《流域非点源污染优先控制区识别方法及应用》:
1.2.1优先控制区研究的重要性
一般而言,当有害物质在空间分布上和持续时间内足以危害人和生物界的生存与发展,即称该空间单元为重点污染源。对于点源而言,重点污染源主要包括流域内排污较高的重点行业、重点工业、重点工厂等。与之相对应的,由于非点源污染发生的广泛性和区域性,水环境污染的产生总是由流域大范围内的多个空间单元共同作用造成的。通常,受气候、水文、地形、土壤、土地利用和管理方式等众多因素的影响,非点源污染空间变异性强,流域内各空间单元的污染负荷差异显著。根据已有研究成果,就流域整体而言,少数区域输出的污染物往往占据全流域污染负荷的绝大部分(Kovacseta1.,2012)。非点源污染优先控制区即指流域内对水环境质量有着决定性影响的敏感区域。显然,由于非点源污染存在显著的空间差异性,且非点源污染控制措施需要投入大量的人力、财力、物力,因而在制定非点源污染防治规划时,并非一定要在全流域实施全面治理(Raoeta1.,2009)。相反,识别出流域内的污染高负荷区,再根据各区的污染发生风险顺序,将治理重点和有限的资源投入到流域内污染负荷最高且对水体危害可能性最大而范围相对较小的敏感地区和地段,优先加强管理措施并安排治理工程的布局,则可以提高投资效益并节约土地资源,大大降低污染控制工作的难度,更好地实现预期的治理目标,协调人类开发活动和环境保护工作之间的矛盾。可以说,优先控制区识别已成为流域非点源污染控制的核心理念和关键所在。在制定流域水环境污染控制方案时,按照优先次序依次治理对水环境最不利的污染源,已成为国外流域非点源污染控制的基本思路(Qiu,2009)。
此外,从控制措施的角度,非点源污染控制往往需要结合小尺度微景观变量或工程措施,如河岸带植被生态系统、滞留池或人工湿地等,来减少或削除农业生产等人类活动带来的影响和危害(李明涛等,2013)。优先控制区使得非点源污染控制更有针对性,如减少农田生态系统的化学品投入是控制非点源污染的有效方法,但这一措施往往会以牺牲农产品的产量为代价,因而难以大面积推广;而建立植被缓冲区、树篱等绿色廊道和湿地等生态工程措施则需要占有一定数量的土地资源,亟需寻找出非点源污染产出的关键区域进行相对集中的污染控制(沈珍瑶等,2012)。美国等发达国家将基于优先控制区的污染控制措施设置方法称为靶标定位法。研究表明,在优先控制区内布设管理或工程等污染控制措施可更有效地削减流域非点源污染,实现流域水环境的保护。可以说,明确非点源污染优先控制区并从管理的角度进一步探讨影响污染输出的关键因素,可以使控制措施有的放矢,从而为流域非点源污染控制提供更为有利的视角。
从我国现行的重点污染源调查技术来看,工业源等各类点源污染往往是在多年环境统计工作的基础上开展的,重点污染源相关指标的选择、解释乃至计算方法是与现行的环境统计资料是一致的。因此,在工业源和生活源大口径一致的前提下,基于国内现有的污染源普查数据和各级别环保部门日常管理所掌握的数据,更容易获取点源污染重点污染源的分布地区和行业情况,更重要的是点源污染也是相对容易控制的。然而,农业种植业、畜禽养殖、农村生活等非点源污染源尚未纳入我国的常规环境统计中,且国内独特的种植业生产模式、畜禽养殖场污染排放方式和农村生活污染特征也使得优先控制区识别往往需要关注不同的调查范围、计算方法以及识别技术。这大大加剧了非点源污染优先控制区识别的难度。《流域非点源污染优先控制区识别方法及应用》正是在这种背景下编著的,为广大读者提供合理的优先控制区识别方法也是作者编著《流域非点源污染优先控制区识别方法及应用》的初衷。
1.2.2基本流程
流域非点源污染的重点区域,其空间分布往往是与流域气候特征、自然地理环境、社会经济发展状况等紧密相关,其影响因素往往是众多且错综复杂的。只有全面而重点地了解非点源污染源的各种特征值,如污染物的种类、数量、性质及其时空分布规律,才有可能真正实现非点源污染的有效控制和科学管理,从而达到防止水环境污染、保护流域自然环境的目的。从这一根本目的出发,非点源污染优先控制区识别的基本流程,不仅包括了流域系统污染物质的产生过程,即污染源的时空分布特征,也包括了汇水区系统与水环境系统的结合部,即污染物的排放特征。如果从受纳水体环境的角度,还应该包括污染物从流域系统排放到水环境系统特定位置的部分,即污染物在水环境中的迁移转化特征。只有把整个流域当成一个系统来研究,才有利于将汇水区系统和水环境系统有机地结合在一起,把环境损益和社会效益统一起来,进而促进环境保护与区域社会经济的同步发展。图1-1简明地揭示了非点源污染发生的过程和对环境污染的认识与控制过程。
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