時間:2022-02-16 12:21:00
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇石油化工環境保護論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:煉油 催化劑 工藝 作用
一、引言
自從1949年美國催化燃燒公司用純鉑和鈀作催化劑催化燃燒有機廢氣以來,世界上許多國家進行VOC催化劑的開發研究。目前國外生產VOC凈化催化劑的主要公司有Engelhard,Johnson Matthey,Allied Signal及UOP四家,主要以Pt、Pd等貴金屬為燃燒催化劑的活性組分。國內研制的VOC凈化催化劑中,根據處理的對象不同,使用貴金屬作活性組分的有LY-C、NZP、JFJF型催化劑,使用復合金屬氧化物作活性組分的有BMZ和PCN-1等型號。由于VOC的成分復雜,各種污染物的特性不同,任何單一的控制方法均受其去除性能、投資運行費用和適用范圍的影響,治理VOC還需優化各種控制技術和開發不同控制方法的組合技術,以達到提高去除率、降低成本和減少二次污染的目的,這是目前消除VOC技術的發展方向之一。由于一種物質在混合物中的催化機理不同于該物質的單一行為,對VOC中多種物質催化燃燒機理的研究又十分缺乏,因此開發高性能、使用范圍廣的催化劑和對多組分VOC催化燃燒機理的探索仍是今后研究的主要任務。
二、煉油中汽油脫硫催化劑
開發可降硫的催化劑和添加劑,不僅可以減少汽油含硫,而且不損失其他產品的產率。根據以下思路開發了這種催化劑和助劑:一是更改FCC進料定硫化物裂解的反應路徑生成硫化氫。這可直接減少汽油范圍含硫物質的生成。二是開發對汽油沸程范圍硫化物直接起作用的催化劑。三是開發汽油中硫選擇性轉化成焦炭的催化劑(焦炭增加,SOx排放增多)。利用適當的供氫物質使噻吩和烷基噻吩轉化成四氫噻吩。帶有高的氫轉移活性的FCC催化劑可減少FCC汽油含硫量。高氫轉移活性催化劑可促進噻吩環的飽和,生成四氫噻吩很容易裂解,釋出硫化氫。開發的GSR降硫添加劑可使汽油含硫量減少15%―25%,已應用于10座煉油廠的FCC裝置。開發的GFS―2000降硫催化劑,已工業應用于加工含硫質量分數2.5%的減壓瓦斯油(VGO)。FCC裝置使用GSR-1助劑,可使汽油含硫量減少20%,再使用GFS-2000催化劑后可使汽油含硫量進一步減少15%。GFS功能引入渣油FCC催化劑系列。盡管加工高金屬污染物的常壓渣油,新的催化劑消耗仍減少了20%。推出了SATURN FCC催化劑,可減少FCC汽油含硫50%以上。
三、煉油中汽油降烯烴催化劑
烯烴存在于FCC反應器最初生成的中間產物之中。烯烴可進行各種二次反應,如氫轉移飽和生成烷烴。進一步裂解生成較小的烯烴,然后飽和生成相應的烷烴。中國石化石油化工科學研究院會同洛陽石油化工總廠,高橋石化公司煉油廠長嶺煉化公司催化劑廠和齊魯石化公司催化劑廠,開發了GOR-C和GOR-Q型降低FCC汽油烯烴催化劑。GOR-C催化劑在洛陽石化總廠進行的加工高釩常渣原料油工業試驗表明,汽油烯烴體積分數有42.2%下降到31.6%。GOR-Q催化劑在高橋石化公司煉油廠進行的加工減壓柴油慘練一定量大慶渣油的工業試驗表明,汽油烯烴體積幾分數由43.1%下降到34.4%實現了規定的35%以下的目標,同時,其他產率增加了0.32%,液化氣產增加了2.45%,干氣產下降了0.3%,油漿產率下降了1.23%。洛陽石化工程公司煉制研究所開發的LCP降烯烴助劑,在金陵石化,添加石化,錦州石化完成了工業應用試驗,助劑加入量為催化劑總量的5%左右(質量分數)時,可是FCC汽油烯烴體積分數下降6%-10%辛烷值提高0.6-1個單位。在洛陽煉油試驗廠第二FCC裝置的工業試驗也表明,FCC汽油烯烴體積分數下降12.4%,汽油辛烷值提高了2個單位。中國石化石油化工科學研究院的LGO-A降烯烴助劑在錦州石化公司催化裂化裝置上的工業應用試驗也表明,加入6%助劑后,汽油烯烴體積分數由56.6%下降到50%左右,汽油辛烷值稍有提高。
四、加氫催化劑
用于產品的生產和原料凈化、產物精制。常用的有第Ⅷ族過渡金屬元素的金屬催化劑,如鉑、鈀、鎳載體催化劑及骨架鎳等,用于炔、雙烯烴選擇加氫,油脂加氫等;金屬氧化物催化劑,如氧化銅-亞鉻酸銅、氧化鋁-氧化鋅-氧化鉻催化劑等,用于醛、酮、酯、酸及CO等的加氫;金屬硫化物催化劑,如鎳-鉬硫化物等,用于石油煉制中的加氫精制等;絡合催化劑,如RhCl[P(C6H5)3],用于均相液相加氫。采用渣油加氫處理應脫除的雜質有硫、氮、鋇、鎳等金屬及瀝青質。一般來說,對于各自的雜脫除反應,采用選擇性高的催化劑組合使用。除減壓輕油加氫處理外,大部分作為FCC的前處理使用。作為FCC前處理要求脫氮、加氫、脫硫。為了適應需要,根據載體的改良,金屬載體的最佳化,研制成功了KF-901.該催化劑在煤柴油處理上顯示了高效性,可以說是柔性催化劑,在日本國內三個煉廠適用。減壓輕油的輕度加氫裂化(MHC),在中間餾分的裂解中使用選擇性高的MHC催化劑KF-1014。
五、結論
隨著世界燃油規范標準的不斷提高低碳煉油技術逐漸成為各大石油石化公司及企業發展過程中提升技術水平及產品質量的關鍵。因此,包括催化劑在內的低碳煉油技術創新和發展日益受到重視。依靠相關催化劑實現低碳生產與產品性能提升,逐漸成為石油資源高效轉化和價值提升的重要控制點,同時也是企業獲得高質量終端產品、提高效益的根本途徑之一。石油化工研究院和中國石油大學等加氫、脫硫等低碳催化劑研發和生產正在大步前進,推動低碳煉油工業實現跨越式發展。
參考文獻:
[1] 劉 強.生物滴濾法凈化揮發性有機廢氣(VOCs)的研究:西安建筑科技大學博士論文');">論文.西安:西安建筑科技大學,2013
[2]王建軍.消除VOC的催化劑.石油化工環境保護,2009,(3):34~36
論文關鍵詞: 煤化工;傳統煤化工;現代煤化工;產能過剩;可持續發展
1 煤化工概述
煤化工是指以煤為原料,經過化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程,并生產出各種化工產品的工業,簡稱煤化工,主要包括煤的氣化、液化、干餾以及煤焦油加工和乙炔化工等。
煤化工開始于18世紀后半葉,19世紀形成完整的煤化工體系,第二次世界大戰后,由于石油化工發展迅速,石油和天然氣成為很多化學品的生產原料,煤化工的在化學工業中的地位被削弱了。20世紀70年代末以來,由于中東石油危機,世界經濟大國開始重視能源消費結構的調整,進入21世紀后,國際社會對控制溫室氣體排放呼聲日漸高漲,使煤炭的高效和低碳化利用得到越來越多的關注,煤化工再度成為化工產業的發展重點。
現代煤化工也稱新型煤化工是指以煤氣化為龍頭以一碳化工技術為基礎,合成、制取各種化工產品和燃料油等,包括煤制油,煤制烯烴,煤制二甲醚,煤制甲烷氣,煤制乙二醇等,大多屬于現有石化產品的替代品,目前尚處于發展初期。
2 我國煤化工產業的現狀
經過幾十年的努力,我國煤化工產業取得了長足發展,正逐漸從以焦炭、電石、合成氨為主的傳統煤化工向石油替代品為主的現代煤化工轉變。這有利于推動石油替代戰略的實施,保證我國的能源安全,實現能源多樣化,促進后石油時代化學工業可持續發展。
煤化工行業的發展對于緩解我國石油、天然氣等優質能源供求矛盾,促進鋼鐵等相關產業的發展發揮了重要的作用。但是,以煤為原料的煤化工行業在短短幾年內迅速升溫,全國各地擬上和新上的煤化工項目不斷增多,項目規模大小不一。我國煤化工過熱的突出表現就是“逢煤必化”。為謀求把資源優勢轉化為經濟優勢,幾乎所有煤產地甚至煤炭調入地區都要大力發展煤化工,煤化工“大干快上”的勢頭正在不斷謀劃。其中,晉蒙寧陜疆等資源型省區甚至紛紛出臺了煤化工扶持政策,以期成為當地經濟轉型升級的重要依托。
國家發改委曾經在2006年7月、9月,2008年10月三次緊急叫停煤化工項目,但國內煤化工產能仍然增長迅速。規劃將煤化工打造成支柱產業的省份接近20個,其中不乏一些煤炭資源調入大省和一些已被國務院確立為“資源枯竭型轉型城市”的地區。2009年9月底國務院批準并轉發了十部委上報的 《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展的若干意見》,明確提出今后3年原則上不再安排新的現代煤化工試點項目。然而,僅僅相隔十幾天,國內煤化工投資規模就被刷新。10月19日,山西安澤縣總投資102.5億元,項目包括300萬噸甲醇、200萬噸二甲醚,目標是成為全國最大的煤化工項目。11月3日神華集團與美國陶氏化學公司合建的煤化工項目在陜西榆林奠基,項目一期計劃投資100億美元,將形成年產332萬噸甲醇、122萬噸甲醇制烯烴生產能力,目標是成為世界單體最大的煤化工項目。另外,中電投集團兩大煤制天然氣項目相繼開工建設,總投資額超過500億元。中煤能源集團有限公司除鄂爾多斯300萬噸二甲醚外,還計劃全力進軍煤制烯烴、煤制天然氣等煤化工細分產業。此外還有神寧300萬噸煤炭間接液化等若干特大型煤化工項目緊隨其后。
國內新型煤化工產品的規劃產能更是已達天文數字。據悉,目前煤基二甲醚的在建以及規劃產能達到4000萬噸/年,大約是2008年全年二甲醚表觀消費量的20倍;雖然國內尚無煤制烯烴的大規模商業化運行經驗,但是國內煤制烯烴的在建及規劃產能也已經達到2000萬噸/年。在國家緊急叫停煤制油之后,不少企業轉而發展風險更大的煤制天然氣,目前國家有關部門核準的煤制天然氣項目不過4個,產能110億立方米/年左右,但是跟風而建的煤制天然氣項目達到14個,產能接近550億立方米/年。于是,2010年6月18日,國家發展改革委下發《關于規范煤制天然氣產業發展有關事項的通知》,將地方先前的煤制氣及配套項目的審批權上收。據了解,目前現代煤化工擬建投資加預算,已經超過了1萬億,且投資還在呈逐步增加的態勢。而煤化工作為資金密集型、技術密集型和資源密集型行業,目前其經濟性并沒有得到充分論證和認可,國內當前正在運營的項目,較大部分處于試點階段。 轉貼于
雖然國家屢屢警示,但以央企陣營為代表的各大企業近年來一直沒有放慢投資煤化工的腳步,而地方政府也充分“迎合”了央企“跑馬圈地”的訴求,“拿央企作為地方發展煤化工的擋箭牌”。為什么會出現如此瘋狂的投資沖動和熱情呢?首先,地方政府唯GDP論的政績觀根深蒂固,煤化工產業投資強度大,拉動GDP效應明顯,央企的進入能給當地的GDP增長帶來好處;其次,相關企業風險控制觀念缺失,“以資源為王”觀念根深蒂固。再次,產業發展方向缺乏有效引導。這些問題的存在,對我國經濟、社會持續、健康、穩步發展將產生負面影響。
3 我國煤化工產業該如何發展
我國是一個“缺油少氣富煤”的國家,能源結構以煤為主,在國際原油價格持續走高,原油和煤炭之間的比價逐步被拉大的情形下,利用國內相對豐富的煤炭資源,適度發展現代煤化工產業,部分替代石化產品有其合理性和必然性。
煤化工產業的發展不僅關系我國化學工業發展道路,也涉及國家能源安全。要從國家整體利益出發,站在全局的高度,以戰略的眼光來審視世界化學工業的發展潮流和我國的現實,必須要以科學發展觀為指導,按可持續發展戰略的要求,探索符合中國國情的煤化工發展道路。
對傳統煤化工產業,大力推進產業結構調整,淘汰落后生產工藝,優化原料路線,以節能、降耗、減排為目標,提高工藝技術水平;同時,大力促進企業組織結構調整,通過上大壓小、產能置換等方式,優化產業布局,利用技術進步逐步解決產能過剩問題,實現傳統產業升級和發展模式轉變,提高行業整體競爭力。
現代煤化工是屬于技術密集型和投資密集型的產業,應采取最有利于提高經濟效益的建設及運行方式。現代煤化工的發展要堅持一體化、基地化、大型化、現代化和集約化,真正轉變經濟增長方式。在新形勢下我國煤化工能否可持續發展取決于環境保護和經濟效益兩方面是否都能過關。現代煤化工要立足于可持續發展戰略,有序推進現代煤化工先進技術示范工程建設,同時在具備煤資源、水資源、環境狀況以及交通運輸等條件的地區,適當合理布局以煤氣化為基礎的煤化工多聯產系統示范工程,如煤基甲醇—燃氣聯合循環發電(煤基多聯產IGCC系統)加二氧化碳捕集系統(CCS)等,試點能源-化工-環保一體化循環經濟產業鏈,探索現代煤化工的發展模式。通過集成優化,使能量流、物質流、火用流梯級利用,而且煤基熱電化多聯產這一集資源、能源、環境一體化系統,顯然優于生產某種單一產品的煤化工發展思路,被專家認為是“綜合解決我國能源問題的重要方案”。如果將這一認識拓寬至從煤的開采洗選,通過焦化、氣化、液化等組成的化工產品鏈,與發電、供熱、污水處理、建材等集成優化,就可以形成循環經濟型的煤炭能源化工,將全面實現煤的清潔高效利用。也就是說,科學發展煤化工必須要以煤的清潔高效利用為前提,而不是不顧代價地去獲取終端產品與石油化工產品簡單比價上的盈利性。在水環境和生態環境均十分脆弱的西部富煤地區發展煤化工,尤其應遏制住攫取利潤的原始沖動。
中央政府各部門近期在多個場合表態,“十二五”期間煤化工產業政策的閘門將關的更緊。2011年4月12日,發改委公布了《關于規范煤化工產業有序發展的通知》,對幾乎所有煤化工領域內的細分行業都做出了嚴格的限制。規定在新的核準目錄出臺之前,年產50萬噸及以下煤經甲醇制烯烴項目,年產100萬噸及以下煤制甲醇項目,年產100萬噸及以下煤制二甲醚項目,年產100萬噸及以下煤制油項目,年產20億立方米及以下煤制天然氣項目,年產20萬噸及以下煤制乙二醇項目都將被禁止。 這意味著一度炒得火熱的煤化工投資熱潮將得到遏制,大唐一位煤化工專家稱,發改委的此項政策更加量化,而不像以往那樣“模糊”。 發改委此次之所以明令叫停不符合要求的煤化工項目,是因為國內的煤化工項目投資過熱,導致出現了嚴重的產能過剩現象。業界認為,此舉將進一步提高煤化工行業門檻,對中小煤化工企業以及后來者將樹立更高的門檻和更嚴格的市場環境,而對已具備規模、資源與技術優勢的煤化工企業則是利好。另外,煤炭供應要優先滿足群眾生活和發電需要,嚴禁擠占生活、生態和農業用水發展煤化工,對取水量已達到或超過控制指標的地區,暫停審批煤化工項目新增取水;對不符合產業政策等規定的煤化工項目,一律不批準用地,不得發放貸款,不得通過資本市場融資,嚴格防止財政性資金流向產能過剩的煤化工項目。 轉貼于
業內專家稱解決我國煤化工過熱現象必須從三方面考慮:一要改革現有的政績考核體系,改變唯GDP論成敗的政績觀,并平衡好地方與中央的利益關系,這個問題解決了,地方政府就沒有發展煤化工的沖動和熱情了;二要嚴格煤炭資源配置,不能將屬于全國人民的煤炭資源讓少數企業獨享,只要不給煤炭資源,相信不會有多少企業愿意將大量資金投向“錢景”不明的煤化工項目;三要加大技術創新、加快工業化示范,如果我們能成功開發出更多類似于低碳甲醇制烯烴這樣的技術,企業就有更多的選擇,就不會“一窩蜂”,煤化工產業自然就會健康發展。另外,還應明確煤化工產業定位、發展方向、發展重點和發展步驟,在充分調研論證的基礎上,制定其近期目標和中長期發展規劃,再配套實施細則,指導其發展。
論文摘要:隨著科學技術的不斷發展,社會與企業對人才的培養要求越來越高,高職院校的實訓基地建設必須滿足企業用人的需求,在建設過程中應與生產現場相結合,遵循先進性、工位性的原則,突出高職特色。
天津工程職業技術學院是2000年天津市教委批準建立的一所普通高職院校。學院積極調整辦學方向,逐步確立了“以高職教育為主,產學結合”的辦學方向,突出高職教育特色,培養技術應用型人才。目前學院有6個系,26個專業,在校高職學生8000余人。
幾年來,學院的實訓基地緊密結合高職專業與企業用人的需要,圍繞著學生就業與“技能證書”的考核進行建設,先后建立了機電、藝術、會電、造價、工程監理、環境保護和石油化工等65個校內實訓基地,除此之外,在企業的大力支持下,還建有穩定的校外實訓基地60個,提高了學生的動手能力,為學生就業打下了良好的基礎。經過幾年的不懈努力,學院的實訓基地在探索高職實踐教學方面取得了一定的成果,為企業與社會輸送了大批合格人才。
按專業設置規劃實訓基地,實現真仿結合,突出高職特色
根據專業設置規劃實訓基地建設規劃實訓基地建設,要根據專業的發展方向與企業的實用性。本著高職教育與高新技術同步發展,有利于培養“雙師型”教師隊伍,有利于建立先進的教學實踐環節,有利于為取得“技術等級證書”或“崗位證書”提供場地的原則,每個專業要建一兩個校內實訓基地,兩三個校外實訓基地。在規劃高職實訓基地建設的過程中,我們認為應遵循三個原則:(1)高職實訓基地應該成為學生深化基礎理論、拓寬專業知識、創新思維方法的基地。(2)高職實訓基地應該為學生基本技能、工程技術應用能力及綜合應用能力的培養提供服務。(3)高職實訓基地應該成為培養學生專業素質與職業道德的基地。
高職實訓基地建設應該“真”與“仿”相結合仿真是分析、研究、設計、控制系統及其調優不可少的手段。以我院石油化工實訓基地的建設為例,采油實訓室的自噴采油和機械采油就是“仿真”設備,油從地層到地面整個工藝過程一目了然,鉆井實訓室的鉆井平臺和井架、修井實訓室的修井架和修井設備、集輸大站的工藝流程等都是仿真設備,這些仿真設備與生產現場的設備一樣,只是大小不同,學生在生產現場看不到的(如地層情況、流體在地下和井筒中的流動情況)和不能動手操作的,在仿真實訓室里都能看得見,也可以動手操作,在仿真實訓室里,學生可按照操作規程進行設計、控制、調優,提高動手能力。
高職實訓基地建設要突出高職特色我院機電類各專業的實訓基地是中央財政支持建設的實訓基地,在建設過程中始終堅持了技術含量高、建設起點高、技術先進的原則。為使學生畢業后能夠滿足與適應行業需要,根據高職教育的特點與要求,機電類各專業的實訓基地在實訓項目的設計上及儀器設備的配置上都與行業生產實際一致,使學生在完成實訓內容的同時,能夠接受工程實踐能力訓練。目前,我院機電類實訓基地建設基本完成,已通過國家教委、財政部的驗收并得到好評,認為我院機電類實訓基地的建設符合職業特點,具有高職特色。我們認為,高職實訓基地建設應該具備以下幾個特點:一是先進性。高職教育是職業教育的高級階段,要求實訓基地既要適應機電行業技術水平的發展,又要體現技術含量高、技術起點高、技術先進的特色。機電類實訓基地建設首先要立足于機電技術的發展及現代機電技術對人才素質的要求,其次要保證設備先進,購置先進的儀器設備和軟件,在實訓中要求學生熟練掌握。二是工位性。實訓基地的工位性體現在實訓項目內容設計與實訓工位數量配置兩個方面。在實訓內容設計上,機電類實訓項目要做到貼近機電技術領域的實際;在實訓工位配置上,應以創造工程環境為宗旨,在數量配置和場地安排上,應盡量使學生能夠獨立操作,培養學生的工程實踐能力。三是可視性。采用解剖機電產品模型、模擬教版、模擬教具等設備,既可進行現場模擬,又可進行各個系統動態聯系的演示,教學效果非常明顯。
采取多種方式建設高職實訓基地
在學院經費不足、教學設備不可能與實際生產現場的設備完全一致的情況下,我院的實訓基地建設主要采取了以下兩種方式:
建立獨立的校內實訓基地為了給學生創造一個良好的實習環境,學院在中央財政支持下,積極籌措資金建設了校內實訓室65個,學院每年對這65個實訓室進行完善和改進,其中機電類實訓基地的13個實訓室是中央財政支持建設的,石油化工實訓基地的19個實訓室是天津市政府財政支持建設的。
積極與高新技術企業合作建設實訓基地實訓基地的建設要積極與高新技術企業合作,爭取行業、企業的支持,努力營造職業氛圍,適應人才培養的需要。實訓基地可使學生在校期間就接觸到本行業的新技術,學校應與企業緊密聯系,使高職教育能更及時、更準確地反映社會經濟的發展。在實踐中,我院逐步探索出校企聯合建設實訓基地的兩種方法:一是積極合建校內實訓基地。我院計算機系與通信公司信息中心采取租借設備的方式,合作建立了“網絡實訓基地”;與金山貿易公司采取公司出設備、學院出場地的方式,合作共建了“網絡機房”;石化工程系與鉆采研究院實驗室建立了聯合共用方式,研究院出設備和場地為學生提供實驗場所,學院無償為研究院培訓職員和研究人員。通過這種與企業融資合作的形式,使我院的實訓基地建設有了很大的發展。二是建立穩定的校外實訓基地。我院主動爭取企業、行業的支持,要求各教研室都要與對口的企業、行業合作,每個專業都要與一兩個企業建立相對穩定、合作密切的校外實訓基地,目前校外實訓基地共有60個,其中在井下作業公司和石化建設公司的校外實訓基地被天津市教委評為天津市級校外實訓基地。實踐表明,校外實訓基地在高職實踐教學中發揮了重要作用,為學生的就業起到了指導作用。
高職實訓基地建設應具備的功能
要保證綜合職業素質和能力的培養,最重要的條件是師資,而良好的校內外實訓基地則是培養技術型人才必不可少的環境和條件。因此,我們認為高職實訓基地建設應該具備以下功能:
重復學習與訓練功能人們對一項技能或能力的掌握需要時間,需要多次反復的訓練,以不斷提高熟練程度,實現從一般技能向技巧的轉化,即所謂“熟能生巧”。所以,高職實訓基地一定要有重復訓練的功能。此外,不同的人掌握同一項技能所需要的時間是不盡相同的,需要反復訓練的次數也是不同的,所以要給不同的學生創造反復訓練的機會。在企業工作現場,反復訓練是不可能的,這就要在校內實訓基地的仿真狀態下完成。
多因素設置功能生產過程與服務過程都是錯綜復雜的,具有多種多樣的影響因素,而各種影響因素出現的頻率也不一致,特別是各種不同的故障和事故出現的機會往往較少,因此,要求實訓基地的設備與設施要具備設置各種影響因素、各種影響結果及其處理方法的功能。仿真、模擬設備在這一方面具有特殊功效。
跟蹤技術前沿功能學校培養人才要適應未來需要,所以,實訓基地應該具備一定的先進性,而且應該與時俱進。在建設實訓基地時,一定要站在技術前沿,從設備的先進性加以考慮。目前,我院新建的實訓基地大多技術先進,設備領先,如機電類實訓基地和石油化工實訓基地。
產學研結合功能高職教育要加強實踐環節的教育和訓練,建立與社會實際工作部門的合作培養人才的機制,促進教學、科研、生產三結合。實訓基地應盡可能地承擔生產任務和一定的科研項目,并應吸收教師與學生參與技術革新和產品升級換代的研究開發工作。
高職實訓基地的管理
實訓基地管理的科學化、規范化、制度化,是保證實訓基地建設與實踐教學質量的前提,建立與完善實訓基地管理、實踐教學管理、儀器設備管理等一系列規章制度是實訓基地建設的保障,可以為提高實訓基地效益創造良好的外部條件。因此,在搞好高職實訓基地建設的同時,加強實訓基地的組織管理、規章制度建設是十分重要的。為加強對實訓基地的管理,我院從實訓基地建設初期就高度重視實訓基地的建章建制工作。首先,制定了“實訓基地管理人員職責”、“實訓基地教師職責”、“實訓基地儀器設備管理制度”、“易燃易爆危險品管理制度”、“實訓基地開放管理制度”等規章制度。其次,狠抓落實,特別是實訓基地的對外開放,我院有專人負責管理,這樣既可以提高實訓基地的使用率,又可以為學生的實訓創造條件。
高職實訓基地建設的未來設想
今后幾年,我院將以建設示范性高職院校為主線,以就業為導向,在現有的實訓基地基礎上,大力開展實訓基地建設。每個實訓基地都要認真做好科學規劃,實訓基地建設要反映行業的主流技術,要用好專項資金,硬件建設要基本達標;要規范實訓基地的管理,改變“重建設,輕使用”的現狀;要提高實訓基地的校內教學利用率,提高實訓的技術含量,實訓基地要搞好對外開放,成為行業和企業開展技術培訓的基地;要加強實訓教師隊伍的建設,積極進行實訓基地管理體制的改革,建立相對集中的實踐教學體系和院系兩極管理體制;要繼續加強校外實訓基地的建設,繼續以行業和企業為依托,建立產業合作、互利互惠、具有穩定關系的校外實訓基地。具體設想是:
1.高職實訓基地建設要遵循“完善現有、提升質量、保持特色、爭創一流”的原則;2.高職實訓基地建設要按照理論與實踐相結合的方式進行資源配置,使專業理論與專業實訓有機結合,“講”與“練”有機結合;3.高職實訓基地建設要與先進的職教理念和職教方法相結合;4.高職實訓基地建設要繼續堅持注重故障診斷與維護技術的教學,注重實際生產設備儀器的使用,注重企業生產環境的模擬。
參考文獻:
[1]呂景泉.建設全國技能型人才培養基地,打造中國職教品牌[J].天津職業院校聯合學報,2006,(1).
關鍵詞生態環境;問題;保護對策;萊州灣
中圖分類號 X32 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2011)03-0296-02
2009年4月,總書記在視察山東時指出:“要大力發展海洋經濟,科學開發海洋資源,培育海洋優勢產業,打造山東半島藍色經濟區。”這是總書記從全面和戰略高度深謀遠慮的重要部署,也是萊州市面臨的一次重大的發展機遇。萊州灣屬半封閉海灣,是污染的重災戶,水體交換能力差,接納陸源污染物多,生態環境不斷惡化,生物多樣性明顯減少,受污面積大,局部海域已呈現“荒漠化”。運用科學的方法實現環境與經濟、人類與社會和諧永續發展是應對萊州灣生態不斷遭到破壞的根本所在。本文根據萊州灣生態及經濟發展狀況,分析了存在的問題,提出一套保護對策,試圖有效改善其水質、底質環境,以期為萊州灣的環境治理提供啟示。
1萊州灣概況
1.1萊州灣地理概況
萊州灣位于渤海南部,面積約8 000 km2,約占渤海總面積的1/10。海岸線長400 km,有黃河等10余條河流注入。瀕臨的城市有東營、濰坊、煙臺3個地級市及所轄的9個縣市區;由注入河流輻射到的有濟南、青島、東營等9個市及所轄34個縣市區[1]。萊州灣水深多在5 m內,底質以泥沙為主。地勢屬凹陷型,由沿岸向深海緩延傾斜,形成了幅員廣闊而平坦的潮間帶和潮上帶堆積平原。潮間帶坡比多在0.03%內,寬3~5 km,底質泥砂型,沉積物有機含量為0.18~0.23。
1.2 萊州灣氣象水文概況
萊州灣屬暖溫帶季風氣候,四季分明,雨量集中,日照充足,光熱資源豐沛,有利于水生動植物生長。其冬季風強盛,夏季風較弱,年降水量為400~600 mm,降水多集中在6―8月。水溫受氣溫影響很大,有明顯的季節變化。潮汐屬不正規半日潮,潮流多為旋轉流,最大流速為1.5 m/s。萊州灣屬超淺型海灣,水色渾黃,透明度1 m左右,鹽度為12.7~33.5。
1.3萊州灣生物資源及其他自然資源概況
歷史上萊州灣是山東近海主要漁場和魚蝦蟹貝產卵場。分布的魚蝦蟹類110余種,分布灘涂的貝類資源39種;海鹽資源蘊藏量位于全國前列;油氣資源十分豐富,已探明不同類型油氣田60余個,石油地質儲量11.5億t。
2萊州灣環境存在的問題
自20世紀70年代以來,隨著沿岸人口的增多和人為干預的日益加劇,以及工業、農業、海洋運輸業、油氣開采業等蓬勃興起,萊州灣污染日趨嚴重,給該水域生態環境造成的壓力越來越大,生態環境受到了嚴重的破壞。
2.1漁業資源嚴重萎縮
萊州灣擁有亞洲最大的純堿廠――濰坊純堿廠、全國三大鹽場之一――羊口鹽場及星羅棋布的中小型鹽場、溴素廠。據調查,萊州灣現有各種類型排污口17處,年排入污水量逾2億t,水域中油類、重金屬和氮污染分別達到Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ級。而萊州灣養殖區面積最大,占山東省的33.7%,嚴重的環境污染問題對漁業造成嚴重的影響。一是生物多樣性降低。萊州灣生態環境污染趨勢日益惡化,生物多樣性面臨重大威脅,導致生物種群、分布數量不斷減少,已有50余種主要經濟魚蝦貝類資源銳減或衰退,如大黃魚、小黃魚、帶魚、鲅魚、鮐魚、墨魚、黃姑魚、銀魚、褐蝦等早已絕跡。二是水產品質量下降。水產品質量下降,如梭魚、半滑舌鰨等經濟品種因長期生存在受污染的水域中而導使其肉質變異,對消費者身體健康和生命安全構成一定威脅,并嚴重影響著濱海旅游業、鹽及鹽化工業的持續發展。
2.2重金屬污染嚴重
萊州灣位于渤海南部,為半封閉性海灣,灣內水深較淺,水交換能力較差。重金屬是近海環境中最主要的污染物之一,沉積物被認為是海洋環境中重金屬最終的蓄積地,海洋沉積物中重金屬的空間分布特征能反映海域的污染狀況。1998年海岸帶基礎調查已發現,萊州灣沿岸地區養殖貝類受到嚴重的重金屬污染,其中鎘含量的超標率達到50%,這說明重金屬污染已給區域生態造成了不同程度的危害。
2.3海水入侵嚴重
1976年在萊州市濱海平原首先發現海水入侵現象,主要由超量開采地下水而造成。隨后在渤海沿岸、黃海沿岸一些海島也發生海水入侵現象。海水入侵速度越來越快,規模越來越大。壽光縣1981―1989年,咸淡水界面向南推移1 777 m,平均擴侵速度197 m/年,其中1988年擴侵258 m。萊州市海水入侵發展最快,災情最嚴重。1976―1989年,海水入侵面積累計為238.2 km2,占全市濱海平原總面積的80%以上[2-3]。海水入侵使耕地灌溉能力受到影響,人口吃水發生困難,海侵區內工業設備銹蝕嚴重,產品質量下降,部分企業轉產或停產。
3萊州灣生態環境保護對策
3.1加強萊州灣的管理
制訂相關的法律法規,采取相應的措施并確保實施,這是萊州灣生態保護和污染治理取得成功的關鍵;采取適應性的管理策略和行動計劃。根據生態系統功能和社會需要,通過控制性的科學管理、監測和調控管理活動,提高當前的管理水平,以滿足生態系統容量和社會需求方面的變化。同時,發揮公眾的環境監督作用,使他們理解和參與適應性管理行動。如漁業方面,推進漁業生態安全率,實施放流苗種檢驗檢疫制度、苗種采購政府招標制度、放流苗種定點生產制度;引進設施漁業養殖的最新成果,積極開展循環水養殖技術研究與推廣,推動工廠化養魚向資源節約型、環境友好型的循環水養殖模式轉變;設立海洋特別保護區和漁業種質資源保護區,漁政執法部門應該繼續加大漁政管理投入、強化管理手段、加強執法力度、嚴格控制灣內漁船數量、保護萊州灣及近海漁業資源,以實現漁業資源的可持續發展等。
3.2控制污染物的排放
一是加強海上污染的控制與防治。石油是萊州灣主要污染物之一,主要來自于港口、碼頭、石油化工廠、煉油廠等,對于上述單位,責令其必須建立除油設施,對含油廢水進行處理,充分利用“3S”技術,完善海上溢油監測系統,對萊州灣的石油污染實行實時動態監控,同時建立海域油污防備和反應系統,增強污染事故應急處理能力。另外,對船舶的污染物排放也要加強監管[4]。養殖業對海域造成的污染也不容忽視。控制養殖業污染物排放,以生態學思想為指導,改進養殖技術、改變養殖觀念,建立合理高效的人工養殖生態系統,對養殖業產生的廢物加以回收利用,努力實現清潔生產。二是控制陸源污染物的排放。根據萊州灣自身環境容量和自凈能力,對工業、農業廢水和生活污水建立污染物達標排放和入海總量控制的雙控制度。對工業污染,應合理調整工業布局,優化產業結構,對建設項目進行嚴格審批,禁止新建污染企業;推行排污許可證制度,進一步提高污水處理能力和水平,真正實現水污染物排放總量控制目標;通過推行清潔生產,確保排污企業達標排放;提高工業廢水和生活污水的處理率,完善城市污水處理系統。對于農業污染,積極發展生態農業,嚴格控制農藥污染;進一步加強禽畜養殖污染控制,推廣禽畜糞便綜合利用技術;實施育林涵養水土措施,減少農業面源污染的負荷。
3.3加強萊州灣內環境監測能力,嚴格控制圍填海項目
應用RS、GIS、GPS 等現代科學技術對萊州灣生態環境進行長期的動態監測,這是解決萊州灣生態問題的中心工作。對于萊州灣水質、沉積物和生物進行立體監測,利用衛星遙感、監測船以及監測站等建立完善的監測預報系統,以監控河口及海域,及時控制重大水質污染事故,為海域的管理提供及時、準確的監測依據,為污染防治提供條件。
在進行大規模填海工程和海岸工程之前,要進行充分的海洋環境調查與評價,嚴格控制占用海域和海岸線的項目建設,減少圍填海對環境的影響。在萊州灣海域和沿岸,除經政府批準并且開工建設的重大項目和國家重點建設項目外,應暫停其他填海工程項目建設。
3.4加強萊州灣環保科學的研究,構建生態平衡
萊州灣的生態保護與可持續發展是一項復雜的工程,必須積極開展科學研究。先進的工程技術及設備是生態保護的重要保證。研究萊州灣海域的環境保護和污染的綜合防治措施,對促進生態良性循環、提高萊州灣水體和濕地自凈能力、污染物遷移轉化過濾等具有重要作用,科學地限定各廠礦企業及河道排放入灣的污染物總量;推廣降低能耗、提高環境效益的技術設備;培養科技骨干,形成一支多學科、多層次的環保科技隊伍。
針對萊州灣封閉性較強、水體交換不暢、納污區分布集中等特點,不僅要采取“治”,如限制入海污水總量、加大監測等,還需進行“疏”,即加快萊州灣水體交換速度、改變納污區分布、加速吸納沉淀在灣內的污染物、加快擴散與稀釋,在盡量短的時間內降低污染物濃度,減少對環境的破壞。
4參考文獻
[1] 王文海.中國海灣志第四分冊:山東半島南部和江蘇省海灣[M].北京:海洋出版社,1993:27.
[2] 薛禹群,吳吉春,謝春紅,等.萊州灣沿岸海水入侵與咸水入侵研究[J].科學通報,1997(22):1-3.
論文摘要:設備管理是指企業為了保證生產設備安全正常運行,最有效地發揮設備的效能,提高生產效率和經濟效果而對設備進行的采購、運行、維修、保養、改進等各種技術活動和管理活動的總和,且與企業的安全生產、環境保護、節能降耗、產品質量、經濟效益都密切相關。文章結合了作者工作經驗,理順了企業設備管理的流程,總結了設備管理方法。
1.前言
設備管理與企業的安全生產、環境保護、節能降耗、產品質量、經濟效益都密切相關,在企業的生產經營活動中,設備運行狀況好壞,不僅直接影響到企業的生產效率、產品質量和成本費用,而且危及到重大設備損壞和人員傷亡等惡性事故的發生,因此,認真搞好企業的設備管理是十分重要的。下面,我結合自己的工作經驗,從管理網絡、管理制度和保障措施等幾個方面,談談如何做好企業的設備管理工作。
2.設備管理流程
設備一生的管理,指設備從規劃(方案討論)、采購、安裝調試、驗收、登記造冊到使用、修理、改造的全過程管理。設備的全過程管理必須以設備壽命周期費用最佳為目標,以提高企業生產效率為目的,這是有別于單一管理維修傳統設備管理的主要標志。
3.設備管理方法
3.1建立健全職責明確分工具體的設備管理網絡
3.1.1成立設備管理委員會,強化設備管理。設立多級設備管理機構,從廠、車間到班組,都應設立設備管理組織,明確規定各管理層具體的工作內容。
3.1.2 形成覆蓋全廠專人負責的設備管理模式。將全廠設備按照隸屬關系和職責劃分,劃歸部門管理,指定人員專管,具體負責設備的日常巡視檢查和維護維修任務,并承擔設備管理目標考核獎懲和事故處罰,保證臺臺設備有人管、每個故障責任有人承擔,構成基本的設備管理模式。
3.1.3 建立運行操作人員和檢修維護人員雙重負責的設備管理體制。建立運行操作人員和檢修維護人員雙重負責的設備管理體制,明確規定雙方設備管理職責。
3.1.4 明確現場監督檢查專職機構和人員。嚴格執行設備管理考核制度,進行事后獎懲很重要,但對設備管理進行事中控制,隨時現場監督檢查就顯得更為必要,能夠及時發現違章違紀行為和設備運行缺陷,保證設備的良好運行狀態。
3.2認真落實行之有效嚴格規范的設備管理制度
企業為了保證生產設備正常安全運行,保持其技術狀況完好并不斷改善和提高企業裝備素質而編制的一些規定和章程,主要包括如下管理制度:
3.2.1設備檔案管理。設備技術資料管理,是設備管理的基礎和核心,全面、準確、系統的掌握設備靜態和動態信息并不斷的整理完善可使管理工作更為高效。
單位要設有設備管理歸口處,負責設備檔案收集與管理工作。設備檔案管理內容包括:①設備明細目錄②安全使用說明書③設備清單④合格證⑤設備檔案登記⑥圖紙資料的保管⑦設備檔案資料借閱等。
3.2.2 設備運行管理。設備運行管理包括設備交接班制度以及設備點檢制度。
①嚴格執行交接班制度:內容包括設備啟停記錄、運轉情況、設備運行狀況變更、運行參數變化、故障及處理情況等。
②嚴格執行設備點檢制度:崗位工人必須按照設備點檢要求對設備進行點檢并按規定作好記錄。嚴格執行設備巡回檢查制度,檢查的設備和內容,一般采用聽、看、聞、摸和測等檢查辦法,并按要求做好記錄。嚴格按照操作規程操作,真實登記設備運行中的技術性能和參數數值。
3.2.3 設備維護、檢修制度。
①定期維護檢修。每臺設備都應按照其安全標準和技術特性制訂日常維護及定期檢修制度,詳細規定設備維護檢修的周期、內容和要求,建立規范的設備檔案,完整記載設備的技術參數、檢修記錄、維護記錄和技改內容等,作為設備管理的基礎性技術資料。特別對重點設備,要根據技術要求和安全要求,科學安排停產檢查維護,一般以年度為周期,通常選擇在經營淡季或不利于設備運行的季節。
②故障管理、工單管理。設備檢維修工作主要通過故障管理和工單管理實現。設備發生故障時由車間設備員編制《故障通知單》,設備主任通過對故障性質的判斷確定處理方式,即應急計劃、月修理計劃、固定維護,維修完成后設備故障消除,實現閉環管理。
3.2.4 設備管理。設備是設備維護工作的重要環節。設備缺油,油脂變質或設備使用的材料不符合要求,必然會導致設備故障頻繁出現,甚至破壞設備的精度和功能。因此做好設備工作,是減少機件磨損、減少機械故障的重要手段。設備要嚴格執行“五定”(“五定”是指定點、定質、定量、定期、定人)制度。
3.2.5 設備維修維護費用的定額考核。加強設備維修維護費用定額考核,對促進設備管理、避免材料浪費是十分重要的。正常的設備維護材料費用是必要的,設備的故障檢修和零件損壞費用則是可以避免的,因此,通常以正常的維護費用上浮一定比例為基數,或以上年度月平均維修維護費用為基數對各個車間進行考核,實行節獎超罰,把獎勵和處罰的金額每月兌現到車間,車間按內部考核兌現到班組和個人,從而,激發各部門及員工的責任心,調動其積極性。
3.2.6 設備管理考評問責制度。設備的管理制度還包括檢修現場管理、檢修質量管理、工器具管理和設備衛生檢查評比制度等等,企業一般將設備故障次數、維修維護材料費、設備現場衛生狀況和違章違紀人次等主要因素作為指標對各車間進行設備管理綜合考核,每月按照得分高低對車間排序,并實施獎罰,年終將各部門的月考核得分匯總,得出年度設備管理考核分數,實施全年考評獎罰。
3.3 逐步培養設備管理的新思想、新理念
3.3.1培養以人為本的設備管理理念。要讓設備操作人懂得怎樣操作,讓維護人懂得怎樣維護,需要建立員工日常技術培訓制度,讓員工熟練掌握設備的結構原理、技術標準、安全標準、運行規程和操作規程等;要培養員工的敬業精神和創新意識,利用精神鼓勵和物質獎勵的辦法,通過激勵員工的責任心和積極性,打造一支高素質的員工隊伍。
3.3.2樹立設備人格化的管理思想。設備管理必須分工具體、職責明確,從客觀來講,不能出現時間上和空間上的管理空缺,從主觀來講,不能出現思想上和態度上的管理松懈,須將每臺設備管理任務分包到人。把每臺設備與承包人看成統一整體,“榮辱共享,利害相連”。
3.4充分發揮企業現有設備潛力 提高設備運行效率
3.4.1 應用現代化技術開展技術革新,對老舊設備進行改造與更新,改善和提高設備素質,增強設備效能,提高勞動生產率。
3.4.2在保證質量的前提下,縮短檢修工期,減少停機損失,降低檢修成本。
3.4.3物盡其用,積極清理并調劑、利用閑置設備。
3.4.4采用新工藝積極開展舊件修復。
4.結束語
我廠通過這幾年對設備管理工作的落實、推廣,收到了明顯的效果。不但使企業每年的設備維修費用大大降低,而且干部職工的設備管理水平得到明顯提高,同時企業的凝聚力增強,企業經濟效益明顯提高。
參考文獻:
[1]李葆文.簡明現代設備管理手冊[m].北京:機械工業出版社
[論文摘要]在我國現代經濟可持續發展的戰略目標要求下,循環經濟作為一種生態經濟,是我國社會主義市場經濟發展的必然選擇。本文通過對循環經濟的產生背景、概念內涵以及循環經濟的發展現狀進行了客觀系統地評價和解析,為全面理解循環經濟以及循環經濟的發展提供了理論依據。
一、循環經濟產生的背景
近年來,人們正在改變著傳統的經濟思維模式,在實踐中系統研究并提出了環境與經濟雙贏的“循環經濟”理念。循環經濟的思想受到越來越多國家的重視,正逐漸被人們所認識和接受。
(一)社會背景
從蒸汽機誕生的第一次工業革命以來,人類進入了工業化時代,科學技術的發展使人類的社會生產力發生了革命性的變化。石油化工、生物工程、信息效應、核能發電、it技術和網絡產業,將人類社會推進到了一個全新的高速運轉的經濟體系之中,伴隨以大量生產、大量消費、大量拋棄的生產方式和消費方式,造成了對生態環境的嚴重破壞。工業廢棄物產生的公害奪走了成千上萬人的健康和生命,環境破壞造成了數以百萬計的生態難民。20世紀70年代以來,世界環境總體的趨勢仍在惡化。進入20世紀80年代后,包括中國在內的發展中國家,在經濟建設和技術進步快速發展的形勢下,環境和資源的問題日益凸顯出來。
針對遭受破壞的自然環境和生態資源,有志之士早已開始反思大工業化生產的兩面性。1962年美國的蕾切爾·卡孫在《寂靜的春天》中最早向人類發出環境警告。1970年在美國舉行的“世界地球日”大游行標志著人類開始高度警覺環境問題。1972年全球圍繞“環境危機”、“石油危機”所爆發的一場“停止增長還是繼續發展”中,羅馬俱樂部發表的《增長的極限》的報告中所揭示的問題和闡述的觀點進一步引發人類對環境、生態、資源問題的重視。聯合國1972年召開的斯德哥爾摩人類環境會議、1992年召開的里約熱內盧環境發展大會、2002年召開的約翰內斯堡可持續發展首腦會議,是人類在全球范圍內提出保護環境、實行可持續發展的三個具有歷史意義的里程碑。《環境和發展里約宣言》和《21世紀議程》等重要文獻的簽署,則標志著可持續發展已經成為世界各國的共同認識。循環經濟的概念就是在這種社會歷史的背景下,為了有效緩解環境、資源對社會經濟發展的壓力,實現人與自然的和諧共存的可持續發展而產生的。
(二)理論背景
循環經濟的啟蒙思想可以追溯到18世紀以后的古典經濟理論和自然保護學說。馬爾薩斯認為“人口增長有超過生活資料增長的趨勢”,若人類沒有認識到自然資源的有限性,自然環境與資源將遭到破壞,導致人口數量以災難性的形式減少。穆勒首次將自然環境納入經濟學視野,他的“靜態經濟思想”將人口、資源與環境和社會發展等因素協調起來,將環境保護及其影響的時間尺度拓展到了更為長遠的未來。這些啟蒙式的觀點和理論將分析視野納入了自然環境、人口及資源等因素,盡管更多的是強調資源與環境對人類的經濟價值,卻為循環經濟思想的形成提供了豐富的思想素材。
循環經濟思想的萌芽來源于20世紀60年代英國著名經濟學家鮑爾丁(kenneth boulding)提出的“宇宙飛船經濟理論”(spaceship economy theory)。那是在環境運動興起的初期,鮑爾丁認識到必須進入經濟過程思考環境問題產生的根源。他認為傳統工業經濟可以說是牛仔經濟,是一種由“自然資源產品和用品廢物排放”線性流程組成的“開放式”經濟,同在太空中飛行的宇宙飛船一樣,地球資源與地球生產能力是有限的。因此,他提出要以新的“循環式經濟”代替舊的“單程式經濟”,在資源容量是有限的地球上建立起循環生產體系。鮑爾丁的宇宙飛船經濟理論中指出人類社會的經濟活動應該從以線性為特征的機械論規律,轉向遵循以反饋為特征的生態學規律,在今天看來有相當的超前性,進一步引發了人們對于循環經濟思想和理念更深層次的思考。
二、循環經濟的概念與內涵
在1990年出版的《自然資源和環境經濟學》一書中,“循環經濟”是由英國環境經濟學家d.pearce和r.k. turner正式提出。從字面意思上看,“循環”+“經濟”是指人類在經濟活動中應當遵循能量守恒轉化定律,在生產、分配、交換、消費四個領域中實現閉路、循環式的流通。其深層次含義是以可持續發展思想為指導,運用生態學規律,重構人類社會經濟活動,實現資源的高效循環利用。
循環經濟(circular economy)一詞是對物質閉循環流動型(closing material cycle)經濟的簡稱,是物質、能量梯次和閉路循環使用為特征,以經濟生態化為基礎推進可持續發展一種全新的經濟運行模式。其內涵表現為:在經濟發展中,遵循生態學規律,將清潔生產、資源綜合利用、生態設計和可持續消費等融為一體,實現廢物減量化、資源化和無害化,達到經濟系統和自然生態系統的物質和諧循環,維護自然生態平衡。
循環經濟本身具有系統性和生態性:
(一)系統性。循環是指在一定系統內的運動過程,循環經濟的系統是由人、自然資源和科學技術等要素構成的大系統。循環經濟觀要求人在考慮生產和消費時將自己作為這個系統的一部分來研究符合客觀規律的經濟原則。
(二)生態性。資源在經濟活動中的循環閉環反饋式循環流動。一切物質、能源可以在不斷進行的經濟活動中得到梯次利用或最合理使用,資源承載的循環使生態系統平衡地發展。
循環經濟明顯區別于傳統經濟,其不同之處在于:傳統經濟是一種由“資源-產品-污染排放”所構成的物質單向流動的線性經濟。這種經濟模式對于資源的利用是粗放式的和一次性的,不可避免地造成災難性的環境污染后果。循環經濟按照自然系統的模式,組織成一個“資源產品再生資源”的物質反復循環流動的閉循環式流程,在最大程度上持久合理地利用所有的原料和能源,最低限度地降低經濟活動對自然環境的影響,實現經濟活動的生態化和綠色化。
當前,全球范圍內的資源需求總量逐年上升,污染排放總量不斷增加,資源供需矛盾明顯加劇,以減少資源消耗和降低環境污染為中心的循環經濟,成為各國實現可持續發展的重要戰略選擇。目前,我國的循環經濟處于發展初期,雖然我們在保護資源的循環方面做了許多工作,卻仍存在著大量的環境與資源方面的問題。在獲取和使用資源引發的環境問題比發達國家更為嚴重情況下,在我國實施循環經濟顯得更為緊迫和必要。以科學發展觀統領全局,將實施可持續發展戰略落實到發展循環經濟上來,認真貫徹十七大精神的戰略方針,采取果斷措施,動員全社會的力量,大力發展循環經濟,使我國的社會主義市場經濟沿著一個健康良性的軌道高速、穩定地發展下去,實現中國經濟發展、環境保護和社會進步的“共贏”,建設資源節約、環境良好、經濟優質、自主創新、社會和諧的小康社會。
參考文獻
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資源型城i ji長期以來一直是我國基礎能源和重要原材料的供應地,但是由于在資源開采加土過程中的落后生產土藝以及粗放式的產業發展模式,導致出現資源枯竭、環境污染以及生態破壞等一系列問題,嚴重制約了資源型城i ji的可持續發展。本文在分析資源型城i ji傳統發展模式的弊端的基礎上,創造性地提出資源型城i ji發展的新型模式,即“集約一綠色”產業鏈發展模式。
【關鍵詞】
資源型城ili ;集約;綠色;產業鏈。
一、文獻綜述。
國外對于資源型城市的研究是20世紀30年代后開始的,關于資源型城市發展階段的研究主要有:
1931年,經濟學論文" target="_blank">經濟學家赫泰林(Hotelling)指出資源型城鎮的形成和發展對當地的資源具有特殊的依賴性,受資源儲量的約束,表現出獨特的發展規律。馬什(Marsh)認為,從時間上看,煤炭城鎮經歷了兩個不對稱的階段:一是早期工業化階段,此階段環境向新來的居民提供了物質財富,但精神財富貧乏;二是衰退階段,此階段環境向居民提供了精神財富,但物質財富短缺。1971年盧卡斯(R.A.Lucas)提出資源型城市發展的四個階段理論,即:建設階段、雇傭階段、過渡階段、成熟階段。到20世紀70年代中期,布萊德伯里(Bradbury)對加拿大資源型城鎮進行了深入的理論和實踐研究,并對盧卡斯的單一資源型城鎮生命周期的理論進行了發展,提出了下降階段和關閉階段,并對以前的研究持否定態度,認為應該利用資本主義社會發展的歷史發展理論來解釋資源型城鎮的興起,衰落及在此過程中表現出來的社會經濟特點。布萊德伯里的基本論點是,資源開采部門和相關城鎮是處于垂直一體化大公司的控制之下,再加上資源消耗的不穩定性和主要資本主義經濟世界中價格的不穩定性,這就構成了令資源型城市處于極度脆弱狀態的結構條件。美國的地質學家胡貝特(M.
K.Hubbert)將一般礦業城市生命周期分成四個階段:預備期,成長期,成熟期,轉型期。
國內對資源型城市的研究,是伴隨著宏觀經濟與城市發展過程而進行的。鮑壽柏、胡兆量等開展了國家哲學社會科學資助項目《礦業性城市發展模式比較分析》
的研究工作。徐婷總結對比了國內外資源型城市轉型的基本模式,介紹了有代表性的國外資源型城市轉型模式,包括:北美、澳大利亞模式、日本模式和歐盟模式。產業轉型的基本模式包括產業更新模式、產業延伸模式和復合模式。在總結國外資源型城市的成功經驗的基礎上,探討了我國資源型城市轉型模式的選擇。
二、資源型城市傳統發展模式的弊端。
“因礦而立、因礦而興、礦竭城衰”是對資源型城市傳統發展模式的形象概括。
資源型城市由于對資源的高度依賴性、資源產品開發的周期性、產業結構的單一性和城市空間布局分散等特點,在經濟發展的過程中不可避免地面臨一系列困境,如資源面臨枯竭、環境問題嚴峻、社會矛盾突出和城市發展難以持續等問題。
1、資源面臨枯竭。礦竭城衰是資源型城市發展中面臨的首要問題。我國20世紀五六十年代建設的國有礦山中,已有2/3進入衰退期,資源逐漸枯竭,有12%左右的資源型城市所擁有可供開發的后備礦產資源已經不多,有400多座礦山將面臨閉坑的威脅,390座礦城中有50座城市資源衰竭,300多萬下崗職工和上千萬職工家屬的生活受到影響。
2、經濟結構單一影響城市可持續發展。經濟結構單一主要體現在產業結構單一、所有制結構單一和勞動力結構單一這三個方面。資源型城市經濟的可持續發展將逐漸失去依托,從而使整個城市經濟呈現出結構性危機,進而影響資源型城市經濟的可持續發展。
3、社會矛盾突出。社會矛盾問題主要表現在:失業人員比重大、管理體制束縛城市發展、人才結構性矛盾三個方面。
4、生態環境破壞嚴重。資源型產業經濟活動包括煤礦開采、鐵礦與有色金屬開采與加工、石油化工煉制與加工帶來了一系列嚴重的生態與環境問題,如大氣污染、固體廢棄物污染、地表塌陷、水土流失以及水資源污染。
因此,資源型城市所面臨的困境表明,傳統的發展模式已不能滿足資源型城市可持續發展的需求,探索一條適合資源型城市發展的新型模式十分必要。
三、資源型城市“集約-綠色”產業鏈發展模式。
“集約-綠色”產業鏈發展模式是在可持續發展思想的指導下,按照清潔生產的方式,對資源及其廢棄物實行綜合利用的生產過程,最大限度地保護資源、減少浪費、提高資源利用率,在資源型產業開發過程中努力做到低開采、高利用、低排放,實現資源-產品-再生資源-再生產品的循環式經濟發展模式,從根本上解決資源型城市經濟發展與環境之間的沖突,即在資源的開發階段、加工生產階段和回收再利用階段開展集約開發、綠色開發和產業鏈深化的一種創新發展模式。其主要特征表現在:
1、探索集約化經濟增長模式,改變傳統的粗放型發展模式。在傳統粗放型發展模式下,資源型城市由于資源枯竭,開采能力下降和開采成本提高,資源型主導產業競爭優勢逐漸減弱,原有產業結構受到破壞,從而致使資源型城市經濟衰退,城市競爭力下降。而“集約-綠色”產業鏈發展模式不只是避免“礦竭城衰”的問題,而是追求一種健康的經濟增長模式,即保持經濟持續快速增長的同時,還要實現黑色經濟向綠色經濟的轉變。
2、強調資源減量循環高效利用,擺脫資源依賴。“集約-綠色”產業鏈發展模式必須重視綠色化生產,即培育發展起來的主導產業不僅要擺脫對資源的依賴,而且在生產的同時還要建立起循環經濟技術支撐體系,保護生態環境;對于資源尚充足的資源型城市則無須刻意強調脫資源化,認為可充分有效利用現有不可再生資源,深度挖掘資源潛力,繼續發揮其對經濟發展的拉動作用。但是這種資源潛力的挖掘和拉動作用的發揮必須建立在資源減量循環、高效利用的基礎上,利用綠色生產技術建立資源開發補償機制,將傳統粗放型開發使用模式轉化為綠色集約型開發使用模式。
3、強調環境問題防患于未然,而非先污染后治理。“集約-綠色”產業鏈發展模式轉變了“先污染后治理”的觀念,真正做到了標本兼治,既對已往破壞的生態環境進行修復治理,又對生態環境可支撐人口、經濟規模和容納污染物承載力進行定性定量分析,從全方位構建起生態環境的綠色保護機制,對經濟運行中可能造成的環境污染防患于未然,使生產系統本身具備了環境保護能力,實現了生態環境保護成本向生產系統的內化,形成了一種經濟發展與環境保護同步開展的新型生產模式。
4、強調產業鏈深化發展,改變產業結構的單一性。資源型城市發展到一定階段要進行經濟轉型,選擇培育新的主導產業,用充滿生機活力的新主導產業替代原有資源產業,帶動城市經濟的全面復興。
離開主導產業轉換,轉型便無從談起,所以主導產業轉換是資源型城市一般經濟轉型必須解決的首要問題。“集約-綠色”產業鏈發展模式對資源型產業植入綠色活力,通過循環經濟技術的應用和資源綜合利用率的提高,延長資源型產業生產鏈,最大限度的延長資源型產業生命周期。同時新興產業培育壯大的最終目的并非接替資源型產業,而是通過自身的綠色升級實現與資源型產業的配合,共同支撐經濟發展,最終完成綠色產業體系的構建。
四、結論。
資源型城市所面臨的困境表明,傳統的發展模式已不能滿足資源型城市可持續發展的需求,探索一條適合資源型城市發展的新型模式十分必要。“集約-綠色”產業鏈發展模式強調節約資源、保護環境、優化產業結構,是資源型城市可持續發展的新型模式。
【參考文獻】
1、Lucas R.A.Mine Town,Mill Town, Ray Town,Life in Canadian Communities of Single Industry Toronto[M].University of Toronto Press,1971:223-247.
論文關鍵詞:環境監測;網絡輔助教學;實驗教學
應用型人才是國家經濟社會發展不可或缺的重要人才類型,應用型人才的培養是我國高等教育專門人才培養的主體,如何在日常教學中改革教學內容和教學形式,突出應用型人才的培養模式,是高校教師在專業課的教學中努力思索的課題。近些年來,針對“環境監測”課程教學如何與實際應用相結合,各高校進行了一系列的改革工作,包括增加綜合、設計性實驗的比例,開設綜合性實驗,對環境監測實驗所用教材的建設,將環境監測實驗與校園所在地區實際環境監測項目相結合,對環境監測實驗的開放研究嘗試,將環境監測實驗課與教師科研項目相結合,從理論和實驗教學整體上進行改革,與不同專業特色相結合進行創新改革等,都取得了一定的成效。
渤海大學“環境監測”課程經過十幾年的建設,在課程教學體系、教學內容、教學方法和教學手段等方面形成了一套較完善的體系,具有一定的教學特色,讓學生學以致用,培養學生成為環境科技應用型人才。
一、“環境監測”課程教學改革的必要性
隨著東北老工業基地的振興、遼寧“五點一線”沿海經濟帶的開發,環境保護、環境工程類人才越來越受到重視。振興遼寧老工業基地的戰略必須走可持續發展的道路,防止和治理環境污染是實施可持續發展的前提。如何通過“環境監測”課程的教學培養學生的創造性思維、探索未知與創新精神,適應社會對創新應用人才培養的要求,增加學生的就業競爭力,就變得非常迫切。
渤海大學地處錦州市,錦州市及其周邊遼西地區是石油化工、造紙、制藥、有色金屬等企業集中的地區,環境污染狀況比較嚴重,環境監測和環境污染治理任務十分艱巨。渤海大學的“環境監測”課程是在參與地方環境監測工作中逐步發展和建立起來的。
二、“環境監測”課程教學改革的內容
近些年我國環境監測事業在監測內容、監測范圍、監測技術規范等方面都發生了重大變化,尤其是隨著監測技術的革新、自動快速監測儀器的推廣使用,“環境監測”課程的教學內容和教學方法、教學手段勢必也需要進行相應的改革。及時更新教學內容,將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中,為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容,才能培養適應社會需要的應用性合格人才。
1.突出教學內容的實用性
環境監測教學中教材內容更新較慢。教師在教學中對環境監測課程的教學內容進行及時地更新和調整。
(1)引入最新國家標準。由于環境科學學科的特殊性,相關監測方案的設計和監測分析方法標準在不斷地更新。因此在教學中恰當地引入最新國家標準,按最新國家環境監測標準給學生講授,使學生能盡快接受國家標準方法。
比如在講授監測方案設計時,結合“HJ495-2009水質?采樣方案設計技術規定”,根據我國環境監測工作實際需求對采樣點位的布設以及采樣頻率和采樣時間等內容進行修改和增補。
在講授廢水中污染物的測定時,2011年新修訂的“水質?總汞的測定?冷原子吸收分光光度法”比原來標準中增加了方法檢出限,增加了微波水解的前處理方法,增加了廢物處理和注意事項條款。
(2)引入最新環保案例。現在人們對環境保護的關注度較高。在教學中結合最新的環保案例進行講解相關理論知識,使學生更容易將所學知識應用于實際。如結合核污染事件,講解核衰變的基礎知識,核污染監測的采樣、測定等基礎知識,讓學生能了解使用儀器的測定原理和使用方法。結合血鉛事件給學生講解采樣的注意事項、金屬離子的檢測方法等。結合塵矽病事件,給學生講述粉塵的危害、可吸入顆粒物的監測原理和監測方法等。
(3)引入科技前沿知識。教學中及時把最新教改科研成果或學科最新發展成果融會于教學內容中來,讓學生及時了解這一領域的科技前沿知識,是培養學生科研能力的一種有效的方法。如在測定化學需氧量COD時,重點講授重鉻酸鉀法測定的原理和計算公式。結合實驗課內容和實驗操作步驟,講解在COD測定方法中最新科研成果,針對消解方法進行的研究,利用微波消解減少消解時間,改進催化劑,利用硫酸錳替代硫酸銀作催化劑等。
(4)引入現代化監測手段。在環境監測實驗過程中既采用經典的國家標準方法監測,同時也采用現代化大型儀器進行監測,教會學生使用實驗室新近購買的儀器。在進行廢水化學需氧量測定實驗時,既采用了重鉻酸鉀氧化法的經典國家標準分析測定方法,同時也利用實驗室最新購置的COD快速測定儀進行測定,讓學生既學會了容量分析的方法,同時也學會了利用光度分析測定化學需氧量的方法。
2.突出教學方法的靈活性
(1)采用理論與實踐相結合的教學方法。環境監測是一門實踐性很強的學科。在教學過程中采取理論與實踐相結合的教學方法。在課堂教學中,運用環境監測的實際問題說明環境監測的基礎知識、基本理論的應用。在實驗教學中,注意運用環境監測的基本理論解決實際問題。
實驗教學中采用最新的環境標準方法進行,讓學生掌握最新的科學前沿內容,同時,將教師的最新成果應用于教學實踐,改進實驗教學內容。
(2)采用開放式教學方法。在教學中采取開放的教學方法,包括教學內容的開放和教學實驗室的開放兩層含義。在教學內容上,讓學生參與教師科研項目,參與實驗設計,使教師科研成果在教學內容中得到較好體現,使課程內容保持鮮活生命力。學生通過參與教師的實驗項目和大學生創新實驗,取得了一定的成就,得到了很好的鍛煉。在教學實驗室的使用上,從時間和形式上開放,學生能有更多的機會做實驗,實際操作能力有了很大提高。
3.突出教學手段的多樣性
(1)采用多媒體輔助教學方法。在教學中充分利用現代化教學手段,開展多樣化教學渠道,使用多媒體教學,以期達到理想的教學效果。利用信息技術提供的大量共享資源,充分運用現代教育技術,與傳統的教學手段有機地結合,使課堂信息量和教學效果雙增。環境監測理論課教學全程使用多媒體技術,采用多媒體教學和傳統板書教學相結合的方式,把環境監測的監測過程、監測步驟以及化學反應原理等清晰地展示給學生。同時,利用仿真課件講授有關的實驗儀器裝置操作原理和操作方法、實施環境監測的實驗現場,市售的最新型號儀器也以圖片等方式“搬”進課堂,增加了課堂教學的直觀性和生動性,提高了課堂教學效率。
(2)采用網絡輔助教學方法。通過建立和完善環境監測網絡課程,包括教學大綱、練習題、電子教案、教學課件、教學實驗等多方面內容,學生課下可以借鑒網絡課程預習和復習相關內容,并且可以通過網絡和教師交流相關的內容。
4.突出考核方式的獨特性
考核方式的改革主要針對環境監測實驗課進行。實驗課的考試采取筆試和操作考核相結合的方法。學生實驗課結束后,先進行筆試考試,然后進行現場操作考核。
歷史沿革
湖南省的地質勘查行業發展始于上個世紀50年代初,發展到上世紀90年代末期的時候,全省擁有從業人數3萬多,將近60家地勘單位,分別隸屬于湖南省地礦廳、有色湖南地勘局、湖南煤田地質局、中國石油地質局、核工業中南地勘局、武警黃金部隊、建材湖南地勘總隊、湖南石油化工地質隊、輕工鹽業勘探隊和冶金長沙地調所。從管理體制上,所有這些地勘單位全部屬于事業單位,由財政撥款執行對應主管部門下達的地質勘察任務。
上世紀90年代中期開始,湖南省地質勘查體制就開始醞釀改革。1995年1月,原國家地質礦產部批準成立地礦部湖南地質礦產勘查開發局,負責管理原湖南省地質礦產所屬隊伍。省地礦廳和湖南地勘局實行兩塊牌子、一套班子、兩種職能、分軌運行的管理體制。
在省政府的安排下,1999年湖南省地質勘查行業進行了第一輪改革。湖南省地礦廳、有色湖南地勘局、湖南煤田地質局和核工業中南地勘局全部屬地化,其中湖南省地礦廳更名為湖南省地礦局(兩塊牌子并存),有色湖南地勘局改名為湖南有色地勘局(歸口省有色金屬工業總公司管理),核工業中南地勘局改稱湖南省核工業地質局,以上三個局以及湖南煤田地質局全部為省直屬事業單位。
屬地化以后的地礦、有色、核工業和煤田四個地勘局是湖南省省管地勘隊伍,也是我省地勘隊伍主要組成部分。根據2005年省國土資源廳的統計報表以及省財政廳和國土資源廳聯合調查組的調查報告,湖南省共有地質勘查單位78家,其中省管四局下屬的二級單位61家,人數達到41925人(其中在職職工19236人)。
現存主要問題
湖南省的地質勘查管理體制與全國的地質勘查管理體制存在相同問題,這些問題主要集中表現在以下三個方面:
所有制形式單一,產權關系不清。湖南省的地勘單位以事業型為主,這些事業型單位全部屬于國家所有制。在這種單一的所有制形式下,由省局任命的經營者代表國家管理地勘單位,經營者只對上級負責,經營成果的好壞與經營者個人利益沒有太直接的關系;職工的勞動、地勘單位的發展和職工個人利益沒有密切的聯系,導致職工不關心單位的管理,缺乏工作的主動性和積極性,從而造成地勘單位缺乏活力。
體制不順、機制不活。湖南省的地勘單位管理體制既不是純事業單位,也不是純企業體制,而是一種事業向企業過渡的體制。
事企不分、事企混合。地勘單位現行的管理體制,是事業與企業之間的過渡類型,即事企混合型。地勘行業將公益性和商業性混在一起運作。其中由財政預算出錢,為礦山企業找礦、勘探,造成了礦產勘查和開發的脫節,使許多耗費巨資探明的礦產,難以開發利用,形成資金的積壓;同時也加重了中央財政負擔,并扭曲了礦產品成本。
理想管理體制模式的構建
怎樣構建我省新的地質勘查體制?應該考慮以下幾個問題:一是公益性地質工作的內涵,二是我省現有體制的實際情況,三是國內外已有的經驗。
公益性地質勘查工作范圍的確定。公益性的地質勘查應該負責到什么程度,公益性地質勘查的工作范圍是哪些?筆者認為,應該包括以下幾個方面:一是在所有礦產資源的所有權歸全民所有的條件下,考慮到礦產普查的風險程度較高,一般企業難于承受,建議對所有礦業勘查而言,普查階段劃為公共管理;對于急需和緊缺礦產,可以考慮將詳查甚至勘探工作劃為公共管理范疇。無論對何種礦產,都必須在形成礦業權以后才取過征收資源使用補償的方式進入市場,由企業接手進入下步的勘查和開發工作。二是基礎地質調查(包括地圖、地層、構造、水、地球物理、地球化學等)、礦產普查和兩種資源的詳查和勘探工作。
改革以后湖南省地質勘查行業管理組織結構。公益性地質工作應該由政府部門承擔,而商業性地質工作則由民營資本完成,因此,公益性地質隊伍和管理體制組織可以按如下結構組建。
業務上國土資源廳下轄礦產勘查處、基礎地質調查處和地質環境處,它們均為行政單位。
輔助處室的設計方面,需要有兩個單位負責管理公共地勘投入的產品,分別是礦權處和資料中心。根據礦業權的屬性和國外的慣例,礦權處為行政管理單位,資料中心為非營利事業單位。考慮到礦權的市場運作,建議在礦權處下設立一個礦權市場運作中心,其功能相當于現在的土地產權交易中心。為了減少機構重復,建議將礦權市場運作中心和土地產權交易中心合并共同成立國土資源產權交易中心。
基礎測量處統一負責公益性基礎地質調查項目的計劃、驗收、鑒定、統計和財務管理運作,包括制定基礎地質調查作業中心以及作業中心成本(費用項目和開支標準)、項目財務預算安排。以及項目執行情況的審計工作。
礦產勘查處統一負責公益性礦產勘查項目的計劃、驗收、鑒定、統計和財務管理運作,包括制定礦產勘查作業中心以及作業中心成本(費用項目和開支標準)、項目財務預算安排以及項目執行情況的審計工作。
地質環境調查同樣屬于基礎地質的內容,是公益性事業。在日益重視環境保護,注重環境與經濟發展的和諧統一的今天,在國土資源廳下設立單獨的地質環境管理處是很有必要的。
無論是基礎地質勘查處還是地質環境處都必須有專業隊伍的支撐才有可能正常地開展工作,省地調隊就是這樣一個組織。
地質勘查體制改革的方案與實施
一是將現有四個局中的某個局或幾個局分別改革成為省地調隊和若干個普業性礦產勘查公司,剩下的人員和未被選中的幾個局實行分流、轉向、市場化,我們將這一方案稱之為“轉改方案”。
二是將現有的四個局完全并成為一個局,然后通過剝離和重組形成新的省地調隊和若干個商業性礦產勘查公司,這一方案權且稱之為“并改方案”。
三是現有的四個局分別或在自愿基礎上實行企業化改造,成立若干個商業性礦產勘查公司,同時投資新組建一個省地調隊,人員面向全國實現招聘,重點優先來自四個局的優秀地勘人才,這一方案可稱之為“建改方案”。
四是選擇性地從現有的各個地勘局中成建制抽調若干個勘探隊組成省地調院,然后讓這四個地勘局分別或在自愿基礎上融合后實行整體化企業化改造,成立若干個商業性礦產勘查公司,這一方案可稱之為“調改方案”。
1專業課程質量體系要盡力作到與教育目標相適應
任何課程體系建設都是在圍繞一定的教育目標,即根據時代的發展、人才培養目標定位和教育的規律,構建一個合理、完備的知識構架;在我國,專業教育除了符合社會對環境工程類人才需求外,還要考慮課程設置與相近學科的區別辦出自己的特色。同時,要符合國家教育部對普通高等院校專業課程設置大綱的基本要求。在每一門具體課程質量監控體系構建中,涉及到課程內容、師資配備、教學條件和教學方法的運用等諸多方面。為此,我們在課程教質量體系構建過程中,主要抓了以下幾個方面:
1.1專業課程設置
除了按照相關文件要求組織基礎課、專業基礎課和專業課程模塊化教學外,還應該結合近年社會就業對環境工程技術人才的需要,將《環境工程學》劃分為污染環境治理工程、生態環境保護工程和人工環境構建工程三大專業;并將污染環境工程專業分解為環境管理與監測、水污染控制工程、大氣污染工程、固體廢物處理工程和環境物理性污染控制工程等五大類專業課程體系,并分別制定了相應的理論教學和實踐教學質量規范。
1.2師資隊伍建設
(1)要求課程負責人完整講授本門課程在3輪以上,有教學組織能力,具有講師以上職稱;并要逐步形成主、副教師梯隊;(2)主講教師要具有講師以上職稱或碩士以上學位;新教師經過導師制和培訓,試講合格方能講授課程;(3)課程組由3名以上教師組成,隊伍學緣和年齡結構基本合理。
1.3教學文件制定
(1)教學大綱(含實驗教學大綱)符合專業培養目標要求;(2)教材及參考資料選用國家統編教材或符合教學大綱要求的近三年正式出版教材,有配套參考資料;(3)教學計劃、教案(講稿)、多媒體課件、成績分析、課程教學總結等。
1.4課堂教學監控
(1)授課質量:通過教學考勤記錄、課室使用記錄、教學督導巡查、學生調查評教等手段,在以下兩個指標上得到保證:一是主講教師校內評教均達到80分以上方為本學期考核合格;二是學生滿意率在≥65%;(2)學生成績:采用平時上課出勤、作業完成、問答及期末考試相結合的綜合評定分數和學分制,從而保證了課程學習。
1.5實踐教學環節
(1)實驗開出率≥90%(有實驗但不單獨設實驗的課程);(2)作業批改:符合校、院有關規定或要求;(3)實習環節:設置了大二后期的認識實習(1周)、大三假期的社會實踐實習、大四前期的下廠實習(4周)和畢業前結合畢業設計或論文實驗所安排的畢業實習(2周);(4)其他實踐環節:有習題課、言語能力訓練、設計課程,以及滿足社會需要的技能考核課程等,其學時比例和內容安排符合教學計劃和教學大綱要求。
1.6成績考核檢查
(1)命題質量:試題覆蓋面及結構、區分度合理,有參考答案和評分標準;(2)閱卷與評分:試卷評分誤差在±3分以內,且整體差錯率<=評分有差錯試卷份數/試卷總份數)≤1%。
1.7教學研究與改革
(1)教學研究:課程組有明確研究方向,且反映時代特征,有校級以上研究成果(含階段性成果);(2)教學內容與方法改革:授課內容符合時代要求,授課方法能調動學生主動學習,注意培養創新能力;(3)多媒體授課:有一定數量的課時使用多媒體或其他輔助教學手段;(4)雙語授課:常用術語使用外文(外語課除外)。
2專業教學質量改革要抓精品資源共享課建設
精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。通過修訂本科教學方案,調整課程體系,同時加強課程和內容改革、教學手段教學方法改革、教材建設、教師隊伍建設等,構建具有一流教師隊伍,一流教學內容,一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的精品資源共享課課程。通過精品資源共享課課程的示范效應,再來帶動課程整體水平的提高,形成課程建設的良性循環。根據學校的實際情況,確定精品資源共享課課程建設指導思想。學校的課程建設目標應與學校定位相適應,與特定的人才培養目標相匹配。因為不同的學校人才培養目標、辦學條件、師資水平、學科發展水平以及對精品資源共享課課程的認識角度的差異,專業課程建設的指導思想也不相同。學校的課程存在著兩個系統,其一是學校的課程體系構成一個大的課程系統,其中的每一門課程并非獨立存在,而是相互關聯相互影響的,要保證課程質量的提高,就必須要保證整個系統的高水平。對于精品課程的制作還有以下要求:(1)精品資源共享課課程建設要體現培養掌握系統的基礎知識、基礎理論,具有創新意識和創造能力的“高層次、高起點、高素質”本科人才的質量標準。(2)作為學校學科建設的有機組成部分,精品資源共享課課程建設要綜合教師隊伍建設、教材建設、課程體系和教學內容改革、教學手段和教學方法改革、教學環節的改革和建設等各方面成果,整體推進。(3)精品資源共享課課程建設要集教學名師、精品教材、教學改革成果于一體,實現優質教學資源的充分交流與共享,最大限度地提高本科課程教學的質量。
3學校管理采用“OBE”教育模式,全方位提升專業課程要素品質
學校作為教學管理的主體,加強教學手段和教學保障體系的改革,應該是采取采用“OBE”教育模式,全方位提升課程要素品質的重點。抓好以下幾點:
3.1體現“以學生為本”的教學理念
在課程教師在進行課程改革時,在從學科發展的角度考慮問題的同時,能夠站在學生的角度換位思考,使教師要傳授給學生的知識和學生真正需要的知識二者有機結合,體現“以學生為本”的教學理念,更有利于取得好的教學效果。
3.2發揮教授在課程教研中的核心作用
鼓勵教授為本科生上課,特別是以教學型為特征的普通高等學校,要形成以主講教授為核心的高質量師資隊伍。充分發揮資深老教授經驗豐富、學術造詣深的有利條件,做好對中青年老師的傳幫帶。
3.3結合學科新發展改革教學內容和方法
重視課程的基本概念、基本理論框架和主要知識面的介紹,同時,還根據與時俱進的精神,及時、適當地介紹本學科的最新動態和前沿熱點,將當前的教學改革和科研成果引入課程教學,使課程教學內容保持基礎性的同時,不斷提高課程內容的時代性和前沿性。學校要鼓勵教師結合科研編寫新教材和新教案。教材工作所取得的成績充分顯示學校在社會科學領域的雄厚實力和重大影響,很好地反映了教師的科研水平;反過來又將促進相應學科的課程建設和教學改革,為學校課程質量的整體提高奠定堅實的基礎。
4教學質量要強化高等學校開放辦學力度
現代開放辦學是一個全新的理念,要保證高校教學質量不斷提高,需要作好以下事宜:
4.1充分借鑒國外一些知名高校的教學質量保證經驗
英國高校的質量保證主題包括六個方面:課程設計、教與學和評價、學生進度和成績、學習支持、學習資源以及質量保證和提高。土耳其為高等院校建立了以ISO9000為基礎的全面質量管理的質量保證體系模式,其主題包括七個方面:課程設計和結構、課程管理和操作、教與學和評估、學生支持和指導、學習資源、質量保證和提高以及學生進步和成就。美國網上課程的質量保證主題包括七個方面:課程發展、校部支持、教與學的過程、課程結構、學生支持、院系支持以及評價和評估。印度學者提出的遠程教育質量保證體系的主題和美國網上課程的質量保證體系幾乎完全一樣,包括七個方面:課程開發、校部支持、教與學、課程結構、學生支持、院系支持以及評價和評估。這些質量保證體系應該成為我們借鑒的質量保證的主題內容。
4.2加強與國外同類大學的交流與合作
包括人員交流與項目合作、教材引進與合作以及學生培養合作等,使我們的專業教育質量與世界接軌,課程質量與世界同步。
4.3搞好校外學生實習基地建設
環境工程本來就是一門實踐性很強的專業,積極開展多形式的校外實習活動,有助于學生技能與綜合素質的提高。我們結合學校本科教學水平評估工作,近年來,先后落實了與茂名石化廠水處理車間、茂名熱電廠、茂名市生活污水處理廠以及粵西醫療垃圾焚燒場、垃圾處理場等一批校外實習基地,保證了教學實習的開展。
4.4發揮學校服務導向功能
(1)組織到位。將學校形成一個校長親自抓、副校長負責抓、教導處具體抓、教研組協同抓的校本教研的管理網絡。(2)制度到位。學校制定各項教學常規制度、聽課評課制度、師徒結對制、青年教師星級評定制、教師外出學習匯報制等,從制度上保證并激勵了教師參加校本教研活動,提高活動質量;(3)人員到位。一是實施教研活動組長負責制、學校領導聯系制。即各教研組的活動由組長負責,學校領導各聯系一個教研組,指導并參與各個組的教研活動。二是學科指導組成員要深入課堂、研究教學,全面負責各學科的教學指導工作。
4.5激勵到位
關鍵詞:污水處理 自動控制
一:前言
城市生活污水是城市發展過程中的產物,早期的城市生活污水處理主要是通過污水收集系統排放到附近下游水體之中,利用水體的稀釋以及水體自凈作用來進行簡單的處理,但是隨著我國國民經濟的迅猛發展,城市規模不斷擴大,人口數目增長迅速,隨之而來的是城市生活污水的水量不斷加大,水質也越來越復雜,僅僅依靠稀釋及水體自凈作用處理過的污水已經無法滿足達標排放的要求,會對下游水體產生較大的污染和影響。在這種情況下,我們就不得不采取措施加大對城市生活污水的處理力度,以改善不斷惡化的水環境污染趨勢。
在城市污水處理廠的管理方面,早期主要是由技術人員現場檢測、調試,由于處理廠的處理構筑物較多,需要進行實時檢測的項目指標多而復雜,例如:進出水pH值、進水流量、曝氣池溶解氧量等等,如要對這些指標逐一實時檢測,無疑會耗費大量的人力物力。隨之我國工業化進程的迅速發展,自動控制系統漸漸應用到污水處理工藝過程監測過程當中,并且取得了相當好的效果,既節省了人力資源又節約了能源,有著廣闊的發展前景。近年來,各地相繼利用外資建設了一批城市污水處理廠,將先進的工藝及設備引進國內,在提高工藝設備技術水平的同時,控制系統和管理水平也有了很大的提高。結束了以往污水處理全部用人工或簡單的電器控制的落后局面。
發達國家在二級處理普及以后投入大量資金和科研力量加強污水處理設施的監測、運行和管理,實現了計算機控制、報警、計算和瞬時記錄。美國在20世紀70年代中期開始實現污水處理廠的自動控制,目前主要污水處理廠已實現了工藝流程中主要參數的自動測試和控制。80年代以來在美國召開了兩次水處理儀器和自動化的國際學術會議,會上發表的數百篇論文反映出水處理自動化已發展到實用水平[1]。與國外相比,我國污水處理自動化控制起步較晚,進入90年代以后污水處理廠才開始引入自動控制系統[2],但多是直接引進國外成套自控設備,國產自動控制系統在污水處理廠應用很少。
二: 湛江市赤坎水質凈化廠簡介
本文以廣東省湛江市赤坎水質凈化廠為例,簡要介紹了自動化控制系統在該廠污水處理工藝過程中的應用情況,并提出了尚需解決的問題。
赤坎水質凈化廠是湛江市的重點工程,一期工程日處理量為5萬噸/天,主要生物處理工藝采用的是“A2/O微曝氣氧化溝”法。該廠的處理工藝流程如下:
該廠采用的自動化控制系統主要包括以下幾個部分:中央控制室監控設備,可編程控制器(PLC)部分,檢測儀表部分,避雷部分,閉路監控部分。目的在于使廠方能夠及時了解和掌握污水廠處理過程的運行工況、工藝參數的變化及大小、優化各工藝流程的運行,保證出水水質,降低處理成本,節省能耗,提高運行管理水平,使污水處理廠能長期正常穩定地運行,取得最佳效益。
三: 系統控制說明
該廠主要在以下工藝過程中設置了自動控制系統:
1:在粗、細格柵前后均設置了超聲波液位差計,并在現場及中央控制室電腦顯示器上實時顯示粗、細格柵前后液面的液位差值。根據本廠的處理水質水量設定了工藝值,當前后液位差值大于或等于該工藝值時,可以自動實現對粗、細格柵的連鎖啟停。
2:在進水管中安裝了電磁流量計,實時測量進水流量并在現場及中央控制室電腦顯示器上顯示預處理進水泵站的液位值,并自動根據該液位值的高低控制三臺進水提升泵的啟停,使三臺提升泵的運行時間基本上保持平衡,并在電腦上顯示出各臺提升泵的啟停狀態。在調節池中設置了pH計,可以測定瞬時進水pH值,以反映進水水質是否符合處理要求。進水pH值的設定要求范圍是4.0~9.0,當進水pH值不在此范圍內時,中控室電腦上會發出聲光報警信號,并自動關閉進水閘門,以保證出水水質。
3:在氧化溝厭氧池中設置氧化還原電位(ORP)在線測定儀一臺,在缺氧池及好氧池中分別設置溶解氧(DO)在線測定儀兩臺,在現場及中控室電腦上均可實時顯示測定值,本廠的氧化溝厭氧池ORP一般在-200mv左右;缺氧池DO一般在1.0 mg/L左右;好氧池DO一般在2.0~2.5mg/L左右。當監測到的實時值不在設定值范圍內時,中控室電腦上會發出聲光報警信號,工作人員可據此決定鼓風機開啟的臺數和曝氣量,在保證溶解氧在正常范圍內的基礎上為用戶節省了能源消耗。并通過切換主機、副機的運行狀態,使三臺鼓風機的累計工作時間基本相等。
4:在好氧池中設置污泥濃度計兩臺,實施監測好氧池中的污泥濃度,當池中污泥濃度較大時,會及時減少二沉池中的污泥回流量,增加排泥;當濃度較小時時,會適當增加污泥回流量。以上控制過程均可以在中央控制室內根據監測數據進行遠程控制。
5:在二沉池中設置一臺泥位計,當在線監測泥位值偏高時,可自動調節刮吸泥機、排泥設備,將剩余污泥外排,防止沉淀污泥發生腐敗。
6:在出水池中設置pH計、COD在線測定儀、污泥濃度計各一臺,并在現場及中控室實時監測顯示測定值,工作人員可隨時掌握出水水質情況,并判定出水是否達標排放。赤坎水質凈化廠出水要求達到國家二級標準。
四: 總體評價及存在的問題
本廠所采用的污水處理自動化控制系統借鑒了國內外先進的計算機軟、硬件技術,控制理論及算法,實現了污水處理全過程自動智能控制,節省了人力資源,能夠及時、準確地反映工藝過程中各個工藝參數的變化情況,并通過聲光報警,數據溢出時自動暫停設備等方式提醒工作人員根據參數變化及時做出調整對策,保證整套處理過程長期穩定、高效地運行。
自動化控制應用于污水處理工藝過程,在國外已有許多成功范例和典型工程實例,近年來,我國也有許多污水處理廠借鑒國外先進技術,將自動化控制合理地應用到污水處理工藝過程當中,并且取得了良好的效果。但是在兩者相結合的過程中仍然存在許多問題,現作如下總結:
1:污水處理自動控制系統中所采用的一些自動化檢測設備、儀表、閥門的功能和精度目前還很不完善,在實際應用中達不到預期的效果,誤差很大,因此,如果單純依靠這些檢測設備來判斷污水處理情況并實施自動控制,往往很難達到處理水質達標排放和節約能源的目的。
2:雖然許多污水處理廠采用ORP、DO、pH值作為參數來控制出水水質,調節曝氣量,但是當控制器無法找到ORP特征點時,污水處理系統仍然會按照時間來控制整個處理過程。
3:污水水質的監測與控制存在滯后問題,例如根據好氧池中的DO來控制鼓風機的曝氣風量,由于生化處理系統本身是處于動態平衡當中的,操作人員通過在線實時監測發現DO偏低(或偏高),并通過調節鼓風機葉輪轉速來實現增加(或減少)曝氣量,在此過程中,DO值監測與鼓風機風量調節之間的滯后可能會導致鼓風機無法準確地根據好氧池中實際溶解氧的濃度來提供曝氣量,難以真正達到節能的目的。
4:儀器設備維護難度大。例如pH計、污泥濃度計、泥位計等儀器均有嚴格的使用維護要求,包括接觸探頭的定期清洗、標定,設備損耗維修等等,并且現階段我國污水處理廠大都采用是進口設備儀器,價格昂貴,這也在一定程度上增加了污水處理廠的投資費用。
五: 結語
現今我國污水處理廠多是采用國外進口設備與控制系統,價格高,維護困難。并且目前我國國產的在線分析測定儀器設備還不能達到精度要求,因此,進行我國自主研發設計制造自動化控制系統,并提高儀器設備的測量精度和質量,降低維護費用,是我們現階段以及今后污水處理廠自動化控制系統發展的主要方向。
參考文獻
摘要:
地下水系統是包含地質環境、地下水動力、地下水化學等子集的綜合系統,早在2000年前的古羅馬時代,人們就已應用水文地球化學方法開展地下水的水化學特征、地下水補給、徑流與排泄等研究。近現代同位素技術的發展,為開展地下水補給和可更新性、追蹤地下水污染等方面的研究,提供了極大幫助。研究者通過分析地下水樣品的水文地球化學指標,如K+、Ca2+、Na+、Mg2+等離子,結合δ18O、δD、δ37Cl、δ81Br等穩定同位素指標,在地下水徑流特征分析、水巖相互作用過程、地下水咸化、地下水資源管理以及地下水水質問題等研究方面取得了大量成果。本文概述了國內外近年來應用水文地球化學與同位素結合的手段進行地下水系統研究取得的成果及進展,著重回顧了在地下水咸化、地下水硝酸鹽及微量有機污染以及地下水資源管理研究中的應用成果。文末討論了應用水文地球化學與同位素結合的手段研究地下水系統的基本方法,探討了開展地下水質質量評價與地下水資源管理的科學方法,展望了水文地球化學與同位素方法在地下水有機污染調查研究中的應用前景,認為該方法可以為地下水中新型及持久性有機污染物的來源及污染特征研究提供重要支撐。
關鍵詞:
水文地球化學;同位素;地下水;硝酸鹽;微量有機污染物
自從古羅馬哲學家老普利尼記錄第一條水文地球化學規則以來———流水呈現出與它所經過的巖石相似的性質———科學家和哲學家對水文地球化學的運用已經歷了2000余年。早期的水文地質研究傾向于水巖相互作用、徑流走向、水文地球化學循環特征等方面,現代水文地球化學更注重應用于水資源管理及水污特征染等的研究。上世紀60、70年代,隨著工業化進程加劇,水資源短缺與水質惡化問題凸顯,水文地球化學在地下水污染及相關問題研究中的作用更為重要。與此同時,元素的檢測儀器從原子吸收光譜(AAS)發展到電感耦合等離子體發射光譜儀再到電感耦合等離子體質譜,多元素同步檢測以及含量在μg/L水平以下微量元素的檢測技術取得突破,水文地球化學的應用得以擴展到酸雨、孔隙水等微小體積樣品分析領域。對水資源評價和水質分析做出重要貢獻的另一工具———穩定同位素技術在這段時期也得到快速發展。1961年,Craig在《科學》雜志上發表了經典文章“isotopicvariationsinmeteoricwaters”(全球降水的同位素組成差異),標志著同位素手段在自然水體中的系統應用開始。歷經50余年的發展,同位素手段已與水文地球化學分析手段緊密的融合在一起,在建立地下水循環過程概念模型、了解水質演化、判斷地下水補給水源以及地下水溶質的溯源等方面發揮著重要的作用。眾所周知,地下水資源是干旱、半干旱地區工業、農業和生活用水的重要來源。例如在西班牙,地下水提供了全國總用水量的1/5,并灌溉了全國1/3以上的農田。我國首都北京市同樣處于溫帶半干旱半濕潤地帶,水資源天然稟賦不足,全市2/3以上的供水量來自地下水資源?。自20世紀70年代以來,北京因地表水的減少和地下水開采量增加,地下水逐年虧損。超量開采地下水造成水位下降,形成水位降落漏斗,產生地面沉降、水質污染等問題?。為緩解緊張的用水形勢,保障城市供水,很多地區利用再生水進行農田灌溉。但目前多數城市工業廢水和城市生活污水排放量大幅增加,污水處理設施能力明顯不足,再生水灌溉嚴重威脅到地下水水質安全。在沿海地區,地下水超采還會引發海水入侵,導致地下水咸化、地下水水質退化等問題。面臨日益嚴峻的地下水資源短缺及地下水水質惡化等問題,人們迫切的需要在地下水水質狀況、污染狀況、污染物來源、遷移及歸趨、水資源管理等等方面展開深入細致的研究。水文地球化學特征與同位素特征分析相結合的研究方法,已成為廣大研究者用于研究地下水資源管理及污染物來源及遷移轉化的重要手段。本文將就水文地球化學與環境同位素分析手段在地下水資源與水質評價研究中的應用現狀與成果做一回顧,著重概述水文地球化學與環境同位素分析手段在地下水補給來源、地下水咸化過程、地下水污染及地下水資源管理研究中的應用。并在此基礎上討論應用水文地球化學與同位素方法研究地下水系統的基本方法,探討開展地下水質質量評價與地下水資源管理工作的科學方法,展望今后水文地球化學與環境同位素分析方法的應用空間及有關發展趨勢。
1地下水的補給與演化
水文地球化學與同位素分析手段是描述地下水補給來源與揭示地下水演化規律的有效研究方法,被廣泛應用于多個地區地下水系統的研究中。研究者將地下水樣品中的δD、δ18O值與當地大氣降水線比較,如果二者擬合程度好,則說明研究區地下水主要源自大氣降水的入滲補給。DongJiannanetal.(2014)研究了我國四川省廣元市的地下水來源與演化,將研究區地下水的δD、δ18O值投影到西南地區δD-δ18O值關系圖上,發現均落在降水線附近,如圖1所示,即認為該區地下水主要來源于大氣降水補給。ZhaiYuanzhengetal.(2011)比較了北京市平原區地下水與北京地區大氣降水中的δD-δ18O關系,發現地下水中的δD、δ18O平均值明顯低于大氣降水中的δD、δ18O值,地下水中的δD-δ18O線性斜率亦小于大氣降水線。據此,作者得出該區域地下水主要來源于大氣降水的入滲補給,并認為地下水在補給過程中經歷了不同程度的蒸發作用影響。Chenetal.(2014)在地下水系統的研究中,除分析D和18O同位素外,還增加了37Cl和81Br的指標,用于更為準確的判斷地下水的補給來源,以及揭示地下水形成初期所經歷的地球化學演化過程。δ37Cl和δ81Br同位素組成的變化可對一些物理過程如蒸發、稀釋、離子交換等起到指示作用,蒸發作用使樣品中δ37Cl和δ81Br值升高,而海水稀釋則使δ37Cl和δ81Br值降低,其中δ81Br的變化幅度更為顯著。通過分析中國北方某地區地下水中δ37Cl-δ81Br相互關系以及δ37Cl和δ81Br與TDS之間的關系,Chenetal.(2014)準確區分了經歷蒸發作用與海水稀釋的兩個地下水演化系統,如圖2所示。圖中可見,冀中地下水系統經歷的蒸發作用明顯,而黃驊地下水系統則主要經歷了海水的稀釋作用。
2地下水咸化
海濱地區地下水超采引發海水入侵災害造成地下水咸化,在干旱半干旱地區尤為嚴重。在葡萄牙的大西洋海岸,從北部的Aveiro到南部的Algarve,都發生了因超采引起的地下水咸化災害,并逐步向內陸延伸。我國環渤海地區由于淡水資源匱乏,地下淡水資源是居民飲用水及工農業用水的重要組成部分,地下水連年超采,引發嚴重的海水入侵,已經破壞了部分濱海水源地。除海水入侵以外,地下水的咸化還歸因于其他過程,如蒸發濃縮過程、污水回灌、古咸水補給、表層水鹽分溶解與滲濾以及水巖相互作用使礦物溶解等。很多地區地下水咸化往往是上述幾個因素共同作用的結果,要區分地下水咸化的來源及主要作用過程,將是一個非常復雜的難題。環境同位素的組成特征是識別海水入侵及其他地下水咸化過程的重要工具。當地下水咸化主要是由海水入侵引起時,地下水的同位素組成(δ18O和δD)呈現出與海水一致的變化。而地下水發生鹽分礦物溶解、或表層鹽水滲濾導致地下水鹽度增高時,地下水的δ18O和δD同位素組成則并不會發生變化(圖3)。結合Ca2+、Mg2+、總溶解性固體等水化學特征,就可以區分地下水咸化的不同來源。圖3不同咸化過程地下水同位素組成與鹽度變化關系Fig.3δ18Ovssalinity:changeinisotopiccompositionofwater,ascribedtodifferentsalinizationprocessesCaryetal.(2015)通過分析地下水中溶解氧、電導率、總溶解性固體(TDS)以及Ca2+、Mg2+等多種離子含量,結合δ2H,δ18O,δ87Sr和δ11B等多元素同位素組成,探討了巴西東北部重要沿海城市Recife地區地下水咸化的來源與主要過程。淺層地下水中δD和δ18O同位素分析表明咸化是由古海水匯入以及淺層地下水蒸發濃縮造成的,深層地下水中Na、B、Ca、Sr等水文地球化學特征顯示有明顯的咸水引入,并發生相應的離子交換。YangJilongetal.(2012)、Xueetal.(2000)通過水文地球化學與環境同位素結合分析,對我國濱海地區地下水海水入侵程度、鹽分來源以及入侵機理進行了研究。研究者以大連大魏家水源地為研究對象,對地下水δD和δ18O同位素的組成進行了分析,結合Cl-濃度分布,作者認為研究區除海水入侵淡水含水層增加了地下水中的鹽分外,淺層地下水的蒸發也對地下水中鹽分的累積起到了重要作用。根據不同水體中δ34S-δO4、δ13C-HCO3等同位素特征,結合水化學成分(如SO42-、Cl-)分析認為,研究區微咸水和咸水并不是地下水淡水和海水機械混合而成,而是在混合作用基礎上還發生了如石膏、碳酸鹽巖的溶解和沉淀等地球化學作用。通過對環境穩定同位素(δ2H、δ18O和δ13C)和放射性同位素(3H和14C)進行分析,結合地球化學數據,Carreiraetal.(2014)識別出葡萄牙內陸地區地下水咸化的主要來源包括:海水入侵、深層鹽水稀釋、以及淺層灌溉水的蒸發。研究區大部分地下水的δD、δ18O值均位于全球降水線上或在附近,說明當地地下水主要來自降水補給。在近海地區,地下水Cl-濃度升高,電導率升高,體現出與海水混合、鹽分溶解的影響。利用放射性C同位素、環境穩定同位素和水文地球化學資料,便可從多種途徑解釋地下水鹽分升高的來源,甚至區分古海洋水和現代海水的入侵比例。而近代人為活動如對地下水超采、采用污水灌溉等,已成為僅次于海水入侵引發地下水鹽化、地下水水質退化的過程。采用Cl離子與δ18O的關系作為指示地下水蒸發濃縮程度的一個經典常用指標,可以指示污水回灌引起的鹽分變化。
3地下水污染
自古代以來地下水水質就與人類活動息息相關,隨著近現代工業化不斷發展,人類對地下水資源需求量增大,地下水位不斷下降,取水井深不斷增加,地下水污染逐步顯現(圖4)。其中,農業面源污染、城市生活污水及工業固體廢物處置是造成地下水有機與無機污染的主要人為活動(Edmunds,2009),也是目前研究者重點關注的研究領域。近50年來,為了應對人口增長對糧食的需求,以地下水灌溉為前提的農業生產活動,如印度等國家為提高糧食產量提出的“綠色革命”,造成了地下水位的持續嚴重下降(Perrinetal.,2011)。在我國,單位耕地面積化肥及農藥用量分別為世界平均水平的2.8倍和3倍,大量化肥和農藥通過土壤滲透等方式污染地下水;部分地區長期利用污水灌溉,對農田及地下水環境構成危害,農業區地下水氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮超標和有機污染日益嚴重?。人口急劇增長和城市規模擴大使生活污水的排放量不斷增加,而廢污水處理設施建設相對滯后,大量廢污水未經處理或者未處理完全即排放到環境中,成為地下水污染的重災區?。我國大部分農村地區的生活垃圾仍處在隨意丟棄的階段,城市地區多處非正規垃圾填埋場幾乎沒有防滲措施,垃圾滲濾液嚴重威脅地下水環境安全。工業固體廢物的不當處置會造成滲漏污染地下水,石油化工行業勘探、開采及生產等活動顯著影響地下水水質,工業企業通過滲井、滲坑和裂隙排放、傾倒工業廢水,造成地下水污染。當前,我國相當部分地下水面臨嚴重污染,部分地區地下水污染程度仍在不斷加重?。當前及未來形勢下,人類需要識別地下水污染的來源,追蹤地下水污染物的遷移轉化行為,了解地下水污染物的消減機制,為地下水資源的再生及可持續利用提供支持。
3.1硝酸鹽污染
硝酸鹽是地下水中最為普遍的一類污染,主要與農業上施用氮肥等活動、垃圾集中處理、工業廢水排放、動物養殖等活動相關。不同來源的硝酸鹽顯示出不同的N、O同位素比值特征。因此,通過分析地下水中硝酸鹽的δ15N與δ18O值,可以判斷地下水中硝酸鹽污染的主要來源。結合水文地球化學數據,還可對硝酸鹽污染物的生物地球化學轉化過程進行評價。研究資料顯示,工業化肥的δ15N-NO3一般在-9.2‰~+14.5‰之間,而動物糞肥的δ15N-NO3一般在10‰~20‰之間,且δ18O-NO3普遍低于15‰。Matitatos(2016)分析了希臘中部Asopos盆地24孔井水中硝酸鹽的同位素,結果表明,δ15N-NO3位于-9.2‰~+14.5‰之間,平均5.4±1.2‰(n=24);δ18O-NO3位于-2.6‰~+13.8‰之間,平均2.5±1.5‰(n=24)。結合十項水文地球化學指標的分析(電導率,Mg2+,Cl-,SO2-4,NO-3,TotalOrganicCarbon,K+,As,SiO2andZn),Matitatos(2016)推斷Asopos盆地研究區地下水硝酸鹽污染主要來自城市和工業廢污水。地下水硝酸鹽的生物地球化學轉化過程,包括硝化作用與反硝化作用,從N、O的同位素比值變化上有所反映。好氧條件下的硝化過程中,14N發生富集而15N貧化,δ18O-NO3值介于<-5‰到+15‰之間。厭氧條件下,NH4+迅速完成硝化反應,生成富集15N的硝酸鹽產物。地下水硝酸鹽的硝化速率受含水層巖石組成的影響,水稻田的灌溉補給和反硝化作用可顯著降低地下水硝酸鹽濃度(Chaeetal.,2009)。
3.2硫酸鹽污染
地下水中NO3-富集,會促進沉積巖含水層中的硫鐵礦發生氧化,進而使地下水硫酸鹽濃度升高。硫酸鹽是地下水中普遍存在的一類化合物,來源于多種人為源和自然源,包括土壤施用的農業化學品淋濾、酸雨、石灰巖含水層中硫化鐵礦物的氧化與溶解等。飲用水中硫酸鹽含量過高,還會影響到水的硬度和口感。不同來源的硫酸鹽δ34S和δ18O值表現不同,硫鐵礦氧化生成的硫酸鹽化合物具有δ34S和δ18O極度貧化的特征,而未遭受人為污染的深層水顯示出與前工業化時代降水一致的δ34S富集的特征。在區域尺度上多個含水層交界的地下水系統中,研究者利用硫酸鹽的δ34S和δ18O同位素指標作為硫酸鹽的物理過程和生物地球化學過程的指示物。為探究地下水中硫酸鹽的人為源與自然源(硫鐵礦氧化)組成關系,Moncaster等(2000)通過一個簡單的二維模型模擬了理想狀態下石灰巖含水層中硫酸鹽的不同來源關系(式1)。假設在這個理想系統中,硫酸鹽無轉化無沉淀,則:Cg·δ34S(SO4)g=Ca·δ34S(SO4)a+Cp·δ34S(SO4)p,(1)其中,C:濃度;δ34S(SO4):硫酸鹽S同位素組成;g:地下水總硫酸鹽;a:人為源硫酸鹽;p:硫鐵礦氧化硫酸鹽;由于:Cg=Ca+Cp,則:δ34S(SO4)g=(n)(δ34S(SO4)a)+(1-n)(δ34S(SO4)p),其中,n=人為源硫酸鹽的比例。利用上述模型,Moncaster等(2000)計算得到在LincolnshireLimestone含水層地下水約有66%~88%的硫酸鹽來自人為源(圖5),印證了當地淺層地下水主要是遭受污染的現代水的說法。
3.3微量有機污染
在我國,地下水有機污染研究起步較晚,但已在一些地區發生了嚴重的地下水有機污染事件,持續發展的高靈敏度和高選擇性分析測試技術使得地下水中的新型微量污染物得以不斷被檢出。當前,各類化學品通過工業廢水、礦山等點源污染和土地施用化肥、農藥等面源污染進入到地下水中,地下水的有機污染已引起越來越多的關注。地下水污染研究已從無機污染轉向有機污染,微量有機污染上升為地下水環境保護領域的首要問題。研究普遍認為,地下水中的有機污染與畜牧養殖、農業化肥與農藥使用等人類活動相關。進入到地下水中的污染物在下滲過程中會通過土壤吸附、生物降解、稀釋等自然作用消減,但一些污染物也有可能在地下水中富集,或生成更頑固的中間產物。此外,污水處理廠排放的廢水及地下水污水回灌也給地下水系統帶來大量有機污染。相較城市建設的進程,很多污水處理設施的建設明顯落后,部分未達標處理的廢污水排入地下水,造成地下水有機污染加重。圖6總結了地下水中有機污染的主要來源與遷移途徑。可以看到,地下水系統面臨來自人類活動的多重污染。地下水中的微量有機污染物的含量及遷移轉化等行為,與化合物的水溶解度S、辛醇-水分配系數logKow、有機碳-水分配系數logKoc等物理化學特征密切相關。水溶解度高、logKow高的化合物傾向在地下水中富集,如2環、3環和4環多環芳烴(logKow<5)相較5環和6環(logKow>6)多環芳烴在地下水中的檢出率明顯較高。此外,含水層的地質條件、水文地球化學特征也是影響地下水中微量有機污染物富集的關鍵因素。非承壓含水層及地下水滯留時間短的含水層,如卡斯特含水層和淺層沖擊含水層,通常微量有機污染物的含量較高。硝酸鹽、硫酸鹽是地下水人為污染的重要指標,人為活動的影響較多的地方大部分顯示出地下水中NO3-、SO42-離子濃度較高的特征,NO3-、SO42-離子濃度結合δ15N-NO3、δ18O-NO3和δ34S-SO4、δ18O-SO4同位素特征分析,可進一步識別出地下水中不同有機污染物的來源及貢獻。應用水文地球化學分析與穩定同位素特征相結合的手段,探尋地下水有機污染物的來源及轉化,在有工廠污水排放、畜禽養殖、污水回灌等多種人類活動混合的復雜區域,顯得更為有效。GuoHuamingetal.(2001)選擇我國南陽油田作為研究區,根據近似地下水流線方向地下水中總油質量濃度和水化學分析結果,發現有機物污染嚴重的地方地下水總油質量濃度就高。由于硫酸鹽與總油質量濃度之間的變化關系明顯,作者認為硫酸鹽可作為地下水有機污染的地球化學標志物。Estevezetal.(2016)對位于西班牙某高爾夫球場地下水中的微量有機污染物進行了分析,包括一些優先控制的微量有機污染物(多環芳烴、有機氯農藥等)以及典型新型持久性有機污染物(藥物)的含量情況,同時分析了地下水中δ15N-NO3、δ18O-NO3和δ34S-SO4、δ18O-SO4同位素。作者發現污染物的含量與地下水的水文地質條件、穩定同位素特征之間均存在明顯的相關關系。位于補給區域的井水中污染物含量以及δ15N-NO3同位素指標均處于較低水平;而用于灌溉的再生水中的硝酸鹽、六氯苯、毒死蜱等有機污染物濃度δ15N-NO3、δ34S-SO4同位素明顯較高。因此,在研究地下水中的有機污染物時,可以根據研究區的水文地質特征及穩定同位素特征選擇適合的監測井。Sassineetal.(2015)首次使用三嗪類農藥(阿特拉津、西瑪津及其降解產物)作為農業活動污染的指示物,結合Na+、K+、Cl-、NO32-等水文地球化學指標,及δ18O、δD、87Sr/86Sr等同位素特征分析,對法國某地淺層沖擊含水層的補給水源進行了識別。經主成分分析證實,這種多參數研究手段可以應用于較大尺度上地下水補給的來源以及地下水質量的管理研究。
4地下水資源管理
位于多個地區交界的含水層地下水資源管理需要精確而又詳細的含水層邊界與補給水源資料,對于地熱資源這種十分寶貴的綜合性礦產資源尤其如此。Pannonian盆地是歐洲最大的內陸盆地,橫跨匈牙利、羅馬尼亞、塞爾維亞等八個國家和地區,隨著各國對地下水資源的需求不斷加大,建立一個共同的地下水與地熱資源的管理方案十分必要。借助于Cl-、NO3-、NO2-、SO42-等離子及元素分析,以及δ18O、δ2H和3H、14C同位素分析,Szocsetal.(2013)嘗試對斯洛文尼亞東北-匈牙利西南部的跨界含水層進行描述。作者發現在斯洛文尼亞與匈牙利之間的地熱資源確實存在跨界傳輸,兩側的地下水均為Na-HCO3型、中度礦化,補給水源均來自大氣降水,地下水從斯洛文尼亞流向匈牙利方向。在Lendava-Szolnok附近的含水層地下水類型雖然接近,卻相對破碎且沒有傳輸關系(圖7)。通過14C測年監測,斯洛文尼亞一側的地下水存在年代更古老的水源補給。作者認為地下水的地球化學組分變化可以提示補給路徑與水源的變化,δ18O、δ2H、δ13C等同位素的監測可以幫助獲知地熱資源的傳輸機制,這些信息對于地下水資源的適度開采和科學管理十分重要。在澳大利亞的LatrobeValley,煤礦開采、頁巖氣開采、農業活動、居民生活用水等對地下水資源需求巨大,近30年來地下水位下降嚴重。為探討含水層之間的水力聯系以及了解地下水滯留時間,評價LatrobeValley地區地下水資源的可持續性,Hofmannetal.(2013)分析了地下水中的水文地球化學指標,包括Ca2+、K+、Mg2+、Cl-等,以及穩定同位素信息,δ18O、δ2H等,采用3H、14C同位素測定地下水的年齡,建立了地下水在不同含水層之間運移與交換的概念模型。研究區煤礦和頁巖氣開采使地下水流向發生了改變,不同含水層之間的主要離子、穩定同位素特征、87Sr/86Sr等特征均比較接近,但14C的分布不一致,說明各含水層在水平和垂向上都發生了混合,不可再生的古地下水向第三紀到第四紀含水層作出了補給。為保障當地地下水資源的再生能力和可持續利用,必須對煤礦和頁巖氣開采采取規范和限制措施。同樣,Warneretal.(2013)研究了美國Fayetteville地區非常規天然氣開采對地下水資源的影響,利用多個地球化學指標、CH4及其C同位素δ13C-CH4,以及其他多種同位素特征的分析結果,并未得到淺層地下水質量退化與天然氣開采存在相關關系的結論。上述研究結果有助于解決競爭性用水的問題,為區域性地下水資源管理提供支持,而這樣的結論單純通過地下水位分析是不能得到的。
5討論
5.1地下水水質評價
地下水資源作為干旱半干旱地區人們生活、生產活動的主要水源,在水質和水量上都受到來自人口增長和氣候變化的威脅。隨著人口增長及糧食產量提高,地下水資源的需求量不斷增加,多個地區地下水超采嚴重,地下水位持續下降。各類工業廢水、礦山開采產生的固體廢物以及油氣開采等活動中的大量深井,不但使各類有機和無機污染物源源不斷的進入地下水,還從水文地質環境上改變了地下水的流向及匯流路徑,地下水水質退化趨勢明顯。應用水文地球化學方法與環境同位素方法結合研究地下水系統,不僅可以識別地下水的水化學特征、水化學成分及水質的演化過程,還可以追溯污染物的來源,區分自然源和人為源的特征,描繪跨界含水層間的源匯關系,為地下水資源的合理開發和利用提供科學依據。當前,地下水水質評價仍以硝酸鹽、鐵、錳等無機指標為主,我國至今仍沿用的《地下水質量標準GB/T14848-93》,由原國家環保總局于1994年,地下水質量評價體系共包含39項指標,其中的微量有機污染物指標僅有六六六和滴滴涕2項。然而地下水的有機污染一直存在,且隨著工業化發展有不斷加重的趨勢。日益先進的檢測技術使得更多微量有機污染物被檢出,地下水微量有機污染的研究進入蓬勃發展的階段。2005年,國土資源部啟動全國地下水污染調查評價工作,地下水微量有機污染物調查指標大幅增加至39項,包括鹵代烴15項,氯代苯5項,單環芳烴8項,有機氯農藥11項,其中檢出36項。隨著城市化進程的加快,工業污染和農業污染大幅增加,大量未被列入地下水質量監控的新型微量有機污染物進入到地下水環境中,對生態環境和人體健康造成潛在威脅。今后,水文地球化學與同位素相結合的分析手段將在地下水中微量有機污染物的來源、遷移和轉化研究中發揮重要作用,為完善地下水質量評價體系提供支撐。此外,污染物在進入到地下水環境的過程中會經歷物理、化學、生物等過程,發生吸附、稀釋、降解及轉化,一部分生成更為頑固的中間產物。目前,對地下水微量有機污染的中間產物的研究還未展開,在今后應考慮加大研究力度。
5.2地下水資源管理
地下水資源管理是在充分了解地下水資源和開發利用狀況及動態的前提下,運用行政、法律、經濟、技術等手段,對地下水開發、利用和保護實施組織、協調、監督,實現地下水資源可持續利用和生態環境的有效保護(WenDongguang,2002)。水文地球化學方法在了解地下水的水化學特征、查明地下水的補給、徑流與排泄以及闡明地下水成因及資源的性質上卓有成效,環境同位素技術在研究地下水補給和可更新性、追蹤地下水的污染方面,是當前國內外較為新穎的方法之一。將水文地球化學方法與同位素方法結合,研究者能夠把大氣水-地表水-地下水視為統一的“系統”,進而定量研究其轉化關系,為地下水資源管理提供科學支撐。目前許多國家已將水文地球化學方法與同位素方法列為地下水資源調查中的常規方法。水文地球化學指標除了測定地下水中常規的離子,即K+、Ca2+、Na+、Mg2+、HCO3-、Cl-、NO3-、SO42-及總溶解固體TDS等外,還包括Fe2+、Mn2+、F-、CO32-等離子,根據含水層情況而定。同位素指標方面,應用氫氧穩定同位素確定地下水的起源與形成條件,應用氘、14C測定地下水年齡,追蹤地下水運動,確定含水層參數,應用34S研究地下水中硫酸鹽的來源,分析地下水的遷移過程,應用11B/10B研究鹵水成因等方面都有重要進展。地下水資源的保護目標,不僅包括水質,使其不受人類社會經濟活動的污染,還要保護水量的可持續利用。新時期的地下水資源保護應把提高地下水資源保障能力、改善人民群眾的飲水質量和生存環境質量、保護生態、減輕或避免地下水不合理利用產生的地質災害等放在重要位置,實現從重開發、輕保護到保護與開發利用并重的戰略轉變,加強水源保護,減少人為水災,促進人水和諧。
6結論
地下水資源是人類十分寶貴的戰略資源,地下水資源的更新和可持續利用是關系到國計民生的重大問題。為科學解決這一問題,必須要加強對地下水系統特征的認識。從國內外現有研究成果來看,水文地球化學方法結合同位素方法是認識地下水資源屬性、劃分地下水系統的有效方法。大量研究工作表明,人類活動已成為控制某些地區地下水環境演化的主導力量,地下水的水質及水資源量都與人類的活動強度直接相關。地下水污染研究已從無機污染轉向有機污染,微量有機污染上升為地下水環境保護領域的首要問題。應用水文地球化學方法與同位素方法結合,能夠準確地描述描述地下水系統中各類污染物的來源、徑流及排泄,能夠科學地認識地球系統的自然行為與人類擾動的影響,在更廣闊的視野和可持續發展的戰略思想上去發展水文地質學科。
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