時間:2022-05-14 10:42:41
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【摘要】隨著現代生物技術應用面的不斷擴大,研究其在生態環境及污染治理中的應用凸顯出重要意義。本文首席介紹了現代生物技術的優勢特點,分析了常用的幾種現代生物技術。在探討現代生物技術在生態環境及污染治理中應用的基礎上,研究了生物技術的發展趨勢。
【關鍵詞】現代生物技術;生態環境;污染治理;應用
一、前言
作為一種實際應用效果良好的技術方法,現代生物技術在近期得到了廣泛的應用。研究其在生態環境及污染治理中的應用,能夠更好地提升現代生物技術的應用水平,從而有效優化生態環境及污染治理的整體效果。
二、現代生物技術的優勢特點
生物技術在生態環境及污染治理中的運用不僅良好實現了對環境污染的治理,還有利于改善污染地的生態環境。這種新型的治理污染的方式,不僅污染小,其治理效果也比較明顯,還有利于恢復當地原有的生態環境。我國的科研工作者要不斷地對這一新技術進行研究與實踐,為我國進一步的生態環境治理提供更加科學合理的生物技術支持。
垃圾廢棄物是一種較為常見的污染物,我們利用生物技術對其進行處理,能夠讓其分子結構改變,生物能對發生降解的各種產物和副產物進行重新利用,從而使環境污染程度得到降低,同時也將這些廢棄物進行轉化,變為可利用資源。
在利用酶促反應處理污染物的過程中,用到的酶是一種活性蛋白質,在常溫常壓和中性條件下進行的,這就使得大多數的生物技術可以快速的在現場進行。它具有一定的優點:第一,操作比較簡單;第二,成本比較低;第三,發生反應的條件比較簡單;第四,反應過程較為穩定;第五,效果比較好。這些方面的優點使生物技術得以在生態環境及污染治理中進行普遍應用。
三、常用的幾種現代生物技術
1.核酸探針檢測技術
核酸探針檢測技術。利用能與特定核苷酸序列發生特異性互補的已知核苷酸片段作探針,分析DNA序列及片段長度多態性。被標記的探針直接用來探測溶液、細胞組織內或固定在膜上的同源核酸序列。它具有高度特異性和靈敏性,目前廣泛應用于對環境中微生物的檢測,定性、定量分析等研究中。
2.酶免疫測定技術
該技術是依據抗原和抗體之間的特異性吸附于固相載體表面,引入一種酶作為示蹤物,通過共價鍵與酶連接形成酶結合物,加入底物后,根據顏色變化判定是否有免疫反應的存在,具有選擇性好、靈敏度高、準確、實用性強等優點,廣泛應用于監測農藥、污染物殘留、生物污染物等領域。
3.免疫金標技術
免疫金標技術是將特異性的抗原(或抗體)固定于硝酸纖維素膜,通過毛細作用向前移動,通過目測的膠體金標記物觀察顯色結果。該技術具有特異性強、操作簡便、成本低廉、結果判斷明確、時間短等優點,廣泛應用于環境污染物的在線檢測。
4.PCR技術
PCR即聚合酶鏈式反應,是指在DNA聚合酶催化下,以特定引物為延伸起點,通過變性、退火、延伸等步驟,體外復制DNA的過程,是一項DNA體外合成放大技術,能快速特異地在體外擴增任何目的DNA。PCR技術具有靈敏度高、特異性強等優點,用于檢測大量平行的樣品,環境中的生物污染。
四、生物技術在環境污染治理中的應用
生物治理環境污染是我國新世紀面臨的新的重大課題。以環境污染的生物治理為主,開展環境微生物學的基礎、應用基礎和應用研究,為重金屬廢水、石油廢水、印染廢水、油脂廢水、農藥廢水以及城市生活垃圾、生活污水等提供效果好、投資省、運行成本低的生物治理技術和設備,以此促進我國的環境工程建設。目前可提供的技術主要有:
1.城市有機垃圾處理技術
將城市垃圾通過分選后綜合治理。將可腐有機垃圾生產成優質有機粉肥或有機無機復混粒肥;將可燃有機垃圾采用氣化焚燒或生產成板材;無機垃圾用于填埋,處理過程中產生的廢氣、臭氣、粉塵集中處理,廢水循環使用,處理場地環境衛生達到國家標準,使垃圾達到無害化和更合理的資源化利用。
2.高新生物工程技術處理油脂化工廢水利用來自于自然界又經培養馴化的功能菌株,根據廢水和污水的不同性質、組成,配制不同菌株,通過發酵培養形成多功能復合型菌液(亦可制作成干性固體菌劑),用于油脂化工、化工有機廢水、食品、印染、生活污水等工業廢水處理。
3.生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質優良,是一種高效的新型生物反應器,極適用于生活污水和工業有機廢水的處理及資源化利用。
4.含油污泥高新生物處理技術對我國大中型油田、煉油廠、石化企業等行業中含油污泥、煉油浮渣等進行生物治理,通過生物處理達到回收石油資源和污泥達標排放。
5.油田、煉油廢水高新生物處理技術通過對大中型油田、煉油廠廢水石油污染物樣品采集、降解微生物菌株的分離、篩選,獲得石油降解優勢微生物,針對含油廢水的不同水質特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩定達標排放。
五、生物技術的發展趨勢
1.生物技術在農業中的發展趨勢
充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源,分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩,以期在以“基因”為核心的生物技術產業中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環境安全性評估,借鑒國外的成功經驗,防止轉基因植物危害的發生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡,研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此,在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律的蛋白質學的發展和成熟,必將與基因組研究互相補充,給農業生物技術帶來革命性改變。
2.生物技術在環境中的發展趨勢
在污染的處理過程中,傳統的物理或化學處理方法常伴隨二次污染,且運行費用高,處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化因此,生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢,是保障可持續發展的一項最有力的技術措施。生物技術的發展趨勢將朝著傳統技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發展,研究高效快速的工藝流程。
3.生物技術在工業中的發展趨勢
工業生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力,即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環境問題.隨著生物技術突破性進展,使得人類可以設計和構建新一代的工業生物技術,可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發展的重中之重。
六、結束語
通過對現代生物技術在生態環境及污染治理中應用的相關研究,我們可以發現,該項技術的多項優勢特點決定了其在生態環境及污染治理中的應用地位,有關人員應該從其客觀實際需求出發,研究制定最為優化可行的實施策略。
【摘 要】隨著城鎮化建設的快速推進,人口、資源、環境問題的日益嚴峻,單從生物指標監測來了解環境質量已不能達到要求,所以生態環境監測是環境監測發展的必然趨勢,其也必定會作為環境監測的重要方式。本文首先概述了生態環境監測,闡述了生態環境監測流程以及生態環境監測技術方案與技術路線,對生態環境監測的技術進行了研究分析。
【關鍵詞】生態環境監測;流程;方案;監測技術
實施生態環境監測是環境監測體系發展和完善的必然趨勢和要求,隨著經濟的發展,對生態環境監測工作提出了更高的要求,生態環境監測對環境管理部門服務,對經濟區建設營造良性循環起著重要的作用,是經濟可持續發展的前提條件。
1生態環境監測概述
隨著全球生態環境問題的出現,生態環境監測從一般意義上的環境污染因子監測開始向生態環境監測過渡和拓寬,生態環境監測采用的是生態學的多種措施與方法,從多個尺度上對各個生態系統結構和功能的格局的度量,主要通過監測生態系統條件、條件變化、對生態環境壓力的寫照及其趨勢而獲得,也可以說生態監測是運用可比的方法,在時間與空間上對特定區域范圍內生態系統或生態系統組合體的類型、結構和功能及其組合要素等進行系統地測定和觀察的過程,其監測的結果則用于評價和預測人類活動對生態系統的影響,從方法原理、目的、意義等多方面作了較為全面的闡述,而在監測對象上,生態環境監測既不同于城市環境質量監測,也不同于工業污染源監測,從生態環境監測發展的歷程來看,現今的生態環境監測主要側重于宏觀的、大區域的生態破壞問題,其反映人類活動對我們所處的生態環境的全貌、綜合影響的優點,生態環境監測可用作對農田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等進行監測,我們不難看出,生態環境監測是環境監測的拓寬,除開新理論、新技術和新措施外,環境監測的理論和實踐定能作為生態監測得以發展和完善的基礎保障,景觀生態學、農業生態學、森林生態學、淡水生態學、海洋生態學、荒漠生態學、脆弱帶生態學、地球化學、氣象學、物候學、環境經濟學等理論與實踐對生態環境監測也是大有益處。
2生態環境監測流程
一是現場調查與資料收集。生態環境污染隨時間、空間變化,受氣象、季節、地形地貌等因素的影響,應根據監測區域呈現的特點,進行周密的現場調查和資料收集工作,主要調查各種污染源及其排放情況和自然環境特征,包括地理位置、地形地貌、氣象氣候、土地利用情況以及國家經濟發展狀況。
二是確定監測項目。應當按照國家規定的生態環境質量標準,結合該地區污染源及其主要排放物的特點用以選擇,并且還要測定一些氣象與水文項目。
三是數據處理與結果上報。因監測誤差存在于生態環境監測的整個過程,所以唯有在可靠的采樣和分析測試的基礎上,運用數理統計的辦法來處理數據,方有可能得出符合客觀要求的數據,處理得出的數據應經仔細復核后才可上報。
3生態環境監測技術方案與技術路線
生態環境監測技術方法就是對生態系統中的指標進行具體測量和判斷,以獲得生態系統中某一指標的關鍵數據,通過統計數據,來反映該指標的狀況及變化趨勢,我們在選擇生態環境監測具體技術方法前,需根據已知條件,結合確定的技術路線,確定最理想的監測方案,技術路線和方案的確定大致包括以下幾點:生態問題的提出,生態監測臺站的選址,監測的對象、方法及設備,生態系統要素及監測指標的確定,監測場地、監測頻度及周期描述,對于一些特殊指標可按目前生態站常用的監測方法,生態監測具有著眼于宏觀的特點,是一項宏觀與微觀監測相結合的工作,對于結構與功能復雜的宏觀生態環境進行監測,必須采用先進的技術手段。
4生態環境監測的技術
隨著世界各國對環境保護越來越重視,生態環境檢測技術也越來越成熟,現在比較成熟的是3S技術,而所謂的3S技術,就是全球定位系統GPS技術(Global Positioning System);地理信息系統GIS技術(Geographic Information System)和遙感RS技術(Remote Sensing)。
4.1全球定位系統GRS技術(Global Positioning System): GPS全球定位系統可以動態地跟蹤被監測物體的狀況,這一技術在監測動物及海洋生物生活習性中有著很大的作用,檢測人員首先需要在被檢測者例如獅子的體內注入特殊的晶片,然后再將動物放生,在幾個月甚至長達幾年的時間內,檢測者都可以跟蹤到這只獅子的行蹤,從它的遷移情況,就可以掌握到獅子的習性,外界環境變化是否影響到獅子的生活等等問題,這些問題的探究在以前是非常困難甚至無法完成的,因為沒有一個人能夠和一頭獅子生活幾年的時間,和任何動物都不能,而有了這個百倍的GPS全球定位系統,我們就可以了解不同生物的內心世界,甚至能夠看見另外一個神奇的世界,GPS全球定位系統除了能夠跟蹤動物,還可以跟蹤無生命的物體,像是我們前面提到的汽車等,監測人員可以監某一地區的汽車數量,推測出這些汽車的尾氣排放量,過多的尾氣排放量對環境和人類身體將抗有著很大傷害,如果已經達到上限的話,就需要采取一些措施進行管制,例如單雙號行車制度或者提高汽車銷售稅等等;
4.2地理信息系統GIS技術(Geographic Information System):GIS地理信息系統就是一個大型的地理信息數據庫,它通過計算機、地理信息系統軟件、后方數據庫和管理員四部分組成,GIS地理信息系統中包含每一種地形、地理環境所存在的性質(這些性質由先關地理研究人員提供),管理員將搜集到的地理信息輸入計算機數據庫內,GIS地理信息系統能夠將這些信息與原有的地理信息相比對,進而分析總結出所需要研究的這一地區的地理信息特點;
4.3遙感RS技術(Remote Sensing) :遙感RS技術就是通過衛星或者其他遠距離的監測,監測被監測范圍內物體的電磁波信息變化,分析得出此物體現在處于的狀態和發展趨勢,并將這些信息加以整理、反饋,技術可以高空對物體進行掃描、拍攝,對信息的采集相當快速、準確,而且可以被遙感的對象有很多,森林覆蓋面積、植被生長的狀況、空際環境污染指數、氣溫閉環等等,例如,我們可以對大興安嶺森林采用遙感技術監測,我們可以通過檢測森林的覆蓋面積是否減少,來推測是否有人在破壞植被,進而想出我們應該采用何種手段進行處理,也可以對于大興安嶺上空氣溫狀況進行監測,時刻注意是否會出現火災等自然災害,如若發現異情,可以在第一時間內,進行撲救,遙感技術的應用大大減少來人力資源的投入,市一中高效的生態環境監測手段。
結束語:
由于水土流失、土地沙漠化、洪水泛濫等各種生態系統破壞問題日益嚴重,就促使人們開始重新審視環境監測問題,人們意識到,對環境監測,在常規情況下一般采用理化指標和生物指標監測,這種著眼局部的監測方法只單純的測定了環境中的有害因子,不能對整個環境綜合評價,而生態環境監測則可以對整個環境生態進行綜合評價,對其發展趨勢、存在的問題進行監測和評估。
生態環境監測是環境監測的必然發展趨勢,傳統的監測只能解決局部的監測問題,而想要得到綜合整體且準確完全的監測結果必須依賴3S技術。3S技術包括地理信息技術(GIS)、遙感技術(RS)和全球衛星定位技術(GPS)是生態環境監測發展的方向,它充分利用了計算機技術把遙感、航拍、衛星監測和地面定點監控有機結合起來,依靠專門的軟硬件使生態監測智能化[1]。
一、“3S”技術
遙感(RS)與地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)相結合(稱“3S”技術)形成了對地球進行空間觀測、空間分析及空間定位的完整技術體系,在監測大范圍生態環境、自然災害、污染動態和研究全球環境變化、氣候變化規律和減災、防災等方面發揮著越來越重要的作用。其中,全球定位系統可提供高精度的地理定位方法,用于野外采樣點、海洋等大面積水體污染區域、沙塵暴范圍等定位。地理信息系統是一種功能強大的對各種空間信息在計算機平臺上進行存儲、傳輸、處理及綜合分析的工具。三種技術的結合,為擴大環境監測范圍和功能,提高信息化水平,以及對突發性環境污染事故的快速監測、評估等提供了有力的技術支持[2]。
二、“3S”技術在生態環境監測中應用的重要意義
采用“3S”技術武裝環境監測信息管理業務,將對信息管理的科學性、空間性、動態性及業務性諸方面帶來深刻的影響。
①將有效提高環境監測信息管理現代化及業務化水平。環境監測信息的最明顯特征就是具有空間性。每個污染源、采樣點均具有特定的地理位置,環境監測的基本任務就是解決測什么,怎么測和在哪里測等問題。在這方面,GIS空間信息管理的綜合分析能力、遙感技術的空間動態監測能力及GPS的高精密度定位能力,均為環境監測信息管理工作奠定了技術基礎。
②將為環境監測信息管理動態化、宏觀化提供一種新的技術手段。GIS技術與遙感技術的結合為環境監測工作提供了一套全新的空對地觀測及信息分析手段,在目前情況下,對城市的生態環境及生態脆弱帶的環境監測有特別重要的意義。
③可以大大提高環境監測信息直接為政府、為公眾服務的能力。GIS技術與遙感技術提供快速、直觀、生動及動態的環境監測信息處理及表征手段,尤其是與多媒體技術的結合,可以將環境監測數據轉變成直接被政府領導決策使用的信息。
④為環境突發災害事件的監測與評估提供了技術支持與保障。遙感技術可以提供實時動態的監測手段,特別是對海洋石油污染、赤潮污染等重大災害事件的監測與評價,遙感技術已成為主要的監測工具。GPS的應用,也可以為確定災害發生發展提供快速的定位手段?!?S”一體化的監測系統,使我們在常規的監測分析系統之外,又增加了對某些重大的災害事件做出快速監測與評價的綜合能力[3]。
三、“3S”技術在生態環境監測中的應用
1.在城市生態環境監測中的應用
在城市生態環境監測中,3S技術主要應用在城市規劃、城市的污染監測等方面。在做總體規劃時,對城市現狀的調查和分析時利用遙感衛星獲取基礎資料(有控制點等相關信息),在GIS軟件中將其分類并進行面積的測算,就能對城市的土地利用現狀有一定的了解,還可以利用GIS軟件中所帶有的預測功能對未來幾十年的土地使用情況進行預測,對城市土地的未來發展有更好的把握。在城市大氣污染監測中,利用RS資料和GIS平臺,可編繪出城市大氣污染源的分布圖,同時采用航空多光譜攝影手段可監測大氣污染的主要污染物、顆粒大小以及空間區域的分布,分析城市地面輻射溫度和城市“熱島”現象形成的關系。在城市水污染的監測中,通過對遙感影像的分析,可以獲得水體的分布、泥沙、有機質等狀況和水深、水溫等要素的信息,也可以利用以水體光譜特性和水色為指標的遙感技術,應用衛星遙感技術來監測水域變化及引起的后果,分析人為活動在其中起的作用。城市環境的演變是一個動態的過程,城市環境動態監測的實現,有賴于信息的適時更新及對信息的空間分析與綜合處理。由于遙感信息具有多時段、多波段和多領域的特性,因而是進行城市環境動態監測的高效信息源[4]。
2.在農業生態環境監測中的應用
3S技術在農業生態環境監測中可用于土地的生產潛力評價、土地的適宜性評價、土地的持續利用性評價及土壤侵蝕、土地沙化和土地次生鹽漬化等監測。對土地環境的監測除實地進行定位觀測外,還可用不同時期的同一幅影像進行影像迭加、對比,從而準確地看出土地資源的變化情況、耕地地面溫度和土壤水分的旱澇狀況等,環境條件以及農作物的生長狀況也都可通過遠紅外和熱紅外接收的遙感影像探測到。另外,還可以建立基于3S技術的耕地退化定量評價模型和評價方法,定量分析土地利用與耕地退化的生態環境響應,從土地利用的角度提出解決耕地退化的調控措施、政策及建議等[5]。
3.在森林生態環境監測中的應用
近年來,3S技術已廣泛應用于森林資源、荒漠化、濕地、野生動植物、森林火災和森林病蟲害等資源與生態環境的監測。在地理信息系統(GIS)的幫助下,利用原有的各種地理要素和專業要素,加上由遙感(RS)和全球定位系統(GPS)獲得的最新數據建成了強大而完善的森林數據庫,利用數據庫以及各種預測監測模型和國家政策,選出最優的規劃、監測方案。GIS與RS相結合在宏觀上進行害蟲適宜生境的風險評估、病蟲害空間分布動態監測、病蟲害發生趨勢預測,與專家系統、人工智能相結合還可建立森林害蟲治理決策模型和支持系統。3S技術在森林火災防控中主要應用于火災的實時監控和災后的損失評估。
4.在草原及荒漠生態環境監測的應用
草原生態環境監測的內容是多層次、多專題的,因此建立一個大型數據庫才能滿足數據靈活調用的需求?;谶m合我國生態環境監測的兩個層次――宏觀航天遙感監測與地面定位監測,把草原生態環境數據庫分為宏觀遙感監測數據庫和地面定位監測數據庫。宏觀遙感監測數據庫包括草原生態系統及其組合體的分布、結構組成、面積和動態變化等,它強調地域等級至少應在區域生態范圍之內,所采用的最有效的方法是遙感技術和地理信息系統手段。地面監測數據庫包括地面定位監測的內容,涵蓋了動物、植物、土壤、水、大氣、人類干擾以及氣候等各領域的許多因子。對荒漠區的監測若用常規的定位觀測是不夠的,大量布點的方法顯然在人力財力上不允許,生態環境監測體系也只能是由典型地段的監測站(點)構成的網絡,這僅能為宏觀監測提供“窗口”,為遙感解譯提供地面基本數據并檢驗解譯結果的正確性。遙感技術的應用提供了宏觀監測的可能性,通過對航片、衛片的解譯,可以監測荒漠區沙漠、植被等的現狀與動態,特別是空間格局變化的監測,非宏觀監測莫屬。宏觀監測與微觀監測相互補充、相互驗證,將保證生態環境監測結果的全面性、準確性和可信性。
結論
總之,在信息技術迅速發展的今天,3S技術日益成熟,已成為了目前對地理觀測系統中空間信息獲取、管理、分析和應用中的核心支撐技術,并廣泛應用于資源與生態環境監測評價。
[摘 要]隨著科學技術的不斷進步,科技工作者對產品的研發力度不斷加大,這些科技產品為我們的工作生活提供了便利,其中,3S技術更是在環境監測中發揮了至關重要的作用。本文對其進行了探究,以期3S技術為今后的生態環境監測工作做出貢獻。
[關鍵詞]3S技術;環境監測;污染;生態環境
環境監測是環境進行監測并制定規劃的過程,但是傳統的環境監測工作工作范圍有限,畢竟它解決的只是局部范圍的環境監測問題。3S技術的出現,針對存在的局部監測的情況,對其做出了改進和解決,并在環境監測工作的運用中取得了較好的成效。因此,對3S技術在生態環境監測中的探討有著重要的實際意義。
1 3S技術概述
所謂3S技術,它是集遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)為一體的高科技技術的統稱??茖W技術不斷發展的今天,3S技術也獲得了長足發展,逐漸成為了當前獲取空間地理信息、空間信息分析、空間信息應用的重要的核心高科技技術,同時,在生態環境的監測和測評中也得到了廣泛應用。
1.1 遙感技術(RS)
遙感技術(RS)具有可視范圍廣、信息更新速度相對較快的特點,它主要是根據物體之間具有的不同的電磁波的特性,對其存在的電磁波特性加以利用,進而提取不同的物體的不同信息,進行整理等工作,從而對遠距離的物體做出識別。將遙感技術(RS)搜集的數據看作成為地理信息系統(GIS)所需要的數據源,實現數據的及時有效的更新,然后在遙感技術(RS)和地理信息系統(GIS)的基礎之上建立起數據模型,從而實現空間上與時間上的轉移,最后通過三維空間,定量地對未來進行預測。遙感技術(RS)現如今已經呈現出星球數量多、傳感器類型多、分辨率高的發展態勢,遙感衛星能獲取范圍從厘米到千米的遙感信息。不同衛星的重放周期盡管不同,但是都可以獲取生態環境資源數據變化的圖片資料,便于人們掌握對荒漠化、水污染、海洋生態污染的數據。
1.2 全球定位系統(GPS)
全球定位系統(GPS)由三部分組成:地面控制中心、衛星網和接收機,它是對獲取目標提供及時和快速的三維空間定位的具有全球化、全天候、精度高的一種系統,目前,其三維定位已經達到了6m的高精度定位。全球定位系統(GPS)是位置查找過程中比較新的手段,具有高速度、高精度且不受氣候以及通訊情況的干擾,因此,在農業方面、林業方面、水利方面、軍事方面以及城市管理等方面得到了廣泛的應用。
1.3 地理信息系統(GIS)
地理信息系統(GIS)是一個綜合性比較強的系統,它綜合了地理范疇、遙感范疇、城市科學范疇、信息科學范疇、環境科學范疇等學科,并借助計算機技術,客觀反映環境和資源發展狀況的多種空間數據,并對這些數據表現出的特征直觀展現出來。隨著計算機的不斷發展,以其為依托的地理信息系統(GIS)也不斷發展,所以地理信息系統(GIS)相關軟件的開發也越來越多,目前,地理信息系統(GIS)與遙感技術(RS)相結合,對全球的環境變化和監測提供了技術支持。2 生態環境監測相關內容
2.1 生態環境監測簡介
生態環境監測,形成于20世紀60年代,很多人習慣稱之為生態監測,是對自然生態環境信息進行搜集的手段,也是運用專業的工具及技術對其進行監測的過程,生態環境監測是生態環境建設工作中的技術保障。但是由于多種原因,對環境監測還沒有一個比較權威的界定,因此,環境監測定義沒有得到權威工具書的收錄和認定:美國環保局認為環境監測是對自然生態系統的發展變化的監測,研究內容多指人類活動對自然生態結構以及生態功能產生的影響;國內有部分學者認為,生態環境監測技術運用一定的方法,對生態各個系統、結構組合及功能在不同時間和空間上進行的系統測定和觀察,而測定和觀察的結果用于評價人們對生態系統產生的影響和改變,為今后人們在合理利用自然資源和改善環境上提供理論依據;但從目前生態環境的監測發展狀況來看,如今的生態環境監測領域比較廣泛,也更加具體。
2.2 生態環境的監測內容
現如今的生態環境監測內容比較豐富:農田、河流、海洋、湖泊、森林、氣候、沼澤、濕地等,其中,每一個生態系統各自存在著多樣性,在包含環境和生物資源的指標變化的同時,還包含了人類活動的變化。對生態環境的監測可以概括為宏觀和微觀生態監測兩個方面:
宏觀生態監測,顧名思義,就是生態系統的監測單位比較大,但應該保持在特定的區域范圍之內。對宏觀生態系統的監測,是運用遙感技術和生態效果圖技術,以原本的自然生態系統為底圖,以專業的數據分析為基礎,建立起來的地理信息系統(GIS),不僅如此,在區域的選擇劃分上,還將區域生態調查以及生態統計的手段和方法納入到了宏觀生態監測的工作中。?
微觀生態監測的監測目標相對于宏觀生態監測來說,監測單位就小的多了,主要是把生態監測中心作為監測工作的基礎,運用物理學或生物學等相關知識和方法對生態系統的各個子系統進行分析、歸納。微觀生態監測根據監測內容的不同又可以細分為生態監測的干擾性、污染性、治理性以及對環境質量狀況的評價。
3 3S技術在生態環境中的應用
3S技術是科技不斷發展的產物,由于本身具有的高科技性能,因此,3S技術理所當然的在生態環境監測中發揮著舉足輕重的作用,其主要應用體現在四個方面:農業生態環境、森林生態環境、草原荒漠生態環境以及城市生態環境。?
3.1 農業生態環境
3S技術在農業生態環境中主要是對農田土地的生產價值作出評價、對土地是否存在適宜性作出評估、對土地能否持續利用作出評價,還可以對土壤侵蝕、沙化、次生鹽堿化等問題進行監測。
3.2 森林生態環境
3S技術在森林生態環境監測中應用的越來越廣泛,范圍主要涵蓋森林資源、濕地、荒漠、森林災害、野生動物、野生植物等。3S在森林生態環境的監測過程中,主要依靠地理信息系統(GIS)的幫助獲取地理要素信息,加上遙感技術(RS)和全球定位系統(GPS)獲取的數據資源,分析整合出森林生態系統的數據庫,然后再根據這些數據,做出各種預測,并結合國家的相關政策,制定出規劃方案。
3.3 草原荒漠生態環境
草原生態環境比較復雜,內容形式更是多種多樣,只有建立起大型的數據庫,才能更好地監測草原生態環境。3S技術被應用于監測草原生態環境時,各個子技術之間密切配合,對龐大的數據資源進行分類,同時會做好評估及預測。?
3.4 城市生態環境
3S技術在城市生態環境的監測主要包括城市的規劃和城市的污染兩個方面。由于城市生態環境在人類密集的活動過程中,不斷被改造、規劃,因此會造成生態環境的污染加劇,3S技術在城市生態環境的應用,為城市現存的污染問題進行了靶向預測。
遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)在三維空間上為城市生態環境的不斷優化提供了技術支持。
4 結語
生態環境監測是一項長期而艱巨的任務,只有把集遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)為一體的3S技術做為生態環境監測的技術支持,充分利用3S技術本身具備的高科技手段,才能對生態環境存在的問題以及今后的演變趨勢進行全方位的了解和掌握,我國的生態環境監測也會隨著3S技術的不斷發展而發展。
[摘 要]在生態環境下,關于農業壟作花生生產技術是擁有非常好的發展前景的,并且它能夠帶好很好的生態效應,也讓花生生產起灌溉得到改善。關于生態環境下農業壟作花生生產技術的應用,除了關系到地區與品種的選擇,也關系到田間管理的內容。
[關鍵詞]花生生產技術;農業壟作;生態環境
一、前言
面對當下水資源越來越短缺的情況,關于農業用水浪費的問題沒有得到改善反而更加嚴重,這樣的情況也導致了農業生態環境越來越呈現出惡化的趨勢。假若花生的生產是在惡劣的農業生態環境下進行,無疑沒有辦法得到很好的發展,因此為了讓農業用水其效率得到提升,在這樣的生態環境下對花生生產采用壟作栽培就很有必要了。
二、 花生壟作栽培技術的前景與生態效應
1. 前景
從世界范圍來看,在當下我國關于花生的生產產量和其他的國家進行比較,是非常大的。每一年在我國用于花生播種的土地面積往往可以超過三千五公頃。只是,我國比較人口數量也十分龐大,相比之下,人均土地資源是比較少的。正因如此,從我國的整體情況來看,花生生產的規模并不算大,甚至投入和產出沒有成比例,離想要在國際市場上真正占據一席之地的水平還有距離。技術創新是農業生產不斷發展的重要基礎,而產業化的模式也是為了讓農業生產其中的資源得到更好的使用效率,避免浪費的情況,既讓農業生產的成本得到降低,也讓其經濟效益得到提升,從而提升我國的農業生產在國際上的競爭力?;ㄉ鷫抛髟耘嗉夹g本身實際上就屬于創新技術,利用這種栽培技術,可以讓花生其產值得到增加,更能夠令其成本得到節約。
當壟作技術真正形成了規模之后,對于我國其農業結構以及農村經濟結構來說,都可以帶來很大的提升,也可以提升農業產業化的水平。這樣一來,我國在國際上關于農產品的競爭力無疑能夠得到提升,也提升農民的收入水平。我國水資源的缺乏是當下十分嚴重的一個情況,而水資源缺乏無論是對農業、社會還是生態環境其可持續發展都造成了嚴重制約?;ㄉ鷫抛鞯母咝Ч澦夹g屬于綜合性節水技術,這種技術在花生生產中的應用,不但能夠讓花生產量得到增加,也能夠讓花生生產的管理變得更加方便,包括讓花生生產的成本得到降低。壟作技術本身就具有節約水資源、肥料以及減少污染等諸多優點,在花生生產當中進行壟作技術的應用,可以讓灌溉水其利用率大大提升,超出過去的水平一截。
2. 生態效應
關于花生壟作栽培技術其生態效應,首先分析其栽培模式。在過去的花生栽培其栽培模式就在于平作的畦播,但是關于花生壟作栽培模式,則是一種起壟的種植方式。在對壟寬進行控制的時候,以七十到八十厘米最為適宜,而和地面之間十七厘米左右的高度是最適合用于花生種植的,關于壟頂之間的行距則為十五厘米左右,其平均行距在二十五厘米上下。至于花生的種植面積,無論是過去的花生栽培模式還是花生壟作栽培技術都是相同的。關于花生壟作栽培技術其生態效應,再則是在于土壤水分其變化的規律和水分的生產效率。過去進行花生栽培的時候,大水灌溉是常用的方式,當應用了花生壟作栽培之后,小水溝的內滲灌溉才是主要的方式,這樣的方式可以讓曾經由于土地不夠平整而導致的土壤或者肥料流失的問題得到改善和解決,也讓水源可以有更為有效的利用,讓肥料其肥力得到保存。
如果從過去的花生栽培技術和花生壟作栽培技術其灌水方式影響的土壤水分含量其垂直變化進行分析,在春季的時候,超過了六十厘米以后,無論是過去的花生栽培技術還是花生壟作栽培技術其土壤含水量相差不大。只是,在這個范圍以內的時候,明顯花生壟作栽培技術其土壤的含水量要高于過去的花生栽培技術應用下的土壤情況。當完成灌水之后再對土壤進行測定,用花生壟作栽培技術情況下的土壤不同層的含水量與過去的花生栽培技術情況進行比較,也明顯更高,尤其是深層土壤其含水量。因此,可以說花生壟作栽培技術在灌溉方面也是更優于過去的花生栽培技術的。
三、生態環境下農業壟作花生生產技術的運用
1.地區與品種的選擇
在進行花生生產以及花生壟作栽培技術的應用之前,關于地區的選擇是很關鍵的,合適的地區非常重要。想要實現花生壟作栽培技術,一定的條件是必須的,也就是說對土壤有條件好的要求,而且土壤的地力基礎也必須要好。是以,想要進行花生壟作栽培技術的應用,其土壤必須是肥力雄厚的,其耕層必須深厚,其地理條件必須排水良好。假如要在旱作地區進行花生壟作栽培技術的應用,免耕、節水和覆蓋等技術的應用都是必不可少的。再則是關于整地以及播種的部分。合適的土壤墑情是花生進行播種之前必備的條件與基礎,而墑情不夠的情況下自然需要先進行土壤墑情的改善與建造,之后才能夠起壟。假如是農時比較緊張的情況下,可以先進行花生的播種,之后再完成澆水的工作。良種花生的選擇,同樣不可忽視。在進行花生選擇的時候,粒大而飽滿的品種才是選擇的標準,好的品種才更能夠長出足夠好的花生苗以及結出更多果實。
2. 花生生產時期的田間管理工作
在對應用了花生壟作栽培技術的花生生產進行田間管理,首先要對入冬之前和春季的施肥問題進行管理的加強。當還處在冬季的時候,壟作花生其澆水工作就必須做好。假如正好的干旱情況比較嚴重的年份,更應該在花生的生長初期就要將春季澆水工作做好,避免出現凍害或者是干旱問題。當花生生長到了后期以后,進行澆水可以根據天氣的情況來進行。在花生剛開始生長的時候,追肥工作就應該進行了,把肥料撒到地溝里面去,之后借助于小水緩慢完成灌溉而不可以選擇大水灌溉的方式。當水慢慢地浸潤到了壟丁之后才結束澆水工作。這樣的方式能夠讓花生根部可能出現的土壤板結情況得到改善。肥料直接灑到壟頂上是不可以的,因為這樣做不但會讓肥料其肥力得不到完全的利用,還可能把花生苗燒壞甚至燒死。
對于病蟲害防治工作的加強,也是在對應用了花生壟作栽培技術的花生生產進行管理的時候要注意的。在花生生產期間進行花生壟作栽培技術的應用,可以讓雜草減少,而進行壟作栽培的時候,田間其濕度相對來說比較低,通風透氣情況比較好,且光照作用往往很強,這樣更有助于幼苗的發育,而出現病蟲害的可能性也會更低一些。盡管如此,關于田間的病蟲害預防工作一樣需要落實到位,假如出現了病蟲害情況應該第一時間做到防治。再則是適當時間的收獲以及秸稈還田工作。當對花生壟作栽培技術的花生田地進行收獲的時候,其方式和過去的花生平作進行收獲的方式并沒有什么不同。不過要注意的是,假如地塊是屬于套種玉米的,那么對于玉米幼苗就要做好重點保護工作。應用壟作栽培技術,土壤的表面會出現波浪形,而花生秸稈如果進行粉碎最后多數都會聚集在壟溝地下也就不會影響到新的作物播種。秸稈還田還能夠讓土壤的肥力得到提升,對于土壤其生態環境的改善也很有幫助。關于壟作與免耕覆蓋的結合,則意味著在雨季的時候能夠使用的地面徑流會變少很多,也讓雜草的生長得到了限制,更讓土壤其水分利用率得到提升,最終讓花生生產的效率得到提高。
四、結束語
與過去的花生栽培技術相比較而言,花生壟作技術具有很大優點。對花生生產進行花生壟作技術的使用,也能夠使得我國資源其利用率得到很大的提升,并且將農業生態環境進行改善,讓可持續發展真正得到實現。
摘 要:隨著經濟的持續發展,我國的生態環境保護問題變得越發復雜。大數據技術的出現,正好適應了生態環境保護問題的發展現狀。本文從分析生態環境相關數據入手,對大數據技術在生態環境保護領域的應用架構及關鍵技術展開論述。
關鍵詞:大數據 Hadoop;生態系統;生態環境保護
1 引言
生態環境的保護問題,具有復雜性和時變性,涉及多部門、多地區和多領域,需要處理海量的各類數據,這為問題的解決增加了不小的難度[1]。本文從分析生態環境相關數據入手,對利用大數據技術,整合各類生態環境相關的數據資源,建立生態環境大數據平臺的架構及關鍵技術展開論述。
2 生態環境相關數據的現狀分析
目前,應用于生態環境保護領域的數據資源主要包括三類:
地面監測數據:此類數據主要來源于各地的生態環境在線監測系統。由于各系統開發時期不同,技術手段各異,數據格式多樣,各系統之間很難形成信息共享。
遙感監測數據:此類數據主要來源于衛星遙感數據和航空遙感數據。
地理信息數據:此類數據的來源主要有野外采集、地圖數字化和航天遙感采集、攝影測量等。
目前,傳統的信息化技術在環境數據整合工作中仍占據主導地位,而利用大數據技術,實現上述三類數據的統一存儲、協調工作,真正建立起實用價值大,適用性廣泛的生態環境大數據平臺,還沒有相關的工作開展。
3 大數據技術概述
大數據技術是近年來興起的一種綜合性信息技術[2],對于處理超出傳統數據庫系統存儲、管理和分析處理能力的多來源的、海量的數據集群,具備天然的技術優勢。大數據技術的主流應用框架是Hadoop生態系統。它以HDFS分布式文件系統和MapReduce分布式計算框架為核心,可以對大數據進行高效的分布式處理。
4 大數據平臺的構建
生態環境問題涉及大氣、土壤、水、生物圈、氣候等方方面面。為此,我們在推進大數據技術與生態環境保護工作相互結合的過程中,采取了以點帶面,逐步推進的策略。
在本文中,我們選取對環境影響比較突出的大氣污染問題作為研究的切入點,利用Hadoop生態系統中的HDFS技術,建立起秦皇島地區的大氣污染防治大數據平臺。未來,通過建立基于此平臺的大氣業務應用系統,我們可以對秦皇島地區的大氣污染物來源情況進行準確有效的分析。這一應用模式的探索,也將為未來更廣泛生態環境數據的綜合性分析與應用,打下良好的基礎。
平臺所采用的地面監測數據包括:工業企業污染排放情況、火電企業污染排放情況、鋼鐵冶煉企業污染排放情況、水泥企業污染排放情況等。
平臺所采用的遙感氣象數據主要是用美國國家環境預報中心(NCEP)的Final Operational Global Analysis(FNL)資料[3]。我們不直接使用FNL的原始數據,而是采用經過NOAA-Air Resources Laboratory(ARL)預處理模塊轉化后的數據。基于FNL資料,可以計算在某一時段內抵達秦皇島地區的后向氣流軌跡,從而有助于配合地面監測數據揭示秦皇島地區大氣污染的可能來源。
納入平臺的地理信息數據主要有兩類:(1)圖形數據:此部分數據以矢量圖形的形式存儲于HDFS系統中。它們的來源主要是利用搜狗地圖所提供的靜態地圖API。(2)文本數據:此部分數據包括:a)監測污染源的位置數據;b)交通擁堵情況;c)氣流軌跡數據:此類數據由FNL資料計算而得。各類文本數據都將構成獨立的圖層,利用搜狗地圖提供的API,標注于圖形數據之上。
5 關鍵技術研究
各類數據會被存入統一的大數據平臺。我們采用Hadoop分布式集群結構作為大數據平臺的存儲結構。我們使用100臺PC級電腦構建起分布式數據存儲集群,每個節點同時承擔計算和存儲的角色。各個數據節點中存放大氣污染相關的大數據。元數據主節點則存放各類大數據在數據節點中的副本分布位置。元數據輔助節點承擔與元數據主節點類似的任務,當元數據主節點宕機時,可以重新啟動元數據主節點。元數據主節點上保存著訪問HDFS文件系統的索引信息,它們主要來源于數據預處理過程中提取的元數據。對于修改元數據主節點信息的操作,事務日志中都會插入相應的記錄。而數據索引到數據存儲的映射,副本的位置及編號等信息,都存儲在元數據主節點所在的本地文件系統中的一個映射文件中。
對于大數據而言,要想實現數據的高效穩定的訪問機制,需要做好兩方面的工作:(1)對數據分塊存儲并建立適宜的物理數據副本規模;(2)采用適宜的副本存放策略和數據讀寫策略[4]。我們采取了搜集數據訪問反饋信息的策略,利用統計學方法實現了副本規模的動態調整。而對于副本的存放策略,我們考慮將不同副本存放于不同機架的電腦上,以保證一個機架出現故障時不致丟失數據,并且還能在讀數據時充分利用不同機架的帶寬。數據的讀取策略則采用從距離讀請求節點最近的存儲節點上讀取數據。同時,我們將對數據加工的相關業務代碼從加工請求所在的電腦發送至數據副本所在的電腦執行,盡可能不在電腦之間進行數據副本的傳遞,以提高寫數據的效率。
6 結論
本文將大數據技術引入生態環境保護的工作之中,將秦皇島地區的地面監測數據、遙感監測數據、地理信息數據整合在一起,建立起秦皇島地區大氣污染防治大數據平臺,使相關的業務應用有了一個統一的底層數據支持。未來,我們可以基于此平臺建立大氣污染數據分析系統等業務應用系統,對秦皇島地區的大氣污染物來源情況進行準確有效的分析。
【摘 要】近年來,我國對環境問題的重視逐漸加強,環境保護的工作逐漸趨于系統和成熟。從簡單的污染因子監測到大數據分析,環境保護工作正以全面立體的形式覆蓋。在“氣十條”、“水十條”相繼出臺后,對生態環境的保護提上了新的議程。保護生態環境,要通過建設生態環境監測系統作為基礎。生態環境監測技術作為較新的概念,還存在發展和完成的空間。本文將對生態環境監測技術予以簡單的闡述。
【關鍵詞】環境;監測;技術
一、生態環境監測概述
上世紀60年代后,隨著全球生態環境問題的出現,生態環境監測從一般意義上的環境污染因子監測開始向生態環境監測過渡和拓寬,生態環境監測采用的是生態學的多種措施與方法,從多個尺度上對各個生態系統結構和功能的格局的度量,主要通過監測生態系統條件、條件變化、對生態環境壓力的寫照及其趨勢而獲得,也可以說生態監測是運用可比的方法,在時間與空間上對特定區域范圍內生態系統或生態系統組合體的類型、結構和功能及其組合要素等進行系統地測定和觀察的過程,其監測的結果則用于評價和預測人類活動對生態系統的影響,從方法原理、目的、意義等多方面作了較為全面的闡述,而在監測對象上,生態環境監測既不同于城市環境質量監測,也不同于工業污染源監測,從生態環境監測發展的歷程來看,現今的生態環境監測主要側重于宏觀的、大區域的生態破壞問題,其反映人類活動對我們所處的生態環境的全貌、綜合影響的優點,生態環境監測可用作對農田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等進行監測,我們不難看出,生態環境監測是環境監測的拓寬,除開新理論、新技術和新措施外,環境監測的理論和實踐定能作為生態監測得以發展和完善的基礎保障,景觀生態學、農業生態學、森林生態學、淡水生態學、海洋生態學、荒漠生態學、環境經濟學等理論與實踐對生態環境監測也是大有益處。
二、生態環境監測程序
一是現場調查與資料收集。生態環境污染隨時間、空間變化,受氣象、季節、地形地貌等因素的影響,應根據監測區域呈現的特點,進行周密的現場調查和資料收集工作,主要調查各種污染源及其排放情況和自然環境特征,包括地理位置、地形地貌、氣象氣候、土地利用情況以及國家經濟發展狀況;二是確定監測項目。應當按照國家規定的生態環境質量標準,結合該地區污染源及其主要排放物的特點用以選擇,并且還要測定一些氣象與水文項目;三是數據處理與結果上報。因監測誤差存在于生態環境監測的整個過程,所以唯有在可靠的采樣和分析測試的基礎上,運用數理統計的辦法來處理數據,方有可能得出符合客觀要求的數據,處理得出的數據應經仔細復核后才可上報。
三、監測的方案與技術路線
生態環境監測技術方法就是對生態系統中的指標進行具體測量和判斷,以獲得生態系統中某一指標的關鍵數據,通過統計數據,來反映該指標的狀況及變化趨勢,我們在選擇生態環境監測具體技術方法前,需根據已知條件,結合確定的技術路線,確定最理想的監測方案,技術路線和方案的確定大致包括以下幾點:生態問題的提出,生態監測臺站的選址,監測的對象、方法及設備,生態系統要素及監測指標的確定,監測場地、監測頻度及周期描述,對于一些特殊指標可按目前生態站常用的監測方法,生態監測具有著眼于宏觀的特點,是一項宏觀與微觀監測相結合的工作,對于結構與功能復雜的宏觀生態環境進行監測,必須采用先進的技術手段。
四、生態環境監測的技術
隨著世界各國對環境保護越來越重視,生態環境檢測技術也越來越成熟,現在比較成熟的是3S技術,而所謂的3S技術,就是全球定位系統GRS技術(Global Positioning System);地理信息系統GIS技術(Geographic Information System)和遙感RS技術(Remote Sensing)。一是全球定位系統GRS技術(Global Positioning System): GPS全球定位系統可以動態地跟蹤被監測物體的狀況,這一技術在監測動物及海洋生物生活習性中有著很大的作用,檢測人員首先需要在被檢測者例如獅子的體內注入特殊的晶片,然后再將動物放生,在幾個月甚至長達幾年的時間內,檢測者都可以跟蹤到這只獅子的行蹤,從它的遷移情況,就可以掌握到獅子的習性,外界環境變化是否影響到獅子的生活等等問題,這些問題的探究在以前是非常困難甚至無法完成的,因為沒有一個人能夠和一頭獅子生活幾年的時間,和任何動物都不能,而有了這個百倍的GPS全球定位系統,我們就可以了解不同生物的內心世界,甚至能夠看見另外一個神奇的世界,GPS全球定位系統除了能夠跟蹤動物,還可以跟蹤無生命的物體,像是我們前面提到的汽車等,監測人員可以監某一地區的汽車數量,推測出這些汽車的尾氣排放量,過多的尾氣排放量對環境和人類身體將抗有著很大傷害,如果已經達到上限的話,就需要采取一些措施進行管制,例如單雙號行車制度或者提高汽車銷售稅等等;二是地理信息系統GIS技術(Geographic Information System):GIS地理信息系統就是一個大型的地理信息數據庫,它通過計算機、地理信息系統軟件、后方數據庫和管理員四部分組成,GIS地理信息系統中包含每一種地形、地理環境所存在的性質(這些性質由相關地理研究人員提供),管理員將搜集到的地理信息輸入計算機數據庫內,GIS地理信息系統能夠將這些信息與原有的地理信息相比對,進而分析總結出所需要研究的這一地區的地理信息特點,GIS系統還可以將這些信息模擬成圖像信息,以供人們更加直觀地了解地理環境特點,地理信息系統技術現今已經應用在生態規劃、地理資源管理、農業農田管理、災害監測等多個領域,我國地域遼闊、地理環境復雜多樣,很適合應用這套GIS地理信息系統;三是遙感RS技術(Remote Sensing) :遙感RS技術就是通過衛星或者其他遠距離的監測,監測被監測范圍內物體的電磁波信息變化,分析得出此物體現在處于的狀態和發展趨勢,并將這些信息加以整理、反饋,技術可以高空對物體進行掃描、拍攝,對信息的采集相當快速、準確,而且可以被遙感的對象有很多,森林覆蓋面積、植被生長的狀況、空氣環境污染指數、氣溫閉環等等,例如,我們可以對大興安嶺森林采用遙感技術監測,我們可以通過檢測森林的覆蓋面積是否減少,來推測是否有人在破壞植被,進而想出我們應該采用何種手段進行處理,也可以對于大興安嶺上空氣溫狀況進行監測,時刻注意是否會出現火災等自然災害,如若發現異情,可以在第一時間內,進行撲救,遙感技術的應用大大減少了人力資源的投入。
綜上所述,隨著國家經濟發展,實施生態環境監測是環境監測體系發展和完善的必然趨勢和要求,這一項復雜的工程,向生態環境監測工作提出了更高的要求,也必定更深層次地為環境管理部門服務,為經濟區建設營造良性循環、天地人和的生態環境,促進國家經濟的可持續發展,隨著人口、資源、環境問題的日益嚴峻,單從生物指標監測來了解環境質量已不能達到要求,所以生態環境監測是環境監測發展的必然趨勢,其也必定會作為環境監測的重要方式。
摘 要:油茶是我國南方的一種主要的油料作物,其豐產栽培與管理技術對于油茶的產量增加與品質的提升有著重要的意義。本文通過介紹油茶在百色市的適宜種植環境,提出在栽培生產中各個環節中的注意事項與高產栽培的方法,以及為百色市的油茶豐產栽培提供理論依據。
關鍵詞:百色市油茶;生態環境;栽培技術;管理技術
1 百色市油茶適宜的生態環境
百色市氣候屬于亞熱帶季風氣候,年平均氣溫在19~22.1℃之間,年積溫在7000℃左右,年平均日照時數為1405~1889h,年平均降水量為1113~1713mm。
油茶的最適種植高度,應選取海拔應選在100~500m的位置,坡度應在5°~25°之間。其最適的生長溫度為16~18℃之間,在花期,其最適溫度為12~13℃之間。在種植茶樹時,應選擇向陽一面的山坡,使得油茶樹能夠接收充足的光照,以使得油茶果實的產量和品質得到提高。油茶的整個生育期內,在降水量超過1000mm的地區最為適宜,在開花散粉期間,若遇連續降雨的天氣,則會影響油茶的授粉效果,大大降低授粉成功率,對產量有著很大的減產作用。
2 豐產栽培技術與管理技術
2.1 選擇良種進行栽培
選擇優良的種子進行種植,是油茶的豐產栽培的基礎條件。應采用無性繁殖的方式來種植的幼苗,能夠完全繼承母本植株的全部優良性狀,變異系數低,適合油茶品種的繁殖。例如岑軟2號與岑軟3號這2個無性繁殖的優良品種,4a每公頃的平均產油量可以達到925kg以上,是非常適合百色市栽培的品種。而玉鳳油茶是百色市種植油茶的優良品種。
2.2 宜林地選擇
本著無公害栽培原則,在油茶適生區域內,選擇空氣清新、土壤肥沃、不受污染源影響的良好生態環境區域作造林地。可選擇退耕地、緩坡地、低丘或小崗地等,要求坡度
2.3 栽植密度
造林密度原則上為3m×2m,即每667hm2種植110株,也可根據立地情況適當調整,但應控制在每667hm2種植90~140株。
2.4 采種及播種育苗
選擇樹齡在10a以上,大小年不明顯,透光性強,果實品質好,單株產量高,出籽率高,生長健壯的油茶母樹進行采收,采收的過程中,應選取向陽處飽滿的果實作為種子。將采下的種子晾曬一到兩天后,即可播種。播種的條距為25cm左右,種子間隔12cm左右,播種深度為3~4cm,播種后覆上稻草,并在稻草上淋水,保持濕度。除了直接播種以外,也可將種子進行催芽處理。選取飽滿的種子,用溫水將種子進行浸泡,浸泡1~2d后,待種子露白達到1cm時,即可將種子播于容器內,每個容器播1粒種子,播種后兩個星期,可以施用少量氮肥,促進幼苗的生長,作為扦插苗或嫁接使用。
2.5 苗木嫁接
選擇根系發達,生長健壯的苗木作為砧木,將砧木上部剪斷,下部留6~10cm的長度,切開一個大約1.5cm的斜面切口。接穗要選擇產量高,油質好,出油率高、抗性強的油茶品種,在芽下方的1.3cm處斜切一刀,形成一個45°的斜面,隨后在枝條背面向下削一個1.5cm長的切口,將枝條插入砧木的切口內,插入的過程中,應注意對準砧木與接穗的形成層,以保證砧木與接穗的融合與正常生長。并將接口處固定,防止接口處被風吹斷。由于剛嫁接完的接穗與砧木不能立即融合,砧木根系吸收的水分不能馬上供給給接穗,因此應注意嫁接苗的遮光保濕,避免水分的大量蒸發,使接穗葉片萎蔫。
2.6 定植
林地清理,進行全砍清山,清除雜灌、樹蔸等;整地,挖60cm×60cm×60cm大穴;施足基肥,主要采用農家肥、廄肥、草木灰及麩餅等有機肥,要求每畝施農家肥、廄肥、草木灰1000~1500kg或腐熟麩餅肥100~300kg;基肥施下后與回填土拌勻,再蓋一層土,然后回填表土;栽植時間一般在12~4月,選擇陰天或小雨天栽植。
定植應采取隨栽隨取的原則,注意幼苗根系的保濕。起苗時,應注意對油茶樹根系的保護,防止根系受到損傷,保證移栽的成活率。同時應注意根系周圍的土陀,確保定植時,根系周圍多帶土。隨后將幼苗栽到事先挖好的坑內,若定植的是嫁接苗,則應注意不要將嫁接口埋入土中。隨后進行覆土,壓實,澆水等操作。在壓實的過程中,應并避免壓土過重,造成土壤板結,使水分不能流入定植苗附近的土中,造成植株干枯死亡。定植完成后,應鋪好稻草,保證土壤的濕度,防止水分蒸發。
2.7 水肥管理
油茶的幼樹對于環境有著很強的適應性,對干旱有著很好的抗性。對于幼樹來說,肥料應主要以氮肥為主,以滿足幼苗快速生長的需求。施肥的時間主要為春季、夏季和秋季新梢生長的時候,可以施用糞尿等有機肥或者以氮為主的復合肥。在距離植株20cm處,挖小坑后施入,并隨著根系的不斷生長,施肥距離也應該不斷擴大,避免傷根。
2.8 園區管理
中耕能夠有效的減少雜草的數量,通過對土壤的翻動,能夠有效的增加土壤中的氧氣含量,并且消除土壤板結,提高地溫,增加土壤的保水性能,能夠為根系及整個植株的生長提供更為有利的條件。被埋入土內的雜草和樹枝,還能作為有機物,為油茶提供養分。對于頭3a的幼苗,4~6月份和9~10月份可以各進行一次中耕除草,能起到良好的效果。成年油茶,則可以在每年的春、夏、秋各進行1次中耕,進行1次墾復。為了提高土地的利用率,還可以在油茶幼林時,間種花生、大豆等作物。
2.9 修剪
對于幼樹來說,其修剪首先應注重養干,造林的1~2a內,應保留全部的樹梢,使主干迅速形成。當主干長到60cm時,即可以進行定形修剪,這時的修剪以輕剪為主,避免重剪,留取主干周圍的3~4個強壯的主枝,并根據側枝的生長情況,適當的在每個主枝上留取副主枝。幼苗的修剪應在早春進行。而對于成樹來說,每年的11月份~翌年2月份是最適的修剪時間。此時修剪的原則為大年重剪,小年輕剪。一些不能制造養分的枯枝,感染病蟲害的枝條,和一些長勢較弱的徒長枝條應該及時剪掉,并注意交叉枝條的修剪,提高光和利用率,增加產量。修剪的傷口,應用石灰或者蠟將其封好,避免病蟲害的侵染。
2.10 病蟲害的防治
油茶炭疽病、根腐病、天牛、蚜蟲是危害百色市油茶產區的主要病蟲害,炭疽病能夠造成油茶的落花落果,根腐病能夠造成油茶根系的腐爛,嚴重影響了植株的生長。因此采取化學防控的方法,雖然能夠快速殺死大量的病原菌和害蟲,但是隨著存活下來的病原菌和害蟲的抗性基因不斷的遺傳,化學藥劑的效果會越來越不明顯。除此之外,化學藥劑還會對環境造成污染,對人體健康也有直接或者間接的危害。采用穿心蓮、大葉柳等植物的浸出液對炭疽病的防治有著很好的效果。利用解淀粉芽孢桿菌,能夠有效抑制土壤中病因菌的生存,從而達到抑制根腐病的效果。對于天牛、蚜蟲等蟲害,可以利用金桿菌、白僵菌等生物農藥,來對其進行防治。
[摘要]隨著我國社會經濟的發展,小城鎮的規模也在逐步擴大。以河北省地區的生態環境條件而看,其環境中表現出來的問題與矛盾都在日益激化??諝馕廴?、水環境惡化以及地下水位下降等問題日益突出。另外,農藥、土壤污染,工業垃圾以及生活垃圾等也造成了土地使用面積進一步降低。土地沙化以及鹽漬化進一步降低了土壤質量。針對上述問題,本文將進行小城鎮生態環境保護技術保障體系規劃方面的研究。
[關鍵詞]河北省 小城鎮 生態承載力 保護技術保可持續發展
進一步加快小城鎮的規模性建設,逐步實現有中國特色的社會主義城鎮化道路,是當前我國小城鎮發展的主要方向。在發展小城鎮的過程中還應當更加注意關注小城鎮發展過程中的環境問題。當前我國小城鎮生態環境日益惡化,只有將環境保護與小城鎮建設結合起來才能夠真正實現和諧發展。河北省的生態環境保護技術保障體系始終堅持的是人與自然之間的和諧發展。并最終實現小城鎮的良性循環為主要目的。因此表現出十分重要的意義。
空氣污染作為當前社會發展過程中對人類影響巨大的污染問題具有值得研究的價值和意義。本文將重點分析該項保護技術措施。
1大氣污染規劃措施
1.1總體規劃,完善設施
小城鎮在建設的過程中應當合理布局,形成有效的總體規劃。從根本上解決小城鎮規劃建設中的性質問題。小城鎮交涉應當做到通水、路、電、訊、郵,同時還應當能夠確定保留出一定的區域形成綠化地帶,以此減輕和降低空氣污染情況。因此,規劃需要長遠發展,小城鎮規劃中要從長遠發展角度出發,注重對環保設施的規劃和建設。
1.2調整結構、工業布局科學性加強
造成大氣環境污染的主要原因就是工業生產過程中造成的污染,通過合理規劃布局工業生產單位,能夠有效降低空氣環境污染。小城鎮在發展經濟的過程中形成工業園區應當結合當地的實際發展情況,優化布局,形成環境與經濟發展雙贏。火電廠以及相關工程冶金建設單位都屬于重度的污染單位,紡織相關工程企業屬于輕度工業,通過合理規劃工業布局情況,能夠調節大氣污染影響效果。
2大氣污染環境保護技術
2.1區域采暖以及供熱技術
家庭用采暖以及取暖往往采用的是小鍋爐,其會產生二氧化硫以及煙塵,這是造成城市當中空氣環境污染的重要原因之一,針對這一問題,采用區域采暖、集中供暖的方式能夠很很好解決上述中出現的問題。并且有幾個方面的好處:
(1)能夠提升設備使用效率,降低燃耗量。能夠提升鍋爐效率達到80%以上;
(2)能夠提升鍋爐的熱利用率;
(3)能夠降低粉塵排量。
2.2能源開發與利用
在進行能源使用的過程中,應當采用清潔能源包括:水、風以及地熱能源等。通過上述中能源的使用以降低對煤炭以及石油資源的用量。上述中的能源多屬于可再生能源種類,在使用的過程中并不會造成環境問題,屬于比較清潔的能源。如沼氣,主要是通過使用沼氣,形成沼氣池以及三格式化糞池等設備形成一種多位一體的生態產業發展鏈條。屬于產氣與基肥雙重集合的良性生產方式。同時,由于,沼氣技術相關技術投資使用的成本費用比較低,比較適用于河北省地區的小城鎮發展需要。同時,沼氣技術還能夠將該地區的生物質化能源轉化為可燃燒能源。這項的技術的優越性與綜合效益將會最大限度的提升河北省小城鎮的社會經濟可持續發展。
2.3轉變燃燒過程以及材料結構
想要真正解決空氣污染問題,其中一個十分有效的手段就是盡可能的降低燃燒過程中的使用。改善燃燒過程對于提升空氣質量,防控大氣污染具有十分重要的意義。這個過程中需要進一步改造傳統的燃燒設備,以及轉變材料使用。只有這樣才能真正促進小城市空氣質量提升。
2.4綜合高效使用“廢氣”
通過改革生產工藝,可以力求把一種生產中排出的廢氣作為另一生產中的原料加以利用,這樣就可以達到減少污染物的排放和變廢為寶的雙重效益。
2.5污染物排放方式轉變
根據污染物落地濃度隨煙囪的高度增加而減少的原理,可以通過廣泛采用高煙囪和集合煙囪排放來促進污染物擴散,降低污染源附近的污染強度。這種方法雖可以降低污染物的落地濃度,減輕當池的地面污染,但卻擴大了排煙范圍,不能從根本解決污染問題,尤其是在酸雨問題日益嚴重的今天,這種方法只能作為一種權宜之計。
2.6增加綠植自凈能力
發展綠色植物,恢復和擴大森林面積,可以起到固碳作用,從而降低大氣 CO2含量,減弱溫室效應。除此之處,綠色植物還可以過濾吸附大氣顆粒物、吸收有毒有害氣體,起到凈化大氣的作用。
3結語
河北省開展小城鎮生態環境保護技術保障體系規劃研究具有十分重要的意義,其是進一步實現社會主義新農村建設發展戰略以及實現人民生活水平提升的關鍵所在?;诋斍昂颖笔〉纳鷳B環境發展情況較差,區域經濟在發展的過程中受到各種條件的制約和影響,造成治理區域的生態環境惡化。降低了河北省區域環境的承載能力。嚴重影響了社會經濟的全面發展。本文針對這種情況具體研究了符合河北省小城鎮發展特點的技術手段。希望能夠進一步促進河北省區域的小城鎮生態環境保護技術成熟與區域經濟發展。
摘要:遼寧省是風資源較豐富區域,從2003年至今風力發電工程得到了較大發展,總裝機容量已逾7000MW,在全國占有較大的市場份額,在風電場大力發展的同時,其在建設過程中引起的生態環境影響也日益凸顯,主要表現為噪聲及光影影響、植被破壞、干擾鳥類等,本文主要探討如何將環境遙感技術應用于風電場建設過程中生態環境保護工作。
關鍵詞:風力發電場;生態環境;環境遙感
前言
風能是一種清潔能源,遼寧省是風資源較豐富區域,從2003年至今風力發電工程得到了較大發展,總裝機容量已逾7000MW,在全國占有較大的市場份額,在風電場大力發展的同時,生態環境影響也日益凸顯,主要表現為噪聲光影影響、植被破壞等。環境遙感技術,尤其是高空間分辨率的技術,越來越多的應用于探測地面人類活動帶來的生態環境影響。本文以探索環境遙感技術在風電場建設過程中對環境保護工作的指導作用為主要內容。
1 風電場建設生態環境影響概述
1.1 噪聲及光影影響
運行期噪聲源于風力發電機組工作過程中在風機運動部件的激勵下,葉片及機組部件產生的噪聲。運行期噪聲主要是空氣動力噪聲、機械噪聲及結構噪聲。機械噪聲及結構噪聲主要包括齒輪噪聲、軸承噪聲、電機噪聲、周期作用力激發的噪聲[1]。空氣動力噪聲由葉片與空氣之間作用產生,來源于經過葉片的氣流和風輪產生的尾流所形成,其強度依賴于葉尖線速度和葉片空氣動力負荷,是風力發電機組的主要噪聲源。這種噪聲源與機型、塔架、風速有關[2]。風機經常建設在鄉村,風機噪聲就非常明顯,風機噪聲相對其它環境噪聲如工業和交通噪聲更使人感到煩惱。
1.2 生態影響
風電項目對植被的影響主要體現在項目占地帶來的地表植被破壞、生物量損失、地表擾動等問題。項目占地主要有永久占地和臨時占地。永久占地范圍主要包括風機基礎、箱式變壓器基礎、電纜埋設路徑、架空線路桿位、升壓站及永久道路涉及到的土地面積;臨時性占地包括施工中臨時堆放建筑材料占地、施工人員臨時居處占地、設備臨時儲存所占場地、風力發電機組吊裝時的臨時占地、進站道路臨時占地、場內施工道路臨時占地和其他施工過程中所需臨時占地?,F階段,遼寧省風電場建設對植被的影響,主要是廠區道路以及風機塔基建設帶來的植被破壞。植被影響程度與風電場建設區域生態環境本底狀況相關。尤其建設于山脊的風機,對植被破壞比較嚴重。
風電場建設對鳥類也具有一定的消極影響,主要表現為噪聲影響、碰撞喪生以及生境干擾等。歐洲的幾個研究機構證明鳥類在飛行或者是季節性的遷徙過程中會與機輪發生碰撞現象,還可能干擾它們的繁殖、休息、覓食的場所。候鳥在遷徙途中棲息和覓食時,飛行高度一般低于100 m,而風機葉片旋轉高度為37~100 m,運行線速度為34~61 m?s-1,因此風機運行將直接對發電場鳥類棲息和覓食產生影響[3]。
2 遼寧省錦州市某風電場建設情況
遼寧省錦州市某風電場場址處于黑山縣與阜新蒙古自治縣交界處,地形為海拔高度70~160m的丘陵??傃b機容量為49.5MW,安裝1500KW風力發電機33臺,年上網電量118390MWh。新建道路22.224km,改擴建道路4.142km,道路建設總長度為26.366km。場區內新建2回35kv架空輸電線路16.77km,架設輸電鐵塔74基,占地7036m2。本項目永久性占地主要是風機基礎、道路、組合供電設備及升壓站;臨時性占地主要是鋼筋、水泥等建筑材料以及風力發電機設備等的堆放。場區規劃面積為12km2。項目永久性占地13.9hm2,臨時性占地17.6hm2。工程于2009年7月開工建設,于2010年3月投入試運行。
3 環境遙感技術在風電場生態環境保護中的應用
3.1 在風電場宏觀及微觀選址中的應用
環境遙感技術對風電場宏觀及微觀選址具有一定的指導意義。風電場宏觀選址應不占用自然保護區、風景名勝區、飲用水水源一級保護區、森林公園、世界文化和自然遺產地、生態功能區、省級以上重要濕地、天然林區等禁止開發區的區域,并建議盡量避開以植被保護和恢復為主重要生態恢復區、鳥類重要遷移通道及縣城、鄉鎮規劃區等區域。通過大范圍的遙感圖片可以初步確定風電場應該規避的生態環境敏感區。
風電場微觀選址環境保護方面比較關注環境敏感目標的分布、植被現狀,主要應保證防護距離內不應有環境敏感目標并盡可能避開植被較好的區域如林地,通過遙感圖片可對風電場規劃范圍內的環境敏感目標進行初步排查,結合風資源分布、地形地貌、林地分布、環境敏感目標等信息選址具體的塔基位置,以減少對生態環境及人群的影響。
3.2 防護距離內環境敏感目標的定位
風力發電機組由于產生噪聲及光影影響,通常需設置防護距離,防護距離內不應有環境敏感目標。通過高分辨率的無人機航拍圖片可初步探測防護距離內可能存在的環境敏感保護目標,尤其在山地等地面作業人員較難全面探測的情況下較有優勢。見圖1,此風電場根據噪聲源強及衰減計算出了500米的噪聲防護距離,以防止噪聲對居民等敏感目標的影響,通過航片可以看出在F26/27/28號風機的防護距離內有一處居民住宅,并通過地面校核確定此處為環境敏感目標。
圖1 遼寧省某風電場F26~28號風機航拍圖
3.3 風電場范圍內植被現狀及恢復狀況解析
風電場建設過程中對地表的擾動主要體現在風力發電機組建設過程中的永久占地與臨時施工場地、進場及施工道路的建設等,往往表現為點、線相結合的地表植被破壞,通過高分辨率的航拍圖,可以解譯出植被現狀(覆蓋度、土地利用情況等)、植被破壞范圍及程度、植被恢復范圍及程度等信息。如圖2,此航片為風電場建成后的影像,B處裸露的地表為風機塔基的永久占地、C處裸露的地表為塔基吊裝過程中的臨時占地,A處裸露的地表為施工道路對地表植被的破壞范圍,施工道路標注的3.5米范圍是環評時期建議施工后恢復至檢修道路的寬度,通過航片,可直觀清晰的看出施工道路未進行植被恢復的范圍。
圖2 遼寧省某風電場F8-9號風機航拍圖
此外,風電場環評時期可以利用風電場規劃范圍內的航片進行生態環境現狀調查,施工過程中可以利用航片作為環境監理的調查手段之一,當風電場進入竣工驗收時,可以作為驗收調查植被恢復狀況的方法之一,同時可通過對比環評時期同季的航片分析植被破壞程度及范圍。
4 綜述
環境遙感技術在風電場整個建設過程中可以應用于風電場的宏觀微觀選址、生態現狀調查、施工過程中植被破壞調查、環保驗收時期的植被恢復狀況調查等環境保護工作中。
摘要:隨著日益嚴重的環境污染現象,環境監測部門面臨著嚴峻的挑戰。而生物監測是利用生命有機體對污染物的種種反應來測定環境所受污染的程度。本文對生物監測技術的發展進行闡述,供同行借鑒參考。
關鍵詞:環境監測;生物監測;技術發展
引言
隨著國家經濟發展,實施生態環境監測是環境監測體系發展和完善的必然趨勢和要求,這一項復雜的工程,向生態環境監測工作提出了更高的要求,也必定更深層次地為環境管理部門服務,為經濟區建設營造良性循環、天地人和的生態環境,促進國家經濟的可持續發展。人口、資源、環境問題的日益嚴峻,單從生物指標監測來了解環境質量已不能達到要求,生態環境監測是環境監測發展的必然趨勢,也必定會作為環境監測的重要方式。
一、生態環境監測的定義
上世紀60年代后,隨著全球生態環境問題的出現,生態環境監測從一般意義上的環境污染因子監測開始向生態環境監測過渡和拓寬。生態環境監測采用的是生態學的多種措施與方法,從多個尺度上對各個生態系統結構和功能的格局的度量,主要通過監測生態系統條件、條件變化、對生態環境壓力的寫照及其趨勢而獲得??梢哉f生態監測是運用可比的方法,在時間與空間上對特定區域范圍內生態系統或生態系統組合體的類型、結構和功能及其組合要素等進行系統地測定和觀察的過程,監測的結果則用于評價和預測人類活動對生態系統的影響,從方法原理、目的、意義等多方面作了較為全面的闡述。
在監測對象上,生態環境監測既不同于城市環境質量監測,也不同于工業污染源監測。從生態環境監測發展的歷程來看,現今的生態環境監測主要側重于宏觀的、大區域的生態破壞問題,它具有反映人類活動對我們所處的生態環境的全貌、有機綜合影響的優點。
生態環境監測可用作對農田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等進行監測。不難看出,生態環境監測是環境監測的拓寬,除開新理論、新技術和新措施外,環境監測的理論和實踐定能作為生態監測得以發展和完善的基礎保障。景觀生態學、農業生態學、森林生態學、淡水生態學、海洋生態學、荒漠生態學、脆弱帶生態學、地球化學、氣象學、物候學、環境經濟學等理論與實踐對生態環境監測也是大有益處。
二、生態與環境監測的技術和方法
1、環境監測程序
(1)現場調查與資料收集
環境污染隨時間、空間變化,受氣象、季節、地形地貌等因素的影響,應根據監測區域呈現的特點,進行周密的現場調查和資料收集工作,主要調查各種污染源及其排放情況和自然與社會環境特征,包括地理位置、地形地貌、氣象氣候、土地利用情況以及社會經濟發展狀況。
(2)確定監測項目
應根據國家規定的環境質量標準,結合本地區主要污染源及其主要排放物的特點來選擇,同時還要測定一些氣象及水文項目。
(3)確定監測點布置及采樣時間和方式
采樣點布設得是否合理,是能否獲得有代表性樣品的前提,應予以充分重視;選擇和確定環境樣品的保存方法;環境樣品的分析測試。
(4)數據處理與結果上報
由于監測誤差存在于環境監測的全過程,只有在可靠的采樣和分析測試的基礎上,運用數理統計的方法處理數據,才可能得到符合客觀要求的數據,處理得出的數據應經仔細復核后才能上報。
2、監測的方法和技術路線
生態監測技術方法就是對生態系統中的指標進行具體測量和判斷,從而獲得生態系統中某一指標的特征數據,通過統計分析,以反映該指標的現狀及變化趨勢。在選擇生態監測具體技術方法前,要根據現有條件,結合實際制定相應的技術路線,確定最佳監測方案。
技術路線和方案的制定大體包含以下幾點:生態問題的提出,生態監測臺站的選址,監測的內容、方法及設備,生態系統要素及監測指標的確定,監測場地、監測頻度及周期描述,數據的整理(觀測數據、實驗分析數據、統計數據、文字數據、圖形及圖像數據),建立數據庫,信息或數據輸出,信息的利用(編制生態監測項目報表、針對提出的生態問題建立模型、預測預報、評價和規劃、政策規定)。
在確定具體的生態監測技術方法時要遵循一個原則,即盡量采用國家標準方法,若無國家標準或相關的操作規范,盡量采用該學科較權威或大家公認的方法。一些特殊指標可按目前生態站常用的監測方法。生態監測具有著眼于宏觀的特點,是一項宏觀與微觀監測相結合的工作。對于結構與功能復雜的宏觀生態環境進行監測,必須采用先進的技術手段。其中,生態監測平臺是宏觀監測的基礎,它必須以3S技術作支持,并要具備容量足夠大的計算機和宇航信息處理裝置。
3S技術,即地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)和全球衛星定位技術(GPS)。3項技術形成了對地球進行空間觀測、空間定位及空間分析的完整的技術體系。它能反映全球尺度上生態系統各要素的相互關系和變化規律,提供全球或大區域精確定位的高頻度宏觀資源與環境影像,揭示巖石圈、水圈、氣圈和生物圈的相互作用和關系。在RS和GIS基礎上建立的數學模型,能促進以定性描述為主到定量分析為主的過渡,實行時空的轉移,在空間上由野外轉入室內,在時間上從過去、現在的研究發展到在三維空間上定量預測未來。3S技術是宏觀生態環境監測發展的方向,是其發展的主要技術基礎,在今后較長的一個時期內,遙感手段將在生態環境監測中得到更廣泛的應用,地理信息系統作為“3S”技術的核心將發揮更大的作用。目前美國、歐洲、日本和我國都在制定新的觀測計劃,國內北京、上海、重慶、廈門等地都在推進基礎數字化工作,推廣GPS定位觀測,這些計劃的實施將為區域環境監測提供重要的數據。傳統監測手段,只能解決局部監測問題,而綜合整體且準確完全的監測結果必須依賴3S技術。充分利用計算機技術把遙感、航照、衛星監測、地面定點監控有機結合起來,依靠專門的軟硬件使生態監測智能化,使生態資料數據上網,實現生態監測網絡化,是目前以及今后相當長的一段時間里監測人員的重點工作內容。
環境監測的方法必須上升到國家標準,并嚴格執行。目前我國已經制定了全面詳細的國家行業標準,包括水環境監測方法標準、大氣環境監測方法標準、固體廢物監測方法標準、噪聲環境監測方法標準、土壤環境監測方法標準、輻射環境監測方法標準、空氣監測技術路線、地表水監測技術路線、生物監測技術路線等等,這些標準的全面落實是推進我國生態與環境監測事業的保證。
三、生態監測的發展趨勢
1、發揮生態環境監測體系優勢
生態環境監測的理論具有廣泛的內容,環境監測的實踐豐富了生態環境監測體系,要發揮生態環境監測體系優勢,使其成為開展生態監測工作的基礎保證。
2、合理選擇監測指標
我們現有的監測能力、技術與設備水平有限,因此必須從實際出發,結合本地的特點,從由于經濟發展過快對生態環境形成壓力和影響生態系統變化的因子中,選取易監測、針對性強、能說明問題、對特定環境敏感和屬于污染的因子開展監測,以此表征主要的生態環境問題,待今后條件具備時,逐步加以補充、擴展。
3、充分利用先進技術
當前許多現代化的技術和手段,還沒有在生態環境監測體系中發揮作用,如3S技術已經趨于成熟并廣泛得到應用,要使其和生態監測密切結合,并以最少費用獲得必要的生態環境信息,在生態環境監測體系中發揮效用。
結束語
隨著科學技術的不斷發展,環境監測技術也在向更精細、更準確、更靈敏的方向發展。本文所述環境監測技術各有各的優點和不足,只有對它們作進一步深入的研究,完善優點,彌補缺點,根據各個地區的實際情況和研究實力,把它們聯合應用,才能最大限度地發揮每一種監測方法的作用,為環境監測提供強有力的技術支持。
摘要眾所周知,區域是一個國家的組成單元,是國家國民經濟和可持續發展的重要組成部分,各個區域因其自然、社會、經濟、生態和環境等方面的特殊性,存在著經濟區位和生態區位差異。一定區域的環境容量和資源的人口承載力是有限度的,人口的數量一旦超過了區域的生態承載能力,勢必會引起人地關系的失調、對資源的掠奪性開發和環境的破壞,出現生態危機和生態災難。
關鍵詞環保技術;生態環境治理;應用
引言
生態文明是人類社會發展進步的重要標志。生態環境治理是直接關系西部開發中經濟社會可持續發展的基礎工程。西部開發10年來,在國家政策、法律、財力和物力等多方面巨大支持下取得了巨大成就,但西部生態環境依然面臨著嚴峻形勢。解決之策是以生態文明為理念,以政府為主導、以市場為基礎、以公眾為推動力,完善西部生態環境治理體系,實現西部經濟社會與環境的協調可持續發展。
一、先進的低碳環保技術是城市環境治理的強大支撐
科學技術是第一生產力。沒有強有力的科技支撐,城市環境治理就難以實現。在我國城市環境治理過程中,一大障礙就是環境技術瓶頸,特別是城市廢棄物減量及處理技術、廢氣凈化技術還比較落后,導致很多工廠企業廢棄物大量存在,得不到妥善處置; 城市垃圾堆積如山,凈化后排放的廢氣煙塵中仍然含有二氧化氮、二氧化硫等污染氣體。從中國城市環境治理的實踐來看,在我國自主創新能力不足的背景下,應依靠商業渠道引進世界先進的環境技術,走引進消化吸收再創新的路子,并加大城市環境治理相關技術的研發,提高環境治理的技術水平,為城市環境建設奠定強大的技術支撐。
二、全球治理對環境治理的現狀
全球治理效果的有限性和滯后性,既是治理機制自身存在的問題,也是全球問題的性質和特點所致。一方面,全球治理機制在利益差別巨大的主體之間難以協調一致,為了達成一個共同協議往往需要數年甚至數十年,影響了治理效率。治理規制的規范約束力普遍不強,不足以制約行為體的行動,容易導致治理措施不能按時有效落實,這些都是造成治理效果不佳的因素。另一方面,全球治理效果也存在滯后的問題。許多全球性問題并非突然出現,而是長期積累所致,因此治理過程也是長期性的,治理效應也需要一段時間逐漸顯現,不可能一蹴而就,這種治理效應與治理本身在時間上的滯后降低了治理效率,影響了治理效果。例如全球氣候變暖問題即是如此,氣候變暖顯然不是短期內造成的問題,它是過去兩百多年的工業化進程所引發的長期性后果。同樣,對該問題的治理也不是一日之功,針對該問題的所有治理措施,包括減少溫室氣體排放)通過技術轉讓)經濟援助等方式增強發展中國家的適應能力等,一般至少需要數十年的時間,才有可能看到效果。除此之外,氣候問題本身很復雜,影響氣溫變化的因素很多,而且受到技術上的局限,氣溫下降與否和下降幅度很難做到精確計量,因此對治理效果的評估也存在諸多困難,往往造成治理效果不穩定的情形出現,這也在一定程度上影響人們對治理效果的評判。
三、環保產業背景下的技術選擇
由于環保技術的內在驅動力,不僅能夠提升經濟,而且還可以提升社會與環境效益。另外,環保產業不但能自我提升,而且還能使資源配置更加合理,使經濟增長模式發生改變??梢?,環保產業的技術選擇對于經濟的長期發展有著重大意義。
(一)把握當前全球環保技術發展的思想和方向,確保環保產業內部增長模式的生成
首先,增強和國外先進環保單位的合作力度,對其先進環保技術加以引進與吸收。環保產業發展的內在驅動力是環保技術,只有依靠環保技術,環保產業才能實現可持續發展。我國環保技術產品趨于低端化、同質化,其整體發展水平相當落后,難以自主設計與研發成套高端設備;其次,引入國外環保產業的技術競爭機制與創新模式,提升環保產業的內部增長能力。由于我國環保技術產品過于趨向同質化,使得環保產業過于疏松,對整體技術水平的提升造成了局限。而競爭機制與創新模式這兩種市場化措施,將促進整個環保產業的發展。最后,由于環保產業是一種戰略新興產業,擁有無限的市場潛力,因此對于那些操作性相當強的市場化技術鼓勵政策應當予以快速制定與施行,同時加快高效投資預期模式在環保企業中的生成速度,以確保政策能夠長期穩定的實施。
(二)增加環保產業投入,促使工業化與城鎮化協同發展
第一,環保產業發展將促使工業化轉向低碳化發展。我國各地都在規劃與建設環保產業聚集區。一方面東部沿海發達城市建設生態化工業園區,對落后污染產業予以淘汰,并且企業下載進行強化節能減排;另一方面中西部城市承接了產業轉移,在建設工業園區之初,就充分考慮了工業園的環保服務功能及如何進行節能減排與資源再利用等問題。通過眾多經濟部門的交叉與滲透,使得環保產業獲得了長足的發展機會;第二,環保產業發展將促使城鎮化轉向生態化發展。城鎮建設的快速發展期將持續很長一段時間,怎樣使城鎮化走上可持續進程,如何解決城鎮發展與污染治理的矛盾將成為重中之重。現在,因為我國城市處理生活垃圾的能力相當低下,許多城市將要出現被垃圾所圍的窘況,所以想要解決這些問題,發展環保產業才是王道;第三,環保產業發展能夠促使工業化和城鎮化協同發展。從歷史角度來看,工業化促進了城市的繁榮與發展,如果城鎮化推進過緩,將對工業化進程造成影響。目前我國城鎮化的發展速度根本趕不上工業化的發展速度,僅針對環保產業背景而言,環保產業發展不但能擴大業內就業率,而且由于環保技術的頻繁運用,將促使與之相關的產業就業率快速提升,最終使得城鎮化進程不斷推進。
三、現代污水處理技術在水環境保護中的應用
我國人均水資源不到500立方米,實屬水少地區;特別是隨著經濟發展和城市人口劇增,生態環境惡化,工農業用水技術落后,浪費嚴重,水源污染,使原本貧乏的水“雪上加霜”,這成為國家經濟建設發展的瓶頸。
(一)現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。 一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。 二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后,經過格柵或者砂濾器,之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
(二)工藝選擇準則
1) 城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求,經全面技術經濟比較后優選確定。
2) 工藝選擇的主要技術經濟指標包括:處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。
3) 應切合實際地確定污水進水水質,優化工藝設計參數。必須對污水的現狀水質特性、污染物構成進行詳細調查或測定,作出合理的分析預測。在水質構成復雜或特殊時,應進行污水處理工藝的動態試驗,必要時應開展中試研究。
4) 積極審慎地采用高效經濟的新工藝。對在國內首次應用的新工藝,必須經過中試和生產性試驗,提供可靠設計參數后再進行應用。
通過污水處理使污水得到凈化達到排水標準或再次使用的水質要求,。污水處理被廣泛應用于建筑、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
四、垃圾焚燒及廢氣凈化技術在城市垃圾處理中的應用
(一)嚴格的垃圾分類體系
中國的垃圾分類回收始于好多年前,目前已經形成了嚴格的垃圾分類回收制度及完備的垃圾回收設施。中國居民住宅樓中有專門的垃圾間,一般擺放兩種垃圾分類箱: 廢紙箱和生活垃圾箱。同時在城市街道的路邊擺放有好幾種種不同顏色的分類垃圾桶,用于收集不同種類的垃圾。對于特殊垃圾,如醫院垃圾、舊家具、舊家電、有毒垃圾等,則設有專門的特殊垃圾回收體系,由專業人員定點負責專門回收和處理。
(二)先進的垃圾焚燒和廢氣凈化技術
垃圾焚燒作為垃圾處理的一種主要方式,其中的關鍵環節一是垃圾燃燒是否充分,有多少剩余物;二是垃圾燃燒產生的廢氣如何凈化。因為垃圾焚燒產生的廢氣中含有大量的有毒氣體,直接排放會造成大氣污染,這是制約垃圾焚燒的兩個主要問題。
(三)完善的分類垃圾回收管理及運輸體系
中國有專門的政府部門負責管理全市垃圾的分類回收及處理。此外還成立了專門的獨立核算的運營公司,負責運送處理垃圾的具體事務。除了完備的垃圾回收箱系統外,中國還有多個垃圾場和多個家居危險廢物等特殊垃圾收集中心。通過高效率的收集和運輸系統,在提高廢物再利用率的同時,也潛移默化地引導人們自覺養成垃圾分類的良好習慣,以達到保護環境的目的。
結束語
目前環保產業背景下的經濟發展情勢相當嚴峻,因工業化與城鎮化進程所導致的環境問題屢見不鮮,政府拿不出有力的職能手段,市場化技術也相對缺乏,使得環境問題日益突出。
摘要:公路建設往往會對路域的生態環境造成不同程度的破壞,嚴重破壞了生態環境的和諧,因此路域生態環境的重建是道路建成后一項重要內容。“3S”技術的運用能夠對路域的生態環境進行整體、宏觀的把握,是一種可行性高、耗時短、現勢性好、準確度高的方法和手段,提高了路域生態重建水平,促進公路建設與生態環境的和諧統一。
關鍵詞:公路域 生態環境 “3S”技術
引言
隨著公路建設的發展,由其帶來的生態環境問題也越來越受到人們的重視。公路建設往往會對其周圍的生態環境、土壤植被遭到毀滅性的破壞,嚴重影響交通道路的安全和路域的生態環境。
傳統的路域生態環境研究,不但費時費力,而且難以對路域生態系統進行整體、宏觀的把握,許多情況下難以得到所期待的結果。本文將對“3S”技術在路域生態環境重建中的應用進行探討。
1、公路建設對生態環境的破壞與影響
1.1公路域的確定
公路域生態環境質量評價的研究對象是“路域”,路域的邊界確定是進行評價的前提。以往的研究者在公路污染、環境保護以及路域生態系統等相關問題的研究中就路域邊界的確定做了不少研究工作。
由交通部公路科學研究院編制《公路建設項目環境影響評價規范》規定我國公路環境影響評價的路域范圍為公路兩側各200米。
1.2公路建設中的生態環境破壞
(1)公路設計不合理造成生態系統結構與功能下降,區域生態環境惡化。路線方案設計不合理,公路穿越生態脆弱區,導致脆弱生態系統遭到人為分隔,生態系統穩定性降低。
(2)修筑路基產生裸露坡面或不穩定邊坡。許多路基邊坡為裸露坡面,或為堆積邊坡,這些人為裸露坡面或堆積邊坡,表層幾乎無植被覆蓋,地質不穩定。
(3)挖方取土對土地造成毀滅性破壞。由于大量挖方取土進行路基填方,局部土地受到大規模的機械開挖、翻動,巖土層產生移動、變形,改變了原有土體的自然結構,土壤植被系統幾乎遭到毀滅性的破壞。
(4)臨時設施及活動場所破壞地表自然生態系統。施工設備及材料堆放場、棄渣場、工棚、臨時加工場、倉庫、便道等施工用地,表土層與植被受到不同程度的破壞,路域自然生態系統退化。
(5)公路通車運營對沿線生態和環境的持續性影響。在公路上行駛的汽車產生噪聲并排出有毒的尾氣,對公路沿線居民生活產生影響,尾氣中的有毒氣體,會對大氣造成污染同時阻礙兩側植被生長。
2、路域景觀中的“3S”技術
2.1 “3S”技術
采用“3S”技術不僅可對現狀進行全面的了解,同時還可追蹤過去的生態狀況,能為公路路域生態識別提供大量綜合、宏觀、動態和快速更新的信息,對路域的生態環境有一個全面、準確的掌握,“3S”技術為公路建設中的生態環境重建提供了有效的工具。
RS是一種先進的數據獲取手段,主要是航空和衛星遙感,可以快速、方便、快捷地獲得研究所需要的大量數據,能為環境監測提供動態、實時、豐富的信息,為GIS的數據更新提供系統、可靠、連續的數據源。GPS具有全天候、高精度和全球覆蓋的能力,主要用于實時、快速地提供目標位置,在生態與環境勘測中得到廣泛應用。GIS能動態的、空間的采集、管理、分析、輸出多種地理信息,是一種現代化數據管理分析工具。公路是個帶狀工程,對生態景觀影響范圍廣泛,必須有衛星遙感所提供的動態數據與地理信息系統的結合。利用GIS的疊置功能,進行遙感影像與矢量地理數據的信息復合,這樣就大大地增強了人工對遙感影像的判讀能力。
2.2“3S”技術在路域生態重建中的優越性
將“3S”技術應用于公路建設的生態重建中有著明顯的優越性,主要表現在以下幾個方面:
(1)利用“3S”技術可以從宏觀上獲取關于生態重建所必需的生態與環境方面的信息。
(2)利用“3S”技術可以實現定量分析、可視化、觀測與模擬、空間分析、決策支持等方面的功能。
(3)應用“3S”技術后,在速度、成本、效率、效益、適用性等方面都具有明顯的優越性,以其為基礎進行多學科、多技術手段的滲透和融合更具有廣闊的應用前景。
3、“3S”技術在路域生態環境重建中的應用
“3S”技術在路域生態環境重建中的應用主要有以下幾個方面:
(1)用于環境數據的采集?!?S”技術可用于采集宏觀的、區域的乃至全球的動態綜合環境信息,將其與常規的環境信息采集手段相結合,就可實現綜合、系統的環境信息采集。
(2)用于環境監測與治理。RS信息是進行環境動態監測的基本信息源,GIS具有強大的空間分析和數據處理功能。充分利用GIS的功能模塊,結合特定的空間監測分析模型對環境信息進行處理,找出環境變遷的動態規律,可以實現對環境信息的動態綜合監測。
(3)用于環境模擬與預測。GIS是進行區域環境演變模擬和預測的有力工具。在GIS功能模塊的基礎上,進行必要的開發和完善,建立能動態顯示環境變化規律的模型,并通過一定的參數對環境的發展趨勢作出預測。
(4)用于建立路域生態與環境信息系統。GIS系統具有數據采集、編輯、矢量柵格數據變換、屬性管理、空間內插分析、緩沖區分析、聚類分析等一系列強大的功能模塊,可以方便地用于路域環境的分析和評價。
4、結束語
利用“3S”技術,可以實現實時獲取路域的生態環境數據,對生態環境的變化進行模擬與評價。RS的宏觀、綜合、動態、快速獲得研究所需要數據,GPS實時、快速地提供目標位置,與GIS所具有強大的信息組合與集成分析功能結合起來,建立完善的生態環境質量評價的指標體系。為路域生態評價提供了一種可行性高、耗時短、準確度高的方法和分析手段,提高了路域生態重建水平,促進公路建設與生態環境的和諧統一。
摘要:眾所周知,膜技術作為一種新型而又高效的環境處理技術,其對于生態環境的治理具有重要的意義。本文主要介紹了將膜技術應用于生態環境的治理過程的實例,其中有對美國的科羅拉多河流進行反滲透的脫鹽工程,還有利用膜技術進行井下貯水工程以及對富營養化的河流和湖泊進行低壓膜的相關水處理操作工程。通過上述的實例分析,幫助我們了解了膜技術對于生態環境治理的功效,有利于膜技術的未來發展。
關鍵詞:膜技術 生態環境 水處理
膜技術作為一種新型而又高效的環境處理技術,其以廉價的成本以及高效的處理效果在水質治理以及生態修復等方面得到了越來越廣泛地應用,發揮了越來越顯著的功效。
一、生態環境的現狀
隨著我們國家現代化工業的不斷發展,生態環境出現了嚴重的惡化,造成生態環境惡化的主要原因是由于人類在對大自然進行開發以及利用的過程中,沒有一定的保護意識。惡化的生態環境將在一定程度上制約我國的工業發展以及社會的進步,更嚴重的有可能會威脅到人類的生存空間,如果我們不對此進行高度重視,我們有可能遭受自然的報復,并為此付出慘痛的代價。水環境的污染與破壞是現有的最嚴重的生態環境問題,我們知道,水體受到污染以后不僅會使得我們人類的水資源出現短缺,還會在一定程度上影響我們人類的身體健康,打亂生態環境與社會經濟的平衡關系,因此,利用一定的科學技術管理、治理水污染對于我們人類的發展來說具有重要的意義。
值得慶幸的是,目前人類已經充分認識到了生態環境出現惡化會給人類社會帶來的嚴重后果,并且根據不同的實際情況開始對生態環境問題進行不同的處理,然而,科學的治理方案往往伴隨著昂貴的價格,所以,研究以及選用科學、正確、高性價比的治理方法是我們的首要問題。在選擇使用治理生態環境問題的方法時,我們需要充分考慮到二次污染問題,降低治理的花費,提高治理的效果。
二、生態環境治理過程中的膜技術
(一)膜技術
膜技術在生態環境的治理中具有許多優勢,受到了越來越多人的關注,并且迅速成為一門新興的環境治理技術。從膜技術研究和發展以來,其主要應用于奶品的加工、水的反滲透和飲料行業中,然而,隨著我國對膜性能研究的不斷深入,膜設備的安裝成本出現了大幅度的下降,最近幾年,膜技術已經被廣泛地運用于農業的水處理以及生態環境的修復方面。
(二)膜技術在生態環境治理過程中的運用
我們知道,隨著社會經濟的高速發展,人們為了實現自身的利益,在開發和使用水資源時,會忽視對環境的保護意識,從而給水資源環境帶來了很多無法彌補的負面影響,例如絕大多數的城市污水在沒有經過適當的處理卻進行任意地排放;對大自然中的水資源進行過度地開采;興建大量的水庫進行大面積的水源灌溉以及人為污染導致許多湖泊和河流出現富營養化等,這些現象都會導致生態環境的惡化,使得水資源出現無法逆轉地污染。人們在談到生態環境的惡化問題時,最先想到的是水環境的大范圍污染以及生物所處的生存條件的破壞,所以,對水資源進行科學的治理工作是修復生態環境的第一步。而膜技術在水環境的治理過程中能夠發揮出巨大的功效。在膜分離中,既不會出現相變現象,也不存在熱過程和相關的化學反應,由于膜技術是按照單元組合的方式產生的整體,因此,膜技術的裝置更加大型化。在膜分離的過程中,無論是微濾過程、納濾過程、超濾過程,還是膜技術的反滲透過程,都需要以壓力作為其主要的推動力,所以說膜技術的操作以及控制工作具有較高的可靠性。
三、將膜技術應用于生態環境的治理過程的實例
(一)對咸水河流進行治理
美國的科羅拉多河流全長有2254千米,由于受到環境污染,其河水的含鹽量遠遠高于上個世紀初河水的含鹽量,并引起了美國與墨西哥雙方的廣泛關注。造成該河流的水質出現高含鹽的原因有以下幾個方面:一方面,由于在該河流的主要流經處存在大量的鹽分,并且隨著河水的流動,這個鹽分會慢慢地溶解在河水中,從而造成該河流的河水含鹽量較高;另一方面,在該河流的沿途區域,建造了許多大型的水庫,這就增加了河水蒸發的表面積,從而提高了河水的含鹽量;最后,該河流的沿途開發了大量的灌溉區域,從而形成了高鹽度的排放水。
由于該河水的高含鹽量會給墨西哥流域的一些農作物的生長產生嚴重的影響,因此,為了保護其生態環境,墨西哥方面要求盡可能地降低該河流的含鹽量,使其不超過每升700毫克。為了實現這一目標,墨西哥政府開始籌建世界上最大規模的反滲透脫鹽工廠,該工廠現位于美國的亞利桑那州,在其建成以后,有將近400000m3/d的河水被輸入進該工廠進行反滲透的脫鹽處理,該處理過程主要采用的是醋酸型的纖維素卷式膜,且該膜在使用之前需要經過一定的預試驗,試驗過程主要是對中空纖維膜以及卷式膜進行預處理。
對進料水進行預處理的過程是整個反滲透脫鹽處理的關鍵所在,其主要包括有以下三個環節:懸浮物的沉降、固液接觸的反應以及雙介質的過濾。
(二)井下貯水
井下貯水也可以稱作是水的井下儲存以及回收,其對于地下水資源的保護以及利用具有重要的意義。在井下貯水過程中,涉及到了兩個方面的過程,一是膜技術,另一個是蓄存技術,利用這兩種技術不僅可以保證水資源的安全使用,還可以保證水資源能夠持續地供應。
通常情況下,冬季的一些城市能夠產生兩種重要的剩余資源:一種是已經經過科學處理的廢水;另一種是剩余的使用電力。我們可以采用低壓膜技術通過剩余的電力對城市廢水進行處理,或者是對于苦咸水進行一定的反滲透操作,從而利用低成本生產出高質量的飲用水。將經過上述處理的水資源貯入水井中,可以實現較為經濟的井下貯水操作。然而,將水資源注入井中之前,需要經過科學的預處理,從而防止出現井里的多孔層堵塞問題,與此同時,需要確保注入井中的水資源不會與地下水以及井中的材料發生一些化學反應。
(三)低壓膜在水資源生物爆發中的應用
隨著社會的發展、科學技術的進步,世界范圍內也出現了越來越嚴重的環境污染問題,其中,江河湖海中水體的富營養化是造成水資源惡化的重要問題之一,并且在全世界許多國家,都出現了河水以及海水的生物暴發,例如水質中的微藻、細菌、隱孢子、病毒以及寄生蟲等生物越來越多,這些生物的大量存在對于水質產生了嚴重的污染,使得水中的有機碳含量逐漸升高。為了解決水資源中由于生物爆發而產生的水質問題,人類利用納濾技術建立了膜處理生產線,改進了傳統的水處理方式,有利于水資源的治理。
四、結語
現如今,進行排污的企業越來越多,廢水的排放規律也越來越復雜,利用相關的環境監察單位進行人工監察,已經不能滿足生態環境保護的需要。對生態環境的污染源進行自動的在線型監控,不僅科學準確,而且還可以科學地核算出企業排污的總量,為我們國家的減排計劃提供了重要的依據。以此同時,對于監測出的污染源我們需要給予科學的處理,膜技術作為一種新型而又高效的環境處理技術,將其用于生態環境的治理過程中不僅成本較為低廉,而且處理的效果良好,能夠滿足人類實際生活以及生產的需要,需要得到我們的廣泛關注。