第一篇：外部性理論在環(huán)境保護中的應(yīng)用

外部性理論在環(huán)境保護中的應(yīng)用

摘要：外部性理論是環(huán)境經(jīng)濟學(xué)的理論基礎(chǔ)。它一方面揭示了市場經(jīng)濟活動中一些低效率資源配置的根源，另一方面又為如何解決環(huán)境外部不經(jīng)濟性問題提供了思路。環(huán)境經(jīng)濟政策體系是國際社會迄今為止，解決環(huán)境問題最有效、最能形成長效機制的辦法。外部性內(nèi)部化是制定環(huán)境經(jīng)濟政策的出發(fā)點所在。從環(huán)境的外部性理論入手,分析我國環(huán)境問題的現(xiàn)狀,利用外部性理論,提出解決我國的環(huán)境污染問題的對策。關(guān)鍵詞：外部性 環(huán)境經(jīng)濟政策 環(huán)境保護

1、外部性含義

a）外部性是在沒有市場交換的情況下，一個生產(chǎn)單位的生產(chǎn)行為（或消費者的消費行為）影響了其他生產(chǎn)單位（或消費者）的生產(chǎn)過程（或生活標(biāo)準），如果

Fi=f（Xi，Xi，Xi，···，Xi，Xj，）i≠j 則可以說生產(chǎn)者（或消費者）j對生產(chǎn)者（或消費者）i存在外部影響。其中Fi是生產(chǎn)者i的生產(chǎn)函數(shù)或消費者i的效用函數(shù)；Xi是生產(chǎn)者（或消費者）i的內(nèi)部影響因素；Xj是生產(chǎn)者（或消費者）j對i施加的影響。

b）外部性是指當(dāng)某個企業(yè)的經(jīng)濟行為（或某人的消費行為），經(jīng)過非價格手段，直接地、不可避免地影響了其他企業(yè)的生產(chǎn)（或其他人的效用），并且成為后者自己所不能加以控制的情況時，對前者來說就存在外部性問題。實際上，外部性是指一個經(jīng)濟主體的行為對另一個經(jīng)濟主體的福利所產(chǎn)生的影響并沒有通過市場價格反映出來。

外部性的產(chǎn)生，實質(zhì)上是社會邊際收益或社會邊際成本與私人邊際收益或私人邊際成本之間存在著差異。當(dāng)存在外部性時，人們在進行經(jīng)濟活動時所依據(jù)的價格，既不能準確地反映社會邊際收益也不能準確地反映社會邊際成本，由于價格信號失真，據(jù)此做出的經(jīng)濟活動決策會使社會資源配置發(fā)生扭曲，不能實現(xiàn)帕累托最優(yōu)。因此，只要存在外部性，資源配置就不是有效的。

在環(huán)境資源日益稀缺的情況下，環(huán)境資源的無產(chǎn)權(quán)和零價格制度，致使其生產(chǎn)和消費中存在私人邊際成本與社會邊際成本以及私人邊際收益與社會邊際收益的差異，導(dǎo)致了環(huán)境資源的競爭性使用和環(huán)境質(zhì)量的不斷降低，產(chǎn)生了環(huán)境外部性問題。當(dāng)存在環(huán)境外部性問題時，廠商的利潤最大化原則并不能導(dǎo)致環(huán)境資源配置的帕累托最優(yōu)狀態(tài)。

外部性對私人收益與社會收益、私人成本與社會成本相比較,可以分為外部經(jīng)濟性和n

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23m

n外部不經(jīng)濟性。外部經(jīng)濟性是指一種經(jīng)濟行為給外部造成的積極影響,使他人減少成本,增加收益。外部不經(jīng)濟性是指在經(jīng)濟活動中,由于決策者在自己承擔(dān)的成本之外,帶給他人或社會以額外的成本或負擔(dān),從而使社會成本大于私人成本的現(xiàn)象。

2、環(huán)境問題中的外部性

環(huán)境問題不僅僅關(guān)系到人類生存的條件，對經(jīng)濟發(fā)展也有一定的影響。目前,環(huán)境污染問題成為世界各國關(guān)注的焦點。環(huán)境的外部性分為外部經(jīng)濟性和外部不經(jīng)濟性，外部經(jīng)濟性主要是微觀主體通過自己的活動給其他群體所處的環(huán)境帶來積極的影響。如上游居民種樹，保持水土，下游居民得到質(zhì)量和數(shù)量有保障的生產(chǎn)和生活用水。外部不經(jīng)濟性是指微觀主體通過自己的活動給其他群體所處的環(huán)境帶來消極的影響。環(huán)境污染便是外部不經(jīng)濟性的典型實例，有學(xué)者稱其為資源的無效率配置，因為產(chǎn)生外部性的行為人其私人成本要小于社會成本。假設(shè)河流的上游有一個鋼廠，下游有一個漁場，鋼廠造成河流的污染使?jié)O場受損，鋼廠產(chǎn)量越高，漁場損失越大。而鋼廠作為肇事者，卻無需對漁場給予任何補償。由于鋼廠廠主在生產(chǎn)時只考慮其私人成本和個人利益最大化，無需考慮河流受到的影響，而使?jié)O場受到損害，盡管這種損害是無意的。外部性之所以存在的一個根本原因, 在于河流作為一種公共資源的特殊性。

3、探索環(huán)境保護的途徑

外部性理論闡述了由于資源的無償共享性(即有競爭性和無排他性), 導(dǎo)致了廠商們單純追求自身利益的最大化而無需對資源和環(huán)境負責(zé), 從而引發(fā)環(huán)境問題的大量存在。為此, 必須引入一些特定因素對廠商行為形成約束, 才能盡可能減少上述破壞環(huán)境的行為發(fā)生。

政府的宏觀調(diào)控職能在此發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。環(huán)境規(guī)劃和管理近些年被國內(nèi)外的實踐證明是一條行之有效的途徑, 它通過運用法律、行政、經(jīng)濟、教育等綜合手段來實施環(huán)境管理。

一、法律限制。在一個法制社會，這是解決上述問題的最常規(guī)方法。法律由國家制定和認可，其穩(wěn)定性與強制性使受害者的權(quán)益受到最有力保護。美國經(jīng)濟學(xué)者斯蒂格里茲認為，“ 運用法律系統(tǒng)解決外部效應(yīng)有一個很大的優(yōu)點，受害者有直接的利益，因此受害者比政府更愿意弄清有害事件是否發(fā)生?！?法律的公開公正性通過整個審判過程可以得到足夠的體現(xiàn)，受害者不會受到集團壓力的影響。但是從另一方面來講，法律措施也顯出一些弊端。一是訴訟成本問題。訴訟環(huán)節(jié)的復(fù)雜和費用的昂貴使一些私人受害者望而卻步。二是在存在多數(shù)受害者情況下，很難阻止“ 搭便車”(free riders)現(xiàn)象, 每個人都想讓他人去起訴，如果成功，自己便可坐享其成。

二、行政督導(dǎo)。政府的行政管理手段一直以來都具有靈活、簡便和有效的特點。相對于法律手段而言，這種措施更適合在小范圍使用，結(jié)合地方特點，制定與使用更靈活而有針對性。當(dāng)由于外部性導(dǎo)致市場調(diào)節(jié)失靈時，政府將充當(dāng)“ 第二只手” 調(diào)節(jié)資源的最優(yōu)配置。例如, 廈門PX是個化工項目，投資逾百億，但距離人口密集區(qū)過近，有環(huán)境污染之險。從2004年2月國務(wù)院批準立項，到2007年3月105名政協(xié)委員建議項目遷址，廈門PX事件開始進入公眾視野，6月1日市民集體抵制PX事件，及至廈門市政府宣布暫停工程，PX事件的進展?fàn)縿又姷难矍?；從二次環(huán)評、公眾投票，到最后遷址，地方政府與公民百姓，從博弈到妥協(xié)，再到充分合作，留下了政府與民眾互動的經(jīng)典案例。

三、稅收與補貼。經(jīng)濟手段的最大特點，在于它觸動了廠商們最敏感的神經(jīng)——對利益的關(guān)心，從而直接干預(yù)自身的經(jīng)濟行為。當(dāng)然，針對環(huán)境污染和資源遭受掠奪情況來看，主要應(yīng)采取向污染者征稅原則，這就是著名的“污染者付費原則”。在最佳排污量被確定的前提下，超過的部分即被稱為外部費用，以此作為征收排污稅的標(biāo)準。這就會出現(xiàn)：

邊際私人成本=邊際社會成本+邊際外部費用-排污稅； 當(dāng)排污稅=邊際外部費用時，邊際私人成本=邊際社會成本。

私人成本的增加將促使廠商或抬高價格，或限定產(chǎn)量，產(chǎn)量便會達到新的均衡。在通常情況下，廠商們會因交稅而不得不限制污染行為，但是，少量的稅卻不會影響大生產(chǎn)商的行為，對于有利可圖的產(chǎn)品，廠商們不會因交稅而限產(chǎn)；另外，最佳排污量的確定也會使一些廠商打“ 擦邊球”，也就是使污染量盡可能接近并小于這個數(shù)字?？傊?，經(jīng)濟手段不會像行政與法律手段帶有指令性或強制性，對一些污染行為只能限制，不能禁止。

四、綠色教育。綠色教育包括生態(tài)意識、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保意識三個方面，其中生態(tài)意識是后兩個的重要基礎(chǔ)。黨的十八大報告將中國特色社會主義事業(yè)總體布局從 “四位一體”擴展為“五位一體”，包括經(jīng)濟、政治、社會、文化、生態(tài)。生態(tài)文明建設(shè)的提出，使得全社會、全人民范圍內(nèi)重視資源、保護環(huán)境的思想深入人心。這里政府有關(guān)機構(gòu)的宣傳和倡導(dǎo)至關(guān)重要?？梢酝ㄟ^新聞媒體將可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保意識滲入到每個公民思想之中，并通過高等院校的綠色教育培訓(xùn)出運用環(huán)境科技制定公共政策的專業(yè)人才。污染企業(yè)要把清潔生產(chǎn)、污染預(yù)防、污染治理納入整個生產(chǎn)經(jīng)營計劃，只排污、不治污的投機行為將會給予嚴厲打擊。毫無疑問，治污所耗用的資金和技術(shù)將使產(chǎn)品成本有所提高，但隨著環(huán)境技術(shù)的改進和創(chuàng)新，將帶來勞動生產(chǎn)率的提高；同時，符合環(huán)保標(biāo)準的產(chǎn)品也會深受消費者的青睞，從而為企業(yè)帶來更多的利潤。

五、自愿協(xié)商是不要政府干預(yù),讓市場自己來達到最優(yōu)的一種完全自由化的市場方法。該方法是以科斯為首的一些經(jīng)濟學(xué)家們的主張。他們認為,只要有了設(shè)計適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)權(quán), 就可以靠有關(guān)當(dāng)事人的自愿協(xié)商或判斷解決外部性問題。在環(huán)境保護領(lǐng)域, 排污權(quán)交易制度就是科斯理論的一個成功運用。當(dāng)然,科斯理論也存在諸如在市場化程度不高的經(jīng)濟中,科斯理論不能發(fā)揮作用等局限性。

4、我國的環(huán)境經(jīng)濟政策

環(huán)境污染及其外部不經(jīng)濟性的實質(zhì)是私人成本的社會化, 所以要從根本上解決水污染問題, 也只有將這種外部成本內(nèi)部化, 即讓排污者產(chǎn)生污染的外部費用進入他們自己的生產(chǎn)或消費決策,由其自己承擔(dān)或內(nèi)部消化 , 即環(huán)保界普遍接受的“污染者負擔(dān)”或“污染者付費”原則。4.1征收環(huán)境稅

外部性的產(chǎn)生歸結(jié)于生產(chǎn)無效率,這是因為投入品的價格沒有正確地反映出社會成本。所以英國的經(jīng)濟學(xué)家庇古在20 世紀30 年代提出了向污染者征稅,以矯正其投入品定價過低問題。對造成我國的環(huán)境污染的行為征收“庇古稅”,即把環(huán)境污染和生態(tài)破壞的社會成本,內(nèi)化到生產(chǎn)成本和市場價格中去,再通過市場機制來分配環(huán)境資源的一種經(jīng)濟手段。征收的稅率取決于污染的邊際損失,并不因企業(yè)排污的邊際收益或邊際控制成本差異而有所區(qū)別；環(huán)境稅只是相對于排污量而征收,與企業(yè)的產(chǎn)量沒有直接的關(guān)系。4.2排污收費

排污收費制度是由政府首先給所有產(chǎn)生污染的企業(yè)確定一個污染標(biāo)準,企業(yè)按照這一標(biāo)準交納排污費。在市場機制的作用下,企業(yè)會根據(jù)自己利潤最大化的原則來決定自己的污染物排放量和產(chǎn)品產(chǎn)量。實行排污收費有以下優(yōu)點:第一,企業(yè)擁有一定的自主權(quán)。每個企業(yè)都可以根據(jù)自己的邊際控制成本在減排污治理與排污繳費之間進行選擇,有利于激勵企業(yè)實行減少污染。第二,可以降低政府的監(jiān)督、管理成本。從政府管理的角度講,政府不再干涉企業(yè)具體的生產(chǎn)決策,只是確定企業(yè)從事的經(jīng)濟活動是否會導(dǎo)致污染,污染的量是多少。這樣,降低了政府用于環(huán)境監(jiān)督管理的費用。第三,排污收費是國家的財政收入,可以用于清潔生產(chǎn)補貼和建設(shè)公共的污染治理設(shè)施。4.3排污權(quán)交易 實施排污權(quán)交易首先要建立合法的污染物排放權(quán)力(通常以排污許可證的形式表現(xiàn)),并允許這種權(quán)力像商品那樣被買入或賣出,以此來進行污染物的排放控制。排污權(quán)交易的優(yōu)勢是明顯的:首先,成本最小。治理成本低的企業(yè)可以多減排,把多余的許可證拿到市場中出售。而治理成本高的企業(yè)少減排,不足的排污權(quán)到市場中去購買,從最后的效果來看,污染的減排總是由治理成本低的企業(yè)來完成,所以從總體上降低了污染治理的成本。其次,綠色環(huán)保組織可以買入排污許可證而不賣出,以實現(xiàn)污染物排放總量的減少和環(huán)境水平的提高。最后,政府可以根據(jù)國家的環(huán)境目標(biāo)賣出或買入排污許可證,從而實現(xiàn)政府對環(huán)境總水平的調(diào)控。

參考文獻

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第二篇：納米技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用

納米技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用

101221202 汪丹

摘要：現(xiàn)在全世界的環(huán)境問題已經(jīng)嚴重影響到人們的日常生活和身體健康，以及地球上其他的生物。溫室效應(yīng)使南北極冰川融化，海平面升高；森林被破壞使得大量動植物滅絕，水土流失；工業(yè)亂排導(dǎo)致大氣污染、水污染；環(huán)境被嚴重破壞導(dǎo)致氣候異常，災(zāi)難多發(fā)等等這些都是人類在以自我為中心的價值觀下發(fā)展工業(yè)造成的。人類如果繼續(xù)這樣不顧環(huán)境的發(fā)展工業(yè)和科技，那么我想，電影《1012》中的情景很快就會出現(xiàn)。為了我們的子孫，為了地球上的其他生物，我們必須開發(fā)清潔能源，利用綠色材料，利用技術(shù)來堅持可持續(xù)發(fā)展，而納米技術(shù)和納米材料就是其中一個不錯的選著。近幾年隨著納米技術(shù)的崛起，那納米技術(shù)和納米材料被越來越多的用于防止大氣污染、水污染、噪音污染等，本文就介紹了納米技術(shù)以及它在環(huán)境保護各方面的運用。納米技術(shù)不僅可以克服很多傳統(tǒng)環(huán)保措施不足，我相信，隨著此技術(shù)的不斷發(fā)展，他會給環(huán)境保護工程做出更多的貢獻。

關(guān)鍵字：環(huán)境保護

納米技術(shù)

納米材料

大氣污染

水污染

眾所周知，在整個自然生態(tài)系統(tǒng)中，人類僅僅是其中一環(huán)。然而，隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，人類社會的不斷地進步，人類在整個自然生態(tài)系統(tǒng)中的影響范圍和程度越來越深遠。在理性主義和人類中心等價值觀和科技進步的雙重影響下，人類活動在征服自然的過程中對資源的使用和對生態(tài)環(huán)境的破壞也達到空前的程度，引發(fā)了一系列環(huán)境問題。例如當(dāng)今威脅人類的十大生態(tài)環(huán)境問題有：人口膨脹、能源危機、大氣污染、臭氧層的破壞、生物資源急劇減少、全球變暖、森林減少、土地荒漠化與水土流失、水污染與水資源短缺、危險性廢物越境轉(zhuǎn)移。[1]

現(xiàn)在環(huán)境問題已經(jīng)威脅到人類的生存和發(fā)展，因此，環(huán)境保護也應(yīng)該成為全世界人必須共同關(guān)注的話題。為了人類社會的持續(xù)進步和人類后代的生存，人類必須要堅持可持續(xù)發(fā)展，而為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展我們可以利用充分開發(fā)清潔能源，節(jié)能減排，利用綠色材料，崇尚低碳生活等方法。其中，隨著納米材料的悄然崛起，納米技術(shù)在環(huán)境保護方面的應(yīng)用也越來越多，人類利用資源和保護環(huán)境的能力也得到拓展。為徹底改善環(huán)境和控制新的污染源產(chǎn)生, 納米材料為其提供了技術(shù)支持。

一、納米技術(shù)及其特性

納米技術(shù)就是在1～100nm 尺度范圍內(nèi), 研究電子、原子和分子內(nèi)在規(guī)律和特征, 并用于制造各種物質(zhì)的一門嶄新的綜合性科學(xué)技術(shù)；納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。[2]納米材料通常以其表面原子數(shù)占總原子數(shù)比例大，還有顯示量子尺寸效應(yīng)這兩個重要特點而影響其各種物理和化學(xué)性能, 使納米顆粒具有獨特的性質(zhì)。納米材料具有小尺寸效應(yīng)(又稱體積效應(yīng))①、表面效應(yīng)②等獨特性質(zhì)，這使得納米材料具有輻射、吸收、催化、吸附等奇特的性能，因而在許多方面有著廣闊的應(yīng)用前景。由于納米材料具有的特殊性能使得它在水處理和大氣處理中有著廣泛的應(yīng)用。[3]

二、納米材料在大氣污染治理方面的應(yīng)用

大氣污染一直都是各國政府需要解決的難題，空氣中超標(biāo)的一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物是影響人類健康的有害氣體。在我國，“大氣污染導(dǎo)致每年有30到70萬人因煙塵污染提前死亡，2500萬兒童患慢性咽炎，400萬到700萬農(nóng)村婦女兒童受害?！盵4]酸雨是大氣污染的一種重大表現(xiàn)。世界目前已有三大酸雨區(qū)，給人類環(huán)境帶來了多方面的不良影響，如土壤酸化與貧瘠化，作物減產(chǎn)，余下減少或滅絕等。而納米材料和納米技術(shù)的應(yīng)用為解決這些氣體的污染問題提供了新的方法。案例：作為一家長期致力于燃油處理技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，并經(jīng)政府主管部門認定的高新技術(shù)企業(yè)，中國北京遠通有限責(zé)任公司攜具有國際先進水平的EPS納米燃油裝置亮相2009中國（北京）國際城市交通、地鐵軌道交通及市政設(shè)施展覽會。

該項技術(shù)經(jīng)中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所、中國原子能研究院核物理研究所中子實驗室、美國國家標(biāo)準技術(shù)研究院中子研究中心反復(fù)檢測對比研究確認：經(jīng)過EPS納米燃油裝置處理后，燃油的成分均為納米級，全部小于3納米。這個結(jié)論權(quán)威地證實了，經(jīng)EPS納米燃油裝置處理后的燃油全部成為納米燃油，其物理性能發(fā)生了巨大變化，這是到目前為止世界上唯一產(chǎn)生納米燃油的技術(shù)。[5]

經(jīng)納米燃油技術(shù)處理過的燃油可以稱為“改性納米燃油”，其燃燒過程與未處理過的燃油有顯著不同，通過對車輛發(fā)動機的最佳優(yōu)化匹配調(diào)整，達到顯著的節(jié)油和環(huán)保效果。普通汽車加裝該裝置：可以節(jié)省燃油10%至30%，凈化尾氣50%至90%，增加動力10%至30%，并能降低發(fā)動機噪音，抑制積碳生成，延長發(fā)動機壽命。[6]

此案例充分說明納米技術(shù)在節(jié)能減排方面的巨大貢獻，利用EPS納米燃油裝置，燃油可以得到充分的燃燒，不僅減少了燃油量，而且還減少了燃油燃燒不充分帶來的大量CO、NO、SO2的排放，對大氣污染的防治起到重要作用。其實，除此之外，納米技術(shù)還通過其他途徑治理大氣污染。

（一）空氣中硫氧化物的凈化

二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影響人類健康的有害氣體，而這些有害氣體一般都是燃料不充分燃燒產(chǎn)生的。如果在燃料燃燒的同時加入納米級催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生一氧化硫氣體，提高能源利用率，而且會使硫轉(zhuǎn)化成固體的硫化物，防止產(chǎn)生二氧化硫進入空氣中。經(jīng)納米材料催化的燃料中硫的含量小于0．01％，不僅節(jié)約了能源，提高能源的綜合利用率，也減少了因為能源消耗所帶來的環(huán)境污染問題，而且使廢氣等有害物質(zhì)再利用成為可能。

（二）汽車尾氣凈化

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平提高了，越來越多的人買汽車。然而，汽車尾氣的排放會直接污染人們的生活空間及呼吸層，對人體健康影響極大。開發(fā)替代燃料或研究用于控制汽車尾氣對大氣污染材料，對凈化環(huán)境具有重要的意義。用納米復(fù)合材料制備與組裝的汽車尾氣傳感器，通過汽車尾氣排放的監(jiān)控，可及時對超標(biāo)排放進行報警，并通過調(diào)整合適的空燃比，減少富油燃燒，達到降低有害氣體排放和燃油消耗的目的。[7]納米稀土鈦礦型復(fù)合氧化物對汽車尾氣所排放的NO、CO等具有良好的催化轉(zhuǎn)化作用，可以替代昂貴的重金屬催化劑用作汽車尾氣催化劑。

（三）室內(nèi)空氣凈化 現(xiàn)在，裝修材料中往往加入大量的有害化學(xué)物質(zhì)。所以，新裝修房間空氣中的有機物濃度大大高于室外，而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，納米TiO2的降解效果最佳。納米TiO2經(jīng)光催化產(chǎn)生的空穴和形成于表面的活性氧化膜能與細菌細胞或細胞內(nèi)組成成分進行生化反應(yīng)③，使細菌頭單元失活而導(dǎo)致細胞死亡，并且使細菌死亡后產(chǎn)生的內(nèi)毒素分解。即利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環(huán)境中的細菌，而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復(fù)合物。[8]而且，在醫(yī)院的病房、手術(shù)室及生活空間安放納米TiO2光催化劑可具有殺菌、除臭作用。

三、納米技術(shù)在水污染治理方面的應(yīng)用

案例：2006長江淡水豚中外聯(lián)合考察隊經(jīng)歷了39天長江航行后遺憾宣布，來回近3400公里考察未發(fā)現(xiàn)一頭白鰭豚，這個結(jié)果證明白鰭豚種群狀況極度瀕危，可能成為世界上第一個被人類消滅鯨類動物。白鰭豚是僅生存中國長江中下游珍稀水生哺乳動物，屬國家一級保護動物，被列為世界最瀕危12種動物之一。白鰭豚5歲～6歲性成熟，1年懷胎，一年哺乳，一胎一仔，習(xí)慣以小家庭形式生活。這一消息讓人感到恐懼，如果再不好好地治理長江，好好地治理水污染，會有更多的物種滅絕。

長江生態(tài)惡化，是沿江經(jīng)濟布局不合理惡果。據(jù)統(tǒng)計，全國兩萬多家化工企業(yè)，分布長江沿岸就有9000多家，占全國45%。三峽庫區(qū)大中型工礦企業(yè)3000多家，化工廠有2000多座。這些化工企業(yè)污染嚴重，為發(fā)生重大污染事件埋下嚴重隱患，一旦發(fā)生污染事故，后果不堪設(shè)想。[9] 隨著人口的增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長，人類的用水量大大增加，排污量也空前猛增，水污染非常嚴重，加劇了水資源危機的程度。當(dāng)前，全球80多個國家的15億人口面臨淡水不足，其中26個國家的3億人口完全生活在缺水狀態(tài)，所以保護水資源,節(jié)約用水勢在必行。污水中通常含有有毒有害物質(zhì)、懸浮物、泥沙、鐵銹、異味污染物、細菌病毒等，污水治理就是將這些物質(zhì)從水中去除。由于傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到很好解決。而，納米技術(shù)在水污染治理方面也有突出表現(xiàn)，納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。污水中的貴金屬是對人體極其有害的物質(zhì)，它們從污水中流失，也是資源的浪費。新的一種納米技術(shù)可以將污水中的貴金屬完全提煉出來，變害為寶。一種新型的納米級凈水劑具有很強的吸附能力，它的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑三氯化鋁的10~20倍。所以，納米技術(shù)在污水處理的很多領(lǐng)域都起到重要作用。

（一）處理無機污染廢水

污水中的重金屬對人體的危害很大，重金屬的流失也是資源的浪費。納米粒子能對水中的重金屬離子通過光電子產(chǎn)生很強的還原能力。[10]如納米TiO2能將高氧化態(tài)汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附于表面，井將其還原為細小的金屬晶體，既消除了廢水的毒性，又回收了貴重金屬。

（二）處理有機污染廢水[11]

案例：中科院采用納米TiO2 粉末, 利用太陽光進行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸鈉水溶液,在多云和陰天的條件下光照12h, 濃度為0.5mmol/L 的苯酚已降解為零, 濃度為1mmol/L 的十二烷基苯磺酸鈉基本降解完全且無二次污染[12] 大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑，在陽光下催化氧化水中的有機污染物，使其迅速降解。至今為止己知納米TiO2能處理80余種有毒污染物，它可以將水中的各種有機物很快完全催化氧化成水和CO等無害物質(zhì)。例如納米Ru／TiO2作催化劑，對酸性或堿性牛皮紙漂白廢水進行光催化降解，廢水中的有機總碳④的去除率可達到99．6％，并使廢水完全脫色。經(jīng)光催化空氣氧化處理后的工廠廢水對弧菌的毒性的實驗表明，用該方法處理后的工廠漂白廢水完全可以進一步生物降解。此外，用納米TiO2催化降解技術(shù)來處理毛織染整廢水，具有省資、高校、節(jié)能的優(yōu)勢，最終能使有機物完全礦化，不存在二次污染等問題，顯示出良好的應(yīng)用前景。[13]

（三）自來水的凈化處理

新型納米凈水劑的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑AI203的10～20倍，能將污水中懸浮物完全吸附并沉淀，然后采用納米磁性物質(zhì)、纖維和活性炭凈化裝置，有效地除去水中的鐵銹、泥沙以及異味等。再經(jīng)過由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置后，可以100％除去水中的細菌、病毒。得到高質(zhì)量的純凈水。這是因為細菌、病毒的直徑比納米大，在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時，會被過濾掉，水分子及水分子直徑以下的礦物質(zhì)、元素則保留下來。[14]

四、納米技術(shù)在其它環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）噪聲控制

飛機、車輛、船舶等發(fā)動機工作的噪聲可達上百分貝，容易對環(huán)境造成噪聲污染。當(dāng)機器設(shè)備等被納米技術(shù)微型化以后，其互相撞擊、磨擦產(chǎn)生的交變機械作用力將大為減少，噪聲污染便可得到有效控制。運用納米技術(shù)開發(fā)的潤滑劑，既能在物體表面形成永久性的固態(tài)膜，產(chǎn)生極好的潤滑作用，大大降低機器設(shè)備運轉(zhuǎn)時的噪聲，又能延長設(shè)備的使用壽命冊。[15]

（二）固體廢物處理

現(xiàn)在，人類生活垃圾的排放量也大得驚人，而，納米技術(shù)及納米材料可以應(yīng)用于城市固體垃圾處理。它的作用主要有兩個方面：一是可以將橡膠制品、塑料制品、廢印刷電路板等制成超微粉末，除去其中的異物，成為再生原料回收；二是利用納米TiO2催化技術(shù)可以使城市垃圾J決速降解，其速度可達到大顆粒TiO2的10倍以上，從而緩解大量城市垃圾給城市環(huán)境帶來的壓力。[16]

（三）防止電磁輻射

近年來電磁場對人體健康的影響問題已經(jīng)成為一個新的研究熱點。在強烈輻射區(qū)工作并需要電磁屏蔽時，通過在墻內(nèi)加入納米材料層或涂上納米涂料，能大大提高遮擋電磁波輻射性能。此外，中科院理化所利用納米技術(shù)研究出了新一代手機電磁屏蔽材料，不僅可以實現(xiàn)手機信號抗干擾能力，同時還大大降低電磁波輻射。

（四）在照明工程方面的應(yīng)用

人類夜晚照明需要大量的電力，通過照明節(jié)電可以帶來巨大的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。[17]而火力發(fā)電排放的CO2、SO2、煙塵懸浮物等會引起溫室效應(yīng)、酸雨和環(huán)境污染。在照明工程中，最理想的節(jié)電措施是充分利用太陽光來照明，利用一些納米材料的光致發(fā)光特性是可行的辦法，白晝吸收自然光并貯存起來，晚上再直接把光射到需要的地方，這從多孔硅光致發(fā)光現(xiàn)象得到了驗證。

五、納米技術(shù)在環(huán)境保護應(yīng)用上的前景 隨著納米科技和納米材料的研究深入，特別是納米科技與環(huán)境保護和環(huán)境治理的進一步有機結(jié)合，許多環(huán)保難題將會得到解決?，F(xiàn)在有很多納米技術(shù)的成功研究都沒有用到世紀中，我相信，在不久的將來，這些技術(shù)都會出現(xiàn)在我們的日常生活中，諸如大氣污染、污水處理、城市垃圾等問題都將會得到解決。我們將充分享受納米技術(shù)給人類帶來的潔凈環(huán)境。有理由相信，納米科技作為一門新興科學(xué)，必將對環(huán)境保護產(chǎn)生深遠的影響，利用納米科技解決環(huán)境污染問題將成為未來環(huán)境保護發(fā)展的必然趨勢。總之，納米技術(shù)正成為各國科技界所關(guān)注的焦點，正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：“納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點，會是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀的又一次產(chǎn)業(yè)革命?！?/p>

注釋：

①小尺寸效應(yīng)：隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生特殊的光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、超導(dǎo)電性、介電性能以及化學(xué)性能等一系列新奇的性質(zhì)。

②表面效應(yīng)：超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩(wěn)定化。

③生化反應(yīng)即生物化學(xué)反應(yīng)，就是指在生物的細胞內(nèi)進行的化學(xué)反應(yīng)。④有機碳總量即溶解于水中的有機物總量折合成碳計算的量。參考文獻：

[1] 向德平.《社會問題》[M].中國人民大學(xué)出版社,2011.3：299 [2] 張立德,牟季美.《納米材料和納米結(jié)構(gòu)》[M].北京:科學(xué)出版社,2001.6：59-62.[3] 李逢波.無機納米材料在電力環(huán)保中的應(yīng)用[J].中國科技信息,2010.(4)[4] 向德平.《社會問題》[M].中國人民大學(xué)出版社,2011.3：306 [5] 《EPS納米燃油技術(shù)開創(chuàng)燃油史重大技術(shù)突破》，http://auto.ifeng.com/usecar/news/2009 0820/87018.shtml [6] 《EPS納米燃油技術(shù)的作用機理》，http:// [10] 馬榮萱，李繼忠．《納來技術(shù)及其材料在環(huán)境保護中的應(yīng)用》[J]．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006．29f7)：1 12-115．

[11]鄧勇航.《納米材料在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用研究》[J].廣西輕工業(yè)(化工與材料)，2008,2(2)[12]韓瑋.《綠色化學(xué)、納米材料與環(huán)境保護》[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2004,(8);46-48.[13]胡偉武,馮傳平.《納米材料和納米技術(shù)在環(huán)境保護發(fā)面的應(yīng)用》[J].化工新型材料，2007.35(增刊)[14]鄧勇航.《納米材料在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用研究》[J].廣西輕工業(yè)(化工與材料)，2008,2(2)[15]戴曉峰．《納米技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用》[J]．生物學(xué)雜志，2006，23(4)：61-62． [16]羅明良,蒲春生．《納米技術(shù)及材料在環(huán)保中的應(yīng)用與展望》[J]．化工新型材料，2001，29：27-28．

[17]陳仲林，張玉奇，嚴得忠．《納米技術(shù)在綠色照明工程中的應(yīng)用前景》[J]．照明工程學(xué)報，1997，3：48—52．

第三篇：利用外部性理論分析環(huán)境污染及其治理

利用外部性理論分析環(huán)境污染及其治理

環(huán)境作為一種公共物品，具有顯著的外部性。外部性是指一個經(jīng)濟主體的行為對另一個經(jīng)濟主體的福利所產(chǎn)生的影響并沒有通過市場價格反映出來。實現(xiàn)帕累托最優(yōu)要求私人邊際凈收益等于社會邊際凈收益，但外部性的存在意味著私人邊際凈收益與社會邊際凈收益存在差異，因而不能獲得最優(yōu)資源配置效率。

環(huán)境污染具有很強的負外部性，污染者所承擔(dān)的成本遠小于社會承擔(dān)的成本，僅受自身成本約束的污染者終將會使環(huán)境污染超過環(huán)境的耐受值。而環(huán)境保護則具有很強的正外部性，保護者所獲得的利益小于社會的收益，儀受自身利益激勵的保護者不會有足夠的動力去提供社會所需要的環(huán)境保護。無論是正外部性還是負外部性，都會影響到環(huán)境資源的優(yōu)化配置，從而使環(huán)境污染問題更加嚴重。

所以要解決中國的環(huán)境問題，就是要找到合適的機制，把環(huán)境的價值體現(xiàn)出來，加入到企業(yè)的生產(chǎn)成本中去，從而實現(xiàn)環(huán)境的外部性有效內(nèi)部化。所謂環(huán)境外部不經(jīng)濟性內(nèi)部化，就是使生產(chǎn)者或消費者產(chǎn)生的外部成本進入它們的生產(chǎn)和消費決策，由它們自己承擔(dān)或“內(nèi)部消化”，即環(huán)境政策領(lǐng)域中普遍接受的“污染負擔(dān)”或“污染者付費”的方式。

環(huán)境污染外部不經(jīng)濟性內(nèi)部化方法有以下兩種：

(一)命令控制方法。命令控制方法本質(zhì)上是一種強制管理調(diào)整方法，主要通過政府的強制命令迫使污染者將污染的費用(成本)內(nèi)部化來減少污染，例如設(shè)立環(huán)境標(biāo)準以及推廣某一種低污染環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用。具體表現(xiàn)為污染者在排污前必須進行凈化處理，迫使污染者將原轉(zhuǎn)嫁給社會承擔(dān)的污染治理費用轉(zhuǎn)化為污染者自身的生產(chǎn)成本，從而消除污染物排放的外部不經(jīng)濟性。

(二)經(jīng)濟刺激方法經(jīng)濟刺激方法是指利用經(jīng)濟手段，間接作用于政策對象，把外部不經(jīng)濟的環(huán)境成本內(nèi)部化，改變生產(chǎn)者和消費者原有的破壞環(huán)境的行為。經(jīng)濟刺激方法可分為兩大類：一類側(cè)重于通過政府干預(yù)來解決環(huán)境問題，可稱之為庇古手段，其具體手段有排污費和排污稅等。另一類側(cè)重于通過市場本身來解決環(huán)境問題，可稱之為科斯手段，也叫產(chǎn)權(quán)管理。其具體手段是明晰產(chǎn)權(quán)和建立可交易的排污許可證市場。

隨著我國社會主義市場經(jīng)濟體制逐步完善，解決環(huán)境經(jīng)濟問題的路徑選擇也正經(jīng)歷著重大改革。新的排污收費制度也已經(jīng)頒布 ,排污權(quán)交易制度正在由試點向全面鋪開的階段過渡 ,環(huán)境稅的征收也將提上日程。針對我國目前的環(huán)境污染問題 ,三者可以相結(jié)合 ,相互促進，對不同的污染情況采取有效的對策 ,使我國的環(huán)境污染得到有效的治理。

第四篇：地理信息在環(huán)境保護中的應(yīng)用論文

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用

姓名：鄭興峰

學(xué)號：2104391112561 班級：環(huán)科112

2013年12月21日

目錄

摘要.....................................................1 1引言...................................................2 2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及特點................................2 2.1地理信息系統(tǒng)的發(fā)展.................................2 2.2地理信息系統(tǒng)的特點.................................3 3地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用............................3 3.1 環(huán)境管理..........................................3 3.2環(huán)境監(jiān)測..........................................4 3.3 環(huán)境影響評價......................................5 3.4 環(huán)境規(guī)劃..........................................6 3.5 突發(fā)性污染事故應(yīng)急................................8 3.6 城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃..............................9 4總結(jié)..................................................10 參考文獻................................................11

摘要

隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域的推廣使用，GIS技術(shù)與地理空間信息的表示、處理、分析和應(yīng)用手段的不斷發(fā)展緊密相連，形成了各種不同功能的GIS系統(tǒng)軟件。介紹了地理信息系統(tǒng)(GIS)及其特點。從環(huán)境科學(xué)的角度出發(fā)，介紹了 GIS在環(huán)境信息、環(huán)境質(zhì)量管理、環(huán)境規(guī)劃和環(huán)境影響評價等方面的開發(fā)應(yīng)用前景。并結(jié)合實例，探討了地理信息系統(tǒng)在大氣環(huán)境影響評價中的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 環(huán)境領(lǐng)域 應(yīng)用

1引言

GIS(geographical information system)是一門集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興交叉學(xué)科。它以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的、動態(tài)的地理信息，為地理研究及地理決策服務(wù)。計算機支持是其主要特征，空間查詢和空間分析是其主要功能。由于環(huán)境問題與地理因素緊密相關(guān)，通常帶有很強的地理或地理分布特征，運用GIS技術(shù)能有效處理基于環(huán)境問題的大量復(fù)雜空間信息。

環(huán)境問題是21世紀全球性的問題，對環(huán)境問題的研究及解決必然涉及到復(fù)雜、敞開的地表系統(tǒng)。而GIS能為現(xiàn)實地理空間上的物質(zhì)和能量運動規(guī)律的研究提供方便、準確的空間管理和空間分析手段。因此，GIS與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。在環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。

2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及特點

2.1地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

地理信息系統(tǒng)于20世紀60年代起源于北美，在我國的研制與應(yīng)用始于70年代末。直到1987年底，國家計委和中國科學(xué)院建立的資源與環(huán)境信息國家重點實驗室通過國家驗收，才標(biāo)志著我國GIS技術(shù)應(yīng)用與研究的開始。

其國外發(fā)展?fàn)顩r是，GIS的開拓階段于60年代注重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理；鞏固發(fā)展階段于70年代注重實用性應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，向?qū)嵱没较虬l(fā)展；普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段于80年代注重空間決策支持分析，向智能化方向發(fā)展；普及階段于90年代以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為中心，側(cè)重于為用戶提供服務(wù)；本世紀初開始網(wǎng)絡(luò)化、可視化、社會化。國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r是，準備階段于（1978-1979）注重于基礎(chǔ)工作的準備和研究，為GIS的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ) ；起步階段于（1980-1985）注重開展GIS在理論、實踐和人才培養(yǎng)等各方面的工作；發(fā)展階段于（1986-1995）注重GIS的實際應(yīng)用，GIS的研究得到政府的支持并在全國推廣應(yīng)用；產(chǎn)業(yè)化階段于（1996-2000）注重GIS的研究和應(yīng)用，促使GIS逐漸形成行業(yè)；網(wǎng)絡(luò)化與社會化階段于（2001-今）GIS與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合。

地理信息系統(tǒng)的創(chuàng)立和發(fā)展是與地理空間信息的表示、處理、分析和應(yīng)用手段的不斷發(fā)展分不開的。隨著計算機技術(shù)和地理空間信息技術(shù)的不斷發(fā)展，具有強大的空間分析功能的GIS軟件紛紛問世，使得GIS技術(shù)蓬勃發(fā)展。目前，在全球范圍內(nèi)，GIS以前所未有的速度，在科學(xué)界、技術(shù)界和商業(yè)界，在社會、軍事、經(jīng)濟和管理等部門全面發(fā)展和推廣應(yīng)用。2.2地理信息系統(tǒng)的特點

GIS是在計算機硬件支持下，對地理空間數(shù)據(jù)及相關(guān)的屬性進行采集、錄入、編輯、處理、分析、輸出，并利用某一領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型進行空間分析、模擬的一門現(xiàn)代技術(shù)。其組成主要包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。與一般的管理信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)有以下特點：a)強大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。將現(xiàn)實世界經(jīng)過模型處理后得到的各種數(shù)據(jù)(包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以有機地組織、管理、顯示這些數(shù)據(jù)。b)形象直觀的應(yīng)用界面。系統(tǒng)用模型化了的電子地圖和用戶交互，使用者可依靠人類固有的對自然界的認知和邏輯來操作數(shù)據(jù)。c)強大的空間分析能力。數(shù)據(jù)是空間對象的一種屬性，并可通過地理對象的相關(guān)性進行連接、分割、總計等操作，使空間問題的處理簡單迅速。

3地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 環(huán)境管理

環(huán)境管理信息系統(tǒng)(EMIS)該系統(tǒng)是為環(huán)境管理和決策服務(wù)的技術(shù)過程系統(tǒng)。GIS在其中的應(yīng)用大大改善了EMIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和收集方式，提高了環(huán)境管理的效率。利用GIS的數(shù)據(jù)采集與編輯、信息查詢、數(shù)據(jù)庫管理、統(tǒng)計制圖、空間分析等功能，環(huán)境工作者可將已經(jīng)編碼的空間數(shù)據(jù)組合起來，并確定其地理位置，同時揭示不同信息間的相互關(guān)系，尤其可對空間數(shù)據(jù)進行分析和運算。目前，為滿足EMIS 向更高形式發(fā)展的需要，GIS在其中的應(yīng)用以與環(huán)境模型相耦合為主要形式。

環(huán)境管理是指運用經(jīng)濟、法律、技術(shù)、行政、教育等手段，來限制人類損害環(huán)境質(zhì)量的活動。通過全面規(guī)劃，使經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)，達到既要發(fā)展經(jīng)濟，滿足人類基本需要，又不超過環(huán)境的允許極限的目的。國家和地方各級環(huán)保局都需要大量環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計報表，而GIS能夠管理大氣質(zhì)量、噪聲、水資源、生物資源、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等，并能夠有效地組織這類信息來進行環(huán)境統(tǒng)計、土地利用規(guī)劃及總體發(fā)展規(guī)劃等。目前，已有許多城市建立了自己的環(huán)境信息系統(tǒng)，它可以搜索、存儲、加工、傳輸本市的環(huán)境質(zhì)量、污染物排放和治理、清潔生產(chǎn)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品、自然保護、生態(tài)平衡、環(huán)境管理以及對外合作等相關(guān)的社會經(jīng)濟信息。還可利用GIS對環(huán)境監(jiān)測信息、環(huán)境管理業(yè)務(wù)信息、排污申報信息、貯存收集的其它部門相關(guān)信息等進行數(shù)據(jù)分析。重點污染源是環(huán)境管理的主要內(nèi)容，用GIS可以把重點源的地理位置、污染種類、污染負荷、對該地區(qū)的影響以及對區(qū)域環(huán)境的貢獻等清晰地反映出來，同時還可以對重點污染源的各種污染要素進行分析和綜合統(tǒng)一的管理，還可分不同層面對污染源進行顯示處理。Ventura等就利用GIS對城市面源污染進行了分析和評價，并結(jié)合土地類型的分配，為采取控制措施提供決策依據(jù)。3.2環(huán)境監(jiān)測

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染及生態(tài)破壞等環(huán)境問題也日趨嚴重。建立環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)已成為保證人類社會、經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。以往的環(huán)境監(jiān)察主要以手工收集和處理為主、即使使用了計算機技術(shù)，也都是基于數(shù)據(jù)庫建立的信息系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)缺乏不能很好地表達、存儲空間信息，不能實現(xiàn)空間管理和空間分析。

隨著環(huán)境管理對環(huán)境監(jiān)察工作要求的提高，以及計算機硬件成本的下降和應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對應(yīng)用計算機來提高工作效率、降低勞動強度、促進決策的科學(xué)性的要求日趨強烈。現(xiàn)在，在數(shù)據(jù)的使用效果和決策的科學(xué)性上，還沒有得到基本解決。這是因為環(huán)境監(jiān)察工作涉及到許多方面的信息：監(jiān)察的方法和準繩、環(huán)境標(biāo)準、監(jiān)測、污染源監(jiān)測、污染處理設(shè)施運轉(zhuǎn)、污染事故、排污事故等。

環(huán)境監(jiān)察的信息涉及到自然、生態(tài)、經(jīng)濟、技術(shù)、法律和社會等錯綜復(fù)雜的領(lǐng)域。這些信息內(nèi)容極其豐富，來源十分廣泛，且各種信息之間具有十分強烈的相關(guān)性和綜合性。描述這些信息的數(shù)據(jù)更含有大量的地理屬性，既不是單一的空間數(shù)據(jù)，也不是純粹的屬性數(shù)據(jù)，而是二者兼有。因此，要對其進行透徹的分析，必須把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，將地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)引入到環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)中是非常必要的?；贕IS技術(shù)的環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)的建立，不僅可以提高對污染源的管理水平，而且在經(jīng)濟上減少了由于沒有很好管理污染源帶來的污染事故造成的經(jīng)濟損失，在社會發(fā)展層次上保障了人民生活安全和提高了人

民生活質(zhì)量。3.3 環(huán)境影響評價

環(huán)境影響評價(Environmental Impact Assessment，EIA)是在決策和開發(fā)建設(shè)活動中實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種有效手段和方法。EIA是建立在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、污染物擴散規(guī)律、環(huán)境質(zhì)量對人體健康影響、自然界自凈能力等學(xué)科研究分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門科學(xué)技術(shù) GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。EIA中的許多環(huán)境同題和環(huán)境過程通過現(xiàn)有的成熟的模型可以準確的描述出來且算法精煉，如二維和三維水質(zhì)模型、大氣擴散模型、污染物在地下水中運移模型、噪聲擴散模型等等，且大都具有明顯的空間特性，但這些環(huán)境模型空間數(shù)據(jù)的操作尤其是在結(jié)果顯示方面仍顯困難。而空間分析和空間數(shù)據(jù)管理正是GIS的優(yōu)勢。GIS可以為環(huán)境模型提供一整套基于GIS邏輯原理的空間操作規(guī)范，用以反映具有空間分布特性的環(huán)境模型研究對象的移動、擴散、動態(tài)變化及相互作用。

GIS技術(shù)在直接解決復(fù)雜的環(huán)境問題，模擬復(fù)雜環(huán)境過程時又遇到一些難以解決的問題，如隨時間或空間變化過程的靜態(tài)模擬，用簡單的布爾代數(shù)邏輯運算去表達復(fù)雜的相互關(guān)系、三維實體的二維表示和透視處理等 而EIA通過20多年的發(fā)展，其中的環(huán)境模型已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以簡潔明確地處理這些問題，從而使GIS免受復(fù)雜算法的困擾，使其充分發(fā)揮空間數(shù)據(jù)管理分析、顯示的能力。

GIS在項目環(huán)境影響評價中的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面：①建立環(huán)境標(biāo)準和環(huán)境法規(guī)數(shù)據(jù)庫，并使各種環(huán)境標(biāo)準、環(huán)境法規(guī)與建設(shè)項目的性質(zhì)、規(guī)模及所在的環(huán)境條件相匹配．從而在進行具體項目EIA時可以根據(jù)該項目及其所處環(huán)境的實際情況，調(diào)用該項目EIA所必須遵守的環(huán)境標(biāo)準和環(huán)境法規(guī)；②建立區(qū)域自然與社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)庫，其中自然環(huán)境信息包括地形、地質(zhì)、水文、土地利用、土壤、動植物區(qū)系等；社會經(jīng)濟信息包括行政區(qū)范圍、人口數(shù)量、衛(wèi)生、教育、經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、行業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、居住條件等；③建立區(qū)域環(huán)境質(zhì)量信息與污染源數(shù)據(jù)庫，環(huán)境質(zhì)量信息包括大氣質(zhì)量、水資源、土壤、生物資源、噪聲、放射性及其它有關(guān)信息；污染源信息包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、交通等污染源(數(shù)量、屬性和空間信息)及污染發(fā)生所涉及的地區(qū)范圍。GIS能夠方便地管理

各種環(huán)境信息，并能夠有效地組織這類信息進行環(huán)境統(tǒng)計，為EIA提供基礎(chǔ)資料。④建立工程項目信息數(shù)據(jù)庫；項目工程信息包括建設(shè)項目的性質(zhì)和規(guī)模、工藝流程、污染種類、排放源、排放方式與排放量、環(huán)保治理技術(shù)等；⑤環(huán)境監(jiān)測，利用GIS技術(shù)對環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，環(huán)境監(jiān)測收集的信息又能通過GIS適時儲存和顯示，并對所選評價區(qū)域進行詳細的場地監(jiān)測和分析；⑥環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與影響評價，GIS能夠集成與場地和建設(shè)項目有關(guān)的各種數(shù)據(jù)及用于環(huán)境評價的各種模型，具有很強的綜合分析、模擬和預(yù)測能力，適合作為環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析和輔助決策工具。GIS還能根據(jù)用戶的要求，方便地輸出各種分析和評價結(jié)果、報表和圖形；⑦環(huán)境風(fēng)險評價，GIS能夠提供快速反應(yīng)決策能力，它可用于地震和洪水的地圖表示、颶風(fēng)和惡劣氣候建模、石油事故規(guī)劃、有毒氣體擴散建模等，對減災(zāi)、防災(zāi)工作具有重要意義。⑧ 環(huán)境影響后評價，GIS具有很強的數(shù)據(jù)管理、更新和跟蹤能力，能協(xié)助檢查和監(jiān)督環(huán)境影響評價單位和工程建設(shè)單位履行各自職責(zé)，并對環(huán)境影響報告書進行事后驗證。

另外，GIS在區(qū)域環(huán)境影響評價中也有應(yīng)用。GIS能夠有效地管理一個大的地理區(qū)域復(fù)雜的污染源信息、環(huán)境質(zhì)量信息及其它有關(guān)方面的信息，并能統(tǒng)計、分析區(qū)域環(huán)境影響諸因素(如水質(zhì)、大氣、河流等)的變化情況及主要污染源和主要污染物的地理屬性和特征等。GIS具有疊置地理對象的功能，對同一區(qū)域不同時段的多個不同的環(huán)境影響因素及其特征(如環(huán)境質(zhì)量、人口、經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、自然景觀、地貌、山川、河流等)進行特征疊加，分析區(qū)域環(huán)境質(zhì)量演變與其它諸因素之間的相關(guān)關(guān)系。從而對區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行預(yù)測。此外，可利用GIS將區(qū)域的污染源數(shù)據(jù)庫和環(huán)境特征數(shù)據(jù)庫(如地形、氣象等)與各種環(huán)境預(yù)測模型相關(guān)聯(lián)，采用模型預(yù)測法對區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行預(yù)測。利用GIS不僅可顯示原有數(shù)據(jù)的地圖，還可以建立分析結(jié)果的地圖，例如在一張地圖上。顯示重點污染源的位置及其對環(huán)境的影響。3.4 環(huán)境規(guī)劃

環(huán)境科學(xué)具有許多學(xué)科性，環(huán)境的規(guī)劃管理，如流域的水污染控制，固體廢棄物的處置場址選擇、自然保護區(qū)的規(guī)劃等都需要處理大量的空間信息。為了正確、科學(xué)地進行環(huán)境規(guī)劃工作，必須有足夠的、現(xiàn)時的環(huán)境狀態(tài)與特征的信息資料，這些數(shù)據(jù)的處理和分析工作量是很大的，用傳統(tǒng)的人工作業(yè)工作量大且精確程度不高，在此基礎(chǔ)上，將GIS引入環(huán)境規(guī)劃成為必然。GIS在環(huán)境規(guī)劃方面具

有很大的優(yōu)越性，因為它可以把各種不同來源的數(shù)據(jù)按類型進行分類，并放在不同的圖層(Coverage)上，各層之間可以進行運算、變換、疊加、旋轉(zhuǎn)等。另外，在環(huán)境規(guī)劃中可以利用GIS數(shù)據(jù)表達直觀形象的特點，輸出的結(jié)果圖形化，更便于為人們所接受。

城市環(huán)境規(guī)劃是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到對多源信息的采集、處理、分析及對不同方案的比較、模擬、預(yù)測，要求不同方式的輸出與顯示方式．這些工作都可以在GIS的支持下進行。

1)規(guī)劃信息管理。城市環(huán)境規(guī)劃信息涉及到產(chǎn)業(yè)布局、主要污染源分布、城市自然地理條件等領(lǐng)域，涵蓋大氣、水、植被、固體廢棄物、噪聲等要素，信息源多樣，數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，進行統(tǒng)一的信息管理是規(guī)劃工作的基礎(chǔ)．GIS在信息管理方面具有突出的優(yōu)越性，可以將空間信息和屬性信息進行綜合管理，對不同要素、不同領(lǐng)域的信息分層管理，并在各信息層之間建立有機的聯(lián)系．因此，將有關(guān)的信息通過圖形掃描輸入、數(shù)據(jù)庫移植、實地調(diào)查、統(tǒng)計匯總等方式采集輸入GIS數(shù)據(jù)庫，按照信息之間的內(nèi)在聯(lián)系建立互聯(lián)機制，利用GIS數(shù)據(jù)庫對規(guī)劃信息進行綜合管理，以提供規(guī)劃使用．通過對已有資料的分析，可以為規(guī)劃工作提供指導(dǎo)和借鑒。

2)規(guī)劃方案確定。規(guī)劃方案的確定涉及到不同方案的模擬、評價與比較．GIS可以根據(jù)已有信息、區(qū)域自然地理條件、方案設(shè)計等對模擬方案的運行情況，尤其是對重要污染源及其導(dǎo)致的污染擴散情況進行緩沖區(qū)分析，并對各污染要素進行疊合分析，形成動態(tài)的環(huán)境演變預(yù)測圖．通過對不同方案的預(yù)測，根據(jù)城市總體規(guī)劃的要求，就可以對各個環(huán)境規(guī)范方案進行比較，尤其是對設(shè)計的環(huán)境治理與保護方案的效果進行評價，按照一定的決策標(biāo)準，選擇最佳環(huán)境規(guī)劃方案．無論是對于環(huán)境總體規(guī)劃還是對于單項規(guī)劃，GIS的模擬、比較、分析功能都可得到充分利用．GIS與各種環(huán)境規(guī)劃專業(yè)模型的有效結(jié)合可以完成相關(guān)的規(guī)劃工作，這種結(jié)合一般有兩種方法：一是在GIS與專業(yè)模型間建立數(shù)據(jù)通道，GIS提供數(shù)據(jù)源，通過數(shù)據(jù)傳輸、格式轉(zhuǎn)換后，在空間模型中進行分析處理，并將結(jié)果返回GIS通過其制圖模塊輸出規(guī)劃結(jié)果；另一種是在GIS的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，建立環(huán)境規(guī)劃模塊。

3)制作規(guī)劃圖件。城市環(huán)境規(guī)劃的結(jié)果最直觀的輸出方式就是各種規(guī)劃圖件．GIS具有強大的制圖能力，可按照規(guī)劃方案，輸出需要的圖件．由于GIS的制圖功能在圖形符號、顏色分配等方面與環(huán)境規(guī)劃圖的要求不適應(yīng)，因此必須按 7

照環(huán)境規(guī)劃圖的有關(guān)規(guī)程對GIS的制圖模塊進行完善，或?qū)⑾鄳?yīng)的制圖軟件與GIS數(shù)據(jù)庫相聯(lián)接，從GIS中獲取有關(guān)的信息進行制圖，輸出要求的各種規(guī)劃圖件。

3.5 突發(fā)性污染事故應(yīng)急

突發(fā)性環(huán)境污染事故是一種威脅人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境的危害性較大的污染事故。其特點是沒有固定的排放方式和排放途徑，突然發(fā)生、來勢兇猛。在短時間內(nèi)排放大量有毒有害的污染物，其結(jié)果是對環(huán)境造成重大污染，經(jīng)濟上造成巨大損失，對居民的身體健康及生命安全造成巨大威脅，其危害制約著生態(tài)平衡及經(jīng)濟、社會的發(fā)展。因此，建立突發(fā)性污染事故應(yīng)急GIS是十分必要的。

1)建立突發(fā)性污染事故隱患監(jiān)護體系。對污染事故隱患進行監(jiān)護，能夠掌握事故隱患的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，積極采取有效措施，防止事故發(fā)生。可利用GIS對聲 音、活動圖像等信息媒體進行快速處理 的功能，將被監(jiān)測的場所、設(shè)備、物料、儲量以及現(xiàn)場的溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力等狀況運用計算機軟件系統(tǒng)進行綜合 處理，顯示出事故隱患的變化狀態(tài)，針對可能發(fā)生事故的狀況，按照事故預(yù)進行處理或提出處理措施和救助處理方案。

2)建立突發(fā)性污染事故緊急救助的快速反應(yīng)系統(tǒng)。將某城市或某區(qū)域的底圖輸入計 算機，并把有毒有害物質(zhì)的成份和它的其它信息綜合統(tǒng)一起來，建立“緊急處理系統(tǒng)”軟件，并與大氣地面自動監(jiān)測設(shè)備連接起來，在全市范圍內(nèi)或整個區(qū)域內(nèi)形成一套“環(huán)境惡性事故報警與緊急處理系統(tǒng)”，一旦污染事故突發(fā)能迅速報告救援指揮中心，及時采取有效的救助措施，使事故造成的損失減少到最低限度。

3)建立突發(fā)性污染事故緊急處置查詢系統(tǒng)。在對事故隱患及對引發(fā)事故敏感的有毒有害物質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對企業(yè)生產(chǎn)工藝中的每一個環(huán)節(jié)進行研究分析，查找出事故易發(fā)部位，確定污染因子及其排放方式，對人以及牲畜的毒性、危害程度，污染物排放量、濃度、持續(xù)時間等諸多因素，利用GIS和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，建立“污染事故處置查詢系統(tǒng)”，當(dāng)污染事故發(fā)生時，檢出污染物種類后，可利用此軟件，迅速查明防護、救援與處置措施。

4)開發(fā)突發(fā)性應(yīng)急監(jiān)測專家咨詢系統(tǒng)。突發(fā)性應(yīng)急監(jiān)測專家咨詢系統(tǒng)，就是開發(fā)具有人工智能的計算機軟件，是一個解決高難度問題的實用工具，是一種綜合現(xiàn)場實際模擬專家思維思考問題而做出決策過程的計算機應(yīng)用程序，這個程序

可以依據(jù)建立數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)和外部輸入的條件，模擬人的大腦進行思維和邏輯推理，進行一系列的程序運算，優(yōu)化出所需最佳方案，供用戶選擇。目前，國際上已非常重視開發(fā)專家系統(tǒng)，國內(nèi)則起步較晚，有條件的單位，可針對本單位實際，開展事故預(yù)防、救助專家系統(tǒng)的研究，以提高補救事故的能力。3.6 城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃

城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃是為了揭示區(qū)域生態(tài)環(huán)境特點的空間變化規(guī)律，進行不同等級的區(qū)域劃分，因地制宜對制定環(huán)境規(guī)劃、管理與決策提供依據(jù)。傳統(tǒng)的方法一般為定性分析，利用G1S軟件支持，可以更精確、更直觀地對空間數(shù)據(jù)進行劃分 把GIS應(yīng)用于城市生態(tài)功能區(qū)劃中節(jié)約了大量的人力、物力．可以提高工作效率，增加生態(tài)適宜度分析的科學(xué)性和客觀性，應(yīng)用GIS，區(qū)域的劃分日趨細致．在GIS的圖形中，柵格數(shù)據(jù)分辨率可以大大提高，增加信息容量，正確反映客觀事實。把GIS應(yīng)用于城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃應(yīng)該以建立相應(yīng)的城市生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)為發(fā)展目標(biāo)，直接為地方環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)、信息、決策和預(yù)測服務(wù)，同時，又為上級環(huán)境管理部門和環(huán)境管理信息系統(tǒng)提供信息支持。GIS在各個環(huán)境要素中的應(yīng)用：

1）GIS在大氣環(huán)境系統(tǒng)中的應(yīng)用。在大氣環(huán)境中，利用GIS不僅可以采集、管理巨量的環(huán)境數(shù)據(jù)，并能將這些數(shù)據(jù)按模式的需要以不同比例尺、不同精度、不同投影方式、不同格式反饋給模型。在大氣環(huán)境模型中，大地地形及其地形高度對許多大氣過程有著重要影響，在模式中要求盡可能精確地描述它。GIS很容易地根據(jù)分辨率的要求，對高程數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格離散化。GIS能對模型運算輸出數(shù)據(jù)進行綜合處理，進行各類統(tǒng)計分析，如在過去較為繁瑣的各污染物超過或滿足某一級空氣質(zhì)量標(biāo)準的面積的估算，利用GIS可以很容易統(tǒng)計出濃度處于某一區(qū)間范圍的面積。利用GIS可綜合多源信息的特點，可使對結(jié)果的分析進一步深入，進行有關(guān)的空間和屬性查詢。另外，GIS支持圖形、圖像、數(shù)據(jù)、報表等多種顯示輸出，這將在很大程度上豐富了大氣應(yīng)用模型。

2）GIS在水環(huán)境系統(tǒng)中的應(yīng)用。GIS在水環(huán)境應(yīng)用中仍可采集、管理大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并通過和水環(huán)境模型的結(jié)合處理這些數(shù)據(jù)，進行水環(huán)境影響預(yù)測。在美國，GIS已經(jīng)與美國水質(zhì)工程中心的HEC1和HEC2模型以及其它水質(zhì)模型，與河床模型、地下水遷移模型等實現(xiàn)了結(jié)合。美國猶地大學(xué)的一個科研小組利用GIS技術(shù)對墨西哥與美國的接壤地區(qū)進行了環(huán)境影響評價，他們建立了環(huán)境數(shù)據(jù)庫、地表水污染路徑模型、地下水污染路徑模型，并利用GIS的空間分析能力(如緩沖區(qū)分析)，對該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所造成的環(huán)境影響進行了分析評價。

3）CIS在土壤環(huán)境系統(tǒng)中的應(yīng)用。CIS可以用于各種與土壤環(huán)境管理相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲、顯示、查詢、統(tǒng)計、輸出等。如區(qū)域重點污染源、主要污染物空間分布的可視化查詢、統(tǒng)計等，以及土壤類型分布圖、土地利用現(xiàn)狀圖、土壤監(jiān)測點布置圖的繪制。利用CIS對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行前期處理，然后利用GIS軟件的高級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)語言建立環(huán)境現(xiàn)狀評價及預(yù)測模型，使環(huán)境模型運行于GIS內(nèi)部，實現(xiàn)GIS和環(huán)境預(yù)測模型的整體集成。如在模擬化肥和農(nóng)藥在土壤中遷移方面，現(xiàn)有的數(shù)學(xué)模型主要有農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)中化學(xué)污染物徑流負荷與流失模型與農(nóng)用系統(tǒng)地下水負荷效益模擬模型，通過GIS與這些模型結(jié)合可以確定面源污染的影響因素、形成機理和分布規(guī)律。

4）GIS在噪聲環(huán)境系統(tǒng)中的應(yīng)用建立噪聲環(huán)境標(biāo)準和環(huán)境法規(guī)數(shù)據(jù)庫、噪聲環(huán)境質(zhì)量信息與污染源數(shù)據(jù)庫、工程項目(區(qū)域)信息數(shù)據(jù)庫，把各種基礎(chǔ)信息輸入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，GIS就能夠方便地管理各種環(huán)境信息，并能夠有效地組織這類信息進行環(huán)境統(tǒng)計，為環(huán)境影響評價提供基礎(chǔ)資料。利用GIS技術(shù)對噪聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，環(huán)境監(jiān)測收集到的信息又能通過GIS適時儲存和顯示，并對所選區(qū)域進行詳細的場地監(jiān)測和分析。利用GIS結(jié)合噪聲環(huán)境預(yù)測模型，可以進行噪聲環(huán)境影響預(yù)測，并可以繪出等聲級圖，給出噪聲超標(biāo)的范圍和程度、噪聲污染面積。

4總結(jié)

GIS所提供的嶄新的操作空間數(shù)據(jù)的環(huán)境，可以很好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)與底圖相連接的地圖編輯、建立拓撲關(guān)系、數(shù)據(jù)管理、空間分析和輸出顯示，并具有方便的數(shù)據(jù)傳輸、共享以及強大的模塊擴展功能。隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，相信它在環(huán)境領(lǐng)域的運用會進一步得到擴展和完善，而環(huán)境管理也會因它而更加方便、有效。預(yù)期GIS將會成為環(huán)境領(lǐng)域最重要、最有效的手段之一。這是科技發(fā)展的必然，但同時也需要廣大環(huán)保工作者和科研人員不斷探索和拓展它在環(huán)境領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。

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南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 中國科學(xué)院海洋研究所

第五篇：核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用(精)

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關(guān)鍵詞 核技術(shù) 核應(yīng)用 環(huán)境保護

[論文發(fā)表行業(yè)模范網(wǎng)站，最為卓群的論文服務(wù)商，論文秘籍網(wǎng)。]中圖分類號：TL99 文獻標(biāo)識碼：A

Application of Nuclear Technology in Environmental Protection

WU Jian, LI Yumin, LI Xiangquan

(Zhejiang Radiation Environment Monitoring Stations, Hangzhou, Zhejiang 310012

AbstractFacing the environmental pollution in the world today, nuclear technology in the field of environmental protection has a very broad application prospects, this paper discusses the role of nuclear technology played in environmental protection..Key wordsnuclear technology;nuclear applications;environmental protection

當(dāng)前我國環(huán)境保護的現(xiàn)狀

眾所周知，社會發(fā)展取決于生產(chǎn)發(fā)展，人類的活動又主導(dǎo)著各類社會活動，因此，伴隨著人類的活動，尤其是工業(yè)化革命以來，各種類型的環(huán)境污染與日俱增?！?007世界人口狀況報告》中指出，2008年，世界人口總數(shù)約為66億，這樣一個巨大的數(shù)字，對于我們?nèi)祟愘囈陨娴牡厍騺碚f，意味著每天會產(chǎn)生大量的污水向河流海洋中傾倒，各種有害的氣體向空氣中排放，各種固體廢棄物大量被拋棄等……這一切引起了全世界人民對自身未來的焦慮，因此尋找有效的治理三廢方法成為當(dāng)務(wù)之急。

隨著人類自身科技水平的發(fā)展，當(dāng)前我們已經(jīng)開發(fā)出了多種類型的環(huán)保技術(shù)，譬如膜分離技術(shù)、超過濾技術(shù)、核技術(shù)、活性碳技術(shù)等。在人類歷史上，核能的開發(fā)與應(yīng)用曾經(jīng)為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類生活帶來重大的影響，包括俄羅斯的切爾諾貝利核電站泄漏事件以及近期發(fā)生的日本地震導(dǎo)致核電站泄露及爆炸，都對居民本身以及當(dāng)?shù)啬酥寥澜绲纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響。因此，現(xiàn)代人往往談“核”色變，尤其是災(zāi)難發(fā)生后，遍布全世界的核反應(yīng)往往使人們感到恐懼。不過在人們發(fā)現(xiàn)核技術(shù)的發(fā)展有可能使人類健康和地球環(huán)境帶來巨大威脅的同時，也必須注意到一個曾經(jīng)一直被忽略的事實：先進的核技術(shù)也

可以在改善環(huán)境的過程中發(fā)揮出積極的作用。歷史上已經(jīng)得到過證實，正確的應(yīng)用核技

術(shù)不僅不會對人類的健康和自然環(huán)境產(chǎn)生危害作用，還能夠在其他方面做出巨大的貢獻。因此，將核技術(shù)良好的運用于環(huán)境保護，給子孫后代造福，對當(dāng)代的環(huán)境工作者來說，具有很大的現(xiàn)實意義。

核技術(shù)目前已經(jīng)在大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、泥沙侵蝕環(huán)境、宇宙環(huán)境以及災(zāi)變環(huán)境等方面取得了令人振奮的成果。這些顯著的成果具有十分重要的意義。它們?yōu)橹卫砦覈沫h(huán)境污染問題提供了嶄新的一種思路。該項技術(shù)一旦投入實際應(yīng)用中來，必定會給全社會帶來巨大的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。盡管人們或許還心存疑慮，但是從當(dāng)前全世界各國在研究核技術(shù)應(yīng)用工作方面的進展情況來看，用核技術(shù)來解決環(huán)境問題已成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，核技術(shù)在環(huán)境污染治理中所起到的作用將會越來越大，甚至是在某些環(huán)境問題的處理之中，核技術(shù)甚至是惟一的解決方案。因此，核技術(shù)在環(huán)境保護領(lǐng)域有著很大的潛力和應(yīng)用前景。核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用

2.1 核技術(shù)應(yīng)用于廢氣治理

廢氣之中最有危害性的主要是硫化物和氮化物。運用核技術(shù)通過對廢氣中的NOX和SO2進行輻射處理，在有效去除具有危害性的物質(zhì)的同時還能夠生成有用的肥料。該過程的原理為：在使用輻射處理廢氣的過程中與空氣接觸并發(fā)生反應(yīng)，致使空氣中的水分和氧氣逐漸被分離生成一些具有很強氧化能力的活性粒子，這些粒子通過與NOX、SO2接觸并發(fā)生反應(yīng)，生成稀硝酸和稀硫酸。在這個反應(yīng)的過程之中如果再定量加入少量的氨使之發(fā)生反應(yīng)，就可以在提高廢氣去除率的同時生成含硝酸銨和硫酸銨的肥料。對于煙道氣凈化，由于入射的電子束的能量大部分能夠與煙道氣體中的某些基質(zhì)氣體發(fā)生作用使其母體分子產(chǎn)生電離和破碎，形成活性物質(zhì)，再與水結(jié)合分別生成硝酸和硫酸。假使在輻照前預(yù)先在煙道氣中加入一定量的氨，就可以使硝酸和硫酸轉(zhuǎn)化為粉末狀的氨鹽，在通過靜電沉降等方法將這些固體粉末狀的氨鹽收集起來，使用多級輻射可以獲得更高的去除效率。而目前技術(shù)含量較高的電子束干法除塵凈化煙道氣技術(shù)可以在去除硫化物和氮化物的同時清除其他污染物，而其最終產(chǎn)物也能用作化肥，因為在反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生需要處理的沉渣和泥漿，因而不會產(chǎn)生污染物的處置問題。此外，電子束輻照方法也能夠有效的凈化其他種類的工業(yè)廢氣，如：汽車尾氣，易揮發(fā)的有機

物，焚燒爐的廢氣以及其他有氣味、有毒的氣體等。另外，當(dāng)前開來比較有前景的還有等離子體技術(shù)在大氣污染控制中的應(yīng)用，如用于氮氧化合物的脫除、汽車尾氣凈化、揮發(fā)性有機化合物的轉(zhuǎn)化、煙氣脫硫脫硝工業(yè)試驗裝置的設(shè)計等方面。

2.2 核技術(shù)應(yīng)用于固體廢棄物處理

現(xiàn)在我國每年排放的工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量已達到12億噸，目前已積存垃圾近一百億噸，占地近八億平方米，其中工業(yè)危險廢物大約占到總量的3%~5%。由于經(jīng)濟上的種種原因的限制，當(dāng)前我國對危險廢棄物的處理方法大多是暫時堆放或者直接填埋。這種廢棄物處理的方法不僅需要大量的土地，還會直接導(dǎo)致地下水、土壤和大氣污染嚴重。一個擁有百萬人口左右的城市，差不多每天要產(chǎn)生1000噸各種類型的固體廢棄物。它們在造成環(huán)境污染的同時也浪費了大量的地球資源。到目前為止，世界上的大多數(shù)國家處理垃圾的方法主要有：填埋、焚燒、垃圾分類以及資源回收。根據(jù)經(jīng)濟性、易操作性、無害性三個方面來進行綜合評定，學(xué)術(shù)界普遍認為焚燒是較好的一種方法。因此全世界各國處理固體廢棄物的處理大部分都采用此種方法。用于焚燒處理用的普通爐子的平均溫度一般在800℃，基本上是依靠垃圾自身燃燒產(chǎn)生的熱值進行焚燒，這種垃圾焚燒的方法存在著以下一些主要缺點：（1）低溫焚燒能夠?qū)е略S多對環(huán)境有害的化合物不能夠分解完全，直接揮發(fā)到空氣之中，從而對環(huán)境造成二次污染，即使使用先進的技術(shù)手段對焚燒爐產(chǎn)生的廢氣再次處理，也肯定會提高固體垃圾的處理成本，而且會對技術(shù)有較高的要求；（2）垃圾焚燒設(shè)備的投資大，運行的費用高；（3）低溫焚燒是利用垃圾自身燃燒產(chǎn)生的熱值進行焚燒，因此對垃圾自身所含有的熱值有較高的要求，即垃圾的熱值每千克不能夠低于5000焦耳。這樣就對垃圾本身提出了新的要求。

2.3 核技術(shù)應(yīng)用于廢水處理

當(dāng)我們使用電子束輻射法來處理各種污水、清潔水源的時候，輻射可以使水中產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，例如OH-自由基。OH-自由基是一種可以使水中的任何有機污染物分解的物質(zhì)。除此之外，使用輻射處理污水還可以通過降低污水中的化學(xué)需氧量和生化需氧量，而達到有效地殺死水中的病菌等有害微生物的目的，順便去除掉污水中含有的臭味。當(dāng)水中存在著大量的合成洗滌劑時，誰知就會富營養(yǎng)化，導(dǎo)致魚類很難在水里活下去，使用輻射法可以使污水中的合成洗滌劑大量的分解掉，使其失去發(fā)泡能力。除此之外，使用輻射法對污水中含有的農(nóng)藥、苯酚、染料和其他種類的有機溶

劑進行處理，使其發(fā)生分解和脫色。目前在美國、意大利、俄羅斯等國家已經(jīng)普及使用輻射法來處理各種廢水，還有許多的國家也陸續(xù)在試驗當(dāng)中。

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