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我国旅游业目前面临很多环境问题,如相当一部分热点旅游区水体污染,空气质量下降,局部生态环境受到破坏,旅游资源受到损害;大批游客拥入,致使基础设施紧张,旅游旺季造成在某一景区的高度集中破坏或影响了该地野生动植物的栖息和生存环境;旅游区环境卫生状况较差,区内垃圾随意抛洒堆积,污水、污物随处可见;旅游开发建设项目与旅游区整体环境不协调等等。造成这些旅游环境破坏、环境质量下降的原因是多方面的:
(一)经济发展中的短期行为破坏旅游环境
很多地方以追求高经济指标为第一目的,环境保护被相对忽视了,甚至有些地方以牺牲环境来求得经济发展。上海的黄浦江,广州的珠江,苏州的河港,南京的秦淮河这些“游船云集,鼓瑟相闻”的著名游览区今天都已经变成了令人厌恶的“黑河”、“臭河”,全然没有了昔日的风采;在中国的第一大瀑布——黄果树瀑布的上游河谷地带,近年来兴办了十几家采矿冶炼企业,它们排放的废水使奔腾在这一著名瀑布上的水流不再洁白晶莹,而是泛着黄色泡沫的浊流!再如“奇秀甲东南”的武夷山,是典型的丹霞地貌,再配上独特的九曲溪及两岸苍翠、挺拔的植被,而成为著名的风景旅游区。但在前几年人们却对武夷山上的森林,进行掠夺式的砍伐,使其精华的九曲溪的水位急剧下降,而严重威胁武夷山的旅游景观价值。
(二)旅游者自身的不当旅游行为导致自然环境质量下降
旅游者自身的不当旅游行为主要在于旅游者在旅游过程中所产生的垃圾对景区环境的污染以及旅游活动本身对景区生态平衡和旅游意境的影响。由于旅游区本身设施的不完善和游客素养不高,在旅游的过程当中,大量垃圾随意扔洒堆积,破坏了自然景观,污染了景点水体。周庄景区就是因为伴随着大量游客的到来而产生了很多的垃圾,而本身设施存在着局限性,使得周庄环境卫生得不到保证,水体污染逐渐严重。虽然周庄在南北水系建阀,但是其更新速度远比不上其污染的速度。
(三)旅游区客容量超负荷破坏了旅游区自然生态系统平衡
旅游人数、旅游区客容量与环境质量之间有着一种直接的密切关系,旅游人数大于或等于景区饱和承载量时,旅游对环境的破坏则大些,反之,则小些。以莫高窟为例,在7至9月的旅游最旺季节,在同一时段密集的游人对洞窟壁画本身产生相当严重的影响。敦煌研究院能提供的数字表明,40个人进入洞窟参观半小时,洞窟内空气中的二氧化碳就会升高5倍,空气相对湿度上升10%,空气温度升高4摄氏度。二氧化碳是一种酸性气体,在高湿度条件下会与石青、石绿、氯铜矿、铅丹等颜料发生作用,使这些颜料变色,而人呼出的大量水汽可使存在于壁画中的可溶盐溶解向壁画面移动、累积。当洞窟内干燥时,可溶盐又在壁画颜料层上结晶,这样使颜料受到严重污染和破坏。同时在一定湿度条件下,壁画易产生霉菌,而霉菌生长代谢中的产物及死菌体会严重污染壁画并使颜料变色。所以洞窟不断经受着各种破坏,加之壁画制作材料质地脆弱,许多壁画已经产生了空臌、酥碱、起甲、变色、霉菌等多种病害。我国的许多旅游景区,这种超容量运转现象极为严重,致使景点内植被受到严重破坏,环境也受到严重污染,大大地降低了景点的吸引力,缩短了寿命(四)旅游资源开发和建设破坏旅游区环境
许多地区的政府有关部门在旅游资源开发利用过程中,缺乏深入的调查研究和全面的科学论证、评估与规划,便匆忙开发。有些景区的设施建设与旅游区整体不协调,造成旅游区生态环境、和旅游气氛环境的破坏,主要表现为古迹复原处理不当,新设项目与旅游区景观不协调,改变或破坏了旅游区所有的且应当保留的历史、文化、民族风格和气氛。还有一些新旅游区的开发,开发者急功近利,在缺少必要论证与总体规划的条件下,便盲目地进行探索式,
粗放式的开发。开发中重开发、轻保护,造成许多不可再生的贵重旅游资源的损害与浪费。
二、旅游环境保护的对策
(一)健全旅游环保的法律制度和管理制度
鉴于旅游对环境的特殊影响和破坏,一定要加强环境立法和管理。严格执法和遵守我国的《环境保护法》、《森林法》、《文物保护法》、《野生动植物保护法》等与旅游密切相(下转第40页)(上接第36页)关的环境保护法律和法规,并针对旅游业对环境影响有潜在性、持续性和累计性的特点,增加补充规定。与此同时,更重要的是通过依法守法来保护和治理旅游环境,建立强有力的旅游环境保护管理机构和完整的管理体系来执行有关法律、法规,并监督和管理旅游开发和发展中的环境问题,做到有法必依。
(二)加强旅游环境保护知识的宣传教育,提高游客保护环境的自觉性
游客的一些不文明行为会降低风景区的旅游价值。因此为了创造舒适优美的旅游环境,一方面要加强宣传教育,努力提高游客自觉地爱护景区旅游资源、保护景区旅游环境;另一方面要制定切实可行的景区旅游环境的保护措施。为了保护景区的重点文物和著名景物,可增设钢网护罩加以妥善保护,既使游客能够获得精神上的享受,又确保重点文物和景物不受损坏。
(三)研究环境容量,保证旅游资源得以永续利用
为了顺利地发展我国的旅游业,必须加强对旅游环境容量的研究,根据每个景区的具体情况,提出可容纳游客的最大限量指标,采取提高热点旅游区的门票价格、划定特殊旅游景点并控制其旅游人数等手段;调整旅游区的旅游规模,在保证一定经济效益的同时使旅游区的环境得到保护。并做好旅游指导工作,使游客的不规律的活动,变为比较易于控制的行动,以缓和旅游人群对旅游热点的冲击。
(四)加强对旅游环境保护的宏观管理,进行旅游开发的环境影响评价
做好旅游开发规划,贯彻资源和环境保护的思想,这不仅是使开发取得成功的保障,也是预防资源和环境遭到破坏的重要措施。
(五)抓住时机、大力发展生态旅游
生态旅游是针对旅游业对环境的影响而产生和倡导的一种新型的旅游形式。随着生态意识的普遍提高,旅游者本人将成为旅游环境保护的重要角色。我国有许多国家级乃至世界级的自然保护区,生态旅游资源丰富,适时适地地开展各具特色的生态旅游,有利于旅游环境保护意识的整体提高。
总之,旅游业发展与旅游环境的保护是相辅相成的,环境有效保护是为了更好,更持续地发展旅游业,而旅游业的快速发展也可以促进环境的保护工作。相信在全民环保意识日渐提高的今天,通过有关行政部门和旅游者的共同努力,我们的旅游资源一定能够得以持续利用,旅游业一定会更快、更好、更健康的发展。
环境污染责任保险强制模式有一定理论基础,且这一模式有诸多优点,故而有它存在、发展的合理性。
(一)环境污染责任保险强制的理论基础
1.环境产品的公共性。环境的利用及治理的受益是普遍的,具有非排他性和非竞争性,是一种公共产品。在生产生活中,由于生态环境“私人”使用与社会付出成本的不对称性,企业在追求自身利润最大化的同时,可能会给周边环境带来污染,出现负外部性问题,这时亟须政府发挥作用,督促企业承担相应的社会责任,但企业完全承担环境后果可能会导致生产中断甚至破产,此时,需要环境污染强制责任保险发挥作用。此外,由于环境的公共性,环境污染责任保险较难找到买主和卖主,我国环境污染责任保险的发展不景气从侧面印证这一事实,这种情形下可考虑采取强制的方式。
2.市场失灵。在实际生活中,由于诸多因素的干扰,市场无法达到完成竞争、供需理想状态,会出现“市场失灵”。环境污染事件中,很多都是信息不对称的,政府公布环境污染事件后,群众和保险公司才知道环境污染事故的发生,另一方面,由于目前官员考核的主要指标是GDP,很大程度上公司与当地政府利益一致,很多环境污染事故中,由于地方政府的放纵,企业环境污染的成本其实很低,助长了企业的机会主义行为。而对一些小公司而言,则可能产生“肇事逃逸”问题,污染者在事故一旦发生时反倒不再顾虑可能的污染责任惩罚,对污染不予控制。这些导致企业不愿投保环境污染责任保险,产生市场失灵的情况。
3.公民环境权。1970年,日本律师联合会第十三次拥护人权大会上首次提出了“环境权”的问题。1972年《人类环境宣言》第一条宣告:“人类有权在一种能够过尊严的和福利的生活环境中,享有自由、平等和充足的生活条件的基本权利。”随着环境权理论的发展,人们的环境权受损时,可主张自己的权利,要求侵权者停止损害并进行损害赔偿。环境污染责任保险强制正是体现了公民的环境权,是政府介入以保障公民环境权的一种表现。在环境事故发生时,每个人都可以主张自己的环境权利,请求赔偿。
(二)环境污染责任保险强制的优点
1.强制模式可以减少逆向选择和保险公司拒保问题。在任意保险的情况之下,会出现较高风险的投保人则倾向于购买保险的逆选择现象,采取强制模式,会减少这一现象,因为在强制模式下,所有的在规定范围内的投保人,不论其损失概率,都须投保,只不过保费有所不同而已。环境责任风险涉及人数众多,损失危害大,环境污染责任保险面临的赔付往往巨大,保险公司的经营目的是盈利,在任意保险的情况下,保险公司对那些环境风险大,污染频率高的企业可能会拒保。而强制模式下,保险公司不能拒投保人的投保,但可通过收取的保费的多少来规避自身的风险。
2.推行更快且推行成本较低。我国目前的环境状况给国民经济带来了巨大的损失,环境污染责任保险一方面可以减少政府对于环境救济的支出,使政府有更多资金专门用于治理环境,另一方面还有利于企业经营的稳健性,减少其因重大环境事故而带来营业困难等问题的概率,此外,还能通过对环境风险的评估及环境风险管理等手段减少环境污染事故的次数和程度。故环境污染责任保险的实施对国民经济、可持续发展有重大作用,特别是在目前这种环境污染导致经济损失巨大的情况下,所以,推行环境污染责任保险刻不容缓。而相比较自愿的方式而言,使用强制方式显然能够更快地推行环境污染责任保险。使用强制方式的另一个好处是可以节省资金,省去了保险公司前期宣传等众多费用。
二、环境污染责任保险强制模式的完善措施
我国环境污染强制责任保险处于试点阶段,不尽完善,且强制保险模式本身也存在损害供需双方自由选择权等问题。针对这些情况,本文对环境污染责任保险强制模式的完善提出了一些建议:
(一)依靠法律予以强制环境污染强制责任保险要形成一个制度就要有法律的保障,而不能只靠行政法规和部门规章的规定。与行政法规或者部门规章强制相比,由法律进行强制可以使环境污染责任保险更加深入人心,发展更加稳固,对于我国现在一直行政手段而非法律手段处理有污染事故发生企业的现状也是一种发展,且由法律进行强制更加的强有力,可以使推行更加快速,就我国的情况而言,由法律规定强制更加适合。
(二)逐步推行环境污染强制责任保险我国目前还不适宜全面推行环境污染强制责任保险。从国际上来看,强制环境责任保险制度在各国也非一蹴而就,大部分国家都是逐渐推进。我国在推行环境污染强制责任保险的过程中,可分地区、分行业逐步推进,先针对环境污染问题比较严重的地区及可能发生重大污染的行业和企业,在试点运行成功之后,保险公司积累了一些成功的经验,环境污染强制责任保险也被逐步接受时再在更广的行业和区域乃至全国范围内推行。
(三)一定的任意险作为辅助前文提到强制险也有许多问题,而任意险则刚好可弥补这些不足。对于环境危害程度很小的企业而言,强制其投保环境污染责任保险则损害了其投保自由的权利,对于这部分企业,可以采取自愿投保的方式。此外,环境损害风险分为突发性事故和累积性事故。突发性事件概率小且企业可通过其他的风险管理手段来进行控制,所以对于这部分环境风险,可采用任意险的方式自愿投保。
(四)健全风险评估体系和环境测量体系保险公司在承保之初须对企业进行一个全面的风险评估,这既是保险公司确定保险费率的重要依据,也是企业风险管理的重要参考,是承保工作的重要一环。目前,我国环境风险评估体系还不完善,应鼓励保险经纪机构提供环境风险评估和其他相关技术支持,保险公司也加强相关方面的服务。准确的监测数据是环境污染责任保险的理赔基础,目前环境污染的“监”“、测”均由环保部门完成,未来,应建立一个独立于环保部门和企业之外的第三方测量机构,环保部门只负责监督和环境信息的披露,以保证监测和披露的独立客观性。
首先,应尽量向当地的环保、水利等机构收集水文地质、水源地、水资源使用、水资源设施、农田及灌溉设施、树林、河流湖泊、自然保护区、温泉瀑布等具有重要价值水体、人口、交通、降水、水资源质量目标的勘察资料和信息,在综合分析资料信息的基础上,根据相关模型测算公路建设施工和运营管理时期的污水源强度。公路的污水主要来自于工程建设时期的施工污水和生活污水、运营管理时期的生活污水、冲洗污水和突发性水污染,根据用水人数、污水使用定额、污染物浓度三者的乘积可以简单地测算污水源强度。其次,根据水源地及水资源设施与建设项目的距离、自然保护地与建设项目的距离、田地及其他具有经济效益的水体与建设项目的距离、污染物污染地下水的运移时间对公路沿线的水源环境进行系统的敏感性分析并划分好公路沿线水体的敏感性等级,水源环境的敏感性表征水体在受到外界扰动时产生生态环境问题的可能性和难易程度及外界扰动可能造成的后果。在确定公路工程的线路方案时,公路应避绕超强敏感性水体和强敏感性水体核心区:《水污染防治法》规定建设项目对水源地的避绕距离不得小于一百米、《公路环境保护设计规范》规定公路中心线距离省级以上自然保护地的边缘区不小于一百米;公路应避绕灌溉或养殖用途的河塘湖库、有经济或生态价值的泉水和瀑布,实在无法避绕的,需要做好水源环境防护措施;此外,公路路线设计时应保护自然水流,尽量不改变水流方向,不缩减水流的过水断面,设计排水系统时也要注意排水的方向。然后,针对当前的水污染程度和对不同敏感性的水体相关防护等级的要求,兼顾简化作业、便于维护的目的,设计合适的水源环境工程防护设施。通常,综合经济成本、防污效用及工程特性考虑,除集水井、砂滤管外,公路工程使用最多的水源环境保护工程措施是植草皮排水沟,其主要用于路基污水的收集,兼有改善长期性、突发性水污染的效果;在干旱地区,使用封闭式排水沟不仅能有效延缓污染还能减少水资源的耗散;在降水丰富的地区,低于水平位的植草皮排水沟能很好地防治小型的突发性水污染;对于不可溶且密度比水小的扩散污染源,可采用有死水区的沉淀池,辅以一定的治污措施,还能有效防治长期性、季节性或突发性的水污染;在易产生臭气或易孳生蚊蝇的地方,宜建设干式沉淀池。最后,根据以上规划和设计的结果,做好建设项目环境影响评价和水源环境保护综合设计工作,并使管理者和环保机构了解路线穿越区域水源环境不同的等级划分和地理定位,以便对水源环境进行适当的保护。
二、公路施工建设时的水源环境保护
公路施工建设对沿线水源环境的影响是显而易见的,在土方的开挖和回填、特别是开凿或爆破作业时,会剧烈扰动土体、破坏原有的生态环境、改变地下水的水位及其流通路径,影响水体的流通和排泄状况,造成地下水向地表漫溢、地表水流集中或水流加速,从而改变地表水流状态;当过水断面过小、水流比降过大时,就会导致洪水汇集、土壤侵蚀或者河流淤塞等后果,进而波及公路的周边地区。公路建成后,地面水的渗透状况发生了改变,增加了地表径流、减少了地表水对地下水的补给。这样一来,从显眼处看,公路沿线的水源环境常会出现地下水变为地表流、路边积水成塘、桥梁局部壅水、水土流失、植被破坏、河道淤塞、土壤退化等现象;从细微处来看,水体的悬浮性固体含量、溶解性固体含量、石油类污染物含量、粪大肠杆菌数及化学需氧量等指标均会有显著的变化。在公路施工建设时,可以在规范作业、改进施工工艺、加强管理三个角度来保护公路沿线的水源环境。在施工作业安排上,要严格按照《建设项目环境保护管理条例》和《公路环境保护设计规范》的要求:不在水源地保护区设置沥青混合料和混凝土搅拌站,不在水源地保护区取土或弃土,不在水源地保护区清洗施工车辆、施工机械和器具,不向水源地保护区倾倒建筑废渣废水、生活垃圾和油料,对因施工建设而毁损的林木要及时补种。在施工工艺上,要针对水源环境的特点作出适当的改进:路基施工时,应在公路两侧挖掘雨水集流槽和沉淀池,合理引导水流,防止水土流失;需在水面平台作业或是岸边施工时,可用防水毡紧密平台或岸堤,将施工产生的废油、废水、废渣阻隔在毡内不致污染周围水体;架设桥墩、河底钻桩产生的泥水可用大型容器装载到运泥船上装走。在施工活动上,要加强管理:要合理设置好沉淀池、隔油池、化粪池、冲洗池、垃圾堆放站和弃土弃渣堆放点,不在水边周围堆放沥青、油料、化学品等具有污染性的物料;粪便、生化垃圾、弃土弃渣及淤泥等污染物要定期清理;沥青、油料、化学品等具有污染性的物料应妥善管理,防止被大风暴雨冲刷到水里;施工车辆、施工器械的冲洗浑水要沉淀后再排放;含油污水必须经过隔油池处理;因水面或水下施工结束后要及时进行清理工作,避免出现淤塞现象。
三、公路运营管理时的水源环境保护
公路运营时期的污水主要来源于服务区生活污水和生活垃圾、洗车污水、突发性事故产生的污水、路面沉积物。因此,公路运营管理时期的水源环境保护工作的重点应是对公路沿线的服务区、加油站、洗车场所等产污场所的合理设置和科学管理。首先,在区位选择上,公路服务区、加油站、洗车场所应尽量避绕水源地、自然保护地、田地、河塘湖库、泉瀑等水体;其次,在设施配套上,洗车场所及加油站应配备单独的污水处理系统和隔油池,服务区应设置污水沉淀池或化粪池,缺水地区要注意对再生水的有效使用;再次,在日常管理上,生活污水应先排放到沉淀池或化粪池上,含油污水要经过隔油池的处理,生活垃圾及路面垃圾应定点堆放集中处理,及时防止装载泄漏、散装及超载的车辆上路,做到:不将未经处理的污水直接排放到公路沿线的水体、不让垃圾落入沿线水体;最后,在组织管理上,要注意及时有效地维护水源环境保护设施,要能迅速有效地组织人手及时处理突然性水污染事故,必要时应及时通知安全、环保等部门采取应急措施。
四、公路沿线水源环境监测
水源环境监测是水源环境保护工作的前提,由于公路水环境污染的时空特性,公路沿线水源环境检测应贯穿公路工程的施工建设和运营管理两个时期,施工建设期水源环境监测的主要指标有:高锰酸钾指数(Codman)、石油类、悬浮物(SS)。地面水源环境监测的监测频次:每季监测1次,每次监测2天,每天2次。运营管理期水源环境监测的主要指标有:pH值、高锰酸钾指数(Codman)、溶解氧、石油类、悬浮物(SS)。监测频次:每年监测2次、每次连续采样监测3天。鉴于监测工作的繁复,公路沿线水源环境的监测工作应积极采用水信息学等新技术。水信息学是一门新兴的学科,它着重运用计算机技术、通信网络技术、3S技术、可视化技术等一系列高新技术,并结合传统水科学和工程学的方法,研究与水源环境相关数据的收集、存储、处理、模拟、预测和结果显示等问题。水信息学的许多技术对公路环境信息的评价分析益处颇大,基于3S技术的公路环境信息系统功能的实现将大大提高公路环境评价和管理的效率与质量;基于计算机技术和可视化技术的实时管理体系使公路环境信息从简单的文字表格形式向图形报表有机结合的数据可视化分析方面迈进一大步;基于遥感技术的水质参数预测模型和水域快速监测系统进行大江、大河及大面积湖库的水源环境监测与水体富营养评价实现了、拓宽了水源环境监测、管理与研究的深度和广度;基于GPRS技术的水质远程监测系统实现对水质参数的远程检测、实时监控功能,从而大大提高了水体环境检测的工作效率和经济效益。
五、结语
1生物技术在环境监测中的应用
1.1生物芯片和生物传感器应用于环境监测
生物芯片、生物传感器是利用固定在载体上的生物大分子与检测对象间的特异性地相互作用的原理做成的检测模块。载体上的生物大分子与检测对象相互作用的过程中发生的物理或化学变化现象转化成生物电信号,检测系统将电子信号放大,可得到与生物转感器或生物芯片相互作用的环境物质的相关信息。这类检测方法灵敏度高、针对性强、检测速率快,目前已有产品成功应用于环境监测领域,诸如生物需氧量生物传感器、微生物毒性生物传感器等。
1.2生物免疫检验
生物免疫检验是利用检验系统的免疫自我识别功能,对环境毒性物质进行抗原或抗体的特异反应而检测环境毒性物质。该方法灵敏度高、针对性强、操作方便、成本低,目前已广泛应用到环境污染物的实时监控领域。
1.3Ames实验
1975年美国加利福尼亚大学Ames教授建立Ames实验。该实验广泛应用于食品、化妆品的致突变性。方法适用于测试样品中的混合污染物,反映的是多种污染物的综合致突变效应,是一种较好的环境潜在突变物的预警手段。
2生物技术在废气治理中的应用
随着现代工业的发展,不可避免的会产生大量有机废气,如不经过处理直接排入大气层中,会产生严重的空气污染,最终危害人们的健康。有机废气的处理方法有物理法、化学法、生物法等,生物法是基于“双膜理论”发展而来的新技术,与传统有机废气处理方法相比,具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点,因此,应用生物处理技术净化有机废气逐步成为应用越来越广泛的有机废气治理新技术。生物法治理废气工艺有很多种,比如生物滤池法、生物滴滤法、生物洗涤法、生物吸附法等。生物法理有机废气包括气液转化阶段、生物吸附吸收阶段和生物降解阶段三个阶段。诸如,美国有公司利用微生物分解有机物的能力处理工业性恶臭气体,取得了满意的除臭效果,且无二次污染产生,德国的科学家利用生物滤池法处理含硫化氢气体,90%以上硫化氢得以去除。有机废气生物处理技术是一项新兴的新方法,不但成本低、能耗少,而且处理效率高。但是,应用生物方法处理有机废气也存在着不足之处。比如,生物法在处理低浓度有机废气时效果良好,处理高浓度有机废气的治理效果欠佳,生物过滤法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响有机废气的处理效果,高比表面积、高孔隙率的填料方面的研究和产品还很少,有待更深入的研究。
3生物技术在污水净化中的应用
3.1生物强化处理法
为了提高常规活性污泥法的效能,通过提高系统微生物浓度或者投加生物强化材料成为生物治理技术发展的一个主要方向。主要强化方法有:(1)高浓度活性污泥法。通过培养颗粒污泥等方法,提高生物系统中污泥浓度,延长龄泥,从而促进对难分解物质的处理,提升污染物降解效能。高浓度活性污泥系统中有效微生物的数量是常规活性污泥法的3~5倍,从而大大降低了污泥负荷,提高系统污染物处理效果。日本有科学家采用该方法处理难分解的聚乙烯醇废水,取得显著效果。(2)化学生物絮凝法。它是20世纪80年代兴起的一种强化生物处理技术。是在常规活性污泥中加入氯化铁、聚合氯化铝、硫酸铁等混凝剂,形成生物铁或铝絮凝体活性污泥。这种污泥呈颗粒状,沉降性能好,可避免污泥膨胀现象,同时通过周期性排泥,除磷效果好。(3)生物活性炭法,该方法是美国杜邦公司在1972年提出的一种生物强化处理方法,用于处理化工废水,取得了很好的效果。该方法借助活性炭优良的吸附能力以及微生物氧化能力的协同增效作用,提升污染物去除效能。中国的张旭等利用生物活性炭工艺处理石油类污染地下水,发现该技术对石油类污染物的平均去除率为45.4%,同时提升了系统的脱氮效果。
3.2固定化微生物法
固定化微生物技术是20世纪70年展起来的。这种技术通过将微生物固载到一定的填料或载体上,提升系统中有效微生物的数量,同时可富集污泥龄较长的微生物,并且固、液分离效果好,减少占地面积,缩短水力停留时间。实践证明,固定化微生物技术的容积负荷可达常规活性污泥法的3~7倍,同时可取得50%以上的的脱氮效果。敬一兵等利用海藻酸钠与戊二醛进行交联作为微生物固定化载体处理味精废水,系统的COD去除率在70%以上,总氮去除率在60%以上。王增长等人利用聚集交联固定化细胞技术,将筛选的脱色菌固定在活性污泥絮体上,投加到“厌氧-好氧-生物滤池”系统中处理印染废水,发现处理后出水色度极低,可实现废水回用。固定化微生物技术可增加生物系统中的微生物浓度,提高污染物去除效率,是现有污水处理厂扩容、提升处理能力的一个切实可行的方法。
3.3投加特种菌法
投菌法就是筛选出对特定污染物有较强降解功能的微生物,直接或者放大培养后投加到生物系统中,可以使生物反应器中的特定细菌处于最佳状态,以提高特种污染物的处理效率。该方法对于毒性或者难降解废水处理效果好,经济成本低,但对于常规废水经济成本偏高。例如,中科院微生物研究所从上海石化厂分离出能够去除硫氰酸钠的混合菌种处理硫氰酸钠废水,可使得两段生化工艺的硫氰酸钠的去除负荷提高2~4倍,出水水质也得到了显著提升。
3.4序批式活性污泥法
序批式活性污泥法(SBR法)是按照进水、反应、沉淀、排放和闲置五个阶段周期运行,间歇进出水。SBR法将厌氧、好氧、沉淀等设施集成在一个反应器中,通过控制时间程序而完成连续式设施所达到的效果,一般会设计2套以上交替运行。该方法运行灵活,可以随时调整反应阶段,例如把反应段与进水段同时进行,也可以在进水期的同时曝气,各阶段运行时间亦可随时调整。例如,余宗莲等采用SBR工艺处理生物制药废水,在不额外投加氮、磷等营养物质情况下,当进水COD在3500mg/L以下、水力停留时间16h时,出水COD可以稳定在350mg/L以下。更重要的是,在处理过程中可根据水质水量的变化,灵活调整反应阶段,特别适应于水质水量变化较大的工业废水或分散式污水的处理。
3.5废水生物除磷脱氮技术
水体中氮、磷等营养元素过量时会造成藻类的大规模爆发,形成富营养化水体,导致水体功能下降,丧失原有生态功能。研究表明氮、磷等营养物质的过量是造成水体富营养化的关键因子,因此,研究废水中氮、磷的处理技术显得非常必要。生物脱氮技术主要是借助硝化细菌和反硝化细菌通过硝化和反硝化过程实现。朱淑琴等基于间歇式活性污泥法,通过硝化-反硝化过程脱氮,发现在硝化段停留时间7h,氨氮去除率达90%以上,反硝化阶段,以甲醇作为碳源,6h后反硝化率达95%以上。山西汾西矿业集团焦化厂采用A2/O工艺处理焦化废水,发现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%,产水可用作熄焦及洗煤补充水加以回用。生物除磷是利用聚磷菌在厌氧条件下释放磷,好氧条件下过量吸收磷来除去污水中磷的方法。目前,应用于工程实践的生物除磷技术有多个系统:Phostrip工艺、Phoredox工艺、Bardenpho系统、A/O系统、UCT工艺、改良氧化沟、SBR工艺等,这些工艺均有一定的除磷功能。
4生物技术在城市固体废弃物处理中的应用
城市规模扩大和经济发展导致生活垃圾快速增长和资源能源需求短缺,已成为世界各国城市发展普遍面临的棘手问题。发达国家从20世纪60-70年代开始重视对城市生活垃圾污染防治的研究,逐步形成了填埋、堆肥、焚烧和热解相结合的综合处理模式,80-90年代开始,德国、日本、美国、英国、新加坡等国家逐步引入“避免和减少垃圾产生”的减量化观念,从垃圾处理处置的末端治理向源头减量与循环利用方向转变。进入21世纪,随着科学技术的进步和人类环境意识的加强,过去的垃圾成了城市矿产资源,各国开始探寻城市发展中资源能源化解决方案。城市城市固体废弃物中有机物占40%以上,是宝贵的可利用资源。如通过生物技术将其转化为能源或者有机肥料,可以实现城市生活垃圾的资源化利用。因此,基于生物技术处理城市固体废弃物,从而获得能源或者优质有机肥是城市固体废弃物无害化、减量化、资源化的有效途径。由于我国城市固体废弃物资源能源化处理起步较晚,国外的一些成熟处理技术不能在国内直接应用,加上资金、技术等方面的短缺,需要加大在生活垃圾资源能源化方面的科研投入力度,同时跳出仅仅回收能源的思想束缚,寻求适合我国国情的其它功能化应用(如作为吸附材料或工农业原料)将更有意义。
二生物技术在其他领域中的应用
生物技术除了可应用在废水处理、废气净化、固体废弃物的处置以及环境污染的快速监测等领域,还可以应用在污泥处理与处置、农业环境保护以及场地修复等领域。由于农药、化肥等的大量使用已引起土壤、地下水、水系和海洋的严重污染,世界各个国家都积极制定了各类环境修复计划,其中生物修复技术得到了很高的重视。例如,欧洲的德国、丹麦、荷兰等国家非常重视生物修复技术,他们利用微生物分解有毒有害物质,把生物修复技术作为治理大面积区域污染的一种有价值的方法。美国也在积极推进生物修复技术的研究和应用,美国能源部组建了“生物修复行动委员会”来推进生物修复技术的研究和工程实施。
三展望
关键词:环境保护;信息技术;环境保护信息系统;3S技术
1环境保护的系统性分析
环境保护是全人类共同的话题,在社会快速发展的过程中,环境保护已经成了人们发展的共识。其中环境保护主要是指人们生存环境的保护以及经济的可持续发展,将人与环境之间的关系相互协调在一起,进而解决人们生存发展过程中存在的威胁。环境保护工作包括了多种不同的内容,比如自然环境保护、生态环境保护、地球生物保护等等。在这里我们也可以看出,环境保护是一项系统性较强的工作,所涉及的内容也相对较多,并且在很多领域中也都有所体现,比如自然科学、社会科学、法律、经济等。近年来,工业化快速发展的过程中,环境保护的任务相比以往也有了新的挑战,因此环境保护工作开展的过程中,我们也必须要改进发展,通过先进的环境保护技术的应用,来更好的提高环境保护工作的质量和效率。
2信息技术在环境保护中的应用现状
信息技术的发展为人们的工作生活带来了很大的便利,在环境保护工作中,应用信息技术也能够有效帮助环境保护工作开展。采用新的信息化技术和新的管理方法,环境保护工作的效率和质量都有了大幅提高。而随着环境保护部门各项系统的不断发展完善,新的环境保护系统体系也开始成了目前环境保护工作中必不可少的重要内容。其中很多信息中心都建设了专门的通信网络以及硬件系统和软件系统,同时还有专门的人员来对环境污染的情况进行分析和研究,通过对相关信息的获取来掌握生态环境的保护都需要开展哪些工作,这样也能够最大限度的促进环境保护的预防和改善。
3信息技术在环境保护信息系统的应用
3.1环境保护信息系统的主要结构与功能
环境保护信息系统并不是单独存在的,其中也包括了多方面技术的应用,比如3S技术、模型技术、人工智能技术、互联网技术等等,这些技术的应用不仅影响着整个环境保护信息系统的质量,同时也有助于提高环境保护信息系统的应用质量。在环境保护信息系统中,对于信息的获取、显示以及分析表达等都需要通过信息技术来作为支持,而信息技术的发展也直接的促进了环境保护信息系统的发展,因此,在环境保护信息系统中,我们也必须要最大限度的提高信息技术的发展和应用,这样也才能够更好的促进我国环境保护信息系统的发展。
3.2计算机技术应用于环境保护信息系统的管理
目前,计算机技术也是人们日常生活中必不可少的重要技术,在人们工作、生活的方方面面都有着重要的提现。其中环境保护信息系统在应用的过程中对于信息数据的采集、传输、存储以及使用等都需要通过计算机技术来加以实现,并且在计算机技术应用的过程中,也能够促进环境保护信息系统更好的发展,无论是在对环境保护信息资源的共享上还是提高资源的利用率上也都有着非常明显的作用效果。环境保护信息系统的数据采集、录入、传输、分析、存储、表达和应用,无不需要依靠计算机技术,建立完整的环境保护信息系统,可以增强环境保护信息的共享,提高资源利用率和孤效率。
3.3互联网技术与环境信息系统的融合更能实现环境保护质量的提高
环境保护的目的是促进人类、社会与资源的协调发展,满足当代人的发展又不损害后代的利益,也就是说,环境信息系统获取的环境信息、研究的环境保护对策、环境处理工艺等都需要及时的向大众传播,应用于现实,而互联网的运用不仅可以加速信息的传播,为大众提供快捷、全面的环境信息,提高环境保护信息系统的服务质量和效率,对提高大众参与度也具有不可忽视的作用。
43S技术在环境保护信息系统中的运用
3S技术是指环境保护信息系统中最重要的技术。3S技术是指GIS(地理信息系统)、RS(遥感技术)、GPS(全球定位系统)技术。3S技术结合了空间技术、卫星定位、导航系统、传感技术、通讯技术、计算机技术等多项综合技术,随着信息技术的发展,3S技术的部分功能可以实现融合和集成,对信息的采集、录入、编辑、管理、分析、表达、传播和应用具有重要作用。
4.13S技术利于环境保护信息系统中的模型制作
环境信息的获取,环境保护的规划、决策制定很多时候要依靠合理的模型来作参考。3S技术结合了地理学、城市空间学、环境科学等,通过计算机技术和信息技术能实现地理信息、环境空间的信息的获取、分析、管理和运用,所以,当3S技术和环境模型相融合和集成时,可为大气、水、土壤、城市、人口等的空间分布和要素分析形成点、线、面的空间模拟实体,并且可表现其相关属性,方便分析和决策。
4.23S技术与ES技术结合使环境保护信息系统更加智能化
ES即专家系统,因其强大的定性分析能力,是人工智能近年来被应用的最广泛的一个分支。ES系统的核心问题是系统知识的权威性、简明性和广泛适用性,ES的定性分析能力和3S技术的结合,可以使环境保护信息系统更为准确、便利的进行模型选择、评估、校正,对提高环境信息管理,发挥系统的决策功能具有实际意义。
4.33S技术与仿真系统集合提高了环境保护信息系统的交互性
环境保护面临的问题是非常复杂和广大的,绝大多数需要依靠仿真技术。无论是大的环境问题中复杂环境信息和系统的研究和构建,比如大气、水体、土壤等不同条件下的不同污染物的量控制、研究和治理方法的实施等,还是小的环境问题比如具体的某种污染物的处理工艺的实验、分析,处理系统的审核、改进等,都需要集合模型技术、仿真技术在仿真的环境下进行操作,3S、三维动画、多媒体、多传感器、高分辨显示器等结合营造的仿真环境,可以增强工作人员的环境感,增强人机的交互,大大提高工作效率。
4.43S与在线监测技术融合使环境保护信息系统更具实用性
环境保护信息系统最重要的功能之一是实行环境监测。污染物的浓度、来源、变化等监测数据是后面分析、采取应对措施的依据。3S技术中的GPS定位功能对监测十分必要。
环境保护是涉及多个方面多个领域的系统工程,应用先进的计算机技术,建立环境保护信息系统,对环境保护适应社会发展,与时俱进,提高保护质量和效率具有重要意义,文章对计算机技术在环境保护信息系统中的应用情况作了分析,具有一定的现实意义。
作者:魏东凯 单位:抚顺市顺城区环境监察局
参考文献
[1]魏斌,黄明祥.信息技术在生态环境保护中应用及发展趋势[J].环境保护,2014,42(14):36-39.