化,使外国商品难以对付和适应。其目的是利用环保之名行贸易保护之实,使出口方难以预见其内容及变化而难以对付和适应,但又不易产生贸易摩擦。 第四,制订形式上具有合法性。大多数非关税壁垒不是通过公开立法来加以规定和实施,而国际贸易中的绿色贸易壁垒则有相应的法律为依据,如1994年的《技术性贸易壁垒协议》(简称TBT协议)和《实施动植物卫生检疫措施协议》(简称SPS协议),同时,各国还制订有本国关注的一些法规,如1989年美国实施的609条款 。 第五,动态性。发达国家所制订的绿色贸易壁垒措施会随着其贸易伙伴经济和技术水平的进步而调整,从而使得绿色贸易壁垒出现不断提高的趋势。如近年来,日本对进口大米检验的量化指标已经从1993年的20多项增加到2000年的104项。有些国家规定,当某种具有绿色标志的产品在其市场的占有率超过2096时,该国对其环境标志的要求就会做出提高的调整。
(2)绿色贸易壁垒的实施条件 绿色贸易壁垒这种贸易保护措施,虽然能有效地阻止外国商品进入本国市场,但并不是所有国家都具有实施壁垒的条件。到目前为止,实施壁垒的主要是发达国家如欧盟、日本、美国,而受影响的主要是发展中国家如中国。这主要是因为: ①绿色贸易壁垒主要是通过规定高药残标准来提高农产品的市场准入门槛,如欧盟对氯霉素残留量的标准规定为0.2——0.3ug/kg,这个标准不仅是我国就是欧盟本身也很难达到标准。 ②实施绿色贸易壁垒要具有完善的检测体系。仅有高药残标准是不够的,必须辅以先进的检测设备、检测技术以及高素质的检测人员。具有先进的检测技术、设备可以增加应检农药的种类,以及最大限度的提高限量标准,这样就可以对低检测水平的国家形成壁垒。
二、我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒的现状及原因分析
1、我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒的现状 作为世界上最大的农业生产国,我国己经具备相当的农产品竞争力,在水稻、蔬菜、水果和畜产品、水产品、茶叶等方面具有较大的比较优势。我国以发展中国家的身份加入WTO后,良好的制度条件为我国扩大出口、发展开放型经济提供了广阔的空间。然而,“走出去”的道路上并非阳光灿烂,作为我国具有相对优势的农产品出口首当其冲,频频受挫。近年来虽然我国农产品的出口额一年比一年高,但农产品出口增长速度一直低于出口总增长速度,究其原因,除了我国出口的农产品主要是初级产品、产品附加值低以外,农产品出口屡遭国外绿色贸易壁垒是另一大重要原因 。
自1996年8月起,欧盟成员国相继停止从我国进口禽肉和部分水产。我国有关部门和企业按欧盟法规进行了全面整改,并于1997年接受了欧盟兽医代表团的考察。代表团考察报告对我国的相关工作给予了充分肯定,但欧盟只做出了恢复从我国3家工厂进口兔肉的决定。1998年9月、1999年6月和1999年10月,欧盟兽医代表团先后三次来华考察。2000年5月,欧方公布决议,认可我国山东、上海可以对其出口禽肉,但未批准我国加工厂注册。2001年欧方专家来华考察我国动物及动物源性产品残留物质监控体系,随后向欧委会提交了一份关于我国残留监控体系的片面的、不切实际的考察报告,导致我国冻鸡出口下降了41%,保鲜蔬菜和暂时保藏的蔬菜的出口分别下降了20%和29%。 近年来,许多进口国更是加大了对我国出口农产品的检测、检疫力度,这又在很大程度上增加了我国农产品出口的难度。2002年日本对我国青岛的肉鸡产品检疫项目增加了10个指标,对蔬菜农药残留化验检测项目,由入世前的4项增加到46项;韩国对我国出口蔬菜的检测仅农药残留的检测指标最高时就达200多项;欧盟对我国茶叶的检测项目从过去的6种农药残留检测增加到62种;据《中国新闻网》报道,美国以担心输入病虫害为由,自2005年4月1日起,禁止进口中国的人造圣诞树等人工木制装饰品,仅此一项禁令将会影响中国对美国上亿美元的出口。
2、我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒的原因分析 使我国在经济发展过程中的资源浪费、环境污染、植被破坏、水土流失异常严重。因此在一定程度上破坏了农产品的生产环境,同时由于各种卫生、农药标准也因耕作方式不当而常常不合格,从而使中国成为遭遇绿色贸易壁垒的大国。
(1)我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒的国内原因分析
①我国环保意识淡薄,缺乏绿色经济观念。我国在向现代农业转化的进程中,尽管农作物的产量不断提高,但由于我国环保意识淡薄,没有及时采取有效的环保措施,致使农业的污染也日趋严重。工农业造成的19各种污染,通过周围的环境(土壤、水等)作用于农作物,使农产品受到污染,导致“问题蔬菜、问题粮食”的产生。此外,由于食品加工、包装、储运等环节设施落后,导致食品后续污染问题严重,造成食品生产前期污染未消除,后续污染依然存在的状况。然而,目前美国、德国 、日本等发达国家都已建立了环境标志制度,国际标准化组织也推出ISO14000标准认证,其环境管理体系成为世界各国企业跨越绿色贸易壁垒的重要跳板,但我国企业并没有作出积极的反应 。
②我国环境标准过低,农业生产企业认证能力薄弱。环境标准是有关控制污染、保护环境的各种标准的总称。在我国已有的国家标准中,采用国际标准和国外先进标准的不足50%,高新技术标准严重缺乏。此外,国外标准在产品研发阶段就已开始制定,而我国的标准制定却相对滞后,周期也长,没有严格的标准制约严重影响了我国农产品的品质。另一方面,我国农产品要进入国外市场,就需要获得国际上公认的和特定进口国家的绿色认证,一些企业担心认证会降低价格竞争能力,造成认证不积极,普遍存在侥幸的心理 。如在绿色标志认证方面,我国外贸企业要获取国外认可的绿色标志,不仅要支付大量的检验、测试、评估等费用,还要支付不菲的认证申请费和标志的使用年费,使一些企业望而生畏。
③农产品检疫系统不健全。从中国近年来发生的假大米、有毒奶粉、冠生园劣质月饼事件到最近被查出的“苏丹红一号”等事件,“苏丹红一号”在十年前就已经被禁了,为什么在今天又查出它存在于大量食品中,在其他国家关注食品安全之际,我国的卫生检疫系统却还形同虚设,更为可气的是,还有一部分官员在开绿灯,使中国农产品生产者对其产品本身的质量要求不高而导致农产品受阻国外的绿色贸易壁垒,因此中国的检疫系统建设势在必行 。
④环保法律规范不健全,执法力度不够。正是由于我国法律中有关农产品各种标准的规范不健全,才使发达国家常常钻我国法律的漏洞。目前我国引进外资、进口等环节中的环境条款还不完善,对国外进口产品和外商投资企业的环境保护要求不严,对外国产品和污染密集型企业的进入管制较为宽松。且在事实上,存在有法不依、执法不严的现象。
(2)我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒的国际原因分析
①国际社会对保护生态环境和食品安全的关注日益强烈。随着经济的高速发展,人们的生活水平迅速提高,生态价值观被广泛接受,人们对自己的生存环境和卫生食品安全日益关注,追求高品位生活的意识也越来越强,对衣、食、住、行的要求越加严格,“绿色”成为了一种时尚,一种健康的代言。这促使发达国家政府通过立法满足国内居民的绿色需求,保护本国产品在国内市场的竞争力。为此,发达国家政府便在国内推行绿色生产、绿色营销和绿色消费,实施绿色管理,通过制定相关法律与政策,约束和限制国外未达到本国或国际环境标准的农产品进入本国市场。
②将同一标准使用在处于经济与科技发展不同阶段的国家。发达国家的科技水平较高,处于技术垄断地位,同时有强大的经济实力作后盾,它们制定了众多的环保技术标准和环境标志,是想利用生产和销售绿色产品,发展绿色科技和相关服务,控制未来的世界市场。而发展中国家面临着极为迫切的经济增长甚至是温饱问题,在环保领域的缺口较大,它们既无雄厚的资金,又无可以利用的高科技手段,其环保水平尚处于初始阶段,在短期内缺乏实施同一环境标准的能力。而在两个发展水平不相等同的阶段适用同一标准,这本身就是不合理的。这就使发展中国家在环保上始终处于被动局面,导致发中国家的产品被排斥在发达国家之外,极大的制约了发展中国家经济的发展和环保步伐的加快。 三、我国应对农产品出口中的绿色贸易壁垒的对策
1、强化国民绿色经济意识,完善国内环保法规
(1)加大传媒宣传环保的力度。21世纪经济的主旋律将是绿色经济,政府应呼吁提高国民的可持续发展意识,开展环境教育。环境教育的最终目的是为了将环境意识化为公众自觉的环境行为,因而要充分发挥媒体的舆论作用,鼓励公众参与环境保护事业,使其知晓我国经济的“绿化”是一项公益事业,受益的应是整个国家和每一个公民。同时,政府要注重发挥职能指导作用,提倡绿色生活方式,把绿色贸易、绿色生活的思想融入我们社会经济发展的全过程,这既可从根本上冲破绿色贸易壁垒,又可保持我国经济的可持续发展,使之适应全球一体化浪潮,并与国际贸易体系接轨 。
(2)制定和完善国内相应的环保法规。在国内立法方面,应加快我国环境保护法律与国际接轨的步伐,缩小与发达国加环保水平的距离。其中,值得注意的是,国际社会在处理贸易与环境争端案件时,与贸易有关的国际环境法和国内环境法往往倍受重视。从已处理的贸易与环境争端的一些案例的裁决来看 ,只要引用的国内环保法律规定准确、有权威性,维护环境利益的一方往往胜诉,而对环境保护不利的一方则往往败诉。因此,必须加速与贸易有关的环境立法。
2、改善我国农产品生产的外部环境
(1)整治农业环境,治理农业污染。主要是加强对农业环境、渔业水域、草原牧区、特别是土壤环境的监测。一是要定点、定期对主要农(畜)产品污染情况开展例行监测;二是开展对大中城市郊区、工矿企业周围等重点区域土壤环境例行监测;三是定期对重要水源进行常规性监测。及时掌握农业环境受污染损失状况,提出相应的治理对策,调整产业结构(例如受污染的土地种植花草等),进行植物修复。
(2)控制农业水源污染,解决湖泊、大中型水库的富营养化问题。首先要纠正或扭转偏施、重施氮肥的习惯,推广节氮施肥技术。调整肥料结构,实行配方平衡施肥,大力发展多元高效肥,推广专用复合肥,积极推行有机无机肥配套施肥体系,同时应加强改善生态环境的新技术的研究。其次,要推进有机肥工程,以减少化肥的用量,采用多种形式使秸秆还田,集中处理加工畜禽养殖基地的鸡粪、猪粪等使之成为商品有机肥料。结合疏浚河道开发利用丰富的河泥资源,大力开展河湖清淤工作,同时实施河湖岸植树,减少水土流失 。
(3)加强对农业环境科学的研究。政府应增加农业环保科技的投入加强农业保护宣传培训,提高各级农业管理与技术人员及广大农民群众的农业环境保护意识,增加科技投入,引进国外先进的农业环境保护技术模式,引导农业结构合理化,逐步建立起农业经济、生态环境和社会效益相统一的农业结构体系,努力做到生产技术生态化,生产过程清洁化,农业产品无害化。
3、实施扶持绿色产业的政策措施
(1)制定绿色产业倾斜政策。一是要在税收上给予优惠,在一定时期内,对绿色产业企业可以减征或免征增值税,对企业新开发的绿色产品也可以缓征所得税。二是要对绿色产业企业在贷款利率、贷款额度上实行优惠,鼓励其上市通过资本市场直接融资。三是要在工商注册上对绿色产业企业给予照顾,并赋予一些规模较大的绿色产业企业以出口经营自主权。
(2)建立农产品国际绿色贸易壁垒预警机制。大量事实表明,绿色贸易壁垒之所以能起到限制与障碍作用,其中一个重要的原因是企业对进口国的技术法规、标准和合格评定程序不了解。我们可以借鉴发达国家的做法,组成专门的机构,收集研究我国主要出口农产品可能在哪些国家遇到什么样的绿色壁垒,提出需要采取的应对措施,形成预警机制,以改变目前这种遇到壁垒就无所适从的状况 。
4、积极推行IS014000标准 国际标准化组织制定的IS014000系列国际标准己于1996年正式公布。该标准以改善全球环境、促进国际贸易为目标,涉及从原材料的开发生产到产品制造使用及报废处理的所有环节和活动。对于任何不符合该标准的产品,任何国家都可以拒绝进口。因此,为了适应国际市场对出口产品环保标准的要求,我国应制定和实施与IS014000环境体系国际标准配套的国内法律法规以及适合我国国情的环境标志法律法规,通过立法程序把IS014000环境体系国际标准转化为国家标准,在全国范围内推广实施。
5、大力发展绿色农业,开发绿色食品 面对绿色贸易壁垒,开发绿色农业、发展绿色食品将有益于我国农产品出口、提升农产品在国际市场上的竞争力。具体方法:
(1)实行专业化生产、规模化经营。目前,我国出口的部分绿色农产品多为农户零星生产,这种小规模分散经营阻碍了农业技术的改进和管理水平的提高,难以降低产品成本,参与国际竞争。要想在国际市场上占有一席之地,采取专业化生产、规模化经营是必然选择。只有企业联合起来,才能降低成本、提高质量、增强实力、实现规模效益,从而扩大经营范围,提高市场占有率和竞争力。应考虑扶持一批绿色农产品出口企业,实行贸工农一体化和企业集团化效益。可采取“公司+农户”的组织形式或者新的生产经营方式“公司+农场”,实现绿色农产品出口生产的规模化经营。
(2)建立绿色农产品生产基地。我国具有生产绿色农产品的自然条件、技术条件和社会环境条件,可以建立一批绿色农产品生产基地,利用科技成果优势,实现绿色农业加工增值。 6、积极推行农业标准化工作、推广绿色技术 农业标准化工作就是以农业科技和实践经验为基础,按照 简化、统一、协调、选优的原则,把先进科技成果和绿色技术转化为标准,并加以监测、实施,使业生产、加工、管理和服务实现标准化、规范化、程序化的活动。实施农业标准化,既可提高农业科技成果的转化率,推动我国农业增长方式转变,又可以促进农产品优质化,增强我国农业的国际竞争能力。我国要加强对国际农业标准的研究,而在这一过程中,就需要企业自主研究和引进先进的环保技术、生态技术,并将其大力推广,使绿色技术上升为“农业标准化”中重要一部分的。我国根据农产品国际市场的需要,不断更新农业标准,并使农产品品质标准与安全卫生、分级、包装、运输标准相配套,通过逐步完善,形成与国际标准接轨的农产品质量标准体系 。从而为我国农产品顺利进入国际市场创造有利条件。
1.《国际贸易理论》,龚关,武汉大学出版社,2000年版,第65页。
2.《贸易与环境》,赵玉焕著,对外经济贸易大学出版社,2002年版,第142页。
3.《如何应对贸易技术壁垒》,李志军著,民主与建设出版社,2001年版,第56页。
4. 《如何积极应对农业绿色贸易壁垒》,李一南著, 中国财政,2006,年9月。
5.《浅析绿色贸易壁垒及其对策》,余鹏著,世界经济情况,2006年7月。
6.《我国出口农产品突破绿色贸易壁垒的对策》,刘翠萍著,山东财政学院学报,2006年4月。
7.《国际绿色贸易壁垒及其突破对策探析》,谭蓉娟著,特区经济,2006年5月。
8.《如何应对农产品绿色贸易壁垒》,于宝苹著,辽宁行政学院学报,2006年6月。
9.《浅谈绿色贸易壁垒对我国的影响》,顿红著,科教文汇,2007年6月。
10.《绿色贸易壁垒发展趋势及对策研究》,岳利鸿著,前沿,2007年5月。
关键词:城市污水;生态工程;土地利用
1.我国城市水资源现状
众所周知,我国是一个贫水国家,淡水资源非常短缺,人均占有量2000m3/a左右,为世界人均占有量的1/5,居世界第110位。到2000年底,全国已有310个城市建立了污水处理设施,建设污水处理厂417座,污水处理能力3110万m3/d,大量的污水未经处理直接排入江河、湖泊、海洋。据统计,我国80%的水域和45%的地下水已被污染,90%以上的城市水域严重污染。其中,因水环境污染导致的水质型缺水是当前社会经济发展中急需解决的重大问题之一。
2.城市水资源存在的问题
我国水资源管理缺乏系统性,城市水资源管理体制不顺,管理权限分散,地表水、地下水、供水、排水和污水处理及回用在绝大多数城市中均属于多机构管理,城市之间的水资源划地为界,分属不同部门管理,因而缺乏系统规划、系统优化和系统决策,难以提高城市水资源的综合利用效率和整体效益。
3.城市污水资源化
实现城市污水资源化的途径
城市污水的再生利用技术通常有三类:(1)通常先进行常规的二级生化处理,再将处理后的出水排入水体的下游,补充自然水体,经过水体自净再为下游城市利用;(2)利用混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离等物理―化学方法进行二级处理后再经深度处理为城市或地区利用;(3)直接利用土地渗滤去除污水中的污染物实现城市污水的再生利用。事实证明,常规二级生化处理技术虽然对水污染控制起到了一定的积极作用,但是在严峻的水资源形势下,单纯依靠传统的污水处理技术并不能从根本上解决水污染问题和改善城市现有的环境,也无法实现城市污水资源化。
4.城市污水资源化生态工程――土地处理系统
我国目前土地处理的研究现状
到目前为止,我国在北京、天津、内蒙、沈阳、新疆、广东、昆明等地都成功地应用了土地处理系统。特别是中国科学院沈阳应用生态研究所与北京市科学研究院、天津市环境保护科学研究院等单位在中国科学院与国家环保局的支持与组织下,针对我国水污染防治的情况,积极研究并吸收美、日、澳等国的先进经验,提出了采用土地处理代替二级处理并同时去除污水中氮、磷的技术路线,突破了国外土地处理通常代替三级处理的局限,而出水可以达到三级处理水平与回用标准。“九五”期间对该项工程进行了改进,并在辽河油田茨榆坨采油厂家属区主持成功地修建了处理规模为300m3/d的土地处理回用示范工程。其一次性资相当于二级生化处理工程的1/2,运转费仅为1/5,实现了污水回用。
土地处理系统的概念
土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术。其原理是通过农田、林地、芦苇地等土壤―微生物―植物系统的生物、化学、物理等固定、降解作用对污水中的污染物实现净化并对污水中氮、磷等资源加以利用。同时由于土地处理系统从土表层到土壤内部形成了好氧、缺氧和厌氧的多项系统,有助于各种污染物质在不同的环境中发生作用,最终达到去除或削减污染物的目的。物理作用主要有土壤的过滤、截留和物理吸附作用。悬浮固体物的去除主要是土壤的过滤及截留作用,部分BOD也能由物理作用去除。化学作用主要表现在脱氮过程中的硝化和反硝化反应,以及除磷过程中发生的化学吸附沉淀过程。根据处理对象的不同,土地处理系统可以分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、地下渗滤和湿地系统五种类型。土地处理系统的工艺流程是将污水经通常的沉淀或稳定塘等预处理后,投配到土地处理系统中,再经土壤、微生物、植物的过滤及其他机制处理而达到预定的出水水质后回收利用或排放。以土地处理系统为核心的城市生态工程系统,应该对成分较复杂的工业废水先进行预处理后才能与生活污水、雨水混合,然后再由土地处理系统进行处理,最终实现回收利用。
土地处理系统在我国的应用前景
土地处理系统具有一次投资小(相当于二级生化处理的20%~30%)、运行费用低、操作管理方便、出水水质可以再生利用等优点,发达国家已经普遍采用,如美国在1981~1987年就建设了近700个土地处理场,现在共有1000多个土地处理场在正常运行。由于我国发展水平不高对该项技术推广不够,制约了城市污水的处理及回收利用,只要予以重视,在技术可行的地区,生态处理工程一定能够加快城市污水资源化的进程。总之,土地处理系统是一个完整的生态系统,它形成了内部闭合的良好性循环并具有较好的经济效益和生态效益,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术,具有投资低、操作简单、维护和运行费用低廉、出水水质好、增加绿地面积、改善和美化生态环境等优点。
污水资源化生态工程一方面给城市污水处理带来了新的机遇,但如果场地选址不当,设计不合理,缺乏科学的实验基础,将会造成工程性土壤、农作物甚至地下水的严重污染。实现城市污水资源化过程中,应用土地处理系统替代常规二级污水处理,必须要保证出水水质,否则其回用的范围将受到限制,回用率也势必降低。在有条件的地区和城市应充分考虑该地区及城市发展的长远利益,以经济和环境效益“双赢”为目标,建立和完善城市污水资源化生态工程配套。因此,土地处理系统在我国有着极其广阔的应用前景。(作者单位:成都理工大学)
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