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水是生命之源,人类的生存活动也都离不开水。但如今,受各种因素的影响,现阶段我国流域水环境的污染范围不断扩大,污染程度越来越严重,对人们的正常生产活动造成了严重的影响。虽然,我国针对水环境污染采取了各种防治措施,但是没达到预期效果,水环境污染导致的问题不断出现,没有得到有效、持续的改善。所以,采取有效的防治措施,从源头上控制污染来源,从流域综合管理上加强对水环境污染范围和程度的控制,营造良好持续的水环境。
1流域水环境污染的综合防治现状
1.1缺乏流域水环境污染治理全局战略
水环境污染问题涉及范围很广,主要涉及有流域地形特点流域土地利用开发状况及行业类别等,必须要加强流域尺度的水环境管理。我国在流域水环境污染治理上主要是以区域污染控制为出发点,对流域全局的管理措施存在不足。而欧美一些国家主要强调的是流域生态系统的整体治理,要注重与流域内水质有关的所有问题,确保流域水生态的完整性。
1.2对污染来源的复杂性理解不够
流域水环境污染治理关注较多的是总磷、氨氮、化学需氧量及重金属等水质指标,严重忽视了在水质监测指标中表现不出的毒性污染物,如持久性有机污染物(多环芳烃)。这些污染物通常都难以降解,能在水环境中存留较长时间,在水的迁移会严重威胁着人类的身体健康和生态平衡。
1.3对不同区域污染特点研究力度不够
我国江河湖泊众多,同一流域不同区域的环境差异较大,针对各个流域的不同区域进行水环境特征的检测分析,同时也没有开展污染因子及干扰因素对水生态系统的影响作用关系的研究,如果盲目采取同样的防治措施的话,会无法准确判断流域水环境的具体情况,难以达到预定的防治效果。
2我国流域水环境污染的原因
我国流域水环境污染的原因主要有以下几个方面:首先,随着近年来我国经济的高速发展,在一定客观程度上加剧了中国流域水环境的污染程度。人类活动加剧,污水排放增加,因此造成严重的水体污染。其次,我国水资源的缺乏及不合理利用。我国水资源南北区域分布不均匀,我国北方地区面积约占全国的63~64%,而水资源量却不到20%,相比之下,南方地区的面积约占全国的37%,而水资源量却高达80%;随着我国水资源开发程度的不断提高,由原来的1000亿立方米供水量增加到5000亿立方米,但是我国的农业、工业城镇仍存在严重缺水,在全国688个城市当中约有400多个城市存在缺水问题。水资源的缺乏在一定程度上加重了水污染的形势,另外水资源的价格设置不合理以及节约用水意识淡薄造成了水资源的浪费,据统计,我国75%~80%的用水量为农业用水,平均用水利用率仅为30%左右,这与发达国家级的用水利用率差距较大;在工业用水方面,其重复利用率在50%以内,而发达国家的工业用水重复率在80%以上。最后,粗放型生产方式、产业结构和布局不合理。现阶段我国的经济增长模式以粗放式为主,工业和农业的生产结构不合理,生产工艺水平也比较落后,使得污染物的排放难以降低,同时,城市污水处理系统以及排污管道的建设也较为落后,种种因素都加剧了水环境的污染程度[1]。
3流域水环境污染控制与管理对策
3.1将末端治理转向源头控制的治理策略
针对工业生产方面,要引进新的技术设备提高生产技术水平,通过采取清洁生产和循环经济的模式来有效降低能耗和物耗,以降低排污量,实现经济与环境协同持续发展。针对农业生产方面,在流域生态特殊区域实施人口控制和粮食补给政策,同时,增大有机肥料的施用量和施用面积,有效控制化学性肥料的使用;严禁土地的胡乱开发和植被的破坏,快速推动“退耕还林”政策的实施,以减少水土的流失[2]。
3.2对相关水环境污染物进行分类控制
在进行流域水环境污染防治的过程中,要针对不同的污染物采取相应的控制措施,通过对不同污染物的形态特征以及危害程度等,对水环境污染物进行合理分类,例如,根据水污染物质的特征情况,可将其分为无机物、有机物以及金属物质等等;抑或根据水污染物的危害程度分为常规污染物、优先控制污染物等等;所以应该根据污染物的不同类别进行相应地控制。
3.3对水环境实施分期保护原则
对水环境的分期保护主要采取季节性划分和年度性划分两种分法。季节性划分的目的主要是显现控制中的水期差异性,而年度性划分是为了实现目标与措施的分阶段实施。通常我国在对流域水环境采取控制措施的过程中,主要以枯水期的水文条件来当作水质安全的水文条件,来制定相应的水污染控制方案。而实际应用中,这种方法并没有充分考虑到水污染的差异性,因此存在很大的缺陷,同时水污染的危险期还可能不在枯水期,比如辽河流域它的污染最严重的时段是在丰水期,所以,在水污染防治实施分期保护原则时应该结合流域的具体情况进行实施。
4结语
综上所述,我国流域水环境污染的范围和污染程度都在逐渐增大,因此,应该及时采取有效的管控措施加以防治。在进行流域水环境污染进行防治的过程中,一定要根据不同流域区域的水质环境,充分考虑水环境的差异性,有针对性地制定相应的管控措施,加强实施力度。
参考文献:
关键词 环境现状 问题分析
环境保o措施是石油开采企业保护生态环境的最直接行为,因此,从生态伦理的视角下去研究个能源开发地区的环境保护措施,对该地区生态环境的保护、生态经济的增长、生态意识的提高,以及我国环境保护的发展都起到强大的推动作用。论文首先简述了环保措施与环境保护、环境伦理以及石油能源间的关系;然后结合中原油田的实际状况,通过理论分析、案例研究等方法,就中原油田正在实施的环保措施从环境伦理层面进行研究,并根据现状分析,从政府、公众以及中原油田本身三方面提出了中原油田环境伦理的实践路径。
一、据辽宁省质量技术监督局和辽宁省环境保护厅于2008年7月1日联合辽宁省地方标准《污水综合排放标准》(DB21/1627-2008),该标准明确规定自2009年7月1日起执行本标准。该标准对污水处排放指标有了新的界定,主要污染物指标比原排放标准有了大幅度提高,COD(化学需氧量)和石油类排放指标由原来的100mg/l和10mg/l提高到50mg/l和3mg/l。新污水排放标准的实施对辽河油田污水外排处理带来了严峻的考验。面对这一形式,辽河油田污染防治工作有面临新的任务和压力。辽河油田华油公司4个污水处理厂基本处于满负荷运行状态,现有污水处理工艺、设施能力难于适应油田发展和新标准的要求,COD平均出口浓度85.18 mg/L,石油类平均出口浓度4.02 mg/L,NH3-N平均出口浓度7.80 mg/L。
二、为了有效利用水资源,减少采油污水排放量,辽河油田加大了污水回用力度。目前,辽河油田污水回用锅炉处理工程现有6座,总设计规模为7.3×104 m3/d,目前污水回用热采锅炉共160台,污水回用热采锅炉注汽量共4.5×104 m3/d。稠油污水回用锅炉技术在辽河油田已有12年研究与工程应用的历史,在这一历史过程中,取得了许多宝贵的经验和教训。总的来看,稠油污水回用锅炉是成功的,但还有一些技术难题需要进一步研究、完善和提高。
三、在国家、地方节能减排政策和资源环境保护新要求下,辽河油田公司污染防治还存在以下方面的问题:
1)水污染防治及减排。为完成国家提出的节能减排和主要污染物排放控制的新目标,需要继续优化污水处理与回用工艺,解决工艺节能增效、长周期稳定运行和达标外排升级过程中存在的技术问题。(1)现有处理设施的单元工艺处理效率偏低,工艺流程冗长,操作运行管理较为复杂;(2)外排处理工艺生化处理设施运行效率低,工艺流程长,出水水质不能满足新的要求,现有工艺技术升级难度大;(3)现有设施处理负荷偏高,工艺耐冲击能力弱,难于实现稳定达标;(4)水温高、乳化严重、水质波动大等特点,仍是污水处理面临的难题。
2)固体废物资源化与无害化。落地原油、清罐油泥、钻井废弃泥浆和压裂废液等固体废物都被列入《国家危险废物名录》,受到国家严格监管,但一直未能得到有效处置,资源化利用率低,且成为环境污染重要隐患。关键问题在于固体废物组成及性质差别较大,技术具有一定的适应性和选择性。因此,需要对固体废物进行有效的分类,提出不同性质的固体废物处理工艺方案,并对相应的工艺技术进行完善研究,提高处理工艺运行的稳定性,降低处理成本。
3)废气污染防治及减排。辽河油田采用的都是蒸汽驱原油开采方式,废气排放主要来着加热炉排放的烟气和采油集输过程中逸散排放的轻烃气体。通过提高加热炉热效率,实施密闭集输和轻烃气的回收减少轻烃气的逸散从源头减少废气排放,但受技术还不成熟的限制,加热炉烟气脱硫脱硝工作还有待加强。
4)场地污染防治。辽河油田地处国家级自然保护区,周边环境相当敏感,其环境保护工作一直受到地方政府高度关注。在油气生产过程中不可避免会产生一些场地污染问题,针对具有湿地特征的土壤和水体,需要从预防和污染的快速恢复两个方面强化污染防治工作,建立相应的技术保障体系。
参考文献:
(1)图反映出的人类对自然环境施加的技术手段是()
A.采集与渔猎B.耕作与灌溉
C.采矿与冶炼 D.建坝与筑路
(2)图所示时期人地关系的正确叙述是()
A.崇拜自然,恐惧依赖
B.改造自然,开垦土地,兴修水利
C.征服自然,成为主宰
D.人地协调,顺应自然
【解析】 两幅图均取自教材,甲图反映了东汉时期典型的农业文明,乙图则反映了19世纪的工业文明。农业文明时期,人类从事农业生产活动,主要通过耕作、灌溉、施肥等技术手段,作用于土地资源、水资源、生物资源,生产出稳定而可靠的食物。工业文明时期,科技进步、生产力飞速发展、改造自然的能力大大增强,提出“征服自然”的口号。
【答案】 (1)B (2)C
针对训练1 下图是一座石碑,上面刻着美索不达米亚人的太阳神——萨玛斯正在接受礼拜。据此完成(1)~(2)题。
(1)石碑所反映的时代是人类社会发展的四个阶段中的()
A.原始文明时代 B.农业文明时代
C.工业文明时代 D.环境文明时代
(2)这幅石碑反映出当时的人类与环境的关系是()
A.人类对环境既崇拜又依赖
B.人类与环境的对抗性明显增强,环境遭到破坏
C.人地关系全面不协调
D.人类正谋求与环境协调发展
解析 第(1)题,人类社会的四个发展阶段中原始文明时代的生产力发展水平很低,人类只是被动地适应自然。第(2)题,石碑上面太阳神——萨玛斯正在接受礼拜,反映了人对“她”的认识是崇拜自然,那时人类与自然环境保持着一种原始的平衡关系,人类对环境既崇拜又依赖。
答案 (1)A (2)A
二、直面环境问题
例2 读下图,联系相关知识分析完成下列问题。
(1)依据图中信息,说明我国环境问题的主要类型及导致其发生的人为原因。
(2)目前国际社会倡导的节能减排、低碳经济主要针对的全球性环境问题是指什么?简述该种环境问题的发生机制。
【解析】 第(1)题,根据环境问题的分类和发生原因进行分析。第(2)题注意理解节能减排、低碳经济是针对全球气候变暖提出的应对措施,需联系二氧化碳的保温作用原理进行分析。
【答案】 (1)图中环境问题分两类:环境污染和生态破坏,酸雨现象和河流水污染属环境污染,沙漠化、水土流失属生态破坏。原因:人口增长对资源的不合理开发利用,如过度开垦、过度放牧以及生产生活中向环境排放废弃物数量超过环境净化能力。
(2)气候变暖。人类大量消费煤、石油等矿物能源,向大气中排出大量二氧化碳,同时破坏热带雨林,使森林面积减小,减弱了森林对二氧化碳的吸收,导致大气中二氧化碳浓度升高,二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射,致使大气增温,气候变暖。
针对训练2 读下面漫画,回答(1)~(2)题。
(1)漫画中“危险”所指的环境问题是()
A.水资源短缺 B.全球变暖
C.生物多样性减少 D.沙尘暴
(2)下列表述不正确的是()
A.这种环境问题在干旱、半干旱地区尤其突出
B.造成这种危险的人为原因有乱砍滥伐、过度放牧、过度开垦
C.除中国外,这种环境问题比较严重的还有北非、西亚、美国、澳大利亚
D.为避免该环境问题的恶化,必须禁止人类的开发活动
解析 第(1)题,漫画形象地展示了不合理的人类活动造成的“危险”,树没了、沙来了,因此“危险”所指的环境问题是沙尘暴。选D。第(2)题,沙尘暴在干旱、半干旱地区十分突出;乱砍滥伐、过度放牧、过度开垦易造成沙尘暴;北非、西亚、美国、澳大利亚也有比较严重的沙尘暴现象;为避免该环境问题的恶化,应禁止人类不合理的开发活动,但不能禁止人类合理的开发活动。选D。
答案 (1)D (2)D
三、走向人地协调——可持续发展
【例3】 下图是我国可持续发展类型区划分示意图,分析回答下列问题。
(1)读图,描述我国可持续发展的空间分布差异。
(2)M地区在可持续发展过程中存在的环境问题主要是什么?在经济可持续发展中又面临哪些主要的问题?
(3)N地区可持续发展中所面临的突出生态问题与P地区有什么不同?
(4)简述我国可持续发展系统的构成以及实现可持续发展的过程中需要遵循的原则有哪些?
【解析】 本题考查读图能力,以及对可持续发展的内涵及原则的理解。结合图例观察比较可以发现我国可持续发展的空间分布状况,联系区域地理知识分析M、N、P分别位于我国东部沿海、新疆和山西,具有不同的自然地理特征及经济发展状况,面临的问题因地而异,第(4)题则是对课本基础知识的考查,难度不大。
【答案】 (1)从沿海向内陆,可持续发展状况从良好到较差状态。
(2)环境污染严重。资源、能源不足。
(3)N地区气候干旱,降水稀少,土地荒漠化严重,P地区突出的生态问题是水土流失严重。
(4)可持续发展的系统包括生态的可持续发展、经济的可持续发展和社会的可持续发展,在实现可持续发展的过程中需遵循公平性、共同性和持续性三个原则。
针对训练3 2011年9月,公安部统一指挥浙江、山东、河南等地公安机关首次全环节破获了一起特大利用地沟油制售食用油的系列案件,摧毁了涉及14个省的“地沟油”犯罪网络。地沟油流向餐桌的报道,进一步增强了人们对食品安全的关注。据此回答(1)~(2)题。
(1)关于餐桌污染产生的原因,叙述正确的是()
A.食品添加剂技术越来越发达
B.人们不良的消费和饮食习惯
C.增加添加剂可提高食品质量
D.食品添加剂有利于食品保存和提高营养价值
(2)地沟油流向餐桌违背了可持续发展的()
A.发展的观念 B.公平的观念
例1 (2014年高考江苏地理卷第30题)我国首次全国土壤污染状况调查表明:我国部分地区土壤污染较重,镉、汞、铅3种重金属污染物含量呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。图1为甲城市不同功能区土壤中4种重金属元素含量及用此4种元素计算出的综合污染指数。读图回答下列问题。
(1)我国土壤中镉、汞、铅3种重金属污染物分布特点的成因是_______。
(2)甲城市土壤重金属综合污染情况空间分布特点是_____。
(3)甲城市矿冶区明显高于其他功能区的两种重金属元素是_____,其原因是__________。
(4)土壤污染对我国农业生产造成的主要影响是__________。为防止我国土壤污染加剧并修复已污染的土壤,需采取的措施是_______________。
【解析】第(1)题,我国东南地区经济活动强度大,西北地区经济活动强度小,所以东南地区产生的镉、汞、铅等重金属土壤污染物比西北地区多,因此土壤污染物含量呈现从西北到东南递增的态势。与东北相比,西南地区有色金属工业分布较多。
第(2)题,读图中综合污染指数折线可以得出矿冶区污染最严重,其次是居民区和商业区,城市绿地和风景区污染较轻,开发区污染最轻。
第(3)题,读图可以看出,甲城市矿冶区明显高于其他功能区的两种重金属是铅和镉,主要是因为矿冶区在金属冶炼过程中产生的污染物较多,工业污染严重。
第(4)题,土壤污染会降低土地生产力,破坏土壤资源,对我国农业生产造成严重影响,继而影响农产品的质量和数量;为防止土壤污染加剧,应建立、健全法律法规,加强对污染源的治理,加强宣传,提升环保意识,切实保护土地资源等。
【答案】(1)东南地区经济活动强度大于西北地区,产生的土壤污染物多;西南地区有色冶金工业分布较多
(2)矿冶区和居民区污染最严重;开发区和风景区污染较轻
(3)铅、镉 矿冶区工业污染严重
(4)降低土地生产力(破坏土壤资源);影响农产品的质量和数量 健全并严格执行相关法律法规;加强对污染源的治理;开展污染土壤修复技术研究,加快修复已污染的土壤;加强宣传教育,提升环保意识
例2 (2014年高考福建文综卷第40题)图2示意流经某城市小河水污染程度与流量、降水的关系。读图回答问题。
(1)说出小河水污染的变化特点,简析该次水污染形成的原因。
(2)简述防治该河水污染可采取的主要措施。
【解析】第(1)题,从污染物浓度曲线可以看出,水污染的变化特点为呈“W”形变化,其形成原因要结合降雨量和河流流量进行分析。
第(2)题,防治水污染的措施主要从禁止各种生产、生活污水直接排放,建设完善的城市截污管网和净化设施,加强宣传教育等方面分析。
【答案】(1)污染总体呈“W”形变化(先减轻后加重,3日污染最严重,随后减轻恢复常态)。城市地表污染物较多;降雨后污染物被径流带人河流;河流流量小,河水自净能力差。
(2)加强宣传教育,提高水环境的保护意识;禁止各种生产、生活污水直接排放;建设完善的城市截污管网和净化设施;引水冲污,增强河水自净能力。(答三点即可)
二、考点归纳
1.环境问题的成因及表现
环境问题的实质是发展问题,是人类与环境的关系不协调而造成的。对其成因及表现的分析理解,可从以下方面进行。
(1)正确理解人类与环境的关系――对立统一的关系,如图3。
(2)环境问题产生的机理与表现,如图4。
【误区警示】
环境污染导致环境质量下降,生态破坏导致环境退化,从而影响人类生产和生活。环境污染往往引起生态破坏和资源短缺;生态破坏往往引起资源短缺,资源短缺也会引起生态破坏。
2.人类所面临的主要环境问题(如表1)
3.环境问题的地域差异
(1)城市与乡村主要环境问题的差异(如表2)。
(2)发展中国家和发达国家环境问题的差异(如表3)。
4.我国当前突出的环境问题(如表4)
【方法技巧】
(1)分析环境问题的类型、表现和分布。首先应从题目所给图、表、文字等资料入手,判断出该环境问题是什么,是属于生态破坏还是环境污染,从而结合相关知识分析判断该环境问题的特征以及在其他区域的分布等。
(2)分析成因。成因一般包括自然原因和人为原因两方面,目前的环境问题主要是人为原因造成的。人类不合理的经济活动导致资源和能源的不合理利用,因此人为原因是分析的重点。人类不合理的经济活动主要表现在滥伐森林、滥垦草原、过度捕猎、过度开采矿产资源、大量排放废弃物和随意排放有害物质等。另外,自然原因也是环境问题形成的重要原因。分析自然原因时应注意以下几个方面。地形条件:封闭、低洼的地形使污染物不易向外扩散,容易产生大气污染和酸雨;逆温天气:空气的垂直运动受阻,使污染物停留在地面附近,加剧了大气污染;水域条件:相对封闭的水域,缓慢的流速,使水体更新速度减慢,降低了水体的自净能力,容易引起水体污染。
(3)分析后果与危害。主要是指对自然环境和人类社会带来的影响,学生回答问题要准确、全面。例如,温室效应的加强对地理环境、人类的生产与生活都产生了哪些重大影响?学生在回答时这两方面都要分析到,不可遗漏。
(4)提出解决问题的措施和建议。一般可从政策、法规性措施,工程、技术类措施,宣传、教育类措施,生物措施等不同的方面进行分析。污染问题:根本措施在于减少污染物排放(可通过提高利用率、净化处理后排放、使用环保原料和燃料等达到目的),同时加强绿化,以增强环境自净能力,对于全球性问题还需加强国际合作等。生态破坏问题:治本在于恢复生态,因此首先要改变和停止不合理的人类活动,其次通过恢复植被、水域等增强环境的平衡调节功能。资源问题:要从“开源”(替代资源开发、加强储量勘探等)和“节流”(提高利用率、减少浪费、加大资源循环利用等)两方面入手。
三、命题预测
高考对环境问题的考查集中在环境污染和生态破坏两方面。从考查内容上看,以不同区域某一环境问题的统计图表、文字数据等切入,结合区域图考查环境问题的成因、危害及防治;以当前我国或世界发生的重大环境问题为切入点,综合考查某种环境污染或生态破坏的原因、危害、防治措施;结合重大工程考查相关环境保护措施的合理性,分析工程建设带来的环境影响。联系自然地理和区域地理的相关内容考查人口、资源、环境和发展之间的关系是今后高考命题的热点,试题将特别关注我国东部地区的环境污染及西部地区的生态环境问题。从考查形式上看,多以示意图、坐标图和文字材料呈现信息,选择题、综合题并重。从能力考查上看,注重基础知识、基本原理的识记及运用课本知识解决实际问题的能力,并且注重对图表资料的分析、推理能力和获取信息能力的考查。
四、强化训练
(原创)图5是我国水土流失严重地区分布图。读图完成1~3题。
1.图5中a地区水土流失严重,主要人为原因是( )
A.长期以来的毁林开荒
B.过度放牧和过度樵采
C.土壤疏松,降水变率大
D.植被覆盖率低,涵养水源能力差
2.图5中a、b两地区人地矛盾尖锐的共同成因是( )
A.人口增长过快,过度获取资源,导致生态环境恶化
B.工业化进程中出现严重的工业污染
C.经济发展水平高,非可再生资源过度开采
D.气候异常,自然灾害频繁多发
3.图5中a、b两地区生态建设的共同措施是( )
①改良红壤,治理中低产田②封山育林,增加植被覆盖率③有计划地存放表土,大力开展土地复垦工作④改变过去单一生产粮食的现象,进行多种经营
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
4.(改编)图6为我国规划中的粤赣运河漫画。下列关于粤赣运河,叙述正确的是( )
A.连接了长江流域的赣江和珠江流域的北江
B.可发展航运、养殖等,有百利而无一害
C.穿越巫山山脉,有利于武夷山旅游业的发展
D.占用沿线大量的土地,延缓当地经济的发展
图7为我国某区域主要地理要素联系示意图,读图回答5~6题。
5.与图7中甲、乙对应的是( )
A.草场退化、土壤次生盐碱化
B.水土流失、生物多样性减少
C.生物多样性减少、水资源短缺
D.土壤次生盐碱化、水资源短缺
6.解决乙问题的合理措施有( )
①南水北调②退耕还林③治沙治水④节约用水
A.①②
B.①③
C.②③
D.①④
(改编)表5是寒潮、酸雨、水土流失和土地荒漠化等环境问题在我国四个省级行政区危害程度的相关统计资料(“”越多,表示危害越严重)。据此回答7~8题。
7.寒潮、酸雨、水土流失和土地荒漠化分别对应的类别是( )
A.Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类
B.Ⅳ类、Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类
C.Ⅱ类、Ⅰ类、Ⅳ类、Ⅲ类
D.Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅰ类、Ⅲ类
8.M代表的省级行政区可能是( )
A.海南
B.浙江
C.山西
D.吉林
9.阅读材料,回答问题。
材料一 自2013年3月4日起,北京等地严重的灰霾天气,令公众对PM2.5的关注急剧升温。北京大学环境科学与工程学院副院长邵敏教授表示:“在经济高速增长的过程中,去解决PM2.5的问题,全世界都少有先例。”
材料二 大气中PM2.5主要来源示意图(图8)。
(1)我国城市大气中PM2.5的主要成分是________;美国城市大气中的PM2.5主要来自________。
(2)根据材料,分析我国治理PM2.5将面临哪些困难。
【参考答案与解析】
1.A a地区是黄土高原,该地区水土流失的人为原因是:不合理的耕作方式(轮荒);破坏植被;不合理的开矿。
2.A b地区为南方低山丘陵,a、b两地区人口增长过快,过度获取资源,导致生态环境恶化。
3.D a、b两地多有较严重的水土流失问题,应封山育林,增加植被覆盖率;改变过去单一生产粮食的现象,进行多种经营。
4.A从图示及其名称上可以看出,粤赣运河就是连接长江流域的赣江和珠江流域的北江,A项正确;运河建成后,可以发展航运、养殖等,但是对沿线土壤、生物多样性会造成不利影响,因此不可能是百利而无一害,B项错误;南岭是长江流域和珠江流域的分水岭,因此该运河应该穿越南岭,C项错误;运河会占用沿线大量土地,但是也会带动当地农业、航运、养殖、旅游及基础设施建设等的发展,因此会加快当地经济的发展,D项错误。
5.D大水漫灌会导致地下水位上升,在蒸发旺盛的条件下会导致土壤出现次生盐碱化;该地区降水总量少且蒸发旺盛,加之工农业用水量大,易造成水资源短缺。
6.D节约用水、提高水资源利用率、跨区域调水是解决该区域水资源短缺的有效措施。
7.D根据我国不同地区生态环境问题的特点:广东酸雨、新疆荒漠化问题突出,四川水土流失、酸雨问题较严重,可得出D选项正确。
关键词 环境合作;收益分配;博弈分析;补偿
中图分类号 X22 文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2014)10-0011-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2014.10.003
随着我国城市化、工业化进程的不断推进,大量人口及其相应的生产与生活活动向城市集聚,一个城市排放的污染物在污染扩散传输作用下,常常跨越行政边界影响其他城市的环境质量,环境污染逐渐呈现出区域性特征。
环境污染的区域性特征,使行政管理权限仅限于本辖区的地方政府难以通过自身努力实现本地环境质量目标。各地区主体仅考虑自身收益而进行的经济与环境决策,容易导致在污染排放方面陷入“公地悲剧”,影响区域整体环境质量。各个地区经济发展水平、技术水平等方面存在差异,因此进行区域环境合作,利于环境资源在整个区域的优化配置,也有助于实现区域整体的环境经济收益最大化[1]。
1 主要观点简述
地区间合作的行为本质上是地区间博弈的结果,Neumann[2]和Nash[3]等提出与发展的合作博弈与非合作博弈的经典理论可以用来解释地区间的合作与不合作行为。要使地区之间能够合作,至少需要满足两个必要条件:一是地区之间必须能够达成强有力的合作协议,这在有上级政府监督的情况下容易满足;二是地区之间的收益可以进行转移支付使各地区能够分享合作的收益。一些不同地区由于在经济发展水平、污染相互传输以及污染控制成本等方面存在差异,可能导致某地区在区域合作中的收益比非合作情形下小[4-8]。可见,区域环境合作中可能需要某些地区牺牲个体收益以换取区域整体收益的增大,这会导致区域环境合作受到一定的阻碍,因此在区域环境合作中进行转移支付也就尤为重要。
考虑到各地区在区域环境合作中存在不同的收益,为促使各个地区均有动力参与合作,需重新分配合作剩余,从而使各合作方均能从合作中受益。目前,已经广泛意识到需要对在区域环境合作中受损的地区进行补偿[9];但如果仅是对受损方的损失进行补偿,而没有使其因为合作获得额外收益,则意味着区域环境合作的利益剩余被一方完全占有,因此如何基于公平考量探讨区域环境合作各地区间的合作剩余分配显得尤为重要。现有研究较少专门针对区域环境合作剩余的分配原则进行细致讨论,较多仅分析合作的重要性和必要性。国际碳减排合作和公平性理论研究中涉及到的收益分配原则通常考虑各地区的人口、经济规模、富裕程度等因素[10-11]。基于此,通过博弈分析,讨论区域性环境污染所涉及的双地区主体在非合作及合作两种决策情形下的收益及其变动情况。在此基础上,深入探讨不同公平分配原则下的收益分配和其对合作的影响。
2 区域环境合作中的地区收益变动
2.1 效用函数设定
环境资源是经济活动的重要生产要素,区域环境合作不仅应关注减少区域污染,还应关注污染控制对经济发展的影响。为简化分析,假设地区为理性经济主体,其目标为追求经济发展与环境质量改善,效用函数包括经济效用和环境效用两方面。
进一步假定经济发展、环境质量改善带来的效用均满足边际效用递减规律。函数表达方面采用对数效用函数。则地区主体效用函数表达式为:
由式(6)可见,两地区均衡排放量均受到彼此的环境偏好系数Pi、污染物存留系数βi以及地区污染承受阈值EiC的影响。其一,考察环境偏好系数对均衡排放量的影响。当其他条件不变时,若地区1对环境的偏好程度增大,则通过博弈,将使得地区1的污染排放量减小,地区2的污染排放量则会增大,反之亦然。这是因为当一地区的环境偏好增大时,其减少污染排放带来的环境效用增量大于经济产出减少损失的经济效用,所以地区主体会减少污染排放,而另一地区主体由于受到来自对方的污染传输减少,可供本地排放的环境容量增大,则会通过增加自身的污染排放量来扩大经济收入从而最大化其效用。其二,考察污染物存留系数对均衡排放量的影响。基本上,污染物存留系数βi与地区主体的环境偏好系数Pi表现出相同的性质,即地区1的留存系数增大时,其污染排放对自身的影响将增大,对地区2的影响则减少,使得地区1的污染排放量减少,而地区2的污染排放量增加,反之亦然。第三,考察地区污染承受阈值对均衡排放量的影响。地区污染承受阈值EiC与上面两个参数表现出相反的性质,当地区1的污染承受阈值增大时,地区1有条件扩大自身污染排放,以获取更大的经济收益,而地区2由于受到更大的来源于地区1的污染影响,将会缩减自身排放量。需要说明的是,在这一设定下,地区生产技术水平αi对两个地区主体的均衡排放量没有影响,但会影响地区的效用水平。
2.3 合作情形下地区主体的污染排放决策
环境合作情形下,各地区采取区域整体效用最大化的污染排放决策。这时,区域整体效用为:
2的5倍左右,这也意味着经济发展水平较低的地区获得较大的合作剩余分配,将显著缩小两地区间的经济发展水平差异;由于经济发展水平与环境偏好正相关,这种合作收益的分配将导致两地区的环境偏好水平也缩小,这有利于促进未来区域环境合作的达成。而基于经济规模原则的分配则不会改变两地区的经济发展水平差异和环境偏好差异,对两地区未来合作的促进作用较小。
4 结 语
进行区域环境合作,可以实现区域整体的环境经济收益最大化;但是,由于地区之间存在经济、环境方面的差异,现实过程中各个地区并非都能直接获益。本文基于双主体博弈分析,针对不同情形下区域环境合作中各地区的损益情况进行了研究,并对区域环境合作中的收益分配进行了不同情形研究,以保障参与合作的主体都能从合作中受益。
研究表明相对于非合作情形,开展区域环境合作可以降低区域整体污染排放,同时增大区域整体收益;但各个地区在合作中的获益情况却因地区属性差异而不同。地区间环境偏好差异小于某一临界值时,地区间才有可能实现合作中的双赢,从而实现自发的合作;而差异超过临界值时,地区中的环境偏好相对较小地区将在合作中受损,进而影响其合作意愿。这可以解释珠三角城市群在区域大气污染联防联控方面已有相对较多的成功做法,而京津冀城市群在区域大气污染联防联控方面却进展缓慢。
针对区域环境合作中存在地区主体收益受损的情形,在比较不同分配原则及分配方案之后,认为应在损失补偿的基础上开展合作剩余的收益分配,这也意味着需要设计一套合理的补偿机制,不仅需要补偿那些经济较不发达地区参与环境合作的损失,还要加大其占有的由于区域合作而增加的整体收益的份额,进而促进区域环境减排行为合作的达成。
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Study on Interests Allocation in Regional Environmental
Cooperation Based on Game Theory
WANG Qi WU Huafeng LI Mingquan
2. 结合国际油价、水资源的争夺等问题考查有关资源的开发、利用及短缺原因、应对措施等。
3. 结合世界及我国环境保护的有关会议、环境保护措施等考查有关生态危机的成因、生态系统的作用、生态环境的保护措施等。
聚焦点一 环境问题与管理
例1 2013年3月8~9日,沙尘天气横扫我国西北和华北地区,局部地区出现沙尘暴和强沙尘暴天气。下图是此次沙尘天气影响范围示意图。读图回答下列问题。
(1)此次沙尘天气过程中,a地与b、c两地相比,a地沙尘更强的自然原因有 。
(2)沙尘天气对b区农业生产的影响有 。
(3)减轻沙尘危害的可行措施有 、 。
A.建防风林削弱近地面风力
B.发展灌溉增加地面湿度
C.农作物留茬增强抗风蚀能力
D.硬化地面抵抗风蚀
解析 (1)熟悉a处位于塔里木盆地区域,即可得出其深居内陆气候干燥,地表植被稀少;沙源多;地形平坦开阔,风力强等因素。(2)沙尘暴会直接毁坏农作物,影响植物生长;同时沙尘堆积使土地沙化,改变土壤成分导致肥力下降。(3)建防风林、农作物留茬能削减风力且成本不高;干旱地区发展灌溉增加地面湿度、硬化地面抵抗风蚀都是投资大且不符合实际的。
答案 (1)气候干燥,地表植被稀少;风力强;沙源多
(2)毁坏农作物;土地沙化;肥力下降;影响植物生长
(3)A C
聚焦点二 自然资源保护
例2 下图为我国华北平原某沿海地区景观剖面示意图,图中海岸为沙质海岸。读图回答问题。
(1)分别说明图中甲乙丙三处植被的主要生态功能。
(2)近年来,该地区的荒草地不断开垦为农田,指出可能产生的主要环境问题。
解析 (l)从图中看,甲处位于山区,防护林具有涵养水源、保持水土的功能;乙处为沿海防护林,再结合沙质海岸可看出该处防护林具有降低风速、阻挡风沙的功能;丙处位于沙质海滩上,此处植被具有固沙阻浪的功能。(2)荒草地不断开垦为农田,会导致生物多样性减少,海岸侵蚀加剧,造成土壤盐碱化和水质恶化。
答案 (1)甲:涵养水源、保持水土,乙:降低风速、阻挡风沙;丙:固沙阻浪。
(2)生物多样性减少,土地盐碱化,水污染。(答出两点即可)
点拨 资源优势分析与资源开发分析的联系与差异
资源优势分析类试题与资源开发分析类试题经常在高考中出现,这两类试题既有联系又有差异,如“某地风能丰富的原因”与“某地发展风能发电的优势”,“某地水能资源丰富的原因”与“某地修建水电站的优势”等。
针对资源优势分析类试题只需要从资源本身的影响因素、分布规律去进行分析,如“分析长江三峡水能资源丰富的原因”:只需要从径流量大、落差大两个角度分析。
针对资源开发分析类试题除了分析该资源优势外,还需要从市场需求、该地是否适宜修建资源开发站点等角度分析,如“分析长江三峡建水电站的优势”:首先应分析长江三峡的水能资源为什么丰富;其次分析市场对水电的需要,如长江三角洲地区能源缺乏;最后应分析长江三峡是否适宜修建水电站,如长江三峡为峡谷地形,适宜修建大坝。
聚焦点三 生态环境保护
例3 我国干旱区某区域近30多年胡杨大量死亡,沙化面积扩大,生态环境恶化的趋势有所加强。下图显示该区域地区生产总值及地下水埋深的变化。
分析该区域生态环境恶化的原因,并提出此类地区遏制生态环境恶化的主要措施。
解析 胡杨主要分布在我国西北干旱区,尤其是塔里木盆地中,材料说了近30年胡杨大量死亡,沙化面积扩大,生态环境恶化,图乙反映了近30年地区生产总值不断上升,而地下水埋深不断变大(地下水位下降)。西北地区水资源极少,经济发展离不开水资源,因而近30年过量使用水资源,尤其是地下水资源,导致本区水环境急剧恶化,地表植被因可用水资源大幅减少而死亡,地表植被被破坏固沙能力大降,沙化面积不断扩大。可以看出,本区生态环境恶化的主要原因就是水资源短缺,因而要解决本区环境问题主要是解决水资源短缺问题。解决缺水问题主要是两大方面的措施:开源和节流。开源主要是增加可用水资源,具体措施有:兴修水库、跨流域调水、海水淡化、人工降雨、适量开采地下水等。节流主要是节约用水,具体措施有:节约用水、保护水资源,减少水污染。对于西北地区来说,开源方面可以考虑跨流域调水,其他方面不太合适(水资源总量少,修水库影响不大;海水资源没有;空气干燥,水汽少,几乎无法人工降水;地下水已过度开采,目前应尽量减少地下水的使用,使其逐步恢复),所以重点放在节约用水方面。工农业生产上提高水资源利用效率;调整产业结构,发展耗水量小的产业;个人生活上改变生活习惯,减少水资源的使用。
答案 原因:经济增长严重依赖(地下)水资源,地下水位下降导致生态环境恶化。
主要措施:节约水资源(提高水资源利用效率);发展节水型经济(调整产业结构);跨区域调水,增加水资源供给。
聚焦点四 环境污染及其防治
例4 阅读图文资料,完成下列题目。
下图示意环太湖地区六大名泉分布。历史上六大名泉都以水质优而著称。周围山区是这些名泉的水源补给区。近年来,泉水受到污染,部分污染物指标超出国家饮用水标准。
说明环太湖地区六大名泉水污染造成的危害和难以治理的原因。
解析 泉水是人类生产生活中的重要水源,因此泉水遭受污染必然导致生产和生活用水水质的下降,进而影响人类身体健康和污染土壤,随着生物链进入农产品并在农产品中富集,污染物超标使农产品品质下降。此过程体现了地理环境的整体性原理。
泉水污染难以治理,需要从泉水本身的属性去思考,泉水属于地下水的天然露头,其补给来源是地下水,而地下水深埋地下,具有循环更新周期长,人类干预难以实施等特点。再加上泉水补给区域和使用区域不统一,区域广,需要不同省市,需要各方面联动协同。
答案 危害:泉水(地下水)是重要的饮用水源,人饮用受污染的泉水会危害身体健康;引用受污染泉水(地下水)灌溉,会污染土壤,导致农产品质量下降(污染物超标)。
原因:泉水(地下水)更新速度慢,自然净化周期长;深埋地下,人工净化困难;涉及地区广,需区域联动共同治理。
点拨 环境污染整治类试题的思维建模
环境污染的成因有多种,但都是因为污染物的浓度与数量超过了环境承载力而造成的,因此环境污染的整治应重点从降低污染物的浓度、减少污染物的数量两方面着手。此外,再好的措施也需要人来实施,因此需要政府、公众的参与。
在此基础上,再根据区域特点补充针对性的措施。
1. 读图,回答下列问题。
(1)写出图示环境污染的环境问题类型。
(2)试分析造成图示辐射强度较大的核污染区域的分布特征及主要成因。
2. 下表是我国某区域2011~2013年占用、增补耕地的平均坡度与平均海拔状况,据此回答问题。
(1)指出占用与增补耕地分布的差异,并推断增补耕地可能产生的环境问题。
二、分类解答
(一)环境污染类
环境污染包括水污染、大气污染、固体废弃物污染三个主要方面,命题涉及成因、危害与治理措施。不同环境污染的形成原因各不相同,要结合其特点进行具体分析。例如,赤潮产生的原因为:沿海地区工业废水和生活污水的大量排放和过度海水养殖,造成海水富营养化,促使赤潮生物的大量繁殖;适宜的水温、盐度等环境有利于赤潮生物的繁殖;水体交换不良的港湾和沿岸海域容易发生赤潮。同一类型的环境污染由于所处的地理环境不同,带来的危害也不相同。如我国北方区与南方区酸雨类型不同,是因为能源利用的占比不同,北方以煤炭利用产生的硫酸型酸雨为主,南方以石油利用产生的硝酸型酸雨为主。针对造成污染问题的成因采取相应治理措施:不同的污染问题成因不同,采取的措施也应不同,只有针对具体造成污染问题的原因,才能找到解决这一问题的措施。一般来讲,根本措施在于减少污染物排放(可通过提高资源利用率、净化处理后达标排放,使用环保原料和燃料等达到目的),同时加强绿化,以增强环境自净能力。对于全球性污染问题还需加强国际合作。如大气污染的防治主要包括节能和提高能源利用效率、开发洁净煤技术、开发新能源、利用可再生能源、控制机动车污染、控制工业污染等。水污染的防治在农业生产中应采取合理施用化肥、农药,发展生态农业,加强氮、磷污染防治等措施;工业生产中最有效的方法是推行清洁生产和建设城市污水处理厂。垃圾处理应坚持“资源化、减量化、无害化”的原则。
例1(2015年全国新课标文综卷Ⅱ)阅读图文材料,完成下列要求。
图1示意河套平原地区。当地将黄河水通过引水渠引入区内灌溉农田,农田灌溉退水经过排水渠汇入乌梁素海。近年来,乌梁素海出现污染加重趋势。
(1)分析近年来乌梁素海污染严重的原因。
(2)提出治理乌梁素海污染的措施。
【参考答案】(1)河套灌区的农田退水绝大部分排入该湖,化肥、农药的使用使得湖水污染加剧;当地工业与城乡生活废水也都排入该湖。所在区域气候干燥,降水少,湖水以水渠进入和排出,吞吐量较小,流动性差,污染物在湖中积累,污染逐渐严重。
(2)①减少化肥、农药的使用,改变种植结构,采取绿色生产;②严格执行工业和生活废水的排放标准,控制入湖废水排放量;③及时清淤,采用生物措施净化;④严格执行环保法,加大违法排污处罚力度;⑤加大环保宣传,增强人们的环保意识等。
【解题思路】本题首先是读图分析能力的考查,必须正确提取图示信息方能与设问构建关联,由图示可知河套平原总干渠发出的各支渠流经农田后,进入总排干渠,然后汇入乌梁素海。第(1)题,由于农田灌溉退水经过排水渠汇入乌梁素海,农业生产过程中大量使用化肥农药,残留在土壤中的农药化肥随灌溉水流入乌梁素海,造成其严重污染。当地工农业、城乡生活废水也排入该湖,加上所在区域气候干燥,降水少,蒸发量大,湖水以水渠进入和排出,吞吐量较小,流动性差,污染物在湖中积累,浓度加大,污染逐渐加重。
第(2)题,针对乌梁素海污染物来源主要是河套平原灌溉退水从农田中带来的农药化肥和泥沙等,因而要控制农药生产过程中农药化肥的使用量,对于工业和生活废水污染,应该严格执行工业和生活废水的排放标准,控制入湖废水排放量,对湖区及时清淤,在湖泊边缘可以设置沉淀池等工程设施,种植水草,采用生物措施净化,同时加大违法排污处罚力度,加强环保宣传,增强人们的环保意识等。
(二)生态破坏类
生态破坏包括森林破坏、草地退化、生物多样性减少、环境质量下降、水土流失、土壤肥力下降、土地荒漠化、大气增温、臭氧层空洞等。每一种生态破坏问题都具有一定的区域特征,针对不同地区的区域特征可以判断该地区容易出现什么样的生态破坏问题。产生生态问题的原因有自然原因(多与区域特征有关),也有人为原因(人类不合理的生产、生活活动造成的)。对这些基础知识要有一个把握,如森林具有强大的生态效益:调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙、过滤尘埃、提供旅游休闲地等,能为人类提供各种生态服务,森林尤其是原始森林被大面积砍伐,无疑会影响和破坏森林的生态功能,带来生态灾难,包括洪水、旱涝、物种灭绝等;草地退化的原因包括自然与人为两个方面,自然原因包括气候变暖、降水减少和干旱频繁发生等。人为原因是最主要原因,包括超载放牧、盲目开垦、规划利用管理不当、滥采滥挖等,在我国,鼠害和虫害也是重要原因。草场退化导致载畜量下降,草地生态环境恶化,使当地动植物资源遭到破坏。保护草地的措施重在控制人口增长、改善经济结构、加强经济发展。物种灭绝的防治措施有建立自然保护区,保护生态环境;把某些濒危物种迁出原地,移入适当环境进行特殊保护和管理;建立濒危物种种子库、动物库等,以保护遗传资源;国家颁布相关的法律、法规。
例2(2015年全国新课标文综卷Ⅰ)近年来,我国道路施工愈加注重保护环境。喀斯特地区土层薄,保护土壤尤为重要。在南方喀斯特地区修建公路,开挖石料和堆放弃料前后需采取必要的措施,以在工程结束后,仍在原地维持土壤的生产功能。
指出为达到保护土壤的目的,在南方喀斯特地区开挖石料和堆放弃料前后应采取的措施,并简述理由。
【参考答案】措施:之前,将土壤移走,集中堆放并作保护措施(四周围挡,表面覆盖)。之后,将土壤再覆盖在石料开挖场或弃料堆放场的表面,并采取防止土壤流失的措施。
理由:喀斯特地区土层薄,易被移走;南方地区雨水多,土壤易流失,需保护。
【解题思路】该题以喀斯特特殊土层条件为材料,考查在工程建设中,如何保护土层,保护土壤的肥力,保护好生态环境。解答此题的关键是审清题意,在“开挖石料和堆放弃料的前后需采取必要的措施”,注意从开挖石料、堆放弃料之前和之后分别采取的针对性措施的区别,同时需注意结合喀斯特地形水土流失严重的特点。该题难度较大,要求学生具备较强的综合分析和推理能力。我国南方地区气候湿润,降水丰富,流水侵蚀作用强烈。在开挖石料之前,应收集表层土壤并就近集中堆放;在堆放过程中,可建设围墙以防止水土流失;堆放弃料后,应对弃料进行压实,把收集的土壤平铺到弃料上,并采取防止土壤流失的措施以利于复耕复种。
(三)资源开发类
资源包括土地资源、水资源、生物资源、矿产资源等。资源开发问题主要表现为资源短缺,根本原因是人类不合理的活动与经济发展所带来的消耗激增。应对资源短缺问题的措施包括“开源”和“节流”两方面。“开源”的具体举措有不断增加资源的探明储量,扩展开发的范围和渠道,开发新的资源和能源。“节流”的具体举措有加强节约,利用科技,提高资源的利用率,减少资源的浪费。首先要掌握需要调用的各种资源问题的相关基础知识。如淡水资源短缺涉及空间与时间分布不均、工农业需求量大、利用率低、水污染导致的水质型缺水等,解决措施侧重“开源”方面,主要有修建水库、跨流域调水、人工降雨、海水淡化、合理利用地下水等。土地资源开发与防治要掌握土地退化的原因,即人类经济活动对土地施加的压力过大,使自然状态下较脆弱的环境被破坏;防治措施包括生物措施、工程措施、农牧业措施等。生物措施是指因地制宜,退耕还林、退耕还草,恢复生态林,营造经济林,加强对植树种草的科学管理等;工程措施是指修建水库、灌渠等;修梯田、淤地坝等;农牧业措施指在突出农田基本建设的基础上,保护耕地、提高肥力,发展舍饲养畜、把牧草栽培纳入农田耕作范围等。我国耕地资源的合理利用与保护措施包括实行耕地总量不减少措施、提高土地利用率、提高耕地质量等。
例3(2015年山东文综卷)阅读材料,回答问题。
锯泥是石材加工过程中产生的石粉与水的混合物,我国北方某石材生产基地每年产生大量锯泥,其堆放占用了大片土地。石粉质地细,难处置,大风时易漫天飞扬,雨天则随雨水流入河道。近年来,某企业在该基地利用锯泥生产加气砖,加气砖质量轻,保温效果好,是一种新型建筑材料,图2为锯泥产生过程及利用示意图。
从资源、环境的角度分析该企业利用锯泥生产加气砖的积极意义。
【参考答案】实现废弃物回收利用(提高资源利用率);减少占用土地,节约土地资源;加气砖保温效果好,节省能源;减轻空气污染;减轻水污染。
【解题思路】本题考查区域资源、环境问题及治理措施。区域在发展过程中,必然会面对资源、环境问题,在开采、利用、生产过程中,总会产生环境问题。图示方式主要是减少了废弃物的排放。对废弃物进行回收再利用,治理了环境,增加经济收入。有利于保护资源、环境,加快区域经济发展。根据材料,该企业利用锯泥生产加气砖,实现废弃物回收利用,提高资源利用率。可以减少占用土地,节约土地资源。加气砖保温效果好,有利于节省能源。可以减轻空气污染,减轻水污染。
三、能力测试
(原创)图3为2009-2013年美国肯塔基地区(石灰岩广布)土地不同等级荒漠化土壤侵蚀量变化统计图,读图回答1~2题。
1.该区荒漠化治理重点是()
A.潜在荒漠化土地
B.轻度荒漠化土地
C.中度荒漠化土地
D.强度荒漠化土地
2.据图推测可知()
A.强度荒漠化土地与无荒漠化土地土壤覆盖厚度相当
B.潜在荒漠化土地植被覆盖率最高
C.中度荒漠化土地生产力高于轻度荒漠化土地
D.该地区实行了荒漠化治理措施
(原创)读中国某区域图(图4),回答3~5题。
3.最适合建风力电站的地方是()
A.克拉玛依市B.乌鲁木齐市
C.达坂城区D.吐鲁番地区
4.目前陆地风力发电的缺陷是()
①干扰鸟类②强度具有季节性③发电量小④占用大量土地
A.①②③B.①②④
C.②③④D.①③④
5.影响该区域城市等级大小的主导因素是()
A.地形分布B.绿洲分布
C.河流分布D.沙漠分布
(原创)读世界某区域图(图5),回答6~7题。
6.图示沿海地区难以利用土地分布面积较广,主要原因有()
A.全球气候变暖
B.寒流与副高影响
C.过度垦殖和灌溉
D.常年受东北信风影响
7.图示地区鱼类和海盐加工工业发达,影响两类企业布局的共同主导因素是()
A.市场B.原料
C.交通D.劳动力
(原创)8.阅读材料,回答问题。
图6为哈尔滨市2011-2013年两年间雾霾生消时间统计曲线图。
说明哈尔滨市雾霾生成与消失时间特点,据此对人们日常锻炼时间提出建议。
9.阅读图文资料,完成下列要求:
晋南某大学生就业失败远走南疆,发现和田地区荒地甚多,当地农民仅用于粗放牧羊。即承包1500亩荒地种植枣树,引进优质枣树苗,种植过程中曾遇到许多问题,最终获得丰收。图7为和田地区位置及积温、降水分布图。
(1)评价和田地区种植枣树的地理条件。
(2)当地沙尘暴频发,枣树苗难以成活,试提出合理的解决措施。
(3)沙质土壤洁净无污染,但土壤贫瘠,且虫害影响枣树生长,为收获绿色无公害大枣,不使用化肥、农药,试提出提高土壤肥力及防治虫害的措施。
(4)喜获丰收,红枣大如鸭蛋,品质优良,滋补营养丰富,专家赞称“和田软玉”、“保健丸”,获绿色食品认证,拟售价每千克600元,产品希望打入全国高端市场,请提出最简便的促销方案。
【答案与解析】
1.A由图可知,潜在荒漠化土壤侵蚀量最大,故为该区荒漠化治理重点。
2.D强度荒漠化土地与无荒漠化土地土壤侵蚀量相当,但其原因不同,强度荒漠化土地是由于过分侵蚀,已成石漠化,上覆土层极薄甚至没有,即没有或极少有土层可供侵蚀;无荒漠化土地因水土保持措施得当,植被覆盖了最高,虽土层覆盖厚度最大但被侵蚀量最少。土地荒漠化等级越大土地生产力越低。从2009-2013年土壤侵蚀量的变化趋势知土壤侵蚀量越来越小,可推测该地区实行了荒漠化治理措施。
3.C达坂城区处于峡谷,因狭管效应风力最大。
4.B风力发电装置的风叶长达6米,对飞鸟形成极大危害,风力发电占用很大土地面积,风力具有间歇性和季节性,这都是风电站的弱点;风力发电量要看其装机容量,大的风电场装机容量相当于一个三峡发电量。
5.B该区域地处我国西北干旱地区,城市等级大小受制于所处绿洲的大小。
6.B该地地处南回归线穿过的大陆西岸,受副高、东南信风和本格拉寒流的影响,降水稀少,沙漠广布。
7.B鱼类易腐烂变质,晒海盐需要海水,因此二者均属于原料导向型工业。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.037
1 引言
太阳能作具有清洁、安全、资源丰富等优势,有关机构预测,2030年全球光伏装机目标1000 GW,中国2050年光伏装机目标100GW,太阳能光伏产业发展潜力巨大。作为光伏产业重要组成部分的太阳能电池片生产近年发展迅速,其中多晶硅电池片发展成熟,产量约占全部光伏电池的80%以上,在全国多地均有布局。多晶硅电池片通常以上游合格多晶硅切片为原料,经制绒、刻蚀、印刷烧结等工序处理后供应给下游光伏电池组件企业制成光伏电池成品。多晶硅电池片生产过程产生氟化物、氮氧化物、盐酸雾、Cl2、硫酸雾、NH3、非甲烷总烃等多种大气污染物,如控制不当可能对当地大气环境和周围人群健康产生不利影响。
2 生产工艺简述及大气污染物排放特征
2.1 生产工艺简述
太阳能电池片生产工艺通常包括硅片清洗、制绒、碱洗、酸洗、磷扩散、边缘刻蚀、等离子化学气相沉积(PECVD)、丝网印刷干烧结、检测包装等工序,简述如下:
(1)超声波清洗。去除硅片上的污物,把硅片放入超声波清洗器中清洗,如进厂前已经清洗过,可直接进入制绒工序。
(2)制绒。太阳能电池片采用硝酸、氢氟酸、异丙醇等制绒,与硅片反应生成H2SiF6和NOX。反应方程式:Si +2HNO3 +6HFH2SiF6 + NO2+ 3H2O + NO+ H2。此工序产生含HF、NOX、H2、非甲烷总烃的废气。
(3)制绒后清洗:多晶硅太阳能电池制绒后采用纯水喷淋清洗。
(4)碱洗:多晶硅太阳能电池制绒清洗后,再采用KOH进行碱洗。
(5)碱洗后清洗:碱洗后采用纯水进行喷淋清洗。
(6)扩散前酸洗:碱洗后采用10%~20%的HCl进行酸洗,此工序产生含HCl废气。
(7)酸洗后水洗:酸洗后多晶硅太阳能电池采用纯水喷淋方式进行清洗。
(8)扩散前酸洗:HCl清洗后采用10-20%的HF进行酸洗,此工序产生HF废气。
(9)酸洗后水洗:酸洗后多晶硅太阳能电池采用纯水喷淋方式进行清洗。
(10)磷扩散:磷扩散是在硅片表层掺入纯杂质原子的过程,工艺采用液态扩散源。过程反应为:C2H3Cl3 + 2O2 3HCl+ 2CO2。该工序将产生含HCl、Cl2的酸性废气。
(11)边缘刻蚀:利用HNO3、HF和硫酸的混合溶液对硅片边缘进行腐蚀,去除硅片边缘的PN结,具体的反应式为:Si + HNO3 + HF H2SiF6 + NO2+ H2O + NO+ H2。
此工序产生含HF、NOX、硫酸雾的酸性废气。
(12)刻蚀后清洗:刻蚀后采用纯水进行清洗。
(13)碱洗:刻蚀后采用NaOH进行清洗,以去除表面的H2SiF6。
(14)清洗:碱洗后采用纯水进行清洗。
(15)去PSG:该工序是对刻蚀后硅片上的污物及在扩散中产生的SiO2用HF和HCl清洗的方法进行清除。该工序产生含氢氟酸和HCl的废气。
(16)清洗:去PSG后采用纯水进行清洗和吹干。
(17)等离子化学气相沉积(PECVD)
PECVD被用来在硅片上沉积氮化硅材料,将硅片装在石墨舟上,通过化学反应产生氮化硅。典型化学反应为:3SiH4+4NH3Si3N4+12H2。该工序产生含CF4、SiF4、SiH4、NH3及H2的碱性废气。
(18)丝网印刷干烧结。通过丝网印刷机将银浆、铝浆及松油醇调配成导电材料印刷在硅片上,作为太阳电池导电的主要通道;烘干后再经过高温(电加热)烧结成合金。该工序产生有机废气。
(19)分类检测。成品入库前使用检测系统对产品进行检测,将产品分等级包装入库待售。
2.2 大气污染物来源及排放特征
(1)电池片生产线酸性废气。电池片生产线酸性废气为含HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾的混合酸性废气,主要包括制绒工序产生的含HF、氮氧化物废气、扩散前酸洗过程产生的含HCl废气、磷扩散过程产生的含Cl2废气、去PSG过程产生的含HF、硫酸雾废气,废气初始浓度HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾分别为2.1mg/m3、72mg/m3、0.25mg/m3、14.7mg/m3、6mg/m3。
(2)电池片生产线碱性废气。电池片生产线硅片PECVD过程产生含NH3、CF4、SiF4的混合废气,设计采用经PECVD设备附带的废气燃烧器焚烧,燃料为天然气, 燃烧后的废气主要含 烟尘、NH3、SO2、氮氧化物、氟化物,燃烧废气初始浓度烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物分别为300mg/m3、7mg/m3、10mg/m3、12mg/m3、1.55mg/m3。
(3)电池片生产线有机废气。电池片生产有机废气为污染物为非甲烷总烃,主要包括丝网印刷、烘干烧结、单晶制绒过程中加松油醇、异丙醇而产生的有机废气,废气初始浓度非甲烷总烃为60mg/m3。
3 大气污染控制措施
(1)电池片生产线酸性废气净化。电池片生产线酸性废气为含HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾的混合酸性废气,主要包括制绒工序产生的含HF、氮氧化物废气、扩散前酸洗过程产生的含HCl废气、磷扩散过程产生的含Cl2废气、去PSG过程产生的含HF、硫酸雾废气,上述酸性废气经管道收集后设计采用酸雾碱液喷淋洗涤系统进行收集处理,HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾设计净化效率分别为80%、50%、90%、49%、85%,净化后的废气通过高排气筒排放,废气排放浓度HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾分别为0.42mg/m3、36mg/m3、0.025mg/m3、7.5mg/m3、0.9mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求。
电池片生产线酸性废气净化系统处理系统由碱液喷淋洗涤塔、排风机、喷淋装置、吸收液供给装置和排气筒组成,其工艺流程参见图3-1所示。
(2)电池片生产线碱性废气净化。电池片生产线硅片PECVD过程产生含NH3、CF4、SiF4的混合废气(G4),设计采用经PECVD设备附带的废气燃烧器焚烧,燃料为天然气, 燃烧后的废气主要含烟尘、NH3、SO2、氮氧化物、氟化物,燃烧后的废气通过碱性废气喷淋洗涤系统进行收集处理,设计喷淋液为稀盐酸,烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物设计净化效率分别为90%、80%、50%、50%、80%,净化后的废气通过高排气筒排放,废气排放浓度烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物分别为30mg/m3、1.4mg/m3、5mg/m3、6mg/m3、0.31mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求及《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准要求。
该废气净化系统由PECVD燃烧器、酸液洗涤塔、排风机、喷淋装置、吸收液供给装置和排风管等组成,其工艺流程参见图3-2所示。喷淋液为稀盐酸,与碱性废气发生反应生成水和盐,进而除去废气中的碱性气体。
(3)电池片生产线有机废气净化。电池片生产有机废气为污染物为非甲烷总烃,主要包括制绒、丝网印刷、烘干烧结过程中加入异丙醇、松油醇而产生的有机废气,该废气经管道收集后设计采用活性炭有机废气吸附塔进行收集处理,废气初始浓度非甲烷总烃为60mg/m3,净化效率80%,净化后的废气通过排气筒排放,废气排放浓度非甲烷总烃为12mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求。
该有机废气净化系统由活性碳纤维筒吸附装置、排风管和排风机、排气筒等组成,处理工艺流程参见下图3-3所示。
4 结语
太阳能晶硅电池片生产工序多、工艺复杂且涉及硝酸、氢氟酸、盐酸、硫酸、异丙醇、松油醇等多种化学品,生产过程产生氟化物、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾、NH3、非甲烷总烃等多种大气污染物,通过分析各类大气污染物的来源、成分、初始浓度等污染特征,按照技术成熟、经济合理、达标排放等大气污染物控制原则,对生产中产生的各类废气设计了相应的处理措施,净化后的外排废气可满足国家相关排放标准要求。
参考文献:
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[2]瞿露,汪诚文等.我国太阳能电池板生产中的环境污染问题[J]. 环境工程,2013(31):398-400.
当今社会环境污染与能源危机已成为全人类必须面对并要加以解决的重大课题,在这种背景下,以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供暖空调系统应运而生,而水源热泵技术正是满足这些要求的比较有代表性的低耗能新型供暖空调技术。
1、热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点,目前在国内广泛应用。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
2、水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊),和人工再生水源(工业废水、中水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位热能的转移。将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源,即在冬季,把水体或地层中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量“取”出来,释放到水体和地层中去。
对于水源热泵的节能及运行效果,本文结合一个正在运行的工程实例,用实际数字对水源热泵的节能及运行效果作进一步探讨。
3、厂区热泵系统简述
2009~2010年采暖期中,在保定市某厂区项目里利用了厂区生产用的高品质工艺水进行与热泵换热一方面降低生产用工艺水回水温度达到生产设备使用要求,另一方面提取生产设备产生的热量作为厂区的净化空调夏季用热及冬季采暖。
3.1工程相关背景及项目介绍
保定市某厂区的车间设备工艺水需求为28-38℃,可利用的热力资源较为丰富,厂区还设有对温湿度要求比较高的净化空调系统,要求四季供热。该厂区原有一座采暖生活锅炉房,有2t(蒸汽)、4t(热水)锅炉各一台,一直以燃由油燃料,燃油消耗一直保持在700~750t/a的水平。安装热泵后表明:水源热泵技术先进,机组集成度高,安装方便;操作全自动化;经济性能良好;安全性能优越;操作简单,实用性强;对废热以及地热丰富的单位、地区而言有很强的实用性,具有广泛的推广价值。
该项目的热源是利用厂区生产设备28-38℃工艺水余热,通过高效换热装置加热系统热媒清水,换热后的热媒清水温度上升约10℃左右,然后利用约克热泵将10℃的热量提取应用于采暖。设计一次侧生产用工艺水流量为80m3/h时,热媒清水温度要求在35℃左右,压力保持在3kg以上。
3.2运行的经济性比较
热泵系统输入功率是556kW,输出功率为2224kW,总输入、输出功率的大小可自动调整。从运行情况看,在停用锅炉的情况下,运行参数稳定,换热能力和系统出力完全符合设计要求。热媒清水进出水温度分别保持在30~40℃和20~32℃之间,主机做功时的温差在8~12℃之间,系统运行时可保证出水温度大于73℃(温度可以设置)。实际耗电情况:2009年1月份零下15℃时,每天耗电量在11000kW·h电左右;其他时间耗电一般在7000~9000kW·h,电价按保定地区工厂用结算价0.37元/kW·h计算,最冷时“燃料”成本为4 070元,一般情况下为2 590~3 330元;如果按照工业用电价格0.5元/kW·h计算,那么每天“燃料”成本在3 500~4 500元之间,由此可以推断出水源热泵系统单位面积运行成本约为0.10~0.13元,而在水源热泵投产前使用的燃油锅炉每天的燃料成本在10 800元左右。热泵系统实现自动化,无需人工操作,这样大大节约了人员工资。热泵供暖系统与原有的燃油锅炉相比每个采暖季可以节省816 000元,与电锅炉供暖系统相比每年可以节省1 653 360元。热泵运行费用大大低于燃油锅炉的成本,因此热泵产品经济效益明显。
3.3运行的安全及环保性
使用水源热泵系统时燃油锅炉系统完全停用,大大降低了系统危险系数,使单位安全生产管理的压力大为降低;环保方面,由于新系统只消耗二次能源,使得与纯消耗一次能源的老系统相比几乎没有环境污染。无论是废水、废气、固体废弃物、噪声还是其他环境污染物的产生量均大大降低,发生污染事故的可能性基本为零。
3.4操作与运行管理方面优越性
一段时间的运行实践表明,该系统操作简单,管理相对容易。实现了以下几方面的自动控制功能:
1)输出功率自动调节及保护功能;
2)污水压力自动调节及保护功能;
3)热媒清水温度、压力自动调节及保护功能;
4)系统进口精细过滤及自动排污功能;
5)系统变频自动补水。
该系统实现较高程度的自动化后,只需一次设置好出水温度,运行负荷的调整甚至运行全过程均无需操作人员干预。
对于管理人员而言,新系统的安全性、环保性、运行的稳定性均有较大程度的提高。工作现场环境有了较大变化。相应的管理重点也发生了较大转变,管理工作中以前的查找安全事故隐患,调整运行状态至相对较为高效低耗的平台上,杜绝环境污染事故等项工作基本上被现在的抓现场管理,提高操作人员综合技术素质的工作代替。管理难度大大降低,管理责任相对减轻,工作组跃过了较低层次阶段,直接迈上了一个新的台阶。
4、 结论
1)从工作原理即可得出,水源热泵空调系统具有效率高、节能、环保的优点;同时,水源热泵空调系统技术和产业化已经成熟,在我国符合条件的地方,特别是有余热、废然可利用的地方应大力推广该技术。
2)通过对一个正在运行的工程实例的分析,表明水源热泵空调供暖系统运行费用大大低于电锅炉及燃油锅炉供暖系统的成本,因此热泵产品经济效益明显。
3)水源热泵空调系统废水、废气、固体废弃物的排放均较少,是真正的节能环保型空调;同时,其操作及运行管理也相对简单。
参考文献:
[1]徐伟等译,朗四维校.地源热泵工程技术指南[M].北京:建筑工业出版社,2001
在低碳经济时代下,农业经济发展方式的有效转变对于和谐社会的优化构建来说有着非常重要的影响意义。低碳农业发展理念说的是,规划科学发展政策,提高节能减排技术水平,健全低碳农业发展体系,及时整改农业产业结构,将环境友好型与建设节约型作为主要的根本发展点,提升资源使用率,最终达到获得最大农业经济效益的具体目的。
2 我国农业经济发展中所存在的相关问题
2.1 严重的生态破坏与资源浪费问题
由于多年来的掠夺式开发,造成大量的水土流失,草原也出现了严重退化情况,土壤逐步沙漠化,森林面积急剧减少。与此同时,随着人口数量的快速增长以及工业化进程的逐步加快,导致人口、水资源以及耕地之间的矛盾急剧激化,使得耕地资源严重流失。
2.2 严重的环境污染问题
由于工业三废的污染,导致土地以及水资源中各类型重金属含量严重超标,使得农产品的安全性备受威胁。因为没有合理地针对农药、饲料添加剂、化肥等进行使用,?t已导致水资源和土壤资源富营养化,以及动植物质量降至最低水平,所以,我国的农业产品贸易会遭遇发达国家的技术限制。
2.3 农业发展水平普遍较低
长久以来,我国所实施的农业支持工业发展政策,使得农业投入力度较小,农业生产基础设施仍处于落后阶段,相应的土地产出率也是较低的。对于科技成果来说,不仅转化率较低,其推广能力也非常薄弱,农业设施的机械化程度总体较浅;再者,农村劳动力的科技文化素质相对较低,其不具备较高的生产经营管理水准,导致农业科技人才严重流失。伴随着农村劳动力外出务工力度的逐渐加大,其劳动力逐渐趋向于女性化、兼职化以及老龄化,由于大多数农村劳动力文化素质水平较低,使得农业技术运用受到了严重阻碍。
3 在低碳经济时代下,转变农业经济发展方式的有效措施
3.1 通过多种途径来推动农业经济发展方式的有效转变
第一,在低碳经济时代下,使农业经济发展方式转变趋向于环境友好类型,具体来说,在实际的农业生产过程当中,应该尽可能降低农药以及化肥的用量,摆脱其对化石能源的过分依赖,努力推行生态有机农业。譬如说,可以用堆肥以及粪肥来替代化肥,强化土壤的有机含量,经过合理运用秸秆还田措施来使土壤富含有更多养分,实现入渗的有效增加与径流的合理减少,此外,还可选用深、中耕作为轮作方式,将微生物以及蚯蚓等等进行引入,使其共同作用在土壤中,实现土壤生产力的有效增强以及作物根系营养能力水平的优化提升。
第二,在低碳经济时代下,需努力推行资源节约型农业发展模式,这就需要将农业的剩余能量充分运用起来,通过对作物秸秆资源的充分合理使用,防止环境污染的进一步深化,确保资源最大使用率。譬如说,把作物秸秆资源用来制作肥料以及培养料、饲料,再加之对相关气化技术的合理运用,在相应的高压以及厌氧、高温条件下,使其能够在热作用下气化生成可燃性气体,此外,还可以把作物秸秆资源应用在乙醇燃料发酵中,预防环境污染。
第三,在低碳经济条件下,实现新型能源的有效开发与普及,这就需要在农业生产进程中,努力进行沼气技术与太阳能技术的合理推广,在农村普及太阳能集热器是发展低碳农村的有效途径;在规模化畜牧业养殖中,可利用畜牧粪便生产沼气,获得生物质能。
3.2 开拓循环式农业经济发展道路
依照资源化、以及减量化、循环利用的相关原则,努力号召农业生产人员从节约土地资源以及能源、材料、水资源的角度来实现对资源的综合回收与利用,起到保护生态环境的实际作用,形成高效益以及投入消耗较低的可循环式经济发展方式,构建由资源到产品到废物再运用的循环模式,推动内涵式发展,预防与规避环境恶化以及资源短缺相关问题。
3.3 发展生态化农业
生态农业是依照生态学和经济学原理,利用先进的农业技术,在保护和改善农业生态环境的同时,将各种生产技术有机结合发展生产,最终建立起人类生存和自然环境相互协调的发展体系,是一种合理开发利用农业资源,促进农业可持续发展,实现农业生产良性循环的生产方式。发展生态农业,可以充分利用我国后备土地资源,减少裸地面积,防止水土流失和荒漠化,减轻洪涝和沙尘暴灾害;可以有效提高农业劳动生产率、土地和资源利用率;可以拓宽农民增收渠道和提供新的就业渠道;生态农业的无公害无污染绿色产品,可以提供有比较优势的农产品,突破贸易壁垒,增加农产品出口。
3.4 运用科技手段推动农业经济可持续发展
第一,加大力度投入农业科技教育,加强农业技术的研究开发,促进农业技术的推广和普及;提高对农业从业者的科学文化知识,加强培训他们的农业技术;建立健全农业基础设施;发展农业产业化经营。
第二,需要完善农业经济发展的农技推广服务体系。包括实施合同化的管理机制,调整和优化农业经济结构,引导农民进行标准化生产;建立农业生产安全保障体系,防止农业从业者承受过多的生产风险。
中图分类号:[TE992.2]
前 言
在石油勘探开发后期,井场废水池内会储存大量的钻井废水和废弃泥浆。由于坑池的渗漏、溢出、淹没等都可能引起地下水和地表水的污染,因此这种可能成为长期污染源的钻井废水处理倍受人们关注,迫使工业上必须寻找较好的处理钻井废水方法。
1 钻井废水的组成及特征
1.1 钻井废水的组成
在钻井作业过程中,钻井液是保证钻井正常运行不可缺少的物质。在钻井作业完成后,作业现场会残留大量废弃的钻井液。由于石油钻井的野外作业特征,施工现场所有的废弃物几乎全部积存于废泥浆储存坑内,这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化,最终形成一种由粘土、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆[1]。
主要产生渠道有以下几种[2]:
(1) 废弃泥浆。钻井过程中,有些泥浆被污染而变质、或由于稀释造成泥浆过多及泥浆老化等原因,使人们不得不弃掉这部分泥浆。这部分泥浆往往进入废水池。
(2) 散落泥浆。地面循环系统如泥浆槽、泥浆净化设备等散落泥浆。
(3) 岩屑冲洗。对岩屑的冲洗及雨水的冲刷,使泥浆变为废水。
(4) 钻井设备的冲洗。对钻具及震动筛的冲洗及泥浆罐的定期淘洗都将使泥浆及油料变为废水。
1.2钻井废水的污染特点
(1) 色度大,呈黑褐色;
(2) pH值在6―9之间;
(3) 悬浮物浓度高,其原因是钻井液体系中所用处理剂较多,使膨润土颗粒稳定,不易聚沉,从而使得钻井废水在循环使用中,颗粒浓度增加;
(4) 有机质添加剂种类多,成分复杂。在钻井液循环作用过程中,可溶性有机化合物在废水中逐渐富集[3]。
2 钻井废水治理中存在的问题及其原因
2.1 废水的组成复杂、浓度高
由于钻井深度的增加,地层条件越来越复杂,常常需要调整和更换泥浆体系,使得处理剂的数量和种类不断增加;同时由于环保法规的日益严格,为了尽可能地减少废水的产生,钻井废水常常实行多次循环,用于调配泥浆、冲洗震动筛等。这样,必将导致钻井废水组成越来越复杂,污染物富集导致浓度越来越高。
2.2处理后的污泥池存在一定的安全环保隐患
钻井井场的污泥池在钻完井后,废水自行风干或渗入土壤,再进行加药固化,最后填埋处理。但是这种处理方法不能有效的处理钻井泥浆,存在固化时间长、固化程度不够,只固化了泥浆表面,而泥浆池深处仍处于固液混合状态,有一定的安全环保隐患。
2.3单一处理方法处理后的钻井废水不能达到污水综合排放指标
目前国内外钻井废水处理技术,都以较单一的方法处理。但是单一的方法很难保证处理的效果,处理后的钻井废水不能达到污水中和排放指标,对环境造成严重污染。
3 现有钻井废水处理方法分析
3.1 物理法
过滤法是去除悬浮物,特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。过滤时,含悬浮物的水流通过具有一定空隙率的过滤介质,水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而去除。膜分离法也是一种物理处理法,是用一种特殊的半透膜将溶液隔开,使溶液中某种溶质(水)渗透出来,达到分离溶质的目的。
物理法是最简单的废水处理方法,对于大颗粒的悬浮物处理效果明显,但对于小颗粒物质、化学添加剂等物质无法处理。
3.2 化学法
化学处理法主要为化学氧化法,该法是去除废水中污染物质的有效方法之一。其目的是将污染物氧化为无害的终端产物或易降解的中间产物。通过化学氧化,可使废水中的有机物和无机物氧化分解,从而降低废水的BOD和CODcr值,使废水中的有害物质无害化。其常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠、漂白粉和双氧水等。其中臭氧是一种极强的氧化剂和消毒剂,其氧化反应快、在低浓度下也可进行,在水中不产生持久性残余,无二次污染问题,适用于深度处理。
由于化学处理剂来源广泛,处理费用较低,处理工艺过程也很简单,所以化学法是目前最普遍的废水处理方法。
3.3 物理化学法
电解凝聚浮选法、气浮选法等。主要使用于钻井初期的钻井废水,其废水中主要含有油类物质、机械杂质和少量有机质。该方法主要是将出现的气体微泡混入含有油及机械杂质的废水中,气泡上浮与水中的微小颗粒及微粒油粘附在一起,使油和固体颗粒上浮至水面,被撇油器从水面撇除。
这种方法的明显不足是费用较高,但效果较好,除油率可达90%以上,机械杂质、悬浮物的去除率达95%以上[6]。
3.4 生物法
废水生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两大类。
好氧生物处理是在游离氧存在的条件下,以好氧微生物为主使废水中有机物降解、稳定的无害化处理方法;由于生物膜的吸附作用,当废水在填料表面流动时,有机物被生物膜所吸附。同时,空气中的氧也经过废水表面进入生物膜,膜上的微生物在氧的参与下对有机物进行分解,使废水得到净化。
厌氧生物处理是在无游离氧的情况下,以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的处理方法。通常是在无氧条件下,利用微生物将有机物转化为甲烷及其他无机物(CO2、NH3)的过程,即通过此方法,可将复杂的有机物分解为简单物质,将有毒物质转化后无毒物质,使废水得到净化,具有有机物去除率高、工艺操作简单、可靠和维护费用低等优点。
但因为钻井废水中往往含有可溶性有机物,不利于微生物生存,所以该法对钻井废水处理的适用性较低。
4 建议
由于废水的成分太复杂、浓度太高;混凝剂的质量和效能不高;处理工艺不完善;化学混凝法去除污染物的能力有限等原因,造成钻井废水处理效果不够理想,COD、色度达标率偏低的现象。展望钻井废水处理的发展趋势,还应加强以下几个方面的工作:
(1) 加强钻井废水处理剂的不断改进和完善
在现行的钻井废水处理工作中,单一类型的处理剂不能满足钻井废水的处理需要。因此,研制一类能广泛适用于各种钻井废水的处理剂是十分必要的。
(2) 加强钻井废水处理工艺的研究
钻井废水的处理工艺在不断发展之中,应逐步加强和完善钻井废水的全封闭循环处理工艺。因为它具有新鲜水用量少,处理水的重复利用效率高,外排废水量少的特点,是具备较佳的经济效益和环境效益的一种处理工艺。
(3) 加强现场管理和技术改造
对现场作业要加强管理,推广HES管理体系。减少钻井泥浆的废弃和外排以及研究使用优质低毒泥浆和易降解的有机添加剂,减少钻井废水对环境的污染。
参考文献:
[1] 周迅.钻井液的处理技术综述.田环境保护.2001 ,11 (2) .
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[4] 杨明杰,梁万林,金庆荣,等. 钻井废钻井液综合治理技术研究. 矿物石,2003 ,23 (1) : 1092112.
中图分类号:F207 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2011)10-047-02
陕北地区生态环境脆弱,能源资源却相对富集。开发好陕北能源资源不仅关系到陕北地区的繁荣,更关系到国家经济建设总目标的实现。所以,我们开发陕北能源资源绝不能继续走传统的线型经济发展的老路,必须在科学发展观指导下,积极探索和实践经济、社会、环境相协调发展的新路子,必须要走可持续发展的循环经济之路。
一、循环经济理论简述
所谓“循环经济”本质上是一种可持续经济发展模式,是一种生态经济。要求将人类社会的各项经济活动与自然环境的各种资源要素结合起来考虑,以实现资源高效率的利用和生态环境变化的协调发展,建立起一种物质不断循环的新型经济形态。循环经济要求把经济活动组成一个“资源――产品――再生资源”的反馈式流程,其特征是能源要在不断循环中得到合理、持久和高效的利用,从而把经济活动对自然环境的影响降低到最小程度。这一点完全区别于传统经济由“资源――产品――污染排放”的单程线性型经济。
简单地说,循环经济就是一种新的经济发展理念,它不等于清洁生产,更不等于环境保护。其在宏观上统筹经济发展,实质就是以尽可能小的资源消耗、环境代价实现尽可能大的经济效益、社会效益和环境效益。
循环经济理念有着自己的规范。循环经济的传统规范是“3R”原则。即减量化、再利用、再循环。其中“减量化”原则是指用较少的原料和能源达到既定的生产目的或消费目的,在经济活动的源头节约资源和减少污染,其以资源投人最小化为目标。“再使用”原则是指尽量延长产品的使用周期,产品和包装容器能被多次和反复的使用,其以废物利用最大化为目标。“再循环”原则指产品完成其使用功能之后能够重新变成可以利用的资源。其以污染最小化为目标。
而今循环经济理念有了新的规范,即“5R”理念。这在2005年3月26-30日阿联酋举行的世界思想者论坛大会上提出并得到了一致认同。“5R”理念包括:再思考。要改变旧经济理论。新经济理论的重点是不仅要研究资本与劳力循环,也要研究资源循环,生产的目的除了创造社会新财富以外,还要保护被破坏的生态系统。减量化:除了原有的改变旧的生产方式、最大限度地提高资源利用率,减少土地、能源、水和原材料的投入的概念外;还延伸到在提高人类生活水平中,合理地减少物质需求。再使用:除了原有的尽量延长产品寿命、做到一物多用、减少废弃物排放的概念外;还延伸到合理消费、科学消费的消费领域。再循环:除了原有的废弃物利用,形成资源循环的循环外;还延伸到经济体系由生产粗放的开链变为集约的闭环,形成循环经济的技术体系和产业体系。再修复:要不断地修复被人类活动破坏的生态系统。
“循环经济”作为一种理论和理念,我们不只是要对其充分理解和认识,更要把循环经济理念贯穿到经济建设之中、尤其是要贯穿到区域经济发展之中,结合区域经济发展的实际情况。指导区域经济更好的发展,要使经济效益、社会效益和生态效益相统一、协调,实现经济可持续发展。
二、陕北能源资源开发现状分析
陕北地区由两个省辖市组成,土地面积辽阔,能源资源十分丰富。延安市,总面积37028平方公里,下辖13个县区,已探明地下矿藏10多种,其中石油储量7.5亿吨,煤炭71亿吨,天然气33亿立方米。榆林市,总面积43578平方公里,辖下12个县区,全市已发现8类48种矿产。其中煤炭预计储量2714亿吨,探明储量1660亿吨,约占全国储量的16%。天然气预测储量5万亿立方米,探明储量7474亿立方米,是迄今我国陆上探明的最大整装气田,气源主储区在靖边、横山两县。石油,预测储量6亿吨,探明储量3亿吨。榆林以其丰富的能源资源,被誉为“中国的科威特”。陕北能源资源丰富,但在开发中却存在很多问题,笔者认为可以归纳为两个方面:
1 能源资源开采、利用率低,浪费严重。目前,陕北经济增长途径单一,主要依靠能源资源开采和初级加工业。在能源资源开采的过程中,有很多采用的是粗放的开采方式,回采率很低。小型煤矿、乡镇煤矿回采率。原油回收利用率。这些都远远低于国家标准。尤其是那些掠夺性的开采,使得注水后原油二次采收率更低。此外,部分大矿的回采率,远远低于国家规定的75%的以上的回采率。在能源资源加工上,由于产业结构单一和一些化工企业选址分散,以及企业本身的技术水平和管理水平较低,使得产品的产业链不能顺利延伸,资源的综合利用率较低,这都造成了陕北能源资源的严重浪费。
2 能源资源开发对生态环境破坏严重。陕北能源资源的开发中,资源没有很好的实现循环利用。废弃物的无污染处理和再利用工作做的不好,给生态环境本就十分脆弱的延安、榆林两地造成了水资源和空气的严重污染。据调查,榆林地区11条主要河流有9条受到不同程度的污染。延安地区延河石油类超标。据监测,榆林地区局部大气中氮氧化物、悬浮微粒、二氧化硫三项主要污染指标超标,悬浮微粒日均浓度超过国家二级标准。此外,陕北能源资源开采致使土地资源破坏严重。随着煤田不断开发,人为破坏地表植被,侵占农田现象时有发生。由于资源开采造成的地下水水位的降低,致使很多土地盐碱化。大规模的煤炭、石油开采还使很多植被受破坏,沙化、水土流失非常严重。由于长年开采,陕北地区时有地面塌陷、地裂缝等地质灾害的出现。
三、开发陕北能源、发展循环经济的建议
我国政府提出了到2020年全面建设小康社会的奋斗目标,今后15年将是中国工业化、现代化进程加速推进的重要时期。为了合理开发和节约我国能源资源,解决工业化、现代化过程中的能源需求,我仃1必须大力发展循环经济,循环利用资源,减少废弃物排放,实现经济可持续发展。陕北地区作为国家重要的能源化工基地,在开发能源资源的过程巾,更要走循环经济的发展模式。让陕北的能源资源得到高效率的开发和利用的同时,也让陕北的生态环境不断得到改善,真正实现人与自然的和谐发展。
1 加大宣传力度,增强发展循环经济的理念。经济要发展,转换发展观念、意识是关键。只有社会各界都有了发展循环经济的意识,循环经济才有可能很好的开展。为此,可由政府组织,通过举办各种研讨会、专题讲座、交流会,利用广播电视等媒介,在延安市、榆林市各界广泛开展循环经济宣传教育活动,普及循环经济知识,增强干部、企业管理者、员工、普通群众的循环经济理念,为循环经济发展营造良好的社会环境,以期早日形成循环经济体系。
2 加快地方性促进循环经济发展的政策法规体系建设。可根据陕北区域经济发展的总体规划及中长期发展目标,参照国家、省现有的循环经济的法律法规以及一些地区成功的经验,制定出一套适合于本地区经
济发展实际情况的政策法规,包括政府在税收、投资、技术等方面促进循环经济的优惠政策。充分发挥出政策的鼓励、扶持和监管作用。真正使循环经济的发展有法可依,违法必究。可以制定和出台相关市循环经济促进条例,明确规定本地区发展循环经济的规划、政府在发展循环经济上的支持和鼓励政策、资源节约和循环利用的标准和办法、以及违反循环经济促进条例的处罚措施等等。
3 加快促进循环经济发展所需的技术支撑体系的建设。发展循环经济,就是要走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。科学技术是发展循环经济的重要支撑。为此陕北地区要加快促进循环经济技术支撑体系的建设。首先,要加强本地区同外界的交流与合作,学习先进理论和科学技术,借鉴发达国家和地区的成功经验,引进国内外循环经济发展必需的核心技术、高科技人才,组织力量消化吸收和推广。其次,要大力提高自主创新能力。为此,可以设立专项资金,鼓励本地区科研机构、高等院校进行与循环经济发展相关技术的开发和研究,努力形成一些核心技术的自主知识产权。最后,要努力提高本地区企业的技术转化能力和技术创新能力,可以通过在企业内开展技术培训等方式来提高。
4 建设陕北循环经济工业园区,转变企业经营方式。要以资源分布为基准,以大型重点企业建立为主体,由政府有关部门来规划建立陕北循环经济工业园区。首先,园区内各企业,必须走资源消耗低、科技含量高、经济效益好、环境污染少、产品深加工的路子,改变过去资源消耗高、科技含量低、环境污染大的粗放式的经营方式。每一个企业都要在循环经济理念的指导下设计生产体系和生产过程,促进原材料的循环利用。其次,要实现园区各企业间废物与资源的连接,建设一批区域性资源再生产企业,提高废弃物再利用水平,实现“四废”循环利用,一家企业的废气、废热、废物、废水成为另一家企业的原料和能源,促进资源的综合循环利用,真正构建全新的循环经济体系。
5 加强陕北地区生态环境建设。生态环境是循环经济发展的重要因素。在任何地方能源资源的开发都会和环境保护相矛盾,在陕北地区这种矛盾更突出。陕北地区本就生态植被稀疏,水土流失、土地沙漠化严重,生态环境十分脆弱。能源资源开发就更容易使生态环境遭到破坏。所以,要开发好陕北能源资源,减少对生态环境破坏,发展循环经济,就要解决好这一矛盾。首先,我们要把生态环境建设和经济发展紧密结合起来,走“边发展,边治理,谁破坏,谁负责”的路子。具体来看,要尽最大努力减少企业“三废”的产生。对已经产生的废物,要进行无污染处理。新建企业要尽可能采用清洁生产工艺,以减少对环境的破坏。企业对环境造成的破坏,企业要尽力去恢复。其次,政府应加大投入,促使生态环境的恢复。资金可以通过财政划拨和向企业征收生态环境补偿费的方式获得。总的目的就是要减少资源开发过程中对生态环境的破坏,实现经济、环境的协调发展。
参考文献:
1,冯之浚,论循环经济[M],北京:经济科学出版社,2003
2,丁秋更,以循环经济理念实现可持续发展田商场现代化,2006
3,刘小松,侯渡舟,陕北能源化工基地的良性循环发展[J],现代企业,2006(4)