简述环境污染的特征范文
时间:2023-07-25 17:20:35
导语:如何才能写好一篇简述环境污染的特征,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、营寨村简述
新厂镇营寨村是一个名不见经传的小山村,地处靖州县边陲,与通道县县溪镇接壤。全村共六个自然团,2000名多村民。营寨村是典型的山地村,交通极为不便,境内没有大河和水路航道,目前全村也还没有一条正式的公路,通往镇政府驻地的公路正在铺筑当中,工程竣工估计还需要一段时间。多年以来当地村民都是经过泥泞的盘山公路去往通道县县溪镇,而很少再到新厂镇赶集。 该村的落后与闭塞全县闻名,虽然如此,由于当地村民勤劳能干,坐山吃山也是温饱有余,这些年生活水平也有很大的提高。这得益于当地的香菌种植产业。该村相当一部分的村民都从事香菌种植,尤其是上营寨和下营寨更胜一筹。香菌种植给该村带来的财富一时间还难以统计到具体的数字。
与此同时,香菌种植业给该村的环境带来巨大压力,生态环境遭到了空前的破坏。极不符合生产发展、乡风文明、村容整洁、管理民主十六字方针的村容整洁一条。
二、营寨村环境恶化的现象、特征及危害
(一)营寨村环境污染现象简述
营寨村的环境污染问题一直都存在,但近些年尤为突出。笔者便有深刻的体会。从前的青山绿水被糟蹋得遍体鳞伤满目疮痍不堪入目。
该村的环境污染主要是沿溪流区域呈带状分布,而又以有居民带更胜。营寨村各个自然团都有其赖以生存的小溪,或穿团寨而过,或绕团外而流,这些水量并不丰富的溪流是当地主要的水源,不仅灌溉农田,还为当地居民提供涤衣洗菜之便。营寨虽处于闭塞之地,但山水田园风光清秀无比,民养自给有余。但是现在已经俨然不是那般模样,小溪里沉积了厚厚的淤泥,烂橘子烂菌包破塑料袋将溪水堵得水泄不通,部分流段出现断流现象,如厕后使用过的卫生纸等也不管三七二十一一并统统倾泻于小溪当中,不但有碍观瞻,时间一长臭味熏天。
处于这样的生活环境之下当地村民却不以为然,得过且过,放任自流。还在门前溪流中喂养家禽家畜,排放物如鸭粪直接排放到溪流中,而人们还在这样的水质中洗衣物甚至洗菜,根据食物链的原理,最后伤及当地居民在所难免。
(二)营寨村环境污染的特征
1、污染来源单一。污染源主要是当地农业生产所产生的生产垃圾和生活垃圾,如烂菌包。烂塑料袋、如烂水果、洗衣污水等。
2、污染区域集中于居民区及河湾处。很多居民为图方便就近倾倒垃圾,所以很多门前的溪水流段都堆积了很多垃圾废物。溪水拐弯处则沉积了大量的垃圾。
3、污染时间的全年性。以前每逢夏季溪水涨水的时候,由于水量增大流速加快,溪水会把沉积下来的垃圾冲走,但是最近这些年由于河道淤塞严重,垃圾数量剧增等原因溪水已经无力带走沉积多年的垃圾,因而污染的时间由原来的季节性污染转变为全年的污染。
4、治理的艰难性。环境破坏了需要治理,但是农村环境的治理起码受到一下两个因素的制约:
(1)农民文化素质低下,环保意识薄弱,对环境污染问题不能引起足够的
重视。人们对公共卫生的维护还缺乏认识。
(2)人力、物力和财力的奇缺。污染起来是举手之劳,而要治理却不是一件容易的事情,尤其是大规模的治理、清除和保护没有一定的经济支持是不现实的。
(三)营寨村环境污染的危害
这样的环境污染所带来的危害的严重性和广泛性事毋庸置疑的。主要表现在以下几个方面:
1、破坏当地生态平衡。被污染的小溪内鱼虾几乎灭绝。
2、不利于饲养家禽家畜的健康。容易引起瘟疫的流行。
3、间接危害到城市区域。当地被污染的农产品可能流向城市,而间接危害到城市的居民。
4、不利于当地经济的可持续健康发展。以环境换取的繁荣一定是不持久的。总有一天人们将面临无水可用的局面。它将影响社会主义新农村的建设,是构建和谐社会时代的一个不和谐音符。
5、对当地形象影响不好。环境的破坏时人们素质低下的表现。
总而言之环境的污染和生态的破坏时百害而无一利,应该引起政府相关部门和当地居民的重视,抓紧治理。
三、营寨村环境污染的治理
纵然是困难重重,总不能因噎废食。权衡利弊,人们还是支付不起环境污染的沉重代价。它所带来的危害不只影响一个人,而是生活在这个环境中的每一个人;它所危害的也不只是我们这一代人,还有今后的子子孙孙?
治理环境利国利民,功在当代利在千秋。
既然是要治理那么就要有一套行之有效,易于操作的方法。在提出具体方案之前笔者认为还需要花一些篇幅来论述一下为什么要这样做的问题。这样才能动之以情,晓之以理,使我们制行动方案时有宗法可循。
我认为有关治理农村环境污染措施的制定需要遵循以下几点原则:
(一)依靠广大群众。人民群众的力量是无穷的。要发动群众积极参与环境保护活动。脱离了群众,一切都是空谈,毫无价值。
(二)因地制宜。要制定符合当地实际条件的措施,这样才具有可行性。不能盲目照搬其他地区的方法。例如营寨村是一个贫困山区在财力上无法安排专门的环卫车辆就不要做这样不切实际的幻想,应当根据本村的实际情况解决类似问题。
(三)坚持谁污染谁治理的原则。这是我国在治理环境污染过程中积累的宝贵经验,具有普遍的适用性。
(四)从根本入手,标本兼治。这个根本就是要通过环保教育提高广大群众的环保意识和忧患意识,发扬热爱家乡热爱家乡河山的精神,杜绝不良卫生习惯,积极爱护公共环境。人的觉悟提高了,自然就不会再做有害生态环境的事,环境治理好了,也就能保护好。
根据上述几点原则方针,结合营寨村实际情况,我需要提出以下几点建议,可供参考。
(一)加强环保教育,提高村民环保意识,从分认识到环境污染的严重危害。宣传教育工作应该由村委会安排人员专人专办,这项工作应该长期坚持不容放松。
(二)制定本村的环境保护日程表,具体规划每一个时段季节的环保目标。第一步是在汛期来临之前全面疏通河道;第二步应该在汛期来领之时借助水力将河道清理干净,将沉积多年的垃圾冲走;第三步应该巩固成果,积极防范,杜绝再次污染。
(三)责任到户,责任到人。每户居民负责自家门前路段流域的环境卫生。
(四)实行严格的奖惩制度,设卫生监督员巡视本村卫生。污染公共环境者应给予一定的罚款。
(五)严禁在上游河段饲养或放养家禽家畜,以免动物粪便造成水质污染。 以上八点只是一个框架性的建议,仅供参考,不足之处可在具体实践中补充或修改。
(六)实行户、团、村模式,户分类,组回收、村收购。
篇2
【关键词】生物质颗粒;燃烧特性;排放
0.前言
人类利用生物质能源已有几十万年之久,其应用之早,是最直接的一种燃料能源。然而却因为生物质自身存在的诸多问题,而不能得到广泛的利用。例如:生物质的热值比较低、缺少专用的燃烧设备、运输及存储不便等。在我国,经济社会的发展是以能源的消耗作为重要前提的,经济发展的越快,能源减少的越多。这样我们所面临的两个显著问题是:环境污染趋于严重化;另一个是能源燃料的紧缺。因此,研究燃用生物质颗粒燃料锅炉的机理,探究其燃烧及排放特性,妥善处理能源燃料紧缺问题,对提升环境质量,改善人民生活环境具有重要的指导意义。
1.燃用生物质颗粒燃料锅炉简介
生物质颗粒燃料锅炉主要采用三室的燃烧结构:即气相燃烧室、固相燃烧室和燃烬除尘室。固相燃烧室的主要作用是为生物质颗粒燃料供应大量热解的气化热量,从而产生大量的生物质燃气。这部分生物质燃气通过底部的吸式结构过滤净化,并最终被导入气相燃烧室中从而实现均相的动力燃烧。气相燃烧室的尾部主要采用旋流结构制造,这样可以让燃气的火焰进行充分的扰流,进而促进燃气的完全燃烧。而燃烬除尘室一般采用降尘、燃烬、凝渣以及辐射传热等组合结构,从而可以实现洁净燃烧和辐射换热等多重效果。下面我们给出了一个生物质颗粒燃料锅炉的简化图。
图1 生物质颗粒燃料锅炉简化图
2.生物质燃料锅炉的燃烧及排放特性
2.1生物质颗粒燃料锅炉的燃烧特性
生物质颗粒燃料一般都是经过超高压压缩形成的微粒状燃料,密度较原生物质要大的多,这样的结构和组织特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和传热速度。该种燃料的点火温度也比较高,但是点火性能存在一定程度的下降,不过仍然要好于煤的点火性能。
生物质颗粒燃料锅炉在燃烧开始阶段会慢慢进行分解,此时的燃烧主要处于动力区,但是随着燃烧进入过渡区和扩散区,燃烧的速度降低,就可以将大部分的热量挥发传递到受热面,从而使排烟的热损失大大降低。同时,挥发燃烧需要的氧气和外界扩散的氧气比例适中,从而实现充分的燃烧,并进一步减少了气体不完全燃烧造成的损失和排烟造成的热损失。
燃烧充分完成以后,留下的焦炭骨架的结构非常紧密,流动的气流无法分解骨架,从而使得骨架炭仍然能够保持完好的层状燃烧,并形成层状的燃烧核心。此时炭的燃烧比较稳定,炉温也相对较高,可以很大程度上减少固体和排烟的热损失。
2.2生物质颗粒燃料锅炉的排放特性
2.2.1清灰装置设置
生物质颗粒燃料锅炉排放过程中的清灰装置主要采用机械刮除式以及机械振动式两种主要方式。并且,在有些燃烧锅炉中配备相应的灰分压缩机,这样就可以满足进行长时间自动运行的要求。如果设计工艺良好,那么该锅炉的维护保养都会很有限,不需要进行特殊的清理。
2.2.2相关污染物排放
生物质颗粒燃料锅炉排放的烟气中包含有多种不同的物质。其中,主要的污染物有没有完全燃烧的颗粒CxHy和有害的气体CO,这些都是由于燃料的未充分燃烧而形成的,同时,也可能和生物质颗粒燃料的组成成分有关系。不过,锅炉的污染物气排放量相当低,并且由于生物质燃料中N、S等元素较少,所以最终排放的有毒气体,如NOx、SOx较燃煤排放的要低的多。
3.生物质颗粒燃烧锅炉的环境影响分析
生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,只包括少量的大气污染物以及固体废弃物。
3.1大气污染物
生物质颗粒燃料的纤维素含量比较高,而硫的含量则比较低,因此,燃烧所长盛的大气污染物较燃煤而言要少得多。另外,生物质颗粒燃料的密度比较大,非常便于运输和储存,而热值也基本和燃煤相当,燃烧锅炉的燃烧速度要比煤快,燃烧充分且黑烟较少、形成的灰分也比较低,尤其是在采取相配套的脱硫除尘设备之后,大气的污染物排放就会大幅度减少。根据大量的数据分析可以认为,使用生物质燃料锅炉进行燃烧后所释放的大气污染物浓度要远远低于相应的国家标准。
3.2固体废弃物
生物质燃料锅炉燃烧后形成的固体废弃物主要是燃烧完后形成的灰分,这部分废弃物可以被充分的回收利用。最主要的应用就是将灰分进行回收用作农田钾肥,这样可以达到资源充分进行综合利用的目的。
生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,对环境的污染影响极低。不仅如此,该种工艺在很多方面还有及其显著的生态环境效益,例如代替煤炭资源,不经可以减少环境的污染,还解决了日益严峻的能源问题。另外,就是将燃烧后形成的固体废物回收用做钾肥,实现经济效益和环境效益的有效循环,实现我国环境事业的可持续发展。做到了变废为宝,节约资源又保护环境的目的。
4.结论
生物质颗粒燃烧锅炉主要利用废弃的农作物资源作为燃料,因此燃料资源丰富,经济环保,不仅降低了我国农业废弃物的运输成本问题和运输过程中的污染问题,还具有节约资源、保护环境、防止环境污染的作用。生物质颗粒燃烧锅炉的推广和使用符合我国建设节约型社会的基本要求和实现可持续发展战略的基本国策,具有十分突出的经济效益、社会效益和环境效益,为缓解我国以及世界范围内的能源紧张问题和环境污染问题提供了解决的思路和方法,对于环境的保护和资源的有效利用具有重要的意义。
【参考文献】
[1]王翠苹,李定凯等.生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究[J].农业工程学报,2006(10).
[2]岳峰,雷霆宙,朱金陵等.家用生物质颗粒燃料炉的研制[J].可再生能源,2005(6).
篇3
由于水中悬浮物微粒或者浮游生物粒子的影响,射到水体中的太阳光会被一定程度地吸收和散射。任何地物包括水体都具有光谱反射特征,遥感就是通过水体在光谱影像上的差异来判定水体污染的变化。胡举波等研究发现,随着悬浮物质数量的增加,光谱衰减系数不断增大,最容易透过的波段从0.50μm附近向红色区移动。随着浑浊水泥沙浓度的增大和悬浮沙粒径的增大,入射光被散射的深度变浅,水的反射率逐渐增高,其峰值逐渐从蓝光移向绿光甚至向黄色变化。Gitelson等研究证明,500~600nm波段适合用来监测水体的悬浮物,700~900nm波段的反射率对悬浮物质的浓度变化最敏感,也是遥感用来估算水体悬浮物质浓度的最佳波段。通过遥感拍摄水体的图像,观察图像上波峰出现的位置区域,就能够清楚地了解水体浑浊度的变化。
1.1城市污水的监测
城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物,使水质恶化。卫星遥感技术通过水体在光谱影像上的差异来判定水体污染的变化,不仅能够实时观察污染物的运动特点,还可以根据水中的悬浮物作为判定指示物来追踪污染源。韩阳等针对不同浓度的3个生活污水样本,采用二向反射光度计的方法,测定了不同样本在2π空间的多角度偏振反射光谱数据,建立了探测方位角、光线入射角、探测天顶角、偏振角、波段等因素与所测水体的偏振数据的关系。黄妙芬等利用2006年4月6~7日在甘肃省庆阳市境内环江、柔远和马莲河实测的水体波谱数据,以及化学需氧量COD测定数据,采用Fisher判别方法,建立了基于地面实测光谱数据和适用于该研究区的水环境COD遥感识别模式。水环境COD污染遥感模式的建立为从遥感影像上快速、大面积获取COD信息提供了一种技术手段。ChuqunChen等利用卫星数据来评估珠江水质,结合综合污染(CPI)法,测得水体COD和养分的含量,定量分析了珠江口水污染的状况。巩彩兰等提出了利用多光谱、高光谱遥感技术对水环境情况进行大面积、多时相、低成本监测和评价的新方法,并通过水样采集、光谱测量、模型建立、图像处理、水质反演和系统演示等实现了对黄浦江和淀山湖的水环境情况的宏观监测和评价,并验证了该方法的有效性。通过监测水体的反射光谱数据、光谱数据,再结合实测水体的波谱数据建立相关关系和模型,实现对水体全方位快速、准确地监测。
1.2水体热污染的监测
废水中悬浮物千差万别,导致特征曲线反射峰的位置和强度也不一样。一般采用多光谱合成图像来监测废水污染,也可以根据温度的差异选择热红外的方法进行调查、监测。由于热红外传感器对热源比较敏感,能够准确、有效地探测出热污染排放源。吴传庆等利用多时相的TM热红外数据对大亚湾核电站周围的水温场变化进行监测,通过对信息的提取分析,有效地对核电站周围的环境影响进行了评价。石登荣等利用多时相航空热红外扫描,获取水体热辐射场变化资料,结合数学模拟,研究上海地区感潮水体热污染的时间和空间的动态变化,建立了相应的动态方程,数学拟合的误差平均在±2.7%左右。说明,利用航空热红外扫描结合数学模式,可以较好地反映水体热污染的动态变化。采用热红外遥感技术对水温变化进行时空监测,根据影像上的热辐射信息,能够准确地识别热污染的分布,较好地完成对热污染的监测和评价。
1.3水体富营养化的监测
水体富营养化是水体接纳的N、P等营养元素超过了自身的最大负荷量,造成水体中浮游植物大量繁殖,这是水质富营养化的显著标志。遥感技术根据浮游植物中的叶绿素与可见和近红外光之间具有特殊的陡坡效应,即叶绿素含量高的地方反射率的峰值也大的现象来监测富营养化的分布范围,然后,从彩色红外图像上的颜色变化来监测富营养化的污染程度。宋瑜等结合高光谱的实验数据,建立了基于MODIS数据对太湖水体富营养化识别的模型,实现了水富营养化遥感信息的有效提取。XiaoqinXue等采用水体富营养化状态指数(TSI)对西安渭河水体富营养化的研究证明,使用TM遥感数据对水体富营养化的远程监测和评估是可行的。吴传庆等研究证明,从叶绿素a和悬浮物浓度反馈角度的遥感评价方法,可行性强,能够充分运用遥感数据源很好地完成湖泊富营养化状态的评价工作。遥感技术能够多角度对水体富营养化进行监测和评价,为动态监测水体富营养化提供了有效的监测技术手段。
1.4石油污染的监测
海上或港口的石油污染是一种常见的水体污染,也是污染数量多、范围广、危害深的一种污染。遥感技术利用油和水对太阳辐射的反射不同,在遥感影像上表现为同物异谱和同谱异物现象来监测水体是否有油层覆盖。张永宁等在可见光波段对不同厚度煤油、轻柴油、油和重柴油的监测中发现,油膜反射率的大小与油膜的厚度有关。赵冬至等总结了油膜在可见光近红外波段的地物光谱特征,为识别油膜的厚度提供了参考。Palmer等利用小型的机载成像光谱仪分析了发生在英国设得兰(Shetlands)的溢油事故,证明440~900nm是油膜提取的最有效波段。ShiL等搜集了中国东海西部2002—2005年石油泄漏的(SAR)图像,分析了不同类型的石油泄漏量昼夜性变化和季节性变化的规律,为控制和治理大面积的石油污染提供了科学的指导。不同厚度的油膜对太阳光的反射不同,通过对水面影像上反射率的变化监测水体的油污染以及油层的覆盖厚度,从遥感影像上观察石油泄漏的时空分布特点和扩散规律实现对石油污染的快速准确的监测。
2遥感技术在大气污染监测中的应用
大气遥感是利用遥感传感器来监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息。由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,通过选择合适的波段来测量大气的散射、吸收及辐射的光谱,然后,从其结果中推算出污染气体的成分。白亮通过对几种主要大气污染物定量反演方法的分析,论述了定量遥感技术在福建省大气环境监测中的应用。杨岚简述了大气环境遥感监测技术的基本原理,着重阐述被动式空基遥感和主动式空基遥感在大气环境中的应用。
2.1大气气溶胶的监测
气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒,通常所指的烟、雾、尘等都是气溶胶。在遥感图像中工厂排放的烟雾、大规模的沙尘暴、火山喷发产生的烟柱、森林失火导致的浓烟都有清晰的影像。气溶胶光学厚度则是气溶胶粒子各个特性参量的综合反映,气溶胶光学厚度能够反映大气污染浑浊的程度,利用气溶胶光学厚度反应气溶胶的变化,方法种类多,内容也各不相同。程立刚等介绍了应用于大气环境遥感监测的多种方法,并着重阐述了被动式空基遥感和主动式地基遥感在大气环境遥感中的应用以及探测气溶胶的卫星传感器的发展历程和特点。王耀庭等针对大气气溶胶性质及其卫星遥感反演的研究发现,气溶胶光学厚度对低地表反射率比较敏感,而与太阳光的相互作用主要表现为吸收。孙娟等证明,MODIS的气溶胶光学厚度(AOD)资料与能见度之间具有较好的相关性,利用MODIS产品来反演能见度是可行的。此外,毛节泰等对MODIS卫星遥感气溶胶的方法与地面多波段太阳光度计的观测法进行对比,发现二者有较好的相关性。MODIS卫星遥感能够精确地识别每一地区气溶胶细微的变化,利用MODIS产品来监测气溶胶的变化,为大气污染监测提供了非常有效的手段。
2.2有害气体的监测
有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。遥感监测有害气体主要有2种方法,一类是根据有害气体污染区地物反射率的发生变化、边界模糊的情况来对有害气体的污染情况进行估计,另一类是利用间接解译标志-实际反演来推断某地区大气污染的程度和性质。魏合理等利用地面可见光(430~450m)波段的太阳光谱和大气上界的参考太阳光谱,反演出大气中NO2的柱总含量,得到了该地区上空NO2含量及其变化,其变化与当地环境监测站用常规法测量的NO2浓度的变化基本一致。赵春雷等选取2010年的资料制作了河北省SO2的遥感图像,与地面监测情况基本符合,还通过光学厚度资料和地面观测资料进行遥感效果检验,平均遥感监测精度达86%,基本可以满足大范围大气环境动态监测的需要。白文广开发了基于优化拟合的CH4物理反演算法,用于实际反演,与官方反演结果比较一致性较好;并首次在中国区域开展地基FTIR大气成分遥感监测研究,用于卫星反演产品的地基验证。对中国区域CH4时空分布特征进行监测,并给出分析结果,为政府决策提供科学依据。无论是直接观测污染物的反射光谱还是通过间接解译的方法,最终都是通过观测反射率的变化来监测有害气体的存在,为监测大气中其他污染物提供了科学的借鉴。
2.3城市热岛效应的监测
城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,从而形成了从城市流向郊区的一种环流。城市热岛效应是环境遥感中经久不衰的研究课题,对城市环境而言,城市热岛也是一种大气热污染现象。目前,针对城市热岛的环境遥感监测是通过研究城市下垫面的热红外遥感进行的,通过对不同时相的遥感资料的收集,总结出城市热岛的日变化和年变化规律。XuhanQiu等提出了城市热岛比例指数(URI),可以用来定量分析近一个时期的城市热岛效应随时间的变化。根据植被、水分和表面温度之间的相互关系,对照目标城市,根据城郊植被的差异,选出2幅不同时期的TM(4.5.6波段)彩色合成图像,大致定出城市热岛的范围。Zak-sek等采用欧洲高空间分辨率SEVIRI来估算地表的温度,再根据陆地表面温度(LST)来分析城市热岛的日变化,结果证明,该方法可以用来分析城市热岛的日变化分析,为监测和治理城市热岛的变化提供了一种科学的方法。Gallo等用NOAA/AVHRR数据获得归一化植被指数(NDVI)估算城市热岛对城郊气温差异的影响,结果表明,植被指数和城郊气温差异之间存在显著的相关性。
LinLiu等观察香港一天的热岛效应与植被指数(NDVI)的相关性时发现,热岛效应和NDVI存在着负相关,同时表明了绿色土地可以削弱城市的热岛效应;热岛效应和归一化差异指数(NDBI)存在着正相关,可以用于城市热岛效应案例的分析研究。遥感技术能够从时空中分析城市热岛的变化趋势,为监测城市热岛效应提供了科学手段。
3结论与展望
3.1结论
目前,遥感技术正从单一遥感资料的分析向多时相、多数据源(包括非遥感资料数据)的信息复合与综合分析过渡。利用多时相监测方法对环境污染的种类进行追踪,能够及时、客观、准确地反应污染物的信息,如污染源的位置、污染物的种类、扩散方向等,并能够对大面积的环境污染通览全貌,在环境污染监测中有巨大的技术优势。
3.2展望
随着各领域对遥感技术需求的提高,遥感技术仍有待于从以下几方面加强研究。
1)实现环境遥感信息的定量化,对全球环境监测的数据进行定量分析、预测和管理。随着RS与GIS、GPS结合越来越多地运用到环境中,而GIS的发展更需要遥感信息的定量化,实现遥感信息的定量化,才能使RS与GIS结合拥有更广阔的应用前景。
2)发展环境遥感监测的网络化,借助互联网的资源共享性,将全国范围监测数据实现网络化及资源共享,充分利用一个最新的研究成果并促进其运用,可以节省监测时间和成本。
3)提高卫星遥感的分辨率。由于大气中云和雾的干扰,在进行大气校正时会产生误差,造成误判。高分辨率和高频率的传感器的建立,可以对突发性环境污染事故进行实时监测和预警,且高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感技术的发展趋势。
4)提高信息提取的精度和可靠性。应发展神经网络、认知模型和影像处理系统的集成技术,目前遥感技术正朝着多时相、多光谱、多平台、多角度、多传感器以及多空间分辨率之间的融合技术的方向发展。
篇4
【关键词】建筑设计;绿色建筑;设计原则;设计要点;
建筑行业的可持续发展规则指的是非通用的可持续发展规则,它结合了地方的环境特色,用现有的技术进行建筑施工,把对环境的影响降到最低,同时还能满足人们需要。可持续发展的本质特征不仅是低耗能、低污染,还要求人们生活质量的提高,这种全方位的可持续发展是一种生态理念,需要设计师将其融入到设计当中,这种融入必须是高品位、有着丰富内涵的。
一、绿色建筑的涵义及其特征
1、绿色建筑的涵义。绿色建筑中的绿色指的是一种概念和象征,而不是通常意义的绿化,是指在建筑可以满足居民使用需求的前提下,不会破坏生态环境的基本平衡,而且对人体健康无害。所谓的绿色建筑指的是在建筑寿命周期里,尽可能最大限度地节约资源,保护自然环境,减少污染,给人们提供一个健康、舒适、高效的空间,和自然和谐共存的建筑。绿色建筑对环境没有破坏性,可以充分利用自然资源,不会影响生态平衡。
2、绿色建筑特征。在建设绿色建筑过程之中要时刻注重环保。同时绿色建筑应遵循当地的自然、人文和气候,就地取材、因地制宜,所以在建筑时没有明确的规则、模式。绿色建筑对自然进行充分地利用,比如阳光、空气、绿地,有效地联通内部和外部,布局十分开放,这跟传统封建式建筑布局是有很大差别的。与传统的建筑相比较,绿色建筑本身的耗能大大减少了。(1)自然和谐。自然和谐就是人们在建造、使用建筑的过程里,爱护、亲近所处的自然环境,使人、自然、建筑三者和谐共存。只有如此才可以兼顾协调环境效益、经济效益和社会效益;才可以实现人类社会、生态环境、国民经济的快速可持续发展。(2)节约环保。节约环保指的是人们在建造、使用建筑的时候,尽可能地节省资源利用,保护周围环境,呵护生态,减少对环境的污染,把由于人类对建筑建造与使用活动造成的对环境和资源的负荷与影响减到最小程度和生态再创造能力的范围内。
二、建筑设计中绿色建筑设计的原则
1、保护环境原则。保护环境是绿色建筑设计理念的核心原则,这点对绿色建筑产业来说意义重大。在建筑以前,设计人士必须对施工场地进行大规模数据勘查,然后整理出详尽的信息,再制定环保方案,由材料、结构和外观等大方面分析整体建筑绿色设计理念,以免有害建筑的出现。
2、低消耗原则。影响建筑的内部环境因素之一就是热能损耗,特别明显地体现在传统工业设计之中,找不到很好的办法进行处理。绿色建筑遵循低耗能原则,良好地控制建筑内外的热能,维护工业生产的良好环境。
3、节约能源原则。目前我国人口还在不断增长,能源需求日益增长,所以建造建筑的时候,需要十分重视能源使用情况。绿色建筑的设计理念给建筑节能方面提出了更严格要求,既会运用新型材料,还会建立新节能体系,增强建筑的综合性能,防止能源的浪费。
4、消除污染原则。对污染进行消除是绿色建筑的设计理念里的重要内容,同时也是保护生态环境的一方面,在建筑中,提出与应用消除污染的观点意义十分重大。在建筑的内部装设除污系统,除去烟尘污染,保证空气能够正常流通,与此同时在施工的时候要采取各种方法,降低噪音污染,以保护生态环境。
三、建筑设计中的绿色建筑设计要点分析
1、建筑地点的选择。建筑物地点的选择,应在遵循一定设计原则的前提下,综合考虑地形、地貌、主导风向等各种问题和地理环境因素。在设计时,应对建筑物进行合理布局,应尽可能多的利用周围自然能源,使建筑物与周边环境相协调。建筑物地址选好后,设计人员还应到现场实地考察,对施工现场的地理环境及人文环境进行分析,并减少对周边生态环境的破坏,及现场热岛效应的出现。
2、建筑物的单体设计。(1)建筑物外形设计。建筑物体型系统越大,其能耗量就越高。因此在对建筑物进行单体设计时,应尽量减少建筑物的外形面积,控制其层高,并采用规则的外形,这样也可以起到降低能耗的作用。(2)外墙材料及门窗的选择。在对建筑物结构进行设计时,以优先满足自然通光和通风要求为宜,这样可以降低能耗,提升室内环境的热稳定性。在外墙材料选择上,应以节能效果好的材料代替传统的粘土砖等。在门窗材料的选择上,首先考虑到其气密性,选择那些导热系数小的材料,这样可以改善室内环境的热稳定性。(3)设计方案的选择。在对建筑物进行设计时,为了提高建筑物的适用性和可变性,对建筑结构及设备要采用弹性方案,即采取具有一定的灵活性的方案。比如说,在设计管道时,应留有一定的管道空间。
3、室外环境的设计。在建筑设计过程中,根据城市总体规划要求,综合考虑地形地貌、气候等各种因素的影响,对室外环境进行合理规划和设计。环境绿化是绿色建筑的室外环境设计关键所在。随着人们绿色环保意识的增强,对居住环境质量和人体健康的重要性也越来越重视。环境美化、减少环境污染,提升建筑整体的环境质量势在必行。
4、节能环保设计。(1)降低能耗,减少环境污染。在对建筑物进行节能设计时,首先应考虑到建筑材料自身的能源消耗问题,尽量选择绿色环保的建材。在建筑物施工过程中,也会产生大量的能量消耗,合理的外形设计也能起到降低能耗的效果。这是因为建筑物的平面布局、形状、体形系数等这些因素也能直接影响到节能效果。对建筑物墙体、门窗、屋顶等方面的选材和进行节能设计,都能提升建筑物的整体节能效果。此外,对建筑材料的使用方面应尽量就地取材,减少建筑材料在生产运输及施工过程中的能耗,这样不仅能降低运费,也减少对环境造成的污染。总之,绿色建筑设计一定要遵循一定的原则,通过合理选材,尽可能减少对周边环境的污染和破坏,降低对环境造成的负荷。如优先选择绿色混凝土、低耗能建材,选用预制模数构件减少建筑垃圾。(2)确定人的主要地位。绿色建筑设计首先要确保使用者的身体健康,因此在选材上应选择那些无毒、低污染的材料。在结构上应尽量采取自然通风,保证室内达到良好的通风效果,通过合理的设计调节室内的温湿度和气流等,以达到改善室内的热环境,提升节能效果。(3)资源的合理利用。在建筑施工过程中,通过回收利用旧材料,减少废弃物和污染物的产出。如在建筑物在拆除过程中,可对一些木制品、混凝土预制构件、钢材、保温材料等加以回收,经过二次加工和改造,在符合规范要求和设计要求的前提下,再利用到新建筑中。通过太阳能光电屋顶和太阳能光电玻璃等,把太阳能转化为热能和电能,以降低能耗,减少对环境造成的污染。
结束语
随着人们节能环保意识的逐渐增强,建筑高能耗问题日益受到人们的关注,这使得绿色建筑逐渐成为建筑业发展的一大趋势。因此在绿色建筑过程中,必须遵循绿色建筑设计原则,从而实现建筑的绿色、环保、节能。
参考文献:
[1]夏麟.绿色建筑的设计革新思路[J].建筑技艺,2013(02)
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1.1 区域经济可持续发展的简述、特点
区域经济可持续发展的特点包括整体性:区域经济可持续发展是个体系,是完整的,子系统的不协调会限制整个系统的可持续发展,整体系统也要控制子系统,实现共同的目标;公平性:只有做到公平,当代人才能获得和后代人同样的发展机会;动态性:整个体系当中的子系统会随着时间的变化而发生变化,所以要注意子系统的协调;效率性:因为效率是区域经济可持续发展的目标,如果想要实现可持续发展,就要把效率性作为重要特征;可控性:在整个体系的运作当中,如果任何一个环节出现了问题,都会对整个体系造成影响,这就需要调控来保证整个体系的顺利进行;地域性:区域发展并不平衡,所以,要具体问题具体分析,突出地域特点。
1.2 区域经济可持续发展的模式
在整个世界范围之内,不恰当的消费模式所导致的贫困加剧、环境恶化以及各个国家之间的发展失去平衡是地球人所面临的严重的问题。所以,我们需要建立合理的生产模式,做到区域经济的可持续发展。
首先,要转变经济增长的方式。很多发达国家以及发展中国家的经济增长模式就是高消耗,高消费,然后造成高污染。这种方式是靠对资源的大量消耗来加快经济的增长,靠高消费生活资料来带动经济的增长。这种模式影响了区域经济的可持续发展,如果按照这种模式发展 下去,机会出现资源危机以及环境危机。所以,我们首先要解决这种模式,把经济增长的方式从粗放型转变为集约型经济增长模式,这是区域经济想持续发展的必然选择。
其次,要保持企业各个环节的可持续发展。企业要生产,要流通,要使消费者消费,这是生产和再生产的过程,只要在社会当中生存,就需要消耗各种资源。社会的可持续发展,要求生产、流通和消费都要可持续发展,要合理利用自然资源,形成生态环境和生产的良性循环。
最后,要保护生态环境。自然资源想可持续利用,就需要人们充分并且有效使用自然资源,不应该过度的索取和对自然资源浪费。环境的污染是因为人们的知识水平有限,技术条件有限,废物不能被循环利用,这极大的造成了资源的浪费。所以,要把保护生态环境作为自然资源可持续发展的重要目标,这样才能促进区域经济的可持续发展。
2. 区域经济可持续发展的策略
要做到区域经济的可持续发展,应该综合考虑生态因素和社会因素,要做到以下几点:
2.1 人口可持续发展的对策
人口是区域可持续发展的主要因素,必须要做到控制人口的数量,提高人口的质量,实现区域人口的再生产的可持续性。要在特定的时期内,制定符合区域实际情况的具体人口政策,使劳动力的再生产符合经济发展需求,保持人口的规模适度。提高人口的素质,可以通过对教育进行投资来提高人口的教育程度,发展文化建设,提高区域人口的可持续发展的意识。通过公共的政策来促进区域人口的整体文化水平的提高,使收入结构合理化,实现区域人口的可持续发展。
2.2 环境可持续发展的对策
区域经济可持续发展要求区域在经济发展中实施环境保护战略,尽量协调好经济发展与自然环境的关系,实现经济发展与生态平衡双赢的战略目标。区域经济可持续发展的环境保护战略首先要求人类活动与自然关系的协调。尤其要注意区域在开发开放中对自然资源和环境的开发利用程度不要超过环境容量和生态环境承载力。其次,区域对自然环境的开发利用必须顺应其发展规律,维持自然界固有的发展趋势和发展潜能,使自然环境的潜力与优势得到发挥,取得最佳经济效益。第三,对于环境污染和生态破坏较严重的区域,必须采取适当的措施进行人工干预,使其恢复环境的自平衡能力。同时,对自然环境与资源的开发与利用客观上要有一定的经济前提,不仅要遵循生态平衡规律,也要遵循社会经济规律,避免盲目开发给环境带来负面效应。
2.3 资源的可持续发展对策
要实施节约型战略,对资源进行合理的开发和实施有效的保护策略,改变传统的高消耗的生产方式,保持自然资源的供给能力。区域经济的可持续发展主张的是不浪费和集约型的方针。要简历资源的价值体系,引导自然资源的合理配置以及消费市场的市场经济模式,促使企业获得最大利润;优化资源的配置,制定配套的管理制度,通过政府的调控来明确资源的使用权,规范自然自然的使用活动,促进资源的优化配置和可持续发展。
2.4 科技的可持续发展对策
科教兴国战略是经济可持续发展的驻澳策略,应该把高科技以及技术研究结合起来,加速科技的进步,提高科技的贡献率。要坚持教育为本,大力发展教育,提高国名的整体教育水平,提高可持续发展的能力。
2.5 经济的可持续发展对策
经济的可持续发展要求把提高经济效益、社会效益以及生态效益作为中心,把高产和高校作为发展的目标和内在的动力,逐渐由传统的粗放型经济转变为集约型经济模式,实现经济的可持续发展的根本转变。
我国在新世纪的发展中面临严重的资源短缺的瓶颈制约和生态环境总体恶化的压力。在这种情况下,必须从整个经济社会实现可持续发展的战略高度协调不同区域的经济活动,保护自然资源和改善生态环境,因而统筹区域经济协调发展是实现整个国民经济和社会可持续发展的需要。
参考文献:
[1]中国科学院可持续发展研究组. 中国可持续发展战略报告(2003). 北京:科学出版社,2003. 142-151.
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[关键词] 循环经济 云南物流
物流业是云南省服务业中的支柱产业,我省将发展现代物流产业列入“十一五”规划的重点发展目标。而云南物流业一直承袭着传统粗放型的增长方式,对生态环境造成了不容忽视的影响和破坏,进而严重地制约了物流业的可持续发展。生存资源的短缺和生态环境的日趋恶化,引起了政府和全社会的关注,这就使一个新的经济模式――循环经济越来越受到广泛的重视。
一、循环经济简述
1.循环经济的含义
循环经济是以资源高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以“低开采、高利用、低排放”为特征,对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式进行根本变革,符合可持续发展理念的经济增长方式。循环经济按照产品生命周期原理,是经济组织形成特质闭环流程,即“资源-产品-废弃物―再生资源”的反馈式流程(见图1),以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济效益和环境效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。
图1 循环经济闭环流程
2.循环经济在国内外的实践
目前,一些发达国家和少数发展中国家(包括中国)的循环经济实践已在三个层面上将生产和消费这两个最重要的环节有机地联系起来:一是企业内部的清洁生产和资源循环利用,如杜邦化学公司模式。我国建立了20个行业或地方清洁生产中心,5000多家企业通过了ISO14000。环境管理体系认证,几百种产品获得了环境标志。二是共生企业间或产业间的生态工业网络,如著名的丹麦卡伦堡生态工业园。我国建立了10个生态工业园区,如贵港国家生态工业园区、南海国家生态工业园区等。三是区域和整个社会的废物回收和再利用体系,如德国的包装物双元回收体系(DSD)和日本的循环型社会体系。
二、云南物流业发展现状的SWOT分析
1.优势分析(Strength)
(1)地理优势。云南位于中国大陆的西南角,国境线长达4060公里,自古就是中国连接东南亚各国的陆路通道,有出境公路20多条。从世界的海陆区位上看,云南处于欧亚大陆的东南部,是中国大陆向中南半岛和南亚次大陆的过渡带。云南特殊的地理位置,使其成为中国参与澜沧江一湄公河次区域合作的主要省份,也正在逐步成为中国对东南亚开放、建设“中国一东盟自由贸易区”的前沿阵地。
(2)物流内在需求。2007年云南省外贸进出口总额达87.8亿美元,创历史新高。其中,出口达到47.4亿美元,比2006年增长39.6%;进口41.4亿美元,比2006年增长40%。对外贸易的增长,同时促进省内贸易的发展。2007年全省社会消费品零售总额达1394.54亿元,较2006年增长17.3%,增幅比2006年提高2.4个百分点。面对市场经济的不断发展,比重越来越大的消费品流通市场,以及逐年拓展的外需贸易,形成了越来越广泛的物流需求。
2.劣势分析(Weakness)
(1)基础设施和装备水平落后。云南省由于地处边疆、内陆,发展较为缓慢,因此,各项基础设施和装备与全国相比都较落后。这主要表现在:①网络通信设施的技术含量及覆盖范围都较差,电话线路大部分只普及到乡,甚至有些地区只到县级,而宽带网业务更是不到电话线路的30%;②各地多数仓库都只是普通库房,根本没有现代化仓储设备,对于控温、控湿等特殊仓库少之又少。
(2)物流企业专业化程度较低,服务类型单一。云南省大多数物流企业是从传统仓储、运输企业转型而来。从服务内容上看,仍旧是简单的仓库保管、货物运输,高水平的综合第三方物流服务公司寥寥无几。对于库存管理、物流方案设计乃至全过程供应链管理等物流附加值服务尚未完全展开。物流服务内容单一的现状极大地影响了云南物流业的现代化及社会化发展。
3.发展机遇(opportunities)
(1)中国加入WTO,促进物流业水平提高。加入WTO后的一系列开放政策有利于云南利用外资发展物流业。资金短缺一直是云南经济发展的一大障碍,外资的大量介入将加快云南的基础建设,也为物流公司的组织发展和业务扩张提供资金供给。同时,国外大型物流企业纷纷进入内地物流市场,本土物流企业被推到国际竞争的舞合上,不得不通过加强自身建设来适应日趋激烈的市场竞争。加入WTO同时也推动了物流行业市场化、法制化的进程,为现代物流业发展创造了一个更加公平开放的市场环境。
(2)区域合作带来巨大发展空间。中国―东盟自由贸易区建设的行动计划,确定了建设“五大通道”,构建“五大平台”的发展目标,为云南现代物流业拓展了巨大的发展空间。随着我国利用外资、引进先进技术、扩大出口、拓展境外市场步伐的加快和充分利用两种资源,开拓两个市场战略的推进,以及云南国际大通道建设、双向开放和云南--北部湾物流通道建设的不断深入,尤其是昆(明)曼(谷)公路即将全线贯通,云南独特的区位和地缘优势将得到充分发挥,使物流产业在云南具有广阔的前景。
4.面临挑战(Threats)
(1)与国外物流企业的竞争。物流行业的全面对外开放,使得国际物流巨头纷纷斥巨资涌入中国市场,并加快在中国实施战略扩张,诸多国际知名物流企业都在国内建立起了自己业务网络。这些物流公司资金雄厚、实力强大,拥有先进的设备设施、优秀的员工队伍、杰出的管理方式。而当前我国的第三方物流发展还处于起步阶段,云南的本土物流企业直接被推向国际竞争的前沿,面对国外大公司的竞争,无疑是一个严峻的挑战。
(2)与周边省份的竞争。面对东盟自由贸易区和澜沧江一湄公河次区域合作所形成的巨大物流商机,其中云南、广西、广东间的“桥头堡”之争充分体现了这场物流竞争的重要和激烈。当前,东盟自由贸易区和澜沧江一湄公河次区域合作的“两廊一圈”的经济格局正在形成,由于云南和广西共同处于东盟自由区合作的前沿,相互之间必不可少地存在竞争。
三、物流业发展循环经济的必要性和可行性
1.物流业发展循环经济的必要性
(1)解决物流活动引起的环境问题需要发展循环经济。
①噪声污染。如公路运输所产生的噪声污染几乎影响到了社会的每个角落。
②大气污染。在汽车数量不断增加的城市区域,汽车尾气经太阳照射后形成的光合烟雾,使城市空气长期处于污染状态。
③其他污染。废弃的机油、柴油经常渗入到土壤和水体中,也不可避免地造成环境污染;物流空中运输,特别是货物的装载和卸载、航空器的运行、设施维修、燃料加注、解冻和清洗等,都会造成环境污染,等等。
未来二十年,经济高速增长对国内环境的压力是空前的,只有发展循环经济,从源头上减少污染物的产生,降低污染物排放强度,才能将经济发展建立在环境可承受的基础之上,实现经济与环境的协调发展。
(2)改造物流业的传统粗放型增长方式需要发展循环经济。云南省物流业仍是传统粗放型的,是以“高资本投入、高资源消耗、高污染排放”为代价。要加快发展、实现全面建设小康社会的目标,根本出发点和落脚点就是要坚持以人为本,不断提高人民群众的生活水平和生活质量。要真正做到这一点,必须大力发展循环经济,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
(3)最大限度降低经营成本需要物流发展循环经济。专家分析认为,产品从投产到销出,制造加工时间仅占10%,而几乎90%的时间为储运、装卸、分装、二次加工、信息处理等物流过程。因此,大力发展第三方物流,使物流服务专业化是降低物流成本的唯一出路。物流循环经济强调的是“资源-产品-再生资源”的方式,不仅是一般物流成本的降低,更重视的是资源的循环利用和由此带来的节能、高效、少污染,通过第三方物流提供的逆向物流服务,可顺利达成资源的有效再生。
(4)适应全球经济一体化需要物流发展循环经济。随着全球经济一体化的发展,一些传统的关税和非关税壁垒逐渐淡化,环境壁垒逐渐兴起,为此,ISO14000成为众多企业进入国际市场的通行证。 ISO14000的两个基本思想就是预防污染和持续改进,它要求企业建立环境管理体系,使其经营活动、产品和服务的每一个环节对环境的不良影响最小。而国外物流企业起步早,物流经营管理水平相当完善,势必给国内物流企业带来巨大冲击。进入WTO后,我国物流企业要想在国际市场上占一席之地,发展物流循环经济将是其理性选择。
2.物流业发展循环经济的可行性
(1)政府高度重视。党的十七大报告把发展现代服务业,提高服务业比重和水平作为我国经济发展的重大战略和基本国策,体现了党和国家对发展现代服务业的高度重视。国家“十一五”规划确立了现代物流的产业地位。国务院2007年9月在安徽召开全国服务业工作会议专门部署加快发展服务业,特别是拓展生产业的具体工作。云南省委、省政府对发展现代物流业十分重视,于今年4月份别印发了《关于加快云南省现代物流业发展的意见》和《云南省现代物流业发展规划(2006-2020年)》,明确提出了要使现代物流业成为云南省新兴产业,并出台了相关的政策措施。
(2)企业欢迎。云南省各企业表示要认真贯彻党的十七大、国家“十一五”规划和国务院有关文件精神,在省委、省政府的领导下,抓住机遇,引导和推动云南省物流业的持续快速健康发展。对企业而言,发展循环经济,是对资源综合利用的深化和完善,有助于企业经营方式由粗放型向集约型转变;有助于企业实现环境与效益目标的“互促双赢”;顺应了自然生态运行规律,有助于可持续发展思路的有效拓宽。
(3)广大公民的资源意识、环保意识普遍提高。资源和环境保护是一项需要全社会共同参与的事业,政府、企业、媒介、公民缺一不可。大到全球温室效应,小到一条胡同的清洁,可以说环保无处不在。随着社会的进步,文明的提高,我国公民的资源意识、环保意识已有明显增强,人们开始意识到:一切经济活动都离不开大自然,取之于大自然,复归于大自然。这为循环经济在全社会的普及推广奠定了基础。
四、云南省物流业发展循环经济的主要对策和措施
1.积极进行试点,不断总结推广成功经验
为确保云南省物流业发展循环经济得以顺利进行,拟采取实验推广方式:先选定一批基础较好的物流企业作为改革试点,在推进过程中不断改进并总结经验,继而将试点单位和典型企业的成功经验与教训向其他单位和企业推广。通过在试点企业发展循环经济的实践,建立起与云南省情相适应的云南物流业发展循环经济的模式。
2.加强循环经济宣传,鼓励物流系统进行绿色消费
(1)选择绿色运输。通过有效利用车辆,降低车辆运行,提高配送效率。
(2)提倡绿色包装。包装不仅是商品卫士,而且也是商品进入市场的通行证。绿色包装要醒目环保,还应符合4R’s要求,即少耗材(Reduction)、可再用(Reuse)、可回收(Reclaim)和可再循环(Recycle)。
(3)开展绿色流通加工。由分散加工转向专业集中加工,以规模作业方式提高资源利用率,减少环境污染;集中处理流通加工中产生的边角废料,减少废弃物污染,等等。
3.不断完善相关法规政策,促进循环经济在物流领域的普及推广
循环经济的建设牵涉到许多政策的建设与完善,如国家对资源综合利用的优惠政策、支持物流业发展的财政、税收、金融、投资、技术的政策体系等。制定和颁布这些环保政策或法规,既可以成为企业的压力,又可以为企业提供发展的机会,物流企业经营者进行分析研究,以便明确方向,克服障碍,推动物流循环经济的顺利发展。
参考文献:
[1]陈锐牛文元:循环经济:21世纪的理想经济模式[J].中国发展,2002(2)
[2]季昆森:循环经济与资源节约型社会[J].决策咨询,2004(7)
[3]李严锋:云南省物流现状及发展对策[J].物流技术,2003(3)
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关键词:堤防工程 防洪 生态 景观
近年来,社会经济的发展日新月异,人们在不断提高生活水平的同时越来越追求更加文明和谐的人与自然相处状态。在过去的一段时间里,极端恶劣天气与各种自然灾害频频发生,环境污染、资源枯竭越来越成为社会问题的焦点,人类意识到环境问题关乎未来的生存与发展,建设人与自然和谐相处的生态环境成为人类的共识。堤防工程是人类改造自然并服务于经济社会发展的重要基建设施,具有重要的防洪减排效能,是保证人类生存环境稳定的重要设施,在此基础上实现堤防工程的生态化建设是现阶段和谐社会的必然要求,逐渐成为未来堤防工程建设的重要设计思想。
1、堤防工程简述
人类社会在发展的过程中,需要与自然环境和谐相处,人与自然界是一种友善共存的相依关系,人类社会谋求良好的可持续发展必须要在发展的同时保护好自然环境,如果破坏自然则即使在经济社会发展上取得了丰硕的成果也是不可持续的,因此构建良好的生态环境是当今时展的题中应有之义。所以,在当今时期,堤防工程是人类大规模兴建的水利工程中的一类,其对人类社会的发展具有重要的功能性作用,堤防工程应从构建生态环境的的角度加以设计施工,进而实现水利工程与自然的和谐相处。
在1998年特大洪水发生以后,国家加强了对堤防工程的管理,通过研究并实施了相关规范用以指导堤防工程的设计与施工,其中《堤防工程施工规范》与《堤防工程设计规范》作为规范中较为突出的技术标准规范,其针对堤防工程的设计与施工进行了详细的阐述,堤防工程是一种有效的挡水建筑物,主要兴建在各类水域周边。堤防工程由来已久,在近现代以前久已经是人类用以有效防范洪水侵袭的基建工程之一,至今仍在防洪排涝领域被广泛的运用,其对河流治理与防范暴雨侵袭的功能性现如今仍无可替代,因此是一种被普遍兴建的水利设施。
2、堤防工程进行生态化建设的要点
河流是大自然中常见的地貌特征,也是大自然生态系统十分重要的组成部分,河流生态环境的优劣影响着流域内良好生态环境的实现,同时也影响着人类正常的生产生活,因此在经济与社会的发展下逐渐受到人们的关注,实现河流生态健康发展是人类社会在当前所关注的主要问题之一。现如今堤防工程的设计与施工过程中,对于传统防洪排涝的功能指标必须得到保障的同时,也要兼顾好生态环境的优化与改善。
在现阶段,环境问题凸显,河流湖泊等水域对于生态环境调节与改善的作用逐渐被人类所认识到,许多触目惊心的河流污染实例对生态系统所造成的严重破坏同时也警醒了人类,这些问题主要可归类于以下两点:一是堤防工程的兴建改变了河流原有的生态环境构成,以往存在与流域两侧的植被、地貌被人工去除,而统一兴建成标准化的堤防建筑物,进而导致河流呈现出规整的状态,失去了生态的多样性,并且也导致了河流的硬质化;二是自然河流出现非连续化,在修建堤防工程的过程中不可避免的会对河流造成非连续化破坏的后果。因此,对于上述问题,必须充分考虑环保因素,对所建堤防工程是否符合生态学的理论进行深入的分析与论证,力求给出在实现功能性的同时兼顾好环保因素的方案。在另一方面,我们在设计与施工的过程中,相关人员应对保护生态环境的必要性有清醒的认识,对于构建堤防工程所导致的生态破坏可能了然于心,进而能够在设计施工时采取规避措施,改善破坏环境的情况,这是当今河流生态化建设的中心任务,也是社会发展的必然要求。
3、现代化堤防工程简述
水利工程行业在经过多年的发展与革新日趋完善,业内对水利设施兴的建设提出了许多具有时代性的新要求,在水利工程施工之时安全问题一直是重中之重,而今在确保安全的情况下,对水利设施的建设也要求更加符合环保性,实现生态化建设,使水利设施更好的融入当地自然环境,对于堤防工程在兴建的过程中,防洪排涝功能和生态营造功能必须有机的进行融合,确保必要功能实现时,应多考虑在生态构建、景观绿化上进行营造,能够为人们提供一处自然、风景优美的公共场所,为城市生态景观的打造添砖添瓦。
3.1 规划设计原则
3.1.1 堤防工程在进行规划设计的过程中,首先要对经济效益与环境效益进行研究与取舍,确保在实现经济效益的同时,充分考虑环境保护与生态构建的因素,进而形成一份堤防项目经济、环境效益研究报告,给出相应的评估。
3.1.2堤防工程在进行方案设计时,应充分考察流域内生态构成情况,在设计时将全流域的生物群落安置进行科学合理的规划,力求构建一个完整的生态环境系统,打造全流域生态链。
3.1.3 岸坡防护工程在设计过程中必须充分考虑生态环保效应,把生态的构建与人的休闲需求有机结合,充分融入周边的自然环境,在确保必要功能性之时,利用生态学与景观学的相关原理创新护岸构建形式,打造人与自然和谐共赢的绿色岸坡。
3.1.4 城市在进行水域修整的过程中,应重点利用原有江河湖泊的形态进行城市景观创建,充分考虑多种生物的宜居性,在构建时材料的选择尽量使用天然材料,减少避混凝土、砌石等人工材料的使用,利于各种生物进行栖息。使城市内水利工程设施不仅仅是实现原本功能性,更应当成为城市独特景观。
4、结论
当今对于堤防工程的要求不仅仅确保实现防洪指标,构建和谐的生态环境也尤为重要,而我国由于各方面的历史原因,大部分的堤防工程尚未实现生态化。近年来随着国家实力的增加,我国也不再片面的追求经济上高速的发展,因此越来越重视人类赖以生存的生态环境的构建,符合生态环保理念的现代化堤防工程应运而生。现代化堤防工程强调了自然生态的重要性,是未来堤防工程功能的重要组成部分,将会对人类的生态环境带来新的改善。
参考文献:
[1]李冬梅.论堤防工程与生态环境保护[J].科技与企业.2014(07)
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【关键词】 危险化学品;环境污染;管理现状;对策
近几年,中国危险化学品环境问题不断恶化,环境污染及突发事故频发,对人体健康和生态安全造成严重威胁,也带来了恶劣的社会及国际影响,引起全社会的普遍关注,危险化学品安全管理及处置问题日显突出。近两年相关的管理政策法规也不断出台,管理得到了一定的加强,但存在的问题仍然很多。
陕西省矿产资源丰富,在煤炭开采过程中产生的甲烷,石油开采、运输、加工过程中的原油泄漏,易燃易爆气体的产生等都属于危险化学品。但陕西省坚持绿色、环保、低碳发展方向,高效清洁发展煤电,推进煤炭洗选和深加工,集约化发展炼油加工产业,有序发展天然气发电,将危险化学品的危害程度降到最低。
危险化学品是一把双刃剑,它一方面在发展生产、改变环境和改善生活中发挥着不可替代的积极作用;另一方面,当我们违背科学规律、疏于管理时,其固有的危险性将对人类生命、物质财产和生态环境的安全构成极大威胁。危险化学品的破坏力和危害性已经引起世界各国、国际组织的高度重视和密切关注,我国也十分重视。陕西省把危险化学品的管理作为重中之重,为建设西部强省做出了较大的贡献。
一、危险化学品的重要地位与主要特征
1、危险化学品的重要地位
在现代文明社会里,危险化学品的种类越来越多,在现代工业和科技领域应用也越来越广泛,由于危险化学品事故具有突发性、群体性、快速性、高度致命性、复杂性和远期效应的特点,在瞬间即可能出现大批的化学中毒伤员,轻者造成人体伤害,重者危及生命。最近几年,在美国、日本等发达国家已将危险化学品的开发和应用安全问题列为高科技领域。
国际公约规定,严禁携带危险化学品乘坐公交车、地铁、火车、汽车、轮船、飞机等交通工具。
2、危险化学品的主要特征
一是具有爆炸性、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质;二是在生产、运输、使用、储存和回收过程中易造成人员伤亡和财产损毁;三是需要特别防护。
危险化学品一旦爆炸,伤员很容易导致冲伤毒复合伤,而冲伤毒复合伤是所有复合伤中最严重的一种,伤情最重、最难急救。所以所有的危险化学品在使用前都必须严格按照化学品安全技术说明书执行,国际上称作化学品安全信息卡,简称CSDS(Chemical Safety Data Sheet)或MSDS(Material Safety Data Sheet),是一份关于化学品燃爆、毒性和环境危害以及安全使用、泄漏应急处置、主要理化参数、法律法规等方面信息的综合性文件。[1]
3、危险化学品的四大特点
一是具有商品特性,成份单一、纯度高;可利用性高,是宝贵的资源。二是来源广泛、数量大。三是种类繁多、特性复杂。四是监管难度大、处置技术难度和风险大。
二、危险化学品的国际发展地位
危险化学品既可以给人们带来巨大的利益又潜伏着一定的弊端,危险化学品在现代社会中被人们极度的关注以及在经济中有着不可替代的地位。
在20世纪60年代以前,人们只关注危险化学品对人的威胁,在此之后,危险化学品对环境的危害凸显,即对大气、土地、海洋的影响。最早的化学品国际化管理组织“化学品小组”——DECD于1972年成立,它的成立对进行危险化学品国际协作性管理具有突破意义。1987年联合国环境与发展会议上明确提出了可持续发展的命题。1992年美国政府颁布了《高度危险化学品处理过程的安全管理》。2000年,建立了化学物质数据库,形成了国际网络,同时提出推进更安全的替代物质的开发和转换。2004年美国环保局公布了新修订的《危险化学品事故预防条例》。联合国“21世纪议程”大会已提出在2006年前建立危险化学品“全球协调系统”(GHS)。欧盟2008年6月1日开始实行REACH法规《关于化学品注册、评估、授权与限制的法规》。
意大利塞维索工厂环己烷泄漏、墨西哥城液化石油气爆炸、印度博帕尔农药厂异氰酸甲酯泄漏等与危险化学品有关的恶性重特大工业事故,引起国际社会的高度关注,防范重特大工业事故成为各国特别是发达国家危险化学品安全管理工作的重要任务。发达国家和有关国际组织从立法、管理、技术、制度等多个角度反思本国危险化学品安全管理工作,研究制定防范措施,提出了“重大危害”、“重大危害设施(国内通常称为重大危险源)”等概念。各国预防重大事故的实践表明:为了有效预防重大工业事故的发生,降低事故造成的损失,必须建立重大危险源监管制度和监管机制。目前,欧盟国家对化学品,特别是新化学品的控制十分严格。
三、中国政府高度重视危险化学品的安全问题
我国是一个化工、农药大国,也是化学毒物、农药等化学中毒灾害高发生率的地区。我国颁布的《安全生产法》和《危险化学品安全管理条例》从法律、法规层面对重大危险源的监督和管理提出了明确要求。
近些年,我国对于危险化学品采取了一系列的监管措施,强化了化学危险品的安全、管理、运输、使用等情况的管理制度,在全国范围内的生产安全逐渐呈现一个良好的发展趋势。但由于危险化学品安全生产基础薄弱、企业安全管理水平不高、监管力量不足等原因,危险化学品重特大事故还时有发生,危险化学品领域的安全生产形势依然严峻。如2003年毒鼠事件及SARS在我国爆发;2006年7月28日江苏省盐城市射阳县氟源化工有限公司反应釜爆炸;2008年8月26日广西维尼纶集团有限责任公司化工装置爆炸;2009年7月15日河南省洛阳市偃师市谷县镇的河南洛染股份有限公司硝化车间爆炸事故;2010年7月16日辽宁省大连保税区中石油国际储运有限公司原油罐区输油管道爆炸火灾事故,造成原油大量泄漏;2013年2月1日上午9时,一辆装载鞭炮的货车行至连霍高速公路义昌大桥时发生爆炸,导致大桥南半幅被炸毁。有11人遇难。这些重特大危险化学品事故反映出相关企业在重大危险化学品的安全管理方面存在缺陷,相关监管制度不够规范、完善。
《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》是与《首批重点监管的危险化工工艺》和《首批重点监管的危险化学品名录》相继出台,已经2011年7月22日国家安全监管总局局长办公会议审议通过,并于8月5日以国家安全监管总局令第40号公布,自2011年12月1日起施行。
四、陕西省加大对危险化学品监管力度的对策建议
1、陕西省对危险化学品的管理现状
陕西省在危险化学品管理方面成效很不理想,原因有意识上的,更重要的是技术和经济能力,这方面还需要有政策上的引导,必要时应有强制要求。[2]如榆林锦界石油化工能源基地,延安店头的煤矿开采以及相应的化工生产,存在着明显的监管不严的现象,经现场考察发现,白天还可以,但在夜幕降临的时候,废液排向河道,废烟排向天空,一旦造成污染将难以消除和治理,而且这些危害还常常具有长期性和潜伏性。当然,执行不到位也是导致这个现象存在的突出问题,企业追求利益最大化,忽视了对环境的危害。
(1)在管理制度上,陕西省管理的两大制度分别是跟踪制度和经营许可制度,但陕西省的跟踪制度自建立以来一直没有得到很好的实施,危险化学品无序流动的现象没有明显改善,原因包括3个方面:一是操作程序复杂;二是企业守法意识淡薄;三是缺乏足够的监督。在经营许可证管理上,目前仍处于起步阶段,在操作层面面临很多技术难题。
(2)对危险化学品的管理措施还不够细化,危险化学品按行业和类别的分布情况底数尚不清楚,危险化学品产生总量的统计数据与专家的估计数据存在较大差距。对工业危险化学品产生源、各产生源产生危险化学品的种类、数量、流向,利用和处置方式等信息掌握不全,这对政府部门实施有效监管非常不利。陕西省至今还没有建立有效的污染者环境责任追究和资金保障机制,这对生态环境保护也非常不利。
陕西省危险化学品的管理体系虽然相对完整,但操作程序和要求亟待细化,制度执行中深层次的问题和解决方法有待研究。
第一,企业、公众守法及管理意识淡薄,废物流失严重。目前危险化学品从业单位普遍存在管理不善的现象,环保意识淡薄,尤其是为数颇多的小规模化工企业,少有健全的环境管理制度,再加上设施水平、技术能力差,非法转移及倾倒事件不断。危险化学品长时间堆存,在对人体和环境安全带来威胁的同时,也由于没有有效的措施将这些危险化学品加以收集、贮存、处置, 存在不同程度的二次污染和安全隐患。
第二,环境监管任务与监管能力严重脱节。陕西省使用或者生产危险化学品的企业已经达万家,日常的环境监管工作任务也是相当繁重的。除了备案的企业还有很多社会上的危险化学品也是多不胜数的。在还没有建立起健全的危险品废物处理管理体制时,环境污染的问题就会越来越明显。
第三,缺乏有效的信息交换和资源回收机制。各地还没有建立起有效的危险化学品交换和回收利用机制,致使部门与部门、部门与企业、企业与企业之间信息沟通不畅,危险化学品交换和回收利用率低。
第四,缺乏处置资金保障机制,处置难。危险化学品处理处置要经过回收、贮存、转移、利用、处置等多个环节,所有环节均会发生费用。陕西省目前还没有建立危险化学品处置资金保障机制,处置的高额费用直接导致一些企业违规行为的发生。
2、加强管理的对策建议
现阶段,要加强危险化学品的管理,还必须从政府层面入手,下大力气在监管措施、方法、机制上对企业及公众行为进行引导和管理,具体的建议有如下几方面:
(1)建立简便易于操作的危险化学品管理渠道。危险化学品主要是品种多数量小,从目前所拥有的基础设置及可操作性上看,生产者和使用者常常不知道应该将这些存到哪里。因此,建立这样的渠道是目前首要解决的问题,这些渠道必须简便、可操作,可以鼓励合法经营单位定期定区域进行管理,考虑对经营单位制定适当的经济优惠政策,多设立一些符合国家标准规范的暂存库,本着就地处置的原则,在一定区域范围内建立统一协调机制。
(2)建立可行的保险金或抵押金制度。管理费用是目前危险化学品无害化管理的另一个难题,须及早对危险化学品从业单位强制建立风险抵押金或保险金制度,用于危险化学品的管理及事故后的污染治理和环境恢复。
(3)全面加快危险化学品处置设施建设。危险化学品无害化管理设施建设步伐稳步加快,但建设进度还是滞后于预期目标和现实需求,中央以及地方政府还需采取措施推动此方面工作,特别是那些尚无符合国家标准的管理设施或管理能力仍不足的地区,应积极建设和改造,减少危险化学品跨境转移管理带来的环境风险。
(4)在地方财政预算中设立危险化学品管理专项资金。各级行政部门在执法中仍不断收缴到许多淘汰、伪劣、违禁的危险化学品,而这些化学品的处置管理费用一直很难落实,因为这个问题,不少地方纷纷反映不敢进行查处,面对这种现象,设立专项资金确保这些危险化学品及时得到处置是各级政府需要尽快采取的措施。
(5)加大宣传,增强公众的监督力。要让公众充分的认识到危险化学品给我们的生活带来的危害性,加大宣传力度,提高民众的环境意识、危害意识和监督意识。
(6)加强监管队伍建设,提高检测技术,提升管理水平和能力。
(7)细化管理程序和标准,加大法规执行力和效果。
(8)充分发挥行业协会的力量,加强培训,增加企业责任感。
总之,做好危险化学品的安全工作,是一项关系重大、涉及面广、技术复杂的系统工程。因此,要大力普及危险化学品知识,提高安全意识,搞好科学防范,坚持化害为利是我们共同的责任;普及危险化学品常识,加大监管力度,在防止和减少危险化学品事故的发生方面,起到指导和推动作用。
【参考文献】
[1] 曲均峰.危险化学品安全评价现状及对策[J].安全、健康和环境,2009(10)29-33.
[2] 国家环保总局污染控制司. 固体废物管理与法规—各国废物管理体制与实践[M].北京化学工业出版社,2004.
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关键词:科学研究;跨学科研究
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1006-5962(2013)06-0026-01
1 概念简述
1.1 创新的含义。
创新的英文单词是"Innovation",解释为"革新、创新,新观念、方法或发明"。在《现代汉语词典》中,创新解释为"抛开旧的,创造新的"。
1992年经济合作与发展组织发表的《技术创新统计手册》中,对创新做了这样定义:"技术创新包括新产品和新工艺,以及产品和工艺的显著的技术变化。如果从市场上实现了创新(产品创新),或在市场工艺中应用了创新(工艺创新),那么就说创新完成了。因此,创新包括了科学、技术、组织、金融和商业的一系列活动"。
1.2 科学研究的含义。
科学研究有很多种定义,联合国教科文组织用"研究与发展"(Research and Development,即R&D)来表示科学研究的概念。任何领域的科学研究,无外乎就是理论研究和应用研究两大类。
1.3 跨学科研究的含义。
跨学科学科是涉及到两个以上的学科领域,有专门从事涉及到两个以上学科领域的研究主体,运用一个或多个学科领域方法和理论,主动融合或被动移植到其他领域,形成一个涉及多学科领域但又区别于其他领域,具有自己独特对象、理论和方法的新学科。由于靠单学科理论与方法解决不了问题,那么跨学科研究的对象必然具有复杂性特征;各种不同学科领域、部门的研究主体在一起解决科技、经济和社会综合发展的需要,因此跨学科研究必然具有很强的实践性和综合创造性特征。
2 跨学科研究的方法
20世纪以来,边缘学科、横断学科、综合学科的不断涌现和软科学的兴起,不仅揭示了现代学科的相互渗透、交叉融合的趋势,还展现了丰富多彩的跨学科研究方法,这些方法不但加强了科学研究思维和活动,更加成为新的科学创新活动中的行动指南。
跨学科研究的方法从研究的客体(指研究领域或学科的概念、原理、方法或技术)来看,主要有移植融合型研究;从研究的主体(主要指科学家或科学家集团)来看,有合作型研究;从研究的社会因素(主要指重大社会需求和社会问题等)来看,有目标需求型研究。
2.1 移植融合型研究。
所谓移植融合型研究,是指单个研究者或某一门学科的研究群体将某一学科的概念、原理、方法或技术移植融合到另一门学科领域,解决另一领域的复杂性问题的研究。
科学概念、原理、方法和技术的移植和融合,并没有明确的转移方向。一般地说,移植和融合首先发生在比较成熟的学科转向新兴的学科转移,从较熟悉的领域转向不大熟悉甚至是陌生的领域移植和融合。但这种移植和融合不一定就是绝对单向的,有时甚至是互动的。现代跨学科研究中移植融合的方式总的来说有基础科学向基础科学的移植和融合,基础科学向应用科学移植融合,应用科学向应用科学的移植和融合,简单成熟领域(或学科)向复杂陌生领域(或学科)的移植融合。
①基础科学向基础科学的移植融合,包括基础学科内部,如人文社会科学内部的移植融合,也包括自然科学与人文社会科学之间的转移。
②从基础科学向应用科学的移植融合,应用科学一般包括医学科学、工程技术科学和农业科学三大学科领域,这些学科的发展在现代科学体系中的发展速度己经走到了前列。
③从应用科学向应用科学的移植和融合,应用科学之间的移植一般是技术的移植,包括医学科学、工程技术科学和农业科学三大应用领域的移植和融合也会产生相应地跨学科学科。
④简单成熟领域(或学科)向复杂陌生领域(或学科)的移植融合,在自然界的各种运动形式中,相对地说,机械运动是最低级、简单的一种运动形式,是发展最早的一门学科。在19世纪之前,力学远走在其他学科的前列,这自然吸引科学家们将力学的概念、原理和方法向其它学科转移。这种转移首先在物理学的各个领域中获得了成功。形成了天体力学等一系列可以看成是力学与物理学的跨学科学科。
2.2 合作型研究针对研究主体而言,是两门以上学科的研究者合作进行研究的一种形式。跨学科研究由于其跨学科性,研究者独立地进行研究就不得不花大量的时间补充所需要的知识,这无疑是延长了科学创造前的知识准备时间,从而也就延缓了科学的进程。尤其到了现代科学飞速发展的今天,重大的科学问题和发现单靠独立的研究主题是无法想象的,实际上也是无法完成的。
科学家群体或集团通过知识互补的合作研究是跨学科研究的一种重要的研究形式。研究主体的合作型研究有多种具体形式,可以是从事方法性学科研究主体与对象性学科的研究主体合作,也可以是从事基础性学科的研究主体与应用性学科研究主体的合作,还可以是自然科学与社会科学研究主体的合作等等。
2.3 目标需求型研究。
目标需求型研究,就是调动不同学科及其研究力量集中解决一个有目标的社会需求或迫切和社会问题的合作研究形式。诸如环境问题、生态问题、粮食问题、能源问题等等,都涉及到许多学科的知识和方法。为了解决上述社会问题,只能有目的地将多学科以及从事各门学科研究的研究者组织起来,协同作战,才有可能取得研究的进展和突破。目标需求型研究也包括两种形式:
①社会或政府目标性研发的合作。当科学技术作为国家的事业,作为一种建制列入国家计划并给予财政拨款时,社会或政府目标性研发的合作就开始了。②社会发展中出现的急需解决问题的合作研究。在人类的发展过程中,环境问题越来越受到关注,也是社会发展中出现的急需解决的问题。要研究环境问题,了解其变化规律,以及如何保护环境与改善环境,就涉及到很多学科的知识和方法。例如,研究环境污染对人体健康和生物机体的影响,需要用医学、化学和生物学的知识和方法;研究防止污染对人体的损害,需要用医学、化学和生理学的知识和方法;对污染的治理,又需要物理学、化学、生物学及一些技术科学的知识和方法。只有将各学科的研究方法以及各种仪器和技术手段联合起来使用,才能对环境的各种问题进行有效的探索,也正是由于这些学科的知识和方法合作研究环境问题,才形成了一门新兴的跨学科学科――环境科学。
3 结论
科学发展到今天,不同学科间研究方法的互相借鉴-我们称之为科学方法的跨学科运用,已成为现代科技创新的重要手段之一。科学工作者己从无意间发现和借鉴研究领域之外的方法发展到对其他学科研究方法的主动出击和大胆运用。
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关键词:环境材料;教学研究;生态设计;循环利用;可持续发展
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0037-03
一、前言
随着新材料的不断开发,人们的物质生活条件和生活环境有了极大的改善和便利。但是材料的不断开发,地球上的资源、能源的消耗也越来越多,给环境带来的压力就越来越大,同时,由此造成的环境污染也就越来越严重,已经引起人们的极大关注,为了保护我们赖以生存的地球,同时又要不断的改善人类的生存环境,材料的合理开发以及其合理利用就成了摆在人们面前的重要课题。为此,既能满足人类进步的需求,又能清洁环境、节约资源、节省能源的新材料——“环境材料”受到人们的广泛关注。尽管如此,对于环境和材料的认识,已经经历了几十年甚至上百年的认识过程,人类充分享受了其带来的极大便利,同时也付出或即将为此付出沉重的代价,对环境材料的普及认识将是维持社会可持续发展的重要途径之一。其实,环境材料并不是一种完全独立的新材料体系,它只是人类发展过程中产生的一个新的概念;它实际上是环境科学和材料科学相结合形成的一门交叉学科,其目标就是在材料的加工、制造、使用以及再生循环过程中消耗最少的资源、能源,而达到最大的使用功能,以满足人类可持续发展的要求。对当代大学生,尤其是材料专业的大学生,了解材料与环境的关系,增强他们的环保意识,对于未来新材料的开发、环境保护以及社会的可持续发展具有重要的意义。环境材料不是一种独立的新材料体系,是一个新的概念,对其概念、范畴及未来的发展趋势等还有一个认识和完善的过程,尽管开始出现一些相关书籍,但关于环境材料尚没有成熟系统的知识体系和统一的判定标准,这给现代教学带来一定的难度,不仅学生会产生许多疑问,往往老师也难以准确地定义。为此,怎样在有限的时间里让学生充分了解认识环境材料对未来社会可持续发展的重要意义,本教学组认为从环境材料的概念及研究范畴、环境材料的评价方法及标准、环境材料的类型、环境材料与产品的生态设计及其发展趋势等进行概述,让学生了解环境材料的基本概念,增加他们的环保意识,在以后的材料研发过程中,增进保护环境、清洁环境的概念,以达到人类社会可持续发展的目的。
二、环境材料的概念
环境材料,是90年代初日本东京大学山本良一先生首次提出的新概念,是指那些环境负荷减至最低、再生产增至最大的材料,它与传统材料明显的区别在于它赋予了传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性,或者说是那些直接具有净化环境、修复环境等功能的材料;同时,山本良一先生又补充说,所谓的环境材料只是一个原则,其目的是防止对环境的损害,在人类活动中保护自然资源和生态环境。环境材料本身是一个不确定的概念,是一个动态和发展的概念。环境材料不是一种独立的高新技术材料种类,与其他材料的关系可粗略地用图1表示,许多传统材料本身就具有环境材料的特征或者可以发展成环境材料,有些垃圾废弃物经加工处理也可以制成环境材料,有些新材料是在充分考虑环境因素的基础上开发出来的,它具有较好的环境协调性,因此,应当正确处理传统材料与新材料、普通材料以及特定领域应用材料的关系,使环境材料在研发过程中得到普及,以达到保护环境材料的最终目的。
三、环境材料的评价方法与标准
判断某一种材料是否属于环境材料的范畴,需要一个标准或原则,这个原则实际上就是“环境材料”的定义。在这一原则的基础上,不同的学者从不同的角度出发提出了不同的评价方法,如生命周期评价法(LCA)、经济性指标法(LCCA)及环境材料的研究方法评估(LCD法)等。其中,生命周期评价法(Life Cycle Assessment,LCA)被称作20世纪90年代的环境管理工具,是近年来西方国家酝酿发展起来的一种崭新的环境影响评价方法。所谓的生命周期评价是指对一种产品从开始加工制造直至废弃的全过程进行全面的环境影响分析和评估,即从它的开采、加工、使用、废弃等全过程进行评价(图2),也有人把它说成是从摇篮到坟墓的评价。
但对LCA法,不同的组织机构有不同的定义与理解,国际标准化组织(ISO)认为LCA法是汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个寿命期间的所有投入及产品对环境造成的和潜在的影响的方法。ISO不仅规范了所有产品和服务的技术标准,随着环境保护的需要,也在尝试对环境问题的分析方法进行标准化。而国际环境毒物学和化学学会(SETAC)认为LCA方法是一个评估产品过程或其活动给环境带来的负担的客观方法。该方法通过识别和量化所用的能量、原材料以及废弃物排放来评价与产品及其行动有关的环境责任,从而得到这些能量和材料应用及排放物对环境的影响大小,并对该善环境的各种方案做出评价。生命周期评价法是评价材料的环境负荷的一种主要方法,其优点在于环境概念清楚,且将材料的生命过程作为一个整体进行分类研究。
四、环境材料的类型
环境材料是继人类历史上从天然材料、金属材料、合成材料、复合材料、智能材料之后又一个新概念材料,不同的学者从不同的角度将环境材料划成不同的类型。为了使学生清楚理解环境材料与上述材料概念的关联和区别,易于接受、认识环境材料及其重要性,以现实环境问题为依据,通过下列内容的介绍,学生能简单直观地认识环境材料及其对环境保护的意义。
1.绿色包装材料。众所都知,凡是产品都离不开包装。发达国家的包装工业产值已占国内总产值的2%以上。我国的包装业发展也很迅速,据中国包装联合会统计2010年完成包装工业总产值1.2万亿元,已成为国民经济重要的组成部分,极大地带动了新材料的开发及其相关产业的发展,如果忽视环境因素,也会给环境带来巨大的负担,因此,在开发包装材料时应牢记对环境的保护思想,体现包装有利于环境保护的实质,还要避免过度包装或浪费包装材料,才能达到节省资源,逐渐改善环境的目的。
2.绿色建筑材料。长期以来,建筑材料主要是根据建筑物及其应用部分对材料提出的力学性能和功能方面的要求进行开发的,结构材料主要追求高强度、高耐腐蚀性等方面的先进性;而装饰材料则追求材料的功能性和设计图案美观等方面的“舒适性”;但这样往往容易忽略建材的环境协调性,结果给环境带来了极大的污染。建筑材料是应用最广,用量最多的材料,因此其耗能以及其所造成的环境污染也最严重。建筑材料在其生产和使用过程中对环境的污染主要包括六个方面:空气、水、固体废弃物、放射性、噪音和热等的污染。随着经济建设的不断发展,未来的建筑材料需求量也在不断增加,建筑材料生产中的污染物如不加以解决,则由此造成的环境负荷将是灾难性的,因此,开发与地球环境协调性的绿色建筑材料是今后发展建筑材料所必需研究的重要问题。所谓绿色建筑材料就是具有优异的环境协调性的建筑材料,具体地讲,有利于保护生态环境,对人体、周边环境无害的健康型、安全型建筑材料;从广义上讲,生态材料是对原料生产、施工、使用及废弃物处理等环节贯彻环保意识,实施环保技术,保证社会经济的持续发展,所以,绿色建筑材料代表着未来建筑的主体方向,也是未来发展的必然趋势。
3.环境净化材料。净化材料是指在与废弃物的接触中,通过物理、化学的变化而使废弃物中的有毒有害物质除去从而达到排放标准,而有毒、有害物质本身通过这种物理化学变化变成对环境无害的物质,甚至加以利用。净化材料类型多种多样,不同材料对污染物质的去除机理不同,因此可把其划分为吸附净化材料、离子交换材料、混凝絮凝材料和过滤净化材料等。如,活性炭、离子交换树脂、分离膜等,就是净化材料的常见类型。仅有环境净化材料还是不够的,大部分净化材料还需要借助某些设备、工艺的优化组合来处理生产及生活废水、废气的系统工程,其中废气固体的处理取决于技术设备,废水与废气则更多的依赖高技术含量的材料。设备施工已确定后的产物,材料则与工艺相辅相成,即根据工艺特点设计材料结构或根据材料性能开发工艺流程,这是环境材料研制的特殊性,即材料与工艺的统一。
4.环境替代材料。用环境负荷小的材料替代环境负荷大的材料可以减小材料对环境生态的影响作用,有些材料虽然环境负荷小,但对人体健康不利,所以也需要用对人体健康有利的材料进行替换,以改善人们的生活环境,提高人们的生活质量。自20世纪30年代以来,用作制冷剂﹑发泡剂﹑清洗剂﹑灭火剂和喷雾剂的氟里昂被广泛用于制冷﹑空调﹑消防﹑电子﹑医药等行业,但是氟里昂类物质不仅对大气臭氧层有破坏,而且对地球产生温室效应,严重影响地球的生态环境和人类的身心健康,因此寻找替代氟里昂类物质已成为目前研究的热门话题。目前作为替代制冷剂被广泛应用的有:四氟乙烷、异丁烷、二氟乙烷与二氟一率甲烷的混合剂等。另外,石棉以及含磷洗涤剂替代品的开发也是目前化工行业的重要课题。
5.废弃材料的循环利用。垃圾重新利用,不仅有利于环境保护,也有利于解决我国的某些资源短缺的问题。常说的废弃物的资源再循环,包括再资源化和再利用,再资源化就是将废弃物(一般废弃物、产业废弃物等)进行回收、粉碎、筛分等过程,再作为原料使用;再利用包括整体机能使用寿命完结后的物件进行重组,将其部件不改变原来结构或做很少的修复,经过清洁后重复使用。如酒瓶之类物件回收后经过洗涤重复使用,干燥剂之类产品回收干燥后再充填等。尤其值得重视的是,废干电池的资源利用,大部分电池都混于生活垃圾堆中,被填埋或是焚烧,造成土壤和地下水的严重污染。废旧电池的回收利用看起来似乎是一件小事,但却有着很重要意义:一是资源的回收利用,变废为宝;二是防止环境污染,减轻环境负担。废旧电池中的有色金属是宝贵的自然资源,废旧家用电器的资源化,废塑料,低硅尾矿的资源化,煤矸石、粉煤灰、高炉渣的利用,以及建筑垃圾的资源化等正是十二五规划中的重大课题。
五、环境修复材料
矿山的开采常引起重金属元素污染土壤或水体;战争常常使某一区域中某有害元素(例如铀或TNT)浓度过高;而某些工厂周边地区,由于工厂排放的污染气体物的降落或某些集水盆地常年汇集大量污染物,使得这些地域某种污染成分浓度特别高。环境修复是指,对已污染或破坏的环境进行包括生态方面的多种技术处理与治理,以恢复被污染和破坏的生态环境。如植物修复及非金属矿物对环境的修复等。目前,常见的有植物修复和非金属矿物修复两大类。植物修复是指把某些对污染物具有耐承力和高积累特性的植物种植于污染区,利用植物自身的生长代谢或其根系微生物共同作用,将环境中的污染物质吸收固定或消除,并在适合的时间对植物进行收割处理,使污染的环境恢复达到原初状态的一种原位污染治理技术。如,水葫芦对富营养化水体的吸附作用、红树林湿地在水体净化中的作用。
六、生态设计
随着世界人口的增加和社会经济的高速发展,人类对资源、能源的消费将会进一步剧增,由此造成的资源、能源的短缺将会日益严重。从经济和环境保护的角度来看,都是十分不利的。因此,为了人类社会的可持续发展,人类不得不改变以往的生产方式,在减少废弃物排放的同时,还要减少对矿石等原生资源的依赖性,将产品、材料的生产逐渐转移到以利用再生循环材料为主的基础上。生态设计是指在材料和产品的设计中将保护生态、人类健康和安全的意识有机地融入其中的设计方法,又称为生命周期工程设计、绿色设计,或为环境而设计以及环境协调性设计等,以保护生态环境为中心的设计方法还有利于产品循环回收的可再循环设计、便于回收重新使用的易拆卸设计、以及材料选择设计等。目前生态设计已经成为推行预防生态环境受到危害的重要手段,是最高级的清洁生产措施和可持续发展的最佳途径。生态设计是采用先进技术、工艺并采用可循环材料以减少对生态环境的破坏,要明显地减少材料制造前的隐性材料物质流和能源流,即在材料循环的前端减少,而不仅仅是促进生产造成废弃物的循环。生态设计应使传统材料设计思想有新的转变。传统设计是依据技术、经济性能、市场需求和相应的设计规范,着重追求生产效率、保证质量、自动化等以制造为中心设计思想,将使用的安全、环境影响和废弃后的回收处理留给用户和社会。模块化设计指对一定范围内的不同功能、不同性能、不同规格的产品进行分析,划分并设计出一系列功能模块。通过模块的选择和组合可以组装成不同产品,以满足市场需求。同时,模块化设计也有利于产品使用后的拆卸,继续利用一些可用的模块,其特点典型地体现在拆卸技术和回收技术等方面。目前,模块化设计已广泛应用于汽车、家电、计算机、复印机以及许多工业机器行业。
七、环境材料的发展趋势
进入21世纪,面对人口、资源、环境各方面的压力,人类急需要寻找一种有效的途径来协调资源与环境的关系,使其既不浪费资源又能保护环境;另外未来人类的生存空间也要扩展,这使得人们在寻找上天、入海、入地的材料。这些将是未来环境材料的发展的出发点与方向。基于这个观点,少用资源与材料,少消耗能源,发展空间材料,可能是未来材料科学发展的主要方向。此外,材料的重复利用也是未来社会必须给以解决的问题。为了达到上述目的,开展绿色产品的生产及进行绿色设计,是未来社会不能不涉及的研究领域,尤其是后者在未来可能越来越多受到关注,将成为环境材料未来发展的重头戏。所谓绿色设计,就是要求工业设计的产品包含这样的两方面的性能,一是清洁生产,在各个工艺环节都要减少排污,减少垃圾;二是要节约资源,既要节约原料,又要使产品在使用之后不至于全部成为废品垃圾,而是便于拆卸、回收和利用。环境问题已让世人猛醒,已经逝去的不能回来,目前的关键是怎样利用好仅存的有限资源来开创人类的未来,必须充分认识到材料、环境与未来的依存相连性,从保护环境的观点出发去开拓新的材料和能源,是从我们这一代人开始必须时刻恪守的信条,愿意以此为径,为材料、环境与未来创造出一片和谐的天地。
八、教学效果与思考
环境材料作为一门新兴的交叉学科,受到人们广泛的关注,同学们也表现出极大的兴趣,保持良好的学习状态。在教学过程中,采用了讲授引导与课堂讨论相结合的方式,结合相关参考书以及最新的资料文献,配合实物图片资料,从环境材料的概念、范畴、行为准则到具体的环境现状等不同方面逐步引导学生进行思考分析,了解环境保护的重要性,引起了同学们极大的兴趣,根据同学们自己的兴趣和观点,在较大的范围内进行自我查阅相关资料,组织内容进行交流探讨,同学们积极主动提出了各类环境保护的观点与措施,以及未来对环境友好材料的开发和使用的基本原则。但是对于环境材料这一新兴的学科领域尚没有成熟的理论支撑和统一的评价体系,以及与之相应的法律法规,还需要得到社会的广泛认知,为创造更美好的自然及人文环境,为社会的可持续发展贡献每个人的智慧。
参考文献:
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