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美國一項研究顯示,打太極拳有助降低罹患帕金森病的幾率。
帕金森病是一種腦部病變,造成中樞神經系統退化失調,導致患者走路、言語及其他活動受影響。醫生大多建議患者多運動或進行物理治療。
美國科學家最近針對約200名患有輕微或中度帕金森病的患者進行研究,給患者分組后,分別進行包括太極拳在內的不同運動。六個月后,研究人員發現,太極拳組的癥狀明顯改善,效果比另外兩組人好。研究人員表示,太極拳簡單易學,又不需要特別裝備,是一項值得推廣的好運動。
照鏡子越久越易焦慮
明鏡可以正衣冠,但照鏡太久,就會產生焦慮現象。英國精神醫學研究機構日前發現,若照鏡子的次數太過頻繁,或每次照鏡的時間超過10分鐘的話,就會對自我形象開始產生焦慮,嚴重的話甚至會出現抑郁傾向。
根據《每日郵報》報道,研究人員找來25名患有身體畸形焦慮癥(BDD)的病人,以及25名健康人士來進行對照實驗,發現BDD患者對自己的相貌、身形缺憾有著不理性的焦慮,而照鏡的時間越久,就越容易對自己的外貌感到不滿。而健康人雖然剛開始自我觀感良好,在10分鐘過后,也開始產生自我不滿、厭惡的感覺。
心理學家表示,通常人們照鏡子不會花很多時間,也不會仔細分析自己的形象,一般只會留意自己滿意的部分而已;但是BDD患者就因為太在意自己的形象,通常照鏡子的時間更久,自我審查也比較嚴苛;就連健康人士,長時間對著鏡子看,也會開始注意到身體不完美的地方,開始產生焦慮。
美學者稱糖和酒精一樣有害
近日,3名美國科學家稱,糖和酒精一樣有害,應該被控制食用。他們認為,糖對人類的危害不僅僅是會產生“空熱量” (指含有高熱量卻缺乏基本維生素、礦物質和蛋白質),導致人變胖這么簡單。過去50年,全世界糖的消費量增長了兩倍,導致患上肥胖癥的人不斷增多。含有高熱量的甜食每年間接導致3 500萬人死亡,這些人都死于與不良生活習慣有關的疾病,包括心臟病、糖尿病以及癌癥。因此,他們呼吁,應該對糖的食用采取類似于針對酒精的限制控制措施。
科學家們指出,西方人對糖的食用量足以改變人的新陳代謝,使血壓升高,擾亂荷爾蒙分泌,對肝臟造成嚴重損害。這種對人體健康的危害和過量飲酒的危害類似。
2011年286人因涉食品安全案獲刑
嚴懲重處正成為食品安全治理的常態。根據國務院食品安全委員會的統一部署,各地區、各有關部門堅持重拳出擊、重典治亂,大力開展食品安全綜合治理和專項整治,嚴厲打擊違法犯罪行為。
2011年,各級公安機關共偵破食品安全類犯罪案件5 200余起,抓獲涉案人員7 000余人。各級檢察機關共依法從快批捕制售有毒有害食品等犯罪嫌疑人1 801人,提起公訴1 254人。各級人民法院共審結生產、銷售有毒、有害食品,生產、銷售不符合衛生(安全)標準的食品等案件333件,刑事處罰416人(其中有286人被判處有期徒刑、無期徒刑和死刑緩期執行)。還有部分涉及危害食品安全的案件依法以生產、銷售偽劣產品罪,以危險方法危害公共安全罪、非法經營罪等罪名從重處罰。各級食品安全監管部門堅持嚴格執法,強化日常監管,僅食品非法添加類案件就查處18 000多起,取締關閉違法企業5 000余家。紀檢、監察機關加大了對失職、瀆職人員責任追究力度,因食品安全問題共對3 895人進行了責任追究。
人際關系不好可導致炎癥惡化
一項發表于《美國科學院學刊》的研究報告指出,人際關系對身體健康的影響不容小視,特別是在心臟病、高血壓、癌癥的發病率上,其作用甚至不亞于飲食和休息。
美國加州大學洛杉磯分校醫學院的科學家進行的這項新研究發現,人際關系處不好可能導致身體炎癥惡化,進而引發一系列疾病,如心臟病、高血壓、癌癥等。研究人員通過對122名健康的年輕人進行跟蹤觀察研究,并根據他們的日記來判斷其心情狀態和周邊人際關系后發現,保持積極向上的心態,使周圍人能跟自己相處良好且沒有競爭關系的狀態,更容易讓人保持身體健康,避免生病。
每天睡眠不足5小時易患糖尿病
日本研究人員發現,每天平均睡眠時間不足5小時的人,糖尿病發病風險驟增,是平均睡眠時間7小時以上者的5倍多。研究認為,充分的睡眠有助于預防糖尿病。
研究小組以3 570名公務員為對象,調查了其睡眠時間和睡眠滿意度情況。這些人并非糖尿病患者,年齡在35歲至55歲之間。在隨后的4年時間里,有121人患上糖尿病。分析發現,對父母和兄弟姐妹中沒有糖尿病患者的人來說,睡眠時間不足5小時的人與超過7小時的人相比,其糖尿病風險約相當于后者的5.4倍;感到睡眠不足的人與沒有這種感覺的人相比,其發病風險是后者的約6.8倍;半夜醒來后常常無法再睡著者,發病風險比沒有這種情況的人高4倍。這些都顯示,睡眠不足或質量不高的人,患糖尿病的風險非常高。
此前歐美的研究也顯示,睡眠時間過短或過長,糖尿病的發病風險都會上升。在日本的這項調查中,每天平均睡眠時間不到5小時的人,很多是長時間工作或者輪班工作者。
21種假冒保健食品被曝光
近日,國家食品藥品監督管理局官網曝光了21種假冒保健食品,絕大多數含有非法添加的化學藥物。其中,減肥類假冒保健食品有13種,占到總數的62%。
食品藥品監管部門在專項抽檢中發現21種批次產品為假冒,并檢出酚酞、西布曲明等化學藥物成分。假冒產品的標示名稱為7色瘦、福萊健牌褪黑素軟膠囊、海蘭鑫褪黑素軟膠囊、御榮堂牌睡的好膠囊、央科牌美朵膠囊、纖纖減肥膠囊、天鳳降脂膠囊(包裝上為“苦瓜清脂素”)、天鳳降脂膠囊(包裝上為“脂肪燃燒彈天鳳降脂靈膠囊”)、金葵花牌脂平喜膠囊、颯蘭德牌健美顆粒、颯蘭德牌健美顆粒(包裝上標有左旋肉堿)、燭紅牌百通美膠囊(白色)、草澤堂牌俏姿減肥膠囊、田順牌活力膠囊、喜力來膠囊、佳信佰牌馳力片、數字牌減肥膠囊、數字牌減肥膠囊(包裝上為Vc蘋果醋瘦身膠囊)、艾邦牌艾參膠囊、仟佳麗牌減肥膠囊、仟佳麗牌減肥膠囊(包裝上標有“左旋肉堿強效全身瘦”)。
低熱量飲料增加患心臟病風險
近日,美國科學家公布的一項研究結果打破了低熱量飲料在人們心中的美好形象。每天一罐低熱量飲料不僅不能帶來好身材,反而會大大增加罹患心臟病的幾率。
專家們通過分析比對低熱量飲料消費量與人們死于中風、心臟病和心腦血管疾病幾率得出的結果顯示,每天飲用低熱量飲料的人群罹患以上疾病的幾率比不飲用此類飲料的人群要高出43%。
關鍵詞:海洋環境監測;人員素質;專業素質
1海洋環境監測工作分類
海洋環境監測是一項較為復雜且系統的工作,涉及的范圍相對較廣,涵蓋的內容也比較繁雜。大體上可將海洋環境監測工作分為以下幾類。
1.1常規監測
此類監測又被稱之為例行監測,是海洋環境監測的基礎性工作之一,具體是指按照一定的要求和預先編制好的計劃,定時、定點對污染源的排放情況進行測定,并根據測定結果對污染物的超標程度進行分析,評價海洋環境質量,同時預測其未來一段時期的變化趨勢,為污染源治理工作的開展提供參考依據。
1.2應急監測
此類監測主要是指由于發生事故或突發性事件而引起海洋污染時,如赤潮、溢油、漁業污染等,對受到或可能受到污染的區域進行監測,以此來確定污染物的性質、污染程度、波及范圍、持續時間、污染后果等,并為防治措施提供參考依據,從而減少污染對海洋環境造成的損害。此外,通過應急監測,還能為海洋污染糾紛調查處理提供依據。
1.3調查性監測
此類監測具體是指由國家或是地方組織的全國海洋環境現狀綜合性調查及專項調查,其主要目的是對海洋環境進行污染源和環境質量狀況的監測。通過調查性監測能夠及時了解并掌握海洋環境質量情況,進而作出科學的定量評價,為海洋環境保護政策、法規及相關措施的制定提供參考依據,為行使海洋監督管理權的部門提供技術保障。
1.4研究性監測
此類監測也被稱之為專題監測,具體是指在海洋環境科學研究工作的過程中,為進一步確定或是研究某些污染物對周邊環境的污染范圍、強度、危害程度、變化規律而進行的監測。研究性監測的主要目的是為海洋環境的深入研究服務。
2海洋環境監測人員應具備的素質
2.1法律素質
海洋環境監測人員要具備良好的法律素養,能夠了解、熟悉、掌握和執行有關海洋環境監測的法律法規,具體包括:《中華人民共和國海洋環境保護法》、《中國人民共和國海域使用管理法》、《中華人民共和國環境保護法》、《防治海洋工程建設項目污染損害海洋環境管理條例》、《中華人民共和國海洋傾廢管理條例》、《中華人民共和國防止船舶污染海域管理條例》、《中華人民共和國海洋石油勘探開發環境保護管理條例》、《中華人民共和國防止陸源污染物損害海洋環境管理條例》等法律法規,以及《中華人民共和國海洋石油勘探開發環境保護管理條例實施辦法》、《傾倒區管理暫行規定》、《海洋工程環境影響評價管理暫行規定》、《關于建立海洋環境污染損害時間報告制度的通知》等規章和規范性文件。
2.2專業素質
海洋環境監測人員必須具備從事海洋環境監測工作所需的專業知識,以及能夠正確把握和靈活運用監測技術方法的能力,具體包括:海洋化學實驗室人員應具備潔凈實驗室使用和管理經驗,能夠熟練使用ICP-MS、ICP-AES和AAS,掌握海洋環境樣品中金屬的分析測試方法、有毒有害物質的急慢性毒性測試方法等;海洋化學研究人員和海洋生態研究人員應具有生物、化學基礎,具備海濱濕地外業調查能力,掌握海濱濕地植物種類,保護和修復海濱濕地植物;海洋動力專業技術人員應具備海洋水質模擬與評價、海洋生態環境模擬研究與評價等專業能力;海域管理調查研究人員應具備海洋地質調查能力、海洋測繪能力、海域資源監測與評價能力等。
2.3心理素質
海洋環境監測人員不僅要具備一般專業技術人員的心理素質,還要具備適應海洋環境監測工作目的、任務、特點要求的特殊心理素質,具體體現在以下幾個方面:一是良好的社會適應能力。海洋環境監測人員要具備適應海洋氣候、溫度、環境的能力,具備人際關系適應能力以及獨立完成海洋監測工作的能力;二是健全的人格。海洋環境監測人員要具備自我調節、自我控制的能力,做事有始有終,處事待人果斷;三是穩定的情緒。海洋環境監測人員要保持愉快、積極的情緒,避免恐懼、緊張、憂郁、沮喪等負面情緒對監測工作造成不利影響;四是健全的思維。海洋環境監測人員要具備較強的綜合分析能力、推理判斷能力、抽象概括能力、語言文字表達能力。
2.4職業道德素質
海洋環境監測人員要具備良好的職業道德素質,在工作中形成正確的責任觀和大局觀,以及較強的海洋環保危機意識、海洋評價服務意識、海洋監測質量意識。在實際工作中,海洋環境監測人員要始終保持愛崗敬業、與時俱進、求真務實、積極向上的精神狀態,重視工作質量和工作效率的提高,自覺遵守監測人員職業道德規范。
3提高海洋環境監測人員素質的有效途徑
3.1優化海洋環境監測人才隊伍結構
為了進一步提升海洋環境監測人員的整體素質,應當對其人才隊伍結構進行優化調整,具體可從以下幾個方面著手開展工作:其一,要逐步增加專業人才的引進數量,并拓展人才引進渠道和范圍,采取科學合理的人才引進方式,同時,為留住人才,應給予其優厚的待遇。其二,要大力引進專業技術水平相對較高的人才,尤其是中青年高層次人才,為海洋環境監測工作的開展提供強有力的人員保障。其三,應當盡可能地使人才隊伍結構覆蓋到全部業務領域,并保證專業技術人員的持證上崗率達到100%。
3.2創新海洋環境監測人才管理機制
要從根本上提高海洋環境監測人員的綜合素質,就必須對人才管理機制進行不斷創新,具體可從以下幾個方面著手:其一,應當建立健全并貫徹落實海洋環境專業人員資質管理制度,借此來規范海洋環境監測人員隊伍管理。其二,應當對人才使用機制進行創新,構建起跨部門、跨機構的專家團隊,從容應對各類突發性海洋環境事故,從而將事故的影響范圍及損失將至最低。其三,應當定期組織開展海洋環境監測專業技術競技、業務評比、技能考核等,借助上述活動,形成一種開放合作的良性競爭氛圍,以此來促進海洋環境監測人員素質的提升。其四,建立并逐步完善針對海洋環境監測人員的職稱評定及保障制度,并適當增加專業崗位的比例。其五,建立起以實際工作績效為標準的人才評價和獎懲制度,并對現有的人才流動機制加以進一步完善,這樣不但增強專業監測人員的工作積極性,而且還能達到留住人才的目的。
3.3加強海洋環境監測人員培訓
大量的實踐表明,培訓是提升人員素質最為有效的途徑之一。鑒于此,有必要不斷加強對海洋環境監測人員的培訓工作,具體可從如下幾個方面著手:其一,構建科學合理、切實可行的海洋環境監測人員專業培訓機制,全面開展技術人員定期培訓工作,并進一步加大對高素質人才的培養力度,可由國家及海區海洋環境監測機構全權負責重點和難點技術方面的培訓。其二,組建起由海洋環境監測機構、科研院所、業務中心以及相關部門相聯合的專業培訓團隊,借此來培養專業復合型人才,為海洋環境監測工作的開展提供強有力的人才保障。其三,可以通過強化重點專項監測技術和交流與研討來提升監測人員解決實際問題的能力,從而使其能夠更好地勝任崗位工作。其四,綜合運用多種教育手段,如視頻、遠程教育等,提升專業培訓效果。同時,還應不斷擴大專業監測人員深造和接受再教育的機會,為人員綜合素質的提高創造有利條件。
4結語
海洋環境監測人員的素質高低直接關系到海洋環境監測工作成效。為此,必須加強海洋環境監測人才隊伍建設,提高監測人員綜合素質,加大人才引進和培養力度,健全人才管理制度和培訓制度,力求建設一支高素質的專業化海洋環境監測人才隊伍,從而促進我國海洋環境監測事業持續發展。
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隨著航運業和海洋開發的空前發展,海洋環境的污染越來越嚴重,從船舶上排入海洋及大氣中的各種有害物質的數量也與日俱增,同時,船舶作為航運中的交通工具,也是一種流動污染源,船舶引起海洋環境污染日益嚴重,人類對海洋環境的保護也日益重視。國際海事組織在1973年就制定了國際防止船舶造成污染公約,1978年通過的議定書對其進行了修正,這就是眾所周知的《MARPOL73/78》公約。隨著海洋污染的日趨嚴重和公眾環保意識的不斷增強,防止船舶污染的國際公約、國內外的法律法規日趨完善 ,標準越來越高,執行越來越嚴格,有關方面也采取了一系列科學有效的措施,限制船舶對海洋環境的污染。盡管如此,仍存在不規范操作管理和違章排放等現象,尤其是在國內經營或生產的民營個體船舶和一些老舊低標準船舶。船舶公司考慮更多的是在航行安全的前提下如何節約成本和增加效益,對船舶防污染方面的管理往往投入不足,使得船舶污染事故時有發生,對海洋環境造成嚴重的威脅。
?藎船舶污染的特征
船舶污染物質的多樣性。船舶污染主要是指船舶在航行、停泊、港口裝卸貨物的過程中對周圍水環境和大氣環境產生的污染,主要污染物有油類物質、散裝有毒液體物質、包裝有害物質、生活污水、船舶垃圾、船舶有害排氣等,而其中油類物質污染危害最為嚴重。
船舶污染具有流動性,無界限性。水的流動性,船舶的移動性決定了由船舶帶來的污染物不可能局限或固定在某一點而靜止不動,一次污染可能會波及多個地區,給污染的治理造成諸多不便。海洋污染持續性強 ,擴散范圍大,是具有國際性的危害。
?藎船舶污染的途徑
船舶對海洋環境造成污染的物質主要有:石油及其制品、散裝有毒液體物質、包裝有害物質、生活污水、船舶垃圾、有害排氣等,主要通過操作性和事故性等排放將污染物帶入海洋或大氣造成污染。
除上述各種有害污染物質外,船舶噪聲、防腐涂料和含病毒病菌的疫區壓載水等均會造成海洋污染。
?藎防止船舶污染的對策
針對上述各種途徑可能造成的海洋環境污染,為了保護海洋環境和海洋資源,維護生態平衡、保障人體健康,各國政府及國際海事組織(IMO) 等都大大加強了對船舶造成污染的監督管理,強化防止船舶污染海洋的立法,規定了越來越高的排放標準和越來越嚴格的防污要求。我國政府高度重視海洋環境保護工作,海洋環境保護的法律體系日益完善,尤其是防止船舶污染的法律法規不斷健全,使船舶污染問題有所改善。但仍然存在一定的問題,特別是國內經營或生產的民營、個體船舶和一些老舊低標準船舶的問題仍比較突出,須采取科學有效的措施,以限制船舶污染物排放,保護海洋環境。
1、嚴把船舶準入關
污染防治最有效的辦法應當是從源頭上杜絕污染的產生,也就是說,應采取一切適當措施,防止污染的發生。因此,把好船舶檢驗、發證關,杜絕缺陷船舶營運生產。船舶公司應根據 MARPOL73/78 公約以及我國有關法律法規要求給所屬船舶配置防污染設備,諸如油水分離器、殘油回收設備、焚燒爐、生活污水處理系統、溢油應急設備和油船蒸發氣排放控制系統等。船舶檢驗機構應加強對船舶防污染設備的檢驗發證,杜絕防污染設備存在嚴重缺陷的船舶進入航運市場或進行生產作業, 保證營運生產船舶都有符合標準的有效防污染的設施。目前,一些船舶的防污染設備沒有產品檢驗合格證書,防污染設備與船檢證書不符等現象時有發生,只有嚴把船舶檢驗關,才能從源頭上堵住防污染設備配備不符合標準或存在缺陷的船舶進入國內外航運市場。
2、加強船員教育和培訓管理,提高船員防污意識
在船舶污染事故預防的諸多因素中,人是處在核心地位的。船舶污染事故大都和人的因素有關,其中人員的違章操作和操作失誤是主要原因。人的安全意識、防污意識和法制觀念比較淡薄,違反操作規程現象比較嚴重,是造成船舶污染事故的最主要因素。因此,預防和減少船舶污染事故,從根本上講提高船員的守法意識、安全意識、環境保護意識、工作責任心、操作技能是降低船舶污染的決定性因素。
提高船員防污染安全意識將是預防或減少海上污染事故的有效途徑。為了滿足公約和規則對船舶安全防污染管理的需要,在海洋污染防治過程中必須加強船員教育培訓,不斷提高船員的綜合素質,提高船員應對各種復雜環境的能力,特別是安全防污染管理人員和船長、船員的防污染意識的教育,有組織有計劃有目的,對管理人員和船長、船員定期進行防污染知識和技能的培訓,加強對船舶防污染應急救援對策和應急反應計劃的演練,定期檢查相關船員進行防污染設備操作培訓,了解設備的操作要點和注意事項。國際海事組織也及時修訂了 STCW公約 ,各締約國提高了船員的培訓、考試、發證的標準和要求。政府主管部門應加強船員的安全意識和責任心教育 , 制定科學有效的考核機制,明確船員防污染安全責任,使其充分認識防污工作的重要性。在培訓中注意加大實際操作的比重,不斷提升安全管理人員和船員的安全和防污染的意識和技能,從人員素質上確保船舶安全防污染工作落到實處。有關單位應通過宣傳教育,舉辦一些針對性強的理論、操作、相關法律法規培訓,提高船員的安全意識和防污染意識,進一步明確 MARPOL73/78公約、國內有關法律法規對防污染設備的檢查標準和安全管理技能,明確防污染設備操作管理中的程序和崗位職責,不斷提高安全管理技能,自覺遵章守法。以保障船舶安全,保護海洋環境。
3、加快船舶污染物處理系統建設,嚴格控制船舶和港口污染
船舶污染物岸上處理系統的建設由國家、地方投資并科學合理布局,國家根據港口的船舶流量、港口吞吐量情況在航道沿線和港口設立船舶污染物接收站,并配備相應的污染物接收處理設備。國家通過建立船舶污染物岸上處理系統網絡后,通過招標的方式將船舶污染物的接收交給有資質的專營污染物接收處理的企業經營,通過國家管理和統一支付費用、專營企業經營的方式,確保各種船舶污染物的處理到位。
目前,大型港口均建立了廢水、廢油、垃圾回收處理系統, 一些港口還實行了嚴格的防污染設備鉛封管理制度,實現船舶污染物的集中回收、岸上處理,使局部海域的環境質量得到改善。但是在我國為數眾多的中小型港口中,防止船舶污染問題卻不容樂觀。有關部門應加強這些港口的防污監督檢查力度, 多渠道組織建立船舶廢水、廢油、垃圾回收處理系統,盡快實現船舶污染物的集中回收處理,以有效地遏制港內船舶違章操作、隨意排放現象的發生。
4、加大安全檢查力度,完善船舶污染防治監督管理機制
交通主管部門的海事管理機構作為船舶污染防治監督管理主管機關,要按照水污染防治法等法規要求,加大對船舶污染防治的監督管理力度,進一步健全從源頭把關―――現場檢查―――實時監測的監督機制。在辦理船舶簽證手續前,對《船舶垃圾記錄簿》、《油類記錄簿》、《污染物接收處理證明》等合法有效的防治水域環境污染的證書與文書進行查驗,對船舶垃圾、殘油及廢油等污染物的產生和交付處理情況進行核對;在船舶安全檢查中,進一步加大船舶防污染設備檢查,除對防污染設備的配備、結構、性能、排放標準等進行嚴格檢查外,還應加強對船員在防污染設備方面的操作性檢查,糾正不規范的危險操作方式,既要檢查其操作熟練程度,又要檢查其國際公約、國內法律法規的熟悉程度,以提高船員的環保安全意識和操作管理技能。杜絕不適航船舶帶著船舶污染隱患運營。加強對船公司的防污染監督管理,強化安全與防污染意識。
5、建立完善的監控系統,提高海上污染事故應急能力
隨著我國管轄水域船舶數量的增加 ,水上防污染工作正面臨著前所未有壓力和風險。目前 , 我國沿海各港口的應急能力不足以應對較大規模的污染事故 , 特別是對一些危險化學品在海上運輸過程可能發生的事故,缺乏必要的應急預案和應急設施。
首先,在我國沿海海域應建立網絡化的先進監視系統,能夠及時發現沿海海域內船舶油污染事故或某些船舶的超標和直接排放含油污水。同時,能夠及時分析和判斷船舶溢油事故的發生地點、規模,預測溢油的漂移、擴散速度和方向,從而為主管機關正確判斷、科學決策提供可靠依據,并加大故意排放油類物質的處罰力度,讓違規成本大大提升,從而有效扼制船員的違章操作性排放。
其次,有關安全管理部門應積極推進海上船舶污染應急預案的制訂和應急反應體系的完善性建設, 建立自上而下的海上應急預案體系 ,督促港口和船舶配備污染應急設備 , 整合好船舶污染事故應急反應資源,提升海上應急反應有效性,積極培養溢油應急力量,建立強大的溢油處置隊伍,全面做好污染事故防備工作,確保在發生船舶污染后能夠及時、有效地應對突發事故。
?藎結束語
關鍵詞:海洋環境污染犯罪,刑事法律規范,船舶污染
一、 保護海洋環境的現實需要
21世紀海洋污染事件的頻頻高發與越來越嚴重,宣告了我國當前以民事和行政法律規范為主導的海洋資源保護機制的失敗。從國際社會看,人們已經充分認識到保護海洋環境的重要性,從20世紀60年代起,不斷有相關國際公約出現。環境保護是我國的一項基本國策,但是我國目前還沒有解決海洋環境污染損害的專門的刑事立法,而我國有著18000多公里的海岸線,各種海洋資源豐富,近年海洋污染也很嚴重。因此我們有必要重視海洋環境污染刑事立法的相關研究。
由于海洋環境污染涉及的污染源種類過多,無法一一展開論述,本文僅就船舶污染的刑事立法展開討論。自20世紀80年代至 2005 年,我國沿海11個省(自治區、直轄市)集中著中國 40% 的人口、50% 的大中城市,并創造出了全國 60%以上的國民生產總值。在經濟發展表象的背后,不容忽視的是嚴峻的環境問題。在國際貿易中,貨物運輸手段仍然是以海運為主,頻繁的海上運輸使得中國沿海港口的航線尤為密集,油輪進出頻繁,海洋環境面臨巨大的壓力。自20世紀90年代以來,中國近岸水域海水質量持續下降,溢油事故時有發生,石油污染以及其他油類污染成為中國近海海域最主要的污染源,因此,海洋資源的刑法保護必要而且迫切,但我國關于保護海洋環境的相關刑事法律規范卻有諸多欠缺之處。
二、相關刑事法律規范的欠缺
目前我國參加的涉及船舶污染的國際公約有《73/78防污公約》、《聯合國海洋法公約》、《1990年國際油污防備、響應和合作公約》;涉及船舶污染的我國國內法律有《海洋環境保護法》《中華人民共和國船舶污染海洋環境管理條例》、《中華人民共和國防止拆船污染環境管理條例》、《船舶載運散裝油類安全與防污染監督管理辦法》;我國現有刑事法律規范中涉及船舶污染的相關規定有刑法典第三百三十八條,違反國家規定,排放、傾倒或者處置有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質或者有害物質,嚴重污染環境的處三年以下有期徒刑或者拘役,并處或單處罰金;后果特別嚴重的,處三年以上七年以下有期徒刑,并處罰金。相關的司法解釋有《最高人民法院關于審理環境污染刑事案件具體應用法律若干問題的解釋》。
從上述法律體系中可以看出,在防范突發性海上溢油方面中國的法律無論在國內還是在國際層次上都有所欠缺。為有效解決發生于本國領海之內的突發性溢油事故,還必須加強石油污染的相關刑事法律規范的確立。但為了使海洋環境污染刑事法律規范的制定合理、科學,我們還需研究海洋環境污染犯罪構成自身的特殊性。
三、海洋環境污染犯罪構成有其特殊性
根據我國刑法傳統理論重大環境污染事故罪是指違反國家規定,向土地、水體、排放、傾倒或者處置有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質或其他危險廢物,造成重大環境污染事故,致使公私財產遭受重大損失或者人員傷亡的嚴重后果的行為。
本罪的構成要件是:
(1)本罪的客體是國家環境保護制度、公私財產權與公民健康、生命安全。
(2)本罪在客觀方面表現為行為人之行為引起了重大環境污染事故。這里,環境污染事故是指因環境污染而導致公私財產遭受重大損失或者人員傷亡的嚴重后果。
(3)本罪的主體法律上沒有限制性規定,自然人或單位均可成為本罪主體。
(4)本罪的主觀方面為過失。①
海洋環境污染罪在犯罪構成方面有其獨有特點
(1)客體方面表現為海洋環境污染罪不僅侵犯了國家環境保護制度、公司財產權與公民健康、生命安全,同時還侵犯了海洋環境的系統平衡以及人類的生存和延續。以及國家的長遠戰略。
(2)客觀方面表現為特定的行為對海洋環境的生態平衡造成了威脅,即不要求危害事實的發生。并非必須直接具體的被害人和有害結果發生時才構成危害環境罪;如果違反環境保護法律的行為對不特定多數人的生命,健康或大量的物質財富造成了威脅,同樣構成海洋環境污染罪。理由如下。其一,從刑罰的目的看,當今社會較為認可的刑法"二元論",即對犯罪分子施以刑罰既是處于報應,又是處于預防。如果刑事立法只處罰實害犯或情節犯,則只能起到懲罰犯罪的目的;如果刑事立法處罰將環境和生態安全置于危險狀態的人,則更有助于達到預防犯罪的目的,滿足刑罰目的"二元論"的要求。②其二,污染環境犯罪自身發生的機理所決定,污染環境行為與危害結果之間缺乏一種明確的表面聯系,且危害結果的出現需要較長的時間,因此處罰危險犯就顯得尤為重要。其三我國刑法中的危險犯規定已初見端倪,將危險犯引入環境刑法不存在理論上的障礙。如《刑法》第339條第1款規定,,"違反國家規定,將境外的固體廢物進境傾倒,堆放、處置的,處5年以下有期徒刑或者拘役,并處罰金……"③其四,確立環境犯罪之危險犯是環境立法的價值取向由"人類中心主義"向"人與自然的和諧發展"轉變的必然要求。由此體現在現代環境刑事立法中,一方面對嚴重危害人的生命、健康和財產利益的環境犯罪行為仍應運用刑事手段予以有效規制;另一方面更應承認環境所具有的獨立價值,將那些對環境形成潛在威脅的、雖尚未出現明顯危害后果但可能出現嚴重污染、破壞環境后果的行為也納入環境刑法調整的范圍。那么,環境犯罪的犯罪形態,不僅包括實害犯和行為犯,而且包括危險犯,這樣,這樣既適應了環境立法的價值取向由"人類中心主義"向"人與自然和諧發展"轉變的客觀需要,有利于實現人與自然的雙重和諧,同時,又有利于環境刑事立法中"預防為主原則的貫徹、"保護環境"目的的實現,可謂一舉多得。其五,規定環境犯罪危險犯是立法邏輯的要求。我國的環境刑事立法規定了行為犯。對于環境犯罪行為犯而言,只要實施危害環境犯罪的行為,無需其他任何結果即構成犯罪,而危險犯則不僅要求實施危害環境犯罪的行為,而且要求這種危害行為造成某種危害結果的危險狀態才構成犯罪既遂。應該說環境犯罪危險犯要求的危險性程度要比行為犯高。既然作為危險程度低的行為犯在立法中有所體現,那么危險性程度更高的危險犯更應規定。④其六,危險犯的規定,既可修正行為犯的不足,有可防止結果犯的滯后,是積極,合理有效和有效的措施。如果規定行為犯過多,則失之過寬。而只處罰結果犯則失之過窄。立法規定危險犯就可彌補二者的不足,有效地防止環境犯罪的發生。⑤
(3)一般而言,無罪過即無犯罪及刑事責任,犯罪的成立需要罪過。但由于海洋環境污染犯罪的特殊性,為彌補對環境污染和破壞造成的損害,懲罰此類犯罪海洋環境污染罪的成立僅僅以過錯責任為依據已不足嚴格控制由于現代化生產建設高速發展所引起的對環境空前加劇的嚴重危害有必要采取無過錯責任,即有權利用環境的法人和行為人,有義務保證該行為不危害環境,一旦發生危害就應當承擔其相應的責任,直至刑事責任。在以后的刑事立法當中可以參考借鑒西方國家的立法例將嚴格責任引入環境立法當中。
注釋:
①參見高銘暄 馬克昌主編,趙秉志執行主編:《刑法學》,649-650頁,北京,北京大學出版社,2010。
②參見陳靖:《對完善我國環境犯罪立法的思考》,載《新疆大學學報》(哲學人文社會科學版),2006(5)
③參見王玉潔:《犯罪構成的重塑--污染環境犯罪若干問題研究》,載《河南省政法管理干部學院學報》,2005(5).
④參見蔣香蘭:《環境犯罪基本理論問題研究》,279頁,北京,知識產權出版社,2008.
關鍵詞:康菲漏油事件;海洋環境污染;海洋環境保護
中圖分類號:D922.68 文獻標志碼:A 文章編號:1002-7408(2012)04-0091-03
引言
中國海洋石油總公司與美國康菲石油公司合作開發的渤海灣蓬萊19-3號油田B平臺、C平臺于2011年6月4日發生重大漏油事故(簡稱“康菲漏油事件”)。在超過半年的時間內,渤海被污染的海域從最初的16平方公里蔓延到超過6200平方公里。受此影響,渤海或許再也找不回昔日深邃的清澈。康菲作為作業方,將溢油事件造成的嚴重污染事故瞞報近一個月, 2011年9月1日,在國家海洋局責令康菲“三停”(停注、停鉆、停產)后仍然有油花溢出。康菲一而再再而三懈怠敷衍,在信息披露上遮遮掩掩,在事故處理上弄虛作假,無視環境破壞的傲慢態度讓中國公眾怒不可遏。事故發生以來,渤海灣沿岸上百家水產養殖戶遭受的損失超過十億元,當索賠事宜提上議程,漁民們卻發現困難重重。不僅存在取證、定損、開銷等各種困難,法律和行政方面的阻力也較為明顯。康菲漏油事件暴露出我國在海洋環境保護方面存在諸多問題。
一、 康菲漏油事件暴露出我國在海洋環境保護方面的問題
1.海洋環境保護意識淡薄。我國長期存在“重陸輕海”的思想,公民海洋保護意識薄弱,環保維權意識普遍不高。在此次康菲漏油事件中,除了直接損失慘重的個體養殖戶外,幾乎所有附近的漁業公司為了公司業績而集體聲稱“沒有受到影響”,完全將環保之事至于經濟效益之下,對維權索賠閉口不談。改革開放以來我國引入大量實力雄厚的外資并給予其“超國民待遇”,但由于我們對這些跨國公司監管不到位,當出現問題時,面對強勢的跨國公司,各級政府部門往往都推諉避讓,疏于執法。從政府到公民,片面追求經濟利益,對環境維權態度淡漠,使得康菲漏油事件持續很長時間而沒有得到及時控制。
2.海洋環境保護法律不完善,處罰力度不夠。《中華人民共和國侵權責任法》規定:污染環境侵權適用舉證責任倒置原則。[1]據此,康菲漏油事件發生后,康菲應就是否給漁民造成損失而自證清白,但是需由我國確定污染造成損失的程度。盡管國家海洋局在2007年了《海洋溢油生態損害評估技術導則》,2008年國家農業部制定了國家標準《漁業污染事故經濟損失計算方法》,但這些標準存在諸多模糊地帶,所以,如何確定污染范圍、如何具體量化和評估損失、索賠多少卻并非易事。
我國《海洋環境保護法》于1982年頒布,其中第85條規定:違法進行海洋石油勘探開發活動,造成海洋環境污染的,由國家海洋行政主管部門予以警告,并處2萬元以上20萬元以下的罰款。這是我國法律條例中所規定的最重的處罰。這樣的法律規定明顯太過陳舊,對污染損害責任者沒什么威懾力,與墨西哥灣漏油事件中英國石油公司(以下簡稱BP)賠付的400億美元相比,實在不值一提。海洋環境污染損害責任者的違規成本太低,這是造成海洋環境污染問題的一個重要原因。
3. 政府監管機制缺失,執法效率低下。渤海灣漏油事件前后持續半年多時間,受害方維權進程緩慢,暴露出我國政府部門工作效率低下、監管不力及執法不力。根據《海洋環境保護法》第90條規定:造成海洋環境污染損害的責任者,對破壞海洋生態、海洋水產資源、海洋保護區,給國家造成重大損失的,由依照本法規定行使海洋環境監督管理權的部門代表國家對責任者提出損害賠償要求。在這次事件中,國家海洋局北海分局是直接管轄單位,應代表國家依據相關法律法規,向事故責任方提出索賠訴訟。但是據了解,國家海洋局接到康菲石油公司的事故報告后并沒有及時披露漏油信息。官方說法是想先了解情況,是否堵漏,漏油現狀如何,需等確認具體污染程度后再信息,在這個過程中污染面積越來越大,許多水產養殖戶并不清楚大量魚苗參苗的死亡是與海底漏油有關,依然繼續投放,最終致使養殖戶總損失超過10億元。[2]
此外,漏油事件所造成的我國海洋生態食物鏈污染最終會影響到我國的食品安全,這涉及衛生、質量監督和工商等部門的主要職責,由這些部門提訟當然更為合適,但是這些部門也是緘口不提。原因就在于目前我國海洋管理呈現出“九龍治水”的局面,管理者包括海洋、漁業、環境保護、國土資源、農業部、交通運輸等多個部門,其間缺乏協調合作,監管效率低下,沒有落到實處。一旦發生污染事件很容易出現相互扯皮推諉的局面。
二、美國墨西哥灣漏油事件的處理經驗
2010年4月21日,美國墨西哥灣發生重大漏油事件,成為美國歷史上最嚴重的一次石油泄漏事故,引起世人高度關注。美國憑借其完善的法律制度對英國石油公司展開了刑事和民事司法調查,最終使其賠償超過400億美元,英國石油公司付出巨大代價。
1.美國在處理墨西哥灣漏油事件時所遵循的法律依據。墨西哥灣漏油事件是一起發生在一國領域內的跨國環境侵權事件。不僅涉及到美國的環境,由于油污隨著洋流移動還會影響到加拿大和墨西哥甚至南美洲一些國家的海域,而且作業方不只是英國石油公司,其參股的還有日本三井物業等多家跨國公司。在這種大規模的跨國環境污染案件中,對污染者的追索賠償不只依據美國國內法體系,還參考了相關國際法。
在國內法層面上,對墨西哥灣漏油事件侵權訴訟中,美國《石油污染法》、《清潔水法》是主要裁判的依據。美國1990年的《石油污染法》擴大了石油污染的賠償范圍和標準:船舶(包括海上鉆井平臺)和相關設施負有責任的所有者、作業者和其他主體,應對漏油負責。該法廣泛包含了各種受損害的客體,不僅要求英國石油公司對因環境破壞造成的企業和個人的財產損失、政府收入減少進行賠償,還要求對額外的消防、安全和健康等公共服務費用進行賠償,而恢復受損自然資源的費用則以修復費用計量而不是當前市價計量,同時允許受害人和相關團體依據其他制定法,向責任者索賠以及政府對責任人的刑事處罰。[3]此外,對于《石油污染法》中關于責任限額設定在7500萬美元的這一條文,在其中的1004條第3款第1項的規定也有所補充:負責方的以下行為具有排除責任限額的效果:(1)重大過失或故意不當行為;(2)違反適用的聯邦安全、構造或操作規則。據此,對于這一損失遠遠超出7500萬美元的石油泄漏事故的索賠就有法可依。美國《清潔水法》311(33U.S.C.1321)條款也規定:“……發生石油泄漏事故的設施的所有者和運行者應承擔嚴格責任……。”[4] 依照嚴格責任原則,受侵害方只需要證明侵害方的行為與自身受到的侵害有因果聯系即可認定責任。根據此法,美國及當地民眾作為受侵害方只需提供由于英國石油公司的錯誤行為,造成了漏油事件這樣一個結果,就可以向英國石油公司索賠。這樣才能更好地保護弱勢受害民眾的利益和防治環境污染。英國石油公司除了承擔美國《石油污染法》、《清潔水法》等法律規定的強制責任外,還要面對眾多的私人索賠以及特定行業或群體的集團訴訟。墨西哥灣漏油事件發生后,已有漁民、租船船長、承運人、飯店、度假村經營者及當地居民提起集體訴訟,要求賠償其業務或生計損失。除了《石油污染法》和《清潔水法》,美國依據1980年《廣泛環境反應、賠償和責任法》中遵循“誰污染誰負擔”的基本原則,實行“可追溯的、嚴格的和連帶多方的”責任,由此所涉及的責任人不僅有污染制造者,還可能會牽扯到項目以往的所有者甚至母公司的經理及股東。[5]
在國際法層面上,美國依據《國際油污損害民事責任公約》的1984年和1992年議定書之規定:當某一事件在一個或若干個締約國的領土包括領海中造成油污損害,或已在上述領土包括領海中采取了防止或減輕油污損害的預防措施時,索賠訴訟可在上述一個或若干個締約國法院發起。還有1994《聯合國海洋法公約》和1971年《建立油污損害賠償國際基金公約》,都為采用訴訟手段解決石油污染事件提供了可靠的程序保障。盡管追究英國石油公司的環境刑事責任并不可能恢復已受破壞的環境或者減輕當地居民的痛苦及損失,但是我們可以看到這樣處罰的力度與公正性,不僅給污染者一個沉痛的教訓,也給世人一個警示。
2.美國政府的行政舉措。歷史上處理類似污染的實踐表明,處理進程的緩慢使得受害者通過傳統司法途徑追索賠償的努力不僅艱難,還往往陷入“遲來正義”的僵局,而行政力量與司法制度的結合將會使索賠行動更有效率。墨西哥灣漏油事件發生后10天,美國政府就確認英國石油公司為事故責任方,應承擔一切清污工作和可能的花費。美國政府處理墨西哥灣漏油事件的行政舉措包括:
第一,建立應急預案。事故發生后,美國迅速成立了由l6個聯邦政府部門組成的漏油應急反應指揮中心“Restore The Gulf”,總體負責應對危機,并且每個州政府都建立了地區意外事故應急預案(簡稱ACP),這是對已有應急制度的進一步強化,該項預案在應對溢油事故中起了聯系所有利益相關方的作用,在有效協調各方力量的同時及時按照當地情況迅速調配物資。[6]
第二,加強政府監管。在政府的督促下,不到兩個月,英國石油公司設立了200億美元的賠償基金。事故發生當天,奧巴馬政府就要求調查機構30天之內拿出事故調查報告。事故發生后,美國政府重建了聯邦海底鉆探監管體系,增加了監管預算與培訓,并提高監管標準以跟得上近海鉆探領域的技術進步。另外,政府組織技術專家編寫圖文并茂、通俗易懂的油污清理技術導則用以指導清污工作的有效進行,同時加強對環境的監控工作,為以后研究提供數據基礎。[7]
第三,發動群眾力量。美國民眾有著強烈的環保意識,政府廣泛調動了社會公眾力量參與事故處理,如征集商業船只或雇傭當地居民駕駛自有漁船進行出海清污或者救災貨物運輸工作等。
三、我國加強海洋環境保護的對策
美國政府在應對墨西哥灣漏油事件時所采取的策略、做法值得借鑒。我們必須在海洋環境保護方面加大力度。
1.增強海洋環境保護意識。政府作為海洋環保工作的領導者,需加強海洋管理的主動性,把海洋環境保護納入重要的管理議程。各級政府要認識到海洋環境保護對促進可持續發展具有重要的戰略性意義,利用自身的影響力,大力進行保護海洋環境的宣傳教育,營造保護海洋環境的氛圍,提高公眾的海洋意識和海洋權益維護意識,使公眾認識到 “海洋存亡,匹夫有責”。同時實施“海洋保護從娃娃抓起”工程,加強對青少年的海洋環保引導教育,確保海洋環境保護后繼有人。要幫助企業轉變固有的“犧牲環境換取經濟利益”的觀念,明確海洋環境是企業持續發展的依托,只有保護海洋才能更好地利用海洋。[8]
2.完善我國海洋環境保護法。我國的《海洋法》已經實施了近22年,在此期間,海洋環境污染事件層出不窮,污染問題越來越嚴重,表明舊的法律已經不能適應海洋環境保護的需求,亟需完善。第一,擴大環境污染法律范圍并放寬訴訟條件。要允許政府、公眾或其他利益相關者作為訴訟單位,并且允許受害區域居民提起集體訴訟,以最大限度地保障受害者的權益。 第二,加大環境污染的處罰力度。 (下轉第95頁)(上接第92頁)古語有云:“告之以直而不改,必痛之而后畏。”可以借鑒美國《石油污染法》提高最高罰款金額,可以有條例補充特殊情形,罰款金額上不封頂。這樣才能讓潛在的海洋環境污染者有所忌憚。第三,要求海洋開發公司繳納生態風險基金。政府需認識到海上作業活動的風險性,提前做好應對事故準備,如提出污染標準,要求海洋開發公司預先繳納生態風險基金等。一旦事故發生,可以預先提取基金進行污染處理工作,以免釀成更大的損失。
3.加強海洋環境保護的日常監管。海洋生態環境監管工作必須做到事前控制,嚴加防范。由于海上作業具有高技術含量、高風險的特點,在海洋開發中政府相關部門的日常監管就顯得尤為重要。要切實履行監管職責,加強對海上作業活動的約束及對企業行為的監督,提高風險應對能力。要調整我國目前的海洋管理體制,明確“九龍治水”中“九龍”各自的職責所在。要通過定期與不定期檢查,實時控制海上作業情況。另外,可設立專門的海洋監管機構,加強國家對海洋管理的監控與指導。[9]
4.提高應對海洋環境污染事件的能力。建立海洋環境事故應急體系,包括解決此類事故的法律制度,搶救、協調機制,行政力量的運用,各種社會資源的調度等。同時加緊研發處理海洋環境污染的新技術和監管技術,以跟得上海洋作業活動的發展。[10]通過司法與行政力量的結合以提高污染事件的處理效率。
參考文獻:
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21世紀初,生態文明作為一種新的價值觀進入人類現實生活中。這是人們從文化的視角思考環境問題的結果,是人類文明的一次重大進步。我國是一個海洋大國,在海洋的戰略地位不斷提高的今天,如何堅持生態航運建設,保護海洋環境,發展海洋運輸,維護海洋生態系統的平衡,建立全球可持續發展的倫理觀,是一個關系著經濟社會發展的大問題。
一、 以生態文明為基點促進海洋運輸發展
1.生態文明的內涵 。生態是指生物在一定的自然環境下存在和發展的狀態。[1]文明是社會的進步狀態,是人類改造世界的物質和精神成果的總和。生態文明則指以人與自然和諧發展、共生共榮為目標的社會進步狀態,是協調人與自然關系的文明。它以可持續發展為依據,以尊重和維護生態環境為目標,以強調人的自覺與自律為基點。人類文明大體上經歷了原始文明、農業文明、工業文明的階段,現在正在向生態文明階段邁進。生態文明的提出,是人們對可持續發展理論認識深化的必然結果。
黨的十七大報告首次提出生態文明建設,不但成為新時期實現全面建設小康社會奮斗目標的新要求,也是發展生態海運的基點。
2.我國海洋運輸的歷史與現狀。海洋運輸簡稱海運,是國際物流中最主要的運輸方式。通常指使用船舶通過海上航道在不同國家和地區的港口之間運送貨物的一種方式。海洋運輸歷史悠久,源遠流長。在中國,7000年前我們的祖先就“刳木為舟,剡木為楫”;到了隋唐五代和宋元時期,海上絲綢之路形成并繁榮起來;我國航海家鄭和先后七次下西洋,遍訪亞非各國,在整個世界航海史上,豎起了一座永垂史冊的豐碑。人類海洋運輸的初始動力主要是依靠人力與自然力,海洋運輸范圍有限,再加上世界經濟貿易數量較小等原因,近代以前的海洋運輸并沒有給海洋環境造成很大的不良影響。
當今時代,隨著科學技術的突飛猛進,航運科技進步日新月異,海洋運輸發展迅猛。表現為船舶大型化、專業化、高速化、自動化、電子化……發生了劃時代的變革。 近年來, 隨著經濟的高速發展,我國已經成為世界上最重要的海運大國之一。港口吞吐量和集裝箱吞吐量迅速發展,如上海港吞吐量自2005年躍居世界第一大港。我國沿海礦、煤、油、箱、糧五大運輸系統基本建立,港口貨物吞吐量和集裝箱吞吐量連續五年位居世界第一。目前,隨著21世紀海洋戰略地位的凸顯,人類紛紛把目光投向海洋,中國近海海域已成為世界上最繁忙的海域之一,海洋運輸進入了深度發展的時代,同時對海洋環境產生的負面影響愈演愈烈。
3.發展生態海運的必要性。從徐福東渡到麥哲倫遠航,從哥倫布發現新大陸到鄭和多番下西洋,海洋為人類文明的歷史發展提供了波瀾壯闊的舞臺;從姜根迪如的第一顆冰融到崇明島外的碧波浩渺;從河姆渡的獨木之舟到萬噸巨輪乘風本文由收集整理破浪連通了五洲四海,我國的航運業正由一個海運大國向一個海運強國邁進。據專家分析,進入21世紀,我國海運發展大體經歷2001—2004年的戰略準備階段,2005—2010年戰略框架階段,預計到2020年我國將成為世界海運強國。
長期以來,海運作為國民經濟基礎性和服務性產業,為我國經濟社會和對外貿易的發展發揮了重要的支撐和保障作用。海洋運輸是國際貿易中基本的運輸方式, 古往今來,海洋運輸以其運量大、運費低、航道四通八達等優勢備受人們青睞。當今世界經濟聯系更為緊密,貿易往來頻繁,國際貿易總運量中的2/3以上,我國進出口貨運總量的約90%以上都是利用海上運輸。它不僅節省了大量外匯支付,而且還賺取了更多的外匯收入。既保障國家經濟利益,又提高國際地位。雖然隨著航運事業的蓬勃發展,人類利用海洋創造了空前的經濟繁榮景象。但是,海洋運輸的負面效應不容小覷。因而發展生態海運是“海洋全球化”的時代要求,是建設“海洋強國”的必然選擇,也是我國“十二五”規劃的重要組成部分。
二、以生態文明為視角審視海洋運輸對海洋環境的負面影響
海上運輸的發展一方面促進了經濟發展,另一方面也帶來一系列的環境問題,船舶運輸造成的海洋環境污染不容忽視。最近相關研究發現,僅200多艘商船每年排放的顆粒物就達約9980噸,而全球每年排放的氮氧化物氣體中30%來自海上船舶。[2]海洋運輸對海洋環境的負面影響大抵可為以下方面:
首先,船舶航行產生的海洋垃圾污染使大海遭受了致命的劫難。20世紀末全世界每天大約有近2000萬名乘客在海上旅行,每年產生垃圾近3萬噸。以此做不完全推算,全世界每天在海上航行的商船約萬艘,游艇數百萬艘,漁船約幾十萬艘,加之各國在海上游弋的軍艦、航母等產生的垃圾和由于各種海難事故沉沒的船體均計算在內,那么全世界由于海上航行每年產生的固體垃圾總計有600多萬噸。大量廢物堆積在海底,使五彩斑斕的海底世界嚴重污染,海水水質和海洋生態環境急劇惡化。[3]
其次,海上船舶溢油污染海洋環境。 我國是航運大國,也是石油進口大國,近年來的石油進口量均在億噸以上。石油水上運輸量的逐年遞增,也增加了船舶發生溢油事故的風險。何謂海上船舶溢油?一般指油船在航行途中由于意外狀況而發生的海難事故,以至在很短時間內使大量石油傾瀉進海洋,造成海洋環境污染。這種溢油事故頻繁發生,僅在21世紀的前5年內,我國海域發生的大型溢油污染事件就已經多達80多起。據有關資料顯示,2009年11月1日凌晨2時55分左右,受強風浪影響,靠泊在長江口嵊泗綠華錨地的伊朗籍“zoorik”輪發生移錨后在西綠華山北岸觸礁,船體破損進水,11月3日船體發生斷裂,船艙內500余噸重燃油及100余噸輕質燃油大量外泄。事故發生后,雖然海事部門及時采取了攔油、吸油等清污、打撈措施,但仍有近100噸燃料油泄漏入海,油污在海流、風浪、潮汐的共同作用下迅速擴散,造成綠華海域嚴重污染。經有關部門評估,這次溢油事故對海洋生態環境和當地養殖企業造成的損失高達人民幣7000余萬元,為清理油污支付的費用達3000余萬元。但是,生態學家認為,賠償額再大,也無法彌補污染給當地生態環境造成的危害。[4]因此原油泄漏往往會給海域的生態系統帶來災難性的破壞。國家海洋局相關數據顯示,由重大船舶油污事故、石油勘探開發等造成的原油污染事件屢屢發生,給國家經濟、海洋環境以及人民的生產生活帶來了極大影響。
轉貼于
再次,危險化學物品泄漏破壞海洋生態環境。目前,我國危險品運輸量年均超過100萬噸。化學品一旦發生大規模泄漏,通常會引起嚴重的環境災難。有些化學品干擾生物體的細胞生長過程,并且因此而直接導致其死亡;有些化學物質雖不會直接引起生物體死亡,但會破壞其生理或行為活動(例如減少產卵、繁殖量等),或產生某些生物體和分子化學影響(如破壞卵體基因,使染色體反常,抑制免疫力等);某些化學品在一定環境達到一定的濃度值后,可能會對生態系統產生不利的影響(如損害生態,破壞物種,降低生物多樣性,降低能量流,較大型生物遷居,壽命較短物種幸存數量減少)。[5]危化物泄漏往往對海洋生物產生滅頂之災。
最后,部分海員海洋環保意識淡薄,故意違章排放。為防止船舶污染海洋環境,船舶所有人按照相關公約、法規的要求配置了相應的船舶設備、裝置和材料,配備適任、健康、合格的海員。但仍有部分海員素質不高,海洋環境保護意識不強,不能嚴格遵守有關公約、法律、規范中關于船舶防污染的規定,對船舶設備的維護保養不夠,管理不善,未使機器處于良好的技術狀況,隨時啟動船舶防污設備。未運用良好的船藝靠離碼頭、安全航行,未遵守各項操作規程,故意違章排放污染物,造成了對海洋環境的污染。
此外,由于其他海上事故、海洋石油勘探開發以及因人為進行海上傾廢等原因致使各類有害物質進入海洋等,海洋生態系統平衡也因此遭到嚴重破壞。目前每年排入海洋的石油污染物約1000萬噸,此種情況的出現,致使大面積海水被油膜覆蓋,海洋生物大量死亡,嚴重影響海產品的價值,以及其他海上活動。
三、以生態文明為目標強化海洋環境保護的對策
建設生態海運是一個系統工程,需要方方面的努力。我們要堅持建設生態文明、低碳環保、可持續發展的海洋運輸業。必須加強培育船員愛護海洋的意識,積極開展低碳環保的道德實踐,同時還要讓環保的理念深入人心,不斷推進技術創新,強化我國海洋運輸對海洋環境保護的有效對策。
1.培養海員海洋環境保護理念。在海上運輸過程中,海員是最重要的參與者。因而,海洋環境的有效保護,在很大程度上取決于海員。必須培養他們愛護海洋的理念,對他們進行系統、全面、專業的海洋環保、建設生態海運教育。深入宣傳、普及《海洋環境保護法》以及自2010年3月1日起施行的《防治船舶污染海洋環境管理條例》等相關法律知識。使其清楚地意識到船舶泄漏或排放污染物造成海域污染、人身傷亡及其他經濟損失,可歸結為海上侵權行為,需承擔相應的法律責任與其他責任,從而積極地維護海洋生態平衡,珍惜海洋資源,保持大海的清澈湛藍,使海員們自覺嚴守《海洋環境保護法》及其他防污染的條例、公約,按照排污規定嚴格控制排放含油、含有毒的污水,嚴防有害物質跑冒滴漏現象的出現。
2.開展海洋運輸低碳、環保的道德實踐活動。海洋運輸行業是耗能大戶,具有節能減排的巨大潛力,要加快建立以低碳環保為特征的海洋運輸體系。加強節能技術的創新、推廣和利用,最大限度地減少海洋運輸對海洋環境的污染以及對能源的消耗。有學者指出,科學謹慎地規劃航線,在不違反避碰規則,不影響航行安全的條件下,使船舶跑經濟航速和經濟航線,努力降低燃油單耗;合理配載,適當調整吃水和吃水差,在盡量減少壓載水操作、保證船舶穩定性和強度符合要求的前提下,減少燃油消耗。在日常生活中,教育海員不準隨意排放污染物,油輪或油糟的壓載水、洗艙水以及船底含油污水、有毒有害物質的甲板污水,都不得隨意排放入海,均會減少海洋污染。廣泛深入地組織開展節能減排先進典型示范推廣等活動,使其在海洋運輸低碳、環保的道德實踐活動中起到引領作用。
3.培育全民性海洋環境保護倫理觀。為了更好地維護海洋生態平衡,保護海洋環境,提高公民的環保意識與公德意識,基層單位,社區組織,每個家庭,都要弘揚生態文明,傳播環保文化,積極行動起來,從點滴做起,從自我做起,為海洋生態環境建設做出應有的貢獻,積極落實 “十二五”規劃,真正把海洋環境保護作為一項崇高的事業來做。應采用多種方式,并充分發揮新聞媒體的輿論導向和監督作用,不斷增強人們的憂患意識、責任意識和工作自覺性、創造性。牢固樹立可持續發展的科學發展觀和節約、清潔、生態消費、保護海洋環境的科學理念,建設生態文明新風尚。
4.發展技術創新,控制船舶溢油與其他海洋油氣污染。航運科技創新在控制船舶溢油與其他海洋油氣污染方面發揮了重要的引領和支撐作用。據專家分析,首先要大力開發和引進船舶節能減排新技術,包括研發應用新一代節能環保型運輸船舶,提高主機運行效率,達到高效航運,使得船體在水中的阻力減輕,油耗減低,廢氣排放減少,達到既節能又環保的目標。并且要堅定不移地走科技創新之路,有效控制船舶溢油,努力引領國際生態海洋運輸技術發展。不斷推進我國海洋運輸業國際競爭力的整體躍升。
5.完善航運法律、法規與海洋環境保護倫理規制。全面實施生態航運,是一項長期、艱巨的任務,需要我國有關方面持續不懈地努力與全社會的關注。首先應切實履行相關國際公約、法規。還要積極、主動地參與其制訂、修訂工作,結合我國的利益需要和實際情況,提出相關建議,努力把船舶運輸對海洋環境的危害降至最低水平。并且在行業部門廣泛、深入地宣傳相關的法律規章。各級主管部門、航運企業在管理中實行責任到人,追究相應的直接事故責任、領導連帶責任,強化環境保護政策法規的執行力度。同時建立健全我國海洋環境保護倫理規制,海運各行各業規范職業道德準則,確實使生態航運與海洋環境保護落實到位。
6.建立油污災害修復基金與船舶運輸海洋環境保護表彰基金。由于石油使用廣泛且污染潛在危害大,海運石油的貨主、儲存、運輸和使用者應共同對石油的潛在油污危險負有環境保護的責任。不應完全歸責于政府,而應對油污責任方收取一定數量的防治石油污染損害費用,建立油污災害修復基金。為油污損害評估、賠付、清除油污行動、復原環境、恢復正常的生產和生活提供資保障。并建立船舶運輸海洋環境保護表彰基金,抓好先進典型,樹立海洋環保奮斗目標。大型航運企業、港口公司應與政府攜手定期舉辦各種類型國際海運發展論壇,積極參與國際海運問題研究。應加強與各航運國的聯系、合作與交流工作,保證國際海上運輸多快好省地發展。
關鍵詞 海洋環境污染 海洋災害 海洋工程與海洋環境相互作用
隨著沿海經濟的迅猛發展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環境質量明顯下降,生態環境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國,特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境,海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益,精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施,也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源,需要在海上進行各類工程建設,在目前科技日益發展的情況下,工程建設的規模日益巨大,這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展,海洋環境的日益惡化,海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展,近海石油氣田的開發,以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面,重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究,第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究,第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎,考慮各種自然環境因素(浪、流、風、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發、沉降、吸附、釋放)、化學因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律,并建立海洋水質預測預報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發嚴重。因此,除了加強赤潮的監測和預報外,也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內外已有不少水質預測預報模型,這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數學模型;波浪數學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應顯著的區域,如排污口近區,則應考慮湍流效應。此外,采用坐標變換,可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型,這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數學模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎,針對水溫和鹽度分層流的流動特性,考慮浮力對紊動的影響,建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面,可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組,以提高求解效率。從水波發展方程出發,可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題,通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合,可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對于強流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來,建立一種輻射應力計算的新方法,用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型,可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標,在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發,在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用;在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項,可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型,它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據;同時對確定水域環境容量,從而制定水域環境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出,在海洋水質預測預報模型研究方面,數學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數學模型,其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模
型的技術關鍵,直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的,有些可以通過現場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到,在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。 能模擬海洋動力因素的先進實驗設備,現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構,獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高,一旦發生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺,1989年風暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等)。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現的臺風數目占全球的38%,其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區產生風暴潮,形成風暴潮災害。
在我國北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區每年都有結冰現象,結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結構物以強大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動作用,也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術,至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結構型式,冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中,除進行理論分析和數值模擬外,實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中,模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行,它們各有其優缺點,發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物(海洋平臺、鉆井船、人工>文秘站:
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升,造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理,至今國內外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的,如近海環境地震危險性分析,設計地震動參數和頻譜特性,強震海底多維地震動及其空間分布規律,地震波傳播特性及地震動輸入機理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗;核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用,碼頭及護岸建筑物地震穩定性;海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面:其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設計不周或設計標準偏低,施工質量差,原材料不合格,管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
因此,發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下,對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法;結構病害治理用的新材料、新技術和新方法;海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下(風、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優化理論研究,設計與建造新型抗災工程結構;研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨,發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統,如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統;以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景,進行重點研究,建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構;以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統,將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合,建立數學物理模型,通過多媒體技術,形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程,建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。
三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間,現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程,估計到21世紀,可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見,隨著海洋資源與空間的開發利用,各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大,保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區,但同時又是經濟活動最為發達的地區,海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態,破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用,海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題,主要內容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響;破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究;大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著
關鍵詞海洋環境污染海洋災害海洋工程與海洋環境相互作用
隨著沿海經濟的迅猛發展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環境質量明顯下降,生態環境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國,特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境,海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益,精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施,也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源,需要在海上進行各類工程建設,在目前科技日益發展的情況下,工程建設的規模日益巨大,這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展,海洋環境的日益惡化,海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展,近海石油氣田的開發,以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面,重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究,第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究,第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎,考慮各種自然環境因素(浪、流、風、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發、沉降、吸附、釋放)、化學因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律,并建立海洋水質預測預報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發嚴重。因此,除了加強赤潮的監測和預報外,也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內外已有不少水質預測預報模型,這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數學模型;波浪數學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應顯著的區域,如排污口近區,則應考慮湍流效應。此外,采用坐標變換,可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型,這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數學模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎,針對水溫和鹽度分層流的流動特性,考慮浮力對紊動的影響,建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面,可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組,以提高求解效率。從水波發展方程出發,可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題,通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合,可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對于強流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來,建立一種輻射應力計算的新方法,用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型,可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標,在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發,在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用;在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項,可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型,它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據;同時對確定水域環境容量,從而制定水域環境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出,在海洋水質預測預報模型研究方面,數學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數學模型,其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵,直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的,有些可以通過現場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到,在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備,現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構,獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高,一旦發生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺,1989年風暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等)。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現的臺風數目占全球的38%,其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區產生風暴潮,形成風暴潮災害。
在我國北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區每年都有結冰現象,結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結構物以強大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動作用,也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術,至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結構型式,冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中,除進行理論分析和數值模擬外,實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中,模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行,它們各有其優缺點,發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物(海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等)發生破壞,除其直接經濟損失極大外,其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升,造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理,至今國內外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的,如近海環境地震危險性分析,設計地震動參數和頻譜特性,強震海底多維地震動及其空間分布規律,地震波傳播特性及地震動輸入機理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗;核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用,碼頭及護岸建筑物地震穩定性;海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面:其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設計不周或設計標準偏低,施工質量差,原材料不合格,管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
因此,發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下,對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法;結構病害治理用的新材料、新技術和新方法;海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下(風、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優化理論研究,設計與建造新型抗災工程結構;研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨,發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統,如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統;以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景,進行重點研究,建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構;以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統,將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合,建立數學物理模型,通過多媒體技術,形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程,建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。
三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間,現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程,估計到21世紀,可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見,隨著海洋資源與空間的開發利用,各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大,保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區,但同時又是經濟活動最為發達的地區,海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態,破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用,海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題,主要內容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響;破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究;大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展,城平建設中的污水深海排放技術,感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環境的影響等,都將是需要認真解決的問題。
關鍵詞:海洋環境;數據庫系統;Oracle;性能優化
中圖分類號:TP311.13
對于傳統數據庫系統進行優化一般遵循“數據庫配置優化”―>“數據庫應用優化”的順序原則。而船載海洋環境數據庫系統是單用戶、單任務系統,I/O操作并不是很頻繁,在系統結構設計合理的情況下,對數據庫配置的優化效果并不十分明顯,同時許多優化專家認為對應用程序的優化可以得到80%的系統性能的提升。因此,數據庫應用優化成為了船載海洋環境數據庫系統性能優化的關鍵技術。
本文將以Oracle優化技術為基礎,針對特殊需求,對船載海洋環境數據庫系統進行應用程序優化技術研究,提出性能優化關鍵技術,實現數據庫系統性能優化。
1 系統功能特點
2 性能優化技術研究
通過功能分析,針對實際需求,研究的工作重點為基于應用程序層面的SQL語句優化技術和索引技術。
2.1 SQL語句優化技術
應用程序對數據庫的操作最終表現為SQL語句對數據庫的操作[1]。對于船載海洋環境數據庫系統而言,SQL語句是對海洋環境數據庫進行操作的惟一途徑,它消耗了70%~90%的數據庫資源,SQL語句的執行效率直接關系著船載海洋環境數據庫數據查詢的速度與效率。
針對查詢操作,SQL語句優化的方法有:
(1)盡量使用占位符代替變量;
(2)where子句限定條件的放置順序應與索引字保持一致;
(3)選擇最有效率的表作為基礎表;
(4)避免采用MATCHES和LIKE通配符匹配查詢;
(5)避免或簡化排序;
(6)避免非開始的子串;
(7)避免相關子查詢;
(8)消除對大型表行數據的順序存取;
船載海洋環境數據庫系統應用主要應用體現為海量數據信息的嵌套查詢,該模式工作效率的致命影響因素主要歸結為對大型表行數據的順序存取。以查詢潮流表中2012年3月的平均潮高信息為例,如果采用順序存取策略,該查詢操作即為三層嵌套查詢操作,假設每層僅查詢300行,該查詢操作仍會產生遍歷3億行數據的龐大工作量。研究發現,為避免該情況發生,我們可以建立索引在連接的字段上。例如,對索引表(年、月、層、……、表名)和統計數據表(表名、經度、平均值……)這兩個表進行跨表連接查詢時,兩個表建立連接,應建立索引在“表名”這個連接字段上。
此外還可以使用并集來避免順序存取。即時建立索引在全部查詢列,然而where子句會自動強迫優化器忽略全部索引而進行順序存取查詢。例如,下面的查詢將會強迫對orders表執行順序操作:
(9)對于大數據量的求和避免使用單一的sum命令處理,可采用groupby方式與其結合;
(10)避免可能會引起磁盤讀寫的rowid操作。
(11)使用臨時表加速查詢。
此外,可以使用Oracle提供的SQLTrace工具和EXPLAINPLAN命令來進一步調整SQL代碼。
SQLTrace提供解析、執行和返回數據次數;執行SQL語句所花CPU時間和執行語句經歷的時間;處理的記錄數和庫緩沖區錯誤次數等有用信息。
EXPLAINPLAN命令可顯示Oracle優化器為SELECT、UPDATE、INSERT和DELETE語句選擇的執行計劃[2]。
2.2 索引優化技術
索引的主要作用是提高索引數據的效率。合理地使用索引、優化數據檢索是提高數據處理速度的一個重要方面。
Oracle中常用的索引類型是B-Tree索引。
2.2.1 B-Tree索引
B-Tree索引是按B數結構組織并存放索引數據的。該索引結構是一棵平衡二叉樹。以海洋環境數據庫中海面氣溫要素客觀分析數據為例,其B-Tree結構示意圖如圖2所示。最頂層的索引塊為根,包含指向分支節點的信息;中間為分支節點,包含指向下級分支部分和指向葉子節點的信息;最底層索引塊為葉子節點,包含索引列和指向表中每個匹配行的ROWID信息。葉子節點是一個雙向鏈表,因此可以對它們進行任何方面的范圍掃描。
2.2.2 使用索引時應注意的問題
盡管在一個表上建立索引可能會加快查詢的速度,但是也必須注意到它的代價:
(1)索引會降低DML操作的速度[5],因為每一條DML語句只要涉及到索引關鍵字,Oracle系統就得調整索引,這意味著每當有記錄在表中增減或索引列被修改時,索引本身也會被修改并改變存儲次序,從而多占用CPU和磁盤I/O等系統資源。
(2)索引作為一個獨立的對象需要消耗磁盤空間,如果表很大的話,其索引消耗磁盤空間量也會很大。
因此,使用索引時一定要認真分析數據的構成、經常使用的查詢數據列和條件列,仔細選擇索引列和列的組合,切忌對數據量需要頻繁更新的列建立索引[6]。同時,還要根據數據產生和使用的不同階段,適時打開或關閉某些索引,以優化數據查詢和處理。
通過以上對比,說明優化原則是有效的,應用優化原則可以使查詢速度加快。通過大量實驗證明當測試數據的數量及數據表的項數足夠多時,查詢速度提高的幅度極其明顯,對于一個六百萬左右的數據查詢顯示優化前需要60s,優化后只需要12s左右。
3.2 索引優化測試
索引的訪問分為索引唯一掃描和索引掃描范圍兩種模式。船載海洋環境數據庫系統主要應用的是索引唯一掃描模式。在SQL語句中,優化器常通過where子句訪問索引。
以海洋環境數據庫中潮流要素為例進行優化實驗。
在這里定義了一個二級索引機制,先從索引表中通過組合索引查詢到相應的數據表名,然后將該數據表名以變量形式嵌入查詢語句中,并與num列唯一索引組合作為二次索引,這樣大大加快了數據查詢的效率。
同時,由于該SQL語句是用在海洋環境查詢顯示界面,進行以上處理后,可以加快數據顯示的速度。
4 結論
本文通過分析船載海洋環境數據庫系統功能特點,針對其需求特點,提出了性能優化關鍵技術SQL語句優化技術和索引技術。使用這些關鍵技術成功地進行了海洋環境數據庫系統性能的調整和程序的優化,從而有效地提高了數據查詢顯示的速度,更好地保障了海洋環境數據的安全性和可靠性,為船舶的海上航行提供了必要的決策支持,具有一定的實際應用價值。
參考文獻:
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[4]毛選,魏海萍,孫思云.OCP:Oracle9i性能調整學習指南[M].北京:電子工業出版社,2003.
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