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關鍵詞:收集處理模式;生活污水;處理技術選擇;生物接觸氧化技術
中圖分類號:x703 文獻標識碼:a
1 收集處理模式
根據處理規模可將農村分散生活污水處理劃分為單戶規模、多戶規模和村莊規模,本文主要研究農村單戶生活污水的治理。從污水的產生、收集、處理及資源化的全過程考察,農村分散型生活污水處理主要有兩種收集處理模式:一是黑灰水混合收集處理模式,二是黑灰水分離收集處理模式。
(1)黑灰水混合收集處理模式
黑灰水混合收集處理模式是將家庭產生的幾種廢水如廚房污水、洗衣污水、洗浴污水、沖廁污水等全部匯合在一起,混合收集、處理。這種收集處理模式主要存在于經濟條件比較好的農村地區,這些地區一般已實現自來水入村入戶,沖水馬桶等用水器具也普遍安裝。該種方式以水作為載體,將糞便或廚余進行稀釋和輸送,省去了旱廁等黑水收集處理系統,比較衛生方便,受到農戶的青睞。但是其缺點是用水量大大增加,忽略了黑水、灰水的資源化回用;另外黑水、灰水混合后處理難度加大。
(2)黑灰水分離收集處理模式
黑灰水分離收集處理模式是指在農戶污染源產生點對黑水、灰水進行分類收集、分類處理及回收利用。該處理方式的優點是污染物從源頭分開,可根據不同污染物的特性采用不同的處理方法,不需耗用大量的水輸送糞便,不僅減少了水資源的消耗,降低了處理量和處理難度,也有利于廢物的資源化利用。主要缺點是收集處理系統比較復雜,費用較高。
有專家提出,除了黑灰水需要分離處理外,黑水中的糞便和尿液也應進行分離處理,由此,基于尿液分離的源頭控制衛生概念近年來在歐洲一些國家興起,這不僅可有效回收氮、磷等植物營養元素,而且可簡化后續污水處理工藝流程。將尿液分離后直接、間接利用是目前歐洲一些國家(如瑞典、丹麥、德國、奧地利、荷蘭等國)分散式污水處理的一個熱點研究方向。
黑灰水分離收集處理模式以及糞便、尿液分離收集處理模式符合全過程環境管理理論的產生源控制優先原則,有利于節約用水、污水的資源化利用以及降低處理難度,是目前農村分散型生活污水處理的推薦模式。因此,在農村生活污水處理中,應盡量采用沼氣池廁所、堆肥式、糞尿分集式等生態衛生廁所;在水沖廁所后,應采用沼氣凈化池和戶用沼氣池等方式處理糞便污水,產生的沼氣應加以利用;盡量使用糞便與生活雜排水分離的新型生態排水處理系統;宜采用沼氣池處理糞便,采用氧化塘、濕地、快速滲濾及一體化裝置等技術處理生活雜排水;在沒有建設集中污水處理設施的農村,不宜推廣使用水沖廁所,避免造成污水直接集中排放,在上述地區應盡量使用非水沖式衛生廁所。
隨著農村地區生活水平的提高,水沖廁的運用越來越廣泛,要實現黑灰水分離以及尿液糞便分離具有一定的困難,不符合人們的日常生活習慣,從實際情況出發,我國農村生活污水按灰水、黑水和灰黑混合水三種水質分別處理是比較現實合理的。
2 農村分散型生活污水處理技術選擇
(1)農村分散型生活污水處理技術的選擇原則
針對農村分散型生活污水的特點以及其處理的難點,在選擇處理技術時,應遵循以下原則:
① 因地制宜
農村地區,經濟條件較弱,應充分利用農村的地形地勢、可利用的水塘及廢棄洼地,優先采用節能降耗、管理方便的生態處理技術,在土地面積有限的情況系,可采用生物生態組合處理技術實現污染物的生物降解和氮、磷的生態去除,以降低污水處理能耗,節約建設、運行成本。此外,還應結合當地農業生產,加強生活污水的源頭削減和尾水的回收利用。
② 抗沖擊負荷能力強
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農村生活污水水質水量變化很大。當污水排放量較小時,容易造成處理系統的資源浪費,污水排放量大時,容易超出污水處理系統的處理負荷,造成出水惡化,所以,應盡量選擇抗沖擊負荷能力強的污水處理技術。
③ 管理維護簡單
農村居民的文化程度相對較低,對污水處理技術了解較少。復雜的污水處理系統操作復雜,農村居民可能由于知識有限而無法管理,這樣裝置出了問題后就可能無人修理、維護,進而退化、毀壞,失去凈水功能。因此應選用運行管理簡單,維護方便的污水處理工藝。
④ 低耗高效
由于大部分農村居民收入相對較低,農村生活污水處理設施的建設費用主要來自政府的投資和支持,因此生活污水的處理應盡量選用造價較低、運行費用省、管理費用少的工藝。
⑤ 占地面積相對較小
農村地區雖然土地面積較廣,但是對有些農村地區來說,大部分是山地、丘陵,可供農村居民生活、生產所用的土地很少,考慮到農村今后的發展,應節約土地。應考慮采用占地面積較小的污水處理工藝。
⑥ 無二次污染
在城市污水處理中,在使水質得到凈化的同時,有時也會帶來空氣污染、蚊蟲增多、化學藥劑污染等其它環境問題,因而,在農村生活污水處理中,應盡量選擇無二次污染或少二次污染的處理工藝。
總體來說,農村生活污水處理方式,應結合農村當地的地理條件、經濟條件、環境條件、管理水平綜合考慮,生活污水處理方式必須符合經濟、高效和簡便易行的原則。
(2)農村單戶生活污水處理技術比選
農村分散型生活污水處理技術可大體上分為生物、生態技術兩種,生物技術主要指活性污泥法、生物膜法、厭氧生物濾池法、化糞池法等,生態技術主要指氧化塘、人工濕地、土地滲濾等。
針對農村土地稀少,生態處理方式受限的情況,許多學者提出了組合生態與生物處理方法的模式,經實踐驗證其不但處理效率高,而且占地面積小、能源消耗低,非常適用于農村分散型生活污水的處理。生物生態組合模式主要包括化糞池或沼氣池+生態處理組合技術、化糞池或沼氣池+生物處理組合技術、生物+生態深度處理組合技術三種形式。其中化糞池或沼氣池對后續生態工藝往往只是起到一個預處理的作用,處理效果有限,負荷減低作用也有效,其往往不能有效達到減少系統占地面積大的問題。因此,通常所說的生態+生物組合技術中的生物技術往往指的是好氧生物技術,好氧生物技術主要有活性污泥法、sbr法、膜生物反應器法、生物濾池法、接觸氧化法等。
在大城市中,a2o工藝、膜生物反應器、sbr等工藝應用比較廣泛。但是對于農村地區來說,a2o工藝能耗較高、對管理水平要求也高,另外其抗沖擊負荷能力有限,易產生污泥膨脹等問題,使它不適合水質水量變化都非常大的農村生活污水處理;膜生物反應器法處理效果較好,但是價格非常昂貴,此外其容易發生膜堵塞,需要定期更換,農村地區由于缺少專業的技術人才,其維護是一個大問題;sbr法的一個突出缺點是自動化控制要求較高,同膜生物反應器一樣,在農村地區缺少專業的技術人才;生物濾池法由于能耗低、運行簡單、無廢棄污泥問題等特點被有些學者推薦用于農村生活污水處理,但是生物濾池法也有它的缺點,例如供氧條件較差,填料易堵塞,易滋生蚊蠅等,另外其抗沖擊負荷能力也比較差,這影響了它對水質水量變化大的農村分散型生活污水的處理。
生物接觸氧化技術對水質、水量波動具有較強的適應性,這已經在很多實際工程運用中得到證實。與活性污泥法相比,生物接觸氧化法不僅能夠處理高濃度生活污水,也能處理低濃度生活污水,另外,其所產生的剩余污泥較少,不需污泥回流,無污泥膨脹等問題。接觸氧化法所具有的這些優點,使其對于土地資源比較緊張的農村地區的生活污水處理具有一定的優勢。
結語
本文介紹了農村分散型生活污水收集處理模式,分析了農村生活污水處理技術選擇本文考慮對接觸氧化法進行一定的改進優化,在保證其處理效果的基礎上盡量降低其運行成本,使其適用于農村單戶生活污水的處理。
參考文獻
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論文關鍵詞:城市建設;城市污染;環境問題
一、城市環境和資源的壓力
城市規劃中的環境問題跟經濟活動和人口的密度成正比,因而,巨大的資源與環境壓力也接踵而來,加上日益加快的城市化進程,城市猛增的人口,人民日益提高的生活水平和升級的消費,都帶給了緊張的城市環境和資源更重的壓力。
(一)大氣的污染和大氣污染物
大氣污染物目前已知的約有100多種。主要由自然因素(如森林火災、火山爆發等)和人為因素(如工業廢氣、汽車尾氣等)引發,后者更甚,特別是工業生產和交通運輸死帶來的。城市中的空氣污染源大致來自于以下方面:1、工業:工業是導致大氣污染的重要因素。因為工業排放到大氣中的污染物性質復雜,種類繁多;2、交通運輸:尤其是城市汽車,數量多又集中性強,它所排放的污染物能對人呼吸器官直接造成很大的危害,嚴重污染城市空氣,是城市空氣的重要污染源;3、各種噴霧劑,新增了空氣中的有害成分,造成空氣污染(如各種空氣清新劑、殺蟲劑等)。城市化日漸加快,相伴相生的工業、交通運輸業也發展迅速,這些發展就導致了更多空氣污染。當污染物:大量的廢氣、粉塵、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、臭氧等被排入大氣中后,空氣的質量就受到了嚴重的破環。
(二)廢水污染
城市水污染主要涉及如下三點:
1、工業廢水;2、生活污水。生活排放污水的數量正在逐漸增加,有資料顯示,有一半的廢水是生活排出的;3、農業中用的化肥、農藥,通過雨水進入到到河流中后,使地表水受到污染。據相關環境部門調查,我國城鎮未經任何處理直接排入水中的污水每天至少有l億噸。全國七大水系中,一半以上的河段水已受到污染,全國不適合魚類生存水占到1/3,不能用于灌溉的占到1/4,嚴重污染的已達到了90%,有一半的城鎮水源不符合飲用標準,40%的水已不適合飲用,甚至水體污染已經成為導致南方城市總缺水量的60%—70%的罪魁禍首。
(三)固體廢物污染
固體廢物主要涉及到生活垃圾、一般工業固體廢物和危險廢物三種。另外,也包括農業固體廢棄物和建筑廢物。固體廢物一定要妥善處理后才能丟棄,否則就會對大氣、水體和土壤帶來嚴重污染,危害人體健康。固體污棄物具有兩重性,也就是說,在不同的時間和地點,對于不同的人而言,被廢棄的某物品有可能是廢物,但如果轉換一定條件,廢棄物也能變為資源。防治固體廢物污染就是利用廢物的這個雙重性,使固體廢物減量、無害化,并且變成資源。對于不能利用和一定會產生污染的固體廢物,一定要妥善處理。
(四)噪聲污染
噪聲一般可分為高、低兩種。一般而言,低強度的噪聲對人體是無害的,而且在滿足一定條件的情況下可以提高工作效率。但高強度的噪聲則會對人體有害,使人疲勞,情緒低落,甚至引發疾病。高強度噪聲,無論是對人的聽覺、視覺、智力還是神經系統、消化系統、內分泌系統、心血管系統等都有傷害。高強度噪聲主要來自工業機器、現代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商場、文體娛樂場所所帶來的喧鬧聲等。伴隨城市化進程的加快,噪音污染已發展為城市污染的嚴重災害之一。城市的噪聲污染主要來源于機動車數量的猛增。
二、防治污染的舉措
(一)大氣污染綜合整治規劃
大氣污染的治理應當在維持現有城市的能源與交通狀況的前提下,找出危害廣,影響大的最嚴重污染物,以便能有針對性的有效治理。城市規劃的大氣污染治理方法主要有:1、合理工業布局;2、減少交通廢氣的污染;3、綠化造林
(二)水污染綜合整治規劃
生活污水主要是有機物的污染,工業污水主要的污染物就沒那么簡單了。雖然每個城市水污染的程度各異,但仍可普遍采取如下措施加以防治:1、提倡節約用水,對廢水進行循環再利用。實在不能用的廢水經過處理后再排入水管道中;2、劃分區域用水,在污染嚴重區域開辦廢水處理基地,嘗試多種處理方法,采用新的科學方法凈化水,嚴格杜絕未經處理的污水直接倒入江河湖海中。
(三)固體廢物綜合整治計劃
處理城市生活垃圾一般采取兩種方式:一種是填埋,另一種就是焚燒。雖說目前,我國填埋生活垃圾已經發展到穩步推進的階段,但實施填埋時一定要妥善處理土地資源,確保最大限度的減少填埋場的污染和浪費,變填埋氣體為資源。焚燒垃圾主要適用于可燃垃圾,東部沿海城市因其土地資源的寶貴性,就決定了焚燒處理會慢慢演變為這一地區生活垃圾處理的主要方式。
(四)綜合整治和規劃噪聲污染
【關鍵字】生態景觀,水網,基本思路,存在問題
中圖分類號:S276.5文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
生態景觀水網的構建,除了可以改善水系水體的水質,還能夠解決水源地的問題,全面發揮景觀水網的效益:首先,促進水資源發展模式的創新,目前大多數城市的水環境處于亞健康的狀態,亟需提供治理保護的措施,為城市水資源的治理積累創新的經驗;其次是景觀水網的工程實施,為人類提供一個與大自然和諧相處的平臺,保證城市的飲水安全,并不斷提高城市的特色品位和個性魅力;再次,生態景觀水網是城市可持續發展的強有力支持工程,尤其是生態重點保護 區域,通過將生態平衡、環境保護和城市發展三者的結合,提高水資源環境的承載能力。
二.城市生態景觀水網存在的問題
城市生態水景觀存在問題的分析,是針對性構建生態景觀水網的基礎依據,水體惡化、生態污染和水資源枯竭等現實的問題縱橫交錯,成為目前城市生態水景觀發展的絆腳石:
1.河道生態功能逐漸喪失,水資源污染問題突出,與人類對水資源的基本需求形成強烈的矛盾,某些原本水資源豐富的南方城市,也逐漸淪落為污染嚴重的缺水城市。目前,大多數城市的內城河水質呈現繼續惡化的趨勢,生活污水、生產廢水、工業廢水和船舶廢油等不斷排入河道,而水體本身的納污和自凈能力有限,將制約著河道生態功能的正常發揮。
2.城市人口的增長、交通網絡的擴展和商業項目的啟動,大部分河道在城市建設的進程中被填埋,或者被改為暗溝,使得水系被分割,無法滿足景觀的水資源暢通要求。
3.為了滿足防洪、泄洪和排污的需求,河道往往被人工化和渠道化改造,雖然有利于航運、發電和灌溉等實際需求,但水系將和土地等生態環境分離,對河岸植物和水生生物產生極大的負面影響,破壞河流周邊的生態環境,阻礙了地下水系循環、地表水系循環和河道的自凈等功能的實現,使得水資源污染的程度加重。
三.生態景觀水網的構建思路分析
1.不斷加強生態景觀水網的重點環節建設
(一)要爭取當地政府部門的支持。水網構建工程屬于水利規劃的一部分,需要與國家水利局等相關部門聯系,爭取納入河道污染防治規劃當中,以獲得生態水網構建構成的資金技術支持,為水網構建工程創造良好的政策環境。
(二)協作機制的建立,生態景觀水網的構建涉及到水務、環保、園林和房產等領域的內容,需要建立統一高效的協作機制,使得水網作為一個綜合體進行協調性構建,因此必須抓住政策支持的時機,建立生態景觀水網構建的工程領導小組,負責對管理制度的理順和各方資源的整合,以便破解工作中的各種難題,保證生態景觀水網構建工程的穩步建設。
(三)拓寬資金籌集的渠道,針對生態景觀水網構建需要大批量資金的要求,在建設施工之前,要拓展資金的籌集渠道,加大融資的力度,一方面是爭取銀行機構的資金支持,爭取更多的銀行貸款,另一方面是利用市場推廣的手段,推行生態補償,將土地開發和水生態環境建設結合起來,以便從土地升值中獲取足夠的建設資金。
(四)制定生態景觀水網構建工程的可行性研究方案,以此作為規劃方案細化和完善的參考依據。目前,水資源的保護、水污染的處理等是生態水網構建的工程重點,我們要根據相關的規范要求,將工程項目一體化,根據批復的意見和整改要求,不斷完善工程規劃的方案。
2.構建生態景觀水網的格局
(一)提升水系的景觀生態效益。現在城市的高密度開發建設,影響生態景觀水網的格局,因此,筆者認為要針對城市的生態水資源環境特點,構建水系網絡生態格局:
(1)是結合水資源結構所處位置的地理條件,譬如針對淤泥填塞的河道,進行現場的治理和保護,溝通斷頭的河道,形成水系的流動,并采用繼承和再生的方法,調整水資源系統,重新設計結構清晰的水網架構。
(2)是恢復被填埋的河道,改善缺乏綠化的水系生態價值,譬如重新開挖直河,通過以河流水系為軸心的綠化建設,匯集規模比較小而且分散的公園、綠地和園林,使得景觀水網形成系統的城市綠化開放空間。
(3)就是利用水網建立相互聯系的敞開式綠化空間,發揮水系的綜合效益,并發揮水系本身的水網特色。
(二)是治理水污染,恢復生態水景觀的生機。
水污染的治理和生態水景觀的開發,兩者之間存在相輔相成的關系,據調查,城市90%以上的的排水系統存在問題,在暴雨季節,所排除的污水沒有經過處理就直接排放到河道中。
(1)為了解決生活和生產污水污染河道的問題,一方面要改變傳統的雨污合流排水方式,將雨水和污水分流處理,截留進入河道的污水,減少河道的污染。另一方面要減緩暴雨季節地表徑流沖入河道的速度,通過在公園、廣場、濕地、河岸等公共空間設置休閑綠地,發揮綠化植被存蓄雨水和減少徑流的作用,發揮其自然排水和水域凈化的自然能動性,使得污水處理方式趨向于簡單性、高效性的自然需求。
(2)是合理開發土地,增強水空間再生能力。土地是寶貴的資源,與水資源同宗一脈,必須予以充分的尊重和保護,而生態景觀水網的構建,必須以長遠的眼光考慮,加強土地的有效監控和科學引導,一方面要加強水系區域生態環境的整治,以便對水系區域的開發內容和容量進行合理掌控,保證水系周邊綠地和植被的連續性,同時保證水系的自然屬性和周邊土地的融合性,也便于為水系的生物提供棲息地,發揮水系的生態廊道功能。另一方面則是重新塑造水系自然的生態環境,譬如增設水系周邊的開放空間和文化設施等,創造生動的生態教育基地。
3.增強人們對水資源的保護意識
生態景觀水網的構建屬于人性化的工程項目,工程的最終受益群體和參與群體都是人。因此,要構建生態景觀水網,實現水環境治理的目標,不僅要克服構建過程中的技術難點,還要改變人們對水資源的價值觀和行為標準。目前很多城市水資源污染現象越來越嚴重,而且比例不斷上升,筆者認為一方面要進行水資源保護知識的宣傳,提高人們對水資源的保護和管理知識水平,以便在保護水資源的時候做到有的放矢,另一方面則要對生態景觀水網的構建,改善生態水資源環境,以生動的水資源環境建設為例子,達到生態教育的目的,讓人們在水資源生態環境中受益,將自身的生活環境融入到水資源生態環境當中,感受生態環境的變化,自覺提高環境保護的意識,促進生態景觀水網的建設和發展。
四.結束語
生態景觀水網與自然環境存在同宗一脈的長期磨合關系,水網的構建,需要結合自然水資源環境的空間動態和自然模式,通過對城市水資源景觀問題的研究,尋找合適的生態景觀水網構建的具體方法,以便改善水系水體的水質和解決水源地的問題,全面發揮景觀水網的效益。總之,生態景觀水網的構建需要從生態學的角度,對水資源景觀進行優化建設,方可提高水資源的自我維持和自我更新能力,充分發揮生態景觀水網的環保作用。
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目前,環境工程專業教學所用的教材和實驗講義很少或者根本沒有涉及煤炭行業環境工程的內容,很難應對日后煤炭行業環境保護的問題。因此,現階段可以考慮在傳統環境工程教學內容中引入煤炭行業環境保護的內容。通過課程改革,修訂實驗內容,在滿足實驗教學大綱的基礎上,突出礦業環境保護的行業特色;特別是加強有關礦山環境保護的實驗內容。根據基礎實驗、專業基礎實驗、綜合實驗和研究創新實驗不同教學目的,精心設計每一個實驗教學方案。最可行的方法是煤炭特色高校環境工程專業在教學實驗中將煤炭行業環境保護科研課題或某一課題的若干階段設計為實驗教學內容,可以高效培養學生的創新能力、并實現科研資源的教學共享。把學校本科教學投入、“211”工程投入、“985”工程投入和環境工程系教師科研項目投入形成的實驗室資源,實行分層次管理和開放,逐步實現實驗室資源的優化配置,向本科教學全面開放,為大學生實踐教學和科技創新活動提供實驗平臺。為此,我校環境工程專業充分利用教師承擔的煤炭行業環境保護的課題,積極探索將科研課題內容轉化為實驗教學內容。具體表現在以下幾個方面:
(1)在給水工程實驗教學中
我們依托承擔的國家自然科學基金課題《高濁高鐵錳礦井水處理研究》,將環境工程專業傳統的混凝沉淀、地表水過濾及反沖洗實驗教學內容改為高濁度礦井水混凝沉淀、高鐵錳礦井水過濾及反沖洗實驗。在實驗教學過程中,不僅講授傳統的混凝沉淀、過濾教學原理和內容,還補充煤礦礦井水的產生、排放和水質污染特征等知識。通過教學,使學生在掌握實驗基礎知識和基本技能的同時,對工業過程、工業污染特征以及工業污染防治有了初步的認識,不僅為學生將來的工作打下了基礎,也增加了學生學習專業知識的興趣。
(2)在排水工程實驗教學中
我們結合國家高技術研究發展計劃(863計劃)《電化學氧化-生物強化A/O工藝處理焦化廢水研究》,將原來SBR工藝處理生活污水實驗教學內容改成SBR工藝處理焦化廢水實驗。這個實驗內容的改變,讓學生深刻地認識到工業廢水和生活污水在處理技術方面有較大的區別,防止了課堂教學和實際工程出現較大的偏差,特別是水力停留時間、活性污泥比增長速率、揮發性懸浮固體濃度(MLVSS)等參數選擇,為學生以后從事工業污水處理工作奠定了良好的基礎。
(3)在環境監測實驗教學中
我們結合國家自然科學基金課題《納米RuO2/ZrO2-CeO2催化臭氧氧化深度處理焦化廢水及廢水中的POPs》,將原來的COD分析教學內容中的生活污水換成煤化工廢水。這一實驗內容的改變,使得研究對象由生活污水變成了受氯離子干擾嚴重的煤化工廢水,讓學生系統深刻地體會到了消解過程中沉淀產生的原因及其對分光光度法的干擾,以及滴定法和分光光度法各自的優缺點,并引導學生從一個簡單的COD測試實驗思考到各種環境工程原理。此類教學內容的改變還有很多,比如,將礦井除塵裝置、煤化工廠VOCs催化氧化分解裝置和燃煤電廠脫硫脫硝裝置引入到大氣污染控制工程實驗教學的演示實驗中;將煤矸石簡單制磚的內容引入到固廢處理與處置實驗教學中;將頭發中汞含量的測定引入到環境化學實驗教學中;將煤化工廠受污染土壤的氣提修復裝置引入到環境土壤學實驗教學的演示實驗中。通過這些來自于科研課題的實驗,提高了學生的動手能力,培養了學生的創新思維,為他們將來開展實際的科研打下了良好的基礎。
2開展與煤礦區污染控制相關創新性實驗
我校環境工程中心積極開展與煤礦區污染控制研究項目相關的創新性實驗室,并以此為基礎,確立本科生創新項目和畢業論文設計課題,全面培養學生的創新能力,成為學生完成綜合設計性和研究型實驗的重要基地。學生從大一開始進行查文獻、寫調研報告等基礎訓練,大二和大三開展具體實驗,大四開展成果總結訓練,學習撰寫結題報告并。我們的創新實驗基本來源于科研項目,但是為了不給學生造成難度,又對科研項目進行了大量的改變,基本都是教師自己精心設計的面向本科生的創新性實驗。先根據傳統的混凝和沉淀實驗,添加礦井水污染治理的內容,設計創新實驗的第一個研究內容,即混凝沉淀處理礦井水。然后根據課堂講授的混凝沉淀水力梯度(G值)的理論知識,將混凝部分擴充為多級攪拌混凝實驗;根據淺池理論,將沉淀內容擴充為斜板沉淀池設計。最后將所有的內容合并起來,形成實驗名稱為多級攪拌+混凝+斜板沉淀處理礦井水的創新性實驗。在實驗教學過程中,學生根據下達的科研任務要求,充分發揮個人智慧,設計系統的實驗方案,并在充足的科研經費支持下,開發了用于實驗過程的多套連續裝置;獨立分析整個實驗過程所涉及的實驗參數,完成了一個復雜的工藝實驗研究,并提交系統的研究報告。這些改革既為教師和研究生完成科研任務提供了一定的參考依據和技術基礎,并充分調動了本科生學習和參加科研的積極性,培養了他們的創新素質,既促進了科研任務的順利完成,又提高了本科實驗教學的含金量。
3大力建設企業實踐基地煤炭特色
高校培養的環境工程專業學生,將來主要針對過程污染控制和“三廢”處理,因此在教學過程中首先要讓學生接觸和了解相關專業的典型生產過程污染控制,然后讓他們掌握全面的末端控制技術。這就要求本科生必須到生產第一線參加一個完整的生產管理周期,必須要到實習基地參加實習。實習基地是全面貫徹教育方針的有效途徑,同時為教師和學生理論聯系實際創造了條件;是增強學校科研活力永不枯竭的源泉;是推動科學技術轉化成現實生產力最佳途徑。因此,我們先后同潞安集團司馬礦、開灤集團、冀中能源集團、神華包頭煤化工公司、華能高碑店熱電廠、中關村環保科技園、北京市排水集團(北京高碑店污水處理廠、北京酒仙橋污水處理廠和北京清河污水處理廠)、邯鄲東污水處理廠、邯鄲西污水處理廠、首鋼焦化廠、太原焦化廠、北京燕山石化總公司煉油廠、北京市垃圾渣土管理處和北京市鷲峰森林實習場等建立起長期穩定的合作關系,為學生進行專業實習創造有利條件。在實踐基地的學習過程中,我們盡可能安排學生輪流開展相應的工業性生產實驗。如在首鋼焦化廠實習時,學生在指導教師和工程師的指導下,采集并分析焦化廢水處理構筑物中水樣和泥樣的化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、懸浮固體(SS)和MLVSS等參數,在顯微鏡下觀察活性污泥中的微生物。在工人師傅指導下,學會記錄工藝參數、維護現場運行的工藝設備,調整水處理過程的藥劑投加量、分析水處理裝置自動化控制系統。在處理現場,充分了解污染防治工藝設備和單元構造,并進一步掌握污染控制過程工藝參數的基本取值范圍和變化規律,幫助學生完成了“理論-實踐-理論”的積累過程,全面提高了學生分析現場問題、解決實際問題的能力,培養了學生的創新意識和創新精神,有助于未來成為一名優秀的環保工程師。
4總結
一、構建基礎驗證性實驗、專業設計性實驗、綜合設計性實驗、探索研究性實驗等較為完整的實踐培養環節
(一)基礎實驗是培養大學生創新能力的基礎環節
該部分實驗主要針對環境工程中的一些基本概念、基本原理性問題而進行的實驗。目前,吉林師范大學環境工程學院(以下簡稱“我院”)承擔著“環境監測”、“水污染控制工程’、“環境微生物學”、“大氣污染控制工程”等課程的實驗教學任務。環境工程專業基礎課程所安排的實驗內容應涉及理論教學的各個主要點、難點、亮點,要刪除陳舊的實驗內容,增加具有啟發性、興趣性、實用性、代表性,能反映當前最新科技成就的實驗。對不同層次的學生應提出不同的要求,因材施教,緊扣環境工程專業基礎課程實驗教學特點,全面深入地開展實驗教學的探索和改革。在這個知識層面上,主要重在基礎理論和基本技能的訓練,樹立科學嚴謹、求真務實的工作態度。在實驗過程中,學生通過觀察、整理和歸納各種實驗現象,分析問題和解決問題,鞏固、加深對基礎理論知識的理解解豐富自己的知識內涵,提高自己的實際能力,培養科學的意識和思維,逐步形成自己的知識體系和能力體系,從而在知識、能力方面得到全方位的發展。
(二)專業設計性實驗是培養大學生創新能力的強化階段
在科學技術飛速發展的今天,實驗的內容、方法和手段也在不斷地發生著變化。如果專業實驗課的內容僅僅局限于課本不能及時進行更新和變化,培養出的學生將不能適應現代科學技術發展的要求。因此,在專業實驗教學中,要不斷地探索新的實驗方法,捕捉最新科技成果,并將其充實到教學內容中去,使學生能夠及時了解學科發展動態和趨勢,掌握新技術和新方法。如《環境監測實驗》中的“校園生活污水綜合分析”和“生活污水監測方案設計”實驗,從實驗方案設計到實驗準備、實驗過程及實驗數據的獲得和整理等均要求學生獨立完成并要求學生根據實驗結果,對所監測污水的水質狀況進行分析。在整個實驗過程中,教師只是提出實驗的目的和要求,介紹實驗操作的要點和實驗儀器使用方法,協助學生分析其實驗方案的可行性和可操作性。
這類實驗不僅加深了學生對理論知識的理解,極大地調動了學生學習的積極性,而且提高了學生實際工作能力和處理實際工程問題的能力,學會并掌握了一項專業技術技能,增強了他們的畢業論文水平和工作的適應能力。
(三)綜合設計性實驗是培養大學生創新能力的有效途徑
高等工程教育目標就是要為國家和社會培養能解決工程問題能力的高素質的工程技術人才。而綜合設計型實驗教學是重點培養學生對專業理論知識綜合應用與解決實際工程技術問題的能力。實際環境問題的解決必須要求學生具有全面的綜合的能力,因此強化學生綜合能力的培養尤為重要。教師改變傳統的“填鴨式”教學模式,充分尊重學生在實驗教學中的主體地位,允許學生按照教學要求自行設計實驗方案,充分發揮學生在實驗教學中的想象力,突出學生實驗能力、研宄能力和創新能力的培養,使實驗教學成為學生有效地掌握和運用科學技術與研宄理論的方法和途徑。教師主要是宏觀把握和原則指導,提供良好的實驗教學環境,在實驗過程中引導學生積極思維。設計一系列綜合性、自主設計性實驗項目,有些可以以小組合作方式進行,有些與相關的課程設計結合進行,形式多樣,讓學生自主選題,自行討論方案,自己組織實施。實驗內容結合學科的發展,使學生能體會到學科發展的新動態;難度適中,適合學生的實際水平,在方法上直接面向社會、面向工程。如在“微生物絮凝劑的制備及絮凝條件研宄實驗”中,涉及環境微生物及水污染控制工程兩門課程的知識點,要求學生掌握培養基的制備、無菌操作技術、微生物培養、絮凝條件的研宄等多個實驗技能。在“原子吸收法測定水中重金屬含量”中,要求學生掌握從采樣、樣品處理、標準曲線配置到樣品測定等監測的全過程,同時學會使用原子吸收儀。在“大學校園垃圾分類收集方案研宄實驗”中,以校園垃圾為研宄對象,要求研宄出的垃圾分類收集的類別適合校園特點,能真正實現垃圾的資源化利用,設計出的分類收集方案技術可行,經濟合理,具有可操作性。
這些實驗給學生自我發揮的余地,充分激發了學生對實驗課的熱情和興趣,有效培養了學生的創造性思維,為學生將來從事前沿的創新工作打下了基礎。
(四)加強專題研究實踐,是促進創新人才培養的重要手段
開設有特色實驗專題研宄是培養大學生創新實踐能力,增強大學生的核心競爭力,全面提高大學生素質的重要手段。學院創造條件采取有效措施積極鼓勵學生盡早進入實驗室,加入教師的科研開發工作,以教師的科研課題為紐帶,學生參加橫向課題相關的科研活動,以提交實驗報告或工藝設計、工藝流程的形式完成。橫向課題與畢業(設計)論文掛鉤。環境工程專業畢業生的畢業(設計)論文必須具有工程背景,必須以綜合實驗或工程實驗為基礎來撰寫。學生的畢業論文應以自己親手做的研宄性實驗或親身參與的工程項目為基礎進行撰寫。通過把實驗與畢業(設計)論文掛鉤,使學生在做實驗的時候更投入、更有針對性,同時也可使畢業(設計)論文的質量得到提高。另外,學院可以開展“挑戰杯”等課外科技活動,組建學生課外科技活動實驗室,配備基本的儀器、設備,全天對學生開放。同時加強校外創新實踐基地的建設,安排學生在實習基地輪流開展相應的實驗,如在城市污水處理廠,學生自己動手采集整個工藝過程中的水樣和污泥樣,在實驗指導教師和污水廠工程師的指導下,分析水樣的COD、SS等,觀察污泥樣的微生物。這樣,以課本基礎理論為指導,在污水處理現場充分了解污水廠構筑物、污水處理工藝,并進一步掌握污水處理過程工藝參數的變化規律,全面實現學生“理論一實踐一理論”的積累,提高學生的創新思維能力和現場分析問題、解決問題的能力。
二、建立科學的實驗教學考核體系科學的考核體系
對提高實驗教學的質量至關重要。改革以往考核模式,建立一種有利于創新人才發現、培養和提高的新的實驗教學評價制度,使之能夠綜合體現學生的知識、能力和素質水平。以前,實驗成績主要以學生平時的實驗報告作為主要考核依據,造成有的學生不注重實驗的過程,只注重實驗結果,達不到實驗的目的。因此,為全面、客觀地評價學生的綜合素質和能力,我們應建立一個以學生為本,公平、公正、合理的實驗成績考評體系,實施全程的、動態的、綜合性的評分標準和考核辦法。在考核時我們不再單純地考查操作能力,而是要綜合運用所學知識在規定時間內完成實驗課題的全過程,而且這種實驗課題的答案并非唯一,教師可以根據實驗方案的優劣和有無創新點來評定成績,鼓勵有創造性的學生脫穎而出。
三、推進創新實驗教學體系的配套改革構建
創新實驗教學體系是一項復雜的系統工程,涉及到教育教學改革的方方面面,它需要各方面的配合和支持。特別是為了使實驗室開放工作有效、持久和深入,我們必須建設一支高素質的實驗教師隊伍,不斷加強和完善教學管理,健全完善實驗室規章制度、管理辦法和監控機制,加大實驗室經費的投入。
(一)加強實驗教學師資隊伍建設,努力提高實驗教師的業務素質
高校實驗隊伍既是實驗教學和科研工作中不可缺少的主力軍,又是管理實驗教學、儀器設備、實驗室建設的直接參與者。實驗人員素質的高低,將決定實驗室水平及實驗教學質量的高低。首先,應該穩定現有實驗隊伍的建設,努力提高實驗室人員的工作條件和薪資待遇;其次,吸引高層次人才進入實驗室教學和管理隊伍;再次,要下大力氣培養青年優秀人才,加強綜合素質訓練采取近期目標和長遠規劃相結合的辦法,制定切實可行的培訓計劃,分期分批組織實驗教師參加實驗課程培訓,鼓勵和支持實驗室工作人員加強專業知識的學習,在職進修提高學歷、晉升職稱。建設一支結構合理、團結協作、勇于創新的相對穩定的實驗教學、技術人員和管理隊伍,這是實驗室持續發展和提高實驗教學質量的基本條件。
(二)健全完善實驗室規章制度、管理辦法和監控機制
首先,實驗教學質量監控體系的建立,強化了實驗教學管理,提高了實驗教師的責任心,有效地保證實驗教學質量。首先,建立和完善實驗教學的各種規章制度,做到有章可循、有法可依;其次,實施實驗教學事故處理制度及實驗教學的學生評教制度,規范操作程序,確保評估的可信度,按照嚴格、規范的評價程序去開展各項評價實驗教學工作,避免實驗教學質量監控體系摻入過多的人為因素和隨意性,從而保證教學質量監控的準確、高效;其三,建立、健全實驗教學考評檔案,對實驗教學工作完成好、成績突出的人員及時總結、交流經驗,并予以表彰,在職稱評定、評先評優、進人用人、津貼發放等方面給予政策傾斜,充分調動實驗教師的積極性。
(三)加大實驗室經費投入,充分、合理利用實驗經費
實驗設備是實驗教學的硬件,硬件設施的先進與否反映了一個學校實驗室的現代化程度和實驗水平。因此,要多渠道籌集資金,不斷更新實驗設備,完善實驗教學硬件設施,加大實驗經費的投入,設立實驗室開放專項基金,全方位扶持實驗室進行開放,尤其對一些學生受益面大的開放實驗室應重點支持。使實驗室的設備和相應配套設施與教學科研發展相協調,為實驗教學質量的提高創造必要的物質條件。
關鍵詞:浙江省;農村環境污染;治理問題;治理措施
改革開放以來,隨著我國國民經濟不斷發展,包含重工業在內的第二產業迅速拓展,資源消耗量逐年增加,同時也給生態環境帶來了沉重負擔,甚至造成了嚴重的環境污染。相對于城鎮而言,農村地區的經濟發展模式、核心產業、區域建設規模、生態環境等均不相同,農村環境污染在形式、源頭、布局、危害等方面獨具特點。浙江作為我國經濟較發達的東南沿海省份,農村土地面積較大,因農業不合理種植、工業生產等原因而形成的環境污染問題逐步凸顯,生態環境被破壞,空氣、土地、水源等都受到一定的侵害,威脅人體健康的同時也引發了各種社會矛盾,因此,妥善治理浙江省農村環境污染問題至關重要,相關研究也具有重要的理論價值和社會意義。
一、浙江省農村環境污染問題
(一)農業生產污染
農業生產是農村地區經濟發展的主要支撐和核心產業,規模巨大,不合理或不科學的農業生產方式會引發環境污染問題。目前,浙江省農業生產污染主要表現在化肥、農藥、農膜污染。
1.化肥污染
隨著科學技術的發展和社會對糧食生產需求的不斷提高,人們開始在農業生產過程中大量使用化肥。浙江省農田或相關土壤中的氮、磷污染即是因為化肥、農藥的過量使用與流失。氮肥噴灑于田地內,土壤無法在短時間內有效吸收,若此時進行農田灌溉或遇到雨水天氣,氮肥即可溶解并隨著水流滲透至地下,污染地下水與河流。磷肥的使用與流失亦會導致上述后果。據調查,磷肥較難被農作物吸收,其吸收度僅為20%,剩余磷肥即會對農田、土壤及附加水源造成破壞與危害。浙江省2016年統計年鑒顯示,農村地區于2016年共使用化肥87.52萬噸,每公頃播種面積使用量達到359公斤。化肥的持續大量使用必然導致大量流失,不僅造成河流的富營養化、土壤酸化或板結等問題,更可能產生其他有毒物質,如亞硝酸鹽。
2.農藥污染
浙江省農業生產過程中使用農藥的目的主要是防治害蟲、控制農作物的生長。然而,在具體實踐中,為了徹底防患害蟲的生長、蔓延,增加產量,農戶往往會大量使用農藥,農藥的不恰當使用、蒸發與滲透等都可能導致環境污染。浙江省統計年鑒顯示,農村地區2016年使用農藥達5.65萬噸,每千公頃耕地的使用量是0.00588萬噸。農藥在蒸發后可直接隨大氣流四處擴散,遇水落入土壤或河流中,即可污染水源與土地,并威脅人體健康;農藥的噴灑亦會傷害其他有益生物或植物,破壞生態平衡。
3.農膜污染
農膜,即塑料薄膜,是由聚乙烯及其他樹脂構成的薄膜。浙江省農業生產過程中主要將農膜鋪設于土壤上,以達到增高溫度與濕度的目的,同時抑制雜草形成。浙江省農村具有大量的農作物塑料大棚、溫室大棚、蔬菜田等,農膜的使用量逐步增加。浙江省年統計年鑒顯示,2010年、2016年使用農膜量分別為5.54、6.75萬噸,而當年的耕地總量分別為996.59、960.22千公頃。浙江省農村耕地總量在減少,而農膜使用量卻逐年增加。農膜是當前農村環境的主要塑料污染源,農膜無法徹底回收或不回收而埋藏于土壤內,難以被降解,即會導致土壤內的水分流通不暢,對土壤結構造成破壞。
(二)工業生產污染
隨著浙江省鄉鎮經濟的不斷發展和招商引資,大量鄉村企業逐步形成,工業生產污染成為浙江省農村地區的另一重要污染源,主要包含廢水污染和固體廢棄物污染。
1.工業廢水的排放污染
浙江作為我國最大的加工制造省份之一,其農村企業數量逐年增加,尤其是中小型的加工制造企業。企業的生產運作離不開水,工業廢水若未經過相應處理而直接排放,污水即會流經土地并滲透至土壤下,污染耕地和地下水,直接被排放至河流,會污染飲用水源和農作物灌溉水源。浙江省許多中小型農村企業排放出的污水均未受到一定的處理或中和,多含有大量的重金屬,不僅無法被各種植物吸收,還會對附近土壤形成破壞,造成土壤中重金屬超標、土壤酸化、板結等。此外,化工、肥料等生產企業甚至會排放出有毒污水,阻礙農作物和有益植物的生長。
2.固體廢棄物的堆棄污染
固體廢棄物,即企業在生產加工過程中形成的廢渣。隨著浙江省農村地區加工產業與電力能源、家用電器及塑料模具等機械用品生產行業的發展,各種固體廢棄物顯著增加。一些企業為降低生產成本,并未設置相應的排污設施,甚至將廢棄物直接堆棄在空地中或排放于河流內,固體廢棄物經過雨水沖刷與侵蝕,即可能將大量的有機質和氮磷成分融入土壤中,導致土壤中的重金屬超標,污染性物質不斷聚集,污染土質或水源。
(三)農村生活污染
農村生活污染作為浙江省農村地區環境污染的第三大污染源,其問題主要表現在大量的農村生活垃圾,即農村常住人口在日常生活中所形成的垃圾,包含廚余垃圾、廢棄物品、人體排泄物等。隨著浙江省經濟的不斷發展,農村物質生活逐步豐富,由此而形成的各類生活垃圾逐步增多,生活垃圾的處理與污染成為農村環境污染的重要因素。目前,浙江省農村生活污染的關鍵是生活污水排放量大且分散,污水來源眾多,如清潔廢水、垃圾堆滲漏等。同時,大部分家庭或村莊并未設置生活污水排放的管網,多直接傾倒在土地上或河流內,污水滲透進地下,污水中的氮、磷物質即會破壞土壤結構,污染水源。
二、浙江省農村環境污染治理的重點難點問題
(一)基層政府和村民的環保意識淡薄
浙江省農村基層政府、村民仍保留較為傳統的生活觀念,缺乏環境保護意識和生態保護觀念。一是村民在生活中仍保留著大量破壞環境與生態平衡的不良行為,同時隨著農業耕作技術和生產模式的改變,村民為保護農作物、避免受到雜草、害蟲的侵害、提高產量、降低勞動量,開始不斷使用各種農藥、化肥,破壞土壤結構,也污染了河流湖泊。二是農村基層政府環境保護觀念不強,過于追求地方經濟發展與個人政績,盲目招商引資,缺乏對企業性質和生態環境保護的考量,也未設置相應的環衛設施,繼而造成嚴重的環境污染。
(二)農村地區的生產方式落后
農民因教育背景不足或科學文化水平較低,大多依照傳統的生產方式、耕作經驗實施農業生產,生產方式仍滯后,并未嚴格依照不同種子、農藥或化肥的使用劑量、使用步驟或章程等,而是各自土地、各自生產。長此以往,這種耗竭式生產模式和隨意施用化學制劑、地膜等,會形成大量的廢棄物,污染土壤與水源,更會阻礙農作物的生長與人體健康,最終導致農村生態環境失衡。農村環境污染因家庭生產經驗不同而不同,點多、面廣、分散且處理難。
(三)農村環境保護的相關規章不完善
就農村環境污染治理與生態環境保護而言,國家并未出臺專門的法律規范。雖然浙江省依據農村地區的環境污染情況制定了相關規范章程,但是缺乏專業性和細致性,并未嚴格針對各個農村地區的具體環境污染問題形成防治措施和保護方式。同時,尚未對政府、鄉村基層管理組織等在農村環境保護與污染問題治理中的組織責任、管理責任等做出規定,缺乏相應的管理制度、監督制度、評價考核制度等,這就增加了環保部門對農村環境污染的防治難度。
(四)農村環境保護體制的建設滯后
目前,浙江省已形成的環境保護和污染治理制度是以城市和重點污染源為基礎的,農村環境污染治理體制的建設較落后,難以滿足農村現代化發展需求。農村環境保護體制滯后不僅使得基層組織在解決當地環境污染問題上缺乏有效的指導和工具,而且造成“環境保護并不重要”的錯覺,讓當地農村管理組織忽視環境保護問題。鄉鎮級別以下的政府管理機構基本未設置專門的環保部門或專業的工作人員,農村環境保護設施也較少,設置成本高且使用率低,地方財政投資不足。
三、浙江省農村環境污染的治理措施
(一)加強宣傳教育,增強農村環保意識
對浙江省生產生活和經濟結構而言,農村具有舉足輕重的重要作用,其不僅是城市居民各類生活物質的供應地,更是廣大農村居民賴以生存的環境和該省經濟體系的關鍵主體之一。因此,維護農村地區生態環境健康、有效防治環境污染至關重要。各級政府應積極轉換觀念,給予農村地區環境保護問題以足夠的重視,加強宣傳教育,增強基層組織和村民的環保意識。
1.各級環境管理部門應增強環保意識
強化對各級環境管理部門及相關部門的領導干部的培訓,幫助其樹立正確的環境保護觀,增強環保意識,形成科學的農村地區發展觀,真正將農村環境污染問題納入實際工作體系中。
2.政府應加強環保宣傳教育
若想在短時間內促進農村居民形成較強的環保意識,政府應主動牽頭,通過環境管理、農業生產、廣播電視等部門的廣泛聯合,開展多種形式的宣傳教育,如科普宣傳、文藝匯演等,增強村民的環境管理和保護觀念。
(二)建立健全農村環保規章,完善環保制度
浙江省農村環境保護與治理制度的缺位,不僅嚴重影響了區域環境管理工作的有效實施,更使得地方政府缺乏重視,甚至形成忽視和縱容行為,加劇農村環境污染。因此,建立健全農村環境管理制度是該省現階段的重點工作內容之一。我國已形成的有關環境保護或治理的法律法規,均以城市環境污染或特大污染源為考察基礎,針對農村地區的立法則相對空白,部分法律法規或章程中對農村環境問題進行了相關論述,但較分散、缺乏系統性。因此,浙江省在設計形成農村環境保護的法規、章程時應綜合考量:以國家已出臺的環境保護法律法規為基礎,緊密結合本省農村地區的具體情況和特征,有針對性地設立符合當地農村生態環境和生活狀態的地方性法規。各級政府應設立專門的環境管理部門,配置專業的工作人員,制定監督、獎懲機制,以保障現有法規章程的具體實施和效果。
(三)科學使用農用化學物,發展生態農業
農業生產污染是浙江省農村環境污染的主要污染源,農村基層組織和村民應注重科學使用農用化學物、積極發展生態農業。
1.科學施肥,合理把握耕地中的化肥使用量,降低化肥流失造成的污染
可根據當地經濟發展情況和村民收入,恰當使用各種有機肥料,如農作物秸稈、動物糞便等,減少化肥的使用。積極優化農業施肥技術,依據農作物所需肥料的類型和多少、土壤中所含肥料的成分與供應能力等準確評估施肥種類、總量和最佳時間,繼而在最大程度上發揮化肥的效能。
2.科學用藥,降低農藥滲透的環境污染
村民應嚴格依據《農藥安全使用標準》等規范科學恰當的噴灑農藥,積極發展生物農藥在浙江省農業生產活動中的應用,減少化學性農藥的使用,開發并促進廣大農民使用預防害蟲形成的農業生產方法。
3.采用降解技術,防治農膜污染
設計形成農膜使用標準與農膜污染防治規范,并制作成冊,積極推廣至各家各戶,促進村民對于農膜污染和農膜危害的了解,嚴格控制農膜使用量。積極引進光降解、生物降解等農膜降解技術,降低每年農膜在土地中的殘余量。
(四)加強環保設施建設和監管,提高環境治理水平
相比于浙江省城市基礎設施建設而言,農村地區的基礎設施系統顯得貧瘠而不完善,尤其是與環境管理相關的基礎設施。浙江省各級政府對城市的財政投入往往高于當地農村建設投入,針對保護農村環境、防治污染的資金投入更是不足,這也在一定程度上加劇了農村地區的工業污染和生活污染。因此,浙江省各級政府應加強農村地區的環保設施建設和工業生產監管,提高農村環境治理水平。
1.積極推進農村垃圾集中收集和無害化處理設施的建設
在鄉政府或重要村落設置垃圾中轉站,在各個村里安裝一定數量的垃圾箱,安排專人進行整理和清掃,并定期運送至中轉站,而后進行科學的焚燒或掩埋。
2.有效治理農村污水
通過改廁、改廚、改欄等方式,治理農村污水,并積極試用濕地處理等先進的污水處理方式。
3.降低工業污染
基層管理組織應制定招商投資標準和廢水、廢氣、固體廢棄物的排放標準,設立專門的監管部門,嚴格工業生產過程的監管,降低工業污染。
四、結論
浙江省農村環境污染是一個涉及層面較多的復雜問題,不僅影響著農村地區的土壤結構、水源質量、生活狀態,而且關系著農作物的生長、產量,以及居民身體健康。各級政府應積極轉變觀念,將農村環境保護和污染防治切實納入工作體系,制定相關規范章程,形成科學有效的管理制度,針對不同污染類型采取不同的防治方法,改善農村生態環境,促進城鄉協調發展。
參考文獻:
[1]肖合偉.淺談農村環境問題[J].世界家苑,2012(7).
[2]李治海.發展經濟與生態效益[J].化工技術經濟,2001(1):29-32.
本文基于對哈爾濱市民的問卷調查、隨機訪談和2010年松花江水質監測數據,統計分析了被調查者對松花江水污染程度的認知情況、受各種信息傳播途徑的影響、對環境治理中的各方責任判斷、當前治理滿意程度與環境保護參與狀況等內容,并據此給出相關建議和意見。
關鍵詞:
松花江 水污染 公眾 參與 認知
1研究背景與綜述
作為我國七大流域之一的松花江流域,因2005年末的水污染突發事件備受關注。事實上,從上世紀60年代開始,該流域環境即不斷受到局部污染,且近年來污染呈現出從城市向農村蔓延,從地表向地下滲透,從支流向干流延伸,從區域向流域擴張等愈演愈烈之勢。即便經歷了數年治理,水質仍未發生明顯改善。
與此同時,隨著環境惡化切實影響到公眾的日常生活,以公民知情權、話語權等多重權利為理論基礎的公眾參與,如今也逐漸應用于環境保護與污染治理中[[1] ][1]。盡管公眾參與得到了學界、立法者以及社會公眾的普遍認識[[2] 《中華人民共和國環境保護法》(第六條),《中華人民共和國環境影響評價法》。][2][[3] 曾賢剛, 吳雅玲. 中國環境保護的四年巨變――從松花江水污染事件說起. 環境保護, 2010(1): 10-13.][3],但目前我國的公眾參與機制大多仍不完善,許多所謂“參與”也只停留在“光說不做”的淺表層次。
環境污染與治理的公眾參與問題研究并未形成完整的體系,根據直接分析對象和資料來源的差異可以大體上分為三類。第一類是對環境法規和政策的宏觀分析,僅以官方的文字說明進行優劣的模糊評判,直觀但指導意義并不明確[[4] 丁麗柏, 龍柯宇. 從松花江水污染事件檢視跨界污染損害責任制度. 云南大學學報法學版, 2006, 05: 101- 105.][4][[5] 郜紹輝. 公眾參與公共危機治理的困境與對策. 新鄉學院學報(社會科學版), 2009, 6: 22- 25.][5]; 第二類是對案例進行簡單的文本分析,偶有官方統計數據制成的少量圖表,以政府和傳媒信息研究居多[[6] 陳力丹, 陳俊妮. 松花江水污染實踐中信息流障礙分析. 新聞界, 2005(6):8- 13.][6];第三類則是對公眾進行調查,這類調查大多以問卷的形式針對公眾的環保意識和支付意愿進行,目前已有針對長湖、滏陽河、及淮河/太湖流域等處水污染及防治的公眾認知展開的問卷調查[[7] 朱聯東, 李兆華, 雷蕾等. 長湖流域城市居民對水污染防治認識的調查分析. 湖北大學學報(自然科學版), 2009(12):430-432.][7][[8] 洪少賢, 董世魁, 胡天蓉. 淮河/太湖流域水污染防治工程的公眾認知度調研. 環境保護, 2006(12):65-67.][8][[9] 衛立冬. 公眾對城市河流污染的環保意識及支付意愿調查. 衡水學院學報, 2008(8):75-77.][9][[10] 丁宗凱, 洪少賢, 董世魁, 胡天蓉, 劉之杰. 淮河/太湖流域水污染防治監管機制的公眾調查研究. 教育部博士點基金“城市草坪綠地施用污泥堆肥的生態安全性研究”資助論文.][10],但此類調查多缺乏完整的研究框架,如對公眾認知與知情權訴求等的關系研究不足。
2研究內容與數據獲取
2.1水污染概念界定
根據《中華人民共和國水污染防治法》(2008年2月修訂),水污染是指水體因某種物質的介入,而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變,從而影響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生態環境,造成水質惡化的現象。據此,本研究中認為由工業生產廢水和生活污水等長期排放引致的污染,以及短期內突發事件引起的水質急劇下降皆屬于水污染的范疇。
2.2研究內容
本研究從松花江水污染狀況著手,著重通過調查問卷了解水污染的公眾認知度和公眾參與的途徑、方式和意愿等,通過隨機訪談內容整理分離出公眾參與松花江水污染治理的影響因素,同時對相關數據和文獻進行分析和研究,并提出可能的政策建議。
2.3數據獲取和處理
定量數據包括兩方面內容。其中,松花江污染的基本現狀主要通過政府官方網站公布的數據進行深入了解,尤其是對官方的2004-2009年松花江流域8個自動檢測站點的水質檢測數據進行匯總統計[數據來源為中華人民共和國環境保護部網站
[2] 《中華人民共和國環境保護法》(第六條),《中華人民共和國環境影響評價法》。
[3] 曾賢剛, 吳雅玲. 中國環境保護的四年巨變――從松花江水污染事件說起. 環境保護, 2010(1): 10-13.
[4] 丁麗柏, 龍柯宇. 從松花江水污染事件檢視跨界污染損害責任制度. 云南大學學報法學版, 2006, 05: 101- 105.
[5] 郜紹輝. 公眾參與公共危機治理的困境與對策. 新鄉學院學報(社會科學版), 2009, 6: 22- 25.
[6] 陳力丹, 陳俊妮. 松花江水污染實踐中信息流障礙分析. 新聞界, 2005(6):8- 13.
[7] 朱聯東, 李兆華, 雷蕾等. 長湖流域城市居民對水污染防治認識的調查分析. 湖北大學學報(自然科學版), 2009(12):430-432.
[8] 洪少賢, 董世魁, 胡天蓉. 淮河/太湖流域水污染防治工程的公眾認知度調研. 環境保護, 2006(12):65-67.
[9] 衛立冬. 公眾對城市河流污染的環保意識及支付意愿調查. 衡水學院學報, 2008(8):75-77.
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論文摘要:英國在工業化的進程中,發生了較為嚴重的城市河流污染,主要因為工業化時期的城市化水平和社會認識尚不能承載工業化帶來的全面影響,加之國家治污力度多受掣肘及科技水平的制約,河流污染的狀況在19世紀沒能得到顯著改善,引發生態環境惡化及流行病侵害等不良后果。后發國家應以英國工業化的得失為鏡,實現工業化的科學發展。
英國是世界上第一個實現工業化和城市化的國家。以蒸汽動力為標志的工業革命,為不列顛最早叩開了現代化的大門。然而,在工業化的進程中,與經濟:榮和城市發展相伴的還有遭受污染的生態環境,其中,城I IJ河流污染尤為嚴重。英國,在摘取了一個工業化先行者J PG該摘取的最優惠成果的同時,也嘗到了工業化及城了化造成的水污染苦果。對尚未實現工業化及正處在現代化進程中的后發國家規避和整治“邁達斯的災禍”有所裨益2 =16促進人與自然和諧發展。故本文不揣淺陋,愿就工業化時期英國城市河流污染的成因、防治及其特點等問題予以探討,以就教于方家。
一、英國城市河流污染的狀況
城市水污染自古有之。人類早期活動產生的廢棄物大都被排人大氣或棄置于水中,古時的城市居民已有用法令和規章控制污染的嘗試。在古希臘,只有獲得特殊允許才能設立制革廠;古羅馬也有規章規定,制革、榨油和洗衣作坊只能設立在沒有居民點的臺伯河對岸。但是,早期的污染僅限于十分狹窄的范圍。
上百年來,英國的毛紡業等傳統工業無疑也降低了河流水質,但是,嚴重的水污染直到19世紀工業化時期才真正發生。工業革命以來,隨著工業的發展和城市人口的劇增,不斷排放的工業廢水和生活污水使英國的許多河流受到了污染,在19世紀,城市河流污染成為十分普遍的現象。
恩格斯對當時河流污染的描述頗為詳盡。例如,流經利茲的艾爾河,“這條河像一切流經工業城市的河流一樣,流人城市的時候是清澈見底的,而在城市另一端流出的時候卻又黑又臭,被各色各樣的臟東西弄得污濁不堪了”;流經曼徹斯特的兩條小河—艾爾克河與梅德洛克河的污染狀況亦十分嚴重,“停滯的艾爾克河,這是一條狹窄的、黝黑的、發臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滯的,而且發出臭味。
此外,流經西賴丁約克的卡爾德河,在1852年以前始終是魚類喜愛的棲息地,至1867年,皇家委員會已不得不沮喪地承認:“流經西賴丁約克的,與其說是河水,不如說是墨汁。艾爾克河的支流布拉德福河,曾是男孩們捕魚的樂園,也被工業化的浪潮熏染得通體黝黑,以致“只需一根火柴,就可以將它點燃”,儼然是一條隨時噴發的黑龍。
泰晤士河曾是一條美麗的河流,英國人習慣地稱之為“老父親泰晤士”。19世紀以前,泰晤士河河水碧波蕩漾,魚蝦成群,是舉世聞名的魷魚產地,詩人蒲柏在1728年將其描繪為“銀色的洪流”。工業革命以來,隨著沿途城市居民的劇增以及大量工廠的建立,各種污染物源源不斷地進人泰晤士河,牛津以下河段的水質急劇惡化,泰晤士河成為一條污濁不堪的“臭河”。1855年,化學家法拉第致信《泰晤士報》:“整條河變成了一種晦暗不明的淡褐色液體……氣味很臭……整條河實際上就是一道陰溝。可見,英國城市的水污染在19世紀中期已經相當嚴重。
二、英國城市河流污染的成因
那么,究竟為何諸多河流在一個世紀里都變了色、變了味,這么嚴重的污染是怎樣產生的呢?無疑,工業廢水和公共廢水是城市水污染的主要來源,其中,英國工業革命時期的工廠布局和工業類型又是產生大量工業污水的直接原因。
工業化初期,主要的機械動力是水力,“由于使用水力機,工廠不得不設在大流量的急流旁邊”。因此,英國的第一批近代工廠自然傍河而建,在英國工業的發源地和中心—曼徹斯特,“幾乎所有的廠房都是沿著貫穿全城的三條河流和各種運河建立起來的。這既解決了動力問題,又方便了廢水處理,河流也成了廢水排放的理想場所。蒸汽機發明后,以前依靠水力機械、依河而建的工廠逐漸轉移到城市中,但工廠對那些流經城市的河流的依賴并沒有減輕。因為蒸汽機的第一需要和大多數工業生產部門的主要需求,都是比較潔凈的水。水作為冷卻劑是蒸汽機不可或缺的,一些工業部門如毛紡業、印染業、造紙業的生產過程也離不開水,還有釀酒、洗煤,沒有水更寸步難行。同時,水路為工業主提供了廉價的運輸途徑。因此,一條河流附近往往分布多家工廠,例如艾爾克河,“橋以上是制革廠;再上去是染坊、骨粉廠和瓦斯廠,這些工廠的臟水和廢棄物統統匯集在艾爾克河里”。這些廢水中往往含有鉛、堿、硫等污染物,而且大多是未經處理就直接排放,使水質大大降低,造成嚴重的河流污染。
造成城市水污染的另一主要來源是公共廢水。公共廢水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗滌劑。公共廢水的存在本不可避免,但在英國工業化時期,因城市化和城市人口增長過速,加上市政建設滯后,遂使水污染加劇。
一方面,與工業化相伴的是,英國城市化發展迅速,城鎮人口增長急劇。勢如潮涌的人口,被壓縮到很小的擁擠不堪的中心點上。從增長數量上看,大約在1800年,英國只有一個大城市—倫敦,人口約100萬,遠遠超過其他城市如利物浦、曼徹斯特、伯明翰和布里斯托爾等(這些城市的人口大多只在5到10萬之間)。1850年倫敦人口增至2 ,360 ,000人,另有9個城市在10萬人以上,18個城市在5萬到10萬之間。1910年英國有46個城市超過10萬,倫敦人口更是猛增至450萬。從增長率看,蘭開夏在1700年至1801年間人口差不多增加兩倍,曼徹斯特的人口在1773年至1801年間也增加了兩倍。到1851年,英國的城市人口已首次超過農村。城市的擴展和人口的集中大大增加了水資源的消耗,也使城市的公共衛生日益惡化,垃圾成堆、污水橫流構成了那時英國許多城市的基本外貌。
另一方面,英國城市化雖快,但城市化水平較低,市政建設滯后。“所有的市鎮,不論是新的還是老的,都面臨著公共衛生的嚴峻問題,工業化早期,英國的城市尚未建立清掃垃圾的制度,垃圾糞便隨意堆放,人們甚至因廁所太少不得不隨地大小便。特別是貧民窟,成了疾病流行的孽生地,被人們稱為“霍亂國王的巢穴”。在利茲,最不衛生的地區是工人住的狹窄的房屋區,這類建筑物里不具備任何一種排水設施,廁所少且前后無遮無蓋。到1831年,即使是已擁有14萬以上居民的曼徹斯特市區仍沒有鋪砌街道和修建下水道的條例。非但如此在曼徹斯特新城(又叫愛爾蘭城,the Irish town) ,“街道沒有鋪砌,也沒有污水溝,可是這里卻有無數的豬群”。大量垃圾、糞便、洗滌用水還有從街道屠宰場排出的水染上深紅色的獸血,經過公用陰溝和露天排水溝通往小河、水塢,加重了城市河流的污染。
綜上所述,工業化和城市化的“副產品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工業化時期英國的社會思想是污染得以加劇的促因。
首先,英國人將“自由放任”思想奉為圭泉,對工業革命造成的工業中心人口膨脹、城市污染和公共衛生等問題盡量不干預;其次,社會以追逐財富為價值取向,對“污染”則漠不關心。英國貴族通過經營追求財富早已成為慣例,社會中下層又有著一股“向上看”的風氣,于是上行下效,社會形成了以謀求利潤為榮的風氣。
難怪連外國觀光者都不禁要驚呼:“英國的城市純粹是工作和掙錢的地方,而絕非休息和享受的樂園,那種具有更高尚品格的人還沒有出現。
三、英國城市河流污染的防治及其特點
隨著河流污染狀況的不斷加劇,以及由此引發的各種危害,人們開始意識到有必要采取措施對污染予以遏制,但長期似來,社會的反應并不積極。直到19世紀中期,隨著流行病的多發,城市才開始實行系統的衛生改革,如下水管道、清水供應和道路清潔等。同時,社會對城市河流污染的防治也愈加重視,各項治理措施逐漸建立,整治渠道逐步完善。下面將結合英國在這一時期的防治措施,對城市河流污染的治理特點進行探討。
(一)各群體和多渠道的廣泛參與。生態學家和衛生學家最先向社會發出正視污染的呼聲,他們是治污的先行者。部分生產者組成志愿協會,呼吁減少廢物排放、倡議革新生產技術,為政府的積極治理建言獻策。議會和政府通過立法和行政手段,全面領導水污染的治理。這樣,河流污染的防治得到了議會、政府、社會組織和個人等各群體的參與和支持。
(二)議會立法和政府作為是治理污染的主導力量。一方面,從議會來說。1848年霍亂發生后,議會通過了第一部“公共衛生法”,并成立衛生部,雖不是專為治理水污染而設,但它規定在傳染流行區域設立地方性衛生委員會,負責處理當地污水問題。由于習慣法提供的防御河流污染的措施起不到明顯效果,1855年,議會頒布了《有害物質去除法》,試圖對那些以工業廢水污染河道的制造商處以罰款1865年和1868年,議會又先后兩次委任皇家委員會,負責調查河流污染的狀況并尋求行之有效的治理途徑叫即。在第一屆委員會提交初次報告后十年,議會通過了《1876年河流污染防治法》,這是英國歷史上第一部防治河流污染的國家立法,也是世界歷史上第一部水環境防治法規。法案不僅對禁止排放的各類污水和違法行為進行了詳細規定(包括工業廢液、顆狀和懸浮狀污染物、下水道污水排放等),還任命專家擔任審查官,向工作部門提供實施建議,并通過監督技術改進以控制河流污染。這是一部具有“框架性”意義的法案,它關于防治河流污染的基本原則一直沿用至1951年。
另一方面,從政府作為來看,主要是加強市政的排污系統建設。例如,1858年倫敦市政當局修建的“倫敦下水干道”,以及1863年秋動工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程舉措,通過建立下水道網絡將工業污水和生活垃圾轉移到下游地區,為減少倫敦水生疾病的發病率方面起到了重要作用。應該說,在19世紀,尤其是下半葉,英國議會和政府在治理河流污染方面確實做出了一定的努力,也取得了一些積極的效果。
(三)專家治理充當重要角色,發揮積極作用。1842年查德威克的《英國勞動人口衛生狀況的調查報告》發表,揭示出糟糕的公共衛生狀況,尤其是“飄著惡臭的廁所、污水溝和被污染的飲用水”是引發霍亂的根源。麻醉醫師約翰·斯諾也提出同樣的觀點,1849年,他發表《論霍亂的傳染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍亂傳播的主要渠道”。他的這些結論有力地說明了治理水污染的必要性,也堅定了全社會的治水決心。1848年,約翰·西蒙醫生被任命為倫敦城區的保健醫官,“這一職務不僅在爭取城市制定供水、排水、貧民窟的清潔規劃方面起了重要作用,而且對確保有關建筑和人口過分擁擠的規章的執行具有重要意義”。
議會在第一部河流污染防治法制定之前委任了兩屆皇家委員會,委員會全都由相關領域的專家組成。如第二屆皇家委員會的主要成員:皇家工程院德尼森爵士、化學家弗蘭克蘭德和農學專家默頓等人。他們通過調查取證,親自實驗,向議會遞交調查報告,同時,專家們還對肆意向河流排放廢水的行業進行嚴厲譴責,同時建議政府設立限制廢水排放的詳細標準,為國家制定水污染防治法案提供了理論依據。
礙于諸多阻撓因素,《1876年河流污染防治法》的實施效果并不理想,19世紀末,英國主要河流受污染的糟糕狀況沒有顯著改善。1898年,英國又一次委任多名專家組成皇家委員會,調查污染來源和督查河流防治的進度。與德尼森爵士等前輩不同的是,此次委員會的專家們更加務實。他們注意綜合考慮多方利益,設法調動工廠主的治污積極性,待之以寬,不求速變,先制定適度可行的治污標準,再隨污染狀況的改善而逐年將標準提高。在這種務實精神的倡導和促進下,產生了一系列減輕水污染的新方法。首先,也是最簡捷的方法—一些濱海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托爾等)將部分污水注入大海,通過污水轉移以緩解河流的吸納壓力。其次,建立“污水農場”,將污水引到離城鎮不遠的農場用以灌溉作物,既廉價、無害,又不影響豐產,到19世紀末,像倫敦、曼徹斯特和諾丁漢等地附近已有不少這類農場。此外,多種凈化劑得以應用,如動物骨灰、焦炭和頁巖等,都能起到過濾和凈化污水的效果。可以說,這些成效凝聚著諸多專家的汗水和智慧。
治污成效雖不顯著,但仍在困境中漸進19世紀特別是下半葉,英國人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人滿意,因為在河流污染的防治過程中尚存在諸多阻力。
其一,政府治污不堅決。一方面,英國在19世紀面臨國內政治經濟和對外關系等諸多緊迫問題,相形之下,河流的防治事宜尚不夠急切;另一方面,對工業與貿易利益的關切使行政當局不愿對工礦企業的污染行徑和搪塞應付過于苛責,這勢必影響政策法規的貫徹力度。其二,工廠主和礦主不誠心。革新生產技術、減少污水排放意味著投入的必然增加,顯而易見,這種增加成本和損耗利潤的要求是無法讓各行業的污染大戶欣然接受的。其三,民眾不覺悟。“一條受污染的河流對健康的實際影響,在19世紀70年代還不為公眾所認識。168公眾對皇家委員會提出的防治措施或一無所知,或漠不關心,更有甚者對一些協會付出的反污染的努力嗤之以鼻,將其譏為理論家的空談。其四,科技不過關。19世紀中后期的科學對水污染特征、水污染對健康的影響以及水的凈化問題上缺乏明確認識,科學家不能準確找到河流中有毒物質的來源,而關于污染治理的技術開發又不夠成熟,要改善大規模的污染狀況自然是力不從心。因此,有人總結道:“河流污染的治理必定被看成是維多利亞時代公共衛生史中令人最不滿意的一章。盡管如此,英國人在防治河流污染過程中取得的積極成效還是不能抹煞的。
四、關于英國城市河流污染及治理的幾點啟示
作為第一個進入工業化社會的國家,英國城市河流污染的經歷和治理得失值得后發國家借鑒。
第一,正確認識河流污染的危害,重視水污染的防治。河流污染不僅破壞生態環境,而且直接威脅人們的正常生活和生命安全。魷魚是深受英國人喜愛的食物,可在1836年,泰晤士河的鯉魚已幾乎絕跡,而在塞文河、特倫特河與埃文河,也變得越來越稀少。在19世紀90年代,英國不得不向加拿大和挪威大量進口蛙魚,以穩定在比靈斯門魚市的價格1858年,奇臭的泰晤士河令在河畔開會的議員們不堪忍受,被迫將會議延后一周舉行19世紀霍亂頻發,僅1832年一次,就“大約使3100英國人喪生”。放眼全球,因河流污染而引發生態惡化和危害人們健康的事例不勝枚舉,有的觸目驚心,所以污染防治關系重大,不容輕視。
關鍵詞:實踐創新 綜合案例 環境專業 城市河道 污染源調查
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)01(c)-0172-03
在我國經濟進入發展新常態后,面臨的環境形勢十分嚴峻,處于升級與轉型中的環境產業也面臨新的發展形勢,社會對環境類本科教育的要求正在發生重大變化[1]。環境類專業的特點是一個集自然科學、社會科學和工程技術于一體的交叉性學科,只有將創新教育實踐引入日常的教學工作中,才能培養出更多具有創新精神和實踐能力的高級專門技術和管理人才,滿足社會對創新創業人才的需求[2]。然而,當前多數學校開展的實踐活動由于培養規劃相對單一,多以普通的工程教學目的為導向,知識結構設置不合理,導致學生的興趣減弱,重視程度降低[3-4]。針對目前環境類本科教育對實踐教育的極大重視但創新性不足的問題,選擇合適和有意義的實踐案例具有非常重要的作用。
隨著國務院《水污染防治行動計劃》的施,城市黑臭河道整治及生態恢復成為環境專業發展的重要方向和實踐內容。然而,絕大多數學校由于自身教學條件的限制和教學案例設計的缺陷,只能帶學生到江河湖邊做一些常規的監測實驗和定性的觀察描述,這樣的實踐活動固然可以達到對河道理念的初步認識,但其不嚴密和不夠科學性成為實踐活動的一個大的瓶頸[5]。例如,城市河道黑臭的歷史、成因及其污染源負荷量均不能或不足以引起學生的重視,這就使得實踐效果大打折扣。該研究基于上海理工大學環境工程專業學生參加上海市楊浦區虬江河道污染源調查的實踐案例,詳細介紹了城市河道污染源調查創新性實踐的實施過程及其意義,以期為環境類創新實踐案例的開發提供有益借鑒。
1 城市河道污染源調查專業實踐的綜合優勢
城市河道本是城市文明的搖籃,而今在人類的影響下卻被冠以富營養化、黑臭的形容詞,河道整治和生態恢復是眾多城市迫在眉睫的民生工程。作為城市的重要基礎設施,河道既是城市防洪排澇和引水抗旱的通道,又是城市景觀和市民休閑的要素,黑臭河道的治理是一項涉及眾多學科專業的系統工程。城市河道的污染分為外源污染與內源污染。外源污染主要來自于沿岸的人類生產、活動所產生的點源與面源污染。其中,點源污染如沿岸的生活污水及工業廢水的點源排放污染,包括污水廠尾水排放;老城區排水管網建設不能及時完善,生活污水直排入河道現象常有發生;經濟利益導致偷排現象等。面源污染主要是沿岸的農業或養殖污水匯入以及降雨帶來的地表徑流的沖刷引起面源污染等。內源污染主要指沉積物釋放。單就城市河道的污染源調查而論,就包括了專業文獻檢索與資料收集、河道水力學、污水管道和排污口、水工建筑物、面源污染、環境水質監測、沉積物和河道生態修復等多項綜合性知識。該研究的實踐創新就在于結合楊浦區的調研項目,將這些綜合性的知識融入城市河道污染源調查的實踐,構成了系統的實踐教學內容。
2 虬江污染源調查實踐創新的實踐案例介紹
2.1 創新實踐的目的
虬江是楊浦區的重要市管河道之一,在整個水系中發揮著重要作用。近年來,虬江由于長期水流不暢,水質惡化,尤其是天熱時會散發著陣陣惡臭。虬江水質的惡化和黑臭現象,不僅給群眾帶來了極差的感官體驗,也是直接影響群眾生活的突出水環境問題。認清其成因并采取有效治理措施,消除黑臭,是落實國務院《水污染防治行動計劃》和上海市第六輪環保3年行動計劃的重要內容。
基于虬江的污染現狀,結合學生的創新性實踐,此次污染源調查實踐創新的目的在于:(1)在環境保護新常態下,帶領學生了解城市河道污染形成的歷史和原因,了解國家環境保護新常態,形成以污染源調查為主的多學科融合的創新性實踐教學體系;(2)指導學生學習并實踐污染源調查的基本方法,調研分析虬江污染及治理現狀、生產生活污染源的污染特性、存在的問題,確定重點污染源和重點污染區域;(3)指導學生在實踐中了解河道治理和生態修復工程的系統性和復雜性,鼓勵學生利用專業知識提出科學、可操作、創新型的虬江污染防治對策,為減少虬江水生態環境壓力提供有效支持。
2.2 創新實踐的內容和形式
此次創新實踐形成了5個方面循序漸進的實踐內容,即以資料調研為主的專業知識學習、以現場踏勘為主的污染調研、以實驗室實驗為主的水質和沉積物監測、以探索性研究為主的降雨徑流污染調查和以組織討論為主的河道整治和生態修復措施研討,引導學生圍繞污染源調查,思考城市河道污染的成因和污染防治措施。這5個方面實踐內容的形式構成如圖1所示,具體內容介紹如下。
2.2.1 資料調研
通過資料調研的形式,要求學生學習掌握涉及的相關專業知識和對河道基本情況進行了解。采取了集中教學―自主搜索―集中教學―問卷設計―集中討論的形式,形式可根據需要自行組合或拆分,既引導學生如何從專業的角度查找相關資料,又充分發揮了學生的主觀能動性,提高了工作效率。
2.2.2 現場踏勘
這部分是此次污染源調查的重點內容。污染源調查的主要目標和內容是:采用走訪、實際觀察和現場測量等方式,對虬江河道的污染源進行全面調查,明確河道沿岸入河污染源的數量和種類,確定重點污染源和重點污染區域,分析估算區域污染物,包括COD、TN和TP等的排放特征。采取全面調查和重點調查相結合的方法,自國定路橋至虬江匯入黃浦江河口,分2次和數個小組進行,觀察沿途河水的水質現狀,深入居民家庭訪問,并通過居委會等管理部門了解所在小區的人口、生活用水等信息,從而對虬江的污染源及其負荷有了全面的了解;之后,采取全面調查的方法,對虬江河道進行了整體踏勘,具體調研了虬江生產生活污染源的污染特性、存在的問題,初步確定了重點污染源和重點污染區域;并針對相關信息走訪了楊浦區水務局、環保局等相關部門,針對虬江的現狀河道斷面特征以及河道路橋、涵洞、閘等的數量、尺寸、不同水期水量、流速特征、排入河道雨水、污水特征等進行了了解。整個調研能夠幫助學生切實理解了污染源的特征,同時其中設置相關研究性問題,引導學生更深層次的興趣。
2.2.3 實驗室監測實驗
這部分內容是污染源調查內容的深化。設置的內容包括定期的水質采樣和監測,引導學生通過現有的評價方法進行水質評估,結合污染源現場調查內容進一步使參與學生對河道污染現狀進行了解;同時設置了沉積物采集和監測實驗,讓學生對沉積物的風干、研磨、消解等過程進一步了解,實現了環境監測課程的實踐;同時由于儀器限制,指導參與學生觀摩了電感耦合等離子體發射光譜儀對沉積物中重金屬的檢測。在檢測結果出來后,鼓勵有興趣的學生對河道內源負荷進行了估算。
2.2.4 研究性探索
在污染源調查的同時,此次實踐還鼓勵有興趣的學生進行了關于降雨徑流污染調查的研究性探索,在幾次降雨期間組織學生參加地表徑流的采集和水質分析,分析降雨徑流的污染特征,也為估算河道面源污染提供了基礎數據。部分興趣濃厚的學生在實踐取得初步性成果的基礎上,以學院組織的科技創新實驗或直接進入課題組,繼續進行研究性實踐,成果好的也可在指導教師的指導下發表學術論文。
2.2.5 組織討論
最后,在污染源調查、實驗室研究和探索性研究的基礎上,組織了學生對虬江河道治理和生態修復策略的討論,充分發揮了學生的積極性。一些學生還提出了非常具有建設意義的想法,例如如何在有限空間內開展城市河道的污染整治技術,以及生態功能和景觀建設兼備的虬江河道生態修復模式等。
2.3 創新實踐的積極意義
環境工程專業是一門實踐性極強的學科,因此在實踐性教學的過程中,要認識新常態、適應新常態、引領新常態,將大學生的創新實踐活動轉化為常態化的教育實踐形式。此次創新性實踐的實施,正是基于這樣的目的,圍繞城市河道整治這樣一個重要課題,以污染源調查為中心設置了一組層次遞進的環境類綜合課程實踐,具有的積極意義主要體現在:首先,這次實踐圍繞城市河道整治和生態恢復設置課題,以環境監測和環境生物修復工程課程為依據,是我國當前環境保護的關鍵課題,具有非常重要的現實意義;其次,這次綜合性實踐真正提高了學生從理論知識向實際能力的轉變,培養了環境工程綜合知識的運用能力,增強了學生的動手能力和思考分析能力,使之為今后的實際工作打下了良好的基礎。再次,這次實踐是該專業在環境保護新常態下對實踐課程設置的初步嘗試,為今后設置類似更多的實踐課程提供了有益借鑒。最后,在此次創新的實踐體系中,學生的主動性得到了很大提高,師生之間的交流日益廣泛,有些學生還不舍晝夜來實驗室參與科研項目,這樣不僅提高了學生的動手能力和實踐能力,還極大地提高了其科研興趣。因此,培養學生“在興趣中認知,在認知中探索,在探索中思考,在思考中創新[6]”,才能激發其創新潛能。
3 結語
伴隨著經濟發展的新常態,環境類創新創業教學實踐亦在發生著重要變化,圍繞環境保護新常態設置綜合性實踐課程的必要性愈發重要。此次研究圍繞城市河道的污染源調查這個主題,創新性地設置了資料調查、現場踏勘、實驗室實驗、探索性研究和組織討論5個層次遞進的過程,其中開發了不同形式的實踐內容,并具有實施方式的靈活性,充分調動了參與學生的積極性,極大地提高了實踐的效果。當然,這次實踐是學校環境專業在環境保護新常態下對實踐課程設置的初步嘗試,一方面為其他環境類專業實踐課程的設置提供了有意義的借鑒;另一方面也應該在實踐中不斷改進,以適應新的學科發展需求,真正有效地提高學生的專業實踐能力,培養優秀的環境工程專業人才。
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