重金属污染的特点和危害范文
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篇1
关键词:土壤污染;重金属;蔬菜基地
收稿日期:2011-05-20
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40963001)资助
作者简介:金联平(1985―),男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。
中图分类号:X852
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2011)06-0001-02
1 引言
重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45 种元素。As 和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内[1]。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降[2],并可通过食物链危害人类的健康; 也可导致大气和水环境质量的进一步恶化; 即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力[3]。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。
2 蔬菜基地土壤重金属污染物来源
土壤中重金属元素的来源主要有两种方式:自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响;受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。
2.1 大气降尘污染
大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类,气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等; 气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染[4]。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主,它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含Zn 粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤[5]。
2.2 农药、化肥等农用物资的不合理使用
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染[6]。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。
2.3 固体废物对土壤的污染
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr 的累积[7]。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因[8]。
3 蔬菜基地土壤重金属污染的特点
3.1 潜伏性和滞后性
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约[9]。
3.2 单向性和难治理性
进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。
3.3 间接性和综合性
土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性[10]。
4 蔬菜基地土壤重金属污染的危害
4.1 直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失
土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低[11],造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1 000万t,被重金属污染的粮食多达1 200万t,合计经济损失至少200亿元[12]。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。
4.2 威胁生态环境安全与人类的生存健康
土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降[13]。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康[14]。
5 蔬菜基地土壤重金属污染的治理
由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针[15],坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源;对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊[16]。
5.1 控制污染源,减少污染的排放
控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染[17,18]。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。
5.2 修复被重金属污染的蔬菜基地土壤
修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准[19]。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。
参考文献:
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篇2
当前耕地土壤重金属污染现状和特征
综合多部门调查结果判断,目前我国重金属污染耕地面积约1.8~2.7亿亩,主要分布在我国南方湘、赣、鄂、川、桂、粤等省区,污染区域主要为工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区和南方酸性水稻土区等。土壤重金属污染具有以下特征:首先,土壤重金属污染具有隐蔽性和滞后性,一般是看不见摸不着的。因此,很多人都会问土壤污染到底是不是病?比如说重金属镉污染,都看不到镉,无法让地方政府和老百姓感觉到有害。除非有表观现象,或者有继发性的毒害事件,才会引起人们对土壤污染的关注。其次,土壤污染呈现的危害一般是潜伏和间接的。我在湖南做了一个案例,试图找到土壤污染与人体健康间的关系。在一个信息隔绝的小村子里,土壤受到了污染,但这个地方的水是干净的,老百姓吃的蔬菜也是干净的。通过连续三年的观察,没有发现两者的必然联系。后来查找了国际上很多相关研究,确实发现土壤污染对人体健康没有直接的关系。再次,土壤中的重金属具有积累性和地域性。我国大面积的土壤重金属污染已经有了报道,包括我们自己也做了研究,多半与水系有关,具有一定的流域性,如发生在湘江流域、西江流域的土壤污染。最后,土壤重金属污染具有不可逆性和难以修复的特点。耕地土壤重金属污染为什么非常复杂?一是污染来源非常复杂,灌溉水、大气沉降、农业投入品都会影响耕地土壤中的重金属含量。二是农业的种类繁多,有水田、旱地,有的种小麦、有的种菜。因为种类繁多,所以目标值比较多样化,这就导致修复非常复杂。三是在耕地污染治理方面,部门管理割裂。由于重金属污染影响的目标非常多样,不同部门的关注点不同,与耕地有关的有农业部、粮食局、质量监督局,还有环保部、水利部、国土部等,这种部门割裂导致了土壤治理的复杂性。
国际修复的经验
国际上,美国和日本这些国家对于土壤污染的认识至少比中国早二三十年。美国1935年开始有土壤保护法,1978年因拉弗河(Love Canal)污染事件促使了超级基金法案的诞生,开始对污染场地治理和管理。目前,国际上关于土壤修复的经验非常多,已经有了比较完整的技术体系。按照位置变化,有原位、异位、原地、异地处理;按操作来讲有物理、化学、生物、综合方法。具体的技术体系有挖掘、填埋等一系列技术方法。但是这些技术的发展基本上以物理化学为基础,大部分是不适合治理耕地污染的。在为数不多的案例中,日本“痛痛病”发源地污染土壤花了30~40亿来治理,采用的是客土法;台湾的这种案例采取的方法是翻耕稀释法,也就是大家俗称的深耕改土。
同时,我也检索了国内外相关的科技文章,2005年到2010年之间大部分都是生物修复、植物修复、钝化修复。2010年以后,技术开始多样化。但是,1600多篇文献中大概有一半是针对污染场地的,一半是针对耕地的。治理污染场地的方法比较多样化,但治理污染耕地技术就比较简单,多半是固化/稳定化。SCI检索的大部分文章都是停留在机理研究。在耕地研究方面,中国的研究非常多,国际上基本上没有。
国内修复技术进展
中国真正关注土壤污染应该是在“十二五”期间,2006~2008年大家开始关注土壤污染,大规模研究也是在“十二五”后期。有几件较有影响的事情,其中有2000年启动的“863”项目,和2014年启动的湖南“长株潭”试点。
“十五”期间的一个“863”项目中有关重金属污染修复技术,主要是开展超富集植物的筛选,国家大约投入1000万元来进行技术研究和产品开发。“十一五”期间,国家投入相对改变了,在矿山修复、石油污染修复、多环芳烃污染农田修复方面,大概投入了2000万元。之后,国家环保部在“十一五”末期开展工业场地修复,这个阶段农田修复反而被忽略了。“十二五”末期的“长株潭”试点和“十三五”的重点研发任务,对耕地污染的治理越来越重视,投入更多。目前内常用的技术体系主要有如下5种:
一是原位钝化技术。通过吸附、耦合、沉淀、氧化还原反应,把重金属变成不活泼的,减少植物对重金属的吸收。该技术主要产品就是钝化材料,现在已经开发得非常多。从原来非常简单的含磷物质,到现在的纳米材料等,还包括各种新型材料,这是我国目前研究的热点。
二是植物阻隔技术。就是种植低吸收品种,一种是通过常规的筛选方法,一种是通过选育方法,这种技术是非常有效的,能够大幅度降低重金属在农产品中的累积。例如,低吸收的水稻品种和常规的水稻品种的镉吸收量相差一倍;不同的蔬菜品种,镉的累积有很大的差别。
三是超富集植物提取技术。这是我国发展最早的、在世界上最有话语权的技术,就是在污染区种超富集植物。所谓超富集植物,就是植物地上部污染物的积累量大于根部的积累量。最早提出超富集植物的是一位国外科学家,国内最早研究超富集植物的是南京大学马奇英教授和中科院地理科学与资源研究所陈同斌研究员,他们发现了蜈蚣草。目前,有很多团队比如南土所、浙江大学在做超富集植物提取的相关研究,很有成效。
四是种植结构调整。针对中高风险的农田,也就是说在重金属污染的田地,种植不具备超富集植物能力的经济作物,切断重金属往植物转运。很多人考虑能源植物、经济作物、中草药等,但最关键的,种植结构调整要形成新兴的产业。
五是农艺调控措施。我推荐这种方法,这是目前很多区域做示范时采用的方法。这种方法比较简单,比方针对镉,长期淹水就能够降低镉,通过施磷肥能够明显降低植物中砷的吸收,通过调整PH值也能够改变。
湖南重金属污染治理案例
2013年爆发的镉大米事件,严重影响了水稻生产和销售,造成不良影响,使“重金属污染问题”成为社会关注的焦点。2014年农财两部实施了“湖南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点”工作,近期我所作为委托方对试点工作进行第三方评估。湖南试点工作涉及耕地面积广、财政经费大、人口数量多,也是目前世界上规模最大的一个耕地污染治理工程。
耕地修复的总体原则就是“因地制宜、政府引导、农民自愿、收益不减”,主要修复技术就包括刚才讲到的5项技术。针对湖南重金属污染耕地,相关部门提出了“分区分类”治理方案,以农艺措施为主,实现“边修复边生产”。
湖南试点工作取得了不错的成效。就种植结构调整措施而言,从经济效益方面来说,我们发现不同替代作物的净收益差距还是很大的,其中蛋白桑的效益最好,其既可作为饲料,也可以作为蔬菜食用。从成本分析来看,人工成本投入是最大的,其次是物料成本和农机成本。
对于湖南试点工作情况,我们进行了大面积的访谈和问卷调查,访谈对象包括农民、种植大户、合作社等,发现目前试点工作还面临着一系列的问题:最关键问题是治理资金;技术落实不到位,导致整个试点面临着很大压力;社会力量,包括企业、合作社,总体上参与程度不够;修复方案设计与现实脱节。
篇3
关键词:金属矿山 酸性废水 治理技术
金属矿山资源是人类社会文明的物质保证,随着社会经济水平的飞速发展,人类对矿产资源的需求量必然与日俱增,但在对矿山的大量开采的过程中,会对环境产生许多负面影响,矿山废水就是最严重的环境之一。矿山废水中含有大量的重金属离子,会对水体产生破坏,危害水中的生物的生长,对农业和渔业等都会造成严重的危害,污染引用水,从而直接危害到人类的健康。在矿山废水中,对环境污染最重、危害程度最大的是酸性废水,因此,针对矿山酸性废水的治理,已经成为当今社会广泛研究的重要课题。
1 金属矿山酸性废水的来源
金属矿山酸性废水的主要来源金属矿石中掺杂的硫化矿石,由于硫化矿的分布广泛且数量较多,在几乎所有的矿体中都存在,特别是铜矿,在微生物、水以及空气等作用下,会发生一系列的物理化学反应,从而生成大量含有重金属离子的酸性废水,水中的离子含量一般为每升几十到几百毫克;在开采的过程中,这种工业废水的产生量极大,甚至每天的排放量有几万立方米,并且受季节雨水的情况影响较大,这些矿山酸性废水会对其周边生态环境造成严重的破坏,直接危害到人类的生存健康。
2 金属矿山酸性废水的危害
金属矿石的周围伴生的多种金属矿和硫化物矿石,产生的工业废水的pH值低,且硫酸盐含量高。在矿山酸性废水中含有大量的重金属离子,如锌、镍、铅、铁等,并且常含有氰化物,废水中的主要污染物可以分为有机污染物、重金属污染物、氰化物和酸等。其危害主要有以下几方面:
①由于废水的pH值很低,一般为4~6,而在硫铁矿较多的矿区,甚至可以低至2~3。这些酸性废水会对金属设备造成腐蚀,如矿井的管道、拦污和蓄污设施等等。
②酸性废水排入周围江河湖泊中,将影响水体的pH值,从而影响水体中动植物以及微生物的生长,对水体本身的自净功能造成影响,最终危害到人体健康。若深入地下,则会对引用水源造成直接的污染。
③酸性废水排入耕田中,则对农作物的生长造成极大危害,可能直接导致植物的枯萎和死亡,并且对土体本身造成影响,使土壤盐碱化。并且废水中的重金属不易被降解,而富集于动植物体内,通过生物链危害到人类健康。
④当废水中的重金属通过一些方式进入人体中,并在人体中积累,最终导致慢性重金属中毒,甚至可以导致皮肤癌及肝癌等癌症的发生。
3 金属矿山酸性废水的治理技术
3.1 中和沉淀法
中和沉淀法最为常用的就是石灰/石灰石中和沉淀法,是处理矿山酸性废水最常用的方法,这种方法是在废水中投入碱性的中和剂,如生石灰、石灰乳、石灰石、白云石等,使酸性废水的pH升高,并且重金属离子与之生成溶解度较小的氢氧化物和碳酸盐化合物而沉淀。这种方法工艺简单,并且处理成本较低。通常根据其具体方法的不同,分为以下三种工艺流程:
①直接投加石灰法。将石灰制成石灰乳,投入沉淀池中,中和生成硫酸钙和氢氧化铁,可以在沉淀池中沉淀后除去。这种方法应用广泛,操作方便,成本较低,但是反应容易生成较大的沉淀,而降低石灰的利用效率。
②石灰石中和滚筒法。将石灰石倒入滚筒内,依靠滚动,可以增大酸性废水与石灰石的接触面积,从而更有利反应的进行。但是这种方法对设备的要求较高,投资较大。
③升流式变滤速膨胀中和法。利用中和塔,将废水自下而上流过石灰石和白云石的滤料,从而进行中和反应。这种设备简单,但反应产生的大量悬浮物容易堵塞,故对滤料的要求较为严格。
3.2 硫化沉淀法
硫化物沉淀法是利用硫化剂将废水中重金属离子转化为不溶或者难溶的硫化物沉淀的方法,金属硫化物沉淀是比其氢氧化物沉淀离子溶度积更小。常用的硫化剂有硫化钠、硫氢化钠、硫化钙等,这种方法的优点是硫化物的溶解度小、同时产渣量较少。但是为了保证重金属污染物的去除干净,则加入过量的硫化物,而会生成硫化氢气体,易产生二次污染。
这种方法可以与浮选法进行组合工艺,即在生成不溶性或难溶性沉淀后加入表面活性剂,从而改变沉淀表面的疏水性,并与起泡剂进行黏附上浮,从而实现对废水中的重金属进行选择性沉淀回收。
3.3 微生物处理法
微生物处理酸性废水是治理矿山工业废水的重要方法,利用硫酸盐还原菌 (SRB)与硫酸盐生物还原反应,还原硫酸盐为硫化氢,再利用微生物反应氧化为单质硫。微生物法处理酸性废水成本低,且应用范围广泛,无二次污染。
3.4 人工湿地法
人工湿地是近几年来国内外研究的一项新型的污水处理技术,主要由人工基质和在基质上生长的水生植物组成,是一种较为独特的人工生态系统,这种方法是根据天然湿地的自净化污水的原理。将砾石、砂石和土壤等材料按一定比例人工填入,选择适当的植物种植此基质上,即为人工湿地,再利用这些特定植物对水中金属离子的降低,让酸性废水慢慢流过人工的湿地、流经人为设计的植物,从而达到对水体的过滤的目的。同时,人工湿地为微生物的生长提供了有利条件,使废水进行二次的微生物处理。此种方法对矿山酸性废水中的重金属离子的去除作用和改善废水的pH值都具有优良的效果。
对金属矿山酸性废水的治理技术较多,除了以上介绍的,还有如氧化还原法、离子交换法、膜分离技术、吸附法和电化学方法等等,每种方法都有着其独特的应用领域。具体采用何种方法,应根据废水的成分、浓度、排放量、来源、排放特点和现场具体条件而定,通过技术经济分析,从而选择和确定相应的处理方法,有时也可能将几种方法合理结合利用,以达到最优的处理目的。
4 对策与建议
根据相关的资料与统计数据表明,在矿床的整个开采过程当中,由于地下水渗流而造成的废水排放,占我国总工业废水排放的很大一部分。矿坑水在排到地表之后,酸性废水排放所造成的环境问题,已经成为了我国采矿工作发展中,亟需重点解决的问题,也是保证可持续发展的重要对策。
首先,要合理地选择开采方式,在治理过程中,主要以预防治理为主要方式,提高对资源的利用率。在开采过程中,要加强综合利用的水平,降低酸性废水的排放水平。与此同时,还要考虑提高矿石中,相应的主要元素的回收率,保证金属元素与非金属元素的回收水平,从而减少酸性污染与重金属污染的发生。
其次,要完善排水系统,采用修坝、截水等多种方式,建立完善的水处理系统,提高污水处理的效率。在对于废水治理上,要加强相应的研究与开发。矿山的废水组成成分比较复杂,选择合理的方式进行处理时,要考虑废水量、污染水平、现场需求等多方面的因素,实现良好的回收利用,将回收利用与治理相结合。
最后,要做好植树造林以及周边生态环境的建设。矿山开采主要集中在山区,整体地势主要以坡地为主,进行植树造林是重要的恢复生态环境,保护周边环境的重要途径,对于生态环境的发展与保护是非常重要的。同时,植树造林以及保护周边环境,也是我国工业持续发展的重要基础。
参考文献:
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篇4
关键词:化学实验室;环境污染;防治措施
中图分类号:X506 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)052-155-02
1 化学实验室对环境的污染
1.1 按污染性质分
1.1.1 化学成分污染
有机物污染和无机物污染是化学污染的两种主要污染形式。有机样品污染和有机试剂污染是有机物污染的主要来源。不直接参与反应的只起到溶剂作用的有机试剂一般都会排放到附近的环境中,但是排放的量也和试剂的消耗量差不多。常年累计下,排放量就会越积越多。有机样品污染中有很多是有毒的有机样品,如农药、亚硝胺、黄曲霉毒素等。无机物污染有重金属污染、强酸强碱污染等。其中还有一些污染不仅毒性强而且在人体中积蓄性也很强,比如汞、砷、铅、镉、铬等重金属。
1.1.2 生物性的污染
生物废弃物污染和生物细菌霉素的污染是生物性污染的两种主要污染形式。检验实验室的标本和检验用品都是生物的废物,比如血、粪便、痰、尿等这些就属于检验实验室的标本,而那些细菌培养基和实验器材等就属于检验用品。很多高浓度的微生物培养基和培养液等有毒的物质都是从生物实验室中产生的。
假如这些有害物质没有经过灭菌处理直接外排,其后果可想而知。这种生物废弃物对环境的污染也是非常严重的,因为很多的生物废弃物是无法分解的。如果是实验室的相关措施没有做好的话,不仅会对环境产生很大的污染,对于实验室中的工作人员的健康也是有很大的危害和隐患的。
1.1.3 放射性的污染
放射性标记物和放射性标准溶液等都属于放射性物质废弃物。
1.2 按污染物形态分
1.2.1 废水
剩余的样品,剩余的样品分析液体,过了保质期的洗液和储藏液等都是实验室产出的废水。一般情况下,这些实验室的废水几乎每个实验室都会经常产出。废水之所以污染严重,主要是因其含有重金属、很多有害的物质以及难以溶解的物质等。
1.2.2 废气
做实验的时候会有很多气体从试剂和样品中产出,这就是实验室的废气。通常情况下,做实验的时候,如果产出的气体是有毒的,那么为了保护分析人员的健康都会在封闭的橱窗内进行。但是这样做的话,对环境的影响就非常大了。实验室产出的废气有甲醛、笨以及有机的溶剂等。
1.2.3 固体废物
剩余的样品、分析后的产物等都是实验室产出的固体废物。还有残留或者失效的化学试剂等。这些固体废物的成分非常复杂,生物污染物、化学污染物、特别是有些失效的化学试剂,一旦处理不妥当的话,对环境的污染是非常严重的。
2 防治措施
2.1 强化化学实验室对环境污染的防治意识
化学实验室环境污染的相关部门,一定要相互协调和配合,全面加强对实验室环境污染的重要性,不管遇到任何困难和问题都不要回避,要想尽一切办法去解决化学实验室对环境污染的问题。这就需要充分了解化学实验室的特点和难点,从而因地制宜,对症下药,并且发动一切可以发动的力量,认真分析化学实验室的特点和难点,提出可行性办法和规范,并且做出相应的考核标准,让有关部分充分的认识到化学实验室最环境污染的严重问题并强化实验室对环境污染的防范意识,从而更好的解决化学实验室对环境污染的问题。
2.2 建立化学实验室管理制度
对于实验室而言,要有合理规范的管理制度,并严格要求每一个分析人员,这样才能确保实验室产生出来的废水、废气、固体废物不会直接流向周边环境。建立起严格的规章制度会对每一个分析人员和工作人员起到制约的作用。为了更好的执行下去,可以把制度挂在墙上,让工作人员和分析人员牢记在心里。这样长期下去,会让工作人员和分析人员养成一个特别好的习惯,就会尽量减少实验室对环境的污染。
2.3 全面做好化学实验室的清洁工作
全面做好化学实验室的清洁工作,就需要全面做好清洁分析和清洁的操作,要时刻保持实验室的卫生,并且要求在规定的时间里做好清洁的打扫,并且要做好实验室废水、废气、固体废物的分类放置和处理。
2.4 减少化学实验室对环境的排放量的方法
对化学实验室的排放量做出重要的分析,以便减少化学实验室对环境的污染量。比如:COD分析如果采用快速烘箱法,污染要少得多,效率却没有降低。一般来说,采用传感器、色谱仪等现代仪器分析要比化学法污染更少。对新仪器要充分熟悉其性能和使用方法,按规定要求进行操作。在做未知物料或性能不明的试验时,应从最小量开始,并采取一定的法治措施。
对化学实验室尽可能的缩小规模,从而减少对环境的污染问题,如果能想办法在网上进行虚拟的实验那就再好不过了。
尽可能的废物再利用,如果能用淘汰的机器或者剩余的样品收集起来,为其他的实验做基础,那就会减少实验室对环境的污染问题。
尽可能的避免购买用不到的产品试剂,这样就从根本上杜绝了样品和试剂的失效性,并且减少分析科研人员对试剂和样品的用量。从而更好的减少实验室对环境污染问题。
篇5
关键词:环境保护 污染发展
中图分类号:N945.11文献标识码:A
1.加强环境保护具有重要意义
发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题,在我国近20年来集中出现,呈现结构型、复合型、压缩型的特点。环境污染和生态破坏造成了巨大经济损失,危害群众健康,影响社会稳定和环境安全。未来15年我国人口将继续增加,经济总量将再翻两番,资源、能源消耗持续增长,环境保护面临的压力越来越大。因此,必须把环境保护摆上更加重要的战略位置。加强环境保护是落实科学发展观的重要举措,是全面建设小康社会的内在要求,是坚持执政为民、提高执政能力的实际行动,是构建社会主义和谐社会的有力保障。加强环境保护,有利于促进经济结构调整和增长方式转变,实现更快更好地发展;有利于带动环保和相关产业的发展,培育新的经济增长点和增加就业;有利于提高全社会的环境意识和道德素质,促进社会主义精神文明建设;有利于保障人民群众身体健康,提高生活质量和延长人均寿命;有利于维护中华民族的长远利益,为子孙后代留下良好的生存和发展空间。因此,必须用科学发展观统领环境保护工作,痛下决心解决环境问题。
2.我国目前的环境状况分析
我国的环境状况可以概括为:局部有所改善,总体仍在恶化。环境污染和生态破坏日益成为我国经济和社会发展的重要制约因素,我国环境保护工作虽然取得多项进展,但形势仍然非常严峻。主要分为以下几个方面:
2.1大气污染十分严重
我国大气污染属于煤烟型污染,以尘和酸雨(二氧化硫)污染危害最大,并呈发展趋势。酸雨污染。由于我国迄今尚未对燃煤产生的二氧化硫采取有效措施,而煤炭消耗量不断增加,造成区域性大面积酸雨污染严重。广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区形成了我国西南、华南酸雨区,已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨区之一。
2.2水环境污染日益突出
我国的水环境污染以有机物污染为主,重金属等有害物质的污染在“七五”期间曾得到较好控制,但近几年又有所恶化。我国湖泊普遍遭到污染,尤其是重金属污染和富营养化问题十分突出。例如:滇池是昆明最大的饮用水源,供水量占全市供水量的54%,由于昆明市及滇池周围地区大量工业污水和生活污水的排入,致使滇池重金属污染和富营养化十分严重,作为饮用水源已有多项指标不合格,藻类丛生,夏秋季84%的水面被藻类覆盖。
2.3植被破坏更加严峻
森林是生态系统的重要支柱。一个良性生态系统要求森林覆盖率不低于30%。尽管建国后我国开展了大规模植树造林活动,但森林破坏更为严重,特别是用材林中可供采伐的成熟林和过熟林蓄积量已大幅度减少。几十年来,由于过度放牧和管理不善,造成了13 亿亩草原严重退化、沙化、碱化,加剧了草地水土流失和风沙危害。
3.加强环境保护的对策
3.1完善环境管理体制
建立健全国家监察、地方监管、单位负责的环境监管体制。国家加强对地方环保工作的指导、支持和监督,健全区域环境督察派出机构,协调跨省域环境保护,督促检查突出的环境问题。地方人民政府对本行政区域环境质量负责,监督下一级人民政府的环保工作和重点单位的环境行为,并建立相应的环保监管机制。法人和其他组织负责解决所辖范围及所管领域有关的环境问题。建立企业环境监督员制度,实行职业资格管理。县级以上地方人民政府要加强环保机构建设,落实职能、编制和经费。进一步总结和探索设区城市环保派出机构监管模式,完善地方环境管理体制。
3.2促进经济社会与环境协调发展
坚持经济社会发展与环境保护相互协调、相互促进,优良的环境正在成为新的竞争优势,保护环境就是保护生产力,改善环境就是发展生产力。在经济社会发展中,要将环境容量作为经济建设的重要依据,将环境准入作为经济调节的重要手段,将环境管理作为经济增长方式转变的重要措施,将环境保护作为经济结构调整的重要任务,从根本上减轻经济社会发展对生态环境的压力
3.3严肃法制,加强执法能力建设
针对环境保护工作中普遍存在的有法不依、执法不严、违法不究的现象,强化法制是非常关键的一环。主要包括以下内容:
3.3.1健全环保法规和标准体系
要抓紧拟订有关土壤污染、化学物质污染、生态保护、遗传资源、生物安全、臭氧层保护、核安全、循环经济、环境损害赔偿和环境监测等方面的法律法规草案。通过认真评估环境立法和各地执法情况,完善环境法律法规,做出加大对违法行为处罚的规定,重点解决“违法成本低、守法成本高”的问题。完善现有环境技术规范和标准体系,科学确定环境基准,努力使环境标准与环保目标相衔接。
3.3.2加大环境执法力度
坚决做到有法必依、执法必严、违法必究,严厉查处环境违法行为和案件。深入开展整治违法排污企业、保障群众健康专项行动,决不允许违法排污的行为长期进行下去,决不允许严重危害群众利益的环境违法者逍遥法外。要严格执行各项法规制度,包括环境影响评价和“三同时”制度、排污许可证制度、总量控制制度、限期治理制度和强制淘汰制度等。加强部门协调,完善联合执法机制。规范环境执法行为,实行执法责任追究制,加强对环境执法活动的行政监察。完善对污染受害者的法律援助机制,研究建立环境民事和行政公诉制度。
3.3.3不断加强环保监督执法能力建设
建立先进的环境监测预警体系,全面反映环境质量状况和趋势,监督污染源污染物的排放。各级政府和有关企业都要制定应急预案,切实提高突发环境事件的处置能力。建设完备环境执法监督体系,做到权责明确、行为规范、监督有力、高效运转。要研究解决环保执法人员纳入公务员序列问题。建设“金环工程”,实现“数字环保”,加快环境与核安全信息系统建设,实现信息资源共享机制。加强环保队伍建设,建设一支政治素质好、业务水平高、奉献精神强的环保队伍。从事环保工作的同志要坚持原则、忠于职守、敢于碰硬,做保护环境的忠诚卫士。
3.4依靠科技创新加强环境保护
国家已把环境保护列入中长期科学和技术发展规划。要把自主创新和引进消化吸收结合起来,集中力量组织攻关,力争在环保关键技术、共性技术方面取得突破。当前要优先开展环保战略、标准、环境与健康等研究,鼓励对水体、大气、土壤、噪声、固体废物、农业面源等污染防治,以及生态保护、资源循环利用、饮水安全、核安全等领域的研究和技术开发,组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关,加快高新技术在环保领域的应用。积极开展技术示范和成果推广,切实提高我国环境保护的科技含量。
参考文献:
[1] 叶文虎.环境管理学[M].北京:高等教育出版社,2000:36-42.
篇6
关键词:资源型城市 个旧市 转型模式
资源型城市转型是一个世界型难题,国外对资源型城市转型的研究和实践开始的比我国早,并都取得了一定的成果。20 世纪80 年代,美国、日本、德国等国学者在资源型城市经济、产业、劳动力就业、环境整治等方面进行了有益的探索和实践[7]。进入20世纪90年代,随着资源型城市发展的深入,许多资源型城市开始面临“矿竭城衰”的危机,于是资源型城市的转型、可持续发展和国外资源型城市转型经验成为我国专家学者的研究主题。李文彦对我国煤炭城市的产业转型问题进行研究,认为产业结构单一是造成煤炭城市经济效益差的主要原因[1];周长庆对我国资源型城市的属性、结构及协调发展做了研究,认为资源型城市呈现出产业结构重型化、国有经济大型化、管理体制二元化、第三产业滞后化等特点[2];齐建珍和白翎通过对抚顺、阜新两个城市发展模式的比较,认为资源型城市或地区经济效益、劳动就业、环境污染等问题的根本途径就是转型进行综合发展[3];还有一些学者研究城市转型的战略[4,5]、接续产业的选择[6] 以及国外的转型经验对我国的启示[7,8]等,以寻求如何发展循环经济、走可持续发展道路。然而,对资源型城市的转型模式以及如何实现转型等研究相对较少,本文主要从这一角度进行研究。
一、资源型城市发展过程中出现的问题
我国拥有丰富的自然资源,特别是中西部地区。其中西部地区的矿产、土地、水等资源十分丰富,形成了大量的资源型城市,如攀枝花、个旧、神木、府谷、铜川、白银、玉门、金昌、克拉玛依等等。随着经济全球化趋势的加快和市场经济的深入发展,资源型城市尤其是西部地区的资源型城市经济发展每况愈下,面临的问题和矛盾远远超过了城市本身的承载能力,迫切需要将其作为区域经济发展的一个重大而又特殊的问题来对待。城市在经济发展过程中出现的问题有以下几点:
1.资源难以为继,利用率低
由于长期高强度的开采导致大量主力矿山关闭,相当一部分资源型城市资源趋于枯竭。据中国社科院研究生院党委书记黄晓勇介绍,到目前为止,20世纪中期建设的国有矿山已有2/3进入“老年期”,440座矿山即将闭坑,390座矿城中有50座资源已经衰竭,300万下岗职工、1000万职工家属生活受到影响,资源枯竭城市产业全面凋敝。而且很多大型企业在资源开采过程中,“吃肥丢瘦” 的现象普遍,资源浪费非常严重,有效利用率低。
2.产业结构单一,经济效益低下
资源型城市的产业结构以第二产业为主,增加值一般占GDP的三分之二以上,而第一、第三产业的比例较低。采掘业和原材料加工业成为产业体系的主导产业,产品结构中初中级工业产品占较大份额,产业链短,对资源的依赖性强,因而导致经济效益低下。例如一些矿业城市单一追求矿产量目标、单一抓矿产调出任务以及单一抓矿产采掘业,因而出现了单一的矿业工业结构,其产品的结构表现为以初级矿产品的基础原料为主的粗放型特征。
3.环境恶化
许多资源型城市,因矿而兴,因矿而建,矿上建城,城下采矿,普遍存在着矿区塌陷、矿山废弃物堆积、大气和地下水污染等问题。据统计,全国因采矿损毁土地累计达40 万公顷,采空或超采地下水引起地面沉降、坍塌、滑坡、地裂缝以及泥石流等地质灾害达千余处,全国煤矿每年排放的废水高达6 亿吨,废气1700亿立方米[9],造成了严重的环境污染。
以上是资源型城市在发展过程中所表现出的问题,不难看出,资源型城市最重要的难点就是产业结构单一,一旦不可再生的自然资源枯竭,作为其依赖资源性产业为主的城市必然萎缩,因此,产业结构转型与调整势在必行。
二、资源型城市转型的主要模式
国内外大量资源型城市经济发展的实践证明,采用不同的转型模式所得结果截然不同,一种是资源枯竭、环境污染,而另一种是资源枯竭、经济可持续发展。综合国内外资源型城市产业转型的经验可以将产业转型模式分为如下四种。
1.产业链延伸模式:是指通过对单一资源型城市原有的主导资源开发产业进行纵向发展,在原有产业发展的基础上,通过技术进步及产业改造,扩展原有产业链,把“原料矿业”转化为“成品矿业”,从而带动区域产业的转型。以山东济宁市为例,其依托丰富的煤炭资源,发展后向加工产业,延长产业链条,大力建设煤化工产业基地。其具体做法就是发挥兖矿集团的龙头带动作用,有机整合市内煤炭企业要素资源,围绕煤焦化、煤气化、煤液化三大产业链,主攻“醇、苯、酸、烯、油、肥”系列产品开发,逐步形成煤化工产业集群。
2. 新型产业植入模式:是指资源型城市选择适合转型区域发展的产业,通过国家的力量,直接在该区域植入具有发展前途的产业,并制定鼓励该产业发展的政策,带动区域其他产业发展的一种模式。以日本九州为例,在经济转型过程中将区位优势进行重构,突破固有的产业结构,培育新兴替代产业(集成电路(IC)产业),从而实现产业结构的多元化和高度化。IC产业的发展使九州经济重新焕发活力,不仅推动了九州地区的经济发展,而且形成产业集聚效应,促进了九州地区高新技术产业的发展。
3. 新主导产业的扶持模式:是指通过对城市现有产业基础的考察,从中选取具有较好发展前景、并能带动其他产业发展的产业,运用区域优惠政策,大力扶持、从而使其成为主导产业的一种模式。如山东淄博,淄博市在巩固提升传统优势产业的基础上,努力培植新材料、精细化工、医药等新兴产业。目前已形成化工、建材、纺织、机械地位巩固,新材料、医药、化纤等新兴行业发展迅速的产业结构新格局。
4.多元复合模式:是指以上这三种模式的综合运用。一般在转型的初期采用产业链延伸模式,城市主导产业逐步由采掘业转变为加工业,在转型的中后期,随着加工业的发展,城市功能逐步完善,新兴产业不断发展,城市逐步演为综合性城市。以德国鲁尔区为例,实施了一系列的老区整治措施,新兴产业取代了传统的以煤、钢为主导的产业,关闭了大部分矿山和钢铁厂,政府还成立了专门的转型机构,制定区域总体发展规划,并且将规划作为法令,要求全区执行,成功的实现了产业结构的转型。
尽管转型方式有诸多种,但是对于不同政治经济体制下特定的资源型城市其转型方式也是有差异的,转型方式的选择往往扎根于更深层次的社会背景之下,因此首先必须清楚的了解各种模式的特点及其适用范围(参看表1),然后再根据资源型城市各自的特点,选择最适合的转型模式。
表1 四种模式的比较
三、个旧市产业结构的特点及发展现状
云南省个旧市矿产开采加工历史已长达2000多年,是我国重要的资源型矿业城市,以生产锡为主并产铅、 锌、铜等多种有色金属的冶金工业城市,在世界上享有“锡都”美誉。随着矿产资源的不断开采,从20世纪90年代开始,个旧的锡矿砂资源迅速枯竭。 2002年,个旧市对矿区进行了治理整顿和资源整合,许多上市公司现代化的锡、铅、锌、铜加工基地,矿藏资源80% 靠外来,正在向高科技、好效益、低能耗、少污染的新型工业化发展道路转型,虽然形势有所好转,但仍旧存在诸多矛盾和问题,仍需探讨和研究,其具体的发展现状表现为如下:
表2 2005-2012年个旧市三次产业结构表
数据来源:红河州个旧市统计局公布
表3 2005年和2010年规模以上分行业工业总产值对比表
数据来源:红河州个旧市统计局公布
1.产业结构过度单一,资源依赖性强
个旧市是云南省典型的单一资源型城市,长期以来,其经济明显地表现为二、三、一结构,发展极不平衡。从2005-2012年个旧市三次产业结构表(其中2006年的数据缺失)中可以看出三次产业比例表现出明显的“两头小、中间大”的特征,以有色金属开采为主的第二产业比重过大,既是地区主导产业也是支柱产业,而第一产业和第三产业比重过小。从2010年与2005年的行业分布情况看,规模以上工业产值仍然集中在有色金属冶炼及压延加工行业。2005年有色金属冶炼及压延加工业行业产值占规模以上产值的比重为79.9%,2010年上升到92.1%,比2005年增加了12.2个百分点。
由于个旧市过度依赖第二产业并且在计划经济体制下形成的第二产业,又几乎全被国有经济所垄断,从表3中也可以看出个旧市的企业基本都是为矿山建设配套而设立,产业集中在色金属矿采选业、黑色金属冶炼及压延加工业特别是有色金属冶炼及压延加工业,资源依赖性强,其他支柱产业如化学原料及化学制品制造业和医药制造业拥有的企业个数就太少,而过度集中的国有经济就会产生“挤出效应”,使其他经济成分的生存空间变的极小,因此城市经济结构自身调节的弹性也就很小,如果矿业不景气,就会导致地方企业生产经营困难。
2.轻、重工业发展不协调
通过观察表3以及对个旧市产业结构其他数据的研究中发现个旧市的产业还存在轻重工业发展不协调的问题。下面用更直接的数据说明:2011年个旧市规模以上工业企业实现工业增加值84.0亿元,其中:轻工业2.9亿元,增长30.4%;重工业81.1亿元,增长15.2%。在全市行业中,有色金属冶炼及压延加工业累计实现工业增加值65.2亿元,占全市规模以上比重的77.6%;有色金属矿采选业实现工业增加值4.6亿元,占全市规模以上比重的5.4%(红河州个旧统计局公布)。经过多年的发展,尽管轻工业增长快于重工业,但仍然没有改变轻重工业比例失调的工业格局,没有摆脱资源对区域发展的束缚。
3.生态环境遭到极大的破坏
以锡矿资源及采矿、冶炼、加工而闻名的个旧市,多年来的采选矿使该地区的地表遗留下许多采空区,采选后的尾矿堆积量和堆积点日益增多,造成矿区四周及市区生态环境不断恶化。随着每年雨季的到来,大量泥沙就会从采空区涌入市区淤塞排水通道,带来洪灾隐患,农业生产也因此受到破坏和影响,曾发生过毁坏耕地近万亩,冲毁河道数千米、房屋575间,殃及164万人。在专家对个旧矿区进行的研究中发现个旧锡矿区废弃地土壤肥力缺乏,重金属污染严重,土壤退化非常严重,特别是一些蔬菜地土壤被重金属污染,使蔬菜食用部分的重金属含量超标严重,对人体的健康产生危害。因此,个旧市的生态环境亟需综合治理。
四、个旧市产业转型模式探讨和发展建议
(一) 个旧市产业转型模式探讨
借鉴国内外成功的转型经验,并依据资源型城市转型的模式特点和适用范围(参考表1)和个旧市在经济发展过程中表现出的问题,应该选择比较适合的多元复合转型模式。其原因主要有两点:一是个旧市在长期发展中过度的依赖于资源的开发,其他产业大都依附于主导产业的发展,一旦资源枯竭,其他产业也将无法生存;二是个旧市并没有在资源的最佳时机即成熟期(中国矿业年鉴将矿山开采年限20-50年为成熟期,而个旧市矿产的开采约有2000年的历史)进行转型,而是在经济社会发展陷入困境后备矿产资源不多的情况下开始尝试转型,经济停滞不前、社会矛盾加剧、环境污染严重等问题突出,这种环境下只能采取循序渐进的转型方式。
首先在转型初期应采用产业链延伸模式。个旧市依托其丰富的矿产资源禀赋,形成了具有自身特点的主导产业,但产业链条短,无法形成具有一定规模的产业集群。因此个旧市必须在原有资源型产业的基础上,通过发展精深加工将主导产业由有色金属采选业、冶炼及压延加工业向有色金属精深加工业转型,延长有色金属特别是锡矿的产业链,并加强对其他具有比较优势的产业进行探索培育。在延伸产业链的过程中应注意将有色金属精深加工业领域集中在①锡冶炼及精深加工产业群②依托除锡以外其他有色金属的产业优势③将以铋、钹、镓等稀贵金属产业为主的固废资源综合回收这三个方面。
其次在转型的中后期,当有色金属深加工业能够提供稳定的资金后,就可以根据实际需要运用新型产业植入模式或者新主导产业的扶植模式,发展具有带动其他产业发展的潜导性产业,通过对该产业的重点扶植以及政府提供的优惠政策,逐渐改变完全依赖锡等有色金属开采的局面,最后使矿业城市转变为综合型城市。在选择接替代产业时,一方面要应充分发挥作为龙头企业云锡集团的带头作用,加快培育发展新兴产业,形成多元化的产业结构,特别是要大力发展科技含量和附加值高又有自主知识产业并且市场竞争力强的优良产业,培育新的经济增长点;另一方面利用丰富的生物资源和良好的工业基础,壮大木棉、茶叶、草乌、牛奶等为原料的生物资源加工产业,将生物资源开发培育成个旧市的支柱产业之一。还要学习俄罗斯的成熟经验,积极推进霞石产业的综合开发建设,将24亿吨的霞石矿产远景储量作为个旧市的后续产业。
(二)对个旧市产业转型的发展建议
为了使个旧市成功的转型,经济实现更好更快跨越发展,还应该注意从以下这几方面着力:
(1)优化个旧市的产业结构,提高一、三产业产值
根据前面对个旧市发展现状的分析可以发现个旧市存在严重的三产比例失调问题,第二产业比重过大,一、三产业比重过小,特别是第一次产业农业。对于如何发展农业这里有几点建议:一是加大对农业的投入,提高农业综合生产能力。进一步加大对农业的投入,强化农业基础地位,提高农业综合生产能力;二是落实完善各项支农政策,加强农产品市场信息服务。认真落实各项支农惠农政策,改进和完善补贴方式,确保农民的实惠不缩水、不走样,让农民更多地受益,最大限度地调动农民生产积极性;三是加大农村劳动力技能培训。提高农民整体素质,培养造就有文化、懂技术、会经营的新型农民,是建设社会主义新农村的迫切需要。
随着农村人口大量涌入城市,城乡一体化进程在不断提升,第三产业服务业在吸纳就业方面具有较大空间。可以通过加大对传统服务业的支持力度,如居民服务业和商业服务业,在财政和税费上提供一定支持,如对有一定发展潜力和规模的服务业企业进行政策指导以及人员岗位培训等,提高企业主和员工的人员素质,提高企业生存能力,实现个旧服务业企业持续可协调发展。
(2)加大科研投入,增强自主创新能力
要加快技术创新步伐,增强中小企业自主创新能力,促进企业结构调整。一方面要利用科学技术加强产品开发力度,开发高新产品,拓展产品销路,努力打造企业的品牌,通过品牌的知名度,从而不断扩大利润空间,进而保持和提高企业的竞争优势。另一方面要做好产业提升,要研发、运用高新技术和先进适用技术对传统产业进行改造和提升,通过技术改良项目建设,优化传统产业和产品结构,努力实现产业高新化。
(3)正确处理资源开发与生态环境保护的关系
对于个旧市生态环境恶化所产生的一系列负面效应,政府方面必须采取措施,停产整治那些排放污染较为严重的企业,并且进一步加强控制污染源工作,加大监管力度,对违法违规生产企业进行坚决依法处置,以防环境继续恶化。企业方面需要积极配合政府的治理工作,以科学的态度和方法进行资源的开发利用和生态环境的保护,不能对超出生态环境承载能力的资源进行开发,要真正改变粗放型的增长方式,努力实现自然生态系统与社会经济系统的良性互动、增长速度与质量和效益相统一。
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篇7
关键词 食用菌;产品供应链;质量管理;多元性;质量安全保证体系
中图分类号 S646 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)14-0271-03
Analysis on Quality and Safety Assurance System of Edible Fungus Products
ZHOU Lin GUO Shang XIAO Jin-chuan
(Institute of Edible Fungi,Shanxi Provincial Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan Shanxi 030031)
Abstract On the basis of analyzing the offer chain pluralism of edible fungus products,discussed the technology and quality safety problems of edible fungus production,put forward the product quality management must pay attentions to the actual implementation effect,change the passive management system,establish the active assurance system,namely edible fungus product quality safety assurance system.The basic connotation of the quality and safety assurance system is that establishing an organization from edible fungus industry producers, circulation person, sellers and consumers,administrative and technical services,with organize and participants′ own integrity,implement the relevant national quality standards,provide a clear responsibility,safety and health quality products,establish the social effect of edible fungus product quality and integrity.
Key words edible fungi;products offer chain;quality management;pluralism;quality and safety assurance system
在农产品贸易全球化的形势下,各国农产品都直接在全世界消费者面前登场亮相,因此农产品的质量、等级、卫生标准甚至食物安全问题都已成为世界瞩目的重大课题之一。食用菌是农产品中的重要品目,是推动我国农业发展和农村经济进步,扩大农民收入,丰富城市居民生活,增进人民健康水准的朝阳产业。中国是世界最大的食用菌生产国、消费国及出口国,是世界食用菌产业发展的新兴动力源。据相关部门统计,20世纪80年代前,我国食用菌年产量仅在6万t左右,而在2013年食用菌生产总量达到近3 000万t,在全世界占据首位[1-2]。然而食用菌产品的质量安全问题,诸如荧光增白剂事件、甲醛事件、工业柠檬酸事件等的发生说明了我国食用菌质量安全存在重大隐患[3],食用菌产品质量安全现状如何,存在哪些隐患,有何解决措施,值得深思和重视。
食用菌产业是一个具有很多特殊性的行业,从原料供应、生产人员、产品出货直到消费方式,与其他的农业生产领域具有很大的不同,食用菌产品供应链的结构也较复杂,涉及领域较广,产品新鲜度、卫生安全性要求较高。目前的食用菌产品质量状况是尽管有诸多的生产及产品的法律法规、标准、认证等管理条例,而根据调查,从事食用菌产业的相关业者真正了解我国食用菌生产及产品质量相关标准规范的不多,而在生产实际中应用执行这些标准的从业者更是少见,因此在产品供应链运转中质量安全得不到有效的保证。如何使这些食用菌业者实实在在,自觉自愿地执行国家有关的产品质量规范,生产出合乎国家质量要求的高质量产品,获得消费者的信任,同时增加食用菌从业者的经济收入,达到食用菌产品诚信的社会效应,是食用菌产品质量管理的重要课题。本研究提出了以食用菌产品供应链为基础,以实际从业者为主体,建立一个业务关联者自愿参与、自主运营的产品质量保证组织体系,自觉执行国家法律条例、标准规范,在实际产业经营中创建食用菌产品质量有保证、从业者收入高、消费者放心的产品诚信的社会效应。将陆续报道有关食用菌产品质量安全保证体系的理念、构成模式、从生产到消费全过程的质量管理运营、质量检测、评比公示、行政技术部门的服务与监管、问题产品赔偿制度以及消费者的评价监督功能等研究结果。
1 食用菌产品供应链特性分析
1.1 食用菌产品供应链构成
根据食用菌产业及产品特性,其产品供应链一般可以认为是由栽培生产过程、包装出货过程、储藏运输过程、批发零售过程以及消费过程等构成的链条式结构。在这个链条结构中,贯穿着产前环节,包括生产资料、劳力、资金等的供应部门;产中环节,包括种植业者、技术指导者、行政管理者等部门;产后加工环节,包括产品分级加工业者、质量检测管理者等部门;流通环节,包括物流业者、仓储业者、环保管理者等部门;批发销售环节,包括批发销售业者、农贸市场管理者、工商卫生检测等部门;消费环节,包括广大的个体消费群、饮食业者、消费者协会等部门,这些有关业者构成了一张庞大的各种行业组成的整体性的功能网络结构。而在这个以链式结构为主体的巨大网络结构中,还包含着信息流、物品流、资金流、商业流、信誉流等软件的和硬件的,有形的和无形的充填物。因此,可以说食用菌产品供应链是一个从田间到餐桌的时空过程中全方位的由各种行业关联者构成的链条式网络信息有机体,即“有骨有肉有血”的有机体系[4]。
1.2 食用菌产品供应链的特性
如前所述,食用菌产业与其他农作物相比,具有独特的种植生产、检品出货、运输保藏、专卖零售等特征,加之产品供应链的庞大和立体结构,使得食用菌产品的生产与供应等方面表现出了多元的特性。
从食用菌生产和供应方面来看,由于我国的食用菌产业化程度较低,生产经营规模较小,销售行业还基本上是以农贸市场为主,远比不上发达国家的销售系统,因此在整个食用菌供应链从生产到销售的各个环节上,每一个环节都存在着不同的甚至几个参与者,有时1个环节还包含着几个分支或不同的子环节,相对比较复杂,表现出了不同行业、不同环节的经营者具有的多元化的理念。在产品供应链体系中,参与者众多,包括了一、二、三产业各个领域。目前在农产品行业中主要有以批发市场为核心的“农户+批发市场”模式、以农产品加工(流通)企业为核心的“农户+企业”模式、农产品加工(流通)企业自办农场的“直属农场+企业”模式等[4]。在食用菌产业中,虽然目前有一些核心龙头企业,但这些核心企业与其他工业、大农业企业相比,其规模很小,市场所占份额较低,经营业务范围较窄,年销售额也非常小,因此很难协调整个供应链上的其他企业。供应链上的参与者,如种植生产者、产品加工业者、物流业者、批发零售商等各有不同追求,代表了各自不同的经营方式与利益,他们之间缺乏纽带和协调,各个环节的企业缺乏信任,有时甚至隐瞒实际情况,没有建立有效的合作互动和稳定的协作整合,所以无法实现供应链整体的利益最大化。
从食用菌销售和消费方面来看,与其他食品供应链相同,食用菌产品供应链的最终端是消费,无论是对哪一类消费者,安全的产品是最重要的。从安全性上看,食用菌产品有无公害食用菌产品、绿色食用菌产品以及有机食用菌产品3类,据肖琪[5]调查,消费者对安全食用菌产品等级有一定程度的认知,约有40%的消费者对无公害食用菌产品和绿色食用菌产品持“基本了解”状态,约有33%的消费者对有机食用菌产品持“基本了解”状态,即表示多数消费者仅仅知晓有3类安全食用菌产品,而一部分自认为有能力辨识的消费者也是没有可靠的科学依据。根据课题组的调查,太原市86%的消费者在购买食用菌产品时将第一选择定为食品安全性,而且愿意为安全食用菌产品支付更高的价格。销售与消费是2种截然不同的利益代表,他们之间缺乏纽带和协调,相互之间缺乏信任,这是现今食用菌产品以至农产品的质量安全问题的重点之一。因此,安全食用菌产品是质量诚信、互利互惠的综合体现[6]。
从以上理由可以看出,从生产、供应、销售、消费等整个供应链看,存在着各种不同立场、不同追求的利益主体,代表了各自不同的经营方式与理念,表现出了食用菌产品供应链的多元性[7]。
2 食用菌产品质量管理的状况与问题分析
2.1 食用菌产品质量管理状况
一般来说,农产品质量管理是通过技术标准、卫生安全标准、质量认证标准等一系列由国家政府、行业部门以及各级地方政府、企业等相关部门制定的质量标准体系来实行的[8-10]。我国食用菌质量标准,从制定标准的角度可划分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准,现已颁布实施的食用菌标准有国家标准33项,行业标准76项,还有很多地方标准和企业标准(例如福建省食用菌关联地方技术标准70余项,山西省地方技术标准有17项)。中国食用菌协会也曾发表有《全国食用菌质量安全行动意见》(中食菌协〔2012〕8号),明确提出了食用菌质量安全的六大重点工作。食用菌生产经营企业也是积极行动,雪榕、星河、丰科、羲皇等全国几个较大的食用菌龙头企业带头在2013年中国食用菌协会五届三次常务理事(扩大)会上,联合了《工厂化食用菌安全广州宣言》[3]。
2.2 食用菌产品质量安全问题及原因分析
回顾国内食用菌行业产品质量安全事件有过很多的教训,不仅影响到本国国民的健康,在国际上也造成了很大的不良影响。
近10年来,被曝光的食用菌产品质量事件有很多,孟祥海等[3]汇总了近年发生的食用菌质量事件,2009年4月2日,农业部农药残留质量监督检验测试中心广州分中心查出的含荧光增白剂事件,2009年7月2日,北京市工商局抽检当地食用菌样本二氧化硫超标,2010年9月,郑州市工商部门查处1个从事批发大桶蘑菇的窝点,总计1 500余桶约20 t毒蘑菇;2011年6月,天津蓟县对辖区内食用菌制品企业全面检查,仅1个县的辖区,22家企业因食品安全问题停产整顿;2012年4月,媒体报道青岛发现甲醛蘑菇。还有在对外贸易中,食用菌产品质量安全事件对我国的食用菌产品信誉产生了很恶劣的影响。平 华等[6]2016年研究发现在北京和河北生产基地中,香菇、平菇、金针菇鲜品中农药和重金属等各风险因子超标率较低,只有平菇中氯氟氰菊酯超标率为3.3%。流通市场抽取香菇和黑木耳干品中农药、二氧化硫及重金属超标率相对较高。据浙江省检验检疫局通报[7],自2008年4月至2011年11月,我国出口至日本、美国、欧盟的食用菌产品因质量安全违规被通报案例80多起。
食用菌产品质量安全事件发生,说明了我国的食用菌产品质量管理存在很多问题,这些问题归结起来有以下几种情况:重金属含量超标、农药残留、化学药剂、微生物污染等。分析导致这些食用菌质量安全事件频发的原因,主要是技术层面的生产、加工、贮运等环节操作不当,以及管理制度层面的质量管理体系不健全和执行不彻底。
从技术层面因素来看,重金属含量和农药残留超标主要来自食用菌生产环节的操作不当。农作物秸秆是食用菌生产所选的主要栽培基质,是重金属污染的主要原因之一。农药残留超标是指对食用菌病虫害实施化学防治不当,导致农药残留超出质量安全标准,主要来自食用菌生产管理过程。化学药剂污染主要来自食用菌加工、贮运环节的违规操作。微生物污染是指食用菌受到有害微生物的侵害造成的污染,在食用菌从生产到销售的各个环节上都可发生。
除了以上技术方面的原因,还有就是我国现阶段的食用菌质量管理体系不健全和食用菌质量管理整体实施过程中也还存在着很多问题。一是认知度不够。食用菌生产者、销售者、消费者等不了解这些食用菌质量管理标准;二是执行不积极。由于不了解这些标准,所以生产者、销售者根本没有实施的意愿,消费者也不甚了解,关心不足;三是物流标准不足。收购、加工、保鲜、包装、贮存、运输、标识等缺乏;四是质量保证意识不强。在消费阶段,虽有质量追踪可查,但无保证、补偿的措施,致使一部分生产者、销售商有机可乘,造成质量管理混乱。
3 食用菌产品质量保证体系的构成
食用菌产业与其他农业生产领域相比,有很多不同的特点,例如生产经营分散、小规模农户多、产业小、产值低、供应环节分散等。就产品销售而言,食用菌产品具有即时的新鲜性,不同于大宗农产品的耐储藏性,也具有短暂的色泽与香味,不同于一般农产品的色泽与香味可以保持一个相对较长的时间。因此食用菌产品的质量安全管理包括生产、流通、保藏、销售等环节都具有相当的难点,我国各级管理部门、行业协会、学府机关等都非常重视食用菌产品的质量安全工作,制定了很多相关的法律、规范、技术标准,但实际效果与重视的程度相比,收效不甚显著。广大的食用菌产业从业者对相关的质量安全管理知识与法规不甚了解,执行的积极性较差,而相关的质量安全管理规范、技术标准等又较多较复杂,很多农民生产者、个体销售者等食用菌从业者不懂其中的重要性和技术性。再加之有些不法分子有法不依,知法犯法,制造不良产品,给社会带来了极大的危害。
在分析食用菌产业特点和产品质量安全管理的现状和问题的基础上,提出了食用菌产品质量安全保证体系的基本设想,构成体系的方案以及模式。这个质量安全保证体系的基本设想是建立一个食用菌产业的生产、流通、销售、消费、服务等全过程的从业者自愿组成的联合组织,以自身诚信,严格执行国家有关质量法规标准,提供责任分明、安全卫生的优质产品,确立食用菌产品质量诚信的社会效应,为社会服务,以好质量求高效益。
本体系具有以下的特点:本体系组织以全体从事食用菌产业者为对象,采取会员制,自愿参加,体系组织自己管理,以好质量求高效益;体系组织按国家质量法规标准,制定本团体的生产工程管理,出货、运输、批发、销售、消费、监督等标准,提供优质产品;制定销售产品质量标准,提供优质高档次产品,增加产品价值,获得更多的经济效益;制定质量信息跟踪制度,正向追踪产品质量,逆向查找问题责任;建立问题产品的赔偿制度,并用体系组织自身诚信切实维护,使消费者信任、放心食用,同时作为食用菌产品质量安全体系的成员,起到宣传、监督、鞭策的作用。
4 食用菌产品质量安全保证体系的意义
我国目前的食用菌产品质量安全管理现状一般是国家以及地方管理部门、行业协会以及质量监查部门制定相关法规、标准等;技术检测部门、质量管理认证部门等进行质量检测和产品质量认证;工商管理、消费者协会等部门进行市场管理;生产企业、个人等生产单位遵照有关规范进行生产质量管理。我国的食用菌产品质量管理近些年取得了很大的发展,但是也还存在一些不尽完善之处,比如技术检测,产品认证的技术专业难度较大,实际从业者望而却步;市场监管,消费者投诉造成经销者逃逸对抗;生产企业、个体经营者虽有食用菌的生产技术,无奈对产品质量安全管理缺乏专业技术和指导。研究认为建立食用菌产品质量保证体系,使一些食用菌产业链中的生产者、流通者、销售者、消费者、服务者等自愿共同组成一个联合组织,以参加者自身的诚信,执行国家有关质量法规标准,提供责任分明、安全卫生的优质产品,主动地保证食用菌产品质量安全,确立食用菌产品质量诚信的社会效应。
4.1 以实际从业者为基础构建质量安全保证体系,通过体系贯彻执行食用菌质量安全标准
现行食用菌质量管理体制是以有关部门制定相关法规标准,监查管理有关生产、流通、加工、销售部门,其中有很多是带有管理性质的,在一些食用菌产业实际从业者看来,只要不违反有关的国家监管法律法规就可以了,很少主动执行相关的法规标准,甚至有些从业者利用一些管理制度不完善之处,制造一些危害质量安全的伪劣产品。如果建立一个以食用菌产业链中的实际从业者为主的质量安全保证体系,使食用菌产业的生产、流通、销售、消费、服务等全过程的从业者自愿参加,自己依靠自己,以自身的诚信,严格执行国家有关质量法规标准,提供责任分明、安全卫生的优质产品,这样生产经销业者可以获得更高的经济收益,消费者可以获得安心健康的食用菌产品。这样的组织可以是小范围的,但在这个小范围内可以获得真正理解与相互的信任,改变现在的生产与销售、销售与消费的利益对立立场,改变管理与被管理、监察与被监察的功能对立关系。
4.2 以服务型的技术指导与质量检测代替行政性的管理与监察
现行的产品质量安全管理与技术支撑多数是行政性的管理多于服务型的指导,比如有些部门只注意到食用菌产品中含有重金属污染问题,去检查这些产品的销售并加以严厉的取缔。这是非常必要的,然而怎样解决这些问题,却没有真正细致地去指导生产者。技术部门和生产部门往往也没有与检测部门、媒体部门做到很好的配合,致使很多信息交流和业务配合不畅,使得很多问题得不到有效的解决。本体系的构建提倡技术指导部门以及质量监察部门也加入这个食用菌产品质量保证体系中,作为一个成员来贡献于食用菌产品质量管理事业。
5 参考文献
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蛋白质组学的核心技术为二维凝胶电泳技术、计算机图象分析与大规模数据处理技术和质谱技术。它的前沿大致分为3个方向:第一,针对基因组数据库的生物体或组织/细胞,建立其蛋白质组。第二,以重要的生命过程或人类重大疾病为对象,进行重要生理过程的比较蛋白质组学研究。第三,蛋白质组学技术支撑技术平台和生物信息学研究[3]。随着蛋白质组学的发展,差异蛋白质组学越来越引起广大学者的关注,主要是由于生物体内蛋白质种类、数目在发育过程中以及在不同的环境条件下具有时空性和可调节性等,所以可以通过筛选由某因素引起的差异蛋白质谱,从分子水平上揭示生命现象的本质[4]。差异蛋白质组学技术在水产动物研究中的应用,不仅对更好地利用这些水生资源有重要意义,还可以为预防、诊断、治疗水产动物疾病提供参考,也可以为养殖水环境调控以及污染监测提供科学依据。
1差异蛋白质组学技术
目前差异蛋白质组学研究多采用传统的蛋白组学技术,如双向电泳、质谱等,但无论是双向电泳还是质谱技术都存在着缺陷。双向电泳不能捕获细胞内的全部蛋白质,因为分子量过大或过小的蛋白难以用其分离,极酸或极碱的蛋白在电泳过程中容易发生丢失,而且低拷贝蛋白和难溶蛋白也难以检测到[5]。质谱在分析蛋白质之前需要对样品进行必要的纯化,且无法实现高通量蛋白质分析,无法区分分子和带电荷相同的同分异构体的质量[6]。这些技术的缺点阻止了差异蛋白质组学研究在当前大规模地迅速开展,但近几年一些新技术的发展为差异蛋白组学的发展提供了条件。如荧光双向差异凝胶电泳和稳定同位素特征标签生物质谱、激光捕获微切割技术、表面增强激光解吸电离-飞行时间-质谱技术等[7-10]。
2差异蛋白质组学技术在水产动物研究中的应用
2.1在水产动物环境毒理方面的应用
无论是在淡水环境还是海水环境,日益严重的环境污染对鱼类、贝类、甲壳类及棘皮动物等水产动物造成了严重的危害,同时也严重影响了水产食品的安全,威胁着人类的健康。为了寻找污染物风险评价的生物标志物及为环境污染监测提供科学依据,众多学者采用差异蛋白质组学技术来研究水产动物并取得了一定的成果。有机物的污染是其中的一个方面,包括苯类物质、有机磷类物质等。苯类物质主要有多氯联苯、酚类物质等,贻贝(Mytilusedulis)鳃组织在多氯联苯等胁迫下被检测出诱导的差异蛋白表达信号,为肌浆球蛋白、肌动蛋白等,并且发现贻贝组织的蛋白表达信号具有污染物特异性[11-13];DeWit等[14]采用差异蛋白质组技术分析两个斑马鱼成鱼群体肝脏内四溴双酚A(TBBPA)的分子靶标,推测了TBBPA的毒理机制。将稀有鮈鲫(Gobiocyprisrarus)暴露在1、10和100μg/L的2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)中,研究其肝脏损伤的蛋白表达谱,结果发现35个差异蛋白点,其中11个蛋白被成功鉴定,它们主要参与脂类代谢与转运、氧化应激以及蛋白修复和氧化磷酸化等生物学过程[15]。对大西洋鳕鱼(Gadusmorhua)和虹鳟(Scophtalmusmaximus)在苯酚和双酚A胁迫下血清蛋白表达图谱的分析表明,鳕鱼差异蛋白表达更敏感[16]。有机磷的污染物主要为甲基对硫磷,那宏坤等[17]从甲基对硫磷胁迫下牙鲆(Paralichthysolivaceus)鱼脑组织,鉴定出17种差异表达蛋白质,主要为热休克蛋白、细胞色素P450和谷胱甘肽S-转移酶。还有一些其他的难降解的污染物,如全氟辛烷磺酸盐(PFOS)。Shi等[18]从暴露于0.5mg/LPFOS胁迫发育192h的斑马鱼胚胎中,鉴定了69个差异表达量超过2倍的蛋白,通过质谱技术鉴定了18个蛋白。这些蛋白参与了细胞多种生命过程,包括能量代谢、脂质代谢、信号转导及细胞凋亡等。从蜘蛛蟹(Hyasaraneus)、滨蟹(Carcinusmaenas)和贻贝暴露在不同污染物中蛋白表达图谱的变化,发现滨蟹比蜘蛛蟹差异蛋白的表达更显著,而且贻贝差异蛋白的变化与污染物种类具有较好的相关性[19,20]。
重金属污染物主要为镉、铜、铅、汞和锌等离子。Shepard等[21]发现贻贝在不同浓度铜离子中,其总蛋白差异表达,而且溶酶体的破坏程度与铜离子浓度呈正相关,虹鳟鳃在锌离子浓度小于3.5mol/L时,蛋白表达图谱中有22种蛋白表达发生差异[22]。多种水产动物在重金属镉作用下发生蛋白的变化,如贻贝消化腺、鳃和外套膜具有差异蛋白[23];扇贝腮筛选出37个由于镉盐胁迫而产生的差异蛋白质斑点,其中7个是与镉毒性密切相关的蛋白质[24];蛤组织表达的差异蛋白为细胞骨架蛋白[25];中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)前鳃蛋白表达图谱发生差异[26];牙鲆各组织在镉胁迫下,肝脏富集的金属的浓度最高,其浓度递增近6倍,脑组织中有24个蛋白差异表达,其中铁传递蛋白、乙酰转移酶、蛋白磷酸酶和肌动蛋白等9个蛋白的表达与镉离子浓度密切相关[27,28];镉盐诱导海兔亚口腔神经节产生差异蛋白质,并采用蛋白质组学技术对其分离、筛选和鉴定[29]。在镉盐的胁迫下,产生的差异蛋白主要为肌动蛋白、热休克蛋白及钙结合蛋白等。
2.2在水产动物养殖及养殖环境生理方面的应用
水产动物对外界环境的变化,如温度、盐度和压力等,具有适应能力,主要通过体内生理代谢的变化维持正常的生命活动。通过差异蛋白质组学技术,找到差异的蛋白质,揭示水产动物对环境变化的生理适应机理,为养殖水环境调控提供科学的依据。张鹭等[30-33]对缢蛏(Sinonovaculaconstricta)适应环境的变化做了深入的研究,受低盐短期处理后,血淋巴显示出了至少9种差异蛋白。在高温应激下,缢蛏血淋巴内有多种蛋白发生变化,最终鉴定出2种蛋白质:锌指蛋白及IBP-CARCRchelonianin。缢蛏受高温、低盐短期处理后,缢蛏血淋巴碱性蛋白显示对温度更为敏感;就总蛋白而言,盐度压力下蛋白质浓度比温度压力下下降更快,总蛋白更少;就差异蛋白而言,小分子蛋白点的数量较一致,但高温下差异点比低盐条件下明显增多,浓度变动更加复杂。在寄生压力下,缢蛏血淋巴内有多种蛋白发生变化,主要为与炎症反应、基因表达调控、蛋白质合成等有关的蛋白。在鱼类方面,大黄鱼(Pseudosciaenacrocea)进行8.5℃急性低温胁迫处理后,肝脏16个蛋白点表达量发生显著变化,对其中的4个差异点鉴定,结果N-乙基马来酰亚胺敏感的结合蛋白、角蛋白18和2-cysperoxiredoxins表达显著下调,而肌球蛋白重链(MHC)表达显著上调[34]。在3种盐浓度(20‰、35‰和45‰)(天然海水盐度)的海水中,对文昌鱼(Branchiostomabelcheri)肌肉蛋白的表达差异进行研究,发现了3个明显的差异蛋白,分别为七鳃鳗神经肽Y前体、文昌鱼Wnt-A蛋白(片段)、文昌鱼Wnt-4蛋白(即AmphiWnt-4)。首次报道了此两种Wnt蛋白与盐胁迫下生物的生理变化有关,也为研究Wnt蛋白的功能以及分子水平研究盐度对动物的影响提供了初步试验依据[35]。Smith等[36]在研究虹鳟(Oncorhynchusmykiss)鳃细胞时,使其由等渗变为低渗过程中,鳃细胞跨内皮电阻发生变化,经双向电泳和质谱鉴定发现前载脂蛋白(pre-apoAI)差异表达显著,推测该蛋白在鱼类渗透调节过程中起着重要作用。
在水产养殖中,饵料生物较为重要。目前世界上大约有85%以上的海水养殖动物种类需用卤虫(Artemiasinica)作为其幼体饵料。卤虫的无节幼体是卤虫在水产养殖中应用最广泛的主要形式之一,可以直接简便地从幼虫卵孵化得到,是鱼、虾、蟹和牙鲆幼体的开饵料。本研究利用双向凝胶电泳技术,分析卤虫初孵和孵化24h后无节幼体的蛋白质组表达的变化特点,结果孵化24h的卤虫无节幼体中表达的蛋白显著多于刚孵化的无节幼体,且不同分子量范围的蛋白的表达情况存在明显差异[37]。李妍[38]利用差异蛋白质组学技术对卤虫的发育过程研究,对孵化0h、5h、10h、15h和20h的卵进行比较,出现的差异蛋白斑点分别是18个、26个、23个、16个和14个。鉴定9个明显的差异点,发现这些差异蛋白中包括一些热激蛋白、ATP合酶的B亚基、氧化还原类醛酮还原酶和未知蛋白。周茜[39]采用低温脱水的方法对中华卤虫滞育卵进行激活,结果约70个蛋白点在激活刺激后上调表达;25个下调表达;其余的蛋白点表达量基本恒定。
对其幼体受到急性硫酸铜刺激后的蛋白表达变化情况进行研究。检测硫酸铜刺激24h后卤虫幼体中14个差异表达的蛋白点,鉴定了其中的7个卤虫幼蛋白,3个蛋白上调表达,其中热休克蛋白70上调7.5倍,3个蛋白下调表达,其中精氨酸激酶下调2.8倍。另外,我们也可以通过饵料的受环境的影响来判断其捕食者的环境限制机制。如真宽水蚤(Eurytemoraaffinis)在温度、盐度变化下,体内蛋白的表达具有特异性,这些蛋白质可能参与调节非必需氨基酸含量和无机离子的转运,由此推测其捕食者挠足类分布受环境因子限制的机理[40]。
在水产动物肉质改良方面,昝堃等[41]对广东阳江和浙江乐清两地的泥蚶(Tegillarcagranosa)肌肉全蛋白进行了研究。获得差异表达蛋白质点数为26个,其中3个点仅在阳江泥蚶中表达,5个点仅在乐清泥蚶中表达,6个点在阳江泥蚶中为高表达(表达量高5倍以上),12个点在阳江泥蚶中为低表达。蛋白质组学研究结果一定程度上证明,乐清地区出产的泥蚶从营养、肉质和鲜美度方面都要强于阳江地区的泥蚶。在鱼类方面,如鳜(Sinipercachuatsi)和鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)肌肉蛋白质组成和分布也存在明显的差异。将肌肉蛋白质组成成分和蛋白的双向电泳技术结合起来,进行蛋白质组分归类分析,可为进一步研究两种鱼肌肉肉质研究打下基础,为水产业提供有价值的参考,为鱼类养殖和肉质的改良、利用提供一个指标[42]。
另外,差异蛋白质组学技术在对一些有害水产生物的防治、阐述药物的机理等方面也是必不可少的方法。如钉螺(Oncomelaniahupensis)是血吸虫的惟一中间寄主,控制钉螺是消灭或阻断血吸虫病传播的重要手段。血水草(Eomeconchionantha)的根及根茎中提取的生物碱(Eomeconchionanthaalkaloids,ECA)有较好的杀灭钉螺作用,是一种具有开发前景的植物杀螺剂。以钉螺肝脏为样本,用差异蛋白质组学技术,探讨ECA杀螺机理。成功鉴定的11个差异蛋白质点,为进一步研究ECA对钉螺肝脏的损伤机理提供了重要线索。这些差异蛋白主要涉及钉螺生长发育、细胞通讯、信号转导及抗氧化应激损伤和防御等作用[43]。
2.3在水产动物免疫方面的应用
对病毒的免疫,彩虹病毒的一种虎纹蛙病毒(tigerfrogvirus,TFV),感染模式生物斑马鱼(Brachydaniorerio)后,鉴定出了10个TFV感染后的差异的蛋白质,对其感染机制有了初步的了解[44]。传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)对我国重要的经济养殖鱼类鳜的养殖业造成了严重影响。以黑青斑河纯(Tetraodonnigroviridis)建立ISKNV感染模型,对ISKNV感染第6天黑青斑河鲍的脾脏做蛋白质组分析,共发现有60个差异的蛋白点。通过对这些蛋白的生物信息学分析可以对其进行功能分类,了解其免疫机制[45]。石斑鱼虹彩病毒(singaporegrouperiridovirus,SGIV)感染与未被病原感染的石斑鱼胚胎细胞系(GEC)之间蛋白质表达差异,鉴定出49种病毒蛋白[46]。秦兆宇等[47]从中国对虾(Fenneropenaeuschinensis)患白斑综合征(Whitespotsyndrome)的肝胰腺中通过差异蛋白组学技术鉴定出2种差异蛋白,拓宽了对虾免疫生理研究的途径,从蛋白质水平探讨对虾发病机制,寻找有效药物靶点。Chongsatja等[48]鉴定出Taura综合征病毒(TSV)感染24h后的凡纳滨对虾(Penaeusvannamei)血细胞中与宿主防御机制相关的蛋白。并对虾黄头病毒(THV)感染斑节对虾(Penaeusmonodon)淋巴器官和凡纳滨对虾鳃的差异蛋白质组分析,同样鉴定出一些与防御机制相关的蛋白质。
在水产动物对病原菌感染方面,同样也会产生自我保护的机制。在甲壳动物中,如锯缘青蟹(Scyllaserrata)分别注射生理盐水、副溶血弧菌、鳗弧菌和嗜水气单胞菌。继而提取肌肉蛋白进行双向电泳,通过比较各组肌肉蛋白的双向电泳图谱获得3个差异表达的蛋白。通过质谱鉴定为Calexcitin、无翅蛋白片段、速激肽相关肽。而锯缘青蟹受到副溶血弧菌感染后,血淋巴中蛋白表达变化的情况也出现差异,发现了一个明显的差异条带,鉴定为cryptocyanin。这些差异蛋白对研究锯缘青蟹的抗病蛋白及机体的免疫防御有重要意义[49-51]。张晋康[52]、蒋昊[53]对中国明对虾免疫机制研究中发现,在注射鳗弧菌24h后,中国明对虾淋巴器官中17个差异表达的蛋白质点被成功鉴定(包括4个上调表达的蛋白质点和13个下调表达的蛋白质点);在肝胰脏中,发现45个差异表达的蛋白质(4个上调、41个下调)被成功鉴定出,包括6个能量产生相关蛋白、4个免疫相关蛋白、22个代谢相关蛋白、4个抗氧化蛋白、7个分子伴侣、1个翻译相关蛋白和2个未分类蛋白,这些数据为理解对虾淋巴器官的功能和对虾应对病原感染的分子免疫机制奠定了基础。在鱼类研究方面,从文昌鱼对盐度、皮肤划伤应激和对细菌感染、免疫攻毒等的体液或肌肉蛋白质组中,发现了差异变化蛋白。通过比较分析,发现了文昌鱼15个免疫相关因子,对进一步确定文昌鱼相关免疫因子具有重要的参考价值[54]。三联疫苗(用溶藻弧菌、副溶血弧菌及嗜水气单胞菌3种菌经甲醛灭活后混于一起),肌肉注射于大黄鱼(Pseudoscianacrocea)。分析差异蛋白,找到了24个差异点,其中21个表达上调,3个表达下调。分析鉴定发现,其中有许多与免疫应答及炎症调节相关,尤其抗氧化蛋白酶家族成员,如PRDXI、PRDXII、PRDXIV[55]。刘国勇[56]对强、弱两种毒株的柱状黄杆菌(Flavobacteriumcolumnare)感染的草鱼(Ctenopharyngodonidellus)鳃黏液,进行差异蛋白质组学研究。结果显示出34个差异表达的蛋白点,其中发现滑动蛋白K,腺酐甲硫氨酸合成酶和假定的膜蛋白等3个柱状黄杆菌的毒力因子。
2.4在水产动物发育研究中的应用
在水产动物中应用差异蛋白质组学技术对发育的研究,主要是在模式生物上,如斑马鱼和金鱼(Carassiusauratus)。Link等[57]对斑马鱼原肠胚期外胚层和中内胚层组细胞进行比较蛋白质组研究。质谱鉴定结果中包括一些已知的细胞骨架蛋白,与斑马鱼胚胎基因表达分析的结果相互验证。还发现了一种在胚层形成中重要的蛋白Ezrin2,该蛋白在中内胚层细胞中下调,通过磷酸化作用被激活。通过对两个胚层的比较蛋白质组研究发现,蛋白质组是对转录组很好的补充,是研究早期胚胎发育的一个很有价值的分析工具。Tay等[58]对6hpf,8hpf,10hpf,12hpf,14hpf,18hpf,24hpf,48hpf,72hpf及7dpf这10个不同发育时期的斑马鱼胚胎进行蛋白质组研究,发现从6hpf到8hpf和10hpf,高丰度蛋白质的数量有显著的激增。随后直到18hpf,蛋白表达谱在邻近发育时期之间的变化很微小,之后蛋白质点发生明显改变。通过定量分析发现,胚胎发育到6hpf时双向电泳分离图谱49%的蛋白质在发育到7dpf后的双向图谱中检测到。
在金鱼研究中,Huang等[59]通过提取金鱼雌核发育单倍体和二倍体的眼睛形成期的胚胎总蛋白质并进行双向电泳分离,找出二者有显著性差异的蛋白质点,并对其进行鉴定。这些差异也许是导致单倍体发育不正常的原因。在这项研究中发现Vsx1在金鱼单倍体胚胎不表达,而在二倍体中表达,得到Vsx1基因是与金鱼眼睛空间模式形成有关的调控基因和二倍体依赖型机制的候选目标基因。喻小燕等[60]对Vsx1基因沉默,获得其引起的13个差异蛋白,这些差异蛋白质可能受到Vsx1的调控,为进一步阐明Vsx1的功能和调控机理奠定了良好的基础。金鱼的雌核发育中单倍体发育是畸形的,为了阐明单倍体的发育机制,许多学者做了研究。如张玲等[61]收集了3个不同发育时期金鱼单倍体胚胎(HE-1、HE-2、HE-3)进行雌核发育单倍体的差异蛋白质组研究。初步鉴定到了15个差异蛋白质。这些蛋白质在金鱼雌核发育单倍体的发育中起着重要作用;喻小燕等[62]利用金鱼雌核发育单倍体尾鳍出现期两个不同发育时期(W1、W2)的胚胎为材料,分析了比较蛋白质组学。结果鉴定到了与发育调控、神经发育、细胞分化等相关的12个差异蛋白质;周文新[63]在对金鱼雌核发育单倍体与二倍体31hpf(尾鳍出现期)的胚胎经双向电泳后鉴定了14个差异蛋白质点,其中包括新鉴定到的两个转录因子(常转录因子IIB和锌指转录因子Snail)和一个跟神经发育相关的蛋白质(脑衍生的亲神经因子,BDNF),该蛋白质在单倍体上表达下调可能与单倍体神经系统的发育相关。
2.5在神经研究中的应用
三七的主要成分为人参皂甙Rbl、Rgl、Re和三七皂甙R1。用三七粉提取液诱导,研究蓝斑背肛海兔(Notarcusleachiicirrosus)神经连锁诱导前后所表达的差异蛋白质,共鉴定13个差异蛋白,其中较高的匹配率蛋白质为肌动蛋白、3-羟酯酰辅酶A、ATP结合转运子和甲基转移酶12,这4种蛋白都与一些神经系统疾病有关。经R1诱导后,其神经连锁表达的差异蛋白是凋亡抑制蛋白、26S蛋白酶体、酰基辅酶A脱氢酶和甲基转移酶等。鉴定的这些差异蛋白与学习记忆、神经系统疾病有关,并为它的作用机理找到确实的依据[64]。Feng等[65]寻找神经毒剂丙烯酰胺(Acrylamide,ACR)对神经伤害的毒性机理及三七皂甙是否能起到减缓神经损伤的作用。选用杂斑海兔(Aplysiajuliana)为试验材料,它经ACR毒害后,三七皂甙对AJ大脑神经节产生恢复(拮抗)过程中的差异蛋白质。大脑神经节经ACR毒害后,产生了24个差异蛋白,但经三七皂甙恢复处理后,产生了拮抗效应,消除了多数差异蛋白质的表达,使其表达量接近对照组。经过数据库检索,发现有3个蛋白质已经报道与神经系统损伤有关,分别是热休克蛋白20、磷酸丙糖异构酶和短链脱氢酶。颜利[66]还对重金属神经毒理学进行了研究,用蓝斑背肛海兔的脑神经节为研究对象,以浓度为20ppm的镉盐、铜盐及铅盐胁迫,显示出共同的差异蛋白质种类有:微管蛋白、肌动蛋白、钙离子结合蛋白、热休克蛋白及氧化还原酶等。不同的差异蛋白有ABC转运蛋白、乙酰基转移酶、孕烯醇酮、异柠檬酸脱氢酶、金属依赖的转录因子、乙酰辅酶A合成酶和细胞色素c过氧化物酶等。这些差异蛋白质之间可构成一个相互影响的神经网络,共同反映蓝斑背肛海兔受重金属诱导后神经的影响,为科学地阐明镉盐、铅盐和铜盐在神经细胞内的毒性机理研究提供新颖的标志蛋白质。河蟹的性早熟与眼柄的x-器官——窦腺复合体有关,其相当于脊椎动物的下丘脑-垂体系统。李云峰等[67]对二龄成蟹和性早熟蟹的视神经节水溶性总蛋白组图谱进行分析,分别发现115和108个蛋白质斑点。发现具有明显差异蛋白点共24个,主要集中在pH5-7。这些差异点大多数是表达差异,为河蟹的性早熟机理提供了理论依据。
3展望
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一、广西北部湾经济区概况
2008年1月16日,国家正式批准实施《广西北部湾经济区发展规划》。广西北部湾经济区(以下简称“北部湾经济区”)地处我国沿海西南端,主要由南宁、北海、钦州、防城港四市和玉林、崇左两个市物流中心“4+2”所辖行政区域组成,陆地国土面积4.25万平方公里,海域面积近13万平方公里,2008年末总人口1300万人(不含玉林、崇左)。2010年,广西北部湾经济区生产总值(GDP)3021.73亿元,增长15.6%,比全区快1.4个百分点,对全区GDP增长的贡献率为32.9%,占全区GDP的比重达31.8%。
北部湾经济区自然生态良好,其中广西北部湾海域是迄今中国自然生态最好、最洁净的海域之一。但随着北部湾经济区工业化进程加快,北部湾陆域和海域环境污染突发事件将会凸现出来。港口和近海随着石油化工产业等的建立,将会增加海上石油和化工原料运输,可能会出现溢油、化工原料泄漏的突发环境污染事件;陆域人海河流将会出现无机、有机及重金属污染物泄漏,引起陆域污染物排泄到近海,威胁海洋环境,生态经济问题有恶化趋势。
二、广西北部湾经济区发展低碳经济的现状
近年来,广西十分重视发展低碳经济,倡导循环生产和清洁生产,强力推进节能减排,建设生态文明示范区取得了明显成效。
(一)城市环境质量稳中趋好
大气环境方面,广西北部湾城市环境空气质量整体保持在二级水平;水环境方面,2010年广西北部湾主要河流水质总体良好,大部分河流可满足水环境功能区目标要求;近岸海域海水水质状况“良好”,整体较2009年有所提高;城市声环境质量基本保持良好水平,78.6%的城市道路交通声环境质量处于好或较好水平,57.1%的城市区域声环境质量处于较好水平。
(二)农村环境形势比较严峻
在广西北部湾,农村环境形势比较严峻,点源污染与面源污染共存、生活污染和工业污染叠加,工业及城市污染向农村转移,已成为广西北部湾农村经济社会可持续发展的制约因素。乡镇工业布局不当,工业污染比较突出,化肥、农药使用不合理造成的局部地区面源污染比较突出,畜禽养殖污染日趋凸显。由于广西在中国属于欠发达自治区,面临加快发展的重任,不少地方政府和部门领导对节能减排的认识不足,对环境的治理明显落后于经济发展。
(三)污染减排工作任务艰巨
广西关于“十二五”时期生态文明建设的主要任务:强化污染物减排和治理,加快城镇污水、垃圾处理设施建设,加大重点江河及大中型水库水污染防治力度,有效控制城市大气、噪声污染,严格污染物排放标准和环境影响评价,建立多元环保投融资机制,大力发展环保产业。北部湾经济区污染减排压力仍较大,面临的减排形势依然十分严峻。
三、广西北部湾经济区发展低碳经济的制约因素
当前,北部湾地区处于快速推进工业化、城镇化的关键阶段,新项目不断上马,新投资不断注入,资源环境压力日益明显;高投入、高能耗、高污染、低产出的粗放型发展方式没有根本改变;代表未来产业发展方向的低碳产业、新兴产业规模偏小,技术和人才“瓶颈”突出,实力和竞争力偏弱。
(一)生产技术,资源利用率以及传统观念的落后
目前广西的生产技术、资源利用率以及传统观念都在阻碍着北部湾经济区进行低碳改革的步伐。一些科技含量较高、附加值高的清洁能源产品和技术停留在初级阶段;能源技术的落后也成为制约北部湾区域低碳经济发展的一个障碍。另外,人们低碳消费意识淡薄,没有养成良好的节能减排的消费习惯和生活方式。
(二)水资源短缺,生态环境恶化
由于特殊的自然条件、经济结构和布局,北部湾经济区生态环境问题尤为严重。大气、水体、固体废弃物等环境污染逐年加重,水土流失、荒漠化危害也非常突出。尽管广西在生态环境整治方面取得较大成绩,但由于粗放增长方式没有得到转变,致使生态环境日趋恶化,由此引发和加剧了多种社会、经济矛盾。日益短缺的水、土资源正在被污染、破坏,严重影响北部湾区域经济可持续发展和社会安定。
(三)山区林立,交通设施不完善
广西是典型的喀斯特地区,素有“八山一水一分田”的说法,长期以来由于北部湾经济区交通设施不完善,已经形成了高污染、高耗能、超重型的产业结构,能源资源利用效率低、消耗强度大、环境承载能力弱,经过多年的发展,资源环境问题已经非常突出。
(四)公民思想保守,网络沟通不足
由于广西属于后开发地区,所以很多思想和文化在北部湾经济区不够扩展和深人人心,“官本位”思想现象还是较为严重,在民众心目中,仍然没有服务型政府的意识,这一方面是由于政府自己本身服务和宣传的不到位,另外也是民众的思想过于保守,不愿意相信政府的改革。北部湾经济区的城乡均等化服务不均,也造成了网络沟通不畅的现象,使政府在低碳经济方面的政策的制定或执行上不能群策群力。
四、广西北部湾经济区发展低碳经济的对策思路
低碳经济实质是高能源利用效率和清洁能源结构问题,核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。为确保广西“十二五”减排目标的实现,必须采取各种措施,促进北部湾经济区低碳经济发展。
(一)倡导绿色消费方式,树立低碳经济理念
低碳经济不仅仅牵涉到地区、政府和企业的产业选择问题,也牵涉到社会公众平时的行为习惯问题。通过宣传教育,使人们树立绿色能源、绿色生产、绿色产品、绿色消费、绿色住宅、绿色交通的新理念。作为后发展地区的广西北部湾,决不能重复先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的传统工业化路子,必须树立低碳经济理念,把发展低碳经济成为北部湾经济区科学发展、和谐发展、跨越发展的战略选择。
(二)发展壮大区域循环经济,重点抓好工业节能减排
循环经济是一种善待地球的经济发展新模式,它要求把经济活动组织成为“自然资源产品和用品再生资源”的闭环式流程,所有的原料和能源要能在这个不断进行的经济循环中得到最合理的利用,从而使经济活动对自然环境的影响控制在尽可能低的程度。通过资源的综合利用,使废弃物资源化、减量化和无害化。抓好城镇污水处理设施建设,控制高耗能、高排放行业增长;抓好运行设施监管,从严查处造假行为。积极推进生产、流通、消费各环节循环经济发展,鼓励企业建立循环经济联合体,在制糖、铝业、锰业、石化、建材等重点行业构建循环利用产业体系,推进资源再生利用产业化,加快建设再生资源循环利用示范园区。
(三)合理调整产业结构和工业行业内部结构,加快发展第三产业
目前拉动广西北部湾区域经济增长,主要靠汽车、电力、化工、水泥、钢铁等传统支柱产业,而这些产业具有明显的高碳特征。在工业内部加快发展高附加值的高技术产业和低耗能产业,大幅度降低能源消耗强度和污染排放强度。北部湾区域经济产业发展把工作重点放在产品深加工、延长产业链等方面,在产业布局、产业结构调整,提高附加值等方面下功夫。
在保持一、二、三产业协调发展的前提下,加快推动具有高耗能特征的食品、钢铁、汽车、有色金属、建材、电力等传统产业的技术改造;加快发展第三产业,特别是发展信息业、咨询业、科教文卫以及法律、会计等中介机构。要大力推动电子商务、远程教育等新兴服务业的发展,加快高新技术在金融、咨询、贸易、文化等服务领域的应用与推广,增强北部湾地区服务业的竞争能力。
(四)加强区域互利合作
由于区域之间的分工与合作,可以充分发挥各自的比较优势,大大降低各自的生产成本,促进各方效率的提升,有利于正确处理经济发展与人口增长、资源开发与环境保护的关系,促进全面、协调、均衡和可持续发展。广西北部湾作为连接中国与东盟、粤港澳与西南地区的核心区域,在多区域合作中发挥核心带动作用,参与国际国内低碳经济合作潜力巨大。应发挥比较优势,拓展低碳经贸合作;优先推进北部湾经济区的开放开发,打造“低碳”北部湾;借鉴“低碳世博”模式,打造“低碳”中国-东盟博览会,开设中国-东盟低碳论坛,促进中国-东盟低碳经济合作。
(五)构建产业生态工业园区
北部湾经济区充分考虑生态环境的特点,在较扎实的工业基础和高标准的环境保护基础上,依托现有的燃煤电厂、粮油加工、林浆纸一体化项目、中石油1000万吨炼油厂等重大项目及其后续项目,抓紧建设果蔬、海产品、钢铁等深加工业,建成一个布局合理、环境优美、经济发展与环境保护相协调的生态工业园区。
(六)建立适应区域经济发展的低碳经济体制机制
广西北部湾地区低碳经济的发展,尤其需要有体制机制上的保障,确立企业的主体地位,发挥好市场的主导作用和政府的推动作用。广西区政府要制定、出台促进低碳经济发展的总体方案、相关能源立法,推行低碳财政、税收、融资等优惠政策;整合区域优势资源,大力引进战略投资,加快培育形成一批掌握核心和关键技术、拥有自主知识产权、具有跨国经营视野的低碳经济龙头企业或企业集团;建立和完善统一、开放、竞争、有序的能源资源市场体系,形成科学、合理的能源资源价格形成机制,资金保障机制;创新人才培养机制,加大低碳技术专业人才培养、引进力度;将能源资源消耗、生态环境损益纳入经济社会发展的评价体系,全面落实绿色GDP考核干部任用督导机制。
篇10
1 水源选择
集中式供水单位预防性卫生审核的第一要点是水源选择。新建、改建、扩建集中式供水工程的水源选择,应根据城市远期和近期规划、历年来的水质、水文、水文地质、环境影响评价资料、取水点及附近地区的卫生状况和地方病等因素,从卫生、环保、水资源、技术等多方面进行综合评价,并经当地卫生行政部门水源水质监测和卫生学评价合格后,方可作为供水水源。水源选择应综合考虑以下4项原则。
1.1 水量充足
选用地面水时,必须考虑长时间内流量的变化,为确保供水的可靠性,一般要求95%保证率的枯水流量大于设计总用水量。
1.2 水质良好
水源水质要求涉及微生物学指标、毒理学指标(包括无机化合物和有机化合物)、感官性状和一般理化指标、放射性指标等。地表水水源水质应符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的相关要求。在109项地表水水源水质标准中绝大多数指标就是生活饮用水的卫生标准,所以水质良好是水源选择的核心指标。
1.3 便于防护
考虑到便于实施和可行性原则,所选水源应能按《生活饮用水水源保护区污染防治管理规定》中的规定,设置水源防护区。
1.4 技术经济上合理
在几个水源同时能满足前3项条件下,通过比较、选择基本建设投资费用最省的方案,也就是最优化原则。
几年前,上海市的自来水供水能力已达700万 m3/d,而2006年7月24日全市的供水量已达到1006.57万 m3。1992年陈行水库建成之前,上海市自来水普遍采用黄浦江水或地下水等为水源。目前,上海市80%的水源取用于黄浦江上游闵行水域和松浦大桥水域,20%取用于长江下游陈行水库。1985年建成的宝钢水库的水源水也为长江水,其容量是陈行水库的2~3倍。宝钢水库虽然是工业水库,但近年来在咸潮入侵等关键时刻也常常为陈行水库补水作为生活饮用水的源水。2005年下半年启动的长江引水三期工程建成后,长江水源作为本市水源的比例可增加至30%。黄浦江上游水源水质按地面水质评价,基本属于2~3类,有些指标为3~4类。长江水源水质相对较好,基本属于2类水体。随着城市人口不断增加和城市经济的不断发展,黄浦江这条母亲河由于水体流量有限,越来越严重的水体污染无法有效稀释,导致水质越来越差。而长江年平均流量是黄浦江的96倍,水体来水量大、含泥沙也大。一些可分解的有机物经长距离迁移,容易自然降解,水体综合有机物污染较轻。作为上海城市供水第三水源地的青草沙水源地的建设已被列入《上海市城市总体规划(1999―2020)》和《上海市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。青草沙水源地位于长江口,根据有关单位历时15年的研究,该水域水质优良稳定,是目前上海境内水质最好的地表水水源地之一,原水工程建成后可达到全市原水供应总规模的50%以上。上海市人民政府将耗资近50亿的青草沙水源地项目的建设可大大改善本市的水源水水质。
2 取水点和取水设备的选择
水源选择确定之后,就应进行取水点和取水设备的选择了。考虑到可用水源区域范围往往比较广阔,所以取水点的选择也比较重要。地面水取水点应位于城镇和工业企业的上游,最低水深应有2.5~3 m,水量充足,水质良好,易于防护。取水设备的类型一般有岸边式和河床式。前者适用于基础坚实和河岸较陡的河流。后者适用于河岸较平坦,河内水质较差的地点。
3 水质处理
水质处理是生活饮用水人为干预的核心环节,是改善水质的必经流程。饮用水的常规处理工艺即:混凝、沉淀或澄清,过滤和消毒。这种常规的处理工艺至今仍被世界大多数国家所采用,成为目前饮用水处理的主要工艺。饮水常规处理工艺的主要去除对象是水源水中的悬浮物、胶体杂物和细菌。对有机物和重金属污染严重或浑浊度过高,含砂量过大的源水尚需增加预处理或深度处理。前者一般采用预氧化过程(加氧化剂Cl2、高锰酸钾、ClO2等)或生物氧化处理技术。后者可采用活性炭、臭氧加活性炭或膜技术处理。水质的处理一般有以下几个步骤。
3.1 混凝沉淀
天然水中常有多种悬浮颗粒和胶体物质。颗粒小的物质其自然沉速极小,特别是胶体颗粒如极细小的粘土颗粒、硅酸、腐殖质和蛋白质等很难自然下沉,需要加入混凝剂,使它们粘附聚合成较大颗粒,然后从水中沉降下来。混凝剂有金属盐类(铝盐、铁盐等)和高分子(碱性氯化铝、聚丙烯酰胺等)两类。由于混凝过程复杂,影响因素多,对于某种水质采用何种混凝剂、投加量及最佳pH选择等,需通过混凝试验来加以确定。
3.2 过滤
过滤是指浑水通过滤料层(砂、砾石等组成)水中悬浮颗粒和微生物等杂质被截留在过滤层上或滤层中,而达到净化的过程。水经过过滤后,残留的细菌、病毒失去悬浮物质的保护作用,为下一步滤后消毒创造条件。在生活饮用水净化过程中,有时沉淀或澄清可以省去,但过滤是不可缺少的。过滤一般采用单层砂滤料,为了提高滤速和增加滤料的截污能力,可改用无烟煤、砂双层滤料。
3.3 消毒
饮水消毒方法可分为物理消毒法和化学消毒法两类。前者如煮沸、紫外线、超声波消毒,后者如用氯、二氧化氯、臭氧、过氧化物、溴、碘及某些金属离子等消毒,其中应用最广的是氯化消毒。氯化消毒既价廉,又应用简便,适应性强。但其缺点是能与水中有机物起反应,形成氯代有机物(臭、味、潜在致癌性等健康影响)。自1974年以来,人们已逐渐认识到,在氯化消毒后的饮用水中,几乎普遍存在卤代烃类物质,其别是三卤甲烷()类,如氯仿、一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷等。并已发现,氯仿对大、小白鼠有致癌作用;有机物污染严重的水,经氯化消毒后,往往具有致癌致突变作用。臭氧消毒具有消毒效果比氯化消毒好,且接触时间短,不产生三卤甲烷等优点。但成本较高,在水中不稳定,控制和监测均需一定技术,对管网有腐蚀作用。紫外线消毒具有杀菌效率高,接触时间短,处理后的水无色无味等优点,但消毒后无持续杀菌作用,价格贵。目前仅用于小型供水量不大的单位或家庭,在水厂采用较少。不同的消毒方法有各自的特点和优缺点。杜掌绪等[3]对宝鸡市城市集中式供水单位调查显示,25%(3/12)的供水单位使用液氯进行消毒,66.67%(8/12)的供水单位采用二氧化氯发生器进行消毒,8.33%(1/12)的供水单位使用次氯酸钠发生器进行水质消毒。说明目前城市集中式供水单位的消毒方法还是以化学消毒法为主,其消毒效果符合卫生要求。但近年来,膜分离技术在世界各地受到高度重视,这是由于膜分离技术具有以下优点:一是水质优良,二是水质稳定,三是用药少,四是占地面积小,便于实现自动化[4]。作为国际大都市的上海,在选用常规消毒方法的同时,应积极开拓创新,选择更好更安全的消毒方式进行尝试。
3.4 水质特殊处理
水质的特殊处理有:除臭、除氟、除铁和除锰、苦咸水的淡化等。往往根据水源水的特点选用特殊处理。
3.5 水质深度处理
水质深度处理是指为了提高饮用水水质,在原有常规净化基础上,对水质再进行处理。由于成本相对较高,故一般水厂都不进行深度处理。随着水源的污染,传统的常规处理和加氯消毒工艺已很难满足日益严格的水质要求[5]。采用陶粒滤池、臭氧、活性炭等深度水处理设施和技术,可以提高水质卫生、口感和纯净度,能解决当前水源水质的微污染状态,对突发性水污染也有一定的抵御能力[6]。很多人都认为集中式供水单位进行水质深度处理的意义不大,因为现在桶装饮用水和管道直饮水已成为很多人的日常饮水水源。与自来水相比,上述两种水使用方便,可以生饮,但也存在风险。刘志芬等[5]对深圳市18家管道直饮水的水质抽样结果显示,出厂直饮水水样有2份细菌总数超标,占11%。桶装饮用水的整体合格率并不十分稳定,以我市2005年3―5月抽检的172件样品为例,不合格项目中微生物超标占78%[7]。所以水质深度处理是提高水质的一种有效手段,随着人们对饮水水质的不断提高,它将是一种必须手段。而上海的集中式供水单位应当有前瞻意识,逐步实施水质的深度处理,提高生活饮用水的水质质量。
4 配水管网的卫生要求
配水管材料有金属和非金属两类,要求接口严密,不渗水。配水管的防护材料(如涂料、内衬等),机械部件(如阀门、加氯设备)均应符合卫生要求。
5 给水的卫生防护
5.1 水源卫生防护
供水单位应在水源保护区防护地带设置固定的告示牌,防护要求应符合《生活饮用水集中式供水单位卫生规范》的相关要求。水源保护区的划定应根据《生活饮用水水源保护区污染防治管理规定》的相关要求,卫生部门应会同环保、公安、城建、水利等部门共同落实水源保护工作。2005年底发生的松花江重大水污染事件给我们敲响了警钟。今年6月份爆发的太湖蓝藻事件,严重污染了无锡市的水源水,使得无锡市的自来水供应中断数日。而2005年初江苏省开展的集中式饮用水水源地专项整治行动给我们带来了启示。截至今年4月底,江苏省集中式水源地从2 594个下降为2 386个。在2年多时间内,有208个不合格、不达标的水源地被取缔。江苏省年内还将取缔119个日供水量1万吨以上集中式饮用水源地二级保护区内工业、生活排污口。上海市应当吸取教训,学习经验,对现有的集中式饮用水水源地进行彻查,坚决取缔保护区内工业、生活排污口。而不久前启动的青草沙水源地项目尚未划定水源地卫生防护区,我们认为应当尽快划定水源保护区,制定水源保护区环境保护条例,以减少或避免有害物质影响原水的水质。现青草沙水源地上游存在堡镇、石洞口污水排放口,项目工程区东南角有电厂灰场,根据水源保护要求,应当在项目实施的同时对上述污染源进行拆除或搬迁。由于本项目东侧为长江航道,水中的石油类污染指标明显偏高,所以在项目建设过程中应选取合适的取水口,或适当调整长江航道,如仍无法符合要求,应在水处理工艺设计中针对性地解决石油类指标超标问题。另外,长兴岛是鸟类迁徙中途点,目前禽流感仍有发生,所以应当建立鸟类监测点,发生疫情时及时采取应急措施,避免禽流感病毒对饮用水的污染。此外,在项目建成投入使用后,应当将水源卫生保护工作作为一项长期工作,确保原水水质符合2类地表水要求。
5.2 水厂及有关构筑物的卫生防护
《生活饮用水集中式供水单位卫生规范》(2001)规定集中式供水单位应划定生产区的范围。生产区30 m 范围内应保持良好的卫生状况,不得设置生活居住区,不得修建渗水厕所和渗水坑,不得堆放垃圾、粪便、废渣和铺设污水渠道。单独设立的泵站、沉淀池和清水池的30 m的范围内,其卫生要求与集中式供水单位生产区相同。上海某水厂扩建改造,其新征用地原为毛纺厂,该厂原有印染车间,污水处理污染物在土壤均有残留,因此对清水池设置应有防护措施。作为新建项目的青草沙水源地项目对此项要求还是比较容易实施的,而一些不符合要求的老厂应当逐步实施改造。
5.3 管网系统的防护
管网的设计应当考虑便于检修、检漏,为保证水质良好,应当有清洗和消毒措施。
6 水质检验
为确保出厂水和管网水的水质符合卫生标准,必须进行定期和不定期的水质检验。集中式供水单位必须建立水质检验室,配备与供水规模和水质检验要求相适应的检验人员和仪器设备。负责检验水源水、净化构筑物出水、出厂水和管网水的水质。检验室应当配备有浑浊度、色度、肉眼可见物、耗氧量、细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群、游离余氯等每日1次的检验项目的检测仪器和设备。条件允许的话,应配备全部常规检验项目及非常规检验项目中可能含有的有害物质的检测仪器和设备。
7 排泥水处理
自来水在原水处理的过程中,混凝沉淀、砂滤层清洗等过程中也产生了大量排泥水,还有自然形成的雨水,也成为水厂污染的来源。我们认为经处理后的排泥水和雨水不应作为水源水再利用,因为排泥水中可能存在大量混凝剂,而雨水由于冲刷地面杂质较多。但上述水处理后可作为绿化浇灌、砂滤层清洗等使用,如水厂有市政雨水和污水管道的,也可将雨水直接排放,排泥水相关指标处理达标后排入污水管道。
8 职业卫生
水厂可能存在的职业病危害因素有噪声、工频电场、硫化氢和化学制剂等。噪声主要是水泵引起的,工频电场主要在变电站内,而硫化氢主要在污泥清理时产生。混凝沉淀过程中添加的混凝剂(铝盐、聚丙烯酰胺等)、水质消毒过程中使用的消毒方法(液氯、臭氧、紫外线等)、水质检验中使用的化学试剂(酸、碱等)也是重要的职业病危害因素。在进行项目建设时,应当采用低噪声设备,变电站落实接地,在容易产生硫化氢的场所可设置报警仪,在使用液氯处采用氯气检测报警装置和氯泄漏吸收装置,根据制水工艺所使用的化学制剂采取针对性的防护措施,如加强机械通风、加强个人防护等。
以上是我们对集中式供水单位预防性卫生审核的一点理解,通过水源选择、水质处理、划定水源保护区等措施可以保证生活饮用水的安全、卫生。但要从根本上提高和保证饮用水卫生安全,必须加强水源环境保护[8]。随着《中华人民共和国职业病防治法》的实施,预评价和控制效果评价的开展,审核工作转变为审查评价报告为主,但我们认为现场审查和设计资料审查也是相当重要的,应将两者结合进行审核。
9 参考文献
[1]张媛媛,杨祝红,文高飞,等.我国饮用水水质标准研究进展及新增加项目检测[J].中国公共卫生,2007,23(3):275-276.
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