生态风险评价

2024-08-22

生态风险评价(精选12篇)

生态风险评价 篇1

1 生态风险评价历程

1990年美国国家环保局提出了生态风险评价的概念, 美国关于生态风险评价理论和方法的研究处于国际前沿。1993年Suter[1]提出了生态风险评价的基础理论和技术框架, 对于生态风险评价的发展起到了导向和奠基作用。1996年EPA公布了ERA指南草案, 对生态风险评价的定义及其基本原理进行了阐述, 在随后的数年间EPA又连续公布了不同生态系统的生态风险评价实例和相关技术规范, 1998年EPA正式颁布了生态风险评价指南[2], 对进一步的生态风险评价研究有重要的指导意义。美国EPA提出生态风险评价的概念框架包括三部分:问题提出、资料分析和风险表征。生态风险评价按评价时段分为预测性风险评价和回顾性风险评价, 按照评价范围分为点位生态风险评价和区域生态风险评价。

1993年欧盟就颁布了对化学品进行生态风险评价的规定和技术指导文件, 欧洲各国进行了系统的化学品生态风险评价和广泛的工业污染物排放的生态风险评价, 在污染物生态风险评价中有丰富的实践经验, 并探索了不同领域中生态风险的评价方法和步骤。如D.Rossi[3]研究了受到严重污染的湖中沉积物对水生生物的生态风险, 发现沉积物对无脊椎动物、植物种子发芽和根伸长有重要影响;Cheryl[4]对农药在农业中的生态风险进行了研究;Keith[5]采用事故树分析方法对生态入侵的生态风险评价进行了分析, 并对人类航海活动造成的海洋生物入侵风险进行了评价;目前生态风险评价的定义、概念、研究内容已经比较明确, 为大家普遍接受的内容主要包括四个方面: (1) 危害识别; (2) 浓度-效应; (3) 暴露评价; (4) 风险表征。

2 国外生态风险评价研究现状

针对研究区域中同时存在多种环境风险问题的实际情况, 美国EPA提出了比较风险评价方法。目的是对环境中的各种风险问题比较大小, 然后进行排序, 以便筛选出环境中重要的风险问题, 进行集中、重点的治理。当前区域评价方法要鉴别不同地点的源与生境, 在每个地点排序它们的重要性, 结合这个信息来预测风险的相对水平。相对风险评价是用来比较区域中人为压力造成的风险, 同时地考虑多于一个的受体和压力。W.G.Landis等研究willamette区域尺度上多压力的风险评价, 采用相对风险模型进行风险评价, 表征鱼群的数量密度和结构, 测量单个鱼的健康状况, 鉴别出风险压力以及它们对评价终点的潜在影响, 如水流速率、温度和河道形状等, 当微生境种类减少, 生物多样性将跟着减少。还有一类物理压力直接影响水生有机体的健康, 比如洪水、大坝放水、水力水电涡轮的损害。比较性风险评价已成为美国目前一项重要的环境管理措施。

David研究了废物燃烧过程中致癌物对人类的风险评价, 指出当前对人体直接吸入有害物已经有详细指导方针, 但是对间接吸入有害物的风险评价研究很少;Norman采用筛选-分级法分析了杀虫剂的喷雾迁移模型;Donald分析了筛选-分级生态风险评价中HQ方法的不确定性因素, 但是由于人们对不确定性方法的概念、类型和量级有不同理解, 使得其应用受到限制;Bradley采用筛选-分级生态风险评价方法对有害废弃物场地进行了具体的生态风险评价研究, 结果表明, 煤灰含高浓度的、生物可利用性的潜在毒性元素砷、汞和硒, 煤灰的不当堆积处置能对陆生生物造成重大风险。

生态风险评价的理论和方法在日本也得到了重视, 从80年代末期开始把环境管理体制从传统的按照环境标准来确定立法转向立法和预防对策相结合。日本学者从各方面对生态风险评价进行了研究和应用, 如Francisco研究了农药在农业中的生态风险;Nobuhiro Kaneko研究了土壤中复合有害物质 (Cd, Cu, Zn等) 对土壤动物的生态风险;Satoshi Imai研究了生产家庭日用品的工厂排放化学药品对人类、动物和生态系统可能的暴露和危害, 风险水平与确定的安全剂量有关, 化学品浓度与其相比较得出风险水平。化学物质在风险评价工作中安全性管理十分重要, 对化学物质安全性评价主要通过其毒性和负效应来判断, 对一种毒性很大的化学物质, 如果人们对其正确处理, 避免其在环境中暴露, 那么这种化学物质也不会对生态系统及人类健康造成危害。该风险评价与管理体系已成为日本各化学物品公司实施风险评价的标准体系。

2 国内生态风险评价研究现状

我国开展生态风险评价方面的研究比较少, 生态风险评价研究处于起步阶段, 虽然生态风险评价在我国还没有成为环境决策的基础, 但国内已经有许多学者开始研究并运用生态风险评价, 如钱迎倩介绍了转基因植物的生态风险评价;李国旗等人对生态风险评价概念及评价方法、内容进行了综述;殷浩文提出了水环境生态风险评价程序, 详细地介绍了国外生态风险的理论和实践, 引入了欧美先进的生态风险评价理论, 并结合我国生态风险评价的现状和存在问题, 对评价的方法学结合实际经验进行了详细的阐述, 对国内开展生态风险评价研究有重要的应用参考价值, 并对于我国生态风险研究的发展起了极大的推动作用;付在毅介绍了区域生态风险评价的方法步骤, 概括为研究区的界定与分析、受体分析、风险识别与风险源分析、暴露与危害分析以及风险综合评价等几部分;张学林提出了区域农业景观生态风险评价初步构想, 设计了区域农业生态风险评价框架与方法, 评价框架包括问题提出、暴露评价、影响评价和风险表征四部分, 采用的方法步骤与付在毅的提议相似, 包括确定评价区域的地理区域、风险识别、剂量-效应关系评价、暴露评价、风险表征几部分。

我国学者还运用生态风险评价理论和方法研究了重金属、自然灾害、突发性污染事故和城镇化过程中的生态风险问题。对于河流等水体中重金属类的研究较早较多, 如何云峰, 方明, 佘加平, 铁梅等对运河 (杭州段) 沉积物中重金属、刘文新等对乐安江沉积物重金属进行了生态风险评价研究, 这些研究大多是采用Hak覿nson生态风险指数法对重金属的潜在生态风险进行评价。

在自然灾害的风险评价研究方面, 许学工和付在毅对辽河、黄河湿地区域生态风险评价进行了研究, 分析了洪涝、干旱、风暴潮、油田污染、黄河断流等风险的分布及风险, 对区域生态风险评价方法进行了探讨;李辉霞研究了太湖流域主要城市洪涝灾害生态风险评价。

生态风险评价理论和方法在我国已有较系统的介绍, 并有部分的探索性实践, 但与国外生态风险评价的发展相比还有很大差距。目前, 我国学者对风险评价的关注主要集中在化学品突发事故方面、健康风险以及自然灾害风险的分析与评价, 而生态风险评价方法和理论大多是从欧美等西方国家直接的引入, 还没有规范化的程序和方法, 生态风险评价在我国尚未成为环境决策的基础。

4 结论与展望

4.1 我国生态风险评价研究还处于对国外理论介绍和引入时期, 多数生态风险研究是单一地采用国外公式或方法进行评价, 定性描述多于定量评价。

4.2 多数生态风险评价为单一风险源、单一暴露途径和单一受体的评价, 对于在区域尺度上多种风险源、多种胁迫因子对大尺度生态受体 (群落、生态系统及景观) 产生的生态效应很少有风险研究。

4.3 有毒有害物质对人类健康生态风险评价研究较多, 而对于生态系统产生的风险仍没有定量地、深入地分析研究。

4.4 多数区域性生态风险评价是基于简单指数的计算, 没有形成系统的、完整的评价指标体系。区域生态风险评价没有规范化的程序和方法。

4.5 对于矿区环境问题多侧重于生态退化现象和过程的研究, 对其生态受损的机制尤其是煤矿区生态退化机理、生态系统结构功能的演变规律研究较少。

摘要:介绍了国内外生态风险的发展历程及研究现状, 总结了目前生态风险评价的基本内容、方法, 并对生态风险在国内外的应用进行了详细阐述。综合国内外研究, 提出生态风险评价研究的发展趋势以及目前存在的问题。

关键词:生态风险评价,研究,趋势

参考文献

[1]Suter, Glenn W.II.Ecological risk assessment.Boca Raton, FL Lewis Publishers, 1993.

[2]U.S.EPA.Guidelines for ecological risk assessment.Environmental Protection Agency, Washington, DC, USA, 1998.

[3]D.Rossi, M.Beltrami.Sediment ecological risk assessment:in situ and laboratory toxicity testing of lake Orta sediments.Chemosphere, 1998, 37 (14-15) :2885-2894.

[4]Cheryl B Cleveland, Monte A Mayes.An ecological risk assessment for spinosad use on cotton.Pest Management Science, 2002, 58 (1) :70-84.

[5]Keith R.Hayes.Identifying hazards in complex ecological systems.Part1:fault-tree analysis for biological invasion.Biological Invasions, 2002, 4 (3) :235-249.

生态风险评价 篇2

洞庭湖流域区域生态风险评价

对于生态系统,灾害性事件的产生多为外界胁迫因素与系统内部生态结构不稳定性因素共同作用的结果,因此对流域生态风险进行评价时应充分考虑系统内部的生态结构与外界的胁迫性因素.目前国内外对于外界胁迫性因素的研究多集中在自然灾害(如洪涝灾害)以及外界污染物主要集中在重金属类的排入,而事实上,其他类型的.污染物,如氮、磷等也将对生态系统产生一定的危害,由于这些污染物浓度在个别地区超标程度较高并可能对受体产生巨大的影响,因此将该类污染物作为一类重要因素纳入生态风险评价体系中是非常必要的,而由此得出的评价结果也更为系统和全面.以洞庭湖地区的东、南、西三部分作为研究区域,根据其特殊的背景,将工业污染、农业污染及血防污染作为其污染类风险源,引入由氮毒性污染指数、磷毒性污染指数、重金属类毒性污染指数共同构成的毒性污染指数与自然灾害指数和系统本身的生态指数,包括生物指数、多样性指数、物种重要性指数以及脆弱性指数完成了对洞庭湖流域的区域生态风险评价.

作 者:卢宏玮 曾光明 谢更新 张硕辅 黄国和 金相灿 刘鸿亮 作者单位:湖南大学环境科学与工程系,长沙,410082刊 名:生态学报 ISTIC PKU英文刊名:ACTA ECOLOGICA SINICA年,卷(期):23(12)分类号:X171.4关键词:生态风险评价 洞庭湖 污染

生态风险评价 篇3

关键词:沉积物 质量 综合潜在生态风险 评价

中图分类号:X83文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0140-02

随着浙江省化学原料药基地临海园区的成立,园区内的企业数量不断增加,生产规模也不断扩大,污染程度随之加大,入海排污对邻近海域环境造成极大的危害或潜在危害,连续几年评价为A级排污口,是需要对其实施最严格监理的排污口之一。通过对排污口邻近海域的表层沉积物进行监测,了解排污口对邻近海域的污染程度,对于海洋环境保护具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 采样站位及样品的采集与处理

沉积物的采集、储存及运输的方法均按照《海洋监测规范 第3部分:样品采集、贮存与运输》GB 17378.3-2007进行。

1.2 样品的前处理和测定

沉积物样品的前处理和测定方法按《海洋监测规范 第5部分:沉积物分析》GB 17378.5-2007中的方法进行,同时按相同的方法消解沉积物标准样品及空白,最后上机检测。

2 评价方法

本次综合评价采用沉积物综合潜在生态风险指数法,沉积物综合潜在生态风险指数法是瑞典学者Hakanson于1980年建立的,它是以污染物的含量、种类、毒性和敏感性等四项条件为基础,定量评价沉积物的污染程度和多种污染物共同作用下的潜在生态风险程度的方法。对于不同的污染物依据其毒理学敏感性赋予不同的权重,使潜在生态风险的评价结果更加科学合理。本文采用这套原理对浙江省化学原料药基地邻近海域沉积物进行评价,本次评价的参数为6项,符合这套原理要求参与评价的参数不得少于5项的要求。

3 结果

本次调查在浙江省化学原料药基地邻近海域共布设5个站位,具体的每个站位的污染物含量见表1。

3.1 污染要素评价标准的确定

以“GB 18668-2002海洋沉积物质量”国家标准中的一类沉积物质量标准为评价标准。各污染要素的评价标准和毒性系数见表2。

3.2 单个站位各污染要素的污染程度

单个污染物污染指数采用单因子指数法求算,其计算公式为

式中为重金属i的污染系数;为重金属i的实测浓度;为重金属i一类沉积物标准值。利用公式对调查海区表层沉积物单个污染系数的计算结果见表5,从表中可知,各污染系数均小于1。

3.3 单个污染物的潜在风险系数

单个污染物的潜在风险系数计算公式:

式中为单个污染物的潜在生态风险系数;为单个污染物的毒性响应系数,反映某一元素的毒性水平以及生物对某一元素污染的敏感程度。利用公式对调查海区表层沉积物各元素的潜在生态风险系数计算结果见表5,从表中数据对照表4的评价表可知:单要素的潜在生态风险为低潜在生态风险参数。

3.4 潜在生态风险指数

定义总的风险系数总和为潜在生态风险指数RI

RI==

利用公式对调查海区各站位表层沉积物的潜在生态风险指数RI进行计算,计算结果见表5,从表中数据对照表4的评价表可知:各站位的综合潜在生态风险低,沉积物质量良好。

对于单个站位生态风险评估,诸污染要素的污染程度和生态风险的确定如表3。

3.5 区域生态风险的确定

根据各站位的RI值,确定区域潜在生态风险的高低,其分类原则见表4。

根据分类标准可知,浙江省化学原料药基地临海园区邻近海域生态风险低,沉积物质量良好。

4 结语

(1)这次监测结果显示浙江省化学原料药基地临海园区邻近海域表层沉积物总体质量良好,所监测的各项指标均符合海洋沉积物质量标准(GB 18668-2002)一类标准。(2)从单因子污染物影响来分析,浙江省化学原料药基地临海园区邻近海域所监测项目的污染系数较低,属于低潜在生态风险参数。(3)从综合效应来分析,浙江省化学原料药基地临海园区临近海域的综合潜在生态风险低。

参考文献

[1]国家海洋局.GB 17378-2007海洋监测规范[S].北京:中国标准出版社,2007.

[2]海洋环境质量公报编制指南 国家海洋环境监测中心,2007,61~66.

[3]李正华,林建杰.福建定海湾表层沉积物中重金属及其潜在生态风险评价 2007年度东海区海洋环境监测技术学术会议论文集,2007,115~119.

[4]台州市海洋與渔业局,2008年台州市海洋环境公报,2009.

生态风险评价程序概述 篇4

1 生态风险评价概述

生态风险评价是建立在生态学、生态毒理学、数学和计算机技术等学科最新研究成果基础上的一门综合分支学科。一般来说生态风险评价是指确定人为活动或不利事件对生态环境产生危害或对生物个体、种群及生态系统产生不利影响的可能性的分析过程[2]。

目前, 世界上很多国家、组织或者实验室都开展了有关生态风险评价的研究, 其中主要有美国国家环保局 (USEPA) 、欧盟环境署 (EEA) 、世界卫生组织 (WHO) 、国际化学安全计划、美国橡树岭国家实验室 (ORNL) 、经合组织 (OECD) 等[3]。

美国的生态风险评价从两个不同层面上发展。一个是科学研究层面, 另一个是与环境管理密切关联的技术应用层面[4]。

欧盟的生态风险评价研究是在新化学品评价的基础上发展起来的[4]。为了避免生态目标受到不可接受的危害, 它对工业活动的生态危害评价法律规定了一系列基本数据提交的要求。欧盟国家在应用上集中发展更实用的污染物排放估计方法。针对评价数据参差不齐的现状, 研究开发专业、简便的数据判断方法。同时, 逐步发展亚急性效应和慢性效应在生态风险评价中的应用, 对高残留、高生物有效性的物质予以特别关注。

2 国外生态风险评价

2.1 美国国家环保局生态风险评价框架

美国国家环保局于1998年发布了《生态风险评价指南》, 它不仅叙述了生态风险评价的一般原理、方法和程序, 而且大大地扩展了生态风险评价的研究方向。包括气候变化、生物多样性丧失、多种化学品对生物影响的风险评估等。其主体部分将生态风险评价分为问题形成、分析、风险表征3个阶段, 其评价过程如图1所示[5]。

2.1.1 问题形成

问题表述是确定评价范围和制定计划的过程。评价者描述目标污染物特性和有风险的生态系统, 进行终点选择和有关评价中假设的提出。这个阶段包括数据的收集、分析和风险识别3个步骤及从3个方面评价终点、概念模型和分析方案。

2.1.2 分析

分析是检验风险、暴露和影响它们之间相互关系和生态系统特性的过程, 是生态风险评价的关键部分。目标是确定和预测组分在暴露条件下对胁迫因子的生态反应。不确定性的评价贯通于整个分析阶段, 其目标是尽可能地描述和量化系统中一些已知的和未知的暴露和影响。不确定性的分析使得评价更可靠, 为收集有效数据或应用精确方法提供了基础。不确定性主要来自可变性参数值的估算及数量的真实值, 包括数量、位置或出现的次数;数据差异;模型的开发和应用等, 还包括过程模型结构和经验模型中变量之间的关系。

2.1.3 风险表征

风险表征是风险评价的最后一步, 是计划编制、问题阐述以及分析预测或观测到的有害生态效应和评价终点之间联系的总结。

2.2 欧盟生态风险评价框架

欧盟关于风险评价的定义[6]是指一个化学污染物对人群和生态系统产生的潜在危害认定、表征和定量的过程。按照欧盟要求, 对于所有新出现的化合物都要开展风险评价。在生态风险评价的程序上, 欧盟对生态风险评价的程序存在一定的争议。图2和图3分别显示了英国风险评价、管理框架和荷兰风险管理框架[7]。其中英国的环境风险评价框架要求即使目前的科学证据不充分, 也必须采取行动预防和减缓潜在危害的行为;荷兰风险评价框架的核心部分是应用阈值 (决策标准) 来判断特定的风险水平是否能够接受。该框架的创新之处在于利用不同的生命组建水平的风险指标, 如死亡率或其他临界响应值, 用数值明确表达最大可接受或可忽略的风险水平。

尽管在生态风险的评价程序上, 欧盟国家有很多模式, 但一般认为生态风险评价步骤主要分为3步 (其中, 风险识别和剂量——效应关系评价合并于影响评价阶段) : (1) 影响评价, 主要包括基于物质理化性质、毒性数据、用途等方面的调查、研究。在这个阶段, 需要根据毒性数据评估无影响浓度水平 (Predicted No Effect Concentration, PNEC) ; (2) 暴露评价, 根据监测数据研究预测建模技术, 计算预期环境浓度 (PEC) ; (3) 风险表征, 计算PEC/PNEC的商。

3 我国生态风险评价程序

生态风险评价在我国尚处于发展阶段, 在方法和技术上还不成熟。目前, 我国开展的生态风险评价研究均以区域为研究范围, 通过建立相应的指标来评价区域生态风险[8,9,10]。

在评价程序和方法方面, 原国家环境保护总局于2003年颁布了《新化学物质环境管理办法》, 并同时发布了《新化学物质危害评估导则》。导则中关于化学品的危害评估包括了人体健康危害评估和生态环境危害评估两部分内容, 其中生态危害评估基本按照理化特性评价、生态毒理学评估、环境暴露评估、生态环境危害表征的程序进行。

4 结论

综上所述, 国内外关于生态风险评价已经有了一定的研究, 但是也存在一些不足[11]。从研究方法而言, 对于化学物品的生态风险多采用生态毒理学的方法, 生物和物理生态风险的研究正处于摸索阶段, 还未形成具体的评价方法。生态风险评价的各种指标体系还没有建立起来, 各种环境化合物的基准值和参考剂量数据库以及事故风险概率还有待进一步补充。尽管国内已经开展区域范围的生态风险评价, 建立了相应的评价指标, 但各种评价指标繁杂, 没有统一的指标体系。

此外, 我国和欧盟生态风险评价侧重于新化学品的管理, 对于建设项目或者规划等人类活动带来的生态风险, 在管理体系上, 尚存在一定的不足。随着我国经济的高速发展, 开发建设活动带来的生态风险也将逐渐显现。因此, 在环境管理制度上立法, 遏制生态风险已成为一项十分紧迫的任务。上述评价框架中, 美国环保局《生态风险评价指南》由于其有较高的概括性而被多数学者采用, 是目前国际上广泛采纳的风险评价技术框架, 也将为我国生态风险管理制度的建立提供有益的借鉴。

参考文献

[1]张永春, 林玉锁, 孙勤芳, 等.有害废物生态风险评价[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.

[2]胡二邦.环境风险评价实用技术和方法[M].北京:中国环境科学出版社, 2000.

[3]文君.千岛湖区域生态风险评价研究[D].杭州:浙江大学, 2004.

[4]殷浩文.生态风险评价[M].上海:华东理工大学出版社, 2001.

[5]U.S.EnvironmentalProtectionAgency.GuidelinesforEcological Risk Assessment[R].EPA/630/R-95/002F, 1998.

[6]EuropeanCommunity.TheEuropeanUnionsystemfortheevaluation ofsubstances (EUSES) [R].Brussels:CommissionoftheEuropean Communities, 2004.

[7]沈珍瑶, 牛军峰, 齐珺, 等.长江中游典型段水体污染特征及生态风险[M].北京:中国环境科学出版社, 2008.

[8]付在毅, 许学工, 林辉平.辽河三角洲区域生态风险评价[J].生态学报, 2001, 21 (3) :365-373.

[9]卢宏玮, 曾光明, 谢更新.洞庭湖流域生态风险评价[J].生态学报, 2003, 23 (12) :2520-2530.

[10]马德毅, 王菊英.中国主要河口沉积物污染潜在生态风险评价[J].中国环境科学, 2003, 23 (5) :521-525.

生态风险评价 篇5

千岛湖底泥重金属污染的生态风险评价

水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题,污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷等途径进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到污染.千岛湖不同监测点底泥Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、As、Hg等重金属含量存在差异.大坝前、毛竹源和三潭岛监测点Mn、As和Hg含量较高.不同采样点,底泥重金属污染度有差异,表现为毛竹源>三潭岛>航头岛>茅头尖>大坝前>排岭水厂>街口,毛竹源测点底泥重金属污染风险最高,街口重金属污染风险最低.

作 者:文军 骆东奇 罗献宝 方志发 WEN Jun LUO Dong-qi LUO Xian-bao FANG Zhi-fa  作者单位:文军,骆东奇,罗献宝,WEN Jun,LUO Dong-qi,LUO Xian-bao(广西大学,广西,南宁,530005)

方志发,FANG Zhi-fa(淳安县环境保护监测站,浙江,淳安,311700)

刊 名:水土保持研究  ISTIC PKU英文刊名:RESEARCH OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年,卷(期):2006 13(1) 分类号:X524 关键词:千岛湖   底泥   重金属   污染   生态风险评价  

规避生态风险 融合经济与环境 篇6

中国科学院生态环境研究中心研究员、中国生态学会理事长王如松是我国自己培养的第一个生态学博士。他自1981年以来一直从事城市及区域可持续发展的系统生态理论、方法及产业生态工程集成技术研究,先后主持并完成多项国家重点科技攻关和国际合作课题,在区域复合生态系统、城市生态规划、产业生态工程与可持续发展理论和应用研究中取得重要成果。

生态环境是王如松研究的主要方向之一。他解释说,生态文明是指物质文明、精神文明与政治文明在自然与社会生态关系上的具体表现,涉及体制文明、认知文明、物态文明和心态文明。他认为,在城市建设乃至人类的其他各项活动中,都应该寓环境保护于经济建设之中,在发展中保护环境。这种环境与经济的真正融合才是更高层次的生态文明和科学发展观。

环境为体、经济为用、生态为纲、文化为常,四者共同组成有中国特色的社会主义市场经济条件下的生态文明。弘扬生态文明是重建中国的自然生态和人类生态,实现社会、经济和环境可持续发展的关键。他强调,在城镇化和工业化高速发展的今天,如何处理好工业化、城镇化过程中人和环境之间的关系,必须引起我们的高度重视。

这里所说的环境,包括经济环境、社会环境、自然环境等。王如松解释说,现在,人与环境之间存在着种种生态风险,这种生态风险不一定会马上发生,但是随着时间的推移、随着各种问题的集聚,生态风险会逐渐显现出来。这种风险会影响到人们的正常生活,会对人体的健康产生威胁。

城市“动脉”、“静脉”要确保畅通

现在,城市居民正常生活所必须依靠的供水、供电、供气、供热等公用设施一旦因为建造时间过长而发生故障或者发生事故,将会给城市的正常生活带来很大影响。

王如松把基础设施建设比喻为城市的“动脉”。他说,如果长期管理不善,很容易导致紧急事件的发生。这些事件本身可能是一般的灾难性问题,但是,由于基础设施是我们的“动脉”,它们一旦出现问题,将会导致城市中各个方面出现“供血不足”的现象,随之会出现一系列的问题。

在我国过去一段时间的建设过程中,普遍存在管网埋放混乱、地下空间的布局分工不清等现象,导致出现城市管网管理难问题。王如松说,在国外,城市的管网布局非常清楚,管网铺设都会集中在地下的几条巷道之中,检查、维修都非常方便。因此,他呼吁,随着我国各个城市经济实力的加强,我们应该逐渐地改进管网的铺设方法,尽快规范地下空间的布局,并建立数据库和管网档案,以确保对城市管网进行及时的维护、维修。

王如松把诸如垃圾排放、废水处理的“排泄系统”形象地比喻为城市的“静脉”。“静脉”同样存在风险问题。他举例说,北京在五号地铁线施工过程中,挖出了一些过去化工厂存放在地下的化学制品。这些都是原来化工厂埋放在地下保存的,但是随着城市的发展或者是工厂的搬迁、倒闭,它们早已被人们遗忘。另外,还有一些有毒、有害的垃圾,过去都是被存埋在城市周边的地区,但是随着城市逐渐向外扩张,很多过去的荒地都已经成为了新的居住区。通常情况下,房地产开发商买了一块地后,只考虑地质情况是否合适于房屋建造,却很少考虑当地的土壤是否做过一些生态修复的工作。

王如松介绍,在一些发达国家,相关的法规非常健全,在建造项目前,必须先对开发用地进行生态环境影响评估,详细调查这块地段原来的用途和将来的用途及有哪些潜在风险。在评估之后,有风险的必须要进行环境修复,修复合格后,才能够继续进行项目开发。他认为,这些成熟经验非常值得我国借鉴。

各种风险应要尽早防范

另外,在城市建设过程中的工程风险也必须引起我们的重视。在快速的城市发展过程中,必然会存在一些建筑不合格的问题。例如韩国在经过20余年快速发展后,桥梁断裂、建筑倒塌在近期频繁发生。以此为鉴,我国目前也应该对于潜在的建筑风险进行一些风险评估。王如松认为,以上各种风险的存在应该是正常现象,风险的存在也并不可怕,可怕的是人们对风险的存在和风险的危害没有足够的认识,也没有树立相应的防范意识。从政府到百姓,从舆论界到各个科研部门,都应该关注这些风险。

一般工程开始之前,都应该进行环境影响评价。现在,我国一些大的城市都在上马一些大型重化工建设项目,但是这些项目在开工前进行的环境影响评价都很不充分。王如松呼吁,国家对这些潜在生态风险比较大的产业项目的布局,应该进行详细的评估,不一定都要建在大江、大河附近,应该考虑到一旦发生事故,会造成怎样的后果,如何将事故的影响减到最低。

生态风险和生态安全是两个关联指标。只有让整个社会都开始关注我们的生态风险防范,加强这方面的研究和投入,将城市发生生态风险的可能性降到最低,那么,城市的生态安全才能够得到最有效的保障。

现在,很多城市已经成立了各种应急事件管理机构,但是对于风险防范这部分还是做得不够。王如松一再强调,我们不能仅仅关注如何应对突发事件,而是应该想办法如何尽量减少突发事件的发生,要有防范意识。他建议,目前国家有关部门,如科技部,各地的科委、科技局都应该在风险的研究方面增加一定的投入,建立相应的体制来规范这方面的工作。

城市生态转型要加快步伐

现代城市是一类脆弱的人工生态系统,它在生态过程上是耗竭性的,管理体制上是链状而非循环式。王如松希望未来城市环境建设要实现几个转变:一是从物理空间的需求上升到人的生活质量的需求;二是从污染治理的需求上升到人的生理和心理健康需求;三是从城市绿化需求到生态服务功能需求;四是从面向形象的城市美化到面向过程的城市可持续性发展。

城市以环境为体,经济为用,生态为纲,文化为常。生态城市是指在生态系统承载能力范围内运用生态经济学原理和系统工程方法去改变生产和消费方式、决策和管理方法,挖掘市域内外一切可以利用的资源潜力,建设一类经济发达、生态高效的产业,体制合理、社会和谐的文化以及生态健康、景观适宜的环境,实现社会主义市场经济条件下的经济腾飞与环境保护、物质文明与精神文明、自然生态与人类生态的高度统一和可持续发展。

生态城市建设是一种渐进、有序的系统发育和功能完善过程。生态城市在各地有不同做法,但任何一种做法都要跨越五个阶段:即生态卫生、生态安全、生态整合、生态景观和生态文化。

生态卫生通过鼓励采用生态导向、经济可行和与人友好的生态工程方法处理和回收生活废物、污水和垃圾,减少空气和噪声污染,以便为城镇居民提供一个整洁健康的环境。生态卫生系统是由技术和社会行为所控制,自然生命支持系统所维持的人与自然间一类生态代谢系统,它由相互影响、相互制约的人居环境系统、废物管理系统、卫生保健系统、农田生产系统共同组成。

生态安全为居民提供安全的基本生活条件:清洁安全的饮水、食物、服务、住房及减灾防灾等。生态城市建设中的生态安全包括水安全(饮用水、生产用水和生态系统服务用水的质量和数量);食物安全(动植物食品、蔬菜、水果的充足性、易获取性及其污染程度);居住区安全(空气、水、土壤的面源、点源和内源污染);减灾(地质、水文、流行病及人为灾难);生命安全(生理、心理健康保健,社会治安和交通事故)。

生态整合强调产业通过生产、消费、运输、还原、调控之间的系统耦合,从产品导向的生产转向功能导向的生产;企业及部门间形成食物网式的横向耦合;产品生命周期全过程的纵向耦合;工厂生产与周边农业生产及社会系统的区域耦合;具有多样性、灵活性和适应性的工艺和产品结构,硬件与软件的协调开发,进化式的管理,增加研发和售后服务业的就业比例,实现增员增效而非减员增效,人格和人性得到最大程度的尊重等。

生态景观强调通过景观生态规划与建设来优化景观格局及过程,减轻热岛效应、水资源耗竭及水环境恶化、温室效应等环境影响。生态景观是包括地理格局、水文过程、生物活力、人类影响和美学上的和谐程度在内的复合生态多维景观,。生态景观规划是一种整体论的学习、设计过程,旨在达到物理形态、生态功能和美学效果上的创新,遵循整合性、和谐性、流通性、活力、自净能力、安全性、多样性和可持续性等科学原理。

生态文化具体表现在管理体制、政策法规、价值观念、道德规范、生产方式及消费行为等方面的和谐性,将个体的动物人、经济人改造为群体的生态人、智能人。其核心是如何影响人的价值取向,行为模式,启迪一种融合东方天人合一思想的生态境界,引导一种健康、文明的生产消费方式。生态文化的范畴包括认知文化、体制文化、物态文化和心态文化。

认知文化是指人类在认识自然、改造环境、管理社会、品味生态过程中积累的知识、技术、经验和系统方法,往往是从上一代传予下一代,从单个个体传至社会群体。我国城乡居民的生态和环境知识与发达国家差距甚大,认知文化亟待普及与提高。

体制文化是协调自然和人文生态关系的管理制度、政策、法规、机构、组织以及科技体制的开拓、适应、反馈、整合能力。传统工业文明形成的体制条块分割、环境经济脱节、生产消费分离、城市乡村分治、认知还原论占主导,决策就事论事等问题是可持续发展的瓶颈,急需按生态学规律强化体制改革。

物态文化包括生产和消费两方面。生产文化旨在推进传统生产方式从产品导向向功能导向、资源掠夺型向循环共生型、厂区经济向园区经济、部门经济向网络经济、自然经济向知识经济、刚性生产向柔性生产、从减员增效走向增员增效、职业谋生走向生态乐生的循环经济转型;消费文化涉及每个人的居息、代谢、行游、交往活动以及水、气、土、生物、废弃物等环境影响方式。

文明的生态消费观倡导从以金钱为中心的富裕生活向以健康为中心的和谐生活、从以数量多多的占有型消费到以功效优化为特征的适宜型消费、从以外显为中心的摩登消费到以内需为中心的科学消费过渡。

心态文化是人对待和处理其自然和人文生态关系的精神境界。

兰州市水源地生态风险评价 篇7

水源地是一个城市生存和发展的必要条件,目前随着城市化进程的加快,城市供水遇到前所未有的压力,引入环境风险管理,对城市水源地进行生态风险评价成为城市水源地保护研究的重点内容之一[6]。本文参考依据美国环境保护署(US EPA) 分布的生态风险评价导则提出的城市水源地生态风险评价的基本框架对兰州市水源地———黄河兰州新城桥段进行生态风险评价,以期为当地政府选择城市水源地或加强水源地的保护提供相关依据。

一、城市水源地生态风险评价方法

US EPA将生态风险评价的基本内容分为问题的形成、分析过程、风险表征及风险管理等部分。国内学者按照该原则提出为以研究区的界定与分析、受体分析、风险源分析、暴露与危害分析及生态风险综合评价为主要步骤的城市水源地生态风险评价的基本框架[6]。

(一)研究区的界定与分析

进行生态风险评价首先要确定拟评价的区域,即评价的范围,同时要对拟评价的区域有充分的了解和认识。根据水源地类型的不同,研究区域的界定方法也有差别:地下水水源地以地下水的补给范围来界定,以水文地质单元来划分,重点考虑地面环境因素(如固体废物和生活垃圾堆场等)对地下水的影响;湖泊以湖泊主体及小流域来确定;河流以流域范围来确定[15]。

(二)受体分析

1.受体

“受体”即风险承担着,在风险评价中指生态系统中可能受到来自险源的不利作用的组成部分,它可能是生物体,也可能是非生物体;通常是生态系统中对外部风险压力最敏感的因子[10]。

2.评价终点

区域生态风险评价中的评价终点是指在具有不确定性风险源的作用下,风险受体可能受到的损害,以及由此发生的区域生态系统结构与功能的损伤。评价终点的选择主要基于生态相关性,对胁迫因子(污染物)的易感性,以及管理目标的相关性[16]。

(三)风险源分析

“风险源分析”是指对区域中可能对生态系统或其组分产生不利作用的干扰进行识别、分析和度量[6]。这一过程又可分为风险识别和风险源描述两部分。根据评价目的找出具有风险的因素,即进行风险识别。水源地区域的基本风险源见表1。风险源描述是对研究区域内各种风险源进行定性、定量分析,确定风险发生的概率、强度、时间和空间的变化。

(四)暴露与危害分析

“暴露分析”是研究各风险源在评价区域中的分布、流动及其与风险受体之间的接触暴露关系[10]。各风险源对水源地的胁迫作用都通过一定的形式表现出来,如通过水量及水质的变化趋势、富营养化状态等进行分析[6]。

危害分析是确定风险源对生态系统及其风险受体的损害程度。风险源产生的压力会影响或降低生态环境因子的质量和功能,危及经济的正常发展。水源地的风险危害主要是造成供水企业的经济损失、城市居民生活缺水、当地经济发展受限以及饮用不合格水而带来的人体健康危害等[17]。“危害分析”是区域生态风险评价的重要部分,其目的是确定风险源对生态系统及其风险受体的损害程度。

(五)生态风险综合评价

风险评价是前述各评价部分的综合阶段,它将暴露分析和危害分析的结果结合起来,并考虑综合效应,将区域生态风险评价的其他组分有机结合起来,得出区域范围内的综合生态风险值[18]。

二、结果与分析

(一)研究区的界定与分析

兰州市水源地类型为河流,因此以流域范围来进行界定。黄河兰州新城桥段是兰州市主要的水源地,穿行于峡谷与川地之间,由于深居内陆,海洋暖湿气流不易到达,所以成雨机会较少,大部分地区十年九旱,气候干燥,多年平均降水量在200~400mm之间,水量很不稳定,91%的降水集中在夏秋雨季(5~10月),11月至次年4月为枯水季节。

(二)受体分析

1.受体

新城桥水源地属于黄河兰州段的一部分,在对新城桥进行生态风险评价时,选择水生生态系统作为生态风险评价的受体。

2.评价终点

评价终点可以在任意组织水平上被确认,包括个体水平、种群水平、群落水平,以及生态系统水平与景观层次上确认[19]。新城桥水域目前最重要的功能为城市水源地功能,因此以水质变化作为评价终点。

(三)风险源分析

1.风险识别

兰州新城桥段分布着大量工厂,而大多数工厂直接将废水排入河水中,造成点源污染。同时,上游的大面积农田以渠道灌溉为主,大量的残留农药、化肥随河水流入水源地造成直接的面源污染。综合表1分析后,确定新城桥水域的主要生态风险源为:点源污染、面源污染和内污染。

2.风险源描述

(1)点源污染

点源污染是指工业废水与城市生活污水在小范围内的大量集中排放。甘肃兰州市自来水厂的安全直接受其上游甘肃刘化集团、兰州新西部维尼纶有限责任公司排污的影响,国家和甘肃省环保局都非常重视,已将其列为治理的重点。

(2)面源污染

面源污染是指分散的小企业和分散的居民在大面积上的少量分散排放,如夹带着化肥、农药的农田径流,无序排放的农村废弃物,水土流失等;另外,还包括大量乡镇企业就地无序排放的废水,畜禽养殖业排放的废水、废物以及农户生活污水等。

流域内大量的化肥、农药随雨水或灌溉流入排水沟后汇入黄河,成为重要的面源污染。此外,畜禽粪便的还田率只有30%多,大部分未被利用或处理就直接通过排水沟汇入黄河。流域内土壤疏松,水土流失严重,随暴雨径流进入河流的泥沙,往往携带大量氮、磷元素,影响河流水质。在农业方面,不合理的大量使用农药、化肥,畜禽养殖、秸秆腐烂等污染随水土流失和农田退水进入水体,增加了水体中COD和TN、TP的污染物总量,成为影响水质的重要因素。

(3)内污染

内污染又称二次污染,是指江河湖库水体内部由于长期污染的积累产生的污染再次排放,黄河干支流与水库中的沉积物以及水库的养殖场,是主要的内污染源。

(四)暴露分析

从新城桥水域的水质变化方面对其进行暴露分析。根据黄河兰州段污染物监测中的22项主要指标的统计结果[20]分析,各暴露因子的权重层次排序中挥发酚和石油类在前两位,粪大肠杆菌群和总大肠杆菌群所占权重居第二,重金属汞居第三,p H指标在层次总排序中较为靠后,总硬度和水温所占权重最小。

(五)危害分析

兰州黄河上游流域内排放的点源污染和面源污染等不利风险因素对黄河的累积作用,可能会引发大的污染事件,水质下降,导致完全丧失其特有功能,如饮用水源地功能;更为重要的是,一旦黄河水源地遭到严重污染,则兰州市上百万居民的生活用水无法保障,兰州市的经济将会迅速衰退,城市的发展将会遇到瓶颈,经济的发展会受到制约,带来严重的社会影响。保证黄河的水源地功能,就要控制分析黄河水各污染物指标,提早做出预防和处理,防止水质进一步恶化。

(六)生态风险综合评价

通过以上分析,确定理化指标、营养盐及有机污染综合指标、无机阴离子、金属及其化合物、有机污染物和生物指标6大类指标作为兰州黄河新桥段城市水源地生态风险评价的指标。

由于各主要风险源对风险受体的作用强度是不同的,对形成区域性生态风险的作用大小也有差异,因此,我们采取层次分析法对新城桥段水域进行生态风险综合评价,确定各风险指数的权重[21],据此进行综合评价。

将新城桥段主要生态风险源两两相互比较,按比较重要性大小根据表2进行仿数量化,得到的数量值构成一个判断矩阵,并且通过一致性检验。从而获得黄河兰州新城桥段水源地生态风险的权重分别为理化指标0.054、营养盐及有机污染0.217、无机阴离子0.078、金属及其化合物0.217、有机污染物0.246、生物指标0.187(表3)。

注:表中 B1 为理化指标、B2 为营养盐及有机污染综合指标、B3 为无机阴离子、B4 为金属及其化合物、B5 为有机污染物、B6 为生物指标

三、讨论

暴露分析结果显示各暴露因子权重大小为挥发酚和石油类 > 粪大肠杆菌群和总大肠杆菌群 > 重金属汞居第三>p H指标 > 总硬度和水温所。说明其上游甘肃刘化集团、兰州新西部维尼纶有限责任公司等化工企业排污引起的点源污染主要的风险暴露因子,其次是农业和畜牧业养殖引起的生物性及化学性面源污染。

生态风险综合评价结果显示水质综合评价6类大指标所占权重有机污染物 > 营养盐及有机污染综合指标和金属及其化合物 > 生物指标 > 无机阴离子 > 理化指标,说明有机污染物对水质影响最大,也就是说有机污染物对水源地生态风险的贡献率最大,营养盐及有机污染综合指标和重金属污染物指次之,而只是影响感官的理化指标贡献率最小。说明各种点源污染、面源污染及内污染是兰州市水源地主要的生态风险因子。而由化工企业排污及农业施肥、污灌等引起的有机物污染及重金属污染是重点控制对象。

四、结论

1.识别出新城桥水源地的主要生态风险源为:电源污染、面源污染和内污染。

2.位于该水域上游的化工企业排污引起的点源污染和由农业和畜牧业养殖引起的生物性及化学性面源污染是主要的生态风险暴露因子。

3.在地表水水质综合评价体系6类大的指标中,有机污染物对兰州市水源地生态风险的贡献率最大,其次是营养盐及有机物然综合指标和重金属污染物指标,是风险管理的重点控制对象。

4.兰州黄河新城桥段处于污染和水土流失严重的的黄河流域,多种污染源及不同污染物的复合污染的胁迫下,水质恶化不断加剧,对居民的用水安全造成极大威胁。为保障兰州市居民用水安全,必须将生态风险评价及管理引入到对水源地的保护中,加强对水源地复合风险、多种污染的协同作用、累积作用的研究,制定出针对各种污染源及污染物的综合、宏观的水源地管理和保护模式。

摘要:依据美国环境保护署(US EPA)的生态风险评价导则,通过研究区域的界定与分析、风险源分析、暴露分析、危害分析及生态风险综合评价的评价框架,对兰州市的主要水源地——黄河新城桥段进行了生态风险评价。通过风险源分析,识别出主要生态风险源为点源污染源、面源污染源、内污染源等;以水质变化为评价终点,通过暴露、危害分析,采用基于因子权重的评价方法进行综合评价。结果表明,对黄河新城桥段生态风险中贡献最大的因子为有机污染物,其次为营养盐及有机污染综合指标和重金属污染物,权重值分别为0.246和0.217。

生态风险评价 篇8

关键词:湿地,生态风险,评价理论,方法探究

一、区域生态风险评价机制的演变

生态环境作为区域内各种自然因子所组成的综合系统, 是区域内人和生物有机体的载体,是物质和能量的供应者, 是人类生存和社会发展的基础,维护生态环境循环是区域可持续发展的核心。随着工业技术和经济的发展,生态环境也遭受了较为严重的破坏,如大气污染、土地退化、部分生态特种的濒临和已经灭绝,生态环境质量的变化势必也会影响到人类生活的质量,同时也会对社会和经济的长远发展产生制约作用。各国政府已经清醒地意识到这个问题了,并对生态环境进行了深入的研究和治理,这些都要首先要基于对环境评价的不断深化,从环境影响评价到环境风险评价再到生态风险评价,是一个不断深化、不断演变的过程。

环境影响评价是指在一项人类活动开始之前,即对它将来在各个不同时期所可能产生的环境影响的预测和评估。目的 是为全面 规划、合理 布局、防治 污染和其 他公害提 供科学依据[1]。

环境风险评价是指在某建设项目或区域开发行为诱发的灾害,包括自然灾害,对人体健康、经济发展、工程设施、生态系统等可能带来的损失进行识别、度量和管理。环境风险评价就是对这些不确定的危害事件可能造成的环境后果及 可能给人类造成的损失进行度量和评价。

生态风险评价,根据环境风险评价中的风险承受者( 即风险主体) 的不同,可以将其分为健康风险评价、生态风险评价等。在环境风险评价的各个分支领域中,生态风险评价主要研究各种灾害对生态系统及其组成部分的可能影响。

环境影响评价———环境风险评价———生态风险评价,这是一个渐进的过程,这一过程由关注人类本身扩展到关注生态系统而且对环境整治、自然保护和生物多样性保护等都具有重要意义。

二、区域生态风险评价的内涵

风险分析区别于一般分析评价的一个重要特征,在于其强调不确定因素的作用,要求对不确定性因素进行清晰的定性和定量研究,并将评价的最后结果用概率来表示。风险总是对应于某个概率。风险评价的结果固然重要,但同样重要的是评价的准确性,所以要在一个概率意义上进行预测,就要求对不确定性风险源进行识别并将其作用和影响定量化。基于风险理论生态评价的目的在于为认识和比较与环境问题相联结的风险提供一个数量基础,并为更好地理解和评估这些风险提供系统的方法,在生态风险评价中要仔细地确认那些与潜在的环境效应相伴的不确定性,在可能的情况下要对其进行定量化研究。不确定性因素是生态风险评价中所要考虑的重要因素。 在生态风险评价中许多因素都存在着不确定性。由于现有知识不足,使得人们不能准确地确定生态终点。生态系统中许多生态过程发生以后,我们却不能确知出现了什么问题和该建立何种模型去解释这些问题。这是产生不确定性的一个重要来源。 我们对生态系统的本质及单个生态系统的相对独特性缺乏认识是又一个重要的不确定性来源,并且可能是最重要的一个来源。对生态干扰的范围和持续性给予定量化也可能在生态风险评价中产生不确定性。

生态系统是一个具有复杂结构和功能的系统,它本身就由许多相互联系、相互制约的多层次的因素组成,同时任何一个生态系统都不可能孤立存在,它必须与外部的诸多条件和因素相作用。正是因为生态系统具有复杂的外部环境条件和内部因素,所以,环境中对生态系统具有危害作用并具有不确定性的因素,不仅仅是污染物。环境中存在的各种灾害( 包括自然灾害和人为灾害),它们对人类生存和生态系统的结构功能都存在极大威胁,它一旦发生,必然会对生态系统造成损害, 从而危及生态系统及其内部组成的安全和健康。而且,这些灾害性事件就其本身来讲,也具有不确定性。因此严格意义上讲, 这些灾害性事件也是生态系统的风险源,在分析和评价生态系统的风险时是不能将它们排除在外的。因而生态风险评价要利用生物学、生态学、环境学、地理学等多学科的综合知识, 采用数学、概率论等风险分析的技术手段来预测,评价具有不确定性的灾害或事件对生态系统及其组成可能造成的损伤。

三、区域生态风险评价的理论及其方法

区域生态风险评价的方法步骤,可以概括为研究区的界定与分析、受体分析、风险识别与风险源分析、暴露与危害分析以及风险综合评价等几个部分。

( 一) 研究区的界定和分析

区域是指在空间上伸展的非不同质性的地理区域,所谓非同质性即指在区域内部存在着比区域更具有同质性的较小空间单元。在进行区域生态风险评价前,首先必须对所要评价的区域有所认识和了解。根据评价目的,可能干扰及生态灾难。恰当而准确地界定研究区的边界范围和时间范围, 并对区域社会、经济和自然环境状况进行分析和研究。

( 二) 受体分析

受体即风险承受者,指生态系统中可能受到来自风险源影响的组成部分,生物体或非生物体。区域生态风险评价的对象是区域内的生态系统,风险评价着眼于生态系统的结构或功能的变化,区域环境质量的改变。风险因子的作用在于不同生物结构层次上均可体现,在进行区域生态风险评价时,通常选取那些对风险因子的作用较为敏感,或在生态过程中具有重要作用的关键物种、群落、种群、生态系统,作为风险因子作用的受体,用受体的风险来推断、分析或代替整个区域的生态风险[2]。在确定了风险评价受体之后,还要对受体进行分析。受体分析在区域生态系统评价中具有重要地位,它直接关系到最后风险评价结果的准确性和可信度,同时它也影响到评价的难易程度,恰当地选取风险受体,可以在最大程度上反映整个区域的生态风险状况,又可达到简化分析和计算便于理解和把握的目的。

( 三) 风险源分析

是指对区域中可能对生态系统或其组成部分产生不利作用的干扰进行识别、分析和度量。这一过程又可分为风险识别和风险源描述两部分。 根据评价的目的找出风险的因素,即进行风险识别。区域生态系统风险评价所涉及的风险源可能是自然或人为灾害,也可能是其他社会经济、政治、文化等因素。只要它具有可能产生不利的生态影响并具有不确定性,即是区域生态风险评价所应考虑的。但与局地生态风险评价不同的是,区域生态风险评价的风险源通常作用于较大的区域范围,影响的尺度也较长。风险源分析还要求对各种潜在风险源进行定性和定量分析,以便对各种风险源有更深入的认识。这种分析一般根据这一区域的历史资料以及某一干扰发生的环境条件等因素进行。

( 四) 暴露和危害分析是研究各风险源在评价区域中的 分布,流动及其与风险受体之间的接触暴露关系

如在水生态系统的生态风险评价中,暴露分析就是研究污染物进入水体后的迁移、转化过程,一般用数学或物理模型方法。区域生态风险评价的暴露分析较难,因为区域生态风险评价所研究的风险源不仅仅限于污染物和化学毒素, 还包括各种人为活动和自然灾害,而且这些风险源都具有区域特性。

危害分析是和暴露分析相关联的,它是区域生态风险评价的核心部分。其目的是确定风险源对生态系统及其风险受体的损害程度。 危害分析将风险源分析、受体分析和暴露分析联系起来,在干扰与生态系统之间建立起对应关系。传统的局地生态风险评价污染物的排放时,多采用毒理实验外推技术,将实验结果与环境监测结合起来,评价污染物对生物体的危害[2]。有关区域风险评价的危害分析,显然难以进行实验室观测,而只能根据长期的野外观测,结合其他分析的相关知识进行推测与评估。

( 五) 风险综合评价指评估危害作用大小以及发生的概 率的过程

风险综合评价是前述各评价部分的综合阶段,它将暴露分析和危害分析的结果结合起来,得出区域范围内的综合生态风险值,将区域生态风险评价的其他组成有机地结合起来, 得出评价的结论。

区域生态风险评价的方法基于风险度量的基本公式:

式中,R为灾害或事故的风险,P为灾害或事故发生的概率,D为灾害或事故可能造成的损失。对于一个特定的灾害或事故X,它的风险可以表示为:

对于一组灾害或事故,风险可以表示为:

在这些情况下, 灾害或事故可能被认为是连续的作用, 它的概率和影响都随X而变化, 则这种风险是一种积分形式,可以表示为:

( 2) ~( 4) 式中,X为一定类型的灾害或事故 ,P( X) 为灾害或事故发生的概率,D( X) 为灾害或事故造成的损失。

四、结语

生态风险评价 篇9

面向客户需求, 以“协作R&D、知识产权许可、技术标准合作”为核心的技术标准化战略为纽带, 由高科技企业在全球范围内形成的基于构件/模块的知识异化、共存共生、共同进化的创新体系, 具有类似自然系统一般生态关系特征, 可视为一种“创新生态系统”。创新生态系统由具有多样性、相互关系的复杂性的不同组织组成, 采取模块化创新策略进行“背对背”竞争, 通过提供具有互补性和彼此兼容的技术模块来实现柔性专业化与互补性合作, 合作各方整合竞争优势, 共享核心技术, 共同承担风险, 合理划分收益, 使创新生态系统呈现出系统复杂性、合作共赢性、技术模块化和技术标准化等典型特征。

近年来, 跨国技术创新网络迅速扩张, 席卷了各国高科技行业, 推动高科技企业之间的竞争由“单个企业之争”演变成为“供应链之争”, 进而升级为各个企业赖以生存的“创新生态系统”之争。在创新生态系统中, 一个企业技术创新的最终成功往往依赖于他人, 依赖于众多与之兼容的协作R&D与技术标准合作, 从而引发了传统R&D项目管理以外的风险。本文从企业这一微观视角, 在探讨创新生态系统典型特征基础上, 探索创新生态系统风险源, 分析创新生态系统成员企业面临的各种风险, 并初步构建风险评价指标体系。为研究创新生态系统治理结构与伙伴遴选控制体系, 创新生态系统风险识别与风险控制模式的互动契合框架提供支持, 并为创新生态学关于风险管理体系结构的形成与完善构建基础性研究平台。

2 高科技企业创新生态系统风险识别机制综述

关于风险管理的中外文献极其繁多, 本文主要从“区域/产业集群、战略联盟、创新网络、虚拟企业、合作/协作研发”等或多或少具有一定创新生态系统特征的研究对象入手展开综述。

Tichy G (1998) 在佛农“产品生命周期”基础上提出区域产品周期理论, 并论述了企业集群生命周期由此产生的结构性风险[1]。Dalum (2005) 研究了技术生命周期如何使区域集群发展面临崩溃危险[2]。蔡宁 (2003) 从企业集群网络变量关系视角, 率先提出了企业集群网络性风险[3]。吴晓波等 (2003) 借鉴植物学术语将产业集群内生性风险定义为“自稔性”风险, 包括:资产专用性风险、战略趋同风险、封闭自守风险与创新惰性风险[4]。朱方伟 (2004) 依据高科技产业集群不同成长阶段, 将风险划分为同构化风险、本地化风险、政策风险、金融风险、锁定风险、退出与转型风险[5]。创新生态系统除传统的项目本身风险之外还存在依赖性风险和整合性风险[6]。

Das和Teng (1998) 将战略联盟风险划分为关系风险与运行风险[7]。李垣、刘益 (2003) 将战略联盟风险分别称为合作风险与绩效风险[8]。反应不灵、财务风险、道德风险、融合风险是造成联盟共享核心能力失败的主要原因[9]。技术资产专用性、利益目标差异、成员道德风险是企业技术联盟关系风险主要来源[10]。

Ring和Das等学者认为合作风险是合作伙伴不遵循合作精神的可能性, 一切由于次优合作所造成的损失均可归为合作风险[11,12]。机会主义行为和关系收益分配不公平是合作风险的两个主要来源。黄瑞华 (2005) 专门深入研究了企业合作创新过程中知识转移的知识产权风险, 其风险主要来源于合作创新组织、知识和知识产权特性以及我国的知识产权环境[13]。协作R&D不可避免会造成企业技术流失、壮大竞争对手力量、加速潜在竞争者、替代品生产者向现实竞争者转变、合作方可能将本企业排挤出局、带来关键技术人才流失[14]。黄瑞华、苏世彬 (2008) 研究了由合作创新中隐性知识转移引发的商业秘密风险[15]。

3 高科技企业创新生态系统风险源

通过对风险研究的成果进行总结, 并结合创新生态系统相关特征, 本研究发现创新生态系统风险主要有:企业间差异产生的融合风险、由信息不对称产生的机会主义败德风险、由知识溢出效应产生的资源流失风险、由专业化分工产生的锁定风险以及由外部因素不确定性产生的外部环境风险。

(1) 融合风险

创新生态系统提倡各成员的多样性, 与自然生态系统中提倡生物物种的多样性类似。但是来自不同企业的技术和资源要素, 具有不同社会背景。在创新生态系统中, 企业的技术、资源要素流动会受到各国政治、经济环境制约, 相互各异的企业要素在融合过程中不可避免会发生冲撞, 其结果增加了创新生态系统内部矛盾和风险。

创新生态系统倾向于伙伴之间保持长期合作关系, 要求各成员企业长期目标应该保持一致, 以保证创新生态系统的稳定性及合作流畅性。但在实践中不同企业组建或加入创新生态系统的原因有所差异。企业的所有行动都由其内在根本利益驱动。同时, 创新生态系统中各成员间实现完美合作的必要条件是各成员之间利益的互通性和互补性, 企业在尝试组建或加入创新生态系统前, 一定要认真考察其他潜在或已有成员之间的利益目标是否具有互通性和互补性。在创新生态系统中, 成员企业一方面为了追求共同利益最大化, 彼此合作, 结成利益共同体;另一方面它们又为了追求自身利益最大化, 在合作过程中出现利己行为。很多情况下, 企业并不是仅仅为了实现共同利益, 竞争性创新生态系统成员更主要是为了利用其他企业的内部资源, 获取技术或核心能力;非竞争性创新生态系统成员是为了利用其他成员的市场资源。

创新生态系统很多情况下是由不同文化、不同国家、不同地域不同跨经济制度的企业构成, 各成员企业多种管理体制并存, 不同管理体制管理运作方式不同, 企业之间合作极易出现管理界限不清、信息交流不畅和重大问题决策迟缓等问题。创新生态系统中各成员企业通常拥有自己独特的价值观、道德标准及企业文化, 况且合作伙伴常常处于不同地区或国家, 在文化背景和管理实践方面存在很大差异。创新生态系统中成员彼此之间文化差异较大, 日常沟通中容易产生文化摩擦现象。加之各成员企业均是具有独立法人地位的利益个体, 具有不同利益目标, 它们之间没有类似企业内部等级隶属关系及指挥服从关系, 加速了冲突升级。

创新生态系统成员企业的多样性及模块化创新, 增加了不同模块间技术兼容性风险。创新生态系统合作创新要求成员之间分享具有隐秘性的知识和信息, 而通常合作成员之间是一种协作竞争关系, 每个合作组织都会由于分享或独占研究开发成果而引起争端和冲突, 成员之间处于反复博弈过程中, 各成员间信任度逐渐降低, 导致各企业不愿共享最先进技术, 而是提供次优技术进行创新合作。

(2) 机会主义败德风险

创新生态系统具有组成要素多样性、要素间关系复杂性和系统动态性特征。各成员企业由于管理要素差异性, 造成各成员专业兴趣不同, 加之各成员在创新生态系统中地位不同及利益目标不同, 各成员追逐自己利益的行为选择中的不确定性, 导致了创新生态系统中成员企业掌握信息不对称性。在签订契约时, 由于信息不确定性导致契约不完备。创新生态系统在一定程度上可看作是一种动态联盟, 成员企业之间基于信任而展开合作, 即使签订协议, 这种协议也不完全具有制约作用。

信息不对称性及契约不完备、弱制约性往往导致了创新生态系统成员企业在合作过程中机会主义道德风险的产生。在创新生态系统建立之前, 或者在考察申请加入创新生态系统的企业时, 主导企业由于缺乏足够的关于对方能力、利益目标及所拥有专业技能的信息, 很难做出科学评价, 极易造成逆向选择问题。逆向选择极易将素质较差, 特别是信誉较差的企业选入创新生态系统, 进一步增加了合作后道德风险发生的可能性。常见的道德风险主要包括虚报或瞒报不利信息、欺诈行为、盗取核心技术、“搭便车”以及“柠檬问题”。

创新生态系统以相互信任为基础逐渐形成, 合作成员彼此看作是伙伴和战友, 对于有效的创新生态系统而言, 成员相互信任是创新生态系统存在及发展基础。但是各成员企业之间合作关系的稳定性也是彼此对未来行为承诺的信任, 成员企业可能具有一定的利益冲突, 甚至可能是市场中主要竞争对手, 处于追求共同利益考虑组成创新生态系统。但是由于信息不完备、法律不健全等不确定性因素存在, 各成员基于自己利益目标而出现互不信任情况。

(3) 资源流失风险

在创新生态系统成员合作过程中, 为了达到整体利益最大化, 相应要求各成员之间分享具有敏感性和隐秘性的信息数据及技术知识, 共享内容涉及到公开信息, 也会涉及未公开的秘密信息, 甚至包括企业的自建数据库等。但是创新生态系统成员之间通常处于既合作又竞争状态, 同时又缺乏像企业内部共享知识信息具有的严密保护机制。知识溢出效应使这种缺乏保护的共享知识迅速被其他成员掌握。一些成员企业“败德行为”更推动了风险的产生。这类企业通常以知识共享活动伪装, 企图在不损失自身知识资源前提下, 秘密获取其他企业知识和技术, 一旦成功获取其他企业知识和技术, 这类企业可能加强自身知识和技术的保护力度, 甚至提前退出创新生态系统。

创新生态系统成员合作创新过程是一个不断投入有形资产和无形资产的过程, 其中无形资产主要表现为知识资产。在进行收益分配时, 必须对各企业投入资产进行合理评价, 以最终确认各企业应得创新收益的合理分配比例或最终创新成果的归属分配。在对各种投入的资产进行评估时, 知识溢出效应造成隐性资产特别是知识资产中的隐性知识经常难以评价, 容易使得最终评价结果难以显示客观价值, 企业自身付出未能被合理评价而未得到应该得到的收益, 造成创新收益分配不合理。

隐性知识对企业生存和发展具有十分重要意义, 隐性知识往往由企业中某些核心员工所掌握。创新生态系统中各成员企业进行合作的前提是各自拥有独特、稀缺且互补的知识资源, 这些知识资源往往被企业中的技术骨干或者核心人才拥有。在合作过程中成员企业之间能够清楚了解对方的技术骨干和核心人才, 其中一些企业便会以较高薪水和职位等方式挖走这些人才。创新生态系统要求成员企业之间广泛展开合作, 并要求技术高度共享, 核心企业与合作伙伴之间无缝集成意味着部分信息公开, 甚至是核心商业机密。无论是人才流失还是核心信息公开都会导致核心技术泄露, 甚至是核心竞争力丧失。

(4) 锁定风险

为了应对日益增长的复杂技术, 创新生态系统要求各成员企业按照自身特点进行专业化分工, 各企业致力于发展核心专长, 利用模块集成优势进行快速创新, 提高创新效率。采取模块化创新策略, 引导成员企业进行“背对背”竞争, 可增强创新生态系统的耦合性与开放性。但是随着时间推移, 各成员之间协作程度不断提升, 创新生态系统各纵向环节资产专用性也随之提高。随着资源专用性增强, 企业早期投入很难再应用于其它地方, 如果这些资源被挪做它用, 将大幅降低其价值, 甚至没有任何价值。专业化分工便会因路径依赖性而产生技术锁定。

随着合作不断深入, 路径依赖性通常导致创新生态系统整体及成员企业认知能力被限制在一个狭小空间内。在路径依赖作用下, 专业化分工往往使创新生态系统形成文化及政策积淀。当创新生态系统所处环境发生变化时, 创新生态系统内部经过长期积淀而形成的文化及政策可能无法做出迅速反映, 或者根据以往经验做出次优决策, 成为阻碍创新生态系统成员结构调整的桎梏。同样, 创新生态系统成员在面对外部竞争环境变化时, 对外部信息往往进行选择性接受, 基于这种选择结果容易形成一种与过去选择高度趋同、同性质的定式思维。

(5) 外部环境风险

争夺市场及获取更大利润是创新生态系统存在的根本目的。但是新产品从最初构思到进入市场, 特别是某些新产品或新技术需要创新生态系统所有成员共同努力, 这必将是一个长期过程。在这个过程中, 不排除其它企业或组织开发出更先进产品或技术的可能性。目前国际创新竞争日益呈现出技术标准之争。创新生态系统进行合作研发的同时, 顾客需求也可能发生变化。顾客需求受诸多因素影响:目标顾客群整体年龄、性别结构变化, 目标市场所在地区生活水平变化及政府政策对顾客需求导向作用等等。特别是当前市场竞争日趋激烈, 高新技术生命周期缩短, 技术、产品更新及顾客需求变化加快, 增加了创新生态系统的市场风险。另一个影响创新生态系统外部环境因素是政策变化。一个国家或地区政策法律环境在一定程度上影响技术创新成败。目前世界各国均鼓励高新技术产业发展, 给予高新技术企业更多政策及法律法规的优惠, 例如税收优惠。一旦时机成熟, 当地政府必将调整优惠政策, 使创新生态系统面临政策风险。

4 高科技企业创新生态系统风险评价指标体系

基于以上对创新生态系统风险源分析, 创新生态系统风险评价主要从融合风险、机会主义败德风险、资源流失风险、锁定风险、外部环境风险等方面设置二级指标, 并在此基础上设置三级指标, 如图1所示。

(1) 融合风险评价指标

融合风险评价指标共包含4个三级指标:利益目标差异程度、管理体制差异程度、技术融合难易度以及文化差异程度。1) 利益目标差异程度。不同动机导致成员行为差异与冲突, 影响合作关系, 威胁创新生态系统的生存。利益目标差异程度主要评价创新生态系统成员各自利益追求、合作动机、战略目标等差异程度。2) 管理体制差异程度。不同管理体制会造成信息处理效率不同, 当企业间效率出现较大差异时, 合作便会产生断层, 影响合作效率, 严重时可导致整个合作失败。创新生态系统各成员在管理方式和组织结构上的差异还容易产生沟通不畅等问题, 直接影响创新生态系统效率及持久性。管理体制差异程度主要衡量创新生态系统成员之间组织性质差异程度, 企业制度差异程度等。3) 技术融合难易度。如果技术之间兼容性差, 合作将无法继续开展, 整个创新生态系统也将面临瓦解。企业合作创新时如果技术持有者出于自身利益考虑采取利己行为将影响到成员企业所提供技术质量和企业间信任关系, 影响创新合作效果, 产生技术融合风险。技术融合难易度主要衡量不同技术兼容性及合作企业提供最优技术的意愿。4) 文化差异程度。成员之间文化冲突无法协调时, 一些企业很可能退出合作, 导致合作企业蒙受损失。当冲突双方属于创新生态系统中的核心企业时, 必将威胁到创新生态系统生存, 同时会给各成员造成巨大损失。文化差异程度主要衡量成员间组织文化差异度 (是否存在文化冲突的可能性) 及成员企业所处国家或地区文化差异度。

(2) 机会主义败德风险评价指标

机会主义败德风险评价指标主要包含3个三级指标:道德水平、信任度及违约退出可能性。1) 道德水平。常见的道德风险主要包括虚报瞒报不利信息、欺诈行为、盗取核心技术、“搭便车”以及“柠檬问题”, 任何道德问题的出现都会影响创新生态系统健康发展。道德水平主要衡量合作伙伴出现败德行为的可能性。2) 信任度。如果创新生态系统成员间出现信任问题, 会造成各成员不愿共享自身核心技术等知识, 影响整个创新生态系统正常运行, 甚至危及其生存。信任度主要衡量企业之间出现信任问题的可能性。3) 违约退出可能性。合作伙伴不履行合同规定义务会给核心企业造成经济损失, 其中包括终止合同、更改合同条款、违反合同规定等可能性及其损失;一旦某些成员企业出现“败德行为”, 或成员之间产生信任危机, 受害企业便极可能退出, 影响创新生态系统稳定性。违约退出可能性主要衡量企业出现违约行为的可能性及退出创新生态系统的难易度。

(3) 资源流失风险评价指标

资源流失风险评价指标主要包含4个三级指标:知识产权流失可能性、人才流失可能性、收益分配公平性及核心竞争力丧失可能性。1) 知识产权流失可能性。知识作为企业当前最具战略竞争力的资源[7], 已成为各企业绝密资源。必将使成员企业面临隐秘性数据和技术知识流失的风险。知识风险通常包括知识泄露风险、知识破损风险、知识被盗用和滥用风险[8]。知识产权流失可能性主要衡量企业核心知识流失流失可能性及其危害。2) 人才流失可能性。合作过程中成员企业之间清楚了解对方的技术骨干和核心人才, 其中一些企业会以较高薪水和职位等方式挖走这些人才, 由此产生人员流失风险:核心技术流失、商业机密泄露、本企业无法正常运行等。人才流失可能性主要衡量其它企业“挖墙脚”可能性及核心人才受到诱惑离职的可能性。3) 收益分配公平性。知识溢出效应使得企业投入的知识难易衡量, 从而引发收益分配风险。成员企业收益分配不公平感越强, 越会怀疑其它成员的合作动机, 从而产生消极行为, 甚至可能采取抵制、破坏甚至引发退出创新生态系统的行为。收益分配公平性主要衡量企业投入知识资源的可衡量程度及各企业的谈判力。4) 核心竞争力丧失可能性。如果核心技术泄露给竞争对手, 会造成企业核心竞争力丧失, 给企业带来巨大损失。核心竞争力丧失可能性主要衡量企业竞争对手得到核心知识后诱发恶性竞争的可能性。

(4) 锁定风险评价指标

锁定风险评价指标主要包含2个三级指标:技术锁定可能性和认知锁定可能性。1) 技术锁定可能性。资产专用性会导致企业高额转移成本, 形成技术锁定风险。技术锁定最终结果是创新生态系统成员丧失创新与发展活力, 最终被采用新技术的企业淘汰。技术锁定可能性主要衡量投入专用资产的转移难易度及转移成本。2) 认知锁定可能性。创新生态系统形成认知锁定, 对外部环境变化反映迟钝, 导致创新生态系统生命力衰竭。成员企业产生认知锁定, 在决策过程中容易犯经验主义错误, 做出次优甚至错误决策。认知锁定可能性主要衡量创新生态系统整体及成员企业形成认知锁定的可能性, 进行决策时思维的开放度。

(5) 外部环境风险评价指标

外部环境风险评价指标主要包含2个三级指标:市场环境复杂度和政策变化可能性。1) 市场环境复杂度。创新生态系统成员进行合作创新时, 如果市场上出现更先进技术, 会造成创新生态系统经过努力开发出的新产品或新技术一开始便面临淘汰危险。同时, 顾客需求可能发生变化, 将使新产品毫无市场前景, 创新生态系统面临失败风险。市场环境复杂度主要衡量创新生态系统合作创新的技术或产品市场更新速度及所面对市场中顾客需求变化程度。2) 政策变化可能性。政策风险主要表现为政府政策法规相对滞后, 无法有效保护创新生态系统创新成果;政府政策及法规, 如反垄断法, 在一定程度上限制了创新生态系统的整体发展, 也增加了创新生态系统风险;一些政府以极为优惠的政策吸引创新生态系统中核心企业, 当政府换届后优惠政策取消会给这些核心企业甚至整个创新生态系统带来毁灭性打击。政策变化可能性主要衡量包括国家宏观调控在内的国家政策、地方优惠政策、相关法律法规变化可能性及对创新生态系统的影响程度。

5 结论

本文从企业这一微观视角, 探讨了创新生态系统成员之间进行合作面临的融合风险、机会主义败德风险、资源流失风险、锁定风险及外部环境风险, 并初步构建了高科技企业创新生态系统风险评价指标体系, 旨在为企业组建或加入创新生态系统进行风险评估提供依据。

同时, 关于创新生态系统风险研究仍需进一步深化, 包括引入模式识别、函数逼近、遗传算法构建动态风险识别模型体系, 探讨高科技企业创新生态系统风险识别方法、指标体系、识别频率与识别目的、权变因子之间的对应关系, 提出变量之间一致性匹配的指导方法。

摘要:由高科技企业在全球范围内形成的基于模块的知识异化、共存共生、共同进化的创新生态系统具有合作共赢性、系统复杂性、技术标准化、技术模块化等本质特征。创新生态系统风险评价指标体系是以企业这一微观视角, 从企业间差异产生的融合风险、由信息不对称产生的机会主义败德风险、由知识溢出效应产生的资源流失风险、由专业化分工产生的锁定风险以及由外部因素不确定性产生的外部环境风险等五个方面进行构建的, 为风险评估提供依据。

生态风险评价 篇10

因此, 对污泥中重金属形态进行区分并基于此对污泥中重金属的潜在生态风险进行科学表征是近年来的研究重点。本文对比分析了目前国内外常用的污泥重金属生态风险评价技术方法, 以期为污泥处理处置和污泥环境管理提供参考。

1 污泥重金属污染的特征

污泥是污水生物处理过程中产生的副产物, 是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体[2]。由于污泥中含有丰富的具有可利用价值的有机质、氮、磷、钾等营养物质, 所以, 污泥土地利用成为污泥资源化利用的有效途径之一[3]。然而, 在污水处理的过程中, 通过细菌吸收、细菌和矿物颗粒表面吸附, 以及同一些无机盐 (如磷酸盐、硫酸盐等) 共沉淀等多种途径, 有50%~80%以上的重金属会被浓缩在污泥中[4]。因此污泥的土地利用受到了极大限制, 其农用过程中重金属的迁移转化研究也受到了广泛关注[5,6]。

有研究发现, 污泥中重金属在环境中的行为不仅与其总量有关, 更大程度上取决于其化学形态[7]。有些残渣态的重金属对生态环境的影响程度较小, 而一些可溶态、可交换态的重金属虽然含量不高但对生态环境安全影响较大。因此, 在污泥土地利用前对重金属污染进行客观评价, 可以实现对环境质量的有效监控[8]。

2 污泥潜在生态风险评价技术方法

2.1 地累指数法

地累指数法 (Index of geoaccumulation, Igeo) 是由德国学者Muller于1969年提出[9], 目前已被广泛作为研究沉积物中重金属污染程度的定量指标。以沉积物中重金属含量的高低反映污染水平[10], 适用于研究现代沉积物中重金属污染的评价。

具体计算公式如下:

式中:

Cn———元素n在沉积物中的含量 (mg/kg) ;

Bn———沉积物中该元素的地球化学背景值 (mg/kg) 。

地累指数可分为7个级别, 分别表示了沉积物中重金属的污染程度, 也即潜在生态风险的大小。

地累指数分级见表1。

涂剑成等[8]采用地累指数法对我国东北地区部分污水处理厂污泥重金属潜在风险评价进行了对比研究, 发现各污泥中Cr和Ni的Igea指数均小于0。表明污泥中Cr和Ni对耕地土壤环境无污染风险;大部分污泥样品中Cu和Zn的污染程度为中度污染到强污染之间, 污泥中Zn的潜在生态风险程度最高。总体上看, 污泥进入耕地黑土环境前, 应降低Cu、Zn和Mn的含量。

2.2 内梅罗综合指数法

内梅罗综合指数法 (Nemerou index) 常用于评估土壤重金属污染程度[11], 现已逐渐被引入研究污泥重金属的污染程度。评价方法首先根据公式计算出每个污泥样品中各个重金属元素的内梅罗单项污染指数, 然后再计算各样品所有重金属的综合污染指数。

某样品中某种重金属元素的内梅罗单项污染指数计算公式为:

式中:

Pji———第j个污泥样品中的第i种重金属元素的内梅罗单项污染指数;

Cji———第j个污泥样品中的第i种重金属元素的实测含量 (mg/kg) ;

C0———本地土壤中重金属含量的背景值 (mg/kg) 。

各样品所有重金属的内梅罗综合污染指数计算公式为:

式中:

PIj———污泥样品j中总金属的内梅罗综合指数;

Pj2.ave———污泥样品j中各种重金属内梅罗单项污染指数的平均值 (mg/kg) ;

Pj.max———污泥样品j中各种重金属内梅罗单项污染指数的最大值 (mg/kg) 。

内梅罗综合指数分为5级:PI≤0.7时, 污染程度为清洁;0.7>PI≤1时, 污染程度为尚清洁;13时, 污染程度为中度污染[11]。

涂剑成等采用内梅罗综合指数法和地累指数法对某污水处理厂污泥重金属潜在生态风险进行了表征。结果表明, 各污泥对应的内梅罗综合指数反映出各污泥总体对耕地土壤环境存在严重的潜在生态风险, 由于内梅罗指数不仅考虑到各种影响参数的平均污染状况, 而且特别强调了污染最严重的因子, 同时在加权过程中避免了权系数中主管因素的影响。因此克服了平均值法各种污染物分担的缺陷, 能较好反映污泥总体上潜在的生态风险。

2.3 潜在生态风险指数法

潜在生态风险指数法 (Potential Ecological Risk Index) 是瑞典科学家Hacanson根据重金属性质及其环境行为特点, 从沉积学角度提出来的对土壤或沉积物中重金属污染进行评价的方法。该方法不仅考虑土壤重金属含量, 而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起, 采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价, 并定量地区分出潜在生态危害程度, 是应用比较广泛、比较先进的方法[12,13]。

潜在生态风险指数法计算公式如下:

式中:

Cn———样品的实测浓度 (mg/kg) (但有的研究中实测浓度也选择污泥中重金属的不稳定态总和[14]) ;

Bn———评价元素的背景值 (mg/kg) (由于污泥中重金属潜在生态风险存在于土地利用, 因此评价中应选取响应地区的土壤环境背景值) ;

Tr———单个污染物的毒性响应参数 (反映重金属在水相、沉积固相和生物相之间的响应关系) 。

Hakanson制定的标准化重金属毒性响应系数分别为[15]:

宁建凤等采用潜在生态风险指数法对广东大中型水库底泥重金属的生态风险进行了调查与评价[16], 其研究结果表明:粤北大中型水库底泥重金属具有很强的潜在生态风险, 其中Cd潜在生态风险系数最大。

2.4 风险评价码法

重金属的生物毒性和生态效应与其赋存形态密切相关, 因此在进行潜在的生态风险评价时, 需要考虑其赋存形态的影响。沉积物中重金属的赋存形态有可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态, 以及存在于晶格矿物中的残渣态等。可交换态及碳酸盐结合态存在的重金属, 由于其键合微弱, 易与上层水体相互交换, 因而具有快速生物可利用性, 常用于生态风险评价[17]。

风险评价码 (risk assessment code, RAC) 方法是常用的沉积物中重金属的风险表征手段, 以碳酸盐结合态和离子可交换态的重金属占重金属总量的质量百分数来表征[18]。有学者在河北滦河一些采样点的沉积物中发现, Cd的RAC已超过50%[19]。采用RAC评价沉积物中重金属风险, 可反映重金属赋存形态的生物有效性, 但还应考虑重金属的总质量, 若金属总质量很低, 即使RAC很高, 也不宜判定为高风险。

2.5 改进型潜在生态风险指数法

相比RAC法, 潜在生态风险评价指数法 (Modified Potential Ecological Risk Index) 对重金属的化学形态未予以区分。越来越多的研究表明, 相对于重金属的总量, 重金属元素的生物有效态含量更能反映出其生态毒性大小。因此朱慧娜等对潜在生态风险评价指数法进行了修正。参考风险评价码法适当考虑了重金属元素的不同化学形态对生态风险的贡献度[20], 并使用MRI对霞湾港底泥重金属生态风险进行了评价。波兰学者在此研究基础上, 将MRI用于了污泥堆肥中重金属的生态风险评价[21], 拓展了MRI的研究使用范围, 为污泥中重金属生态风险评价提供了新的思路。MRI的计算公式如下:

式中:

Eri———某金属元素的潜在环境风险;

Tri———某金属元素的毒性响应参数;

CDi———污泥或沉积物中某中金属元素的含量 (mg/kg) ;

Ω———重金属浓度修正系数。其计算公式为:Ω=Aδ+B (A为某重金属元素中可交换太含量占总量的比例, B=1-A, δ为某元素的毒性系数。

RAC风险分级以及MRI中δ取值见表2。

3 结论

(1) 污泥中由于大量营养元素的存在以及土地资源的日益紧缺, 土地利用成为了最有潜力的处置与利用方式, 然而由于其中往往含有多种重金属元素, 致使污泥的土地利用仍然备受争议。

(2) 污泥中重金属元素的潜在生态风险已经引起了研究者和管理者的广泛关注, 但由于相关标准的缺失致使如何对污泥中重金属生态风险进行客观评价成为研究的焦点。

鄱阳湖敢冒这样的生态风险? 篇11

世界自然基金会(WWF)近期获悉,拟建中的鄱阳湖水利枢纽工程项目已报送国家发改委并即将进入立项审批阶段,相关结果可能在近期发布。对此,WWF发布了“建议暂缓鄱阳湖水利枢纽工程”的公开倡议书。

2008年初,江西提出建设鄱阳湖生态经济区的构想,其中就包括鄱阳湖水利枢纽工程。此后尽管争议不断,但当地政府一直在为工程做各种准备。从目前来看,这一争议10余年的工程如今已进入实质性推进阶段。

鄱阳湖汇聚了江西版图97%以上区域的水系,是影响长江中下游广袤地区生态安全的“绿肺”,也是唯一代表中国入选“世界生命湖泊网”的淡水湖。鄱阳湖水利枢纽工程一旦建成,将会对生态环境带来哪些影响?记者就此问题采访了相关专家和机构。

方案调整,是否意味着生态影响减轻?

作为我国最大的淡水湖,鄱阳湖是我国长江中下游地区仅有的两个大型通江湖泊之一。这里的生态湿地(江西鄱阳湖国家级自然保护区)于1992年被我国政府首批列入《国际重要湿地名录》,是中国加入“世界生命湖泊网”的唯一代表。

鄱阳湖不仅为江西当地的生态系统以及候鸟迁徙提供了不可或缺的生态服务功能,而且对于长江中下游包括河口区生态功能的维护具有举足轻重的作用。

国际鹤类基金会副主席吉姆·哈里斯在接受记者采访时说,鄱阳湖是东亚迁徙候鸟在南方的主要越冬栖息地和停歇地。每年秋末冬初,有成千上万只候鸟从俄罗斯的西伯利亚、蒙古以及中国东北、西北等地来此越冬。

“对于全球极危物种白鹤和濒危物种东方白鹳来说,鄱阳湖是它们主要的越冬地。” 吉姆·哈里斯说,鄱阳湖自然保护区目前记录到的鸟类有300多种,每年冬天达到近百万只,其中有全球极危、濒危物种和国家一类和二类保护物种50多种。

鄱阳湖也是淡水鱼类的重要基因库和繁育地,在这里发现的鱼类种类约占长江鱼类的1/3;鄱阳湖还是长江中唯一尚存的淡水鲸类哺乳动物——长江江豚的重要栖息地,现有淡水江豚野生种群的近一半生活在鄱阳湖。

作为我国最大的吞吐性、季节性和通江性淡水湖泊,鄱阳湖的水位变幅巨大,其面积和容积最大与最小时相差近76倍。汛期时水位上升,湖面陡增,水面辽阔;枯水期时水位下降,洲滩裸露,湖面仅剩几条蜿蜒曲折的水道。

季节性的洪水、周期性的湖水快速更换、典型的湖泊洲滩湿地结构,以及与大江大河密切的水力联系和生态联系,使这里形成了包括湖泊水域生态系统、湿地生态系统等复杂的水文环境与湿地结构,也孕育了极其丰富的生物多样性。

由于具有典型、独特的人地交互的动态湖泊系统,鄱阳湖被国外专家称作是“极为珍贵和难得的天然环境实验室”。

近年来,由于长江水情水势发生变化,鄱阳湖时常出现低枯水位,导致水资源分配不均衡,对流域内的社会经济发展造成一定困扰。为此,结合鄱阳湖生态经济区战略的启动,江西省提出要修建鄱阳湖水利枢纽工程项目。

此后,江西省专门设立了鄱阳湖水利枢纽建设办公室,主要负责工程的课题研究、方案规划、资料采集等一系列工作。

WWF鄱阳湖项目负责人蒋勇告诉记者,从规划设计方案来看,拟建的鄱阳湖水利枢纽工程项目具有短期内保留水量供给、缓解低水位对工农业生产带来不利影响的作用。但从长远来看,其负面影响不容忽视。

这引起了WWF的长期追踪关注。

其实早在2002年全国“两会”上,江西省40位全国人大代表就提交了《关于要求开展鄱阳湖控制工程项目建议书加快立项进程的建议》 的“一号议案”。对于这一方案,当时就有部分专家学者认为工程会对生态环境造成消极影响。

随后的数年中,江西省对工程方案进行了调整,先是改“建坝”为“建闸”,后来又取消了工程的发电项目。

2008年初,江西提出建设鄱阳湖生态经济区,建设鄱阳湖水利枢纽成为了重要的战略性配套内容。

同时,工程设计思路由此前的“调枯控洪”改为“调枯畅洪”,即汛期保持江湖相通、发挥鄱阳湖分洪作用,在枯水期则放闸蓄水。

应该说,“调枯不调洪”是江西省优化工程建设理念和优化工程调度方式做出的妥协和转变。

2009年12月12日,国务院正式批复《鄱阳湖生态经济区规划》,虽然在其中指出要“重点研究、适时推进鄱阳湖水利枢纽工程建设”,但出于慎重,最终决定将鄱阳湖枯水调控工程从鄱阳湖生态经济区总体规划中分离出来,进行单独论证。

对此,一些业内专家表示,鄱阳湖水利枢纽工程方案虽已由最早“建坝发电”的控湖工程,不断调整并修改为现在“调枯不调洪、建闸不建坝、拦水不蓄水”的方案,从而部分缓解了居民取水、通航等问题,但是“坝”改“闸”并未能减轻各方对鄱阳湖生态问题的担忧。

蒋勇也表示,这一工程不但会对鄱阳湖流域乃至长江中下游生态系统带来巨大的影响,也将对鄱阳湖的核心生态服务功能带来难以估测的影响,比如威胁到鄱阳湖湿地及湿地植物的生存,使江豚生境更为破碎化、迁移通道受阻,也会破坏候鸟栖息地。

“WWF认为,在对鄱阳湖的生态功能进行科学研究及工程建设的环境影响得到充分论证之前,应暂缓枢纽工程的建设,并将无坝方案作为维持鄱阳湖生态系统健康的最优方案。”蒋勇说。

水位下降,

是否可以成为工程上马的决策依据?

此前,记者曾针对鄱阳湖的生态保护问题赴鄱阳湖进行过实地采访。

在采访中记者了解到,江西省发改委曾组织南昌大学、中科院南京地理与湖泊研究所等单位的专家对鄱阳湖水位变化带来的一系列影响进行过专题研究。研究成果将为制定鄱阳湖地区社会经济发展模式、工农业结构布局以及城市建设和发展等方面的政策提供参考和科学依据。

研究结果表明,近年来,鄱阳湖湖泊水位变位的异常变动,给湖区湿地植被带来了一系列影响,使植被出现了退化性的演替过程。

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一位参与调查的专家表示,由于近几年来丰水期维持较短,水淹期已不足3个月,且枯水期地下水位较低,局部出现了不同程度的湿地植被退化现象。

据介绍,近年来,由于水位下降过快,低枯水位较低,地表含水量下降,植被出现了水生植物、沼生植物优势度下降,群落物种生物多样性有减少的趋势。

此外,由于鄱阳湖水位出现退水提前,使得大面积的草滩出露时间延长,秋草萌发提前。记者在鄱阳湖采访时看到,过去只分布在较高滩地上的蚕茧蓼,近年来已成片地出现于如大湖池、沙湖、常湖这些湖泊滩地上。

而与此同时,由于低水位的提前出现,使得一些湖汊与通江水体过早分离,而外源污染物持续输入,湖泊氮、磷营养物浓度增加,滞留时间加长,导致沉水植物群落发生变化。

这次研究在一定程度上也促使江西省下决心建设鄱阳湖水利枢纽工程项目,以此来缓解低水位带来的一系列问题。

然而对于“鄱阳湖枯水期提前、持续时间长、水位下降常态化”的说法,WWF认为,根据目前的数据无法得出这样的结论。

WWF认为,近10年的水位变化,并未对鄱阳湖生态系统的指示物种——候鸟及长江江豚种群数量造成显著影响。因此,不能得出生态系统退化的结论,更不能成为这一枢纽工程立刻上马的决策依据。

蒋勇告诉记者,长江流域的生物多样性保护和湿地可持续利用一直是WWF的优先工作领域。基于过去15年的工作积累,WWF认为拟建的鄱阳湖枢纽工程将对水质、鱼类多样性、长江江豚栖息地、候鸟栖息地以及长江下游泥沙量等5个方面产生不可逆或不确定的影响,目前各项研究和论证的结果还不足以支持这一枢纽工程的立项和建设。

此外,枢纽工程的建设还被期望能够解决湖区缺水、渔获量减少等问题,但WWF认为目前对相关问题还缺乏研究,枢纽工程并不是最佳答案。

在采访中,一些业内专家也表达了相同的看法:有关水位变化对鄱阳湖湿地生态系统的影响,还要进行深入研究,首先要搞清水位变化是周期性的还是趋势性的;然后搞清水位变化带来的生态系统变化对湖泊功能有何影响。在此基础上才能进行科学评判,制定出科学的对策。

吉姆·哈里斯也表达了相同的看法:“对于鄱阳湖的整个生态系统及其他一些非常重要的水鸟,我们的科学研究都是不够的。因此,我们没有足够的科学知识来支撑做出任何决策。”

人为建闸,将会对生态系统造成多大威胁?

不但会影响到栖息在这里的众多鸟类,还会使长江江豚的生存空间进一步被压缩,使江豚种群面临更大的危机,并威胁到鱼类的多样性。为研究水位变化与候鸟栖息地的关系问题,国际鹤类基金会和鄱阳湖自然保护区从1986年起就开始对鄱阳湖进行生态和候鸟的调查。

1999年后,双方在鄱阳湖自然保护区及周边地区开始大规模的调查,调查的内容包括水鸟的活动区域、水位及水温等。

吉姆·哈里斯告诉记者,鄱阳湖素有“白鹤王国”、“候鸟天堂”的美誉,这是和湖泊季节性水位涨落变化、洲滩周期性淹露分不开的,其年内变化特征所形成的浅水洼地、泥滩、草洲等湿地景观,成为越冬候鸟觅食的理想场所。

然而这个众多越冬候鸟觅食的场所却面临着消失的威胁。来自国际鹤类基金会的苏丽英向记者指出,鄱阳湖水利枢纽工程一旦建成,如此快速剧烈的生态环境改变将使众多鸟类无所适从。

“鸿雁、白鹤、白鹳等濒临灭绝的鸟类在大坝合龙之后,物种灭绝的可能性非常大。”苏丽英说。

除了对鸟类带来的影响之外,拟建的鄱阳湖水利枢纽工程也会对长江江豚的生存带来新的威胁。

其实早在2007年,就有学者指出鄱阳湖已经成为长江江豚的最后避难所。近期调查显示,目前这里的长江江豚种群数量在450头左右,接近长江流域现有种群的一半左右。

有专家指出,在当前长江江豚保护正处于极为不利的条件下,启动鄱阳湖水利枢纽工程项目建设,将使长江江豚的生境更为破碎化,洄游迁移通道受阻,与长江中其它种群的基因交流隔断,生存空间进一步被压缩,使江豚种群面临更大的危机。

此前关于鄱阳湖江湖水位变化对其生态系统影响的相关研究中,有专家指出,江豚是依靠发射和接收声纳为其导航而觅食的,对前行中的障碍物十分敏感。同时,江豚需要到水面呼吸,不能长时间潜游。所以保护长江与鄱阳湖之前的洄游通道畅通,对于江豚等江湖洄游性生物的栖息和繁衍是非常重要的。

“长江江豚是肺呼吸的哺乳动物,它需要从空气中获取氧气。它的超声波并不能感知鱼网等杂物,加之水利工程落成后,冬季湖面水流缓慢更易结冰,这些都有可能造成江豚‘淹死’。”中科院南京地理与湖泊研究所研究员姜加虎在接受记者采访时指出。

即使在规划方案中提及为鱼类和江豚设计了通道,但据WWF了解,这些通道能够让“鱼类和江豚可以自由通过”的结论并没有经过科学论证。

此外,拟建的鄱阳湖水利枢纽工程也会对鱼类多样性造成严重影响。

蒋勇告诉记者,根据调查研究显示,长江中下游阻隔性湖泊的鱼类多样性要明显少于通江湖泊鱼类的多样性。由于枢纽工程的建设,鄱阳湖与长江自然连通的状况将被改变,珍稀水生生物资源可能进一步衰退。

“一方面,江湖洄游、河海洄游性鱼类在鄱阳湖与长江之间将季节性受阻,其进入湖区肥育的机会减少、时间改变,这也间接影响到涉水鸟类和长江江豚的饵料鱼供应;另一方面,长江是中国淡水渔业最重要的基因资源库,江湖阻隔后,水体流动性减弱,适合流水性鱼类生活的生境将遭受极大破坏。”蒋勇说。

枢纽建成,将对候鸟迁徙带来多大影响?

鄱阳湖是东亚——澳大利亚至中亚候鸟迁徙线路上的重要栖息地。水利枢纽工程一旦建成,将对鸟类越冬安全和迁飞路线带来严重影响。蒋勇在接受记者采访时表示,中国是全球性政府间保护公约《湿地公约》的重要缔约国之一,而《湿地公约》全称为《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》。因此,水鸟保护是公约的一项重要内容。

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“依据湿地公约组织的研究和定义,当生态特征变化已经超出可接受的变化范围时,自然生态系统将受到严重影响。而国际重要湿地的主要任务就是要维持其生态特征。”蒋勇说。

记者了解到,鄱阳湖最核心的自然保护区是中国首批列入国际重要湿地的区域之一,其关键生态特征为典型的季节性水文节律变化,并因此形成了丰富的湿地景观多样性。而鄱阳湖水利枢纽工程一旦建成,将改变鄱阳湖千百年如一的“洪水一片、枯水一线”自然演替规律以及夏水冬陆的水陆交替景观,也违背了《湿地公约》的宗旨。

蒋勇还表示,中国也是《联合国生物多样性公约》的签字国之一。这一公约旨在保护濒临灭绝的植物和动物,最大限度地保护地球上多种多样的生物资源,以造福于当代和子孙后代。公约认为,生态系统、物种和基因必须用于人类的利益,但这应该以不会导致生物多样性长期下降的利用方式和利用速度来获得。

同时,鄱阳湖是迁徙性珍稀候鸟沿东亚——澳大利亚至中亚迁飞的重要驿站或停歇地。为此,我国分别与俄罗斯、澳大利亚、日本等国签订了候鸟保护协定,并在此基础上开展双边或者多边候鸟保护合作近30多年。

正是由于鄱阳湖枯水期碟形湖泊的广泛分布,从而为越冬候鸟提供了理想的关键栖息地。

根据国际鹤类基金会于2013年的监测,当年在鄱阳湖越冬的候鸟达到了16万只,远远高于以往4万只的数量。

“相对于上世纪八九十年代来说,长江中下游的生态环境发生了很多变化,对于很多候鸟来说,鄱阳湖是唯一的选择。”吉姆·哈里斯说。

鄱阳湖吸引大量候鸟越冬的最主要原因,是当地拥有丰富的食物资源,而每年冬季水位的变化与候鸟的食物资源密切相关。白鹤、白枕鹤、东方白鹳等涉禽对湖泊水深特别敏感,水位高低直接影响候鸟对食物获取的难易程度。

吉姆·哈里斯给记者举例说,白鹤的重要食物是苦草根茎,其在夏季生长过程中,对水深和混浊度都有很严格的要求,如果水深或水浅都会导致死亡。冬季水深不能超过0.5米,如果超过0.5米,白鹤就无法取食。

“鄱阳湖对于取食根茎的水鸟是一个非常重要且唯一的栖息地。”吉姆·哈里斯说。

目前,濒危物种白鹤在世界上仅存4000只,其中98%在鄱阳湖过冬。除了白鹤之外,还有众多的珍稀候鸟在此越冬和迁徙停歇。

“鄱阳湖水利枢纽工程建成以后,将直接影响枯水期碟形湖泊的分布,改变鸟类越冬的栖息地,危及鸟类越冬安全和迁飞路线的完整性,进而影响中俄、中澳、中日等双边协定达成的共识。”蒋勇说。

记者在采访中了解到,在2012年举行的世界自然保护大会上,国际环保组织联名提交的第64号议案直接关注鄱阳湖的保护问题,希望我国能创新发展思路、寻找替代方案以解决当前的矛盾。

我国也承诺将对鄱阳湖水利枢纽工程建设问题予以高度重视、谨慎对待,并将于下一届世界自然保护大会于2016年在巴西举办之前给出正面的回应。

对此,蒋勇认为,如若在没有就鄱阳湖的生态功能开展深入的科学研究,没有就工程建设对于生态环境的影响进行全面充分的评估及论证,没有通过相关渠道获得多方理解或谅解的前提下,立刻启动这一工程,不仅将使鄱阳湖生态系统面临不可逆转的风险,并有可能将生态风险上升为国家影响。

(责编:张志国)

生态风险评价 篇12

由于人口的增多, 经济的发展, 使得含重金属的污染物排放量加大。水中重金属离子在一定作用下, 最终大部分会进入沉积物, 故而水体沉积物可以作为水环境中重金属的主要蓄积库[1], 能够反映出河流受重金属污染状况。前人对沉积物重金属研究已有不少, 如化学、生态学和毒理学等多学科综合评价方法[2,3]、模糊集理论[4]、回归过量分析[5]、脸谱图法[6]、地积累指数法[7,8,9]等。Hakanson生态风险指数法不仅能够反映某一特定环境下沉积物中各种污染物对环境的影响以及多种污染物的综合效应, 而且用定量的方法划分出潜在生态风险的程度, 因而该法是沉积物污染评价中应用较为广泛的方法之一。在此, 对清江河底表层沉积物进行采集, 分析其中的重金属含量, 用生态风险指数法评价清江河重金属综合污染效应, 找出主要风险因子, 定量剖析典型污染物的潜在生态风险状况。

2 样品采集与分析

2.1 样品采集

在恩施州清江河恩施段的6个断面采集沉积物样, 断面编号QJ1~QJ6, 用抓斗式采泥器采取5 cm~15 cm表层沉积物, 每断面在河流距河岸1/4, 1/2, 3/4处采集样品, 混合泥样装入聚乙烯塑料袋中密封, 在冰箱 (4 ℃) 中保存, 以备处理分析之用。

2.2 样品处理与分析

将样品自然风干, 剔出杂草等杂物, 用玛瑙研磨过100目筛, 筛下物质储存于广口瓶中, 编号冷冻保存待用。称取样品, 采用HNO3-HF-HClO4消解, HNO3溶液定容。自配标准液, 绘制标准曲线, 采用原子吸收测定4种重金属 (Cu, Zn, Pb, Cd) 含量, 多次测量取其均值, 减小误差。

3 结果与讨论

3.1 沉积物重金属含量

沉积物中重金属分析结果见表1。

3.2 重金属的潜在生态风险评价

为定量确定重金属生态风险程度, 采用瑞典科学家Hakanson的潜在生态风险指数法对多种重金属污染物进行综合评价, 评价公式如下:

RΙ=imEri=imΤri×Cfi=imΤri×CiCni

其中, RI为沉积物中多种重金属潜在生态风险指数;Eri为潜在生态风险参数;Tri为单个污染物毒性参数, 反映其毒性水平和生物对其污染的敏感程度;Cfi为单一污染物污染指数;Ci为沉积物中污染物的实测浓度;Cni为参比值, 采用全球工业化前沉积物中重金属的最高背景值, 重金属Cu, Zn, Pb, Cd最高背景值分别为30 mg/kg, 80 mg/kg, 25 mg/kg, 0.5 mg/kg, 对应的毒性系数分别为5, 1, 5, 30[11]。潜在生态风险程度级别划分[12]见表2。

潜在生态风险参数与指数结果见表3, 参照潜在生态风险程度可以看出, 从重金属潜在生态风险Eri参数来看, Cu平均值为8.7 (7.0~12.6) , 处于低风险;Zn平均值为1.8 (1.4~2.9) , 处于低风险;Pb平均值为7.3 (5.6~10.1) , 处于低风险;Cd平均值为65.1 (19.8~154.4) , 介于低风险到重风险之间, 不同断面潜在生态风险参数差别较大, 应引起重视。说明4种重金属中, Cd为研究河段主要污染物, 其潜在生态风险最大。

就采样断面而言, 6个断面的重金属污染大部分处于低潜在生态风险, 但个别断面 (QJ3断面) 处于中潜在生态风险。

4 结语

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