环境修复技术论文（共12篇）
环境修复技术论文 篇1
我国经济在发展过程中, 所形成的环境问题也较为严重, 并且环境中存在的污染物种类也较多, 同时, 在环境治理工作开展过程中, 某些污染物具有较好的稳定性, 使得污染物不能得到有效的降解, 严重影响了环境治理工作的效率。植物修复技术是一种全新的环境治理技术, 能够有效的提高我国环境污染治理水平。
1 植物修复技术概述
1.1 植物修复技术的概念
植物修复技术在环境治理过程中, 植物耐受理论、超量积累理论是相关工作开展的基础, 主要是通过植物以及微生物来实现对环境的治理, 从而能够达到良好的环境治理效果。如果从广义上来说, 植物修复技术的概念所涉及的内容较多, 例如:在对重金属所造成的污染中, 通过一些固定或者修复实现良好的环境治理效果。在对水体污染净化过程中, 主要是通过对植物净化作用的利用, 从而能够达到良好治理效果。如果从狭义上来说, 对于环境治理主要是通过对植物利用, 能够将土壤中的重金属污染物进行消除, 从而实现对环境的治理[1]。
1.2 植物修复的优劣势
植物修复技术是一种全新的环境污染治理技术, 在实际的应用过程中具有许多优点, 主要表现为:1) 植物修复技术在实际的利用过程中, 工作成本较低, 不会对周围环境造成较大的影响, 不仅能够将污染物清除, 同时, 还能及时的对周围水体土壤中存在的污染物消除。2) 在实际的环境治理过程中, 植物修复技术不会对周围的居民造成严重的影响, 并且还能对环境进行一定的美化。3) 植物修复技术在环境治理工作开展过程中, 能够有效的增加土壤中的碳氧含量, 从而能够提高土壤的肥力[2]。但是, 在实际的利用过程中, 依旧存在一定的缺点, 主要表现在:1) 在实际的环境治理过程中, 如果污染治理目标不同, 工作人员应该积极选择相应的生态型植物;2) 环境治理过程中, 在利用植物对污染的重金属进行吸收过程中, 对于某一种植物来说, 只能吸收两种植物, 但是, 如果土壤中重金属的浓度较高, 就会导致植物出现中毒状况, 严重影响了植物修复技术工作的开展。
2 植物修复技术与农业生物环境工程分析
2.1 超累积植物的筛选
在超累积植物概念中, 存在三种典型的特征, 第一种是植物吸收能力较强;第二年种是植物根系能够转移到茎叶的能力, 第三种是叶片的解读。就目前来说, 在对超累积植物进行筛选过程中, 可以采用方式能够分为两种, 一种是依赖于自然界的筛选, 在高污染的环境治疗实践过程中, 积极对耐受性植物进行寻找以及优化, 是现阶段工作开展的主要目标[3]。通过自然界的筛选, 能够帮助工作人员找出常用的方式。对于一些植物聚集较为均匀的地区, 环境污染治理工作主要时在野外的一些矿山中开展, 这些区域中的重金属含量较高。另外一种是在工作开展前, 工作人员应该依据实际情况对新型植物进行培养, 在培养工作开展过程中, 主要是通过的对基因突变技术的利用, 通过对多种植物的优点进行超累积, 将各个植物的优点融合到一种植物中, 从而能够达到良好的效果。
2.2 对农业操作的辅助性
一般来说, 如果土壤自身的条件较差, 工作人员在土壤污染治理工作中, 可以采用植物修复技术。在修复工作完成以后, 能够使得相应的土地得到一定的优化。在实际的利用过程中, 工作人员应该依据土壤的设计情况选择合适的植物修复方式, 才能保证良好的工作质量。
2.3 能够实现多元化的修复
在实际的农业生物环境中, 工作人员通过对植物修复技术的利用, 能够有效降低环境的污染程度, 并且还能降低植物在逆境生长中所产生的影响, 保证植物能够正常生长。在不断实践利用过程中, 植物以及相应生物作用的已经得到明显体现, 但是, 相关工作开展过程中依旧存在一些不明状况, 一定程度上限制了植物修复技术的应用, 只有积极对其进行研究, 才能保证植物修复技术作用最大化[4]。
3 结束语
综上所述, 在我国现阶段发展过程中, 积极对环境污染进行研究分析, 具有重要意义, 能够实现我国的持续发展。植物修复技术是一种全新的技术, 在应用中存在一些不足, 只有积极对其进行研究, 才能推动其应用。
摘要：在我国发展过程中, 由于各种不当的开发, 不仅对于环境造成了一定的影响, 而且还影响了人们的正常生活。在环境治理工作开展过程中对于重金属的治理难度较大, 只有积极的对环境治理技术进行创新, 才能保证环境治理工作的有效性。植物修复技术是一种全新的环境治理技术, 具有良好的治理效果。文章主要针对植物修复技术进行研究分析, 同时以此为基础对植物修复技术与农业生物环境工程进行研究。
关键词：植物修复技术,农业生物环境工程,环境污染
参考文献
[1]田原.植物修复技术与农业生物环境工程研究[J].现代经济信息, 2016 (3) :366.
[2]李威.农业生物环境工程与植物修复技术浅议[J].商品与质量, 2015 (5) :261-262.
[3]唐世荣.植物修复技术与农业生物环境工程[J].农业工程学报, 1999 (2) :27-32.
[4]黄占斌, 孙在金.环境材料在农业生产及其环境治理中的应用[J].中国生态农业学报, 2013 (1) :88-95.
环境修复技术论文 篇2
表面展示技术在污染环境生物修复中的应用
革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和酵母中已建立多个表面展示短肽和蛋白质的系统.在微生物细胞表面展示外源蛋白对污染环境的生物修复有着重要的意义.展示金属结合蛋白(肽)的微生物可用于污染土壤和工业废水的净化,展示有机磷水解酶的.微生物将用于有机磷污染物的脱毒.微生物表面展示技术将成为污染环境生物修复的有效策略.这一技术的研究还是一个新领域,要使其得到应用还有许多问题需要解决.参38
作 者：高蓝 李浩明 GAO Lan LI Haoming 作者单位：广东药学院,广州,510240刊 名：应用与环境生物学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED & ENVIRONMENTAL BIOLOGY年，卷(期)：11(2)分类号：X830.2关键词：表面展示技术 生物修复 生物吸附 脱毒
城市水生态及其环境修复综述 篇3
关键词：城市水生态 环境 生物 措施
随着全球科技的进步，人类活动的频繁和社会经济增长模式的转变，水资源的开发利用达到了前所未有的强度，水生态环境遭到了严重的破坏，但是城市水环境是城市生态环境的重要组成部分,也是市民休闲娱乐、维护城市生态平衡的重要手段。那么随着人们生活水平的提高,人们对水环境的质量也越来越高,在这种情况下采取生态修复的方法解决污染不是很严重格的水环境是今后城市环境治理的必然,修复受损的水生态环境是恢复水生态环境的有效途径。
一、 水生态环境影响因素
现如今随着城市发展的不断进行中,工业废水和生活污水应该严格按照规定排入城市污水处理系统,严禁排入城市自然水环境。要定期对公园、环城河内的树枝败叶,以及其它的生活垃圾进行清理,强化环境宣传,是人们在休闲游玩的时候养成一个良好的喜欢。这样从环境污染的外源摄入上控制上污染源,才能为内源性污染质量奠定一个良好的基础。
1.农村对水生态环境的影响
我国人口多、土地资源少的国情决定了我国是一个农业大国，农业在我国国民经济中起到基础地位的作用。我国农业目前正处在由传统农业向现代化农业转变时期。传统农业是在自然经济条件下，采用人力、畜力、手工工具、铁器等为主的手工劳动方式，靠世代积累下来的传统经验发展，以自给自足的自然经济居主导地位的农业。传统农业对水生态环境影响较小。现代农业大量使用以石油为原料的化肥、农药和以石油为能源的农业机械，使现代农业对生态环境的影响已远远超出传统农业，达到了前所未有的程度。现代农业生产引起了土壤侵蚀和土地退化，减少了生物多样性，农业生产中施用的化肥、农药等产生了有机污染物及氮、磷等营养物质，造成水质的富营养化。
二、水生态环境修复原理
水生态修复是利用生态系统原理按照自然界的自身规律使水体恢复自我修复功能，采取各种工程、生物和生态措施修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，强化水体的自净能力，重建健康的水生生态系统。而水生态环境修复主要分为三种技术——物理修复、化学修复、生物修复。（１）物理修复技术为：外源控制、底泥疏浚、水动力循环治理。（２）化学修复技术为：化学除藻、沉淀净化。（３）生物修复技术为：生物过滤技术、微生物技术。
三、水生态环境修复措施
１.城市水生态环境修复措施
１.1增强污水处理厂处理污水及废水能力
根据污水水量、水中污染物的不同，采用不同的排放标准及处理工艺。修建污水处理综合性能强的污水处理厂，将工艺研究和设备开发密切结合，在推广应用先进工艺技术的同时推出高质量的成套设备，不断扩增污水处理厂综合性技能。
１.2人工建造景观水体，增加城市绿地面积
在城市中修建人工景观水体，满足人们的亲水性需求，改善周边环境，种植适合城市生长的植被与树木，增加降雨后形成径流时间，使雨水能入渗到城市地面以下，补充城市地下水体，缓解城市水资源环境由于城市化带来的不利影响，进而调节局部生态系统。
１.3修建人工湿地，为城市增色添香
模拟自然湿地生态系统修建人工湿地。利用湿地土壤疏松多孔体系，含有大量的胶体颗粒的物理性状，去除水体中的有机物和重金属，进而修复水生态环境。栽植有较高观赏价值的湿地植物，增添休闲、观赏和贴近自然的美景。
四、天然水体水生态修复措施
我国的天然水体主要由江湖湖海组成，目前已有近60%水体受到了不同程度的污染。水体中富含氮、磷等营养物和有机物。局部水体富氧化情况严重，造成诸如蓝藻等生物的大量繁殖，蓝藻等水生生物与水体中的鱼类等生物争耗氧气，而使鱼类等生物死亡。影响了水生態环境的自然规律。目前，我国主要通过修建工程措施、生物修复技术和生态修复技术修复受损的水生态环境。
１.工程措施
利用稀释和冲刷技术，引用外流对水体进行稀释和冲刷，短时间内有效地减少污染物的浓度和负荷，提高水体自净能力;利用底泥疏浚技术去除水体底部的毒害物质;利用底泥覆盖技术在底泥表面敷设渗透性小的塑料膜或卵石，营造出特定的水流环境和水生生物所需要的环境，抑制藻类大量繁殖;利用气体抽提技术，使用真空泵和井使有机污染物蒸气，或者将被吸附的、溶解状态的或自由相的污染物转变为气相，抽提到地面，然后再进行收集和处理;利用空气吹脱技术将压缩空气注入受污染区域，使溶解在地下水中的挥发性化合物、吸附在土壤颗粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。
２.生物修复技术
生物修复技术是利用生物的新陈代谢对有机污染物及氮、磷营养物质的同化作用，将低浓度污染物进行富集转化，达到治理污染水体的目的。该类技术与所要修复水体之间的空间关系属于旁路装置或非紧密结合的状态。常见的技术包括:固定化细菌技术、河道内曝气、结合高效微生物处理修复技术、生态浮床技术、卵石床生物膜技术、稳定塘技术、生物过滤技术土地处理技术等。
３.生态修复技术
生态修复技术是恢复退化水生态系统结构中缺失的组分，达到重建水生态系统的良好结构，实现其功能的恢复，同时改善水质。该种技术包括:生物操纵技术、沉水植物重建技术等。其中，生物操纵技术包括引入滤食性鱼类来控制藻类生物量的富集。沉水植物重建是利用属于本地物种的沉水植物，选择合适的地带进行引种并使之成为水生态系统的有机组成部分。
五、强化政府立法职能，增加社会舆论监督
我们在对水生态环境进行修复的过程中，也要不断地去加强国家监察职能，运用行政手段、通过出台法律、法规约束破坏水生态环境的行为。引进激励机制，对生产、生活中保护水生态环境的企业给予减免财税等方面的政策，奖励和鼓励高污染行业的技术进步。调动社会力量，加强社会舆论监督，对破坏水生态环境的行为提出谴责，舆论干预其企业销售。加大社会保护水生态环境的宣传力度，树立全民保护水生态环境的意识，增强社会责任感和使命感。
六、结束语
环境修复技术论文 篇4
自适应系统在传统软件体系结构中得到了一定的发展, 包括自配置、自优化、自修复、自保护等。传统软件的自适应多针对系统的参数进行重配置或者针对资源进行重新分配。而Mark Weiser在20年前预估到, 普适计算设备和服务开始逐渐融入人们的日常生活[1]。随着普适计算研究的发展, 计算无处不在的概念也逐渐深入人心。社会技术系统不仅包含软件系统, 还包含传感器、终端和人类的参与, 普适计算环境下社会技术系统的自适应也将更加复杂。本文将讨论社会技术系统在普适计算环境下如何进行自修复。
社会技术系统[2]是普适计算环境下由人、硬件和软件共同组成以满足涉众需求的系统。由于普适计算环境是一个由多种异构设备和网络组成, 用户需求和计算资源不断发生变化的苛刻的计算环境, 将传感器和传统软件系统融合在一起意味着普适计算环境下的社会技术系统缩短了数字世界和物理世界的界限, 并且可以根据用户的需求提供个性化的服务。因此, 普适计算环境下的社会技术系统需要具有较强的持续自适应能力才能迎合动态多变的环境。
在普适计算环境下对社会技术系统进行自修复存在许多挑战, 主要表现在: (1) 环境的变化 (包括人和设备的移动) 以及环境中设备的不稳定性, 均可能使得一个正常运行的系统面临崩溃的危险, 譬如网络断线、环境中的设备突然离开或失效等; (2) 用户需求的多样化和个性化使得ad hoc环境中的服务发现和组合比Web服务困难许多。为了解决上述问题, 本文围绕在普适计算环境下社会技术系统的自修复问题展开, 主要探讨用户携带移动设备在普适计算环境中, 如何根据自身的需求目标, 发现和利用周围可用的服务, 并选择最优的服务;当周围环境和自身发生变化时, 若社会技术系统运行偏离用户的预期目标, 如何根据当前上下文的情况, 选取不同的自修复策略, 使得系统按照预期目标运行。在这一过程中, 社会技术系统需要一系列不同于传统软件系统的上下文建模和自修复技术。同时, 本文通过对若干场景案例的分析对方法和算法进行了有效地评估。
1 背景知识
1.1 普适计算
普适计算[3,4]是使得随时随地都有计算的一种计算技术。与传统计算相比, 普适计算可以出现在任何设备、任何位置上, 并且可能以任何形式出现。随着计算的透明化, 我们每天与计算打交道的地方越来越多。譬如, 越来越多的智能办公室的出现, 智能门锁和电灯的出现, 使得人们的生活越来越方便。另一方面, 智能终端的出现促使人们尽快地融入充满智慧的世界[5]。智能手机开始在人们生活中扮演必不可少的角色, 手机日历、记事本、小说等。许多手机应用与云应用结合起来, 用来分析人的行为、偏好等, 以达到提供更好的服务体验的效果。通过将包含个人信息的智能手机和环境中的设备连接起来, 普适计算环境下的系统可以为用户提供更多个性化的服务。譬如, 一个办公室中的空调控制系统, 可以根据办公室中每个员工携带的手机中个人偏好的设置进行综合分析, 进而调节温度以达到用户群最高的满意度。
1.2 目标模型
面向目标的需求工程GORE[6] (Goal-Oriented Requirements Engineering) 利用目标模型描述通过Agent协作满足系统的状态, 其中, Agent是有自己的目标并可进行社会化交互、协作的主题[7]。目标分为硬目标 (其满足状况是绝对的满足或不满足) 和软目标 (其满足状况则是由相对程度表示) 。每个目标可以通过AND/OR分解进行精化。硬目标细化为一系列直接实现或完成的任务。因此, 整个目标模型全面描述了涉众的期望、能力、目标实现和依赖关系, 系统地刻画了需求的Who/What/Why/How的关系[8]。
本文的运行时需求监控和修复基于前期工作[8]中的案例, 其中涉及单个网构软件交互与协作的场景, 每个网构软件实体都作为一个独立的Agent。在之前的场景中, 商品订购系统 (COS) 为用户提供商品订购功能, 顶层目标“订购商品”被And-分解为“选择商品”、“订单支付”以及“配送商品”三个子目标。商品订购系统本身并不具备配送能力, 因此“配送商品”子目标被委托给另外两个提供配送服务的区域配送中心 (RDC1和RDC2) 。支持Agent概念的需求模型能够自然地描述网构软件的需求实现方式:COS具有自己的业务目标 (实现“订购商品”) , 自身具有一部分实现目标的能力 (如“选择商品”) , 同时通过交互和协作达成一部分无法独立完成的子目标 (如“配送商品”) 。Agent之间的协作体现出社会化特性:RDC1或RDC2与COS之间存在约定和承诺, 如收到请求后24小时内完成商品配送;当COS获悉目标失效或与目标委托相关的承诺被违反时, 可以通过Agent替换的方式选择其他RDC完成配送, 例如将RDC1替换为RDC2。
2 系统概览
2.1 场景简介
在普适计算环境下, 无线终端设备可担任用户“助手”的角色, “助手”通过传感器等感知周围环境的数据, 为用户提供服务。譬如, 某用户小王告诉“助手”, 每天早晨, 他需要在起床后1个小时之内吃上早餐, 并且指出早餐首选在家中吃, 若“助手”通过家中的传感器等检测到家中没有食材, 便通过网络检索相关的订餐服务, 以满足小王的用餐要求。在起床后到用餐前的期间内, 小王可以读报、慢跑等, 而不必为准备早餐的事情费心。
同时, 当某个餐厅接收到“助手”的请求。餐厅首先返回一个预计的送餐时间, 接到确认信息后, 开始为小王准备餐饮。餐厅内部利用传感器、摄像头、电子屏幕、手机终端和服务器等在餐厅内部创建了一个普适计算环境下自动化的订餐流程, 使得整个订餐流程更加智能和简单。当餐饮做好后, 快递员将餐饮送到小王的家中。
2.2 场景分析
在上述场景中, 系统可能出现一些偏离用户和系统目标的行为。譬如小王的“助手”未能正常获取传感器数据或者获取的数据出现异常, 快递员在送餐时偏离预订路线不能按预计时间送达等。其中, 前者属于硬件或软件异常, 后者属于人类行为异常。如何通过自修复策略满足社会技术系统预期目标将是本文研究的重点。对于上面的场景, 让“小王”在起床一个小时内用上早餐就是一个系统的目标。因此, 本文主要研究普适计算环境中社会技术系统自修复技术。
首先, 在传感器方面, 由于普适计算环境中存在大量的传感器, 如何对环境中随时变化的传感器进行描述、归纳和整理建模是件很复杂的事情;同时, 由于环境中传感器接入的数量、时间和类型的不确定性, 如何利用上下文感知状态的变化和用户需求、资源使用情况的变化, 自主决策推理, 将用户目标中不足的条件进行补齐, 得至最优的“自适应动作执行序列”也不同于传统的软件系统。譬如上文中小王制定好目标后, 环境中关于温湿度检查的传感器对其并无作用, 如何选择出合适的传感器并进行接入, 是数字助手需要考虑的问题;当传感器将数据收集并获取后, 如何将监控的环境数据转换成软件可识别的事件, 即如何建立事件映射表, 并根据时间进行推理转移都是需要谨慎的进行抉择的。
其次, 在用户和终端方面, 数字助手如何帮助用户在ad hoc环境下检索所需的服务, 并且根据用户的需求制定计划。譬如当小王需要吃早餐的时候, 数字助手需要检索相关订餐服务, 当小王需要去机场的时候, 数字助手帮助小王检索相关订车服务以使小王可以按时到达机场;同时, 人与人之间的关系, 都可能导致传统的自适应策略发生变化。譬如当外卖送达小王家中时, 小王正在外面慢跑, 那么小王可以委托邻居拿取外卖。
综上所示, 在2.1节描述的场景中存在一些在传统软件系统中未考虑到的自修复情况。因此, 在2.4节中, 本文提出相关的系统设计和自修复策略设计方案, 并在2.5节给出相关算法的具体描述, 以提供普适计算环境下自修复策略的考虑。
2.3 系统假设
本系统存在下列假设:
(1) 系统中的每个人和环境中的物品都带有自己的标签, 以供RFID识别。
(2) 传感器遍布环境中, 正常情况下提供的数据95%以上是正确的。
2.4 系统架构
本文的社会技术系统的用户助手和订餐系统是由硬件和软件共同构成的。硬件组件包括RFID和部署在环境中的各类基于Arduino的传感器, 包括压力传感器、温湿度传感器、红外释热传感器等。
软件组件包括服务器端的数据分析和推理、事件映射等和终端的Android手机用户助手软件。如图1所示。
下面首先介绍系统的硬件设计和实现, 接着介绍软件方面的系统架构和设计细节, 最后, 根据场景和系统设计引出该方案下存在的自修复问题和解决方案。
2.4.1 硬件设计和实现
当前系统的硬件部分主要使用Arduino, 一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板。通过将各类传感器等连接到Arduino上, 对周围的环境数据进行收集, 使用蓝牙模块和无线数传模块与手机和服务器进行通信。图2显示了用户、服务器、硬件之间的通信方式。
具体来讲, 在用户家里, 我们在床下安装有FSR超薄压力传感器来检测用户是否已经起床, 并在用户的冰箱中安装有摄像头和传感器来检测家中是否有食材。在餐厅里, 当餐厅接到用户订单后, 首先通过RFID读写器将用户信息和订单信息写入标签中, 并且全程将制作餐饮人员的信息写入标签中。管理员根据厨师空闲程度分配订单给指定厨师, 接着带有标签的空盘将通过传送带传至指定厨师的面前, 当空盘到达指定位置后, RFID读取出标签中订单的信息, 并在厨师面前的屏幕上显示需要制作的菜品名称、方法以及用户的其他要求等。当厨师将制作完成的菜倒入空盘时, 柜台下方的压力传感器感受到压力变化后, 自动将菜品完成信息传送到服务器, 根据要求将制作完成的菜品传送到指定配餐员的工位前, 并通过系统通知休息室中的配餐员有菜品需要打包。同时, 红外释热传感器全程监控厨师是否在厨房前, 若长时间不在, 则通知管理员。配餐员打包完成后, 系统将订单地址打印出来, 贴到餐盒外面, 并通知指定快递员将其送至用户家中。餐品全程通过温度传感器监控, 当餐饮温度过低时, 提示快递员加热后再送出。快递员在路上通过手机进行导航, 手机并在快递员偏离送餐路线时给出建议, 譬如更改路线或者委托餐厅重新配送。
流程如图3所示。
2.4.2 软件设计和实现
系统软件部分利用服务器端分析和处理传感器收集到的数据, 利用手机协助用户选择性的分析所需的环境数据, 下面首先介绍服务器端的设计, 接着介绍客户手机端。
1) 服务器端设计
软件系统架构基于自底向上的事件驱动的方法, 如图所示。高层的行为, 譬如起床、慢跑等, 可以通过Event Interpreter模块解释传感器和RFID的数据, 进而推理出相关行为和场景。相关软件模块描述如下:
Event Interpreter按照事件映射表来解释即时的事件。事件解释器利用Sensor Event中的事件来创建内部状态, 并根据事件映射规则将此解释为相关事件。详细的事件映射规则和算法参考2.5.1节。
Goal Model是第2小节中的系统目标模型扩展后, 使用Java实现的。扩展后的目标模型如图4所示, 该场景涉及2类参与的实体, 分别是用户 (包括客户、厨师、配餐员、快递员等) 和订餐系统。
每类实体在运行时相对独立并且可交互。订餐系统是在线Web系统, 用户可以通过终端交互完成订餐、支付等操作。当用户选择支付完成后, 系统开始依次激活目标并委托给相应的实体, 即厨师的“制作餐饮”、配餐员的“打包餐饮”和送餐员的“配送餐饮”。
运行时系统维护一个内部的状态机, 通过手机宿主系统运行事件和状态, 推理系统运行时的需求满足情况, 在系统行为与需求发生偏差时针对发生需求违反的理由选择出相应修复策略, 再通过效应器作用到具体的实体上。状态化的运行时目标模型在文献[8]中有详细描述。本文中涉及到的修复策略如表1所示。
2) 手机终端的设计
本文系统将手机看作用户的“助手”, 因此, 手机端的主要的功能是跟传感器进行通信, 并将收集到的数据进行管理和分析, 通过Sensor Event整合后传给服务器端。主要涉及到的模块如下:
Sensor Data Fusion模块主要用户获取、处理普适计算环境中的原始数据, 用来支持服务的合作的自适应。
Sensor Event:通过处理过的原始数据, 对其进行一系列推理, 再对照相应的事件映射表, 得出最终这些数据所代表的的事件, 并将这些事件传递到服务器端进而触发状态机的改变。详细的上下文建模和事件推理规则详见2.5.1节。
2.5 相关算法
2.5.1 上下文感知建模与推理
上下文感知建模[9,10]是普适计算一个核心的研究领域。基于上下文感知的应用利用传感器的数据、上下文信息和智能的决策制定自主的适应不同的终端用户。然而, 很多上下文感知都是假定信息是准确无冲突的, 并且使用复杂的逻辑推理来完成[11,12,13]。针对上述问题, 本文提出利用本体建模上下文信息, 并且在本体建模的基础上, 增加上下文分类和上下文依赖, 更加合理地描述普适环境下社会技术系统的上下文信息, 验证不一致性信息, 同时为推理和服务检索提供一定的支持。
(1) 本体建模与基于规则的推理
本文首先利用OWL语言定义一个只包含核心定义的本体。该本体描述了本文系统所需的3个类:Sensor Entity (传感器数据实体) 、Location (位置信息) 、Motion (用户行为) 。其中, Sensor Entity用来描述传感器从环境中监测到的数据, 譬如SensorEvent (“Temperature”, “28.9”) 。Location用来描述用户当前的位置, 该位置通过用户手机中的GPS和Wi Fi进行计算, 并结合预定义好的事件映射得到, 譬如Location (“31, 121.5”, “Century Avenue”) 。Motion依赖于Sensor Entity和Location, 利用Jena2语法定义规则, 再实现基于规则的推理方法。譬如判断小王是否已经起床, 在上下文建模中, 已经定义人起床这一行为依赖于此人当前的位置、姿势和压力传感器的状态。
根据该上下文依赖信息即可定义推理规则如式 (1) 所示:
由式 (1) 可知, 基于规则的推理方法可以灵活地定义所需规则。基于规则的推理将高层与底层推理逻辑分开, 利用预定义的规则进行推理。当需求发生变化时只需修改规则文件, 而无需改变代码中推理实现, 从而易于维护, 具有很好的通用性。
(2) 智能推理设计
利用上下文本体信息和推理规则, 本文通过智能工具Toolkit[14]的支持使得用户可以知道系统得到的信息和如何制定决策的:
数据 当前上下文的值是什么?
原因 通过该值为何能推断出当前上下文为X?为何推断出当前上下文不为Y?
方式 推理过程是如何进行的?
输入 哪些因素影响当前上下文?
条件 当规则条件发生变化时上下文会发生怎样的变化?如有前置条件确实时如何进行补足?
确定性 当前上下文的值可信度有多高?
描述 上下文定义和取值的含义是什么?
通过智能工具产生解释包含上述7个问题的答案。但是由于这些解释易读性较差, 因此需要解读后呈现给用户, 以方便用户理解, 并针对系统未定义或无法修复的场景对用户进行提醒。
(3) 不一致性验证和自修复
普适计算环境由于本质原因具有不确定性等特点, 因此验证和修复上下文信息的一致性十分必要。
上下文不一致性问题主要体现在环境的变化 (包括人和设备的移动) 以及环境中设备的不稳定性 (失效或数据异常) [15]。因此, 根据2.4节中的修复策略表, 本文不一致性抽象修复行为定义如式 (2) 所示:
其中, Cinit为初始上下文, Cexp为期望上下文, θ为初始上下文和期望上下文的差距阈值, a为操作, e为上下文元素。式 (2) 定义了三种原子抽象修复行为。prev (Cinit, Cexp, θ, a) 表示系统阻止在上下文Cinit中进行操作a, 即当系统对操作a加入上下文本体中进行计算后, 发现|Cexp-Cinit|≥θ时则拒绝操作a。comp (Cinit, Cexp, e) 表示系统对上下文缺少的元素e进行补偿, 即当系统在进行一致性验证时发现上下文Cexp缺少元素e, 则系统对此元素进行弥补, 若无法通过系统自动完成, 可请求人的操作完成此元素的弥补。retry (Cinit, Cexp, a) 表示操作a进行后, 若上下文Cinit未达到预期变化, 那么系统自动的重新执行操作a, 直到达到预期效果或者预定义次数N后反馈系统管理员无法完成操作。
2.5.2 服务检索
在普适计算环境中, 服务是一个更为宽泛的概念, 环境中的资源、设备以及设备提供的各种应用都可以称为服务。服务检索是在普适计算环境下为服务请求动态地、自动地寻找提供所需的设备或资源。因此, 本节针对社会技术系统在环境本体上下文建模的基础上, 提出相关的算法设计。
本文定义系统的本体库为Osys, 系统服务过程库为Psys, 服务集合为Ssys。假设用户的请求为R, 针对每个req∈R, 系统首先找出与用户请求相关的本体Oreq, 如式 (3) 所示:
然后, 找到相关服务流程Preq, 如式 (4) 所示:
最后, 根据找出的Preq匹配满足要求的服务, 根据OWL-S的性质, 可以利用用户请求的输入I、输出O、前置条件Pre Cond和结果Effect匹配满足要求的服务Sreq, 如式 (5) 所示:
经过如此, 系统可以根据当前环境动态地为用户提供所需的服务, 满足用户的要求。
3 实验评估
本文通过场景驱动的方法进行评估。我们邀请了7名同学进行角色扮演, 其中2名同学参与系统设计, 其余5名均在使用前未接触过系统内部流程。角色分配如表2所示。
模拟的场景主要依托2.1节中的场景设计, 参与者根据需要扮演相关角色, 并执行自身任务。在此场景中用到的感应装置如表3所示。
本文通过场景实例进行模拟, 分别针对正常流程、软件异常流程和硬件异常流程进行多次验证, 以检验系统的可行性和算法的准确性, 同时屏蔽一定的偶然性。在正常流程的基础上, 角色根据需要进行偏离预期目标的行为, 譬如快递员故意偏离送餐路线送餐或厨师离开厨房一段时间等, 或者故意破坏相关传感器, 譬如使温湿度传感器失效等, 观察系统能否根据本文提供的方法框架和自修复策略与算法恢复运行以满足用户需要。场景运行时的软件系统界面的截图如图5所示。
场景运行时的传感器等硬件截图如图6所示。
场景简要描述和场景运行结果如表4所示。
通过实验结果与相关工作[15,16,17]的对比可知本文的方法具有可行性, 并且修复准确率相对较高, 修复时间在系统可接受范围内。同时, 本文针对普适计算环境下的人类基本行为异常、软件异常和硬件异常均有考虑, 修复元素较为全面。
4 结语
本文利用传感器、射频设备、无线终端和服务器实现了普适计算环境下的社会技术系统, 包括智能用户助手和自动化订餐流程。该系统将前期工作[8]的框架应用到现实场景中, 并且依据环境和用户需求的变化提供不同于传统软件系统的自修复策略。首先, 本文定义了系统硬件和软件的体系结构设计, 并且通过实例场景进行模拟和分析。在普适计算环境下的系统中, 每个实体都具备自主的特性, 本文的设计为这些实体运行时的自治管理提供了支持。利用状态化的目标模型, 实体运行时行为对系统目标需求的影响被现实环境中的传感器监控、分析等, 从而使得系统变得智能, 并且当系统需求不被满足时自动地触发相应的修复策略。其次, 在传感器的管理和接入上, 本文将本体建模和推理规则相结合, 以增加上下文特性建模的本体为基础, 进行推理和不一致性的验证与修复。并通过实验数据表明该方法的可用性。最后, 在服务的智能检索和选取上, 本文利用环境本体模型信息, 对已存在的服务和设备, 快速检索或组合新的应用, 降低系统设计的复杂性, 达到服务发布者和请求者可以实现语义层次的匹配, 为以后服务进行自动组合提供了基础, 使得用户能够动态地利用环境中的资源。
本文主要解决软件和硬件的变化对社会技术系统造成影响后的自修复策略研究, 并未深入地对人类行为的复杂性进行分析。在未来的工作中, 我们将加入人类行为对社会技术系统的影响。由于人与人之间关系的不同可能会导致自修复策略发生变化, 因此, 如何通过组织行为学上的社会人关系指定委托的规则, 譬如同级之间的委托可以拒绝或者转委托他人, 上下级之间的委托不可拒绝等, 都将是我们研究的重点。同时, 我们将利用社交网络, 挖掘出在委托过程中存在的潜在委托人。
摘要：传统自适应系统考虑的主要是软件系统内部的协调, 譬如参数的重新配置, 软件体系结构的重组等。而普适计算环境下的社会技术系统不仅包含软件, 而且还包含硬件 (如传感器、RFID等) 和人类行为等其他系统元素。这种社会技术系统具有开放性和动态性的特点, 其整体的行为具有很强的不确定性, 因此需要通过持续的运行时自适应调整减少系统的失效。针对此问题, 在前期工作基础上提出一种普适计算环境下社会技术系统的自修复技术方案, 并基于Java和Arduino平台进行开发和实现。该方案根据用户需求和环境的变化, 结合需求目标模型和运行时上下文管理, 接入和事件映射方案以及ad hoc环境下服务检索的选取方案, 使系统按照预期的目标运行。实验结果表明, 社会技术系统在环境和人的行为变化的情况下, 当系统运行偏离预期目标时, 可以依据传感器等监控到的环境数据和服务器中的策略自主修复系统以使系统达到目标, 满足用户和系统需求。
环境修复技术论文 篇5
举办池塘环境修复与生态养殖技术培训班
河北省农业厅养殖处、石家庄市水产管理处、鹿泉区水产管理处于2014年12月25日在鹿泉宾馆联合举办了河北省首期“池塘环境修复与生态养殖技术培训班”。参加此次培训的有平山、灵寿、井陉等8个重点县区水产主管部门、渔业专业合作社、农业部健康养殖示范场、苗种生产企业等负责人及从业人员，共74人参加，特邀石家庄市水产技术推广站站长闫保国研究员和高级工程师李天授课。
河北省农业厅养殖处和石家庄市水产管理处领导，就当前形势下池塘环境修复和生态养殖技术等问题做了重要讲话。着重指出池塘环境污染问题已成为制约水产养殖发展的重要因素之一，要加大池塘环境修复技术的推广应用，提升水产品品质，进一步保护渔业生态环境，促进渔业可持续发展。本次培训分别就“池塘环境修复技术”和“渔业生态养殖技术”进行了专题讲座，重点讲授了池塘改造、水质控制、微生态制剂应用等环境修复技术和鱼菜共生、鱼鳖混养、鱼藕种养、特种鱼养殖等生态养殖技术。
建立完善环境修复制度迫在眉睫 篇6
环境修复任务极为艰巨
近日《财经》杂志关于全国各地毒地潜伏的报道中指出，为了解决大城市污染集中、产业落后的问题，各地纷纷实行产业转移升级政策，大量的污染企业被搬迁出城市，如广州市2006～2011年一共关停、转移、淘汰各类企业6119家。因搬迁企业而腾出的土地大部分受到不同程度的污染，但是大部分没有经过处理就被投入土地二次开发，或者建设为商品房，或者改造为写字楼和商业区。
由于过去老企业的环保设施和意识缺乏，对于污染物的处理相当简易。当年的化工厂、农药厂对残渣等有害化学残留物的处理方式，基本是就地排放掩埋，有的离地面仅五六米，还有在生产中，正常或者非正常的污染物泄露而导致的土地污染也普遍存在，一些经过处理的“毒地”污染物浓度依然很高，甚至超过有关监管标准的成百上千倍。有的污染物深达地下十几米，有些污染物迁移至地下水，并扩散，导致更大规模的污染，对人民群众的身体健康和生命安全构成严重危害。从以上情况看，环境修复的任务极为艰巨。
我国自20世纪90年代未开展了一系列的环境修复工作。其中国家“三河、三湖”重点水污染治理工程、国家“863计划-太湖水污染控制与水体修复技术及工程示范”，“国家973项目-东北老工业基地环境污染形成机理与生态修复”等项目使我国在污染水体、土地、大气等方面的环境修复取得了实践和技术进展。一些地方的环境修复项目，如广东省的珠江整治项目、湖南的湘江整治项目已经取得良好效果或者正在积极推进。
环境修复需要制度保障
然而从实际操作来看，我国环境修复仍然存在许多制度上的问题。
首先，环境修复主体单一，很多都以政府为主，企业负责的不多。目前的环境修复工作主要是由政府投资及组织进行，政府是责任主体，修复对象一般是重大环境污染区域或者重大环境事件导致的污染场地。企业作为排污者或者环境破坏者往往不是环境修复的直接责任人，而只是修复工作的参与者。这导致了出现重大环境污染事件时，政府却要为企业买单的情况，如松花江重大水污染事件。当时，100多吨致癌物质流入松花江，祸及长达939公里的松花江沿岸居民。事故发生后，中石油向吉林省政府捐助500万元，支援松花江污染防控工作，并向环保总局缴纳了100万元罚款。但是事件发生5年来，国家已为松花江流域水污染防治累计投入治污资金78.4亿元。企业承担如此不相称的代价引起了社会的不满。而政府也鲜有向污染企业追偿环境治理和修复费用的情况。
其次，修复责任不明确，修复工作没有常态化。我国的《环境保护法》和其他环境单行法没有明确环境修复的责任。虽然《环境保护法》第16条规定，地方各级人民政府，应当对本辖区的环境质量负责，采取措施改善环境质量。这一条可以理解为政府有修复环境的责任，但是这一原则性的规定未能明确政府责任的具体类型和适用情形，因而无法作为行为的具体指引。关于企业的环保责任，目前环境保护法的规定显然存在重污染预防措施，轻环境修复，重企业内部污染防治、轻外部环境修复的情况。《环境保护法》第26条规定了“三同时”制度，要求建设项目中防治污染的措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政主管部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。但是该条针对的是企业内容的防治污染设施建设，不包括环境修复。该法第29条规定了限期治理制度，要求对造成环境严重污染的企业事业单位，限期治理。但是限期治理的目的一般是使企业实现达标排放，而不是治理修复被其污染破坏的外部环境。
最后，环境修复的公众参与和法律救济制度缺失。目前土地污染的资料大部分未公开，相关信息不仅普遍公众拿不到，企业也不容易找到，这使得该领域的公众参与极度困难。任何单位和个人都享有平等地参与有关生态修复的立法、执法、司法、守法与法律监督事务的权利，以监督和支持权利的正当和高效运行，维护和改善自身和公共的环境福祉，这是环境民主的重要体现，也是生态环境法制化的基础保障。公众对于生态修复的参与包括对生态修复规划的制定、生态修复评价验收的意见表达以及对环境管理部门和责任主体关于生态修复法律制度的执行效果的监督等内容。通过合理的程序设计（以听证程序为主）和法律责任设置，明确公众参与生态修复的法定权利和地位，扩大政府和生态修复责任主体的信息披露范围，提高决策的科学性和稳定性。另一方面，生态修复的法律制度同样需要正当的司法程序予以救济和保障。在环境公益诉讼中融入生态修复的相关制度要求，是建立一个高效全面环境公益诉讼制度的题中应有之义。生态修复制度对环境公益诉讼提出的特殊要求在于，首先从诉因和原告诉讼资格确定方面，应当做进一步宽泛的规定，将生态系统整体环境价值的损害纳入确定原告是否具有诉权的因素之一。其次，在确定损害赔偿范围方面，应摒弃仅仅将直接的、短期的经济损失和人身伤害作为损害范围的做法，而应考虑将中长期损失和生态修复的费用纳入损害赔偿之列，并对如何确定中长期的损失和生态修复费用作出明确的规定。
如何完善环境修复制度
那么，该如何在《环境保护法》中建立完善环境修复制度呢？
首先要明确规定环境修复是政府及造成环境污染和破坏的企业的一项法律义务。当企业的活动造成生态环境损害时，根据污染者负担原则，企业有义务承担恢复环境状况的责任；当一个特定区域的环境质量恶化，对人体健康和财产造成危害或者威胁时，当地政府有义务组织环境区域环境修复，改善环境质量。
其次，建立环境修复义务落实的路径和措施。主要是将环境修复的责任与现行环境管理制度相结合，如在环境影响评价制度中要求建设项目和规划环境影响评估的内容包括生态环境损害评估和环境修复措施的内容；颁发环境许可证时，在许可证中要求持证人承担恢复环境损害的内容；在限期治理制度中增加环境修复的内容。
第三，建立社会广泛参与的环境修复机制。修复受损害的环境从某种程度上讲，也是一种公益事业，应当广泛动员吸引全社会的参与。政府发挥主导作用，企业是修复的主体，鼓励公众参与修复计划的制定、实施监督，同时鼓励社会各界参与环境修复机制的科学研究、技术开发和奉献财力、物力等。
第四，建立环境修复的基金保障和责任追究机制。在《环境保护法》中规定环境基金制度，支持环境修复，或要求高危行业企业以交纳环境修复保证金的方式保证对受损环境的修复资金储备。另外，要明确修复成本追偿机制，当政府或者其他单位和个人代替企业履行修复环境的责任后，明确他们有权向责任者追偿修复成本。造成环境损害的责任人的赔偿责任应当包括环境修复的成本和费用。
目前《广东省环境保护条例》正在修改，本人认为这是一个难得的完善环境修复制度的契机。建议在条例中加入更多的环境修复内容，如在政府职责部分规定政府应该使辖区的环境质量达到规定的要求并逐步改善；在区域限批制度中要求被限批区域的当地政府在限批区域内组织环境修复；在限期治理和改正制度中规定超过标准或者总量控制指标的，由环境保护行政主管部门依法责令排污者限期治理或者限期改正，当环境受到损害时责令企业限期修复环境。排污者应当按照要求进行治理、修复或者改正，不履行的企业由环境保护主管部门责令有资质的单位代为履行消除污染、恢复环境良好状况的义务，费用由污染者承担；在环境民事公益诉讼规定中要求责任主体承担赔偿环境损害及修复环境费用等责任。（作者系中山大学法学院副院长、教授、博士生导师）
环境修复技术论文 篇7
BDE-209排放到环境中后,可经光降解、高温分解、生物及微生物降解等过程转化为多溴二苯并二噁英、多溴二苯并呋喃以及低溴代的联苯醚,这些降解产物更易进入生物体内,产生更强的毒性作用[11,12,13,14,15,16,17,18]。小鼠毒理学研究发现,BDE-209具有潜在的致癌性和神经毒性,同时,可对子代的免疫功能产生影响,并会随子代年龄的增长而恶化[19]。鉴于BDE-209存在环境稳定性问题及对环境的潜在危害,2008年6月欧盟在电子产品中已禁止使用BDE-209[20]。
本文从BDE-209的光降解、零价铁降解以及生物降解等方面进行综述,并提出亟待解决的问题。
1 BDE-209的光降解
在紫外光(280~400 nm)的作用下,BDE-209的分子可丢失溴原子,使溴原子产生重排的可能性[21]。由于太阳光中含有紫外光波段,因此环境中的BDE-209可在太阳光的作用下发生光降解反应。光降解机理为还原脱溴,将高溴代的BDE-209转化成低溴代联苯醚。光源、溶剂和介质都会影响BDE-209的光降解特性。
祖耕武等[22]用太阳光和紫外灯分别作为反应所需光源,进行BDE-209的光降解反应。实验结果表明:与用太阳光照射相比,用紫外灯照射的光降解反应速率较快,两者的半衰期分别为35 min和10min;在紫外灯照射下,负载在硅胶和氧化铝上的BDE-209半衰期为18 min;BDE-209经光照射后,可降解为低溴代产物;在暗条件下,BDE-209不能发生反应。
在同一光源照射下,BDE-209在不同溶剂中的降解速率不同。张梅等[23]研究发现:在太阳光照射下,BDE-209在不同溶剂中降解速率的快慢顺序为甲苯>甲醇>正己烷>正己烷-丙酮>甲醇-水>乙醇-水;在模拟太阳光的光源照射下,降解速率的快慢顺序为甲苯>甲醇>甲醇-水>乙醇-水>正己烷>正己烷-丙酮;在紫外光照射下,降解速率的快慢顺序为甲苯>甲醇>正己烷-丙酮>正己烷>甲醇-水>乙醇-水。在同一溶剂不同光源照射时,BDE-209降解速率的快慢顺序为:紫外光>太阳光>模拟光源。
在同一光源作用下,BDE-209吸附在不同介质上时,光降解半衰期有差异。Söderström等[24]研究发现,在太阳光的照射下,吸附于土壤和沙子中的BDE-209均可降解为低溴代联苯醚,半衰期为40~200 h。Ahn等[25]研究了吸附在不同固态基质表面的BDE-209在紫外光照射下的光降解反应,BDE-209半衰期从低到高的基质的顺序为蒙脱石和高岭石(半衰期分别为36 d和44 d)<自然沉积物(半衰期为150 d)<氢氧化铝、氢氧化铁和二氧化锰(不降解)。
Sun等[26]报道了一种用Ti O2快速光降解有机溶剂中BDE-209的新方法。该方法采用360 nm以上的光源照射,7.5 mim后BDE-209开始降解,968 h后完全降解,生成四溴联苯醚(BDE-47)。BDE-47在大气、生物体中的含量高,毒性强。
虽然光源、溶剂和吸附介质对BDE-209的降解速率具有一定的影响,但降解过程基本一致,均为经光降解脱溴,生成毒性更强的低溴代联苯醚。
2 BDE-209的零价铁降解
零价铁有较强的还原性,可还原多种污染物,如硝基苯、多氯联苯、二噁英、滴滴涕和卤代酚类[27,28]。目前,利用零价铁降解多溴联苯醚的研究较少。Keum等[27]利用零价铁对有机溶剂中BDE-209进行降解时发现,有92%的BDE-209在40d内脱溴降解成一溴、二溴或三溴代联苯醚,且未检测到氧化物的生成;随多溴联苯醚原子中溴原子个数的减少,降解速率也逐渐减慢。明磊强等[29]利用零价铁对水中BDE-209进行还原脱溴反应时发现,在酸性(p H=5)环境、浓度较高、零价铁颗粒较小(粒径为74μm)及温度较高的条件下,均有利于BDE-209脱溴降解反应的进行。
3 BDE-209的生物降解
3.1 厌氧降解
厌氧降解是通过微生物催化还原反应,使高溴代同系物得到电子的同时释放出溴离子,转化为低溴代同系物后再进一步降解。He等[14]报道,从德国微生物保存中心得到的厌氧菌株Sulfurospirillum multivoran可将有机溶剂中BDE-209降解为七溴和八溴代联苯醚,但不能将八溴代联苯醚混合物进一步降解。而脱卤球菌(Dehalococcoides sp.)可将有机溶剂中八溴代联苯醚混合物降解为二至七溴代联苯醚。Tokarz等[30]利用沉积物中的微生物和生物模拟系统研究BDE-209的降解时,得到了BDE-209脱溴代谢的途径,并发现BDE-209会在微生物体内脱溴降解为毒性更强的低溴代产物。由于多溴联苯醚具有生物蓄积性,低溴代产物会大量蓄积在生物体内。
在厌氧细菌作用下,降解速率与溴化程度成正比[16]。Gerecke等[16]报道了在厌氧微生物的作用下,BDE-209可脱溴降解为九溴联苯醚混合物。Tokarz等[30]研究了在厌氧沉积物中,BDE-209可被土著微生物还原脱溴为六至九溴代联苯醚,且随溴取代数目的减少,还原脱溴的速率降低。
厌氧还原脱溴反应速率较慢,半衰期可长达700 d[15]。加入多溴联苯醚同系物或其他芳香族化合物时,可促进BDE-209的脱溴降解。Gerecke等[16]研究发现:加入芳香族化合物时(如4-溴安息香酸、2,6-二溴联苯、五溴联苯酚、六溴环十二碳和十溴联苯),可使BDE-209的降解速率加快。Zhou等[31]的研究结果表明,吐温80、环糊精等溶剂使微生物更易接触溴代阻燃剂,从而增强其生物利用性,促进BDE-209的降解;但吐温80和环糊精的浓度较高时却抑制了BDE-209的降解。
3.2 好氧降解
目前筛选得到的好氧菌株可进行甲基化、羟基化或在芳香烃接合处发生键断裂等反应,从而生成新的溴代化合物[32,33,34,35]。这些新生成的溴代化合物可作为微生物生长的碳源,在外加酶的作用下开环降解,进入三羧酸循环(TCA)或彻底分解成CO2和H2O,从而降解低溴代联苯醚[36]。Kim等[36]从污水处理厂活性底泥中分离到1株能利用低溴代联苯醚作为生长碳源的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.PH-07),发现该菌株能利用4-一溴联苯醚和2,4-二溴联苯醚作为生长碳源,在体内代谢成溴苯酚、溴儿茶酚和2-羟基黏糠酸,最后进入TCA循环,从而彻底降解低溴代联苯醚。但该菌种对4,4'-二溴联苯醚和2,4,6-三溴联苯醚的降解程度的影响很小,甚至几乎不降解。溴代联苯醚的降解图见图1。
降解BDE-209的厌氧微生物种类较多,但反应时间长,且仅限于将其降解为低溴代同系物[15,30-31,37];而好氧微生物可降解低溴代同系物,且反应时间短、降解程度高[36]。故采用厌氧和好氧微生物的协同作用,可获得更好的降解效果。
4 结语与展望
在光降解、零价铁降解、微生物降解的作用下,BDE-209均可降解为低溴代联苯醚产物,从而造成环境中低溴代联苯醚的含量呈上升趋势,将对生物及人体造成更大危害。因此,应将BDE-209作为新的环境污染物唤起人们更多的关注。目前,亟待解决的问题有以下几点:
a)光降解、零价铁降解、微生物降解均还局限于实验室研究,不能完全代表自然环境中的降解结果,需加强自然条件下降解方法的探索研究。
环境修复技术论文 篇8
1 工程概况
北京铁路地下直径线工程位于北京市中心城区, 是国内第一条在市内修建的单洞双线电气化铁路隧道。隧道从前门东大街起始, 沿宣武门西大街往西至长椿街后拐至西便门桥、天宁寺桥、白云路桥北侧, 斜穿白云路桥下至小马场附近出地面。隧道全长7 230m, 分别由明挖、暗挖、盾构隧道组成, 其中盾构隧道长5.175km。沿线两侧地面建筑物密集, 包括国资委、团中央等国家部委机关, 临近明城墙、箭楼、正阳门火车站等重要文物;区间上穿地铁5号线, 下穿地铁4号线, 平行地铁2号线3.8km;穿越西便门桥、天宁寺桥、护城河;沿线隧道施工影响范围内各种地下管线繁多, 包括煤气、热力、电力、污水等大型管线。全线共有特级风险源23处, 其它各级风险源105处, 被列为“北京市在建最难、风险最大的地下工程”、“极高风险1号工程”。
项目线路平面图及沿线主要风险示意图见图1、图2。
2 盾构刀盘高压环境下的修复技术原理
如图3所示, 盾构刀盘在隧道内高压环境下的修复技术原理是:盾构停机之后, 首先对地层进行加固, 在刀盘周围形成地层加固区, 通过人工凿除、水力切割等方式开挖获得作业空间、对空间进行气密性保护从而在地下成功构建高压作业空间, 盾构进入此空间后, 以气压 (根据埋深及水位) 替代掘进过程的泥水压, 施工人员通过盾构的人舱加压, 通过气垫舱舱门进入气垫舱, 再经由刀盘舱舱门进入刀盘舱, 最后进入高压作业空间, 在此空间内通过焊接切割修复盾构刀盘。修复过程中, 通过地下高压作业空间维持及人员作业安全保障技术为作业人员及周边环境的安全提供可靠保障。
1-盾构;2-盾构刀盘;3-地层加固区;4-工作空间;5-刀盘舱;6-刀盘舱舱门;7-气垫舱;8-气垫舱舱门;9-人舱;10-废气排放管
3 盾构刀盘高压环境下的修复方法
3.1 地层加固区处理
首先是针对计划性停机或偶然性停机, 根据停机点的埋深、水位标高、地层地质特点以及停机时长 (或计划停机时长) , 或选择通过地表垂直袖阀管分段注浆、高压旋喷桩、钻孔灌桩桩、全回钻钻机咬合桩、利用盾构附带的全圆超前注浆等地层改良及加固方式来确保盾构进入停机区后空间构建过程中的安全及掌子面的稳定, 或选择通过进入停机点后通过泥浆置换、保压构建良好的泥膜保证地下高压作业空间构建过程的安全 (图4) 。
其次是盾构到达停机位置停机但在构建地下空间前, 将开挖舱掘进用泥浆置换为高粘度泥浆并保压一定时间 (不小于90s) , 建立一定厚度质量稳定的泥膜, 以确保地下高压作业空间建立过程的稳定及舱内作业人员的安全 (图5) 。
3.2 修复工作空间的建立
结合停机点位拟构建地下高压作业空间位置的水土压力, 将泥浆置换可以平衡相应水土压力的气压, 然后作业人员通过带压进舱人工凿除、或水力切割在盾构前方形成修复盾构焊接、切割所需的作业空间尺寸。作业过程中结合高压作业空间维持所需的补气量定期重复泥浆置换、保压建膜步骤, 以确保开挖舱内人员高压作业空间下作业过程的安全。除到达停机点后利用人员带压进舱在高压环境下构建空间外, 通过研究, 还取得了通过二次复钻形成空心桩的方式提前完成了地下空间的预留, 此种情况下, 盾构到达停机位, 经过泥浆置换及保压后, 直接将中空的桩内泥浆置换为相应压力的气压即建立地下高压作业空间。
3.3 修复工作空间的维持
地下高压作业空间构建后, 高压作业空间维持的安全保障的关键就是作业空间的气密性符合要求, 避免气体渗漏补气不足而造成压力波动。进而达到: (1) 高压环境的压力得以稳定维持以平衡空间周边的水土压力, 避免频繁的压力波动扰动周围土体而加大变形进而可能造成土体失稳的风险; (2) 构建稳定安全的环境确保空间内刀盘修复作业的安全。
在盾构刀盘的修复过程中, 严格控制刀盘舱压力设置, 泥浆质量和气密性保持。刀盘舱压力根据盾构停机位置的地质情况, 埋深, 地下水位情况等计算后确定。一般带压进舱的补气量控制不应超过50%, 当补气量大于50%时, 进舱人员应立即出舱, 然后恢复液位继续保压。带压进舱1~2次后, 重复向中盾补注入高黏度泥浆。连续进舱5~8次后, 根据掌子面泥膜的变化情况, 对刀盘舱重新置换高黏度泥浆, 以确保掌子面的气密性。同时必须向中盾补注高黏度泥浆。
盾构刀盘修复过程中严格检测舱内的空气质量。当舱内有毒气体或其他有害气体含量超标时, 应通知舱内作业人员立即出舱。同时在停机位置的地表加密测点布置, 增加监测频率, 对保压、进舱加压、出舱减压等各个过程的沉降数据做好记录与分析, 舱内作业人员注意对掌子面泥膜质量的观察与检查。
3.4 高压环境下带压修复作业
进入修复工作空间前施工人员须做好如下检查工作: (1) 是否携带了带有减压装置的焊接呼吸面罩; (2) 是否携带了焊材、高压灭火器、应急照明灯、便携式多功能气体监测仪、对讲机、角磨机; (3) 是否携带了修复磨损刀盘所需要的替换件; (4) 电焊钳或气刨枪是否处于工作状态; (5) 水管、气管、废气排放管是否处于工作状态。
在工作空间内修复过程中须做好如下检查工作: (1) 随时检查修复工作空间是否存在安全隐患; (2) 随时观察便携式多功能气体监测仪是否报警; (3) 施工人员是否呼吸通畅, 不通畅时检查焊接呼吸面罩是否被堵塞; (4) 电焊钳或气刨枪不工作时通过对讲机告知舱外人员及时关闭电源; (5) 施工人员须经常与舱外人员保持通信联络。
工作人员在修复工作空间进行焊接作业如图6所示。
盾构上的气垫舱舱体上安装有多功能法兰盘, 多功能法兰盘上配置有电缆接口、数个水管接口和阀门、数个压缩空气接口和阀门、废气排放接口和阀门、通信电缆接口、照明电缆快速接头、排气管及阀门, 进行带压维修作业前, 严格检查各接头的联接状态, 确保无漏气、破损等现象。另外, 检查在高压舱上安装的多功种气体检测仪、吸氧呼吸面罩, 确保作业人员工作过程中安全可控。
在保证上述各项检查工作的前提下, 按照盾构刀盘的维修程序对磨损刀盘进行修复工作, 当完成一个班次时施工人员在退回盾构人舱时必须携带氧气呼吸面罩后才能对盾构人舱实施减压, 实施减压前必须关闭气垫舱舱门和刀盘舱舱门, 然后再通过盾构的进浆管向修复工作空间内注入高粘度泥浆, 通过盾构的排气管排出修复工作空间内的剩余空气, 直到修复工作空间内全部充满高粘度泥浆为止, 在关闭盾构的排气管后对修复工作空间实施保压2~3h, 所述保压的压力要比盾构掘进时给定的压力高出0.3~0.5bar。
当需要再次进入修复工作空间时, 通过盾构上配置的排浆泵站和排浆管将修复工作空间内的高粘度泥浆排出至刀盘中心线以下为止, 在排浆的同时盾构所配置的保压装置须向刀盘舱和气垫舱提供压缩空气, 该压缩空气的压力与盾构掘进时给定的压力相等可以保证排浆的实施, 直至逐渐恢复到修复工作空间, 此时施工人员处于盾构人舱中, 向盾构人舱加压使其与盾构掘进时给定的压力相等, 然后分别打开气垫舱舱门和刀盘舱舱门, 施工人员通过气垫舱和刀盘舱到达修复工作空间, 修复前施工人员须做好上述10项检查工作, 按照盾构刀盘的维修程序继续对磨损刀盘进行修复工作, 当再完成一个班次时施工人员在退回盾构人舱时必须携带氧气呼吸面罩后才能对盾构人舱实施减压, 实施减压前必须关闭气垫舱舱门和刀盘舱舱门, 然后再通过盾构的进浆管向修复工作空间内注入高粘度泥浆, 通过盾构的排气管排出修复工作空间内的剩余空气, 直到修复工作空间内全部充满高粘度泥浆为止, 在关闭盾构的排气管后对修复工作空间实施保压2~3h, 所述保压的压力要比盾构掘进时给定的压力高出0.3~0.5bar, 重复上述过程直至刀盘被完全修复为止, 如果刀盘的磨损部位不相同, 只需在实施保压过程中将刀盘磨损部位转至修复工作空间即可。
3.5 安全控制措施
1) 作业过程中使用的便携式多功能气体监测仪能对修复工作空间内的气体成分进行动态监测, 便携式多功能气体监测仪配置有可燃气体传感器、氧气传感器、CO2传感器、CO传感器和水蒸气传感器, 通过便携式多功能气体检测仪器可以检测修复工作空间内的可燃气体、氧气、CO2、CO和水蒸气的含量, 降低修复工作空间内施工人员的中毒风险, 保障了施工人员的人身健康和安全。
2) 作业过程中采用了废气排放管路进行废气和烟尘排放, 废气排放管路能够有效收集和排放修复过程中产生的废气和烟尘, 保障了施工人员的人身健康和安全。
3) 当携带氧气呼吸面罩的施工人员在退回人舱实施减压时, 人舱操作按照[我国空气潜水减压表]进行减压, 保证人员减压过程安全, 防止减压病。[我国空气潜水减压表]请参见潜水医学修订第七版、高等教育出版社第276~281页的相关内容。
4) 在修复过程中采用了带有减压装置的焊接呼吸面罩, 施工人员所呼吸的气体是经过盾构净化装置净化以后的压缩空气, 保证了施工人员作业过程中的人员健康。
4 结语
环境修复技术论文 篇9
1研究区概况
研究区位于信丰铁石口镇,地处北纬25°23′30″, 东经114°54′34″,该区气候温和、光照充足、热量丰富、雨量充沛,属中亚热带季风湿润气候,具有四季变化分明,春秋短夏冬长,冰雪期短,无霜期长,夏少酷暑冬少严寒等特点。 平均降雨量为1 500~1 600 mm。 平均降雨日数为161 d,年最多降雨日数为190 d,年最少降雨日数为135 d。
2试验地和试验方法
2.1植物菌剂试验设计
煤矸石废弃地植被生态恢复试验示范地位于铁石口镇细村牛皮滩矿山, 采取植物联合菌剂修复技术,所用菌剂为项目组自制微生物菌剂,主要成分是芽孢杆菌、木霉、固氮解磷菌等多种有益微生物的粉剂。
植被模式与施菌剂配置模式见表1。
2.2实验方法
2.2.1样品采集。 在不同植被类型样地分别设置3个样方,乔木样方10 m×10 m,草本样方1 m×1 m。 在每个样方内对苗木进行了每木检尺,测定树高、冠幅、株数,在植被调查的基础上,分别在每种植被模式内按对角线随机布点(3点),挖取土壤剖面,并按0~20 cm取土样, 土壤剖面覆土层剥离后用环刀取风化矸石土样,混匀,带回实验室内,样品经风干后粉碎,挑去植物细根后,分别过20目、80目和100目筛,密封贮放,备测。
2.2.2土壤理化性质的测定方法。 土壤容重和孔隙度等物理指标采用环刀法取样测定[1]。 全氮用半微量凯式定氮法[2];碱解氮用碱解—扩散法;有机碳用重铬酸钾容量—外加热法; 有效磷用0.05 mol/L HCl— 0.025 mol/L (1/2 H2SO4) 浸提—比色法 ; 速效钾用1 mol/L NH4O AC浸提 —火焰光度法 , 全磷 、 全钾用Na OH熔融,分别用钼锑抗比色法、火焰光度法。
2.2.3微生物土样的采集。 每种植物在各自的植物群落中按S型路线选择4~5株植物, 在土层0~20 cm深度下取其根际与非根际土壤,分别混合,按四分法取一部分土壤,野外重复3次。
2.2.4土壤微生 物代谢活 性和功能 多样性 。 用BiologEco方法进行测定。 操作步骤:称取相当于10 g烘干土壤重量的鲜重土壤于灭菌的205 m L三角瓶中,加入90 m L无菌Na Cl溶液(85%),封口后,在摇床振荡15 min,静止15 min,取上清液,在超净工作台中用无菌Na Cl溶液稀释到10-3, 将稀释1 000倍的菌液加入Biolog生态板培养板上,每孔加150 μL。 将接种的Biolog生态板放在25 ℃培养箱中培养10 d, 每隔24 h用Biolog微平板读数器读取培养板在590 nm波长的吸光值[3]。
3结果与分析
3.1生态恢复示范地造林生活率
煤矸石废弃地植物联合菌剂修复技术的示范地与2014年3月造林建设,示范面积约4 hm2。 2014年8月底对示范地造林木苗成活率进行统计、并对示范地造林苗木进行每木检尺,测定植株的树高、地径、冠幅。 调查结果见表2。
示范地造 林树种湿 地松的成 活率最大 达到90%,木荷的成活率较低为43%。 因此,在困难立地煤矸石废弃地植被恢复过程中,优先选择湿地松、枫香、 苦楝、泡桐等树种。 再配置灌木胡枝子、草本狗牙根、 藤本葛藤等,已达到提高植被覆盖率的效果。
3.2不同植被和菌剂修复下煤矸石废弃地土壤物理性质
对每种植被恢复模式下,不同施菌剂量煤矿废弃地土壤环境物理指标进行方差分析,p=0.05水平下, F>Fcrit=6.591,表示不同菌剂对植被模式下物理指标影响差异显著,反之亦然。
方差分析表3表明,不同施菌量对植被模式下土壤容重、田间持水量、孔隙度的影响差异显著。 与不施菌剂对照相比, 施10 g菌剂对改良废弃地土壤物理性质有较大的促进作用。 根据土壤质量评价标准, 土壤容重>1.35 g/cm3,土壤质地紧实。 本示范区所取土壤样品测定的容重都大于1.35 g/cm3, 土壤容重在1.45~1.55 g/cm3为过紧实,示范区土壤质地为紧实和过紧实,随着植被恢复时间的延长,植被根系的生长及煤矸石废弃地煤矸石的风化程度的提高,废弃地土壤容重将得到改善。
注:显著度 α=0.05 水平,Fcrit=6.591
将各菌剂的物理指标求均值,通过对不同模式间的各物理指标的方差分析表明(表4),植被模式对煤矿废弃地土壤容重、田间持水量和总孔隙度的影响差异显著(p=0.05),对改善土壤容重而言,湿地松+枫香+狗牙根(1.461)优于苦楝+胡枝子+狗牙根(1.462) 优于泡桐+枫香+狗牙根(1.467)。
注:显著度 α=0.05 水平,Fcrit=4.387
植被模式下对田间持水量改良效果顺序为湿地松+枫香+狗牙根 (23.74% )> 泡桐 + 枫香 + 狗牙根 (22.63%)>湿地松+木荷+胡枝子 (22.03%)>苦楝+胡枝子+狗牙根(21.08%)>泡桐+狗牙根+葛藤(19.74%) >湿地松(19.35%)。
植被模式下对总孔隙度改良效果顺序为湿地 松+枫香+狗牙根 (40.56%)>湿地松+木荷+胡枝子 (40.11% ) > 湿地松 (39.74% ) > 泡桐 + 枫香 + 狗牙根 (39.23%)>泡桐+狗牙根+葛藤 (38.43%)>苦楝+胡枝子+狗牙根(37.73%)。
3.3不同植被和菌剂修复下煤矸石废弃地土壤化学性质
养分的方差分析表明 (表5), 湿地松恢复模式下 , 不同施菌 剂量对土 壤全氮 (F=9.367 >Fcrit= 6.591)、碱解氮(F=11.49)、速效磷(F=113.2)的影响明显,其它养分指标差异不显著。
湿地松+木荷+胡枝子模式下,4种施菌量对土壤养分指标中全量养分的影响不显著(F<Fcrit),对速效养分碱解氮、速效磷、速效钾的影响显著。
湿地松+枫香+狗牙根、 泡桐+枫香+狗牙根、苦楝+胡枝子+狗牙根这3种模式下, 不同施菌量对全量养分的影响不显著,而对速效养分的影响显著。 泡桐+狗牙根+葛藤模式下, 不同施菌量对全量养分有机质(F=292.867)、全氮(F=3979.3)、全磷F=(33.333)的影响显著,而对速效养分的影响不显著。
湿地松+枫香+狗牙根、 泡桐+枫香+狗牙根、苦楝+胡枝子+狗牙根这3种模式下,随着菌剂的增加,废弃地土壤养分条件得到了改善, 其中施10 g菌剂对土壤养分的改善作用由于其它施菌量。
不同模式对废弃地土壤养分的影响方差分析表明(表6),植被模式之间差异显著(F值>Fcri)。 LSD多重比较表明,苦楝+胡枝子+狗牙根下全氮(0.230 g/ kg)、全磷(0.187 g/kg)优于其它植被模式 ,湿地松+枫香+狗牙根和泡桐+枫香+狗牙根这两种模式对速效磷、碱解氮、速效钾的影响优于其它模式。
总体而言,根据土壤养分分级标准[4],煤矿废弃地土壤有机质含量极高>25 g/kg(二级,30~40 g/kg), 全氮<0.65 g/kg,全磷<0.4 g/kg,全氮全磷的含量低, 全钾含量中等。 碱解氮<45 mg/kg, 速效磷<155 mg/kg,碱解氮和速效磷的含量属于低等级 ,速效钾的含量>100 mg/kg(125~100 mg/kg,中等)。 因此在煤矿废弃生态恢复中,种植固氮植物,例如胡枝子等。
注 : 显著度 α=0.05 水平 ,Fcrit=4.387
3.4菌剂对恢复植被模式下土壤微生物的影响
平均颜色变化率AWCD是反映土壤微生物活性,即利用单一碳源能力的一个重要指标。 在一定程度上反映了土壤中微生物种群的数量和结构特征AWCD值越大,活性越高;反之,活性越低。
从图1可以看出,在煤矸石废弃地恢复6种植被类型中AWCD值都是随时间的延长而增加, 表明了不同植物土壤的微生物活性随时间的延长而增加。 在24 h后急剧上升。 不同植物模式土壤的AWCD的比较为湿地松+枫香+狗牙根模式和泡桐+枫香+狗牙根模式下微生物活性较强, 且在施菌剂10 g下微生物的活性较强。
4讨论与结论
植物联合微生物煤矿废弃地生态恢复技术,从示范地造林成活率来看,湿地松、枫香、泡桐、苦楝是困难立地植被恢复的先锋树种,同时配置具有固氮作用的灌木胡枝子等,对改良土壤环境作用较大。
植被恢复模式和施加土壤改良菌剂对煤矿废弃地土壤环境的改良起到一定的促进作用,其中,对改善土壤容重而言,湿地松+枫香+狗牙根优于苦楝+胡枝子+狗牙根优于泡桐+枫香+狗牙根。 植被模式下对田间持水量改良效果顺序为湿地松+枫香+狗牙根> 泡桐+枫香+狗牙根>湿地松+木荷+胡枝子>苦楝+胡枝子+狗牙根>泡桐+狗牙根+葛藤>湿地松。 对总孔隙度改良效果顺序为湿地松+枫香+狗牙根>湿地松+木荷+胡枝子>湿地松(39.74%)>泡桐+枫香+狗牙根>泡桐+狗牙根+葛藤)>苦楝+胡枝子+狗牙根。
植被加菌剂对土壤养分的改良作用为:湿地松+ 枫香+狗牙根、泡桐+枫香+狗牙根、苦楝+胡枝子+狗牙根这3种模式下,随着菌剂的增加,废弃地土壤养分条件得到了改善, 其中施10 g菌剂对土壤养分的改善作用优于其它施菌量。 不同植物模式土壤的AWCD的比较为湿地松+枫香 +狗牙根模式和泡桐 + 枫香+狗牙根模式下微生物活性较强,且在施菌剂10 g下微生物的活性较强。
环境修复技术论文 篇10
随着同煤集团的做大做强, 供水分公司面临更多复杂地形、复杂环境的供水任务。新技术、新设备的采用在优化供水系统、节能降耗、提升供水科技水平起着重要作用。
供水分公司七里村至净化水厂DN600双线水泥供水管线位于甘河村居民区处发生漏水事故。由于该居民区为后期回填所建, 管线埋深近5米, 且回填土质松散, 加之工作坑内土层受漏水影响呈泥糊状, 导致开挖修复时工作坑塌方严重, 给抢修工作带来极大困难。由于故障点两边均为民房, 且工作坑内土层呈泥糊状, 对水泥管道失去有效支撑, 加之抢修施工和施工机械对管道的扰动, 导致故障点向前延伸, 经过6次抢修, 故障点呈继续延伸状态, 且新故障点位置严重威胁到其它居民房屋的安全。为彻底解决该段管线对上方建筑物造成的重大安全隐患, 以及管道故障后维修困难的局面, 决定采用U-HDPE“非开挖”管道内衬修复技术对该处管道进行修复。
2“非开挖”管道HDPE内衬修复技术及其特点
“非开挖”管道HDPE内衬修复技术于20世纪诞生并引入我国, 初期由于设备和原材料均为国外进口, 由于成本较高未能得到有效推广, 近三年来, 随着设备和原材料的国产化, 该技术成本得到极大降低, 在大城市市政工程、石油管道改造工程中得到广泛应用推广。现该技术在国内外管道更新改造和原有管道二次利用上均属国际领先水平。
2.1 U-HDPE管内衬修复工艺
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。其具有优良的耐化学腐蚀特性, 不吸湿并具有良好的防水性。
2.1.1 U-HDPE管内衬修复技术简介
U-HDPE内衬技术就是将经过热熔焊接好的圆形的HDPE管折成“U”形后 (截面积减少了40%) , 通过牵引设备牵引至待修复的管道内, 定位后, 对HDPE进行充气加压, 气压使缠紧带自动断裂, “U”形管恢复成圆形与旧管内壁紧贴合在一起。HDPE管道良好的防水性能可修复原管道漏损, 同时也利用原有管道增强HDPE管抗压能力。
2.1.2 U-HDPE管内衬修复工艺流程图 (见图1) 。
2.2 U-HDPE内衬修复技术特点
2.2.1在管道原位进行旧管道修复, 无需全线开挖, 一次施工长度1000-1500米;适用于DN100-DN3000的各种材质的管道。
2.2.2施工周期短, 无需养护, 可即修即用
2.2.3修复成本低, 约为新敷设管道的50～60%
2.2.4提高管道的耐压强度20～40%, 内衬层光滑、连续, 无易腐蚀的薄弱点、不结垢、不滋生细菌。
2.2.5内衬HDPE管后的管道具有良好的整体性能, 结合了主管道“外能抗冲击, 内能承压力”和HDPE衬管“耐腐蚀、耐磨损、耐温差、不结垢、寿命长”的特性。
为确保HDPE内衬管道的供水安全性, 特对HDPE内衬管材进行了水质影响和管材承压实验。根据实验证明, HDPE内衬管材对供水水质没有影响, 其耐压强度也完全符合供水规范要求。
3“非开挖”管道HDPE内衬修复技术创新点
利用该技术的技术特点, 我公司在对位于甘河村被居民区占压的1200米DN600水泥管线采用U-HDPE内衬技术进行改造修复后, 该管线承压能力、安全系数都得到全面提升。经过验收审核, 此次改造工程在节约大量资金基础上完全符合设计标准和供水规范要求。现该供水系统运行良好。通过此项U-HDPE内衬技术成功应用和改造工程的圆满完成, 同时使我公司在供水管道改造、维修技术水平提升至更高层次。也为供水分公司报废管道和即将报废的供水管道的二次利用开辟一条有效路径, 这也是此项技术在实际运用中的亮点之一。
4“非开挖”管道HDPE内衬修复技术应用情况
4.1利用“非开挖”管道HDPE内衬技术修复后的管道, 其安全系数得到极大的增强, 有效降低对违章占压建筑物造成的危险;有效降低由于改造占地、拆迁给居民正常生活带来的影响;有效避免公路占压管道改造施工中, 由于公路开挖及恢复所导致的不良社会影响和巨额道路恢复费用。
4.2该项技术的采用有效缩短管道维修和改造时间, 从而极大降低由于管道改造施工对居民生活、企业生产用水带来的影响。
5结论
同煤集团内不仅我公司供水管线受建筑物占压、公路占压、管道老化等特殊因素造成的管道维修、更新难的困扰, 供热、煤气等管道也存在同样问题。利用此项非开挖内衬技术只需根据具体需求, 采用适合内衬材质, 就可圆满解决其管道修复问题。
利用内衬HDPE管后的管道具有良好的整体性能, 结合了主管道“外能抗冲击, 内能承压力”和HDPE衬管“耐腐蚀、耐磨损、耐温差、不结垢、寿命长”的技术特性。还可将原有报废管道、即将报废管道进行更新, 使报废资源等到进一步充分利用, 从而创造更好的经济效益。由于该技术具有改造成本低, 改造效果好, 对改造部位周边环境要求低的巨大优势。因此该项技术的推广应用前景十分宽广。
摘要：供水管线受建筑物占压、公路占压、管道老化等特殊因素造成的管道维修、更新难的困扰。利用非开挖内衬技术可根据具体需求, 采用适合内衬材质, 解决其管道爆裂、修复等问题。采用内衬HDPE管修复后的管道具有良好的整体性能;HDPE衬管具有耐腐蚀、耐磨损、耐温差、不结垢、寿命长的技术特性;通过内衬HDPE管修复技术可将原有报废管道或即将报废管道进行更新, 使报废资源等得到进一步充分利用, 从而创造更好的经济效益。该技术具有改造成本低, 改造效果好, 对改造部位周边环境要求低。
关键词：非开挖,内衬修复,节能降耗
参考文献
[1]城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005, 10.
[2]城市给水工程规划规范[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.
环境修复技术论文 篇11
【摘 要】近些年来，随着环境问题的不断加剧，人们在环境污染问题的物理修复、化学修复以及生物修复的成功经验上，进一步的提出了以生态环境修复为主的新理念，这一理念的提出对于促进我国社会发展、加强我国环境保护有着重要意义。本文针对生态环境修复的概念、内涵、原理以及产业化发展途径进行了探讨和研究，并针对它在环境污染修复和治理中的应用优势做了简要阐述。
【关键词】环境问题；生态环境；修复；发展
随着地球人口的不断增加和工农业发展速度的日益加快，全球各地的环境问题越来越突出。自从工业革命胜利以来，生产力的提高促使了人们对自然资源需求水平的提升、生产强度的增大。在这种基础上，有毒、有害物质不断的输入到环境之中，远远超过了环境的自净能力而导致了严重的环境污染问题。为了有效解决人类面临的这种重大问题，有关工作人士对大气污染、地表水污染的研究不断深入，且已经取得了一定的研究成绩。生态环境修复就是基于这种时代背景下产生的一种环境修复新技术，在基于原有修复基础上延伸形成的生态修复手段。
1.生态环境修复概述
目前，我国已经进入了工农业发展的重要时期，社会经济的和谐发展已成为党中央和政府高度高度关注的重大问题。在全面建设小康社会的时代背景下，使得社会、经济和文化等方面的全方位、全面性的工作模式，这也为生态环境保护问题奠定了坚实的基础。
1.1生态环境修复概念
生态环境修复是基于生物修复基础上实施的一种修复新技术，是正在发展的一种新技术。生态环境修复技术也被广泛的称之为生态修复，在目前被广泛认同的一种生物修复定义主要指的是利用微生物的催化降解有机污染物，从而使得修复被污染的环境或者消除环境中所含有的污染物问题，是一个受控或者自发性的过程，这也是目前我们常说的狭义定义。
1.2生态环境修复特点
从当前环境污染现状进行分析，环境污染问题是一个普遍性、隐蔽性、累积性、滞后性以及难以治理特点的问题，其修复周期与大气、地表水污染有着密切的关系。这一问题截至目前已成为环境科学工作人员研究最多的课题之一，同时也是一个世界性难题。虽然人们目前已经在污染土壤和地下水物理修复、化学修复、生物修复领域取得了长足进展，但是其中存在的问题还是较为普遍，这些修复方法在应用的同时往往会对地下水、土壤结构造成二次污染，不仅使得污染面积扩大，甚至是形成累积污染。为此，在近年来的环境污染问题研究中，逐渐形成了生态修复这一新技术，这一技术的应用中除了微生物修复之外，还具备着植物修复、动植物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌、真菌以及其他微生物进行分解，然后改变土壤、水质金属活性在环境中结合态，通过改变污染物的化学或者物理特性来改变环境中的迁移、转化和降解速率，是目前使用最广、最多以及最有效的环境修复技术。
1.3生态环境修复技术的构成
从修复原理的角度对这一问题进行分析，这一技术是一个集物理修复、化学修复和生物修复为一体的环境修复技术，是在充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。
物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。
1.4植物修复—生态修复的基本形式
植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。
目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。
在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。
1.5污染环境修复标准—生态修复评判基础
污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平，通过生态修复或利用各种清洁技术手段，使环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。
近年来，污染环境的修复一直是热点领域。然而，污染环境修复标准的制定远远落后于修复方法的研究，这就很难说清楚环境修复到什么程度才可以认为是清洁的。
在世界范围内，污染土壤修复标准是一个较新的领域，一些发达国家也是刚刚制定玩土壤修复标准。从总体上来看，各国土壤环境质量标准的建立工作，均大大滞后于其大气、水环境质量标准的建立工作；各国污染土壤修复标准的建立工作，又大大滞后于去土壤环境质量标准的监理工作。
2.可持续发展途径的生态修复前景
目前，实施可持续发展的必然途径是实现生态文明，因为在生态环境的基本思想中，生态文明就是以实现人与自然的和谐发展为宗旨，强调人类与自然环境的共同发展，在维持自然界再生产的基础上进行经济再生产。国家制定可持续发展战略，是以物质体系为出发点，一定的物质体系基础，决定了中国可持续发展的纲领、战略与对策。在这种条件背景下，正是基于可持续发展观念以上的特点，生态环境修复理论主张把人的角色从自然共同体的征服者改变成共同体的普通一员，强调生态系统是一个由相互依赖的各个部分组成的统一体的，在修复的过程中充分的利用原有修复技术，并在此基础上不断深入改造，并将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。
3.结束语
总而言之，人类赖以生存、生产的生态环境在现阶段虽然还面临着许多问题，而且也有部分问题是目前难以克服和解决的，但是作为社会活动的主体，人类势必在关注自身发展的同时，也应该密切关注生态环境保护的可持续发展，使得生态环境修复的可持续发展能够在人类社会发展的限度内合理运行，为合理、科学的解决环境问题奠定扎实的基础。
【参考文献】
[1]金瑞林主编.环境法学.北京大学出版社，2002，4：2.
螃蟹沟生态修复环境影响评价 篇12
螃蟹沟横贯盘锦市兴隆台区, 全长27km, 其中城区段长9km。螃蟹沟原为人工开挖渠道, 起始于双台子河闸的上游, 通过吴家闸水闸取水, 在牛官北设有排灌站。螃蟹沟水体功能为农田灌溉和排水。
螃蟹沟水为10万亩稻田的输送灌溉用水, 入河流量为5m3/s~20m3/s。枯水期水量很少, 水深不足1m。接纳河两岸地表径流雨水和雨水排涝站溢流排水, 总汇水面积为625公顷, 最大小时累计径流量60 000m3。螃蟹沟沿河两岸地势较为平坦, 海拔高度3.7m~4.0m。河床底部坡度平缓, 末端处河床底海拔高度2.5m, 起端2.8m。断面为近似梯形, 断面垂直高度1.2m~1.5m。
螃蟹沟水来源于双台子河, 流经之后又汇入双台子河。由于螃蟹沟经市区, 容易携带城市污染进入双台子河, 对双台子河及下游海域水质造成影响。通过对螃蟹沟的治理与生态修复可以有效地截流进入螃蟹沟的生活污水、工业废水、城市初期雨水以及由于垃圾堆弃而对河水造成的污染, 也是双台子河及下游海域污染控制的重要组成部分。
1 螃蟹沟污染现状及评价
由于目前城建基础设施不完善, 兴隆台区大部分生活污水汇集后直接排入螃蟹沟, 同时三厂工业区部分工业污水汇入, 另外沿螃蟹沟两岸居民、商铺乱倒垃圾, 导致螃蟹沟水质环境污染日趋恶化, 河道淤积, 输水能力下降, 水体乌黑发臭, 已经严重影响城市形象和周边居民的日常生活, 与建设生态城市的发展目标极不协调。
1.1 水质现状
螃蟹沟水质状况属劣Ⅴ类, 河底层水质处于厌氧状态。另外, 上游前段水体表面有较多化粪池排除的固体漂浮物, 转弯处有排污口不断排出黑色污水。
根据水质监测结果:COD (34.2mg/L~58.3mg/L) 、高锰酸盐指数 (13mg/L~27mg/L) 、BOD (6.70mg/L~16.7mg/L) 、氨氮 (2.97mg/L~5.13mg/L) 及总磷 (0.143mg/L~0.518mg/L) 等, 污染物均有不同程度超标, 其中氨氮污染最严重。
1.2 底质现状
河床铺砌有毛块石, 不利于水生植物种植。河流水体流动性小, 底层水严重缺氧, 底泥呈黑色, 泥层处于厌氧状态。河床上的沉积物较小, 泥层厚度比较薄。
1.3 水生生物现状
水面无浮游植物;高等水生植物稀少, 仅在岸边看到少量杂草;枝角类和桡足类等大型浮游动物数量稀少;在六零河和螃蟹沟交叉口的水面上看到少量的小型鱼类;深水河床区无大型底栖动物存在。
1.4 螃蟹沟水环境现状评价
水体主要受到氮、磷污染, 特别是氮严重超标;水体属富营养型水体;河道水体较封闭、流动性差、无良好的水交换;水体地处人类经济、生产、社会活动活跃的区域, 受人类活动的负面影响比较大, 水生生态系统十分脆弱。
2 螃蟹沟生态修复工程内容
螃蟹沟生态修复工程内容包括河道清淤和生态修复。工程规划长度为双台子河入螃蟹沟口至新跃桥段, 全长9km。以牛官村为界, 上游处于农业区的郭家村段, 长度1.4km;下游为城区部分, 长度为7.6km。
2.1 河道清淤
将河流与其洪水漫滩联系起来, 清理河道淤积, 恢复自然特征。如池塘、浅滩、溪流, 也可建成湿地和洪水缓冲区。
2.2 生态修复
包括水生植被构建工程技术;水生动物种群构建工程技术;轻便移动式辅助曝气充氧技术, 分布在各排污点水域等缺氧河段。
3 生态修复工程环境影响分析
3.1 施工期影响分析
1) 施工期产生扬尘及施工机械排放尾气;
2) 河道清淤施工将造成局部水体悬浮物浓度增加。清淤工程应选在枯水期、分段施工;
3) 工程为线性施工, 施工机械产生噪声影响;
4) 工程河道清淤产生弃土。
3.2 运营期影响分析
通过河道断面的整治, 改善了水力条件, 恢复水体的自净能力。漫滩、湿地等不同的水体, 增加了河流的滞洪、截污能力。
绿色植物的蒸腾作用, 可增加空气的相对湿度、吸热降温、遮挡太阳辐射, 缓解一些城市的热岛效应;防护林带对噪声污染也起到一定控制作用。
3.3 生态影响分析
1) 河道清淤不会改变现有排水方式, 且河底高程大幅降低, 行洪能力较现状有所提高。同时通过河底清淤, 改善了河床底质, 对水体水质有一定的改善作用;
2) 清淤工程将彻底改变河床底质, 底栖生物生境将逐渐得以恢复, 并优于现状;
3) 清淤工程施工选在枯水期分段施工, 设置泄水槽, 施工过程中水中的鱼类可通过泄水槽迁移到施工区以外, 不会对鱼类造成影响;
4) 螃蟹沟两岸现状植被有杨树、柳树及蒲草等, 清淤施工会对现有植被有一定的影响;
5) 施工期水蚀性水土流失。由于河道清淤在枯水期进行, 并分段施工, 水土流失量很小;
6) 清淤施工临时弃土如防护措施不当易引起水土流失, 因此弃土应及时清运处置。
3.4 社会影响分析
生态修复工程改善了螃蟹沟水质, 也改善了螃蟹沟周围的环境。通过生态修复, 恢复健康的河道生态系统, 提高水质和滨水环境质量, 形成更优美的螃蟹沟带状公园, 重新塑造宜居的城市生活环境。
4 结论
螃蟹沟生态修复工程减少了该水体污染物, 恢复河道自然属性, 形成自然生态和谐、生态系统健康、安全稳定性高, 生物多样性高、河道功能健全的非自然原生型河道, 实现了人水和谐相处。该工程的实施改善了周边城市居民的生活环境, 提高了螃蟹沟的生态景观质量, 提升了盘锦的城市形象, 具有较好的社会效益和环境效益。
摘要：随着城市经济发展, 加上城建基础设施不够完善, 螃蟹沟水质污染日趋恶化。通过生态修复可减少河流水体污染物, 恢复河道自然属性, 实现河道生态系统持续健康发展。在对生态及社会环境改善的同时, 生态修复工程施工期也会对周围环境产生不利影响。
关键词：螃蟹沟,污染,生态修复,影响分析
参考文献
[1]盘锦市螃蟹沟综合整治工程可行性研究报告.辽宁华孚环境工程有限公司.