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关于水污染调查报告范文1
一,问题的提出: 温瑞塘河位于瓯江以南、飞云江以北的温瑞平原,是我市境内十分重要的河道水系。水源主要来自瞿溪、雄溪、郭溪以及大罗山和集云山的山涧溪流,自东晋时期由人工开凿,经唐大和、会昌年间大规模疏浚,后在南宋淳熙14年由知州沈枢组织修筑,形成“八十里荷塘”,是温州山水城市特征的重要标志。温瑞塘河纵横交错的水系河道,对我市的防洪、排涝、供水、航运、灌溉、景观及生态环境保护,特别是温瑞平原的经济和社会发展起着十分重要的作用,被温州人民称为“母亲河”。 听大人们说,在他们小的时候,家乡的河水很清澈,河里有青青的水草,顽皮的游鱼,像一幅透明的画。可是20多年过后,在家乡再也找不到风景如画的小河了,我们也不能享受在河里玩耍的乐趣了。到底是什么原因使温瑞塘河的河水受到了如此严重的污染?对此,家乡的人们是如何看待的呢?我们能够想出什么办法让河水重新变得清澈起来呢?这些都引起了我们极大的研究兴趣。 二,调查的途径: 2007年暑假,我们在老师的帮助下组建成立了“水污染调查小组”,决定对温瑞塘河中下游水污染情况进行科技调查活动。制定了实施计划以后,开始了资料查阅、调查访问、民意测验、上网查询、实地考察、实验检验等各种方式的研究活动。这段期间,同学们协同努力,获取了大量的信息,并进行了筛选、整理,对温瑞塘河中下游的水污染现状、水污染原因及人们对水污染的认识程度进行一系列的广泛深入的调查研究。 1.访谈 整整一个暑假,我们调查小组成员分别走访了河边的一些居民和厂家,了解他们对温瑞塘河水污染现状的认识和态度,听取他们对水污染的原因分析,以及提出的整改建议。科技小组还先后到环保部门听取了有关的情况介绍。 2.实地考察 我们小组沿着温瑞塘河的入海口往上走,实地了解温瑞塘河的水污染状况,进行了认真的调查和记录。 3.资料查阅 我们通过学校电脑室上网查找了水污染的定义、原因和环境保护的有关资料。大家认真查阅了有关文章,下载了很多文件。还在县图书馆、阅览室重点查阅了关于水污染的书籍、杂志和文献资料,并做了详细的记录。 4.实验检验 我们温瑞塘河中下游地区有几百家工厂企业,工业用水不可避免地对河水造成污染。我们从附近河道取了一些水样,在老师的指导和帮助下,选择了细菌数量的测定和水样过滤实验,并对实验的结果进行了分析记录。 三,调查的过程: 我们从六月初开始调查温瑞塘河污染情况。 1、河道拥堵。我们发现温瑞塘河的几条支流河里有的长满杂草,有的堆满生活垃圾和工业废渣,还有的被养殖户的网桩拦腰截断,河道看上去拥挤不堪,严重影响了河水的流动,有些河道已经不再有水的流动。
2、水发黑发臭。由于富含氮、磷等植物营养物的废水及有关的生活污水的排入引起水体中藻类的大量繁殖。河水流通不顺,污染生物沉积并腐烂,致使河水乌黑、臭气熏天。
3、生态失调。江南的河流湖泊里很适合各类鱼虾的生长繁殖,然而,我们科技小组在考察的过程中并没有发现鱼虾的踪迹。
据环保局的叔叔介绍:温瑞塘河主要超标污染物是高锰盐,酸盐指数和大肠菌群其超标率为5%、64%,水质综合污染指数为0.58,属轻污染级。当然,这是指温瑞塘河的主要河道,至于堵塞的河道,污染肯定更严重。 在调查过程中,我们还发现了许多问题:一是工业污水排放严重,工厂负责人对环保不够重视,工作中急功过利,片面追求经济效益,忽略了对环境的保护;二是生活污水对水环境的污染日趋严重,缺少污染处理场;三是是公众的环保参与意识不强,积极性不高,公众的健康权、知情权、参与权和监督权没得到保障。
环保问题问卷调查 态度 无所谓 只顾发展不顾污染 环保意识强 谁污染谁治理 数量 7 4 1 4 百分比 43.75% 25% 6.25% 25%
通过查阅资料,我们了解到: 水污源的来源主要是未加工的处理的工业废水,生活废水。未经处理的城市生活污水、造纸污水、农业污水及都市垃圾。死亡有机质能消耗水中溶解的氧气,危及鱼类的生存;还能导致水中缺氧,致使需要氧气的微生物死亡。而正是这些需要氧气的微生物能够分解有机质,维持着河流、小溪的自我净化能力。它们死亡的后果是:河流和溪流发黑、变臭,毒素积累,伤害人畜。 水质检测: A:细菌数量的测定实验
实验步骤: (1)取四支试管,分别标上标号。取一号试管,在其中加入5ml的1号水样并滴加5滴亚甲基蓝溶液,摇匀后静置,并开始记录静置的时间。 (2)以同样的方法分别得到另外的2、3号试液。 (3)4号试管用蒸馏水代替水样,作为对比实验。 (4)仔细观察实验,当某一个样品开始褪色的时候,记录下时间。 实验现象及分析 水样标号 实 验 结 果 1 经过25分钟以后,水样的颜色有明显的褪色。40分钟后,水样的的颜色基本褪去 2 经过30分钟以后,亚甲基兰的蓝色基本褪去 3 经过15分钟,亚甲基兰的蓝色基本褪去 4 40分钟以后,颜色没有太大的变化。 说明:亚甲基兰的快速褪色是因为水中细菌存在的原因,褪色越快,表明细菌越多。从上表可以看出,褪色最快的是3号水样,其次是1号水样,因为该二种水样中含有大量的腐殖质,导致水样中细菌数量大增。在实验过程中,发现2号、3号水样臭气还逐渐增强,这说明河水中含有丰富的有机物质。 B:水质过滤实验 水样地点 水质情况 工厂附近河道 水中杂质也较多,水呈黄褐色,有的混浊,鱼腥味有点略带金属矿物气味,臭味也较浓,留在纸上也有较微小颗粒。 实验分析: 从上述实验可以看出,水样细菌数量测定和水质过滤出的杂质与当地的环境有一定的关系。由于当地各企业领导只顾生产效益,却忽视自身给当地河道造成的严重污染,这是人为污染的最大原因。
水污染的危害: 水污染对人类健康危害极大。污水中的致病微生物,病毒可引起传染病的蔓延。水水中的一些巨毒物质可在几分钟使人畜死亡。最危险的是镉,铅等金属物质,进入人体后造成慢性中毒,一旦发现就无法遏止。我们知道,世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病,均由水的不洁引起。 四,建议 1、要进一步加大宣传教育力度,提高环保法律意识,树立环保与经济、社会统一协调发展的新观念,努力推进《水污染防治法》的实施。 2、工业结构的选择与合理布局要放在首位,在工业发展的初始阶段进行有效的宏观调控,对所产生的污染物质进行分散加集中的控制。减少生活垃圾在河道中的排放,在河道附近,尤其在居民密集区,应多设几个“垃圾箱”。 3、环保主管部门应该加大检查监督力度,杜绝各类水污染的现象发生,对违反规定的企业或个人,加大处罚力度,把水污染防治工作落到实处, 4、调动各方面积极性,共同搞好水污染防治工作,保障公众的健康权、知情权、参与权和监督权,对破坏水环境的行为进行监督。
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中国轻纺城小学五(6)班魏艺丹
2012年4月30日星期一
一。问题的提出
水是人类一天都离不开的资源,但是人们不知道有很多喝不到干净水的地区,可是我们都没有好好保护水资源,而是在破坏水资源,于是我对瓜渚湖湖水做了一次调查。
二。调查方法
1.实地查看
2.上网查找资料
3.采访爸爸妈妈和奶奶,了解以前的水是怎么样的
三。调查情况
从远处看,湖面上很干净,可走近一看,湖面上漂浮着很多垃圾,奶奶告诉我以前的湖水是清澈见底的,可以喝,也可以打上来洗蔬菜和衣服等东西,而现在的水却是混混沌沌的,很脏。小虾小鱼这些小动物根本存活不下去,水草旁边浮着腐烂的鱼。
关于水污染调查报告范文3
论文摘要:英国在工业化的进程中,发生了较为严重的城市河流污染,主要因为工业化时期的城市化水平和社会认识尚不能承载工业化带来的全面影响,加之国家治污力度多受掣肘及科技水平的制约,河流污染的状况在19世纪没能得到显著改善,引发生态环境恶化及流行病侵害等不良后果。后发国家应以英国工业化的得失为镜,实现工业化的科学发展。
英国是世界上第一个实现工业化和城市化的国家。以蒸汽动力为标志的工业革命,为不列颠最早叩开了现代化的大门。然而,在工业化的进程中,与经济:荣和城市发展相伴的还有遭受污染的生态环境,其中,城I IJ河流污染尤为严重。英国,在摘取了一个工业化先行者J PG该摘取的最优惠成果的同时,也尝到了工业化及城了化造成的水污染苦果。对尚未实现工业化及正处在现代化进程中的后发国家规避和整治“迈达斯的灾祸”有所裨益2 =16促进人与自然和谐发展。故本文不揣浅陋,愿就工业化时期英国城市河流污染的成因、防治及其特点等问题予以探讨,以就教于方家。
一、英国城市河流污染的状况
城市水污染自古有之。人类早期活动产生的废弃物大都被排人大气或弃置于水中,古时的城市居民已有用法令和规章控制污染的尝试。在古希腊,只有获得特殊允许才能设立制革厂;古罗马也有规章规定,制革、榨油和洗衣作坊只能设立在没有居民点的台伯河对岸。但是,早期的污染仅限于十分狭窄的范围。
上百年来,英国的毛纺业等传统工业无疑也降低了河流水质,但是,严重的水污染直到19世纪工业化时期才真正发生。工业革命以来,随着工业的发展和城市人口的剧增,不断排放的工业废水和生活污水使英国的许多河流受到了污染,在19世纪,城市河流污染成为十分普遍的现象。
恩格斯对当时河流污染的描述颇为详尽。例如,流经利兹的艾尔河,“这条河像一切流经工业城市的河流一样,流人城市的时候是清澈见底的,而在城市另一端流出的时候却又黑又臭,被各色各样的脏东西弄得污浊不堪了”;流经曼彻斯特的两条小河—艾尔克河与梅德洛克河的污染状况亦十分严重,“停滞的艾尔克河,这是一条狭窄的、黝黑的、发臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滞的,而且发出臭味。
此外,流经西赖丁约克的卡尔德河,在1852年以前始终是鱼类喜爱的栖息地,至1867年,皇家委员会已不得不沮丧地承认:“流经西赖丁约克的,与其说是河水,不如说是墨汁。艾尔克河的支流布拉德福河,曾是男孩们捕鱼的乐园,也被工业化的浪潮熏染得通体黝黑,以致“只需一根火柴,就可以将它点燃”,俨然是一条随时喷发的黑龙。
泰晤士河曾是一条美丽的河流,英国人习惯地称之为“老父亲泰晤士”。19世纪以前,泰晤士河河水碧波荡漾,鱼虾成群,是举世闻名的鱿鱼产地,诗人蒲柏在1728年将其描绘为“银色的洪流”。工业革命以来,随着沿途城市居民的剧增以及大量工厂的建立,各种污染物源源不断地进人泰晤士河,牛津以下河段的水质急剧恶化,泰晤士河成为一条污浊不堪的“臭河”。1855年,化学家法拉第致信《泰晤士报》:“整条河变成了一种晦暗不明的淡褐色液体……气味很臭……整条河实际上就是一道阴沟。可见,英国城市的水污染在19世纪中期已经相当严重。
二、英国城市河流污染的成因
那么,究竟为何诸多河流在一个世纪里都变了色、变了味,这么严重的污染是怎样产生的呢?无疑,工业废水和公共废水是城市水污染的主要来源,其中,英国工业革命时期的工厂布局和工业类型又是产生大量工业污水的直接原因。
工业化初期,主要的机械动力是水力,“由于使用水力机,工厂不得不设在大流量的急流旁边”。因此,英国的第一批近代工厂自然傍河而建,在英国工业的发源地和中心—曼彻斯特,“几乎所有的厂房都是沿着贯穿全城的三条河流和各种运河建立起来的。这既解决了动力问题,又方便了废水处理,河流也成了废水排放的理想场所。蒸汽机发明后,以前依靠水力机械、依河而建的工厂逐渐转移到城市中,但工厂对那些流经城市的河流的依赖并没有减轻。因为蒸汽机的第一需要和大多数工业生产部门的主要需求,都是比较洁净的水。水作为冷却剂是蒸汽机不可或缺的,一些工业部门如毛纺业、印染业、造纸业的生产过程也离不开水,还有酿酒、洗煤,没有水更寸步难行。同时,水路为工业主提供了廉价的运输途径。因此,一条河流附近往往分布多家工厂,例如艾尔克河,“桥以上是制革厂;再上去是染坊、骨粉厂和瓦斯厂,这些工厂的脏水和废弃物统统汇集在艾尔克河里”。这些废水中往往含有铅、碱、硫等污染物,而且大多是未经处理就直接排放,使水质大大降低,造成严重的河流污染。
造成城市水污染的另一主要来源是公共废水。公共废水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗涤剂。公共废水的存在本不可避免,但在英国工业化时期,因城市化和城市人口增长过速,加上市政建设滞后,遂使水污染加剧。
一方面,与工业化相伴的是,英国城市化发展迅速,城镇人口增长急剧。势如潮涌的人口,被压缩到很小的拥挤不堪的中心点上。从增长数量上看,大约在1800年,英国只有一个大城市—伦敦,人口约100万,远远超过其他城市如利物浦、曼彻斯特、伯明翰和布里斯托尔等(这些城市的人口大多只在5到10万之间)。1850年伦敦人口增至2 ,360 ,000人,另有9个城市在10万人以上,18个城市在5万到10万之间。1910年英国有46个城市超过10万,伦敦人口更是猛增至450万。从增长率看,兰开夏在1700年至1801年间人口差不多增加两倍,曼彻斯特的人口在1773年至1801年间也增加了两倍。到1851年,英国的城市人口已首次超过农村。城市的扩展和人口的集中大大增加了水资源的消耗,也使城市的公共卫生日益恶化,垃圾成堆、污水横流构成了那时英国许多城市的基本外貌。
另一方面,英国城市化虽快,但城市化水平较低,市政建设滞后。“所有的市镇,不论是新的还是老的,都面临着公共卫生的严峻问题,工业化早期,英国的城市尚未建立清扫垃圾的制度,垃圾粪便随意堆放,人们甚至因厕所太少不得不随地大小便。特别是贫民窟,成了疾病流行的孽生地,被人们称为“霍乱国王的巢穴”。在利兹,最不卫生的地区是工人住的狭窄的房屋区,这类建筑物里不具备任何一种排水设施,厕所少且前后无遮无盖。到1831年,即使是已拥有14万以上居民的曼彻斯特市区仍没有铺砌街道和修建下水道的条例。非但如此在曼彻斯特新城(又叫爱尔兰城,the Irish town) ,“街道没有铺砌,也没有污水沟,可是这里却有无数的猪群”。大量垃圾、粪便、洗涤用水还有从街道屠宰场排出的水染上深红色的兽血,经过公用阴沟和露天排水沟通往小河、水坞,加重了城市河流的污染。
综上所述,工业化和城市化的“副产品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工业化时期英国的社会思想是污染得以加剧的促因。
首先,英国人将“自由放任”思想奉为圭泉,对工业革命造成的工业中心人口膨胀、城市污染和公共卫生等问题尽量不干预;其次,社会以追逐财富为价值取向,对“污染”则漠不关心。英国贵族通过经营追求财富早已成为惯例,社会中下层又有着一股“向上看”的风气,于是上行下效,社会形成了以谋求利润为荣的风气。
难怪连外国观光者都不禁要惊呼:“英国的城市纯粹是工作和挣钱的地方,而绝非休息和享受的乐园,那种具有更高尚品格的人还没有出现。
三、英国城市河流污染的防治及其特点
随着河流污染状况的不断加剧,以及由此引发的各种危害,人们开始意识到有必要采取措施对污染予以遏制,但长期似来,社会的反应并不积极。直到19世纪中期,随着流行病的多发,城市才开始实行系统的卫生改革,如下水管道、清水供应和道路清洁等。同时,社会对城市河流污染的防治也愈加重视,各项治理措施逐渐建立,整治渠道逐步完善。下面将结合英国在这一时期的防治措施,对城市河流污染的治理特点进行探讨。
(一)各群体和多渠道的广泛参与。生态学家和卫生学家最先向社会发出正视污染的呼声,他们是治污的先行者。部分生产者组成志愿协会,呼吁减少废物排放、倡议革新生产技术,为政府的积极治理建言献策。议会和政府通过立法和行政手段,全面领导水污染的治理。这样,河流污染的防治得到了议会、政府、社会组织和个人等各群体的参与和支持。
(二)议会立法和政府作为是治理污染的主导力量。一方面,从议会来说。1848年霍乱发生后,议会通过了第一部“公共卫生法”,并成立卫生部,虽不是专为治理水污染而设,但它规定在传染流行区域设立地方性卫生委员会,负责处理当地污水问题。由于习惯法提供的防御河流污染的措施起不到明显效果,1855年,议会颁布了《有害物质去除法》,试图对那些以工业废水污染河道的制造商处以罚款1865年和1868年,议会又先后两次委任皇家委员会,负责调查河流污染的状况并寻求行之有效的治理途径叫即。在第一届委员会提交初次报告后十年,议会通过了《1876年河流污染防治法》,这是英国历史上第一部防治河流污染的国家立法,也是世界历史上第一部水环境防治法规。法案不仅对禁止排放的各类污水和违法行为进行了详细规定(包括工业废液、颗状和悬浮状污染物、下水道污水排放等),还任命专家担任审查官,向工作部门提供实施建议,并通过监督技术改进以控制河流污染。这是一部具有“框架性”意义的法案,它关于防治河流污染的基本原则一直沿用至1951年。
另一方面,从政府作为来看,主要是加强市政的排污系统建设。例如,1858年伦敦市政当局修建的“伦敦下水干道”,以及1863年秋动工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程举措,通过建立下水道网络将工业污水和生活垃圾转移到下游地区,为减少伦敦水生疾病的发病率方面起到了重要作用。应该说,在19世纪,尤其是下半叶,英国议会和政府在治理河流污染方面确实做出了一定的努力,也取得了一些积极的效果。
(三)专家治理充当重要角色,发挥积极作用。1842年查德威克的《英国劳动人口卫生状况的调查报告》发表,揭示出糟糕的公共卫生状况,尤其是“飘着恶臭的厕所、污水沟和被污染的饮用水”是引发霍乱的根源。麻醉医师约翰·斯诺也提出同样的观点,1849年,他发表《论霍乱的传染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍乱传播的主要渠道”。他的这些结论有力地说明了治理水污染的必要性,也坚定了全社会的治水决心。1848年,约翰·西蒙医生被任命为伦敦城区的保健医官,“这一职务不仅在争取城市制定供水、排水、贫民窟的清洁规划方面起了重要作用,而且对确保有关建筑和人口过分拥挤的规章的执行具有重要意义”。
议会在第一部河流污染防治法制定之前委任了两届皇家委员会,委员会全都由相关领域的专家组成。如第二届皇家委员会的主要成员:皇家工程院德尼森爵士、化学家弗兰克兰德和农学专家默顿等人。他们通过调查取证,亲自实验,向议会递交调查报告,同时,专家们还对肆意向河流排放废水的行业进行严厉谴责,同时建议政府设立限制废水排放的详细标准,为国家制定水污染防治法案提供了理论依据。
碍于诸多阻挠因素,《1876年河流污染防治法》的实施效果并不理想,19世纪末,英国主要河流受污染的糟糕状况没有显著改善。1898年,英国又一次委任多名专家组成皇家委员会,调查污染来源和督查河流防治的进度。与德尼森爵士等前辈不同的是,此次委员会的专家们更加务实。他们注意综合考虑多方利益,设法调动工厂主的治污积极性,待之以宽,不求速变,先制定适度可行的治污标准,再随污染状况的改善而逐年将标准提高。在这种务实精神的倡导和促进下,产生了一系列减轻水污染的新方法。首先,也是最简捷的方法—一些滨海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托尔等)将部分污水注入大海,通过污水转移以缓解河流的吸纳压力。其次,建立“污水农场”,将污水引到离城镇不远的农场用以灌溉作物,既廉价、无害,又不影响丰产,到19世纪末,像伦敦、曼彻斯特和诺丁汉等地附近已有不少这类农场。此外,多种净化剂得以应用,如动物骨灰、焦炭和页岩等,都能起到过滤和净化污水的效果。可以说,这些成效凝聚着诸多专家的汗水和智慧。
治污成效虽不显著,但仍在困境中渐进19世纪特别是下半叶,英国人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人满意,因为在河流污染的防治过程中尚存在诸多阻力。
其一,政府治污不坚决。一方面,英国在19世纪面临国内政治经济和对外关系等诸多紧迫问题,相形之下,河流的防治事宜尚不够急切;另一方面,对工业与贸易利益的关切使行政当局不愿对工矿企业的污染行径和搪塞应付过于苛责,这势必影响政策法规的贯彻力度。其二,工厂主和矿主不诚心。革新生产技术、减少污水排放意味着投入的必然增加,显而易见,这种增加成本和损耗利润的要求是无法让各行业的污染大户欣然接受的。其三,民众不觉悟。“一条受污染的河流对健康的实际影响,在19世纪70年代还不为公众所认识。168公众对皇家委员会提出的防治措施或一无所知,或漠不关心,更有甚者对一些协会付出的反污染的努力嗤之以鼻,将其讥为理论家的空谈。其四,科技不过关。19世纪中后期的科学对水污染特征、水污染对健康的影响以及水的净化问题上缺乏明确认识,科学家不能准确找到河流中有毒物质的来源,而关于污染治理的技术开发又不够成熟,要改善大规模的污染状况自然是力不从心。因此,有人总结道:“河流污染的治理必定被看成是维多利亚时代公共卫生史中令人最不满意的一章。尽管如此,英国人在防治河流污染过程中取得的积极成效还是不能抹煞的。
四、关于英国城市河流污染及治理的几点启示
作为第一个进入工业化社会的国家,英国城市河流污染的经历和治理得失值得后发国家借鉴。
第一,正确认识河流污染的危害,重视水污染的防治。河流污染不仅破坏生态环境,而且直接威胁人们的正常生活和生命安全。鱿鱼是深受英国人喜爱的食物,可在1836年,泰晤士河的鲤鱼已几乎绝迹,而在塞文河、特伦特河与埃文河,也变得越来越稀少。在19世纪90年代,英国不得不向加拿大和挪威大量进口蛙鱼,以稳定在比灵斯门鱼市的价格1858年,奇臭的泰晤士河令在河畔开会的议员们不堪忍受,被迫将会议延后一周举行19世纪霍乱频发,仅1832年一次,就“大约使3100英国人丧生”。放眼全球,因河流污染而引发生态恶化和危害人们健康的事例不胜枚举,有的触目惊心,所以污染防治关系重大,不容轻视。
关于水污染调查报告范文4
[关键词]水生态安全状况;DPSIR;集对分析法;模糊评价方法
[DOI]1013939/jcnkizgsc201714033
近年来,随着人们环保意识的不断加强,越来越多的人意识到水生态安全的重要性。随着三峡水电的落成,三峡库区长江段俨然由天然河道变成了目前世界上最大的人工湖泊。从2001年至今,库区蓄水越来越深,加上人们生产生活中的废水、船泊污水的排放等因素,三峡库区的生态环境态势严峻,支流等地发生水体水质灾害的频率也越来越高。为了对三峡库区的水生态安全现状有一个较好的掌握,并希望服务于三峡库区水资源、生态管理与保护,本文试图通过建立一种评价模型来衡量三峡库区的水生态安全状况。
1文献综述
关于湖泊、河流的评价体系已经由许多学者进行了相关的研究,并且提出了很多相关的评价模型。萧长来[1]采用均值化综合污染指数法对前郭灌法的水质进行了综合评价,获得了符合水质实际情况的结果,为治理污水提供了科学依据,具有一定的推广性。刘哲等[2]运用层次分析法对福州山仔水库生态环境进行了评价,确定出湖泊中污染因子的权重关系,获得了较为满意的结果,说明了层次分析法在定量计算污染指标的权重方面具有一定的适用性。沈迅伟等[3]采用传递包法进行模糊聚类分析并通过模糊聚类动态图对水域进行划分,再利用隶属函数对水质进行了模糊综合评判,为水污染环境评价提出了一套科学的评价方法。王李管等[4]建立了环境质量评价人工神经网络模型对大气质量和水质进行了评价,并将结果与模糊数学法及灰色聚类法所得结果进行了对比,验证了其模型的可靠性。谢先全等[5]采用灰色聚类和模糊聚类等方法对福建沿岸9个港湾的海水水质进行了定量分类评价,与1999年福建省海域环境的综合调查报告的评价结果相当吻合,为水质的污染治理以及水资源的开发利用提供了一定的科学依据。
综观水生态安全评价的相关文献,现有研究提出的评价模型大多是综合污染指数法、层次分析法、灰色聚类法等,这些方法各有其优点,但在评价的客观性和全面性方面还有待于进一步改进。由于水生态具有较为明显的模糊性,而模糊评价方法能有效地解决不确定因素对于结果的影响。有鉴于此,本文尝试对已有湖泊水生态评价模型的指标进行修正,并结合层次分析法和熵权法确定的综合权重,建立综合评判模型,进而实现对水环境的综合评价。以期达到预期目标的前提下对三峡库区水生态现状进行评价。
2基于DPSIR框架的水资源安全评价指标体系构建DPSIR框架是联合国(UN)在1993年为综合分析和描述环境问题以及其和社会发展的关系提出的。DPSIR框架包含了社会、经济、政治、环境等要素:一方面,它可以f明社会、经济发展对环境造成了哪些影响;另一方面,它也说明了人类行为及其最终导致的环境状态对社会的反馈。在参考相关生态安全评价指标体系及《全国水资源保护规划技术大纲(2012年)》的基础上,初步确立水资源安全评价指标体系如下。
驱动力(B1)主要指人类社会经济活动,如人口增长、社会经济发展的需求、环境变化等。本文选取的指标有库区年平均降水量C1、人口总数C2、库区总产值C3。
压力(B2)主要反映水资源开发利用活动对生态环境造成的负荷,即自然条件和影响水资源安全的人类活动。本文选取的指标有工业污染源废水排放量C4、城镇生活污水排放量C5、船舶油污水年产生量C6。
状态(B3)主要指在上述压力下所处的状态,主要涉及水环境质量状况、生态系统所处状况等。本文选取的指标有库区耕地复种指数C7、库区耕地面积C8以及油污水排放达标率C9。
影响(B4)是指上述状态的改变对社会、经济、水生态系统环境产生的影响。本文选取的指标有还林还草面积C10、第二产业实现增加值C11、渔业天然捕捞总产量C12。
响应(B5)是指人类在经济社会活动中对水生态系统安全问题的能动反应,主要指采取维持水生态系统安全的响应措施。本文选取的指标有船舶油污水处理率C13、单位耕地面积化肥施用量C14、第二产业对GDP贡献率C15。
3基于综合权重的集对分析水生态安全评价模型
31集对分析法(SPA)
基于SPA的水生态安全评价的实质就是根据既定等级,依次计算测量值与不同等级的标准在指标所给的特性下的相似程度,如果两者相似则可归为一类,反之,则归为另一类。
依据上文中的指标建立和指标等级的确立,将评价样本的某指标值,即测量值xl,m为指标集合总数,看成一个集合Xl(l=1,2,…,m),把相应指标的评价标准等级值看成另一个集合Yk(k=1,2,…,n),则Xl与Yk可构成一个集对(Xl,Yk)。一元联系度μl描述集对(Xl,Yk)的关系[6]
式(2)中ωl为第l指标的权重。在同一个评价系统中,有些指标的作用显著一些,有的作用则相对来说弱一些,因此各指标对μ的贡献度不同,可分别赋予不同的权重。在进行水资源系统评价时,关键在于确定上式中的μl。借助于模糊分析,给出联系度的具体计算公式:本文中取Ⅳ级为评价级别中的最高级指标。现在给出联系度的计算公式:其中,s1、s2、s3分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级标准的上限值,超过s3即为Ⅳ级,s4为指标值在大于s3时所取得的最优值。在大多数情况下s4的值,依据实际情形而定。x为各指标的实际测量值。
从而,测量值x关于Ⅰ级标准的联系度计算表达式为:[7]
这里i=1-2x-s11s2-s1。类似的可以给出测量值x关于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级标准的联系度计算表达式,在此不作赘述。
32综合权重的确定
为了计算联系度,必须先确定指标权重。而确立权重的方法有很多种,大体上分为主观赋权法和客观赋权法两类。在本文中,主要用到了层次分析法和熵权法,而两类方法各有优劣。前者可体现决策者的经验判断,属性间的相对关系一般不会违反人们认知的常识,缺点是随意性较大、准确性可靠性较差;后者遵循客观规律,但却忽视了决策者的经验等主观偏好信息,有时会导致权重系数不合理,甚至于这项指标的权重本就毫无现实意义。为了解决两种方法的不同缺陷,本文尝试用综合权重法,可建立层次分析法和熵权法的关系表达式,从而计算综合权重:
式(4)中ω为综合权重;α为经验因子,反映决策者对于主观客观权重的偏好程度q为主观权重;p为客观权重。经验因子α=06;计算得到各指标权重如表1所示。
33集对分析法联系度的计算
为了计算集对分析法的联系度,我们首先要得到不同指标的分级标准,结合模糊分析法,给出分级标准(见表2)。s1、s2、s3分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级标准的上限值,超过s3即为Ⅳ级,s4为指标值在大于s3时所取得的最优值,在大多数情况下s4的值,依据实际情形而定。而这里,本文将s4取为标准值,以此来进行分级,见表2。
在分级标准确立之后,就进行数据集的选取。为了更好地反映三峡库区的真实情况。本文的数据集是搜集1996年至2012年的统计数据,由于数据量较大,为了方便计算等间距地选取1998年、2002年、2006年和2010年的数据进行集对分析。
现在开始计算联系度,由式(3)至式(4),将数据代入公式中,运用Matlab编程分别计算出表示15个与四个等级的指标标准值对应的联系度。接着运用式(2),以及表3中的综合权重,得到总联系度μ。
由表中的数据,可得1998年水生态安全等级为1级,2002年的水生态安全等级为1级,2006年的水生态安全等级为4级,2010年水生态安全等级为4级。可见水生态安全等级在逐年升高。从过程中可以看出集对分析法的便捷性和可行性,同时从结果看来,随着人们的环保意识的不断增强和环保知识与手段不断改进,虽然三峡库区水体灾害仍有时发生,但是从模型所选取的指标角度上看,三峡库区的水生态安全状况却在逐渐恢复。
4结论及政策建议
对于方法上,本文建立了依据集对分析法的评价方法,考虑到了水生态安全评价指标标准值的边界值的模糊性,改进了集对分析法的计算方法,避免了集对分析法中关于差异系数、对立系数的计算。该方法概念清晰,易于操作,同时将其运用到三峡库区的水生态安全评价中去,可以看出集对分析法处理模糊评价的能力与可行性。然而,由于数据的局限性和指标选取的不合理性的可能存在,本文结论仍有较大的改进空间。
对于结论的解释上,从上述过程和结果数据显示上看来,结论似乎与我们日常生活认知截然相反。对于这个结论,从本文所选取的15个指标,如库区年平均降水量、人口总数、库区总产值、工业污染源废水排放量、城镇生活污水排放量、船泊油污水年产生量等,这些指标都与人类生活意识和环保意识有关,因此,本文集对分析法,结果显示的水生态安全等级不断升高,其实是因为本文指标直接反映的是人们环保意识的不断增强,故此有以上结果。
基于本文的评价,笔者提出了有利于三峡水生态安全发展的政策建议:首先,要加快三峡库区城镇污水、生活垃圾处理设施的建设,紧接着就是要集中全力进行三峡库区各项污染治理,严格控制新型污染;其次,通过强化对经过三峡库区船舶的船舶污染管控,从源头上控制污染;最后,宣传教育工作也是至关重要的,加强三峡库区水生态保护的宣传教育工作,让更多的人了解环境现况和一些环保知识,实现绿色理念的可持续性。
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