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1.1微量成分
銅、鋅、鉛、鉻的特點是除銅外,其它檢出率皆超過50%,檢出率較高;但除11號點下邪村(參見圖1)鉛檢出超標(國家飲用水標準,下同)外,其它皆未超標(表l),整個市區(qū)所取樣點沒有檢出汞和鎬。
酚的檢出率較低,但超標率較高達24%。其檢出最高值為0.29mg/l(賴山新河紙廠),超標1朽倍。氰普遍檢出,但含量一般在標準的一、二個數(shù)量級以下。調查中發(fā)現(xiàn),一些距工業(yè)區(qū)甚遠的地區(qū)水井中酚、氰含量較高(潘集西北部農(nóng)村),表明其不完全來自工業(yè)污染,很可能是長期引用水灌溉日漸累積造成的。區(qū)內化學耗氧量最高達9.smg/1,超標近4倍,反映出局部有機污染較重。
1.2常蟹組分
(l)硬度和硫化度75個水樣點統(tǒng)計表明,礦化度最大值為1.859/1,超標率為6.6腸;硬度最大值為49.7H“,超標率為8%。兩者超標率相當,且分布規(guī)律一致,于區(qū)內形成了較為穩(wěn)定的分布面積(圖1)。
(2)州值統(tǒng)計表明,1987年市區(qū)淺層地下水PH平均值為7.578,其中淮河以南為7.567,淮河以北為7.619;1990年PH平均值為7.171,其中淮河以南為7.129,淮河以北為7.340??梢?,pH值變化呈下降趨勢,下降速率淮河以南大于淮河以北。由此可見市區(qū)地下水污染源大多屬酸性。1982年市區(qū)曾測得弱酸性酸雨說明地下水從補給源開始已遭到了酸的污染。
(3)三氮三氮含量較低。硝酸根含量最高為14.97mg/1,遠低于45mg/1.但NH+及NO3-離子普遍檢出,且局部超標,進一步說明了區(qū)內存在有機污染。
1.3地下水化學類型
市區(qū)地下水化學類型較為復雜。按舒氏分類法有11種類型,其中多數(shù)是以HCO3為主要陰離子類型(圖2).局部地帶如位于山前地帶的山王鎮(zhèn)工農(nóng)村3號點,HCO3卻降為次要陰離子,而Cl一成了主要陰離子,顯然是污染所致。
上述可見,市區(qū)淺層地下水微量成分含量表明,個別點或局部地段已嚴重超標;常量組分大都具明顯的異常表現(xiàn)。淺層地下水污染已具一定規(guī)模,局部已相當嚴重。
2淺層地下水污染現(xiàn)狀評價
2.1評價方法及原理
地下水質量評價方法很多,在評價模式、評價標準和質量分級等方面都存在不同的認識。本文在認真分析了區(qū)域地下水污染特征的基礎上,采用了模糊集理論與綜合水質指數(shù)相結合的評價方法。
(1)模糊集理論法首先建立各評價參數(shù)相對于不同水質級別的隸屬函數(shù)關系,構成模糊矩陣,并對諸評價參數(shù)配以適當權重,通過復合運算,求出不同水質級別的隸屬度,然后根據(jù)隸屬度大小確定水質級別。
(2)綜合水質指數(shù)法該法是通過計算出每個監(jiān)測點單個指標的污染指數(shù)和權重大小,考慮多個指標復合而得到綜合水質指數(shù)(PI),然后據(jù)水質分指數(shù)的檢出和超標情況確定PI的分級界線來進行評價的。
2.2參數(shù)及地下水分級
淮南市城市特點,決定了市區(qū)淺層地下水污染是以工業(yè)、煤礦生產(chǎn)影響為主,兼有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活等方面因素共同作用造成的。考慮區(qū)內所取的分布較為均勻的97個水樣點所檢的37個水化學成分的檢出及超標情況,選取了酚、氰、氟、COD、三氮、氯、硬度、礦化度等8個評價參數(shù)。
分級考慮的基本原則是地下水飲用衛(wèi)生標準和區(qū)域本底濃度。通常國家飲水標準考慮了各指標對人體健康危害的限量,是正常生理活動的衛(wèi)生標準,只要參數(shù)含量接近或超過飲水準,便可認為地下水已明顯受到污染,并以此作為三級水。而把區(qū)域本底濃度作為地下水開始受到污染的起始濃度(據(jù)區(qū)域檢測數(shù)據(jù)計算)確定為一級水標準。據(jù)此限制條件并參照前人評價標準,把本區(qū)淺層地下水水質分為5個級別(見表2)。
2.3權重的選取
權重選取的合理性,直接關系到評價結果的準確性。本文采用國家飲水標準與主觀分析判斷相結合的方法。一方面,根據(jù)水質指數(shù)Ci/Si(Ci為實測值,Si為國家飲水標準)的大小確定權重。Ci/Si大權重亦大,反之就小。因為國家飲水標準已考慮了各參數(shù)對人體健康的危害限量,含有一定的權重因素,另一方面,考慮各參數(shù)本身地球化學特性及對環(huán)境的危害程度,人為地對各參數(shù)賦予權重大小??紤]上述兩方面因素將所得的兩種權重(ai.bi)進行代數(shù)積并歸一化,得到修正后的權重Ai,即
2.4綜合評價
(l)模糊集法綜合評價是通過復合運算實現(xiàn)的。鑒于本次評價的8項參數(shù)主因素控制并非突出的特點,選用了一次型作為隸屬函數(shù)模型。用Q表示綜合評價結果(1x5)階行模糊矩陣,則Q=A·R。式中A為經(jīng)歸一化得到的一個(lx8)階行權重模糊矩陣;R為由單個評價因子行矩陣組成的一個(8x5)階模糊關系矩陣。最后通過復合運算得出綜合評價結果.
(2)綜合水質指數(shù)法綜合水質法指數(shù)(月)是通過下式計算得到,即
式中俄為評價參數(shù)權重(同上),Ii為水質分指數(shù),C為實測值,C0為評價標準值。評價的水質質量分級方法是將水樣點的計算值PI依大小順序排列,列出表格,并寫明各水樣點的水質分指數(shù),據(jù)各樣點的乙檢出和超標情況確定PI分級界線。據(jù)上述原則將該區(qū)地下水水質分為5級(表3)并與表1的水質級別相對應。由此可得出每個水樣點的綜合評價結果
3評價結果分析
3.1兩種評價方法比較
(l)兩種評價方法所得結果進行比較發(fā)現(xiàn),所得出的水質級別都具有中間多兩頭少的特點(見表4、表5)。說明評價結果是可信的。
(2)“模法”是一種主因素突出型的評價方法。“模法”評價的分辨率比綜合水質指數(shù)法高,能較準確地反映客觀實際。本次評價按水質指數(shù)法沒有劃出一級水質,不太合理,如69、70號樣點(圖5),其評價參數(shù)水質分指數(shù)沒有一個超過0.5,指數(shù)法定為I級水,顯然不合實際。此外水質指數(shù)法評價中往往掩蓋了較大值的存在,從而使地下水惡化程度降低,造成評價上的錯誤,如87、33號等樣點的評價參數(shù)中有兩項超標,水質指數(shù)法卻定為I級水,顯然有誤,而“模法”定為I級水較為有據(jù)。
由于“模法”能較好地處理這類不確定間題,因而本次評價主要采用該法的評價結果。只是在“模法”評價中出現(xiàn)了確定級別較為困難的4個樣點時,采用了指數(shù)法評價的結果。如80號點(0.45、0.45、0、0、0)、73號點(0.46、0.46、0、0、0)等,考慮到指數(shù)法評價出水質級別偏低而上述4個水樣均處于I、l級水準,故4個水樣點均取l級。
3.2評價結果分析
據(jù)綜合評價結果(圖6),淮南市區(qū)淺層地下水水質狀況具有如下特點。
(l)在92個評價水樣點中,從I至v級皆有分布,其中1級水最少(4個)。說明本區(qū)地下水大多出現(xiàn)了程度不同的污染??傮w看,I、l級水點居多,占65.2%,W、v級水點較少,占30.4%;從分布面積看,l、,級水點占面積的72.74%,IV、v級水點約占24.5%??梢姳镜叵滤蠖继庉p污染狀態(tài),重及嚴重污染的水分布較為局限,但已具一定比例(表4)。
(2)淮河以北和淮河以南的水質級別統(tǒng)計資料表明,兩區(qū)域I至v級水皆有分布,但污染程度和規(guī)模有明顯差別(表6)?;春右员眑、l級水質點27個,占71.79%;重及嚴重污染點9個,占23.08%。而淮河以南l、皿級水質點32個,占60.38%;N、v級水質點19個,占35.85%。明顯淮河南面較北面污染嚴重。這與南面廠礦企業(yè)集中(建有礦井九對,工業(yè)企業(yè)800多家)、北面廠礦企業(yè)少且分散(三對礦井,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為主)以農(nóng)村環(huán)境為主的城市功能分區(qū)有關。
(3)淮北南質變好該嚴與此區(qū)塊長期引用北面的茨淮新河劣質水灌溉有關??拷春右蚴芑春游鬯?全市工業(yè)企業(yè)排放廢水的90%以上進入淮河)影響,水質漸差。特別于河道彎曲地帶,因地勢低洼,水質明顯變差。如段灣、祁集兩地(圖5)。泥河兩岸的地下水質受泥河污水影響不甚明顯,僅在下游有所反映,可能與該河上游切割不深,下游水位較低河道開闊有關。
(4)淮河以南總體看,受廠礦企業(yè)布局的控制,水質分布較北面復雜的多。西部地區(qū)為淮南市主要煤炭開采區(qū),建有大小礦井七對,大量工礦企業(yè)廢水的排放使得該區(qū)塊淺層地下水不僅污染重而且水質分布復雜。其中西南面山前地帶和東南面李一、李二礦附近水質嚴重污染,前者與壽縣化肥廠及淮南礦務局化工廠排污有關,后者與附近礦區(qū)的礦井水排放有關。中部地區(qū),從泉山至田家庵一線,主要為機關、學校及居民生活區(qū),地勢較高,受污水影響小,水質較好。但在淮河的彎曲地段,如安成鎮(zhèn)陸塘村,地勢低洼,水質變差。東部地區(qū),出現(xiàn)了水質嚴重下降的兩個區(qū)塊,一是窯河至大通一線,一是本區(qū)東南角。經(jīng)調查,兩者都與長期引用窯河及高塘湖劣質污水灌溉有關,前者還與九龍崗、大通礦(已報廢)長期開。
本研究將理論研究和實例應用研究相結合,以Ge0MediaProfessional3.0為GIS系統(tǒng)開發(fā)平臺,以VB6.O為系統(tǒng)二次開發(fā)語言,以MicmsoftAccess97為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),并以重慶市三峽庫區(qū)鳳嘴江為實例,開發(fā)了水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)及其軟件WPCPGIS,并在重慶市渝北區(qū)御臨河流域綜合治理規(guī)劃中成功應用。
主要研究內容包括:
l、水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫研究
WPCPGIS空間數(shù)據(jù)庫設計采用了基于現(xiàn)象的矢量數(shù)據(jù)模型對現(xiàn)實世界中的地理實體中的實體進行抽象,利用GeoMedia
Professional3.0完成河系及相關實體數(shù)據(jù)結構和組織設計。并用特征類(rea*ureClass)來管理空間數(shù)據(jù)。
在WPCPGIS中,空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存貯在ACCESS的不同數(shù)據(jù)表中,并通過主鍵屬性進行數(shù)據(jù)表間的聯(lián)接。利用visualBasic6.0和GeoMediaProfessional3.0中的數(shù)據(jù)控件實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的調用。
本研究針對水污染控制規(guī)劃的系統(tǒng)性與綜合性、空間相關性、數(shù)據(jù)的動態(tài)性和適時性、數(shù)據(jù)定性分析與定量分析相結合等特點,闡述了水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計方法。建立了W代PGIS數(shù)據(jù)庫,為規(guī)劃決策提供了切實可行、方便靈活的數(shù)據(jù)資源。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有動態(tài)更新能力和高度的信息共享性,充分體現(xiàn)了空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的特征。
2、水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)模型庫研究
通過水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)模型庫的研究,系統(tǒng)地歸納、分析、完善了整個水污染控制規(guī)劃過程的各種計算模型,并開發(fā)了水污染控制規(guī)劃過程的實用計算模型,包括模糊影響系數(shù)環(huán)境容量計算模型,污染負荷分配模型,規(guī)劃方案環(huán)境效益計算模型等等。將模型庫技術引人水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)中,開發(fā)了WPCPGIS模型庫系統(tǒng)。該模型庫系統(tǒng)能夠很好地對水環(huán)境系統(tǒng)和規(guī)劃方案進行模擬,為規(guī)劃人員和決策者進行污染源分布及排放強度、河流污染負荷、水質狀況、水體環(huán)境容量、規(guī)劃水平年水質預測情況、各規(guī)劃方案的經(jīng)濟技術比較等研究提供決策支持。模型的計算結果能在wPCPGIS軟件中以數(shù)字地圖的形式直觀地顯示出來,使得W】丫PGIS能夠直接用于水污染控制規(guī)劃決策。模型庫采用結構化設計,是一個開放(open)的系統(tǒng),系統(tǒng)開發(fā)人員可以根據(jù)模型的發(fā)展和實際需要,添加新模型或修改已有模型。
3、水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)的建立
本研究在水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和模型庫研究的基礎上,將Gls技術應用到水污染控制規(guī)劃的每一個過程,并實現(xiàn)了GIS軟件、模型和數(shù)據(jù)庫三者數(shù)據(jù)同步,達到了對象空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的動態(tài)管理,適時更新,并且使得wPcPGIS系統(tǒng)能夠自動響應信息變化,這對于污染源的動態(tài)管理特別有意義。在WPCPGIS軟件中可修改污染源的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)庫輸人模型庫計算,系統(tǒng)再將模型的計算結果存人數(shù)據(jù)庫,被GIS軟件調用,并以數(shù)字地圖的形式顯示出來。同樣規(guī)劃人員可以直接修改、添加數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),通過模型庫計算,在WPcPGIS數(shù)字地圖中顯示出來。本研究將模型庫技術、數(shù)據(jù)庫技術租G巧技術相結合,實現(xiàn)了水質狀況的動態(tài)顯示。通過隸屬度加權綜合平均水質級別法進行了水域水質級別計算,使得水質評價結果直接與(地面水環(huán)境質量標準》聯(lián)系在一起,能夠給規(guī)劃人員和決策者提供準確的水質污染信息,并將水質級別以專題數(shù)字地圖的形式顯示出來,超過水質目標的河段用紅色警示,將抽象的水質狀況以非常直觀的形式顯示出來,讓決策者能夠一目了然。
4、實例研究與應用
以重慶市三峽庫區(qū)的鳳嘴江為算例,進行了水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)研究,并開發(fā)了鳳嘴江WPCPGIS系統(tǒng),取得了較好的應用效果。然后又在重慶市渝北區(qū)御臨河流域綜合治理規(guī)劃中,應用了WPCPGIS。將渝北區(qū)御臨河流域內的污染源、城鎮(zhèn)信息、污染治理設施規(guī)劃和水質規(guī)劃等眾多信息用GIS數(shù)字地圖的形式表現(xiàn)出來,使得原先枯燥復雜的綜合治理規(guī)劃非常直觀的展示在專家和領導面前,得到廣泛好評。、
二、項目簡況
工業(yè)也是耗費水資源的一大方面,所以,政府應出臺相關的規(guī)定,強制性的要求企業(yè)節(jié)約用水,對于產(chǎn)能較低、耗水嚴重的企業(yè)應下發(fā)整改通知單,通過更新設備、采用新技術的方法實現(xiàn)節(jié)約用水。對高能耗、高污染的行業(yè)應加大關注的力度,一方面提高鋼鐵、電力、化工、制藥業(yè)、造紙等消耗水資源嚴重的企業(yè)進行設備更新,生產(chǎn)工藝改進等措施節(jié)約水用量,一方面強制高耗水企業(yè)安裝水資源回收處理利用設備,鼓勵工業(yè)用水循環(huán)利用的行為,積極探索工業(yè)用海水的可能性,加大對雨水等非傳統(tǒng)水資源的回收和利用[2]。
2加強技術節(jié)水
農(nóng)業(yè)用水中水資源的使用率通常較低,所以在我國發(fā)展農(nóng)業(yè)的進程中,應致力于改變農(nóng)業(yè)現(xiàn)有種植結構,調整農(nóng)業(yè)用水布,從根本上解決農(nóng)業(yè)用水浪費的問題。以往我國農(nóng)業(yè)結構主要分為兩大部分,一是糧食,二是經(jīng)濟作物。當前,隨著我國經(jīng)濟結構向多元化的方向不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)結構也應由二分變?yōu)槿?,增加用于養(yǎng)殖的飼料作物。
3水污染防治的有效方法
3.1化學方法治理水污染
從化學的角度解決水污染問題,就是利用投放污水處理劑來改善水質。污水處理劑是一種化學藥劑,按其成份可以分為有機處理劑和無機處理劑兩大類。有機類分為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺等;無機類有聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁鐵等。針對不同的水體污染,也可以采取不同的化學試劑:用氧化鈣來解決湖泊酸化;用殺藻劑斷絕藻類的生育;用鐵鹽來化解水中的含磷物質[3]。
3.2生物方法治理水污染
從生物的角度解決水污染問題,就是利用水中的微小生物,通過其呼吸作用,將水中的有機污染物轉化為無機物,使水得到凈化。基于此,可以人為的向污水中投放微生物,或是改善污水的水體環(huán)境,使其利于微生物生存繁殖,以達到增加污水內微生物的目的。這種方法能夠使污水進行自我清潔和循環(huán),不會產(chǎn)生其他的影響,所以利用微生物治理污水是一種較為有效的方法。
3.3物理方法治理水污染
從物理的角度解決水污染的問題,就是基于水的密度、質量等物理特性,對水資源采取截流、重力分離、氣浮等措施,利用沉降原理,使污水分層隔離,達到污染物與清水分享的目標,從而得到潔凈的水源。
4結語
投資問題多年來一直是污水治理工程的最實質問題,它的大小,直接關系到企業(yè)治理污染的積極性.同時又是衡量工程本身有無實用價值的關鍵。在水處理達到一定指標即我們獲得一定的環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益后,投資的大小成了衡量工程成敗的重要指標。若以很欠的投入而得到極少的產(chǎn)出(指環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益)則說明投資是低效的。無論是七、八十年代的生化處理法還是九十年代的化學處理法,都存在投資高的問題。生化處理法,由于是由生物對污水中的污染物進行作用,將其轉化為生存、發(fā)展所需的能量,故而降解速度慢,時間較長,占地面積較大,土建投資較高日處理800噸污水的污水處理廠,兩座沉淀地、一座曝氣池等,土建規(guī)模近1000立方米,投資10萬元左右,加曝氣設備,管線等投資超過50萬,而COD的降解量只有300一500mg/L。對于現(xiàn)在常用的混凝氣浮一活性炭吸附技術,日處理500噸污水規(guī)模的設備投資就30-70萬,加調節(jié)池、污泥池、廠房、管線等,共需投資約50萬元。這樣的投資COD降解量一般為40omg/IJ左右。處理好的污水除毛紡行業(yè)能用于洗毛工段外,其它行業(yè)很少能回用.至于沖廁、沖洗車間地面等,又因管線架設復雜、投資高也并無實用價值。因此,得到的只是環(huán)境效益和社會效益,而經(jīng)濟效益不明顯。這樣的投資狀況對我國現(xiàn)有的大部分企業(yè)來說并無積極性可言,對有些企業(yè)來說甚至是一種包袱。投資過高問題嚴重阻礙了污染治理的進展,也是水環(huán)境狀況得不到明顯改善的原因之一。
2運轉費用企業(yè)難以承受
運轉費用的高低是水處理設備能否正常運轉的關鍵。運轉費用一般說來由藥劑費、人工費、電費、設備折舊費,維護保養(yǎng)費等幾部分組成。它們的高低直接反應設備、技術的可靠程度,同時又是直接影響水污染治理效果的重要原因。我國現(xiàn)有的常用技術工藝運轉費用就比較高,對于經(jīng)濟效益不太好的我國大多數(shù)企業(yè)來說水處理負擔過重。致使水污染治理不能達到預期效果。究其原因主要有以下四方面(1)藥劑費售價太高。如1噸堿式氯化鋁價格在1800一2500元之間,硫酸鋁為800元左右。(2)工藝中動力消耗過大,電費太高。(3)設備自動化程度低,所需操作人員太多,人工費太高。(4)設備本身及所配電機、水泵質量太差,維護費用太高。
以混凝氣浮一活性炭吸附工藝為例對COD500omg/l一的低濃度紡織印染污水,處理至COD100mg/L左右僅藥劑費、電費、人工費就要在0.5-0.6元對COD1200mg/L的高濃度的紡織印染污水,處理費用則要達1.0元左右。這樣處理過的污水也只是達到排放標準,不能循環(huán)使用,經(jīng)濟效益不明顯。更有甚者,運轉費用之高超過治理污水以前的排污費。這對于經(jīng)濟效益第一位的企業(yè)來說是一種負擔。由于運轉費太高.企業(yè)承受不了,污水處理設備時開時停,不能正常運轉.有的干脆直接不用,治理設備成了應付環(huán)保部門檢查的幌子。幾十萬、上百萬的投資就是為“環(huán)保局檢查時說得過去”,治理污染成了種形式,出現(xiàn)污染源越治越多,環(huán)境質量不斷惡化的現(xiàn)狀。這應當引起環(huán)境管理部門和技術服務單位的重視。
3設備使用壽命短
使用壽命過短可以說是現(xiàn)有污水治理設備的通病,投巨資上的設備多則使用七、八年,少則三、四年。還有極少數(shù)的設備由于設計、制作存在嚴重問題,不等調試運轉正常就報費的。分析其原因,主要有以下幾方面:
(l)水質惡劣。由于污水中時常含有酸性、堿性物質,有的還含有較強的氧化劑等,使污水有較強的腐蝕性,設計時考慮不周全就大大降低設備的使用壽命。
(2)產(chǎn)品質量低劣。由于技術服務單位偏面追求經(jīng)濟效益,設備在設計、制造過程中就存在問題。如設計時選取的保險系數(shù)過小,制造時選用的原材料質量較差,達不到標號,生產(chǎn)過程中偷工減料等。另外,還有選用的配套產(chǎn)品質量不合格等原因。
(3)工藝選擇不合理。工藝選擇不合理是導致設備使用壽命短的又一重要原因。常見的主要是活性炭吸附和離子交換處理單元。這兩種技術對所處理的污水都有一定的要求,若進水污染物濃度過高,活性炭和交換樹脂就會很快飽和,失去活性,就需要反沖洗活化.隨著反沖洗次數(shù)的增加,飽和周期越來越短,以致全部失去作用。因此設計中要充分考慮到設備的使用條件,以延長使用壽命。
4重點污染源難以治理
盡管造成水環(huán)境污染的不僅僅是一個企業(yè)一個單位,但從成百上千單位的排水狀況來看,污水排放量大.污染物濃度高的重點污染源卻是造成水環(huán)境惡化的罪惡之魁。雖然它們的數(shù)量不多,但它們對環(huán)境造成了相當大的威協(xié),左右了區(qū)域內的污染狀況。重點污染源主要是造紙、釀酒、石油化工等。從濱州地區(qū)1992年的統(tǒng)計分析來看,12家重點污染源排放廢水量占到全區(qū)總量的近75%,其中一家造紙廠就占1/5,而污染物COD的排放量竟占到l/3。因此搞好重點污染源的治理是保護水環(huán)境的關鍵措施。但從我國的水污染防治技術和經(jīng)濟狀況來看.對污染嚴重的造紙、釀造等行業(yè)的污水治理還未見有可行的技術。對造紙行業(yè)曾經(jīng)提倡過的堿回收工藝,對減少污染物排放量的確起到一定作用。但本方法只使用于規(guī)模宏大的造紙廠,對中小廠家來說是行不通的。投資巨大運轉費用高,出現(xiàn)嚴重的負效益。即使是大型造紙廠,運轉情況也不理想,普遍存在運轉費高于回收堿價格的現(xiàn)象。而對于利用黑液提取木質素磺酸鈉的工藝,也存在技術不完善、投資高,管理復雜、產(chǎn)品銷售不好的原因而一直未能推廣。只有白水回收技術工藝簡單、投資少,經(jīng)濟效益較為明顯,而有一定的實用價值。但白水不是造紙污水的重點,它的回收對減少污染物排放量影響不大。因此,并不能從根本上消除污染。致于釀酒、石油化工等行業(yè)的污水處理也沒有可靠實用的技術重點污染源難以有效控制是造成水污染的根本原因。治理重點污染源便成了今后改善水環(huán)境狀況的根本出路所在。
5幾點對策
從水處理工程的目前狀況來看,水環(huán)境前景實在令人擔憂,但究竟如何加以控制,有識之士提出了許多切實可行的建議,并取得了一定的成效,下面筆者就水污染防治工程談幾點看法。
首先水污染應該防與治結合。單純強調治理不僅投資巨大,收效也往往不太明顯。污染物從根本上來講是生產(chǎn)過程中設備、技術落后而浪費的原材料,排放的污染物越多,原材料浪費就越多,經(jīng)濟效益和環(huán)境效益就越差。因此,水污染一定應該從生產(chǎn)工藝上進行預防,提高工藝的科學性能和設備的先進性能,盡可能多地將原材料轉化為成品,既可提高經(jīng)濟效益又能減輕污染。與污染治理有關的管理制度如“三同時”限期治理,環(huán)保目標責任制等,應當在政策上督促和鼓勵將單純對污水進行治理同改革工藝、設備,加強生產(chǎn)管理結合起來.減少生產(chǎn)中的浪費現(xiàn)象,選擇無污染工藝、設備。同時,環(huán)保貨款也應帶有傾斜性,給予支持幫助,鼓勵對污水進行防治結合的項目上.
1.1農(nóng)業(yè)面源污染
在農(nóng)村,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用化肥和農(nóng)藥導致水質惡化,利用率低等水環(huán)境污染問題積極嚴重?;兽r(nóng)藥的確獲得了高產(chǎn)、高質的農(nóng)產(chǎn)品,但由于技術知識落后,農(nóng)民并未正確合理的施用,導致了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的浪費,給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴重的破壞?;适褂脤е峦寥腊褰Y,耕地質量下降,使土壤中的養(yǎng)分流失,地下水環(huán)境遭受到整體污染。其污染具有分散性、隱蔽性和長期性特點。嚴重影響農(nóng)村地區(qū)的地下水和飲用水使用安全。但由于化肥、農(nóng)藥是農(nóng)民增收創(chuàng)利的工具之一,大大增加了治理難度。
1.2畜禽養(yǎng)殖污染
在養(yǎng)殖過程中,為了節(jié)省投資成本,未配置或簡陋配置禽畜排泄物處理設施,大量禽畜排泄物隨意堆積,清理廢水肆意排放。“糞尿中的大量氮磷滲入地下,使地下水的硝態(tài)氮、硬度和細菌總數(shù)超標現(xiàn)象嚴重。水產(chǎn)養(yǎng)殖的水庫承包人肆意投放飼料、化學肥料、動物臟器、人畜糞便等進行水產(chǎn)養(yǎng)殖,使水體受到極大污染。
1.3鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染
鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)量多面廣,規(guī)模小、設備簡陋。企業(yè)主對環(huán)保設施建設投入小。農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)缺乏必要的環(huán)保處理設備,廢水、廢氣、廢渣隨意傾倒,對農(nóng)村水環(huán)境以及其它生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成很大的損害。農(nóng)村經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),地方政府不重視環(huán)保,一味追求地方經(jīng)濟發(fā)展,一定程度上偏袒了鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的污染。相關責任部門往往故意忽視,消極監(jiān)管。使得鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)未經(jīng)任何處理的廢水肆意排放,諸如2015年1月6日發(fā)生在河北的“牛奶河”事件時有發(fā)生。
1.4生活污水及廢棄物排放
在農(nóng)村,每年都會產(chǎn)生數(shù)億噸的生活垃圾和生活污水。落后的生產(chǎn)生活方式以及處理設施匱乏,污水被隨意傾倒,生活廢棄物隨意棄置。污水和垃圾中含有大量的細菌、病毒與寄生蟲卵,長期得不到科學處理,極易造成農(nóng)村地表和地下水體的污染,嚴重污染區(qū)域飲用水源和居民生命健康。
1.5城市污染轉移
城鄉(xiāng)二元體制使人們較多關注城市環(huán)境的污染和防治,城市環(huán)境污染防治監(jiān)管法律體系相對健全,大量城市高污染工業(yè)和城市垃圾紛紛向鄉(xiāng)村轉移。貧窮落后的農(nóng)村地區(qū)為追求經(jīng)濟效益,往往不計環(huán)境成本。城市高污染工業(yè)生產(chǎn)對水環(huán)境造成了毀滅性破壞。
2防治我國農(nóng)村水環(huán)境污染的法律對策
2.1完善農(nóng)村水環(huán)境保護的立法
首先,增加專門針對農(nóng)村水環(huán)境保護的條文和規(guī)定,彌補法律空白,使環(huán)保工作有法可依,并使各項法規(guī)具有可實施性。其次,制定農(nóng)村水環(huán)境污染防治的專項立法。鑒于農(nóng)村水環(huán)境污染的緊迫性,建議先行制定專門針對農(nóng)村水環(huán)境保護的專項條例,在此基礎上探索農(nóng)村水環(huán)境保護專項立法,最終形成完善的農(nóng)村水環(huán)境保護法律體系。
2.2建立農(nóng)業(yè)面源污染物控制制度
對于農(nóng)村水環(huán)境面源污染的化肥、農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖排放物、污水等要綜合治理,可以通過技術培訓和宣傳教育使廣大農(nóng)民掌握作業(yè)方法。也可借鑒外國經(jīng)驗,確定適合我國的實踐方法,諸如少耕法和畜禽糞肥的農(nóng)田合理施用法,并形成清潔生產(chǎn)技術標準,有效控制面源污染。
2.3減少城市污染轉嫁
城市污染的轉嫁使農(nóng)村水環(huán)境面臨自身和外來的雙重壓力,是農(nóng)村水環(huán)境惡化的重要原因。必須對該類行為從法律層面予以制度規(guī)制??梢越⑼晟频谋O(jiān)察制度,對于污染企業(yè)進行事前審查、事中監(jiān)督和事后巡查。有關部門要嚴格履行環(huán)境影響評價制度,阻止不適宜遷往農(nóng)村的企業(yè),建設日常監(jiān)察常規(guī)機制,督促企業(yè)清潔生產(chǎn)。
2.4加強群眾和社會監(jiān)督
經(jīng)濟的發(fā)展,通常是以向環(huán)境不斷汲取不可再生資源或者向環(huán)境排放大量廢物為代價。當人類賴以生存的環(huán)境遭到嚴重污染和破壞以后,人們開始關注經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的關系。人們經(jīng)常認為經(jīng)濟越發(fā)展,環(huán)境遭受損壞的程度越嚴重。但事實是它們之間的這種關系并非成正比例的關系,而是一種近似于倒“U”型的關系。這種倒“U”型的模型也被叫做環(huán)境庫茲涅茨曲線,是由兩位學者Cmssman和Kmeger發(fā)現(xiàn)并證實的。模型認為,在經(jīng)濟發(fā)展的初級階段,環(huán)境被破壞和污染的程度隨著收入的增長而越發(fā)嚴重,但當經(jīng)濟發(fā)展到一定的水平之后,環(huán)境被破壞和污染的程度會隨經(jīng)濟的繼續(xù)增長而逐漸遞減。
二、經(jīng)濟增長與環(huán)境間關系模型構建
伴隨著日益惡化的全球環(huán)境,很多專家、學者一致認為環(huán)境的惡化與經(jīng)濟的發(fā)展有直接關系,它們做了很多調查、取證、研究,獲得了許多寶貴的先期研究成果。在他們研究成果的基礎上本文選擇三個指標,用回歸分析法分析這三個指標隨人均收入增長的變動情況。
三、經(jīng)濟增長與水環(huán)境污染關系實證研究
(一)取值范圍
通過對遼寧省18年來人均GDP、工業(yè)廢水及生活污水排放量的調查,研究遼寧省經(jīng)濟增長與水環(huán)境污染之間存在一種怎樣的情況。用人均國內生產(chǎn)總值表示經(jīng)濟的增長,用工業(yè)廢水排放量以及生活污水排放量反映水環(huán)境污染情況(如表1)。
(二)經(jīng)濟增長與工業(yè)廢水排放總量之間的關系
人均GDP與工業(yè)廢水排放量的Linear、Quadratic以及Cubic擬合的可決系數(shù)分別為0.698、0.765、0.858,另外sig值都小于0.05,說明工業(yè)廢水排放量與人均GDP相關性強,Cubic(三次曲線)擬合效果是最好的,如表2所示。所以,選擇三次回歸方程作為本文研究的最終數(shù)學模型。遼寧省經(jīng)濟增長與工業(yè)廢水排放總量的關系曲線呈現(xiàn)出倒N型關系,如圖1。伴隨經(jīng)濟的增長,工業(yè)廢水排放量曲線持續(xù)降低直到2005年(人均GDP為19074元),經(jīng)濟增長到一定程度時,即2005年以后,環(huán)境質量會惡化,到2008年以后,工業(yè)廢水排放量開始下降,環(huán)境質量又得到了改善。
(三)人均GDP和生活污水排放量之間的關系
利用spss17.0遼寧省人均GDP與生活污水排放量之間模型模擬結果見表3。通過表3看出,人均GDP和生活污水排放總量之間的線性、二次、三次曲線擬合的可決系數(shù)為0.95以上,擬合程度相當高。一次線性曲線的F值比二次、三次曲線的好,因此選定一次回歸方程為本文研究的數(shù)學模型。遼寧省人均GDP與生活污水排放量的關系呈一次曲線分布,遼寧省的生活污水排放量伴隨人均GDP的增加而增加。這種曲線與傳統(tǒng)的環(huán)境庫茲涅茨曲線的特征不符,呈現(xiàn)出污染隨著經(jīng)濟增長有急劇惡化的趨勢。
四、結論與對策
作者簡介:聶梅生,建設部、科技委副主任,亞太水業(yè)中國區(qū)主席,國內著名房地產(chǎn)專家,中國土木工程學會給水排水學會理事長,《空氣污染與控制》編著者之一、《城市污水穩(wěn)定塘設計手冊》副主編、《城市污水土地處理利用設計指南》編委。
聯(lián)系電話:010——68700408
一,背景:全球生態(tài)環(huán)境日趨惡化
人口:從二次世界大戰(zhàn)后50年所增加的人口等于人類直立行走以來400萬年中增加的總量,目前全球有60億人,到2050年將達到90億。
生物:4600種哺乳動物的25%,9700種鳥類的11%,1萬種魚類的20%在近十年間瀕臨滅絕。
森林:在過去十年間1.4億公頃的森林消失了,總面積等于法、德、意、荷、奧、比等國家面積的總和。
水:用水的消耗量每年增加3%,致使地下水位下降,10億人口缺水,24億人口飲水不衛(wèi)生。
沙漠:水土流失嚴重,沙漠化面積增大。
二,實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要意義和緊迫性
可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實質是改變傳統(tǒng)的發(fā)展思維和模式。經(jīng)濟發(fā)展必須有利于資源的持續(xù)利用,有利于生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),絕不能以浪費資源和破壞生態(tài)環(huán)境為代價。半個世紀以來,人類采取大量生產(chǎn),無度消費,大量廢棄的方式,環(huán)境污染日趨嚴重,資源消耗越來越快。地球表面有40%的地區(qū)為干旱地區(qū),世界上25%的人口生活在嚴重缺水地區(qū),到2025年將增加到65%,人類生存發(fā)展受到威脅。
三,20世紀的發(fā)展觀和水環(huán)境污染治理模式——集中、末端治理模式
20世紀以發(fā)展經(jīng)濟為前提,生產(chǎn)和治污是分離的,生產(chǎn)歸生產(chǎn),治污歸治污,是以產(chǎn)品為前提的末端排放達標治理污染的方式。其結果是排放標準越來越嚴,治理費用越來越高,但無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家的水環(huán)境狀況依然嚴峻。這其實是一種“道高一尺,魔高一丈”的做法,不能從根本上解決水污染問題。
四,21世紀的發(fā)展觀和水環(huán)境治理新趨勢——全壽命周期模式,從末端走向起始,從集中
走向集中與分散相結合
21世紀,人的生存發(fā)展觀念由單純對自然索取轉變?yōu)榕c自然和諧共生,以恢復和修復已被破壞的生態(tài)系統(tǒng)為主題。在水環(huán)境污染治理上開始從末端走向起始,從集中走向集中與分散相結合的全壽命周期模式。
何為全壽命周期模式,我把它簡化成A+B=C這樣一個概念。A代表商品生產(chǎn)過程的投入。如自來水廠,從建廠到送水,包括管網(wǎng)等,如果認為水也是商品的話,A就表示在水廠建設過程中人、財、物的消耗。B代表商品使用過程中的投入。水生產(chǎn)出來之后,運行過程中的投入。包括運行管理,污染治理等等。這之中污染治理很大部分分攤到所生產(chǎn)的商品中去,比如它的排污、管道修建等成本都算在B中。
以住宅為例可能會更容易理解。A代表住宅的建造過程,B代表住宅的使用過程(一般是70年的生命周期)的投入,C是A和B之和,代表全壽命過程的總投入。國外現(xiàn)在做設計,尤其是設計院做設計,它稱作從搖籃到墳墓這樣的設計。
日本東京大學AGS(世界上研究全壽命周期模式最權威的組織)對全世界各種產(chǎn)業(yè)進行了關于全壽命周期模式的測算,結果如下:
傳統(tǒng)的發(fā)展模式:A為336,B為340,C為676。B與環(huán)境治理有關,空氣污染、水污染都在其中。
全壽命發(fā)展模式:A為390,B為23,C為413。即長期運行費用、治理污染費用會降低,導致B降低的原因,是因為A投入的增加。
從676減至413,這一部分是我們需要考慮的問題。A和B是相互關聯(lián)的,不能做A時不考慮B,不能割裂開來。傳統(tǒng)行業(yè)以產(chǎn)品為中心,而忽視了生產(chǎn)產(chǎn)品給環(huán)境帶來的壓力,并往往用B來彌補A造成的許多不該造成的污染,使我們不堪重負,環(huán)境污染日趨嚴重。
B的下降應該是最基本的變化。據(jù)全世界各個行業(yè)綜合計算,會增加資金成本的5%到10%,用于新技術、新產(chǎn)品,那么將節(jié)約長期運行成本50%--90%。如住宅問題,如果精心打造住宅,增加建安造價8%或10%以下,同時嚴格控制長期運行費用,節(jié)水節(jié)電節(jié)能,節(jié)約土地,就能達到建筑節(jié)能50%以上。這是完全可以做到的。
水的問題也是一樣,現(xiàn)在水污染這樣嚴重,我們不應把責任全部擔在肩上,這是一種末端的做法,應該動員全社會的力量,各行各業(yè)都應解決自己的實際問題,那么從340降到23,我們再去解決23的問題就好辦多了。目前世界上十分重視全壽命周期設計,主要是指產(chǎn)生污染的源,你要把它卡住,這樣就會帶來設計、開發(fā)模式革命性的變化?,F(xiàn)在美國、加拿大,如果不會做全壽命周期模式的設計,人家就不接受你的圖紙。所以說對我們的設計院是一個非常大的挑戰(zhàn)。我國清華大學一直致力于全壽命周期模式的研究,做了很多這方面的設計,我覺得這方面在我國是要推開的。
全壽命周期模式,從末端回到起始,是現(xiàn)展途徑的一個很大變化,會對我們有很大的沖擊,如果中國不這么做,那么WTO解禁以后,會自然地大量利用國外這樣的技術,將對我們傳統(tǒng)技術形成非常大的沖擊。
此外,由集中到集中與分散相結合也是科學發(fā)展的必然趨勢
高新技術的迅猛發(fā)展,它必定使集中系統(tǒng)走向分散。如從有線通訊,發(fā)展到衛(wèi)星通訊,過去我們裝一部電話多難,因為它是有線路的?,F(xiàn)在我們在座90%的人都有手機,手機就是一個分散的系統(tǒng),靠衛(wèi)星傳輸,就不需要線路,不可避免地走向了分散。通訊系統(tǒng)原來是最集中的,國家嚴格控制,現(xiàn)在已經(jīng)放開了。
設計也是,過去采用大型計算機集中設計,現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了微機CAD,同樣走向分散。
論文摘要:根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點,分析了該專業(yè)技術基礎課“工程流體力學”和主干專業(yè)課“水污染控制工程”在教學中存在的問題,文章從教學內容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出了“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學改革思路。
論文關鍵詞:環(huán)境工程專業(yè);工程流體力學;水污染控制工程;教學改革
“工程流體力學”是研究流體(液體、氣體)處于平衡狀態(tài)和流動狀態(tài)時的力學規(guī)律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術中應用的一門科學,是力學的一個獨立分支,有其自身的理論體系,其基礎理論主要由三部分組成:流體靜力學、流體運動學和流體動力學?!八廴究刂乒こ獭笔顷P于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法(包括物理處理方法、化學處理方法、生物處理方法等)的基本理論、工作原理及設計計算的一門科學?!肮こ塘黧w力學”是環(huán)境工程專業(yè)的重要技術基礎課,“水污染控制工程”是環(huán)境工程專業(yè)的核心專業(yè)課,這兩門課程在環(huán)境工程專業(yè)本科教學中有著舉足輕重的作用,同時兩者之間也存在著重要的相互理論關系。
“工程流體力學”是水利、環(huán)境、能源、土木、機械、動力等學科的一門技術基礎課程,該課程的教學內容紛繁豐富,其特點是理論性和綜合性比較強,概念抽象,難于理解。“水污染控制工程”課程內容與“工程流體力學”內容結合相對比較緊密,如城市排水溝道系統(tǒng)、各種污水處理構筑物等的設計計算,以及在構筑物中的生化反應、化學絮凝反應中水力條件的控制等均是工程流體力學理論知識在水污染控制工程中的實際應用。目前,在環(huán)境工程專業(yè)教學方面,“工程流體力學”和“水污染控制工程”課程正面臨著比較尷尬的局面:一方面課程內容趨于復雜和廣泛;另一方面在課時量逐漸壓縮的情況下,“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學內容沒有起到應有的相互銜接,教學內容彼此脫離。由此形成環(huán)境工程專業(yè)“工程流體力學”教學內容與專業(yè)課銜接不夠,在教學過程中學生感到內容枯燥,概念抽象;而在“水污染控制工程”教學過程中,學生感到工程流體力學基礎理論知識不扎實,不能夠熟練應用工程流體力學基礎理論解決水污染控制工程方面的實際問題。
針對目前環(huán)境工程專業(yè)課程設置及教學內容的狀況,本文從教學內容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出“工程流體力學”與“水污染控制工程”教學改革,提高教學質量,培養(yǎng)學生綜合能力。
一、改革教學內容
對“工程流體力學”教學內容進行改革,結合環(huán)境工程專業(yè)特點,重構環(huán)境工程專業(yè)的“工程流體力學”課程,對該課程中的主要內容進行優(yōu)化設計,緊密結合后續(xù)專業(yè)課“水污染控制工程”的內容進行改編,為“水污染控制工程”的講授奠定基礎理論知識?!肮こ塘黧w力學”教學內容主要包括理論教學和實踐性教學兩部分,其中在理論教學內容部分,如“工程流體力學”中涉及到的流體粘滯性、流體內摩擦定律等內容,結合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態(tài)所需要的雷諾數(shù)內容為實例進行教學內容改革;“流體靜力學”中絕對壓強、相對壓強、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實際工程中的應用為實例進行教學內容改革;流體運動學中基本理論對“水污染控制工程”中的數(shù)學模式的建立為實例進行教學內容改革;“流體動力學”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算,水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實例進行教學內容改革等。其次,“工程流體力學”實踐性教學內容部分,改革傳統(tǒng)的實驗教學內容,除驗證性實驗之外,增加工程應用性實驗,如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應用等內容,既加強了動手操作能力,也培養(yǎng)了學生將基礎理論知識轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的綜合分析與應用能力,不僅使教學內容豐富,也提高了學生學習的熱情和積極性。
對“水污染控制工程”教學內容進行改革包括理論教學內容改革和實踐性教學內容改革,強調“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的應用。在理論教學內容方面,“水污染控制工程”中的污水溝道系統(tǒng)水力計算、水處理構筑物中水力參數(shù)的確定、污水在構筑物中的最佳流態(tài)、各水處理構筑物之間高程布置、混合反應池中攪拌強度的確定、過濾池中配水系統(tǒng)的設計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學問題的相關內容進行必要教學改革,加強學生對“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的工程應用有一個更清晰的認識,理解“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的重要性,使學生既掌握了“水污染控制工程”應用設計方法、設計原則、計算方法等知識,也加強了學生對“工程流體力學”基礎知識在水污染控制實際工程的應用。在實踐性教學內容方面,加強工程性應用實驗教學內容,從不同的工業(yè)企業(yè)和居民生活區(qū)采集不同的廢水水樣,根據(jù)化驗所得廢水水質,確定所采用的處理技術和處理工藝,并通過實驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學水力參數(shù),基于“工程流體力學”基礎理論知識分析廢水處理工藝水力參數(shù)的合理性。
二、改革教學模式
“工程流體力學”特點是理論性、綜合性、系統(tǒng)性較強,概念抽象、邏輯結構嚴謹。目前傳統(tǒng)的教學模式基本上是教師講、學生聽,“授—受”型單一模式,盡管在學的過程中采用了多種形式的多媒體教學方式,但仍沒有改變學生在學習過程中的被動地位,學生缺乏主動性和實踐性。改革傳統(tǒng)教學模式,實施探究式、啟發(fā)式、開放式的創(chuàng)新教學模式,結合水污染控制工程中的實際問題,以工程實例為背景,應用工程流體力學基礎知識解決實際工程問題,誘導學生積極思考,在教學過程中形成教學互動,調動學生學習的主動性和參與性。根據(jù)教學內容性質,“工程流體力學”教學內容可以分為基礎理論和實際工程應用兩個部分。在流體靜力學、流體運動學和流體動力學三個基礎理論部分,采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實驗相結合探究式、啟發(fā)式教學模式,鼓勵學生課堂討論;在實際工程應用教學部分,如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分,以水污染控制工程中的工程實例為背景,采用適量的實際工程圖片,豐富教學信息量,刺激學生的感官,激發(fā)學生的學習興趣,拓寬學生的思路,開闊學生的視野,可以使枯燥、乏味的內容變得趣味盎然,使抽象、晦澀的內容變得直觀生動。
“水污染控制工程”特點是實踐性、工程應用性強,因為不同的廢水水質達到處理要求所采用的處理技術、處理工藝不同;即便相同的廢水水質,如果污水量不同,所采用的處理工藝也不同;一個廢水處理工程,即廢水水質、水量數(shù)據(jù)相同,也可以采用不同的處理技術和處理工藝,工程流體力學參數(shù)的選擇是確定不同廢水處理技術、工藝的主要影響因素之一。因此,在“水污染控制工程”的教學過程中,改革傳統(tǒng)教學模式,實施探究式、啟發(fā)式、開放式的實踐教學模式,以工程實例為背景,通過開放性的實踐性實驗正確選擇工程流體力學參數(shù),并通過實驗研究對參數(shù)的選擇、廢水處理效果等進行科學驗證。通過工程實例和實踐性教學改革,使學生既對廢水處理工程設計過程有一個清晰的思路,又能達到舉一反三的效果。
三、優(yōu)化師資配置
師資隊伍優(yōu)化,一靠資源,二靠制度,師資隊伍優(yōu)化也是一個相對的漸進過程,優(yōu)化的標準和措施與所處時代、社會背景及其自身所處發(fā)展階段和學科特色有關。環(huán)境工程專業(yè)特點要求師資隊伍結構合理、質量可靠?!肮こ塘黧w力學”與“水污染控制工程”是本專業(yè)的主要技術基礎課和主干專業(yè)課,兩門課程在講授過程中存在著千絲萬縷的必然聯(lián)系,這就對師資配置和師資隊伍建設提出了更高的要求。首先,建立高質量的師資隊伍,定期或不定期對教師進行專業(yè)培訓和實踐工程訓練,要求講授“工程流體力學”和“水污染控制工程”兩門課程的教師對兩個學科均有一定的研究,或者承擔一定量研究科研工作,洞悉當前“工程流體力學”和“水污染控制工程”發(fā)展的最新前沿理論和技術;其次,在師資配置方面,要求講授“工程流體力學”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔相關科研項目,講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學”有扎實的理論研究或承擔相關的科研項目;第三,建立教師研討會制度,講授“工程流體力學”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學研討會,避免兩門課程的講授內容出現(xiàn)彼此分裂現(xiàn)象。如果在師資配置中,講授“工程流體力學”的教師畢業(yè)于力學專業(yè),即使講授“工程流體力學”的教師對力學有很高的造詣,對該門課程的講授有聲有色,但如果該教師對環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”專業(yè)理論知識或實踐工程知之甚少,那么在教學過程中,必然不能夠將“工程流體力學”與“水污染控制工程”教學內容相結合,對環(huán)境工程專業(yè)學生來說,這樣的師資配置,必定不是最優(yōu)化的師資配置。
四、改革考核方式
水污染存在的問題歸納起來主要問題主要存在以下四個方面。第一,經(jīng)濟快速發(fā)展使水污染防治壓力增加,我們國家近些年經(jīng)濟增長保持在9%,經(jīng)濟總量的擴大,經(jīng)濟增長很快,水污染量也增加,我們在環(huán)境保護方面這些年來得到很高的關注,加大了投入,但是投入的增長和我們經(jīng)濟發(fā)展的增長不成正比的,盡管做很大努力,做了很大投入,但是最后水污染增長的趨勢并沒有完全得到控制,這樣對水污染的壓力也不斷增加。第二,由于管理體制和技術因素的制約,對水環(huán)境執(zhí)法力度不足,現(xiàn)在有一些企業(yè)并部分做到達標排放,這里面主要一方面由于管理體制存在的原因,多頭的管理,通過這幾年改革,政府體制改革在不斷解決這些問題,但是這些問題還是沒有得到完全解決,體制改革大家知道是要循序漸進的過程,這方面影響的有技術方面的因素,同時也相對設施不配套等因素,導致了執(zhí)法力度不足,有相對部分企業(yè)沒有達到完全環(huán)保要求,得到有效的治理達標排放。第三,這些年經(jīng)濟發(fā)展過快,在基礎建設材料包括能源的需求不斷增加,所以在能源這方面開發(fā)加大特別在水利電力方面現(xiàn)在開發(fā)力度也比較大,為了滿足能源的需求,加大能源的開發(fā),尤其水利的開發(fā),導致過多的開發(fā)對大江大河造成生態(tài)破壞。第四,運行機制市場機制發(fā)揮作用不充分,特別是在公共環(huán)境保護方面,沒有發(fā)揮市場機制作用,要進行水務市場的改革,要以市場機制發(fā)揮作用,對污水和垃圾處理這個市場要實施產(chǎn)業(yè)化,雖然取得了較大發(fā)展,但是整體上看還沒有起到主導作用,這是發(fā)展的一個總趨勢。
2水污染治理的目標
根據(jù)我們國家環(huán)境保護的需求和我們經(jīng)濟發(fā)展的水平,確定水污染防治的總體目標。在水污染防治方面,到2010年重點地區(qū)的環(huán)境質量要改善,污染排放要得到有效控制,這一方面是投入,一方面是管制,重點行業(yè)污染排放強度要明顯下降,城市集中飲用水的水源,農(nóng)村飲用水的水質,和地表水質和近還水質有所好轉,地方水超采及污染趨勢減緩。我國家水資源開發(fā)量大,對水資源要求很高,確實對水資源帶來很大壓力。具體目標是,到2010年我們國家113個環(huán)境保護的重點城市,污水處理要不低于70%,到2010年十一五期間要增加到70%以上,生活垃圾無害化處理率達到60%,所有設市城市的污水處理也要60%的目標。第三我們重點防治的領域,城市水污染防治重點行業(yè)化工、輕工,造紙等等,其次是飲用水水源,國家正在組織對飲用水水源地水質狀況的調查,通過調查提出引用水源地的保護和污染防治的政策和措施,第二方面三河三湖,這是國家重點的水源,還有松花江,三峽水庫,黃河小浪底以及上游,以及南水北調水源以及沿線,還有渤海重點海域和河口,要加強對海洋污染的治理力度。
3關于水污染防治的政策和措施
為了加強對水污染的治理,需要強化以下措施。一是落實水環(huán)境質量公告制度,環(huán)境質量每年做一次環(huán)境質量報告書,要向社會通報水環(huán)境質量,水源地,地表水水質狀況,一方面保障公眾對水環(huán)境的知情權,自覺接受到公眾的監(jiān)督。二是推進水污染治理市場化,以前水污染防治特別是城市生活污水處理注重社會資本進入市場,主要把它單純作為一項公益性事業(yè)對待,政府作為壟斷性的管理市場,從規(guī)劃,從投資建設到運行管理完全都是政府的管制和操作,排斥了社會多元化的投資渠道進入這個領域,這是發(fā)展的趨勢。三是排污許可和總量控制制度,排污許可這個制度現(xiàn)在正在實行當中,在“十一五”期間這樣的制度還有排放的量要有許可,總量在排污許可下得到規(guī)定,一個區(qū)域環(huán)境的量確定排放的總量,從總量控制和企業(yè)的排污許可這方面對企業(yè)的環(huán)境行為進行制約。四是環(huán)評制度和三同時制度,環(huán)境項目評價法,三同時制度。環(huán)評制度增加兩個方面,一個是區(qū)域規(guī)劃環(huán)評,不能只是對企業(yè)建設項目,對項目本身進行環(huán)評,要擴大到對區(qū)域,根據(jù)區(qū)域的總量,對生態(tài)環(huán)境的容量,對規(guī)劃是不是合理來進行環(huán)評,同時要開展戰(zhàn)略性的政策環(huán)評,遵照國家出臺的環(huán)境政策進行評價。五是省界河流水質考核制度,要落實責任,要對每個省的水質進行考核,水交到下游省,水是什么狀況,要按照輸出水質對進行考核,超過標準就是造成污染,對下游造成危害,就要進行賠付,要追究造成污染的企業(yè)和單位的責任,從而加強各級政府各個行政區(qū)域政府對水污染防治的責任。六是目標責任制,要建立一個綠色GDP的政績考核制度,單純用GDP考核領導干部的政績,容易單純追求經(jīng)濟效果而忽視了環(huán)境,綠色GDP這區(qū)域的發(fā)展對環(huán)境造成的損害要打入到GDP里面,要扣除這部分才是真正的GDP,通過綠色GDP的考核體制建立,來保證水污染防治保護的責任。七是循環(huán)經(jīng)濟措施,要在全國建立循環(huán)經(jīng)濟體制,建立一個節(jié)約性的和諧社會。八是建立生態(tài)補償制度,要通過試點,探索這方面的經(jīng)驗,我們國家地域遼闊,東西部的發(fā)展差距大,西部地區(qū)發(fā)展比較落后,但是它生態(tài)比較好,東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展比較快,帶來的環(huán)境問題也比較大,而東部地區(qū)需要的能源和水源,都主要來自于西部地區(qū),如果西部地區(qū)要保護的話,必然對經(jīng)濟發(fā)展做出犧牲,限制了它的發(fā)展,東部地區(qū)對西部地區(qū)應相對進行生態(tài)補償,這樣才能達到東西部共同發(fā)展的目標,實現(xiàn)平衡發(fā)展。九是建立區(qū)域性的機構,對區(qū)域性的環(huán)境管理要建立污染受害者法律的援助機制,過去對環(huán)境造成損害要落實賠償制度,完善經(jīng)濟方面的賠償制度和法律法規(guī)。當一個企業(yè)和一個單位的行為,對他人或公眾造成健康的損害和經(jīng)濟損害時候,要進行經(jīng)濟的賠償,只有這樣才能加強和提高單位對環(huán)境保護方面的意識。