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摘要:环境工程建设是治理环境污染和改进环境质量所进行的建设活动。过去人们治理环境污染着重末端治理,通过消减污染物排放量来减轻对环境的影响,但是随着经济规模的不断扩大,这种单纯末端治理方式已不能有效解决生态环境不断恶化的现实,因此亟须将环境工程建设与生态环境结合起来,以生态学的理论解决环境问题,以达到可持续发展的需要。
关键词:环境工程;生态环境
中图分类号: [P642.5] 文献标识码: A 文章编号:
环境工程(Environmental Engineering),一是研究环境污染并进行防治的技术;二是改善环境质量、合理利用自然资源的技术。环境工程包括水污染防治工程、大气污染防治工程、噪声污染防治工程、固体废弃物处理工程、土壤污染修复工程和放射性污染防治工程,还包括自来水的工程。
环境工程建设就是开展上述工程的建设活动,包括项目决策、立项、设计、施工到交付使用前的全部活动。环境工程建设的目的是防治环境污染和保护环境,在这个过程中必须将改善生态环境放在重要地位。环境工程不等于环境生态工程,也就是说环境工程对保护生态环境有帮助,但环境工程的建设并不一定就能改善生态环境,这其中的关系正是本文将要探讨的。
1 生态环境及相关概念
1.1 生态和生态系统
生态是指生物生存的状态,即一定自然环境下生物生存和发展的状态。生态系统是指一定空间范围内所有生物和非生物通过物质的循环、能量的流动、信息的交互而构成的相互作用、相互依存的生态学的一个功能单位,简言之就是生物群落与无机环境所组成的统一整体。生态系统可大可小,小到一个池塘、一片草地、一片森林,大至整个海洋、整个陆地、整个生物圈[1]。生态系统的组成如图1所示。
图1 生态系统的组成
1.2 生态环境内涵
生态环境(Ecological environment)是指影响生态系统发展的环境条件的总和,也是人类赖以生存的自然环境和社会环境的综合。生态环境包括自然生态环境、农业生态环境和城市生态环境三个部分。自然生态环境是基础,指未受人类干扰或扶持,可以依靠生物及其环境本身的自我调节功能维持相对稳定的生态环境,如森林、草原、湿地和海洋生态系统。农业生态环境是人类在自然生态环境基础上加以改造发展的复合生态系统,包括农业发展必须的水资源、土地资源、生物资源和气候资源的总和。城市生态环境是人类建设的产物,或者说是人类改造和适应自然环境基础上建立的人工生态系统。
1.3 生态环境影响
生态环境影响是指某一生态系统受到外来作用所引起的一系列变化和响应,其中人类活动对生态环境影响最为显著,因而对人类活动所造成的生态环境影响进行分析,是生态环境影响评估的重要部分。生态环境影响的特点有[2]:⑴生态环境影响开发建设的全过程,但不同阶段的影响并不一定相同;⑵生态环境影响具有累积性,积累至一定程度就会发生质变;⑶生态环境影响可能是直接的,也可能是间接的;⑷生态环境影响有区域性和地域性特点。
2环境工程建设过程中面临的困境
2.1垃圾处理没有达到无害化程度
随着城市发展和人口比重增长,固体垃圾总量逐年都在增加,引起的问题日益凸显。无论生活垃圾或工业垃圾都会污染城市空气、水源,占用大量土地,也直接对城市形象造成不良影响。因此合理处理垃圾已成为环境工程建设的重要内容,然而垃圾处理规模和数量可以达到无害化程度的却少之又少,大多数市、县级城市垃圾处理程度根本达不到国家无害化标准[3]。
2.2 污水处理程度不高
一方面很多偏远地区生活污水、工业污水,未经处理直接排入江河、湖泊或渗入地表;另一方面各地污水处理水平参差不齐,一些发展滞后地区污水处理技术相对落后,污水收集管网建设严重不足,污水处理率偏低。
2.3 大气污染、噪音控制不足
一些经济发展较快地区,大气污染已经从工业排放为主转变为机动车排放为主。不仅在于高排车辆尾气排放严重超标,而且因为汽车数量庞大,排放总量仍然惊人。不少城市有大量建设工地,粉尘、噪音污染也不容忽视。
2.4 城市园林绿化建设相对滞后
一是绿化面积不足,很多城市缺少足够的绿化空间;二是城市建设中片面强调加大商品房、高档住宅开发和建设,绿化建设明显滞后。
3 环境工程建设与环境生态工程建设的异同点
环境工程与环境生态工程有不少相似点,如两者的目的都是保护环境及协调环境、社会、经济三方面效益;在原理运用方面,环境工程运用环境科学、生物学、工程学、社会学等相关理论,环境生态工程运用生态学、工程学等理论。但环境工程与环境生态工程的差异也很明显,环境工程着重于末端治理,目标具体,处理周期较短,见效较快;而环境生态工程着眼于整个过程,通过物质循环、能量循环达到理论上零污染积累的效果,其目标是整个生态系统的平衡,一般处理周期较长,恢复较慢。环境工程可以治理环境污染,却不一定可以避免生态破坏,因为环境污染主要是人类活动产生的物质、能量排入环境造成的;而生态破坏是人为干扰造成自然生态环境的破坏,由于没有污染性,不属于环境工程的目标,如水土流失、生物多样性锐减等。
4 环境工程建设结合生态环境的必要性
生态环境有两个基本理论:可持续发展理论和环境容载力理论。可持续发展理论提出发展应既能满足当代人的需要,又不危害后代人的需要。可持续发展包括社会、经济的可持续发展以及环境资源的可持续利用三个方面。环境容载力理论提出了环境容量和环境承载力两个重要概念,前者指一定区域的环境可容纳发展规模及各类活动要素的最大限度;后者是指在环境结构不发生质变、环境功能不发生破坏时区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力。环境容载力是环境容量和环境承载力的结合和统一。由于环境有一定的容载力限制,在进行环境工程建设时就不能仅考虑末端治理,而应立足于生态环境这个大局,举个简单例子,某一区域的机动车即使每一辆车的排放都达标,但数量足够大,其排放总量还是会超出该区域的环境容载力,这样的发展必定是不可持续的。因此,环境工程建设与生态环境结合是必要的。
5 利用生态环境理论解决环境工程中遇到的难题
5.1 环境工程建设应进行生态环境影响的评估
环境工程建设时,应进行生态环境影响的评估,根据建设项目对生态环境影响性质、概率、程度进行识别和评价,以消除不利影响。生态环境影响评价按照工程调查与分析、生态环境现状调查、生态现状评价、生态影响预测、生态影响的防护、恢复及管理等程序进行。
5.2 提高资源的综合利用率,大力开发二次资源
目前,我国工业固体废弃物综合利用率仅达30%,其余70%没有得到有效利用,因而工业垃圾与日俱增。世界上不少国家都将二次资源的利用列入优先考虑的经济战略之一,二次资源利用率逐年得到提升,反观我国这方面做得还不够。生活垃圾中也有大量的资源可以回收利用,我国在这方面刚起步,也有很大潜力。
5.3 改进工艺、设备和技术,提高废物利用率
减少废物排放是解决环境容载力的重要措施,发达国家对此作了大量研究,如烧碱生产以离子膜法代替水银法,生铁生产采用无焦炼铁工艺等,不仅降低了物耗和能耗,也大大降低了“三废”的排放。另外,采用闭路循环也是减少“三废”排放的有效手段,如用水闭路循环系统的供水-用水-净水循环流程,没有废水外排,也减少了水资源的消耗。
5.4 利用生态工程原理改善环境工程
利用生态工程原理改善环境工程,如采用基塘系统解决农、渔、牧结合的问题,采用生物栅技术处理石化废水,利用蚯蚓生物滤池处理生活污水等,既节能又避免了常规污水处理因为消耗大量电能(发电厂大量燃烧化石燃料来发电)而间接产生大气污染、温室效应。
5.5利用科技进步提高环境承载力,以生态文明创新环境工程的发展模式
环境影响或冲击与经济增长速率成正比,但与技术进步成反比,所以单纯发展经济的必然结果是环境恶化、生态破坏,只有技术进步的速率超过经济增长速率,才能有效控制对环境的影响[4]。
参考文献:
[1] 马建立,李良玉,赵由才. 走进工程环境监理:天蓝水清之路[M]. 北京:冶金工业出版社,2011.
[2] 杨淑芳. 认识环境影响评价:起跑线上的保障[M]. 北京:冶金工业出版社,2011.
[3] 高丽娜. 城市环境工程建设研究[J]. 科技创新与应用,2012(11):199.
[4] 孟偉,傅泽强. 生态文明创新环境工程与科技的发展模式[J]. 环境工程技术学报,2011.
关键词:环境工程;生态环境
中图分类号: [P642.5] 文献标识码: A 文章编号:
环境工程(Environmental Engineering),一是研究环境污染并进行防治的技术;二是改善环境质量、合理利用自然资源的技术。环境工程包括水污染防治工程、大气污染防治工程、噪声污染防治工程、固体废弃物处理工程、土壤污染修复工程和放射性污染防治工程,还包括自来水的工程。
环境工程建设就是开展上述工程的建设活动,包括项目决策、立项、设计、施工到交付使用前的全部活动。环境工程建设的目的是防治环境污染和保护环境,在这个过程中必须将改善生态环境放在重要地位。环境工程不等于环境生态工程,也就是说环境工程对保护生态环境有帮助,但环境工程的建设并不一定就能改善生态环境,这其中的关系正是本文将要探讨的。
1 生态环境及相关概念
1.1 生态和生态系统
生态是指生物生存的状态,即一定自然环境下生物生存和发展的状态。生态系统是指一定空间范围内所有生物和非生物通过物质的循环、能量的流动、信息的交互而构成的相互作用、相互依存的生态学的一个功能单位,简言之就是生物群落与无机环境所组成的统一整体。生态系统可大可小,小到一个池塘、一片草地、一片森林,大至整个海洋、整个陆地、整个生物圈[1]。生态系统的组成如图1所示。
图1 生态系统的组成
1.2 生态环境内涵
生态环境(Ecological environment)是指影响生态系统发展的环境条件的总和,也是人类赖以生存的自然环境和社会环境的综合。生态环境包括自然生态环境、农业生态环境和城市生态环境三个部分。自然生态环境是基础,指未受人类干扰或扶持,可以依靠生物及其环境本身的自我调节功能维持相对稳定的生态环境,如森林、草原、湿地和海洋生态系统。农业生态环境是人类在自然生态环境基础上加以改造发展的复合生态系统,包括农业发展必须的水资源、土地资源、生物资源和气候资源的总和。城市生态环境是人类建设的产物,或者说是人类改造和适应自然环境基础上建立的人工生态系统。
1.3 生态环境影响
生态环境影响是指某一生态系统受到外来作用所引起的一系列变化和响应,其中人类活动对生态环境影响最为显著,因而对人类活动所造成的生态环境影响进行分析,是生态环境影响评估的重要部分。生态环境影响的特点有[2]:⑴生态环境影响开发建设的全过程,但不同阶段的影响并不一定相同;⑵生态环境影响具有累积性,积累至一定程度就会发生质变;⑶生态环境影响可能是直接的,也可能是间接的;⑷生态环境影响有区域性和地域性特点。
2环境工程建设过程中面临的困境
2.1垃圾处理没有达到无害化程度
随着城市发展和人口比重增长,固体垃圾总量逐年都在增加,引起的问题日益凸显。无论生活垃圾或工业垃圾都会污染城市空气、水源,占用大量土地,也直接对城市形象造成不良影响。因此合理处理垃圾已成为环境工程建设的重要内容,然而垃圾处理规模和数量可以达到无害化程度的却少之又少,大多数市、县级城市垃圾处理程度根本达不到国家无害化标准[3]。
2.2 污水处理程度不高
一方面很多偏远地区生活污水、工业污水,未经处理直接排入江河、湖泊或渗入地表;另一方面各地污水处理水平参差不齐,一些发展滞后地区污水处理技术相对落后,污水收集管网建设严重不足,污水处理率偏低。
2.3 大气污染、噪音控制不足
一些经济发展较快地区,大气污染已经从工业排放为主转变为机动车排放为主。不仅在于高排车辆尾气排放严重超标,而且因为汽车数量庞大,排放总量仍然惊人。不少城市有大量建设工地,粉尘、噪音污染也不容忽视。
2.4 城市园林绿化建设相对滞后
一是绿化面积不足,很多城市缺少足够的绿化空间;二是城市建设中片面强调加大商品房、高档住宅开发和建设,绿化建设明显滞后。
3 环境工程建设与环境生态工程建设的异同点
环境工程与环境生态工程有不少相似点,如两者的目的都是保护环境及协调环境、社会、经济三方面效益;在原理运用方面,环境工程运用环境科学、生物学、工程学、社会学等相关理论,环境生态工程运用生态学、工程学等理论。但环境工程与环境生态工程的差异也很明显,环境工程着重于末端治理,目标具体,处理周期较短,见效较快;而环境生态工程着眼于整个过程,通过物质循环、能量循环达到理论上零污染积累的效果,其目标是整个生态系统的平衡,一般处理周期较长,恢复较慢。环境工程可以治理环境污染,却不一定可以避免生态破坏,因为环境污染主要是人类活动产生的物质、能量排入环境造成的;而生态破坏是人为干扰造成自然生态环境的破坏,由于没有污染性,不属于环境工程的目标,如水土流失、生物多样性锐减等。
4 环境工程建设结合生态环境的必要性
生态环境有两个基本理论:可持续发展理论和环境容载力理论。可持续发展理论提出发展应既能满足当代人的需要,又不危害后代人的需要。可持续发展包括社会、经济的可持续发展以及环境资源的可持续利用三个方面。环境容载力理论提出了环境容量和环境承载力两个重要概念,前者指一定区域的环境可容纳发展规模及各类活动要素的最大限度;后者是指在环境结构不发生质变、环境功能不发生破坏时区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力。环境容载力是环境容量和环境承载力的结合和统一。由于环境有一定的容载力限制,在进行环境工程建设时就不能仅考虑末端治理,而应立足于生态环境这个大局,举个简单例子,某一区域的机动车即使每一辆车的排放都达标,但数量足够大,其排放总量还是会超出该区域的环境容载力,这样的发展必定是不可持续的。因此,环境工程建设与生态环境结合是必要的。
5 利用生态环境理论解决环境工程中遇到的难题
5.1 环境工程建设应进行生态环境影响的评估
环境工程建设时,应进行生态环境影响的评估,根据建设项目对生态环境影响性质、概率、程度进行识别和评价,以消除不利影响。生态环境影响评价按照工程调查与分析、生态环境现状调查、生态现状评价、生态影响预测、生态影响的防护、恢复及管理等程序进行。
5.2 提高资源的综合利用率,大力开发二次资源
目前,我国工业固体废弃物综合利用率仅达30%,其余70%没有得到有效利用,因而工业垃圾与日俱增。世界上不少国家都将二次资源的利用列入优先考虑的经济战略之一,二次资源利用率逐年得到提升,反观我国这方面做得还不够。生活垃圾中也有大量的资源可以回收利用,我国在这方面刚起步,也有很大潜力。
5.3 改进工艺、设备和技术,提高废物利用率
减少废物排放是解决环境容载力的重要措施,发达国家对此作了大量研究,如烧碱生产以离子膜法代替水银法,生铁生产采用无焦炼铁工艺等,不仅降低了物耗和能耗,也大大降低了“三废”的排放。另外,采用闭路循环也是减少“三废”排放的有效手段,如用水闭路循环系统的供水-用水-净水循环流程,没有废水外排,也减少了水资源的消耗。
5.4 利用生态工程原理改善环境工程
利用生态工程原理改善环境工程,如采用基塘系统解决农、渔、牧结合的问题,采用生物栅技术处理石化废水,利用蚯蚓生物滤池处理生活污水等,既节能又避免了常规污水处理因为消耗大量电能(发电厂大量燃烧化石燃料来发电)而间接产生大气污染、温室效应。
5.5利用科技进步提高环境承载力,以生态文明创新环境工程的发展模式
环境影响或冲击与经济增长速率成正比,但与技术进步成反比,所以单纯发展经济的必然结果是环境恶化、生态破坏,只有技术进步的速率超过经济增长速率,才能有效控制对环境的影响[4]。
参考文献:
[1] 马建立,李良玉,赵由才. 走进工程环境监理:天蓝水清之路[M]. 北京:冶金工业出版社,2011.
[2] 杨淑芳. 认识环境影响评价:起跑线上的保障[M]. 北京:冶金工业出版社,2011.
[3] 高丽娜. 城市环境工程建设研究[J]. 科技创新与应用,2012(11):199.
[4] 孟偉,傅泽强. 生态文明创新环境工程与科技的发展模式[J]. 环境工程技术学报,2011.