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時(shí)間：2023-08-31 16:37:50
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇環(huán)境保護(hù)前景范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：K826.15文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)代，為人類創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。但是，傳統(tǒng)的思維方式和單目標(biāo)的決策手段，使人類嘗到了只追求效益而不顧資源、環(huán)境的掠奪式生產(chǎn)的苦果，人類正面臨著有史以來最嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)。生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟(jì)和社會持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國政府十分重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，把可持續(xù)發(fā)展作為基本國策。
一、生物技術(shù)的特點(diǎn)
生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入，人們已越來越意識到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問題提供了希望。目前生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中主要是利用微生物，少部分利用植物作為環(huán)境污染控制的生物。生物技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)巾應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護(hù)的各個方面，發(fā)揮著極為重要的作用。
二、生物監(jiān)測技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用
應(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)、PCR技術(shù)、電子顯微技術(shù)、基因差異顯示技術(shù)、生物傳感器、基因探針、生物芯片等現(xiàn)代生物技術(shù)對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測與評價(jià)，是近年來國內(nèi)外科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)，研究報(bào)道也日益增多。應(yīng)用酶聯(lián)免疫技術(shù)檢測分析環(huán)境中的農(nóng)藥及其代謝物是90年代的一項(xiàng)新技術(shù)。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等農(nóng)藥以及多氯聯(lián)苯、二惡英、抗菌素等污染物的酶聯(lián)免疫分析方法，其中用于現(xiàn)場快速分析的酶免疫試劑盒已商品化。此技術(shù)具有快速靈敏，費(fèi)用低，特異性強(qiáng)和適于現(xiàn)場大量樣品分析等優(yōu)點(diǎn)。我國在環(huán)境污染的生物監(jiān)測方面也取得了一些新進(jìn)展。一是廣泛開展了生物監(jiān)測方法的研究；二是各種生物綜合監(jiān)測指標(biāo)的研究；三是利用生物監(jiān)測手段和評價(jià)環(huán)境質(zhì)量。
三、生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
現(xiàn)代廢水生物處理技術(shù)是利用水中微生物的新陳代謝功能，使廢水中的有機(jī)物降解轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使廢水得以凈化。屬于生物法處理工藝的有活性污泥法、生物膜法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等。
1、活性污泥法
活性污泥法是被廣泛采用的傳統(tǒng)廢水生物處理工藝。它是在人工條件下，將空氣連續(xù)鼓人溶解了大量有機(jī)污染物的污水中，對污水中的各種微生物進(jìn)行連續(xù)混合和培養(yǎng)，形成懸浮狀態(tài)的活性污泥，在活性污泥上生活著大量的好氧微生物，這些微生物在好氧條件下能以溶解性有機(jī)物為食料獲得能量，并不斷增長，使污水中的有機(jī)污染物得以分解去除，最后使污泥與水分離，大部分污泥回流到生物反應(yīng)池，多余的污泥將被排出活性污泥系統(tǒng)。
2、生物膜法生物膜法
又稱固定膜法，是一系列污水好氧生物處理技術(shù)的統(tǒng)稱，其共同的特點(diǎn)是微生物附著在作為介質(zhì)的濾料表面，生長成一層由微生物構(gòu)成的膜。污水與之接觸后，其中的溶解性有機(jī)污染物被生物膜吸附，進(jìn)而被氧化分解，使污水得以凈化。目前，生物膜法是一項(xiàng)在廢水處理工程上被廣泛運(yùn)用的技術(shù)，采用這種方法的構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池和生物流化床等。
3、自然生物處理法
利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術(shù)，稱為自然生物處理法。其特點(diǎn)是工藝簡單，建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用低，但凈化受自然條件的制約。主要處理技術(shù)是穩(wěn)定塘和土地處理法。穩(wěn)定塘是利用塘中天然微生物的代謝作用氧化分解廢水中的有機(jī)物，穩(wěn)定塘中的氧由塘中藻類的光合作用和塘面與大氣接觸的溶氧提供，在穩(wěn)定塘內(nèi)廢水停留時(shí)間長，對廢水的凈化過程與自然水體凈化過程基本一致。
4、厭氧生物處埋法
厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機(jī)物的處理技術(shù)。用于厭氧生物處理的構(gòu)筑物有消化池、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉(zhuǎn)盤、擋板式厭氧反應(yīng)器和復(fù)合厭氧反應(yīng)器等。
四、污染土壤的生物修復(fù)
土壤污染也是較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題之一。其最主要表現(xiàn)形式是土壤板結(jié)沙化、重金屬污染，導(dǎo)致土壤無法利用，威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。利用生物修復(fù)技術(shù)治理土壤重金屬污染，主要是通過酶促反應(yīng)等生物作用，對土壤中的重金屬進(jìn)行固定，由于重金屬元素的化學(xué)形態(tài)發(fā)生了改變，其移動性也相應(yīng)降低，通過有針對性的生物對其吸收、代謝，可以削減土壤中重金屬的含量。達(dá)到凈化土壤和降低毒性的目的。其中應(yīng)用最廣的屬低溫微生物修復(fù)技術(shù)。重金屬的低溫微生物修復(fù)是利用低溫微生物的生物活性，對重金屬親和吸附或轉(zhuǎn)化為低重金屬的污染程度。此外，污染土壤經(jīng)過生物修復(fù)過程后還可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，這將有助于土壤的固定，遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用，防止水土流失等同。
五、環(huán)境生物技術(shù)在預(yù)防污染上的應(yīng)用
利用分子遺傳技術(shù)篩選特定菌種將產(chǎn)品生產(chǎn)過程的廢棄物直接轉(zhuǎn)化為能源或副產(chǎn)品，如微生物化肥；利用DNA重組及蛋白質(zhì)工程技術(shù)快速生成特定的酶，應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少化學(xué)無機(jī)品用量，從而達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。
利用分子微生物族群、基因技術(shù)、DNA修復(fù)改變某些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物農(nóng)藥、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物產(chǎn)品將會大量應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中，逐步取代對環(huán)境存在污染或者污染威脅的環(huán)境物質(zhì)的使用（ 如化學(xué)制成品的農(nóng)藥、化肥等）。
六、展 望
1、新工藝新方法將不斷涌現(xiàn)
隨著廢水處理量的巨增和水質(zhì)的復(fù)雜化，迫使人們不斷研究開發(fā)新技術(shù)和新方法、構(gòu)建高效反應(yīng)器、優(yōu)化運(yùn)行條件。例如：劉建榮等在研究印染廢水的治理時(shí)，為了提高生物處理效率采用三種新技術(shù)相結(jié)合的方法，即在厭氧流化床中投加高效脫色菌，采用聚集一交膠固定法，將脫色菌固定于活性污泥上；在反應(yīng)器內(nèi)投加磁粉形成穩(wěn)恒弱磁場，對微生物產(chǎn)生正的磁生物效應(yīng)來提高生化反應(yīng)速率。
2、與其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合
近年來，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是IT技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了生物治理技術(shù)的進(jìn)步，電子計(jì)算機(jī)的廣泛使用不僅使處理工藝控制自動化，而且在生物技術(shù)上也廣泛開展數(shù)學(xué)模擬研究。
3、極端微生物和超級工程菌的研究應(yīng)用將成為熱點(diǎn)
極端微生物是指那些可在一般生物不能生存的條件下(如高酸、高堿、高溫、低溫、高壓、高鹽等)生存的生物，由于其特殊的生理機(jī)制，在環(huán)境保護(hù)中具有極大的應(yīng)用價(jià)值。隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，人們不僅能對現(xiàn)有的微生物進(jìn)行改造，而且還創(chuàng)造出具有新的特殊功能的微生物。
3、從治理污染到預(yù)防污染
早期的工農(nóng)業(yè)一味追求發(fā)展，忽視了其對環(huán)境的副作用，直到環(huán)境被破壞得相當(dāng)嚴(yán)重才開始被動治理?，F(xiàn)在，世界各國已認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性：生物技術(shù)對環(huán)境保護(hù)的作用將由單純治理發(fā)展到防治結(jié)合，以防為主，最終實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
七、結(jié)束語
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入，人們已越來越意識到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展為根本上解決環(huán)境保護(hù)問題提供了無限的希望。現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展無疑將會推動環(huán)境保護(hù)理論及技術(shù)的日臻完善，為人類治理和保護(hù)環(huán)境提供更多可行、可用、有效的方法。
2現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)
現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程，細(xì)胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較，生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。
（1）生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題,同時(shí)也對垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。
（2）利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。
（3）生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應(yīng)條件大大簡化，具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。
3現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
3.1污水的生物凈化
污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細(xì)胞是一個天然的固定化酶反應(yīng)器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定，即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等，此方面國內(nèi)外成功的例子很多，如德國將能降解對硫磷等9種農(nóng)藥的酶，以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對硫磷廢水，去除率達(dá)95%以上；近幾年我國在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進(jìn)展，對于含100mg/L廢水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母細(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。
3.2污染土壤的生物修復(fù)
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達(dá)到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，這將有助于土壤的固定，遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用，防止水土流失。
3.3白色污染的消除
廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解，估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農(nóng)作物減產(chǎn)，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如：根瘤菌)中，使兩者同時(shí)發(fā)揮各自的作用，將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時(shí)，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。
有些微生物能產(chǎn)生與塑料類似的高分子化合物即聚酯，這些聚酯是微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì)，可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn)，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量，人們正在用重組DNA技術(shù)對相關(guān)的微生物進(jìn)行改造，此方面目前一個研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs)，研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種，即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵，在積累大量的PHAs后，加入信號物質(zhì)，使裂解蛋白產(chǎn)生，細(xì)胞壁破壞，PHAs析出，以簡化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過程，降低提取成本。
3.4化學(xué)農(nóng)藥污染的消除
一般情況下，使用的化學(xué)殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的，經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對環(huán)境污染的一個重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物，有的是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥，這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜，有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng)，就需要用基因工程的方法對已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造，改變其生化反應(yīng)途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染，最好全面推廣生物農(nóng)藥。
所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱，它們多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究，主要包括病毒殺蟲劑、細(xì)菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來并沒有得到廣泛的使用。現(xiàn)在人們正在利用重組DNA技術(shù)克服其缺點(diǎn)來提高殺蟲效果，例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點(diǎn)是桿狀病毒基因工程的改造，人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達(dá)出相關(guān)激素,以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲的目的。
參考文獻(xiàn)
1孔繁翔.環(huán)境生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2000
2陳堅(jiān).環(huán)境生物技術(shù)[J]，生物工程進(jìn)展，2001(5)
1.水足跡
1.1水足跡概念
目前，水足跡的研究以量化為主，同時(shí)將水足跡概念推廣到政策層面以及企業(yè)和市場層面。水足跡的研究對象一般包括：地理區(qū)域的水足跡（國家、流域、省市），產(chǎn)品水足跡（產(chǎn)品供應(yīng)鏈、企業(yè)和具體產(chǎn)品）以及個人水足跡。水足跡的量化方法主要包括：自下而上的核算方法，投入產(chǎn)出（IO）方法和生命周期評價(jià)（LCA）方法。
水足跡概念首先使人們認(rèn)識到水資源的消耗和污染的源頭是人類的消費(fèi)活動。正是由于人類消費(fèi)需求的不斷增長帶動了商品的大量生產(chǎn)，從而增加了對水資源和水生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。通過進(jìn)一步調(diào)查可以建立水足跡消費(fèi)和水足跡生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)。例如，秘魯?shù)囊粋€流域因向英國出口蘆筍而導(dǎo)致其水資源緊缺。換句話說，英國消費(fèi)者的“水足跡”來自秘魯。類比碳足跡核算中的消費(fèi)者責(zé)任原則，許多發(fā)達(dá)國家對發(fā)展中國家的水資源緊缺應(yīng)該負(fù)有一定責(zé)任。
其次，通過核算可以幫助消費(fèi)者明確哪些產(chǎn)品是高耗水產(chǎn)品，即指出對哪些產(chǎn)品的消費(fèi)導(dǎo)致了水資源大量消耗。目前公認(rèn)最大的用水戶是農(nóng)產(chǎn)品，占據(jù)了全球約70%的水資源消耗。所以，對大部分地區(qū)來說節(jié)水的關(guān)鍵是降低農(nóng)產(chǎn)品水足跡。從這個意義來看，水足跡并不是碳足跡的簡單復(fù)制，而是一種有效補(bǔ)充，如農(nóng)產(chǎn)品往往具有較低的碳足跡，卻有很高的水足跡?？傊阚E的研究擴(kuò)展了以往水資源研究的范圍和內(nèi)涵，為建立跨行政區(qū)、跨流域的水資源管理以及市場體系提供了研究基礎(chǔ)。
1.2水足跡的測試【2】
在測試水足跡的網(wǎng)站中關(guān)于世界各國水足跡列表上，美國成為黑名單的頭號上榜者，水足跡為人均每年約2483立方米。在美國之后，意大利成為排名第二的耗水大國，人均每年約2332立方米。中國則為人均每年約702立方米，排名135。也門則以人均每年約619立方米，成為人均水足跡最少的國家。
想知道你每天消耗了多少水足跡嗎？看看下面的數(shù)據(jù)，應(yīng)該就有個大致輪廓了：
食物 水足跡
1個100克的蘋果 70升
1杯200毫升的蘋果汁 190升
1公斤大麥 1300升
1公斤牛肉 15500升
1公斤雞肉 3900升
1杯咖啡 140升
1杯250毫升的啤酒 75升
1公斤玉米 900升
1升牛奶 1000升
1個漢堡 2400升
1.3水足跡的分類及其內(nèi)涵
與生態(tài)足跡和碳足跡概念不同，水足跡的特點(diǎn)體現(xiàn)在其獨(dú)有的分類中。
按照用水的類型劃分，水足跡可分為藍(lán)水、綠水和灰水。藍(lán)水和綠水代表人們消耗利用水資源的兩種類型：藍(lán)水是人們消耗的地表水和地下水資源量，綠水是雨水落入農(nóng)田土壤中而蒸發(fā)的水資源量。以往的水資源統(tǒng)計(jì)只考慮藍(lán)水，忽略了綠水在農(nóng)作物種植中的作用。世界上河流、湖泊、水庫和地下蓄水層中的“藍(lán)水”只占世界淡水資源的40%，在干旱地區(qū)更少。因此，研究綠水足跡對干旱地區(qū)的水安全和糧食安全至關(guān)重要。完全利用綠水，即完全依靠天然降水為水源而種植農(nóng)作物就是所謂的“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”?；宜畡t表示人類的排污活動對水資源的間接消耗，通過使水質(zhì)達(dá)到允許標(biāo)準(zhǔn)所需要的稀釋污染物的新鮮水量來表示?；宜阚E也是一個有用的概念，將排污轉(zhuǎn)化為一種變相的水資源消耗，從而將水量和水質(zhì)統(tǒng)一起來核算。對于水質(zhì)型缺水地區(qū)，河流水質(zhì)的改善實(shí)際上是變相增加了水資源，在管理方面具有實(shí)用意義。
按照用水部門的區(qū)別，水足跡可以分為直接用水和間接用水。所謂直接用水是商品在生產(chǎn)加工過程中的用水。間接用水則是指除了產(chǎn)品加工用水以外，生產(chǎn)這一產(chǎn)品所需要的所有中間產(chǎn)品的用水。例如對于薯片制造企業(yè)來說，直接用水是薯片在工廠加工中所用的水，間接用水則包括：種植土豆用水，其他配料生產(chǎn)用水，包裝袋的加工用水等。通過區(qū)分直接和間接用水，水足跡的核算可以覆蓋整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈，從而幫助企業(yè)和消費(fèi)者了解產(chǎn)品在整個生產(chǎn)周期各環(huán)節(jié)的用水情況。
按照用水的地域區(qū)別，水足跡又可以分為內(nèi)部和外部水足跡。內(nèi)部水足跡是指本地生產(chǎn)用于本地消費(fèi)的產(chǎn)品所需的水資源。外部水足跡是指本地消費(fèi)的進(jìn)口產(chǎn)品生產(chǎn)所需的水資源。外部水足跡又可以稱為進(jìn)口虛擬水。外部水足跡的量反映了一個地區(qū)的生產(chǎn)或消費(fèi)對外部水資源的依賴程度。
2.水足跡在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景分析
水足跡在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景通過對區(qū)域或流域水足跡的核算及評估，水足跡概念可以在水資源管理中發(fā)揮重要作用。同樣，水足跡概念在環(huán)保領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景，這主要是以對企業(yè)和個人的水足跡核算為基礎(chǔ)。水足跡未來在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1綠色供應(yīng)鏈核算
企業(yè)一般只關(guān)注自身的運(yùn)營水足跡，很少考慮其供應(yīng)鏈水足跡。但對于大多數(shù)企業(yè)來說，其供應(yīng)鏈水足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其自身的運(yùn)營水足跡。隨著可持續(xù)消費(fèi)理念不斷深入以及環(huán)保政策導(dǎo)向，越來越多的國內(nèi)外大型企業(yè)表現(xiàn)出對整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中節(jié)約資源和減少排放的興趣。目前報(bào)道的危害公眾健康的事件，部分是因?yàn)槠髽I(yè)上層供應(yīng)鏈發(fā)生了問題，例如“染色饅頭”、“三聚氰胺”等事件。這也迫使企業(yè)加強(qiáng)其供應(yīng)鏈的管理。
水足跡核算可以幫助企業(yè)了解和掌握其整個生產(chǎn)供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的用水量，從而幫助企業(yè)識別出水足跡增加的原因。例如，2010年可口可樂公司就與大自然保護(hù)協(xié)會（TNC）合作計(jì)算并評估了其飲料產(chǎn)品的水足跡。通過核算發(fā)現(xiàn)：1瓶可口可樂中約有2/3是生產(chǎn)甜菜所需的藍(lán)水和綠水足跡；運(yùn)營水足跡只占其總體水足跡的1%。作為零售業(yè)的沃爾瑪在要求其供應(yīng)商提供的環(huán)保責(zé)任清單中就包含了用水方面的數(shù)據(jù)。
盡管如此，目前綠色供應(yīng)鏈的研究以及核算仍然是以節(jié)能作為主要標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)，如食品加工企業(yè)將是實(shí)施水足跡的先鋒企業(yè)。同時(shí)可以看到，有實(shí)力開展綠色供應(yīng)鏈管理的企業(yè)一般是跨國的大型企業(yè)，對于中小型企業(yè)來說，控制其供應(yīng)鏈水足跡的難度很大。這就需要政府從政策上進(jìn)行引導(dǎo)，在政府采購、環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證等方面給予支持。
2.2環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證
環(huán)境標(biāo)志是由政府或者評估機(jī)構(gòu)向企業(yè)頒布的與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的圖形標(biāo)志。多數(shù)情況下環(huán)境標(biāo)志是一種對企業(yè)產(chǎn)品的認(rèn)可性的標(biāo)簽。中國環(huán)境標(biāo)志，即通常所說的“十環(huán)標(biāo)志”，是環(huán)境保護(hù)部授權(quán)頒發(fā)的對產(chǎn)品環(huán)保性能認(rèn)定的證明性商標(biāo)，是目前國家綠色產(chǎn)品的權(quán)威性認(rèn)證標(biāo)志。它表明產(chǎn)品不僅質(zhì)量合格，而且符合特定的環(huán)保要求，與同類產(chǎn)品相比，具有低毒少害、節(jié)約資源能源等環(huán)境優(yōu)勢。目前可認(rèn)證的產(chǎn)品分類包括：辦公設(shè)備、建材、家電、日用品、辦公用品、汽車、家具、紡織品、鞋類等。
目前我國正積極與發(fā)達(dá)國家合作推行在環(huán)境標(biāo)志中加入碳足跡的認(rèn)證標(biāo)志。無論是國外還是國內(nèi)，環(huán)境標(biāo)志中還很少有加入水足跡這一指標(biāo)。隨著全球水問題的加劇和企業(yè)用水成本的提高，可以預(yù)見水足跡指標(biāo)也將與碳足跡一樣加入環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正在準(zhǔn)備開發(fā)出一套基于生命周期評價(jià)（LCA）的企業(yè)水足跡標(biāo)準(zhǔn)ISO14046《水足跡要求和指南》，為產(chǎn)品、過程和組織的水足跡的測量提供原則、要求和指南。對于水足跡來說，環(huán)境標(biāo)志可以是關(guān)于這一產(chǎn)品的水足跡量值。但僅僅標(biāo)識出用水量還不足以表現(xiàn)企業(yè)在節(jié)水方面所采取的努力，還應(yīng)建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以評估該產(chǎn)品的水足跡對于水資源和環(huán)境所產(chǎn)生的影響。
2.3可持續(xù)消費(fèi)理念的宣傳
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球的資源和環(huán)境正面臨著前所未有的巨大壓力。人們?nèi)找嬖鲩L的消費(fèi)需求驅(qū)動了生產(chǎn)的擴(kuò)大，加劇了資源消耗和環(huán)境污染。繼1987年可持續(xù)發(fā)展概念提出以來，可持續(xù)消費(fèi)的概念于1994年經(jīng)由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署正式提出。自此，可持續(xù)消費(fèi)作為人類可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容受到廣泛重視。近年來，我國政府也逐步認(rèn)識到推廣可持續(xù)消費(fèi)理念的重要性，在《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)要“堅(jiān)持從源頭預(yù)防，把環(huán)境保護(hù)貫穿于規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)，提升可持續(xù)發(fā)展能力”。對我國來說，可持續(xù)消費(fèi)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)在動力，是驅(qū)動企業(yè)從粗放型的生產(chǎn)方式向“代價(jià)小、效益好、排放低、可持續(xù)”的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型的必要手段，是建設(shè)環(huán)境友好型社會的重要組成部分。
小結(jié)
可以預(yù)見，水足跡將與碳足跡和生態(tài)足跡一樣，對可持續(xù)消費(fèi)理念的宣傳和實(shí)現(xiàn)將起到重要作用?？偟膩碚f，推動可持續(xù)消費(fèi)應(yīng)是政府主導(dǎo)、企業(yè)配合、消費(fèi)者自愿的一項(xiàng)全社會的行動，可分為意識（宣傳）、意愿（標(biāo)志）和行動（激勵）三個階段逐步推進(jìn)。意識方面，政府和非政府組織（NGO）將發(fā)揮主要的作用。通過水足跡概念和內(nèi)涵的宣傳，使企業(yè)和消費(fèi)者了解高耗水產(chǎn)品的類型和減少水足跡的方式方法。例如，肉類食品具有極高的水足跡，是我國居民水足跡增加的主要“貢獻(xiàn)者”。因此，可以提倡居民調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，減少對肉類食品的消費(fèi)，宣傳健康的飲食習(xí)慣；意愿方面，政府通過對企業(yè)的水足跡進(jìn)行標(biāo)志認(rèn)證，使企業(yè)產(chǎn)生減少水足跡及消費(fèi)者產(chǎn)生購買低水足跡產(chǎn)品的意愿；行動方面，政府一方面可以通過稅收和津貼等手段激勵企業(yè)生產(chǎn)低水足跡的產(chǎn)品，另一方面則從自身做起，通過積極推行政府綠色采購，統(tǒng)一的《政府綠色采購指南》等推動可持續(xù)的政府綠色消費(fèi)。在對綠色采購企業(yè)的選擇中，應(yīng)加入企業(yè)水足跡指標(biāo)的核算和評估程序，即列入政府采購指南清單中的企業(yè)必須是在同行業(yè)中水足跡較小的企業(yè)，從而激勵企業(yè)生產(chǎn)符合政府采購標(biāo)準(zhǔn)的低水足跡產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
一、前言
農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，而農(nóng)業(yè)與農(nóng)村也是自然和人之間的紐帶，只有保護(hù)好農(nóng)業(yè)資源，改善了農(nóng)村的環(huán)境，才能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)。尤其是黨在十七大的報(bào)告中，將建設(shè)生態(tài)文明作為了建設(shè)小康社會的奮斗目標(biāo)，這更體現(xiàn)出了農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的重要性。這就為香格里拉縣農(nóng)村環(huán)境保護(hù)提出了新的要求，也是實(shí)現(xiàn)“生態(tài)立縣，環(huán)境優(yōu)先”的戰(zhàn)略措施。
二、香格里拉縣農(nóng)村環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀
香格里拉縣雖然在大力整頓，但是環(huán)境尤其是農(nóng)村環(huán)境還存在諸多需要改進(jìn)的問題。要對這些問題做出具體措施，也只有從環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀入手。
1.農(nóng)村的生活垃圾處理較差
對于香格里拉縣來說，垃圾的處理比較差，除了縣城中設(shè)置了一些簡易的污水處理廠與垃圾處理設(shè)施以外，其農(nóng)村中根本就沒有這些配套設(shè)施。絕大部分的農(nóng)村垃圾堆放比較隨意，生活污水也是沒經(jīng)過處理直接排放到河水中，這成為了影響農(nóng)村環(huán)境主要的原因。
2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染日漸提升
據(jù)統(tǒng)計(jì)，香格里拉縣每年的化肥使用量超過了6萬噸，農(nóng)藥方面的使用量也超過了0.14萬噸。據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)一農(nóng)業(yè)推廣主任說，過去的水稻僅僅防止2~3次，但是現(xiàn)在卻要提高到4~5次，甚至有一些還達(dá)到7-8次，這樣產(chǎn)出的糧食連農(nóng)民自己都不敢食用。
3.破壞生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重
由于農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)相對落后，加之嚴(yán)禁砍伐樹木。在這樣的情形之下，挖沙、石以及取土賣錢現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是在紅星村附近最為嚴(yán)重，嚴(yán)重的破壞了農(nóng)村面山的生態(tài)環(huán)境。
而且沒有投入生態(tài)恢復(fù)資金，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境中的植被破壞嚴(yán)重。這樣不但影響到香格里拉縣生態(tài)旅游形象，同時(shí)也給偷挖亂挖之人有了可趁之機(jī)。尤為嚴(yán)重的還是紅星村與一二村等。
4.工業(yè)排放污染嚴(yán)重
香格里拉縣的工業(yè)排放經(jīng)過一段時(shí)間的整頓，雖然略有好轉(zhuǎn)，但是企業(yè)中的廢氣、廢水以及廢渣等排放還是嚴(yán)重，尤其是三廢的治理上比較落后。這些有害的排放從各種渠道流入到了農(nóng)村中，嚴(yán)重影響并威脅著農(nóng)村環(huán)境。這些都嚴(yán)重污染著農(nóng)村的環(huán)境，令人擔(dān)憂。
5.農(nóng)村的水體污染前景不容樂觀
農(nóng)村中的水體是人們生存的第一要素，但是隨著香格里拉縣的發(fā)展，這方面也不容樂觀了。污染農(nóng)村的水體主要有以下幾個方面。
其一，城鎮(zhèn)中的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)相比滯后與陳舊。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，全縣的污水處理率僅僅為32.5%，加之一些工業(yè)企業(yè)亂排亂放，經(jīng)過城鎮(zhèn)的河流受到了嚴(yán)重的污染，且出現(xiàn)著不斷惡化的趨勢，這對于人們的健康、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)以及農(nóng)村的環(huán)境都具有嚴(yán)重的影響。
其二，全縣的大部分農(nóng)村并沒用設(shè)置化糞池，人畜的排放物都是直接進(jìn)入地表成為了農(nóng)田的肥料，且生活污水也不經(jīng)過處理就直接流入地表與附近的河流、水溝和農(nóng)田。
其三，農(nóng)村的用水并沒用經(jīng)過檢測，很多飲用水中的水質(zhì)根本不達(dá)標(biāo)。
三、香格里拉縣農(nóng)村環(huán)境保護(hù)對策措施
從香格里拉縣農(nóng)村環(huán)境現(xiàn)狀可以看出來，存在的諸多問題急需采取相應(yīng)的對策措施，才能夠及時(shí)的防范進(jìn)一步惡化。
1.加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳教育
事實(shí)上，現(xiàn)在很多農(nóng)民對于環(huán)保的意義根本沒用認(rèn)識清楚，也沒用意識到保護(hù)環(huán)境就是為人類謀幸福。所以經(jīng)過宣傳教育，來增強(qiáng)農(nóng)民的環(huán)境保護(hù)意識是非常有必要的。
1.1加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳教育，是確保農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的必然要求?，F(xiàn)在香格里拉縣的農(nóng)村中，因?yàn)榉N種原因?qū)е颅h(huán)境污染是日漸增強(qiáng)。最終的結(jié)果就是人們的生存環(huán)境不斷的惡化，人們的健康更是受損。這樣的趨勢，嚴(yán)重影響到了農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。
1.2加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳教育，是建設(shè)社會主義新農(nóng)村是首要條件。社會主義新農(nóng)村的主要內(nèi)容就是做好農(nóng)村環(huán)境保護(hù)，構(gòu)建良好的農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。因?yàn)橐粋€良好的環(huán)境，關(guān)系著人們生活質(zhì)量與身心健康，關(guān)系著人們的生存和發(fā)展。
1.3加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳教育，是實(shí)現(xiàn)小康社會的基本要求。實(shí)現(xiàn)小康社會的一個主要指標(biāo)看是改善生態(tài)與環(huán)境。由此可以見，加強(qiáng)農(nóng)村的環(huán)境保護(hù)是小康社會的基本要求。
2.加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的具體措施
讓廣大民眾理解了環(huán)境保護(hù)的重要性，只是實(shí)施具體措施的一方面，同時(shí)需要拿出相應(yīng)的整改措施才行。
2.1嚴(yán)肅整頓破壞植被行為
對于農(nóng)村中砂石廠與磚瓦廠要按照法律嚴(yán)肅整頓，該關(guān)閉的要關(guān)閉，該整改的就停業(yè)整改。其中尤為突出的是一中山附近的挖沙場、拉姆山等地方的非法挖沙場所要強(qiáng)制關(guān)閉。同時(shí)要統(tǒng)一規(guī)劃處挖沙采石的地段，嚴(yán)格控制亂挖亂采的現(xiàn)象。
針對群眾亂挖亂采的區(qū)域，比如貢比、納帕海等地方，執(zhí)法部門要克服重重困難，采取科學(xué)合理的方法將其關(guān)停。
2.2投入資金，加強(qiáng)恢復(fù)治理
這些年以來，香格里拉縣大力投資到恢復(fù)環(huán)境中去，將那些破壞的地段進(jìn)行恢復(fù)。2002年，香格里拉縣投入8.9萬元資金治理飛機(jī)場南盡臺村民破壞的草場，總共治理了200多畝。2004年，香格里拉縣投資了50萬元，將夏那砂石場和松贊林寺石場進(jìn)行關(guān)閉，并對破壞的生態(tài)植被進(jìn)行恢復(fù)。
2.3加強(qiáng)農(nóng)村水體和生活污染防治
要在農(nóng)村中劃定飲用水資源保護(hù)區(qū)，嚴(yán)禁有害有毒的物質(zhì)進(jìn)入，嚴(yán)禁污染物進(jìn)入到飲用水中。還必須要制定出飲用水的水源保護(hù)措施，確保人們的飲用水安全。
對于農(nóng)村的生活垃圾，要做到定點(diǎn)存放和統(tǒng)一收集，并要定時(shí)進(jìn)行清運(yùn)、建議的填埋處理等。對于垃圾中能夠回收利用的要利用。同時(shí)，對于生活用水要因地制宜，分散和集中兩種方式相結(jié)合的方式。
2.4加強(qiáng)土壤污染的防止
要在農(nóng)村進(jìn)行科學(xué)施肥和使用農(nóng)藥，積極的推廣土配方的施肥辦法，實(shí)施秸稈還田以及農(nóng)家肥等方式。采用科學(xué)的飼養(yǎng)畜禽，切實(shí)解決因?yàn)轲B(yǎng)殖帶來的水污染問題。
四、結(jié)束語
環(huán)保問題被世界所關(guān)注著，香格里拉縣作為旅游縣更是要首當(dāng)其沖做好表率工作。而加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)是環(huán)保中的一個關(guān)鍵點(diǎn)，香格里拉縣必須要從現(xiàn)狀入手，根據(jù)本縣的實(shí)際情況作出相應(yīng)的策略，切實(shí)有效的抓好農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作。
參考文獻(xiàn)：
[1]殷廣平.關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作的幾點(diǎn)思考.河北環(huán)境保護(hù),2008（9）.
1. 建設(shè)公路隧道的優(yōu)越性
（1）隨著我國高速公路正在向山區(qū)發(fā)展，公路隧道無論數(shù)量、公里數(shù)都會有更多的增加，而且規(guī)模將越來越大，類型將越來越多，現(xiàn)在呈現(xiàn)出前景看好的勢頭。公路隧道發(fā)展較快，主要在于它有許多優(yōu)越性。
（2）一是可降低路線標(biāo)高，縮短運(yùn)行里程。既提高車速又節(jié)約油料、減小機(jī)械磨損。二是可提高路線標(biāo)準(zhǔn)，避免明線上的急彎陡坡，使路線順暢。三是可減少大填大挖，保護(hù)森林等，減少水土流失。并可利用棄土廢渣，改地造田，獲得較好的綜合效益。雖然隧道建設(shè)首期投資較大、施工工期也較長，但在交通量大的情況下，它具有的多項(xiàng)優(yōu)越性就可顯示出來，從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)來看，是合理的。在施工安排上把它作為控制工程，提前開工，就可與路線同時(shí)建成通車，早日收益。隧道質(zhì)量取決于工藝質(zhì)量，工藝質(zhì)量取決于開挖、初期支護(hù)及防排水質(zhì)量等，初期支護(hù)和防排水質(zhì)量等比較好控制可以加強(qiáng)監(jiān)管，那么重點(diǎn)就是開挖質(zhì)量，開挖質(zhì)量又取決于鉆爆質(zhì)量，因此說隧道質(zhì)量的好壞很大程度上取決于鉆爆的質(zhì)量，隧道開挖與環(huán)境保護(hù)密不可分。
2. 公路隧道建設(shè)環(huán)境保護(hù)
公路隧道建設(shè)的環(huán)境保護(hù)工作是一項(xiàng)不可忽略的問題，是保護(hù)和改善人類生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，防止污染和其他公害，保障人體建康，促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。為此，國家制訂并了出臺了一系列環(huán)境保護(hù)法，相繼地出臺了有關(guān)公路隧道環(huán)保工作及問題的若干規(guī)定。交通部也頒布了“交通建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法”和“交通行業(yè)環(huán)境保護(hù)管理規(guī)定”。在公路隧道建設(shè)過程中，施工方必須認(rèn)真貫徹執(zhí)行這些法規(guī)。在公路隧道施工工程方面對環(huán)境如何進(jìn)行保護(hù)，我認(rèn)為可從以下幾項(xiàng)工作進(jìn)行：
2.1 勘察過程的環(huán)保評估工作在建設(shè)項(xiàng)目工程進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)與交通環(huán)保部門做好環(huán)境影響報(bào)告及有關(guān)報(bào)表的編制。這樣就能事先對環(huán)保工作的重點(diǎn)及各設(shè)計(jì)階段應(yīng)采取的措施加以明確并作出相應(yīng)工程設(shè)計(jì)，做到與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)。
對隧道工程而言，在選擇隧道位置時(shí)，要考慮符合工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件，也要考慮首先利用地形和有利于環(huán)境保護(hù)，避免大填大挖進(jìn)洞，要盡可能減小對當(dāng)?shù)刂矘涞钠茐?。我們過去習(xí)慣不分什么情況對線形均采用直線，隧道縱坡一律用人字坡。這樣限制了掌握標(biāo)準(zhǔn)的靈活性，往往在環(huán)境保護(hù)方面顧此失彼的現(xiàn)象。如果采用機(jī)動靈活的手法，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程數(shù)量、工程地質(zhì)、環(huán)境保護(hù)等多方面相結(jié)合，應(yīng)該是一個選線工作者不失偏頗的一種手法。高速公路上長、大隧道需設(shè)置監(jiān)控室，一般都愿意將它放在雙洞的兩個中間地帶；如為連體寬洞或單洞也要次放在緊鄰洞旁或其上部，認(rèn)為這樣方便管理。殊不知這些部位易受行車震動，工作人員和儀具時(shí)時(shí)受其干擾，而且這里飽受空氣污染之苦，有的儀表上多有油污和塵埃侵襲，影響儀表的精確度，也會縮短其使用壽命。
2.2 設(shè)計(jì)階段的環(huán)保工作在設(shè)計(jì)階段要按“建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定”中要完成所審批的環(huán)保措施的設(shè)計(jì)任務(wù)，凡是環(huán)保設(shè)計(jì)不符合要求的設(shè)計(jì)文件就難以通過批準(zhǔn)。在施工時(shí)應(yīng)按圖完成有關(guān)環(huán)保的建設(shè)項(xiàng)目，并在施工竣工后按規(guī)定與主體工程同時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后的工程方可投入運(yùn)營使用。只有在各個階段、每個分項(xiàng)目層層把關(guān)，認(rèn)真按國家有關(guān)法令規(guī)定辦理。才能將隧道工程環(huán)保工作搞好。根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，在隧道防排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)貫徹“以排水為主。防、排、截、堵相結(jié)合”的綜合治理原則，同時(shí)該規(guī)范也明確提出采取防排水工程措施時(shí)，應(yīng)該注意保護(hù)自然環(huán)境。因此，設(shè)計(jì)時(shí)首先要注意在采取排水措施的同時(shí)，不應(yīng)將隧道所處區(qū)域原有的地下水、地面水全部排走，這樣會影響當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田灌溉和居民生活用水的正常供應(yīng)，或者使地下水位下降而改變當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，甚至導(dǎo)致發(fā)生建筑物沉降變形、地面開裂、道路錯動等現(xiàn)象。其次是對排出的污水、污泥包括施工時(shí)的油污、廢水和含有侵蝕性的水流，在設(shè)計(jì)上不加以考慮，采取一定的防范措施，而隨意排放，將會影響江河水質(zhì)變壞，同時(shí)會影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民用水質(zhì)量，甚至?xí)艿搅P款和法律制裁。對隧道洞口的部分要進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，這樣可以減少遮光柵工程，對環(huán)境保護(hù)方面亦可取得防煙、防塵、凈化空氣的作用。
2.3 施工階段的環(huán)保工作。隧道的洞口施工，過去是直接劈坡進(jìn)洞，把隧道仰坡挖得又陡又高，極不穩(wěn)定，往往在雨季出現(xiàn)大垮大塌現(xiàn)象，有的甚至不可收拾，而需要補(bǔ)作龐大的邊坡防護(hù)工程。目前，已經(jīng)摒棄了這種傳統(tǒng)方法而采取保護(hù)山坡的方法進(jìn)行隧道洞口施工，即不劈坡進(jìn)洞，而是先修接長明洞再修洞門，然后采用在明洞里暗洞施工，小型爆破進(jìn)洞。這樣可保全洞口山坡及生態(tài)植物免遭破壞，減小洞口仰坡防護(hù)工程，這是保證仰坡穩(wěn)定的先進(jìn)方法，值得借鑒與推廣。有的施工單位在有森林的隧道工程中，以種種理由砍伐山坡樹林。有的移作修建臨時(shí)工棚或其他工程上使用，個別的忽視環(huán)境保護(hù)法，采取了不能容忍的將大小樹木統(tǒng)統(tǒng)“剃光頭”的辦法加以破壞。正確的是應(yīng)注意保護(hù)原有山林，盡量減少砍伐，工后即種植幼樹，使其生態(tài)加以恢復(fù)。洞內(nèi)施工，由于采用鉆爆開挖、無軌運(yùn)輸、錨噴作業(yè)，往往會產(chǎn)生大量粉塵和有毒、有害氣體。造成作業(yè)面及隧道沿途長時(shí)間污染，危害施工人員身心健康，成為制約工程進(jìn)度、質(zhì)量、施工安全、機(jī)械使用效率低的主要因素之一，應(yīng)該引起重視。
2.4 其他環(huán)保工作：
（1）對廢料的處理與利用。隧道施工時(shí)難免產(chǎn)生許多廢渣，應(yīng)作妥善處置，不能隨便堆放，以免阻塞河道造成水土流失或占用當(dāng)?shù)剞r(nóng)田。對優(yōu)質(zhì)石碴可加以利用，如防護(hù)用的片石、路面骨料和混凝土集料可分類堆放，以便充分利用，有條件時(shí)也可利用荒溝，在其中筑壩填入廢碴，變荒溝成良田，增加耕地。
對于跨國公司的環(huán)境保護(hù)責(zé)任，國內(nèi)外專家學(xué)者眾說紛紜，并未達(dá)成統(tǒng)一的意見。有學(xué)者認(rèn)為，跨國公司包涵兩個層面的含義：“第一層是積極責(zé)任，即跨國公司基于其與其他主體的某種關(guān)系而負(fù)有的具有環(huán)境利益內(nèi)容的責(zé)任，實(shí)際上就是第一性的義務(wù)；第二層是指消極責(zé)任，即負(fù)有前述關(guān)系責(zé)任的跨國公司因未能履行其第一性的義務(wù)而應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的否定性后果，此即第二性的義務(wù)?！惫P者認(rèn)為，公司的環(huán)境保護(hù)責(zé)任是指在跨國公司的經(jīng)營過程中，其應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的環(huán)境保護(hù)義務(wù)和因其行為造成的環(huán)境污染等不利后果所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。就是說，這種責(zé)任一方面是非強(qiáng)制性的，指法律法規(guī)規(guī)定的跨國公司在營運(yùn)過程中應(yīng)履行有關(guān)的環(huán)境保護(hù)義務(wù)；另一方面則是強(qiáng)制性的，即跨國公司要為其在營運(yùn)過程中造成的對環(huán)境造成的不利影響和后果承擔(dān)相關(guān)責(zé)任。顯然，后者應(yīng)該為首要的責(zé)任。跨國公司在其營運(yùn)過程中的行為必須得到規(guī)范，一旦對環(huán)境造成不利的影響，就必須要承擔(dān)一定的責(zé)任。
二、 跨國公司承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任的必要性
（一）跨國公司造成環(huán)境污染的特殊性
1. 跨國公司對污染的轉(zhuǎn)移。由于全球生態(tài)環(huán)境的惡化，發(fā)達(dá)國家不斷提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，部分企業(yè)為了減少環(huán)境成本，將目標(biāo)投向環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)相對較低的發(fā)展中國家。這些發(fā)展中國家出于發(fā)展經(jīng)濟(jì)的需求，熱衷于引外資，對技術(shù)水平和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求較低。這樣就導(dǎo)致跨國公司在營運(yùn)過程中實(shí)現(xiàn)了污染的轉(zhuǎn)移，對東道國的生態(tài)環(huán)境造成了不利的影響。
2. 跨國公司權(quán)利義務(wù)不對等。東道國出于引進(jìn)外資、發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，給予跨國公司大量的優(yōu)惠政策。而且跨國公司本身已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)力，無論從資金、技術(shù)水平、人力資源等等方面都頗具規(guī)模，這使得跨國公司在經(jīng)營活動中占有很大的優(yōu)勢。但是跨國公司在享有種種有利條件的情形下，并未履行相應(yīng)的義務(wù)。例如：2008年1月9日，國家環(huán)?？偩謱ν夤剂?30家曾經(jīng)存在環(huán)境違法行為的跨國企業(yè)名單，其中三家由于整改不力再次違反環(huán)境法規(guī)，被國家環(huán)?？偩种攸c(diǎn)曝光。而此次公布的 130家曾被列入“黑名單”的跨國公司僅僅只是局部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，只是跨國企業(yè)“環(huán)保問題”的冰山一角。
3. 跨國公司對環(huán)保責(zé)任的規(guī)避。由于跨國公司具有一定的特殊性，例如跨國公司的母子公司人格獨(dú)立，使得在責(zé)任追究方面具有一定的困難。加上跨國公司本身實(shí)力雄厚，利用一些法律法規(guī)的漏洞來規(guī)避其責(zé)任，更增加了追究其環(huán)境保護(hù)責(zé)任的難度。
（二）跨國公司承擔(dān)環(huán)保責(zé)任的必要性
1. 跨國公司長遠(yuǎn)發(fā)展的必然要求。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們的知識水平和認(rèn)識層面不斷提高，對環(huán)境問題將會有著越來越清醒的認(rèn)識，對環(huán)境保護(hù)也會越來越重視?？鐕緦⑵髽I(yè)轉(zhuǎn)向發(fā)展中國家，如果一味追求成本最小化、利益最大化，雖然給東道國帶來了經(jīng)濟(jì)上的受益，但是也將帶來嚴(yán)重甚至可能難以恢復(fù)的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。這些行為都影響了東道國人民的生產(chǎn)生活，引起了眾多的社會問題。當(dāng)這些問題浮出水面，為廣大人民所知曉，將極大地影響跨國公司在東道國乃至全球的形象。這樣，東道國國民，甚至其他國家和地區(qū)的居民都有可能對該跨國公司產(chǎn)生一定的抵觸。長此以往，勢必會影響到跨國公司的發(fā)展。
20世紀(jì)60年代以來，環(huán)境保護(hù)運(yùn)動廣泛興起，尤其在發(fā)達(dá)國家，相關(guān)運(yùn)動涉及到了眾多行業(yè)。同時(shí)，發(fā)展中國家的環(huán)境保護(hù)運(yùn)動也逐漸興起，國民的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的呼聲越來越高?？鐕驹谶@種全球注重環(huán)保的大背景下，要想有長遠(yuǎn)的發(fā)展，必須要從自身做起，注重環(huán)境保護(hù)，承擔(dān)起自己的環(huán)境保護(hù)責(zé)任。
2. 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。“可持續(xù)發(fā)展”被定義為“既滿足當(dāng)代人的需求又不危害后代人滿足其需求的發(fā)展”，從理論上闡述了可持續(xù)發(fā)展是解決生態(tài)環(huán)境及人類發(fā)展問題的根本原則。換句話說，可持續(xù)發(fā)展就是指經(jīng)濟(jì)、社會、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，既要達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，又要保護(hù)好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心是發(fā)展，但要求在保持資源和環(huán)境永續(xù)利用的前提下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。
跨國公司往往以盈利為首要目標(biāo)，一味追求利益最大化，在經(jīng)營過程中忽略了對環(huán)境的不良影響。然而，跨國公司并不是獨(dú)立的個體，如果只顧及利益而忽視環(huán)境保護(hù)，即使在短期內(nèi)獲得了利益，也必將造成嚴(yán)重的后果。生態(tài)環(huán)境一旦遭到破壞，往往是難以恢復(fù)原狀的，這必將影響到整個社會的可持續(xù)發(fā)展。從長遠(yuǎn)來看，作為社會的一份子，跨國公司自身的發(fā)展也必將受到不利影響。因此，跨國公司應(yīng)該對自身有著清楚的定位，作為社會的成員，應(yīng)該積極加入到促進(jìn)整個社會的可持續(xù)發(fā)展的隊(duì)伍中去。在和諧的發(fā)展環(huán)境下，跨國公司的前景必定會越來越好。
三、完善我國的跨國公司環(huán)境保護(hù)責(zé)任制度
（一）提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是指“為了防治環(huán)境污染，維護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)人體健康，對環(huán)境保護(hù)工作中需要統(tǒng)一的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)要求所作的規(guī)定”。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是隨著全球生態(tài)環(huán)境惡化相應(yīng)產(chǎn)生的，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)可能會在實(shí)施過程中遇到一些問題。我國的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制度并不成熟，與發(fā)達(dá)國家的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)?shù)牟罹?，這也使得一些跨國公司將污染企業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。我們必須重視這一問題，不能盲目吸引外資來追求經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。我國必須提升自己的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，努力向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保證自身的生態(tài)環(huán)境狀況。
（二） 完善國內(nèi)立法
很多跨國公司在經(jīng)營過程中無視東道國的生態(tài)環(huán)境狀況和當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康，作出危害環(huán)境的行為，甚至造成無法挽回的后果，但是由于其特殊性以及東道國法律法規(guī)制度不甚完善，這些跨國公司往往無需承擔(dān)責(zé)任，或者說難以追究其責(zé)任。因此，完善國內(nèi)立法是非常重要的。例如，很多跨國公司利用子公司的身份逃避責(zé)任，因此解決責(zé)任主體問題將大大有利于對跨國公司的環(huán)境污染行為進(jìn)行責(zé)任追究?！豆痉ā返诙畻l中規(guī)定：公司股東應(yīng)當(dāng)遵守法律、行政法規(guī)和公司章程，依法行使股東權(quán)利，不得濫用股東權(quán)利損害公司或者其他股東的利益；不得濫用公司法人獨(dú)立地位和股東有限責(zé)任損害公司債權(quán)人的利益。公司股東濫用公司法人獨(dú)立地位和股東有限責(zé)任，逃避債務(wù)，嚴(yán)重?fù)p害公司債權(quán)人利益的，應(yīng)當(dāng)對公司債務(wù)承擔(dān)連帶責(zé)任。因此我們?nèi)绻么恕敖议_公司面紗”的法人人格否認(rèn)制度對跨國公司的子公司提起訴訟，主張法人人格否認(rèn)從而追究跨國公司母公司的責(zé)任，是于法有據(jù)的。但是在實(shí)踐中的具體操作法律并沒有細(xì)致的規(guī)定。我們應(yīng)當(dāng)完善相關(guān)立法，提出具體的責(zé)任主體的判定依據(jù)，將大大提高追究跨國公司有關(guān)責(zé)任的效率。另外，可以出臺相關(guān)的法律法規(guī)，要求跨國公司必須公開自己的污染處理裝置的情況，定期進(jìn)行信息公開等等。
（三）加強(qiáng)社會監(jiān)督
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產(chǎn)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(dāng)長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環(huán)境特征
對各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)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(shù)據(jù)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(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)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(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－單流體數(shù)學(xué)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(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)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(yīng)。對高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計(jì)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(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)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(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)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(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統(tǒng)，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(jié)構(gòu)，獲得流場中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)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(shí)間變化過程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)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(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失。當(dāng)前我國海洋能源開發(fā)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(shè)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(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對我國可能造成災(zāi)害的臺風(fēng)每年有7—8個。每當(dāng)臺風(fēng)在我國登陸或接近我國沿海通過時(shí)，都會在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國北方海域，冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)害估計(jì)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(jié)構(gòu)物以強(qiáng)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式，冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。 轉(zhuǎn)貼于
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)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(yīng)和振動破壞機(jī)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(fā)的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國內(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國內(nèi)外對此方面的試驗(yàn)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(lǐng)域。
海上水工建筑物在長期運(yùn)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(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)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(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。
人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)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(jī)場。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用，各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài)，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(dāng)則會造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)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(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開發(fā)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(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
1 我國生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國的環(huán)境問題也日益突出。改革開放的三十多年給我國人民的物質(zhì)生活帶來了福利，但是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科技的高速推進(jìn)，也給我們生存的環(huán)境帶來了負(fù)面影響。我國目前已經(jīng)成為世界上污染最嚴(yán)重的國家之一，不論是河流、還是空氣，都已經(jīng)達(dá)到令人堪憂的地步。在我國的六百多個城市中有一半以上的城市缺水，有些地區(qū)不是沒水，而是多數(shù)水都不能直接飲用。在我國的七大水系中，現(xiàn)在沒有一條水系可以直接飲用，有些水系甚至連灌溉都無法達(dá)標(biāo)。這種生態(tài)的惡化，極大的威脅到人們的生活環(huán)境與身體健康，大力保護(hù)環(huán)境迫在眉睫。
2 生物工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展另世界矚目，但是中國環(huán)境污染問題也尤為突出。在諸多治理環(huán)境污染的辦法之中，生物工程越來越凸顯出其重要的地位。由于生物工程在對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的過程中，不會出現(xiàn)二次污染問題、可以有效的杜絕后患，而且，有些領(lǐng)域利用生物工程進(jìn)行環(huán)保，還可以起到變廢為寶的作用，因此，利用生物工程進(jìn)行環(huán)保，已經(jīng)成為最佳的途徑之一，而且受到很多領(lǐng)域的關(guān)注與實(shí)踐。
2.1 生物工程對海水的保護(hù)
地球的表面70%是海水，隨著現(xiàn)代化的高速發(fā)展，來自江河排污及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的污染，使我國臨近陸地的大多數(shù)地區(qū)的海水也遭到了不同程度的污染。
海洋中蘊(yùn)含著無窮的寶藏與豐富的生物，保護(hù)海水、凈化海水就是在保護(hù)人類的生存。在世界淡水資源逐漸縮減的今天，合理的開發(fā)利用海水資源，也是助推人類可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
采用生物工程對海水進(jìn)行保護(hù)，主要是通過大面積的藻類培育與種植，使被污染的海水中氮和磷的含量，等于或低于所取海水氮和磷中的含量，并利用海藻的吸附功能，將海洋中的富養(yǎng)生物進(jìn)行降解，從而使被污染的海水，在不經(jīng)過二次污染的情況下得以凈化；同時(shí)，在治理凈化海水的過程中，還可將成年的藻類制成食品、飼料和燃料等產(chǎn)品。因此，生物工程治理污染既有成本低、可避免二次污染的特點(diǎn)，又可以產(chǎn)生有價(jià)值的衍生品，其功效十分顯著。
2.2 生物工程對污水的凈化
隨著工業(yè)的快速發(fā)展和世界人口的增長，地球上的淡水資源也在隨之遭到破壞，能夠讓人直接飲用的淡水已經(jīng)是越來越少，因此，全球范圍的供水矛盾也隨著人類的發(fā)展而日益突出。
目前，我國的生活污水和工業(yè)污水是江湖湖泊的主要污染源。將污水治理成可以飲用和灌溉的凈水，是我國環(huán)保工作中的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在我國采用的污水治理方法，大多是物理置換法和多層過濾法。但是這兩種方法很難全部去除污水中的有害物質(zhì)，而且還容易造成水體的二次污染。
采用生物工程治理污水，主要是采用生物基技術(shù)，去除水中的水體中氨氮和硫化氫濃度，分解水體中的有機(jī)質(zhì)和亞硝酸鹽等有毒物質(zhì)，從而達(dá)到根本的凈化水質(zhì)的作用。
2.3 生物工程對減排的促進(jìn)
能源是現(xiàn)代科學(xué)與高科技發(fā)展賴以存在的因素之一。但是隨著石油、煤炭的地下資源的日益減少與枯竭，尋找新的能源替代產(chǎn)品，已成為各個國家，經(jīng)濟(jì)能否持續(xù)發(fā)展的重要保障。
新能源是促進(jìn)當(dāng)今社會走可持續(xù)發(fā)展道路不可或缺的基礎(chǔ)；也是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、物質(zhì)文明高速發(fā)達(dá)的重要助推器。
近些年來，隨著傳統(tǒng)能源的減少與汽車尾氣的超標(biāo)排放，尋找新的、無污染的能源已成為世界各國政府忙于投入的工作內(nèi)容。在此過程中，生物能源以其原料容易獲得、制備工藝簡單、排放清潔等特點(diǎn)，獲得了學(xué)界、政界及社會各界的青睞。
目前，學(xué)術(shù)界所說的生物能源主要是指生物柴油。它是以低碳醇和動物油脂或植物油脂反應(yīng)，得到的脂肪酸酯，再通過添加劑的調(diào)和即可生成，這是生物柴油的一種最簡單的生產(chǎn)過程。
生物柴油的燃燒排放物，比石化柴油低出許多倍，它對大氣的污染微乎其微，基本不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，而且生物柴油還有可降解與再生的功能。生物柴油的諸多優(yōu)點(diǎn)，成為世界各國大力發(fā)展與推廣的重要因素。許多發(fā)達(dá)國家都在開展此項(xiàng)目。
歐盟對生物柴油的研究起步較早，研究的也很系統(tǒng)，并且已經(jīng)采取了規(guī)?；纳a(chǎn)。在政府方面有對生產(chǎn)生物柴油的政策面的支持，例如，他們對種植生產(chǎn)生物柴油的菜籽油，采取政府補(bǔ)貼與減免稅收的優(yōu)惠，而且歐盟的所有成員國都已出臺生物柴油的減免稅收的政策。
美國是一個對環(huán)保和城市可持續(xù)發(fā)展非常重視的國家，他們對生物柴油的研究始于上個世紀(jì)八十年代，而應(yīng)用于市場，是從九十年代就已經(jīng)開始，進(jìn)入二十一世紀(jì)后，他們對生物柴油的研究不但突飛猛進(jìn)，而且已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模性生產(chǎn)的階段。生物柴油在美國有政策面的支持，他們規(guī)定，每混入百分之一的生物柴油在標(biāo)準(zhǔn)柴油之中，即可得到燃油稅降低百分之一的補(bǔ)貼，現(xiàn)在美國生物柴油的混合技術(shù)最高已達(dá)到百分之二十五以上，呈現(xiàn)出逐漸代替石化燃油的趨勢。
我國在生物柴油的發(fā)展與生產(chǎn)方面，已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步。但是在技術(shù)與設(shè)備方面，與西方發(fā)達(dá)國家相比，還是趨于落后的地位?，F(xiàn)在我國的生物柴油已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)，雖然生產(chǎn)數(shù)量參比西方發(fā)達(dá)國家還是遜色了很多，但是，已經(jīng)呈現(xiàn)出良性的發(fā)展規(guī)模，同時(shí)，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
3 生物工程的發(fā)展前景
地球是一個善性的循環(huán)體，只有遵從它的自然規(guī)律，人類才可能持續(xù)的發(fā)展。而利用生物工程進(jìn)行環(huán)保，就是遵從了地球的自然規(guī)律。生物工程不但可以促進(jìn)環(huán)保、參與環(huán)保，而且還可以避免二次污染，是一種穩(wěn)妥的環(huán)保途徑。
另外，生物工程除了對前文所述的各領(lǐng)域環(huán)保的促進(jìn)，它還對垃圾降解、發(fā)電等領(lǐng)域有極大的促進(jìn)。拿發(fā)電來說，目前科技界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了綠葉可以發(fā)電。綠葉在進(jìn)行光合作用的時(shí)候，就可以奪取水分子中的電子，而且這些電子非常多，如果我們能控制這些電子，使他們朝向一個固定方向流動，那就是電子流。一片葉子的電子流可以支持點(diǎn)亮5瓦的燈泡5分鐘。那么，一顆大樹有幾萬片葉子，一片森林的葉子更是無以計(jì)數(shù)，廣闊的綠葉資源如果全部被利用起來，其能量之大是無法形容的。
生物工程的潛能非常巨大，是有待于人類大舉開發(fā)的。我國的生物工程技術(shù)雖然起步較晚，但是，隨著我國科技的前進(jìn)、人們意識形態(tài)的進(jìn)步和各級政府的大力支持，我國的生物工程技術(shù)也必將在環(huán)保領(lǐng)域做出更多的貢獻(xiàn)，它對我國經(jīng)濟(jì)的騰飛與低碳生活的打造，也必將起到舉足輕重的作用。
參考文獻(xiàn)
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1、當(dāng)前我國礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影晌
1.1 土地占用和破壞
礦產(chǎn)資源與能源開采要構(gòu)建交通網(wǎng)、工業(yè)民用廠房和市政等設(shè)施。采礦，特別是露天采礦，要剝離地表覆蓋層，同時(shí)有大量的廢礦石排放，所有這些都需要占用大量的土地，這是采礦業(yè)普遍存在的一個嚴(yán)重問題。
礦山占用破壞土地主要分為下面三類：一是露天采礦破壞土地；二是廢礦石、尾礦堆放占用土地；三是礦產(chǎn)資源與能源開采導(dǎo)致地面塌陷，從而破壞土地。
表1礦山占用破壞土地（公頃）
1.2 水文地質(zhì)環(huán)境的破壞
井巷開掘，使地下水的賦存狀態(tài)發(fā)生變化，礦床疏干排水改變了地下水的天然徑流和排泄條件，使區(qū)域地下水位大幅度下降，造成礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的惡化。此外疏干碳酸鹽圍巖含水層時(shí)，其溶洞構(gòu)成了地面塌陷的隱患。當(dāng)塌陷區(qū)或井巷與地表儲水體存在水力聯(lián)系時(shí)，會釀成淹沒礦井的重大事故。巖層疏干影響的預(yù)測和設(shè)計(jì)不合理時(shí)，還會導(dǎo)致邊坡、臺階的場動和過濾變形而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
礦場開采必然改變巖體的原始應(yīng)力場，由此引起的水文地質(zhì)條件和環(huán)境的影響范圍，按開采規(guī)模有時(shí)可達(dá)數(shù)千平方公里，影響深度露天開采時(shí)可達(dá)500-700米，地下開采時(shí)可達(dá)1500-2500米。水文地質(zhì)環(huán)境的破壞主要分為下列幾種：一是引起礦井突水。根據(jù)有關(guān)資料，2005年到2007年由于采礦突水造成的事故每年都有十幾起，其趨勢是每年次數(shù)減少，但造成的危害程度增加，傷亡人數(shù)與經(jīng)濟(jì)損失都在一定程度上呈現(xiàn)出增加的趨勢；二是海水入侵；三是區(qū)域地下水位下降。
1.3 地面形變
由于采礦掏空、礦坑疏干或長期抽排地下水等原因，常造成礦區(qū)地面下沉、開裂等現(xiàn)象發(fā)生巖溶充水礦區(qū)，常發(fā)生地面塌陷。地面形變嚴(yán)重破壞地表建筑、交通道路和農(nóng)田，危害人身安全和生產(chǎn)建設(shè)。
在礦井開采前，礦區(qū)巖層處于平衡狀態(tài)，當(dāng)?shù)V體開采后，巖層中的應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞隨著礦體開采強(qiáng)度的增加，采空區(qū)不斷擴(kuò)大，應(yīng)力不斷改變，導(dǎo)致礦體上覆巖層在重力作用下產(chǎn)生裂隙、變形、下沉、塌陷等地面形變地面形變與礦體采深、采厚以及礦體上覆地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造條件等密切相關(guān)。
1.4 礦山“ 三廢”對環(huán)境的污染
隨著礦山的開發(fā)，礦區(qū)排放大量廢水，如礦坑排水、洗礦廢水、尾礦石堆淋濾水、以及礦區(qū)其他工業(yè)如炸藥廠、選礦廠、機(jī)械廠等和醫(yī)療、生活方面的廢水等。這些廢污水，大部分未經(jīng)處理，排放后直接或間接地污染地表水、地下水和周圍農(nóng)田、土地，在進(jìn)一步污染農(nóng)作物。有害元素成分的揮發(fā)也污染了空氣。
其他如礦山開采所造成的固體粉塵等也會對環(huán)境造成污染。
2 未來我國礦產(chǎn)資源供需趨勢及其可能引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題預(yù)測
2.1 未來十年我國礦產(chǎn)資源、能源供需趨勢
未來十年我國礦產(chǎn)資源供需趨勢：原材料礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)缺陷突出，大宗支柱性礦產(chǎn)數(shù)量不足，品質(zhì)較差，供需矛盾加劇，優(yōu)勢礦產(chǎn)前景堪憂。目前不能滿足國內(nèi)需求的鐵、錳、鋁、銅、鉻鐵礦、鉀鹽6種大宗礦產(chǎn)供需矛盾日益加劇，需長期依靠進(jìn)口以補(bǔ)不足。據(jù)預(yù)測，到2012年我國仍需進(jìn)口富鐵礦石7000萬t左右，國內(nèi)鐵礦石的滿足率僅為62.5%，錳礦資源，低品位難選冶的碳酸錳礦石仍不能利用，錳礦石缺口將高達(dá)650萬t。如果近幾年不能降低生產(chǎn)氧化鋁的成本，我國仍需每年進(jìn)口氧化鋁157.5萬t，到2012年我國將缺口10-100萬t電解銅，國內(nèi)銅礦石的生產(chǎn)僅能滿足國內(nèi)需求的41-47%，鉻鐵礦需求量為140-150萬t，缺口120-130萬t，鉀肥需求量為640萬t，缺口鉀肥約540萬t。
2.2 未來十年我國能源供需趨勢
2.2.1 能源供給預(yù)測
利用灰色系統(tǒng)模型與趨勢曲線模型對能源產(chǎn)量進(jìn)行了長期預(yù)測，由于他們是從不同的側(cè)面，不同的角度進(jìn)行的預(yù)測，預(yù)測的精度不一樣，難免會遺漏一些信息為了更全面地反映能源產(chǎn)量的信息，采用變權(quán)重組合預(yù)測方法對能源產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測，以提高預(yù)測的精度。根據(jù)組合預(yù)測模型對未來年我國能源產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測，預(yù)測結(jié)果見表2。
表2 能源生產(chǎn)及構(gòu)成預(yù)測表
2.2.2 能源需求預(yù)測
迄今為止，人們開發(fā)了許多能源需求預(yù)測模型，這些模型各具特色，由于能源需求受社會經(jīng)濟(jì)、人口、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、政治體制改革，投資以及眾多的因素影響，從而形成了一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)。在這個復(fù)雜系統(tǒng)中，各種因素之間的關(guān)系復(fù)雜，無法用一個數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)清楚，因?yàn)槿魏我环N數(shù)學(xué)模型都是對實(shí)際系統(tǒng)的抽象和簡化，其所選定的影響因素及由此而確定的參數(shù)與變量必定十分有限，往往由于使用者的偏愛及興趣所在，從不同角度對系統(tǒng)進(jìn)行模擬。這樣，構(gòu)建的模型無論是計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，還是投入產(chǎn)出模型、時(shí)間序列模型等，都只能在某些范圍內(nèi)適用，往往是各具特點(diǎn)也各具不足。由于單個模型往往能夠體現(xiàn)或包含能源系統(tǒng)的局部信息，而多個能源需求預(yù)測模型的有機(jī)組合，就有可能比較全面的描述能源系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)行情況。因此，對一個復(fù)雜系統(tǒng)采用多個模型綜合，得到組合模型，或協(xié)調(diào)模型更能有效的提高能源預(yù)測精度。
利用灰色系統(tǒng)模型與指數(shù)曲線模型對天然氣消費(fèi)量進(jìn)行了長期預(yù)側(cè)，由于它們是從不同的側(cè)面，不同的角度進(jìn)行的預(yù)測，預(yù)測的角度不一樣，難免會遺漏一些信息。為了更全面地反映天然氣產(chǎn)量的信息，采用變權(quán)重組合預(yù)測方法對天然氣消費(fèi)量進(jìn)行預(yù)測，通過組合預(yù)測，平均相對誤差也很小，從而提高了預(yù)測精度。預(yù)測結(jié)果見表3。
表3 能源預(yù)測最終結(jié)果表
2.3 礦產(chǎn)資源開發(fā)引起的地質(zhì)環(huán)境問題預(yù)測
如前所述，礦產(chǎn)資源開發(fā)主要的地質(zhì)環(huán)境問題有尾礦堆放、露天采礦、采礦塌陷。其他的如疏干地下水等，由于沒有找到相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料，因而無法進(jìn)行預(yù)測。
運(yùn)用線性回歸，藕合時(shí)間因素，預(yù)測出2017年，礦產(chǎn)資源開采可能引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題。具體見表4。
表4 年礦產(chǎn)資源開采可能引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境預(yù)側(cè)
3 未來我國礦產(chǎn)資源開發(fā)中的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)管理任務(wù)
3.1 礦產(chǎn)資源開采導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害日益嚴(yán)重，綜合防治難度大，須加強(qiáng)管理
全國因地質(zhì)災(zāi)害造成的損失每年高達(dá)270億元。崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害幾乎遍及全國各省（區(qū)、市），西南和西北地區(qū)尤為突出。全國共發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害點(diǎn)達(dá)百萬處，每年發(fā)生這類地質(zhì)災(zāi)害達(dá)十余萬次，死亡人數(shù)達(dá)千人。有700多個縣市數(shù)萬個村莊受到嚴(yán)重威脅。有24個省區(qū)存在地面塌陷，塌陷坑達(dá)3萬多個，46個城市和地區(qū)發(fā)生地面沉降和地裂縫。近年來，全國因不恰當(dāng)人類工程經(jīng)濟(jì)活動導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害呈上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各類人為因素誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害已占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的50%左右。
3.2 礦山生態(tài)環(huán)境問題依然突出，恢復(fù)治理任務(wù)艱巨
全國各類礦山年礦石采掘量達(dá)60多億噸，采礦業(yè)破壞土地面積累計(jì)達(dá)500萬公頃，而工礦廢棄地復(fù)墾率僅為12%。礦山開發(fā)中“ 三廢” 的排放嚴(yán)重污染了礦山及周圍地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，礦山開發(fā)誘發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害十分普遍，采礦活動使礦區(qū)周圍水均衡系統(tǒng)遭受破壞。我國300多座礦業(yè)城市（鎮(zhèn)）中，許多正處在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)軌時(shí)期，礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理任務(wù)十分艱巨。
3.3 由于石油等能源開采導(dǎo)致地下水受污染、破壞日益嚴(yán)重，監(jiān)測監(jiān)督和保護(hù)的任務(wù)繁重
中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
近年來，系統(tǒng)動力學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用越來越廣泛，而且其應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中所解決的環(huán)境問題也越來越復(fù)雜。雖然系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中已經(jīng)取得了一定的成績，但是從目前的研究狀況以及未來的發(fā)展來看，系統(tǒng)動力學(xué)還應(yīng)在自身理論、完善模擬軟件功能、模型的適用性與其他理論和方法相結(jié)合等方面進(jìn)行深入的研究，從而為環(huán)境保護(hù)提供更好的理論依據(jù)。系統(tǒng)動力學(xué)是一門研究信息反饋的科學(xué)，也是一門認(rèn)識系統(tǒng)問題與解決系統(tǒng)問題交叉的綜合性新科學(xué)。系統(tǒng)動力學(xué)能夠?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)的各個因素有效地組織起來，并對它們之間的相互作用與關(guān)系進(jìn)行全面的分析，從而為科學(xué)判斷提供有力的依據(jù)。因此，將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中對實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。
1 系統(tǒng)動力學(xué)的特點(diǎn)與優(yōu)勢
系統(tǒng)動力學(xué)能夠從宏觀和微觀兩個方面入手對所研究的整個系統(tǒng)進(jìn)行綜合的分析，而其主要特點(diǎn)則是能夠?qū)ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)——功能進(jìn)行模擬分析。一般系統(tǒng)動力學(xué)所研究的對象是整個開放系統(tǒng)，而在進(jìn)行該類系統(tǒng)的研究時(shí)，其主要是從微觀結(jié)構(gòu)入手，研究分析系統(tǒng)內(nèi)部元素之間存在的因果關(guān)系以及反饋環(huán)的動態(tài)行為，然后利用分析結(jié)果將系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造出來，最后再應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)根據(jù)其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)建一個相互作用的流圖與仿真模型，采用該模型模擬不同因素可能對系統(tǒng)造成的影響，根據(jù)模擬結(jié)構(gòu)制定不同的決策方案，最終達(dá)到有效地調(diào)控系統(tǒng)的目的。
由于系統(tǒng)動力學(xué)的建模方法與模擬語言較為成熟，因此在應(yīng)用過程中和其他的方法相比則具有很多優(yōu)勢：能夠解決高階次、非線性、多重反饋以及復(fù)雜時(shí)變等系統(tǒng)問題；能夠明確地體現(xiàn)出系統(tǒng)內(nèi)部與外部因素之間的關(guān)系；能對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)模擬以及戰(zhàn)略性的研究，對系統(tǒng)的行為以及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析；其使定性分析與定量分析實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一；其能進(jìn)行長期性與周期性仿真，即使數(shù)據(jù)不多，仍能進(jìn)行研究；其有專用的模擬軟件，因此操作更方便、容易。
2 系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)
系統(tǒng)動力學(xué)作為一種系統(tǒng)分析和仿真的方法，目前其在國內(nèi)外的環(huán)境中已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，而且取得了一定的成績。下面我們將簡單地分析其在環(huán)境保護(hù)中的某些領(lǐng)域的應(yīng)用。
2.1 在水資源保護(hù)中的應(yīng)用
水資源是人類賴以生存的重要資源，而隨著水污染情況的加劇，水資源的保護(hù)則越來越重要。水資源的保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，要想水資源的污染情況好轉(zhuǎn)，則必須加強(qiáng)水污染處理、再生水回用等方面的探索與研究，同時(shí)，督促人們保護(hù)環(huán)境。系統(tǒng)動力學(xué)在水污染保護(hù)中的廣泛應(yīng)用大約是從20世紀(jì)80年代末開始的，國內(nèi)外學(xué)者均對系統(tǒng)動力學(xué)在水資源保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。如國外學(xué)者Simonovic將第三世界模型作為基本模型，建立了全球水資源系統(tǒng)動力學(xué)模型，對世界范圍內(nèi)的用水情況和工業(yè)發(fā)展之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，指出了水資源保護(hù)中所面臨的重要問題。而國內(nèi)學(xué)者也在這方面做過很多研究，例如袁汝華等將廣東省北江下游影響區(qū)作為研究區(qū)域，在該區(qū)域建立了水資源供需系統(tǒng)動力學(xué)模型，并進(jìn)行了動態(tài)的仿真模擬?？傊?，系統(tǒng)動力學(xué)在水資源保護(hù)中的應(yīng)用主要是建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，對水資源的污染情況、再生水作為飲用水的方法、區(qū)域水資源的動態(tài)仿真以及水資源承載力的研究等方面進(jìn)行探析。
2.2 在固體廢棄物管理中的應(yīng)用
固體廢棄物主要是指在生產(chǎn)生活以及其他領(lǐng)域中已經(jīng)失去了原有的價(jià)值或是仍保留原有價(jià)值但是已被拋棄的固體、半固體、置于容器中的氣體物質(zhì)以及法律和行政法規(guī)納入固體廢棄物管理中的物質(zhì)。固體廢棄物的組成成分較為復(fù)雜，且其排放的地域較廣，因此存在著難以處置和管理的問題。系統(tǒng)動力學(xué)在這方面的應(yīng)用國內(nèi)外學(xué)者也進(jìn)行了相關(guān)的研究。例如Chaerul等將印度尼西亞雅加達(dá)作為研究對象，建立了醫(yī)療廢物管理的系統(tǒng)動力學(xué)模型。又如蔡林應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法建立了一個北京市人口、經(jīng)濟(jì)和垃圾處理協(xié)調(diào)發(fā)展的系統(tǒng)動力學(xué)模型，對人口隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化、垃圾排放污染以及占地?fù)p失、綠色GDP核算、居民家庭、企事業(yè)單位生活垃圾和建筑垃圾組合收費(fèi)方案等問題進(jìn)行了研究。系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于固體廢棄物管理中主要是對固體廢棄物的產(chǎn)生、處理以及管理收費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的探討，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的
目的。
2.3 在環(huán)境影響評價(jià)中的應(yīng)用
環(huán)境影響評價(jià)主要是指對擬議中的規(guī)劃與建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后可能對環(huán)境造成的影響進(jìn)行分析、預(yù)測以及評估，從而提出預(yù)防或是降低對環(huán)境影響的策略、措施等。環(huán)境評價(jià)是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作，其對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起著非常關(guān)鍵的作用。系統(tǒng)動力學(xué)在其中的應(yīng)用主要是通過建立系統(tǒng)動力學(xué)模型的方式將環(huán)境影響因子的動態(tài)變化過程反映出來，從而達(dá)到對環(huán)境影響評價(jià)的目的。系統(tǒng)動力學(xué)是目前環(huán)境影響評價(jià)的系統(tǒng)方法中較為理想的一種方法。其應(yīng)用于環(huán)境影響評價(jià)中主要是進(jìn)行環(huán)境經(jīng)濟(jì)評價(jià)、環(huán)境戰(zhàn)略評價(jià)、累積環(huán)境影響評價(jià)以及環(huán)境區(qū)域規(guī)劃評價(jià)等。
2.4 在土地資源利用及規(guī)劃中的應(yīng)用
土地資源是人類賴以生存與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而在人類的發(fā)展中，土地資源的開發(fā)與利用存在一些問題，這也為可持續(xù)發(fā)展帶來了一定的影響。隨著系統(tǒng)動力學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，其在土地資源的利用及規(guī)劃中也發(fā)揮了一定的作用。將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于土地資源利用與規(guī)劃中可以對土地規(guī)劃方案的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，并為科學(xué)決策與管理提供有利的依據(jù)。系統(tǒng)動力學(xué)在土地資源利用與規(guī)劃中的應(yīng)用主要是研究農(nóng)業(yè)土地資源的合理利用、城市土地的規(guī)劃以及土地承載力等。
2.5 在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
生態(tài)環(huán)境主要是指對人類生存和發(fā)展有影響的自然資源，其與社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。在人類的發(fā)展過程中，為了自身的利益利用與改造自然環(huán)境的過程中對生態(tài)環(huán)境造成了很大的破壞與干擾。在人們意識到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要性后，開始對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)與恢復(fù)，而很多學(xué)者在這方面也有較深入的研究。系統(tǒng)動力學(xué)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用也是非常廣泛的，很多學(xué)者在研究過程中采用系統(tǒng)動力學(xué)對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了情景模擬，從而了解與判斷生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的發(fā)展情況。系統(tǒng)動力學(xué)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中起著非常重要的作用，其主要是研究系統(tǒng)生態(tài)、種群生態(tài)以及生態(tài)承載力等問題。
3 結(jié)束語
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其所帶來的環(huán)境問題也越來越多，而這些環(huán)境問題也成為了國家與地方政府關(guān)注的焦點(diǎn)。系統(tǒng)動力學(xué)（System Dynamics，SD）是1956年由美國麻省理工學(xué)院的Forrester教授所創(chuàng)立的，其是一門研究信息反饋的科學(xué)，也是一門認(rèn)識系統(tǒng)問題與解決系統(tǒng)問題相互交叉的綜合性科學(xué)。系統(tǒng)動力學(xué)主要是將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)作為主要手段，通過功能分析，對復(fù)雜動態(tài)反饋性系統(tǒng)問題進(jìn)行研究與解決的一種仿真方法。系統(tǒng)動力學(xué)是一種適合進(jìn)行動態(tài)預(yù)測與政策影響分析的方法，其可以有效地將系統(tǒng)內(nèi)的各個因素組織起來，并對它們之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析，從而為科學(xué)決策提供依據(jù)。因此，將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中對實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起著很重要的意義。
