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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篇廢水治理論文，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】水污染控制工程 實驗教學 專業人才
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）23-0071-02
隨著生態環境污染的加劇，環境污染治理的難度也在加大，目前各高校環境專業對人才的培養提出了更高的要求，學生應進一步加深理論知識、加強實驗技能的訓練，以培養環境污染治理的專業人才。水污染控制工程是環境工程本科專業一門重要的專業主干課之一，具有極強的工程應用性。積極主動地探索水污染控制工程實驗教學，能夠使學生們更系統地了解和掌握各種水污染控制技術的原理及其應用，有助于培養學生運用所學理論知識解決廢水處理工程問題的基本技能，增強學生的工程實踐能力，對于培養水污染控制專業人才具有極為重要的意義。
一 水污染控制工程實驗教學中存在的問題
1.實驗設計不合理
水污染控制工程是一門多學科交叉的課程，涉及化學、微生物、材料學等學科的相關理論及方法。該課程實驗教學的基本任務是對學生進行科學方法和實驗技能的訓練和培養，使學生能夠系統地掌握各種水污染控制技術的原理及其應用方法。目前，所開展的實驗多為簡單的驗證性實驗，創新性不強；實驗所涉及的知識面窄，沒有覆蓋微生物、材料等與水污染控制相關的領域。
2.實驗教學程序化
水污染控制工程實驗教學中，主要由教師提前安排好儀器設備與藥品，開展實驗前任課教師認真講解具體的實驗方案、注意事項，學生再依據實驗指導書中的實驗方案和實驗步驟逐項開展實驗。實驗教學過程中基本以教師指導為主，學生通過參考實驗指導書來完成實驗，沒有充分發揮學生的主觀能動性，難以達到提高學生的設計能力和動手能力的教學目標。
3.實驗條件不完善
專門用于本科生實驗教學的場地、儀器、設備有限，教師及研究生從事科學研究的實驗室為了方便管理對本科生不開放。教學實驗只能安排4～5人一組共同開展實驗，導致學生難以在實驗過程中獨立思考、獨立操作，很難保證每個學生的參與度。
針對水污染控制工程實驗教學中存在的問題，開展教學改革和創新，以培養適應社會需要的高素質工程技術人才具有重要的意義。本文在實驗教學實踐的基礎上，結合實驗教學研究成果，對實驗教學方法的改進進行了一些探索與嘗試。
二 立足實驗教學，培養水污染控制工程專業人才
1.注重設計性實驗教學
設計性實驗教學由學生查閱文獻自主設計，通過與教師開展討論由教師引導學生精選實驗方案，指導其實驗操作，幫助其解決在實驗中可能碰到的各類問題，并且開展對實驗結果的分析與討論。基于本校環境工程專業特色，結合任課教師正在開展的科研課題，鼓勵學生參與其中階段性實驗的設計與實施。學生可以自由組合，多人共同動手來查閱文獻、設計方案與研究問題，以求實現最佳實驗成效，增強學生的專業能力。例如，針對重金屬廢水處理的研究方向，在掌握了化學沉淀法、吸附法處理重金屬廢水基本原理的前提下，開展文獻調研，針對水質特征，選擇合適的處理方案。這樣使學生能夠更好地理解化學沉淀法應用于高濃度重金屬廢水處理的優劣，以及吸附法適用于低濃度重金屬廢水處理的原因。為了更好地了解條件因素在實驗中的影響，要考察pH值、反應時間、溫度、沉淀劑/吸附劑投加量等因素對重金屬廢水處理效果的影響，得到最佳的工藝條件，為實際應用提供技術參數。設計性實驗教學能夠充分調動學生的主觀能動性，更好地培養學生解決實際問題的能力。學生在實驗之后撰寫報告時可采取論文的形式進行成績考核，從而幫助其掌握文獻檢索方法、數據分析方法以及科技論文撰寫的方法，為其今后投入科研工作奠定良好的基礎。
2.完善綜合性實驗教學
學生只有具備綜合的能力才能滿足解決現實環境問題的要求。綜合性實驗是培養學生綜合能力的重要環節。水污染控制工程綜合性實驗教學將水污染控制涉及的化學、微生物、材料學理論知識融會貫通至一個大實驗中，具備了理論知識及實驗技能上的綜合性。例如，針對水質十分復雜的垃圾滲濾液設計綜合性實驗，首先開展廢水的可生化性測定，再運用生化性能比較好的滲濾液開展活性污泥培養實驗及曝氣池中活性污泥性質的測定實驗，之后，將曝氣池中的混合液用豎流式沉淀法進行泥水分離，出水經過混凝之后用于開展吸附實驗，吸附實驗的出水可用于反滲透實驗中。通過鏈式廢水處理綜合實驗，原本臭不可聞的滲濾液變得清澈透明，使學生對水處理有了直觀認識的同時，也系統全面地掌握了水污染控制的理論知識并加深了理解，這樣可以提升學生綜合分析的能力以及比較能力。
3.嘗試開放性實驗教學
開放性實驗教學在實施過程中，要以學生為主體，由學生自行選擇實驗，自行確定儀器設備、藥品試劑、實驗方案、實驗步驟并開展數據處理與結論分析。在實驗過程中，教師只負責提供資料、協調設備、解答疑問。例如，結合本校環境工程專業特色以及研究前沿，開放研究生實驗室，設置“過硫酸鹽光化學氧化處理含砷廢水”開放性實驗，采用SO4-為主要活性物種降解污染物的新型高級氧化技術，利用其氧化廢水中的砷并實現深度凈化具有一定的優勢。實驗中，學生利用活性金屬氧化物作為原料，對其進行化學改性，從而制備活性較高的催化劑。通過研究改性條件對催化氧化處理的影響，得到最佳的制備條件；并且研究催化劑用于含砷廢水光化學氧化處理中的影響因素。當學生在個人的努力下，把親自制備出來的催化劑用于含砷廢水氧化處理之后，發現這樣做的效果十分顯著，從而產生強烈的自豪感，這樣能夠調動其學習本專業的主動性。開放性實驗教學手段不僅能夠調動廣大學生的學習熱情，使學生增進對理論知識的深入理解，而且還能提升其實驗能力，提高其解決實際問題的能力。
4.建設演示性實驗教學平臺
中南大學環境工程專業在校園內新建污水處理站60m2，用于實驗室廢水的處理，同時可用于水污染控制工程課程的演示性實驗教學，使學生全面了解水處理單元的工藝運行條件、技術經濟指標等，從而強化對學生實驗操作技能、工程實踐能力的培養。污水處理主要采用中南大學環境所自主研發的生物制劑，通過配合、水解、絮凝分離等關鍵步驟，實現污水的深度凈化。另外，還擁有多套水污染控制成套設備，如重金屬廢水生物制劑深度處理與資源化成套設備、有色冶煉水污染物高效處理回收實驗系統（具備高效處理含汞污酸及回用等特殊功能）等。在課程主講教授或相關負責教師的講解、帶領參觀或自由參觀下，學生對本專業知識的學習有了更感性的認識，激發了學生的主動學習與創新實踐學習的興趣。
三 水污染控制工程實驗教學改革中應注意的問題
第一，在開展設計性實驗教學時，應提前給學生啟發式的輔導，通過講解實驗的基本原理及領域內的前沿研究，引導學生自己查閱相關文獻；在充分調研文獻并進行總結的基礎上，制訂初步的實驗方案；經過與指導老師進一步討論確定具體的實驗方案及操作步驟，以便更好地完成實驗。
第二，在選定綜合性實驗時，應該注重并強調各實驗之間的互通性以及學生實驗技巧培養的連續性。把多門環境工程專業課程，如水污染控制工程、環境工程原理、環境監測、環境微生物學的基本原理及實驗操作技能有機地結合在一起，使學生的專業技能和實踐能力得到全面的綜合訓練，為培養面向實際一線工作崗位的實用型人才奠定較好的基礎。
第三，開放性實驗教學的實施過程中，應根據學生的興趣結合本專業的特色及研究前沿設置多個實驗，供學生選擇，切實調動起學生對開展實驗的興趣及主動性，鼓勵學生勤于動腦并勇于動手，獨立地完成各項實驗；逐步開放一部分研究生實驗室用于本科生實驗。
第四，實驗教學的考核，應注重從文獻調研、實驗設計、實驗操作、數據處理、問題分析、撰寫論文的全過程考核，采用研究論文的形式撰寫實驗報告更能體現學生的綜合能力。
總的來說，通過實施水污染控制工程實驗教學改革，提升了大學生綜合運用理論知識來分析與解決具體問題的能力；鍛煉了大學生們的實際動手能力，為培養面向實際一線工作崗位的實用型人才奠定了較好的基礎；培養了大學生們的創新能力，切實調動其學習的主動性；對于培養水污染控制工程專業人才具有很好的支持與推進作用。
參考文獻
[1]王偉祖、鄭旭明.建立綜合設計實驗平臺培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2004（8）：74～75、94
[2]潘楊、黃勇、沈耀良等.水污染控制工程實驗教學改革初探[J].實驗科學與技術，2011（2）：139～140
[論文摘要]焦化廢水是一種典型的難降解有機廢水。介紹了預處理技術，二級處理技術的物化法、生物法、化學法和循環利用法的應用和研究進展及優缺點。
焦炭是高耗水產業，每年全國焦化廢水的排放量約為2.85 億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水，水質隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機廢水。其成分復雜，毒性大，它的超標排放對人類、水產、農作物都可構成很大的危害。總之，焦化廢水污染，是工業廢水排放中一個突出的環境問題，也是擺在人們面前的一個急需解決的課題。
目前焦化廢水一般按常規方法先進行預處理，然后再進行生物脫酚二次處理。但往往經上述處理后，外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況，近年來國內外出現了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為物化法、生物法、化學法和循環利用等4類。
一、焦化廢水的預處理技術
焦化廢水中部分有機物不易生物降解，需要采用適當的預處理技術。
常用的預處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝，其作用機理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機物的化學結構發生變化，生成易降解物質。焦化廢水經厭氧酸化預處理后，可以提高難降解有機物的好氧生物降解性能，為后續的好氧生物處理創造良好條件。
二、焦化廢水的二級處理技術
（一）物理化學法
（1）吸附法
吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水。
（2）利用煙道氣處理焦化廢水
由冶金工業部建筑研究總院和北京國緯達環保公司合作研制開發的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術將焦化剩余氨水去除焦油和SS后，輸入煙道廢氣中進行充分的物理化學反應，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨氣與煙道氣中的SO2反應生成硫銨。
該方法投資省，占地少，以廢治廢，運行費用低，處理效果好，環境效益十分顯著，是一項十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡，這就在一定程度上限制了方法的應用范圍。
（二）生物處理法
生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法。目前，活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸；溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產物（主要是CO2）。非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物，然后被代謝和利用。
生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低等優點，但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設施規模大，停留時間長，投資費用較高，對廢水的水質條件要求嚴格，這也就對操作管理提出了較高要求。
（三）化學處理法
（1）焚燒法
焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機物在爐內氧化，分解成為完全燃燒產物CO2和H2O及少許無機物灰分。
焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是處理費用昂貴使得多數企業望而卻步，在我國應用較少。
（2）催化濕式氧化技術
催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化，最終轉化為無害物質N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優點。但是，由于其催化劑價格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設備要求嚴格，投資費用高，國內很少將該法用于廢水處理。
（3）化學混凝和絮凝
化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對可溶性有機物無效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低，既可以間歇使用也可以連續使用。
（4）臭氧氧化法
臭氧的強氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當，臭氧會對周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水。
（5）光催化氧化法
目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發展潛力。但是有時也會產生一些有害的光化學產物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。
（6）電化學氧化技術
電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明，電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。
（四）廢水循環使用
高濃度的焦化廢水經過脫酚，凈化除去固體沉淀和輕質焦油后，送往熄焦池以供熄焦，實現酚水的閉路循環。從而減少了排污，降低了運行等費用。但是此時的污染物轉移問題也值得考慮和進一步研究。
三、結語
總之，我們應根據焦化廢水的特點，深入研究先進的處理技術，尋求既高效又經濟的處理方法，降低運行費用，提高達標率，改善環境質量，減輕焦化廢水對各地水體的污染，實現水資源的循環利用。這既是當前經濟建設需要解決的現實問題，也是未來技術攻關所需要面對的的重點。
參考文獻：
論文摘要：引言近些年來，原本短缺的資源和脆弱的環境在中國人口的迅猛增長、經濟的快速發展和人民消費水平的不斷提高的前提下，面臨著越來越大的壓力，再加上城市建設的逐漸發展，日趨現代化的更新和升級，使得城市污染也迅速愈發嚴重。片面的追求經濟發展已經導致了城市中的生活區環境嚴重惡化，使城市的規劃和發展受到了巨大的影響和沖擊，因此，把環境問題處理好變得越來越突出。
論文關鍵詞：城市建設；城市污染；環境問題
一、城市環境和資源的壓力
城市規劃中的環境問題跟經濟活動和人口的密度成正比，因而，巨大的資源與環境壓力也接踵而來，加上日益加快的城市化進程，城市猛增的人口，人民日益提高的生活水平和升級的消費，都帶給了緊張的城市環境和資源更重的壓力。
（一）大氣的污染和大氣污染物
大氣污染物目前已知的約有100多種。主要由自然因素（如森林火災、火山爆發等）和人為因素（如工業廢氣、汽車尾氣等）引發，后者更甚，特別是工業生產和交通運輸死帶來的。城市中的空氣污染源大致來自于以下方面：1、工業：工業是導致大氣污染的重要因素。因為工業排放到大氣中的污染物性質復雜，種類繁多；2、交通運輸：尤其是城市汽車，數量多又集中性強，它所排放的污染物能對人呼吸器官直接造成很大的危害，嚴重污染城市空氣，是城市空氣的重要污染源；3、各種噴霧劑，新增了空氣中的有害成分，造成空氣污染（如各種空氣清新劑、殺蟲劑等）。城市化日漸加快，相伴相生的工業、交通運輸業也發展迅速，這些發展就導致了更多空氣污染。當污染物：大量的廢氣、粉塵、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、臭氧等被排入大氣中后，空氣的質量就受到了嚴重的破環。
（二）廢水污染
城市水污染主要涉及如下三點：
1、工業廢水；2、生活污水。生活排放污水的數量正在逐漸增加，有資料顯示，有一半的廢水是生活排出的；3、農業中用的化肥、農藥，通過雨水進入到到河流中后，使地表水受到污染。據相關環境部門調查，我國城鎮未經任何處理直接排入水中的污水每天至少有l億噸。全國七大水系中，一半以上的河段水已受到污染，全國不適合魚類生存水占到1／3，不能用于灌溉的占到1／4，嚴重污染的已達到了90％，有一半的城鎮水源不符合飲用標準，40％的水已不適合飲用，甚至水體污染已經成為導致南方城市總缺水量的60％—70％的罪魁禍首。
（三）固體廢物污染
固體廢物主要涉及到生活垃圾、一般工業固體廢物和危險廢物三種。另外，也包括農業固體廢棄物和建筑廢物。固體廢物一定要妥善處理后才能丟棄，否則就會對大氣、水體和土壤帶來嚴重污染，危害人體健康。固體污棄物具有兩重性，也就是說，在不同的時間和地點，對于不同的人而言，被廢棄的某物品有可能是廢物，但如果轉換一定條件，廢棄物也能變為資源。防治固體廢物污染就是利用廢物的這個雙重性，使固體廢物減量、無害化，并且變成資源。對于不能利用和一定會產生污染的固體廢物，一定要妥善處理。
（四）噪聲污染
噪聲一般可分為高、低兩種。一般而言，低強度的噪聲對人體是無害的，而且在滿足一定條件的情況下可以提高工作效率。但高強度的噪聲則會對人體有害，使人疲勞，情緒低落，甚至引發疾病。高強度噪聲，無論是對人的聽覺、視覺、智力還是神經系統、消化系統、內分泌系統、心血管系統等都有傷害。高強度噪聲主要來自工業機器、現代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商場、文體娛樂場所所帶來的喧鬧聲等。伴隨城市化進程的加快，噪音污染已發展為城市污染的嚴重災害之一。城市的噪聲污染主要來源于機動車數量的猛增。
二、防治污染的舉措
（一）大氣污染綜合整治規劃
大氣污染的治理應當在維持現有城市的能源與交通狀況的前提下，找出危害廣，影響大的最嚴重污染物，以便能有針對性的有效治理。城市規劃的大氣污染治理方法主要有：1、合理工業布局；2、減少交通廢氣的污染；3、綠化造林
（二）水污染綜合整治規劃
生活污水主要是有機物的污染，工業污水主要的污染物就沒那么簡單了。雖然每個城市水污染的程度各異，但仍可普遍采取如下措施加以防治：1、提倡節約用水，對廢水進行循環再利用。實在不能用的廢水經過處理后再排入水管道中；2、劃分區域用水，在污染嚴重區域開辦廢水處理基地，嘗試多種處理方法，采用新的科學方法凈化水，嚴格杜絕未經處理的污水直接倒入江河湖海中。
（三）固體廢物綜合整治計劃
處理城市生活垃圾一般采取兩種方式：一種是填埋，另一種就是焚燒。雖說目前，我國填埋生活垃圾已經發展到穩步推進的階段，但實施填埋時一定要妥善處理土地資源，確保最大限度的減少填埋場的污染和浪費，變填埋氣體為資源。焚燒垃圾主要適用于可燃垃圾，東部沿海城市因其土地資源的寶貴性，就決定了焚燒處理會慢慢演變為這一地區生活垃圾處理的主要方式。
（四）綜合整治和規劃噪聲污染
近年來，隨著我國工農業的飛速發展，我國的環境污染問題日益嚴重，對環境專業人才的需求也快速增加。目前，我國興辦環境工程專業的高校很多，每年畢業的環境工程本科生規模達萬人，為環境事業輸送了大量的人才,但同時也形成了巨大的就業壓力。另一方面，環境工程專業普遍存在教學理論重于實踐、課堂重于課外的傾向，人才培養的質量難以達到用人單位的要求。用人單位普遍反映環境工程應屆畢業生缺乏較強的實踐能力,有些單位選擇接收有實踐工作經驗(1-2年)的環境工程畢業生，還有些單位則選擇接收其他相關專業的畢業生，比如一些污水處理廠青睞排水工程專業的畢業生，使得環境工程專業的就業形勢日益嚴峻。環境工程專業是以環境科學為依托，運用科學理論、方法和工程技術，研究人類與自然環境的相互作用、關系、規律并進行控制調整的一門新型綜合性應用學科，是由生物學、化學、物理學、生態學、地學、水文學等多種學科交叉所形成的一門學科[1]。湖南工學院在2007年升格為本科院校，在原專科專業環境監測與治理技術不斷完善與發展的基礎上，2010年開始招收第一批環境工程專業本科生。面對環境工程專業的就業形勢與現狀，我們有必要加強學生的實踐能力，從各個方面提高學生的綜合素質，以達到用人單位的要求。因此，可從以下幾個方面對環境工程專業實踐教學進行改革。
1課堂教學聯系實踐
環境工程專業所涉及的知識面非常廣泛，理論性強。對于理論知識的講解通常是通過課堂教學實現的。但是，環境工程又是一門應用性很強的學科，如果對實際情況缺乏了解，不僅會影響學生對知識的應用能力，反過來還會影響學生對理論知識的理解。因此，將課堂教學與實踐相結合顯得尤為重要。
1.1通過多種教學方式加深學生對理論知識和實踐的認知
環境工程專業的許多理論知識與實踐有著密不可分的關系，在課堂教學的時候可以綜合利用多種教學方式尤其是現代化的教學手段增加學生對實踐的認識，進而加強對理論知識的理解。如在講解厭氧活性污泥處理有機廢水時，可利用農產品加工有機廢水生物處理的影像資料加強學生對整個過程的理解，廢水為什么要經過調節池和熱交換器，了解工藝中的核心厭氧活性污泥反應器的構造，以便于理解微生物降解有機物的生理生化反應機理，了解三相分離器的結構和工作原理等一系列問題，讓學生在短時間內對整個反應體系有較明確的認識，使學生不到現場即能了解到工程狀況并分析實際工程中可能出現的問題，并讓學生思考可以怎樣改進工藝提高處理效率。又如在講授AutoCAD時，可與環境工程的實例進行結合，如繪制曝氣池的平面圖、曝氣管路布置圖、曝氣頭和攪拌機等設備圖，這樣不僅讓學生學會AutoCAD的基本繪制，又可加深學生對專業知識的理解，并直接為課程設計打下堅實的基礎，提高專業技能。
1.2課堂講學與課程設計掛鉤
課程設計一般需要綜合專業知識，一些課程設計安排在某一學期，與專業過程分開，但這時很多專業課程的知識已被淡忘，課程設計不能很好地利用和鞏固理論知識。因此，如果將課堂講學與課程設計掛鉤，有機結合，理解將更為深入。因此，我們將水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計等課程設計與相應專業課安排在同一個學期，將面向工程的課程設計融于專業課程中，這樣就可以及時地利用專業知識。首先由教師根據教學內容及案例為學生提供多個選題，然后學生根據興趣選擇題目。借助已學知識查閱資料、設計和計算，并繪出相應的設計圖紙。這樣可以提高學生的積極性，將學到的理論知識及時地與實際應用結合起來，不僅可以使學生對課堂知識有更深刻的理解，更提高了學生的實踐能力。
2開展綜合性實驗
我校環境工程課程設置中安排了多項專業實驗，如水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢棄物控制工程實驗、環境監測實驗和環境微生物學實驗，各專業實驗均附屬于相應的理論課程。上述專業實驗多為驗證性實驗，綜合性實驗和設計性實驗很少。比如環境微生物學實驗中，微生物形態和結構觀察、微生物的分離與純化等都是簡單的驗證性實驗，且培養基配制和滅菌消毒等都是由實驗老師完成的。這樣使得學生在預處理環節得不到充分鍛煉，造成與實際脫節，既不利于學生的能力培養，也不利于創新思維的培養。因此，有必要開展綜合性實驗和設計性實驗,提高學生動手能力、分析問題和解決問題的能力。例如，環境微生物實驗中，可以由專業教師給出開發性題目如環境因素對微生物生長的影響等，然后由學生組成實驗小組，查找資料確定實驗方案。在整個過程中，學生的實驗技能可以得到加強，比如培養基的配制、滅菌消毒、微生物接種、顯微鏡觀察等，并且學生解決問題的能力也可以加強，比如實驗過程中出現雜菌可能由哪些因素引起，如何防止等。通過綜合性實驗，學生對實驗的理解較為系統且動手能力大大加強，為以后再深造或是走向工作崗位打下基礎。
3實習教學體系
實習是貫徹理論聯系實際教育方針,培養適應社會要求的專業人才的重要實踐教學環節,實習可提高學生分析問題、解決問題、學以致用和適應社會的能力[2]。我校環境工程在實習時間安排上，為1周認知實習、2周生產實習、4周畢業實習，已基本滿足環境工程實習時間要求。
3.1認知實習
設在專業課之前，使學生對所學專業有一個初步的了解和感性的認識。我校的認知實習安排在大二的第一學期，在大多數的專業課程開設之前。做好認知實習可為以后專業課程的學習做好準備。認知實習時間短，并且大多以參觀為主，經常會出現學生草草參觀，參觀過程中提不出實質問題，參觀后又容易忘記的現象，對以后的專業課教學無太大輔助作用。為了避免這些情況，使認知實習發揮最大的作用，要做好參觀前、參觀中及參觀后的工作。以參觀生活污水處理廠為例，在參觀前，要引導學生做好充分的準備，如工藝流程、工作原理、設備情況、實際運行時可能出現的問題，盡量做到有備而來，目的明確。在參觀過程中，鼓勵學生提問并耐心解答。結合參觀前的準備，學生可對整個污水處理過程有較為深刻的認識和理解。參觀后，要及時督促學生完成實習報告，鞏固所學知識。這樣為以后的專業課程學習打下一定的基礎，達到認知實習的目的。
3.2生產實習
生產實習是本科教學計劃中非常重要的實踐性教學環節，目的是使學生了解和掌握已經學過的專業基本知識，鞏固課程內容，培養學生理論聯系實際能力[3]。目前生產實習中存在許多問題，比如實習單位接納大量學生實習有困難，學生實習影響單位的正常工作，一些實習單位出于安全問題不歡迎學生到單位實習，或者學生在單位里的實際動手機會少。因此，需盡量多聯系長期合作的實習單位，生產實習的實習經費也有待提高。另外，還可以采取學生分組實習，避免短時間內實習人數太多而影響單位的正常工作。讓學生深入生產第一線，與實際相結合，提高實踐能力。#p#分頁標題#e#
3.3畢業實習
畢業實習主要是為了讓學生綜合系統地運用所學知識，并為今后走向工作崗位打下基礎，一般安排在最后一個學期。然而，學生畢業后工作多種多樣，不少學生在最后一個學期已經有工作意向，對于與其工作相關性不大的畢業實習應付了事，達不到預期的效果。另一方面，很少有實習單位能容納幾十甚至上百人同時實習。因此，除教師聯系實習單位外，鼓勵學生自主選擇實習單位。學生選擇與自己工作相符的崗位進行實習，可以極大地提高積極性，另外還可以為今后的工作積累經驗。當然，學生自主實習并不意味著放任自流，在給予學生更多自主的同時要加強管理。比如實習考查可由教師和實習單位共同考核學生，這樣可以較為客觀地反映學生的實習情況。
關鍵詞：環境工程；創新能力；實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）10-0099-02
前言：
我國經過三十多年的改革開放，經濟實力取得長足進步。但是要成為具有強大國際競爭力的大國，必須要有足夠的創新性科技成果和創新性人才為支撐，而教育則是培養創新性人才和增強民族創新能力的基礎[1-2]。我國高等教育法中也明確規定：“高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。”[3]
創新能力的內涵包括創新精神和創新方法兩層意思。前者指創新能力中的非智力因素，如求知欲、創新意識、勇敢精神、科學態度等；后者指創新能力中的智力因素，包括各種邏輯方法和想象、直覺、靈感等非邏輯思維方法及各種創新技法[4]。創新能力非常有賴于通過實踐活動去培養和實現[5]。但是長期以來，實踐教學所處的理論教學從屬地位原因，或是由于實驗條件（主要是儀器設備）限制，高校專業實驗課程所開設的實驗內容大多少有創新性內容。
環境工程專業是高等教育中一個相對較新的專業，由于科技和經濟的快速發展，新的環境問題層出不窮，這更要求環境工程專業的教育順應時代潮流，突出創新能力培養，以適應社會對環境專業人才的要求[6]。
一、環境工程專業創新能力的基本要素
本科生創新人才培養應使之具備以下三方面基本素質：具有扎實的理論基礎、基本的創新技能、敏銳的創新思維[7]。環境工程專業同樣也不例外。
只有具備了扎實的理論基礎才能使創新活動具備堅實后盾，不致走入偏狹境地。創新技能是反映創新主題過程中的行為技巧的動作能力，包括對創新主題的信息加工能力、動手操作能力和表達能力等[8]。創新思維是指發明或發現一種新方法用以解決新問題的思維過程，它包括：積極的求異性、敏銳的觀察力、創造性的想象能力以及具備多學科的知識結構[9]。
環境工程專業本科生創新能力的培養，應圍繞上述三個素質來開展。
二、創新性能力的培養
1.教學內容和方法改革。客觀地說，目前我國環境工程專業本科生學習過程還是以理論灌輸為主，而且這種教學模式短期內依然難以轉變。其明顯的弊端是：容易導致學生形成被動的接受性思維惰性。常州大學環境工程專業在教學改革中的針對性做法之一是：增設專業綜合創新實驗課程，開設時間為第六學期，學時數為16學時。目的是增強實踐動手能力，同時在實踐中培養創新能力。
該實驗課程只設立要處理的環境污染物對象，具體處理方案和工藝要求學生在課程開始前結合所學專業理論查閱文獻來完成，再交指導教師評閱。16個學時中前2個學時，指導教師根據評閱情況進行點評，與學生互動討論，并確定實驗方案，最后進實驗室開展實驗。例如，常州大學2014年度環境工程專業綜合創新實驗內容，結合常州市地方特點，選擇的處理對象為印染廢水、電鍍廢水、污水廠污泥和農田秸稈。以印染廢水處理為例，學生采用方法多種多樣：Fenton法、混凝法、吸附法、光催化法，以及組合工藝等。經過條件實驗、實際廢水處理兩個環節，最后所要求的指標達到標準要求，記錄實驗數據并撰寫實驗報告。實驗過程中提倡學生獨立思考，提出自己的見解，并作為重要打分依據。
實踐表明，專業綜合創新實驗一方面使本專業的學生在綜合創新實驗課中得到獨立創新意識鍛煉；另一方面為后期畢業設計（論文）打下了一定的基礎，有助于在畢業設計（論文）期間較好地完成方案設計和實驗工作；另外不少已經畢業參加工作的學生反映，由于專業綜合創新實驗內容與實際環境問題結合較緊密，有些實驗結果可以直接應用于實際工作中，受到工作單位好評。
2.構建創新性能力培養體系。具有創新性的課程體系構建是穩定長期培養學生創新能力的必要保障。要實踐創新教育，必須采取多樣化的培養方式，因材施教，為創新型人才成長創造良好的環境及條件。常州大學根據目前環境工程學科體系特點，從以下幾個方面進行了改進。
（1）實施主輔修學習制度。讓學生有目的地跨專業、跨院系選擇輔修課程。環境學科具有學科交叉性強的特點，涉及的學科有：化學、生物、物理、管理等。常州大學環境工程專業鼓勵學生跨學科、專業修讀輔修課程或第二學位專業，一方面有利于拓寬知識面，另一方面也有利于蘊育創新思想。
（2）強化實踐環節。創新能力非常有賴于在實踐活動中培養，結合目前我國高等教育體制，應依靠實踐教學環節來實現。
實踐教學環節分為基本專業技能實踐教學環節和專業性實踐教學環節。基本專業技能教學環節主要是主干課程實驗，包括：水污染控制、大氣污染控制和固體廢物處理與處置實驗等。專業性實踐教學環節是指專業性較強的實踐活動，主要包括：認識實習、生產實習和畢業設計等。常州大學環境工程專業有別于以往的作法的是，認識實習以參觀為主，生產實習則要求每個學生首先深入實習單位調研，再根據調研情況，擬訂一個題目，在實習過程中完成，指導教師則通過監控實習過程，保證實習質量。畢業設計是完善學生專業知識綜合運用能力和提高創新素質的實踐環節，我們通過強化畢業設計過程管理，嚴把設計題目關，對于具有創新性的題目給予加分，不斷提高畢業設計（論文）質量和學生的創新技能。
以生產實習為例，結合常州市電鍍廠家較多的特點，部分學生選做電鍍廢水吸附除銅工藝，摒棄傳統的活性碳吸附工藝，采用樹脂吸附銅離子，所用樹脂自行制備，并創新制備方法，獲得不同孔隙率分布的聚丙烯酸和聚偏氟乙烯樹脂，二者組合在一起吸附電鍍廢水中的銅離子。實驗過程雖然不算復雜，但其中的創新性環節較多，包括不同樹脂的選擇和組合、樹脂制備方法的創新等。自2012年以來，該內容不斷延續開展實驗，并以此為題共申請江蘇省本科生課外科技創新活動課題7項。
（3）實施第二課堂培養計劃。第二課堂開展通常針對的是部分學有余力的學生，它的開展有利于讓這部分學生有充分發揮的空間，同時可以帶動其他學生的創新積極性，提高整體水平。常州大學環境工程專業為了長期穩定地將第二課堂活動開展下去，將第二課堂活動和專業實訓基地建設相結合，與地方企業結合，讓學生有機會真正參與到污水處理、廢棄物資源化等環境工程實踐項目中去，得到真正的鍛煉。例如與光大（常州）環保公司合作建立的實訓基地，每年接受8名左右本科生加入到橫向創新研究課題。2013年度的研究課題“剩余污泥與生物質復合制備活性碳吸附材料”，將污水廠剩余污泥與當地盛產的秸稈進行復合制備活性碳材料，用于煙氣中金屬離子吸附，以此為題參加全國“挑戰杯”競賽，獲得二等獎。
3.創建良好創新氛圍。對于不同年級，應開展不同形式的創新活動。低年級（一、二年級）學生尚未學習太多專業知識，可以通過開展一些與環境保護相關的活動，如環保科技活動周、環境工程專業學術報告會等活動；對于三、四年級的學生，已經具備了一定的專業基礎課程知識和能力，可以參與一些專業程度較高的應用課題工作，這些課題的來源通常是專業教師科研課題的一部分，也可以自行設立課題。教師根據課題和學生的具體情況安排學生進入課題組，加以指導，過程中重視創新思維、創新能力的培養。
其次，設立科技創新小組，目的是將富有探索精神的學生組織起來，相互交流學習，培養崇尚科學、銳意創新的環境工程科技學生梯隊。我們先后成立了“環境污染調查與分析”、“環境污染治理技術”、“環境污染功能材料”三個科研小組，每年遴選6名教師指導進行指導。科研小組總報名人數不超過校環境工程本科專業在校總人數的一半，并每年更新。事實證明這些小組活動的持續開展極大地活躍了我校環境工程專業的校園學術氣氛，有利于環境工程本科生創新素質的培養。
三、結束語
面對日益嚴峻和復雜的環境治理任務，環境工程專業本科生創新能力的培養顯得越來越重要。結合高等教育體制和各校自身情況，充分利用和整合課程體系中實踐性環節以及現有的院系資源，構建適合本科生創新能力發展的培養系統，保證培養體系的長期穩定運行，才能逐步提升學生的創新能力和綜合素質；重視創新能力培養氛圍的創建和維護，這是創新能力培養體系穩定發展的必要保障。
參考文獻（References）：
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關鍵詞：礦業型工業廢棄地；水體重構；途徑；模式
資源匱乏是當今世界面臨的主要問題之一，我國的178座資源枯竭型城市中有95座對礦產能源的依賴程度極大，占全國城市總數的14%。當全球產業結構調整之后，這些計劃經濟時期遺留下來的產物面臨衰退甚至死亡并折射出一系列嚴重的城市問題，其中水污染源嚴重影響著周圍居民生活質量等問題。基于此，礦業型工業廢棄地中的水體重構價值就更加值得我們關注。
一、背景解讀
（一）現存問題
礦業廢棄地中的水資源包括由地表塌陷產生的地表滲水，礦區內人為活動產生的生活污水，由天而降的雨水及采礦時產生的廢液等等內容。
采礦活動使地下水被疏干，礦區地下水位急劇下降，人們的飲用水源減少或干涸；而礦井排放到地面的水，由于塌陷形成很多沼澤，夏日蒸發而污染空氣，與周圍城市空氣迅速融合；有的地表水順采礦塌陷區裂縫下滲，污染地下水體，影響居民淡水的引用，從而造成惡性循環。它們給礦區、周圍區域乃至整個城市的生態環境帶來長期的不良影響。
（二）特殊性及必要性
礦業廢棄地是一種具有特殊性質的地形地貌，這種特殊的場地形態能為水體重構提供必要的橫向與豎向空間體態。作為人類生活及工業生產中必不可少的匱乏能源之一，水體重構是礦業廢棄地改造的基礎與必備條件，也是提高城市環境質量的最佳方法。通過對廢棄地內水資源的重塑與修復，可重新構建已被破壞過的生態系統，使之與城市系統之間達到平衡與循環。
（三）理論支持
可持續發展理論是一種從環境與資源角度提出的關于人類長期發展的戰略模式，指既滿足當代人的需要，又不損害后代人滿足需要的能力的發展。那么，在礦業廢棄地中應要節約利用資源、減少對自然地的污染和破壞，使水與其周圍物質環境處于一個共同、協調、高效、多維的發展狀態之中，從而維護自然界的平衡。
二、礦業廢棄地水體重構的途徑
1．廢水處理
礦業廢棄地中的廢水主要包括煤礦疏干水、工業廢水、煤矸石和粉煤灰淋溶污染、垃圾填埋場滲濾液。其中，由于礦業活動開采劇烈，露天采場的中心區域極易塌陷及洼水，我們應將其治理，形成一個水景中心，與雨水、周邊水系統成為一個循環體系；對于地表滲水區域，一般都會利用人類活動后的現狀，建造成次生濕地系統、湖水公園、沼澤等與水有關的方式，并在其系統中種植不同的生物物種以供保持生態系統的平衡。
徐州九里湖由煤礦地下開采而形成了采煤深陷區，經過修復、治理后演變成為次生濕地和魚塘的最佳案例。九里湖中有一部分沉降差值在3m以上范圍的水區，若不進行治理，現存的地表污染物將會轉移至水體中，對水域造成污染。因此該區域確定為地表生態環境整治區，宜經過土壤污染治理后植草。
位于當前水域和未來沉降水域（地表生態環境整治區）的，是維護九里湖水域生態環境的重要屏障。區內可以大量栽植適宜于在水岸邊生長的鄉土植被，以林木為主，并控制人工景觀的建設量，避免或減少人類活動對該區域生態環境所造成的干擾。對于不適于建設區將來雖會出現地面沉降，但沉降值在0.5米以內，因此可適當進行公園綠地和景觀建設，作為濕地公園的公眾休閑活動區。
2．雨水收集
雨水收集是廢棄地中水體重構的另一項重要內容。一方面，雨水可以與治理后的廢水一起成為礦區內的濕地景觀；另一個方面，它可以淡化或沖刷礦區內的污染物質。在雨水收集方面，可利用地面原有的生態景觀（如：河道、池塘、小面積的濕地）對雨水進行收集，并保留河岸的自然化；還可以進行人為設計并對雨水進行凈化與收集處理。
英國伊甸園工程是全世界最大的生態植物園，他把外部場景轉移到室內空間，采用透光度達90%的ETEF新型膜材料讓室內的植物可以充分的享受陽光。由于ETEF表面非常光滑，當雨水打落到屋頂的時候會隨著屋頂滑落到底部，所以格雷姆肖及其團隊在建筑的最低點設置一人工湖，目的是可以存儲隨時降落的雨水來節省資源，再經過壓力把水送到伊甸園中來灌溉植物、形成人工雨和人工瀑布（圖2），以來維持植物的生長、營建園中的生態，展現室內中的室外景色，最后雨水將滲透到地下，用來清潔。
3．凈化技術
水資源的凈化技術主要有人造濕地構建技術與植物根際過濾技術兩種。人造濕地構建是把原有廢棄地、工業用地等轉換為濕地公園，植物根際過濾是通過植物的根部來循環處理廢棄地中水質中的污染物，兩者必須要結合使用才能達到最大的效果。
由彼得•拉茨主筆的唐山南湖公園中水體的凈化技術是人造濕地構建的典范。首先要在污染特別嚴重的區域上種植蘆葦、鳳眼蓮、澤瀉等水生植物，其次在適當的去除那些堆積于湖底容易誘發藍藻的淤泥，最后采取一系列的護岸措施即可。
而對于塌陷區的水體，主要以矸石淋溶水、礦井排放水、生活污水、垃圾滲濾水相混溶為特點，水質結構復雜。根據修復工作中可能遇到的情況，將水體修復技術分為重金屬去除技術，有機污染物及氮、磷等營養物去除技術，酸堿污染物去除技術等幾個方面來分別進行。
三、礦業廢棄地水體重構的模式探究
（一）次生濕地維護
由于礦區沉陷區中的地表塌陷嚴重，造成兩種常見的現象促使礦區沉陷區的形成，另一方面可以說是改變了原生態的自然環境，使其單一的“陸生生態系統”演化成為“水―陸復合型”的次生濕地生態系統。也是由于這兩種現象使水體、基質和生物群落構成了次生濕地生態系統中的三大要素。次生濕地系統為我國東部平原地區礦業活動過后的常見現象，如：徐州九里湖區域及唐山南湖濕地公園。
（二）城市開放空間
城市開放空間是指城市公共外部空間，包括一些自然風景、廣場、道路、公共綠地和休憩的開敞空間形式，它是一種具有民主性質的城市室外活動場所。礦業廢棄地特殊的地形地貌及碩大的坑底特點，加之水造景等因素，可以成為一片游憩玩耍的城市區內，如日本淡路夢舞臺與英國伊甸園工程都是該方面的代表。
（三）自然生態博物館
功能置換是城市空間改造中的一項重要措施，自然生態博物館是露天博物館中的一種類型，水體重構是自然生態博物館中重要的組成元素。如由金礦改造成的澳大利亞Sovernhill主題公園即將其經污染的水體重構后作為一個造景元素，意在引起人們對煉金與淘沙的回憶與該金礦在澳大利亞時的工業歷史發展中所起到的重要作用。
四、結語
礦業廢棄地是重工業城市中重要的城市地塊、而水是城市區域的靈氣之所在，在城市化發展飛速的今天，請不要忘記：廢物再利用，建立節約、友好型社會的責任與義務。所以，礦業廢棄地中的水體重構不僅僅是環境的再生與保護，更是城市生態系統循環體系與構建城市景觀中一項重要的內容。
參考文獻
[1]劉撫英．中國礦業城市工業廢棄地協同再生對策研究[D]．博士學位論文，北京：清華大學，2007．
截止目前,烏海市建成投產氯堿項目4個,產能為106萬噸,在建氯堿項目1個,產能為50萬噸,總生產能力達156萬噸/年。目前我市已投產和在建PVC項目全部采用電石法生產PVC,乙炔氣清凈普遍采用次鈉清凈工藝,全部采用離子膜法生產燒堿,VCM聚合除一家采用本體法聚合外全部采用懸浮法聚合,乙炔氣發生有的采用干法乙炔生產工藝,有的采用濕法乙炔工藝。
2烏海市PVC行業工藝廢水處理現狀
調查烏海市近幾年建成投產的和在建的PVC企業的工藝廢水處理措施及去向,分析PVC行業工藝在經濟可行的前提下目前是否能夠做到廢水零排放。通過對烏海市現有及在建氯堿項目廢水處理工藝及廢水去向的調查可知:
1)我市PVC行業氯堿界區工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)所采取的處理工藝相同,全部是經中和、絮凝、沉淀處理后用于化鹽,在氯堿界區實現了廢水零排放。
2)固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水已建企業中有的進行了回收利用,有的直接排入大氣,未進行回收利用;固堿蒸發冷凝水實現零排放在烏海有運行實例。
3)已建PVC項目離心母液處理工藝雖然不相同,工藝較完善、處理效果較好的工藝為兩級生化+絮凝沉淀+過濾+次鈉消毒工藝,最簡單的工藝為沉淀池沉降+纖維過濾器工藝,但去向全部是補入循環冷卻水系統,不外排;目前在烏海最好的工藝為加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝對離心母液進行處理,處理后60%回用于聚合系統,40%回用于循環冷卻水系統,不外排,實現了離心母液零排放。
4)含汞廢酸全部采用鹽酸解析技術處理后,用做VCM酸洗用水,不外排。
5)其它含汞廢水全部經處理達標后回用于VCM堿洗或水洗用水,不外排。含汞廢水處理工藝較先進的為硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級活性炭+三級離子交換器處理工藝,處理后廢水蒸發結晶處理,產生的結晶鹽送有資質單位處理,實現含汞廢水零排放。
6)次鈉廢水的處理:有的送至全廠綜合廢水處理系統經生化處理后用于乙炔發生和自備電廠沖灰,有的單獨設置一套處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,處理后部分回用于乙炔發生,部分回用至次鈉配置單元,少量進入綜合處理單元處理后排入園區污水處理廠,有的采用加藥混凝沉淀+次鈉氧化工藝處理后用于乙炔發生,但乙炔發生產生的電石渣漿有部分排到渣場。
7)電石渣漿:有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝處理后用于乙炔發生和排至自備電廠灰場降塵,有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后部分回用于乙炔發生,有的采用沉淀+板框壓濾工藝處理后部分用于乙炔發生,部分隨電石渣一起排到渣場,有的因采用干法乙炔發生工藝不產生電石渣漿廢水;由以上分析可以看出,采用干法乙炔生產工藝,不產生電石渣漿,采用濕法乙炔生產工藝,少數企業做到了電石渣漿不外排,多數企業均有電石渣漿排至灰渣場,故電石渣漿實現零排放有待進一步探討。由以上分析可以看出,由于項目籌備和建設時間不同,烏海市PVC項目廢水治理工藝出不同,總之,隨著建設時間的推移,在總結已投運的PVC企業的經驗教訓的基礎上,廢水處理工藝和回用途徑的設置也越趨合理,在廢水分類處理、廢水分質使用方面也采取了一些較好的措施,如烏海市君正化工40萬噸PVC及40萬噸燒堿項目在廢水分類處理、廢水分質使用方面做的相對較好,對次鈉廢水進行了單獨處理,并采取了蒸發裝置的蒸汽冷凝水回用純水站;純水站濃水回用乙炔清凈;干燥蒸汽冷凝液回用聚合熱水槽入聚合釜等廢水回用措施但仍未實現工藝廢水零排放。
3與國內當前較成熟氯堿行業廢水處理工藝及排放水平的對比分析
目前國內氯堿界區產生的工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)普遍采用中和、絮凝、沉淀處理工藝處理酸堿和含鹽廢水,處理后全部用于化鹽;對固堿蒸發產生的蒸汽冷凝水收集回用于化鹽系統和電解槽。PVC界區產生的含汞酸采用共沸解析技術和加鹽解析技術處理后,用做VCM酸洗用水;產生的其它含汞廢水采用硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級活性炭+三級離子交換器處理工藝,處理后廢水有的回用于VCM堿洗用水,有的回用于VCM水洗用水,有的直接排放;離心母液普遍采用兩級生化+絮凝沉淀+過濾工藝處理后補入循環冷卻水系統;采取加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝處理離心母液目前主要處于中試階段,處理后母液60%回用于聚合系統的企業尚未實現長期穩定運行;次鈉廢水單獨設置處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,也逐步開始在各大企業中推廣應用;電石渣漿普遍的處理方法是沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后回用于乙炔發生,或采用干法乙炔生產工藝杜絕電石渣漿的產生。由此可見,烏海市PVC項目廢水治理基本上全部采用了國內較為成熟的治理工藝,君正化工40萬噸PVC及40萬噸燒堿項目經內部挖潛,在某些方面還優于國內普遍水平,但次鈉廢水仍做不到零排放,有少部分需處理達標后排至園區污水處理廠,工藝廢水做不到零排放。
4烏海市現有PVC及燒堿項目存在的問題及解決辦法
4.1存在的問題烏海市現有PVC及燒堿項目廢水治理主要存在以下問題:
1)有的企業固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進行回收利用。
2)離心母液部分企業采用的處理工藝達不到循環水補充水水質要求,造成循環冷卻水系統排水水質不能滿足環保要求。
3)含汞廢酸共沸解析技術和加鹽解析處理裝置運行不穩定。
4)其它含汞廢水處理工藝參差不齊,有些企業處理工藝較簡單落后,實現達標有一定的難度。
5)次鈉廢水經處理后普遍做不到零排放。
6)有些企業有部分電石渣漿隨電石渣一起排到渣場或灰場,未實現零排放。
4.2解決方法
1)針對部分企業固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進行回收利用這一問題,因烏海當地已有成功經驗,對現有企業可以通過技術改造回收利用這部分蒸汽冷凝水,實現固堿蒸發冷凝水的回收利用,針對新建項目,可通過環保三同時要求實現蒸汽冷凝水零排放。
2)針對部分企業離心母液采用的處理工藝達不到循環水補充水水質要求,要求部分企業學習先進經驗,改進離心母液處理工藝,保證處理后水質能夠滿足循環冷卻水系統對水質的要求,全部補入循環冷卻水系統,不外排;
3)含汞廢酸共沸解析技術和加鹽解析處理裝置運行不穩定,積極尋求技術支持,做好設備防腐蝕工作,保證處理裝置穩定運行。
4)改進含汞廢水處理工藝,以保證含汞廢水實現穩定達標。
5)次鈉廢水做不到零排放,主要原因有兩個:一是部分企業未對這部分廢水進行有效的處理,不能滿足回用于乙炔發生用水要求;二是即使對這部分廢水單獨進行了處理,能夠滿足乙炔發生用水水質要求,但由于乙炔發生產生的電石渣制水泥對氯根的要求,不能全部回乙炔發生,剩余次鈉廢水又找不到合適的去向及用途,只能外排。最好的解決辦法是改變乙炔清凈工藝為硫酸清凈,但又出現固廢硫酸處理問題,在我市及周邊硫酸處理企業幾乎沒有,故改次鈉清凈為硫酸清凈不現實,著眼于實際,解決辦法是次鈉廢水單獨設置處理系統,處理后廢水在滿足水泥生產要求的前提出盡可能回用,剩余部分立足于其它對水質要求不高的用水單位及項目進行回用。
6)針對電石渣漿有部分外排這一問題,因我市已有成功實例,立足于加強管理,廢水分質使用,學習先進經驗,來實現零排放。
5烏海市現有PVC及燒堿項目及新建氯堿項目發展方向初探
目前烏海市已投產和在建PVC項目普遍采用電石法生產PVC,采用離子膜法生產燒堿,乙炔氣發生正在由濕法乙炔向干法乙炔轉變,乙炔氣清凈普遍采用次鈉清凈工藝。一方面,PVC項目產生的大量廢水外排,得不到綜合利用,造成環境污染。另一方面,我市處于缺水地區,用水量不足已成為制約企業發展的一個重要因素。故本論文立足于節約用水,提高水資源利用率,按照廢水分質使用、梯級利用的原則,希望烏海市PVC及燒堿項目將來的發展方向應為:從生產工藝角度分析,希望乙炔發生采用干法乙炔生產技術以徹底解決電石渣漿外排的問題;采用低汞觸媒,改進含汞廢水處理工藝,處理后含汞廢水采取蒸發結晶的辦法實現含汞廢水的零排放;在引進廢硫酸處理工藝及項目的前提下改次鈉清凈為硫酸清凈,以期徹底解決次鈉廢水外排問題和電石渣氯含量高影響水泥質量的問題。從廢水處理方面分析,希望根據廢水特點,分別設置廢水處理系統。對電石渣漿,經廂式壓濾機壓濾后,采用多級冷卻技術進行降溫,通過加藥沉淀處理后解決水溫高、易結垢的問題全部回用;對離心母液,采用兩級生化+絮凝沉淀+過濾+次鈉消毒工藝處理后水質能夠滿足循環冷卻水系統對水質的要求,全部補入循環冷卻水系統,并將最終回PVC聚合釜作為以后探索、試驗及發展的方向;對次鈉廢水,應單獨設立廢水處理系統,處理后部分回用,剩余尋求其它利用途徑或處理達標后回用。
6幾點建議
為節約用水,提高水資源利用率,逐步達到PVC及燒堿項目工藝廢水零排放的目標,提出以下幾點建議:
1)由于PVC及燒堿項目循環冷卻系統排污水和自備電站水處理及鍋爐排污水的量也很大,采取反滲透處理工藝將這部分水進行處理回用于生產。
2)開展部分廢水處理課題研究,如次鈉廢水脫氯、高含鹽廢水脫鹽等課題的研究。
論文摘要：綠色國民經濟核算為自然資源存量價值與耗竭價值核算、環境污染損失價值核算及環境質量恢復與改善價值核算；綠色國民經濟核算理論應依據的經濟理論、價值補償理論、效用價值理論和可持續發展理論；自然資源存量和耗竭價值核算可采用支付意愿和供求定價模型法；環境污染造成的生產和固定資產損失價值核算可采用市場法；環境污染對人體健康造成的損失價值核算可采用人力資本法；綠色國民經濟核算指標體系包括自然資源核算指標和環境保護核算指標；系統討論綠色國民經濟核算內涵、基本理論和方法以及指標體系以促進綠色國民經濟核算的深入研究。
綠色國民經濟核算體系研究的理論與實踐的意義表現在：完善和發展經濟核算的理論與方法建立與可持續發展模式相適應的經濟核算與分析體系；推動經濟學的發展；改革與完善經濟核算制度，建立既適合中國國情，又具有國際可比性的經濟核算制度；明確各部門之間的資源資產的產權關系，建立自然資源高效使用、合理補償和法制化管理制度；保護自然資源和生態環境，促進社會經濟的可持續發展。
長期以來，環境問題沒有受到國民經濟核算部門的重視，絕大多數與環境問題相關的經濟信息沒有在國民經濟核算體系中反映出來，如為減少和防治環境污染以及恢復生態環境而發生的成本與費用沒有在生產成本中體現出來，因環境污染給社會帶來的危害或因治理環境對社會的貢獻沒有確切的計算和評價，忽視了環境污染和資源耗竭所帶來的社會成本和環境成本，從而就造成了人們對經濟指標的片面追求，再加之人口的膨脹，社會需求的膨脹，使生態環境受到了嚴重的破壞。綠色國民經濟核算作為解決可持續發展的良方，一旦建立起來，將會在自然資源的合理利用和環境質量的提高等方面發揮巨大的促進作用。
1綠色國民經濟核算基本理論
資源與環境價格的確定，是資源環境經濟一體化核算研究的核心問題之一。自然資源與環境定價，不僅僅是單純的經濟學問題，而且涉及經濟體制、價值觀念、社會制度等問題，被眾多學者稱之為“兩難的選擇”。國內外學者都對這一問題進行了大量研究，提出了相應的理論和方法，但是，迄今為止尚未達成共識。
1．1的經濟理論
馬克思曾高度抽象地把社會再生產過程劃分為四個環節，即生產、分配、交換和消費，并且論述了它們之間的關系。生產是起點，消費是終點，生產決定分配、消費和交換，而分配和交換、消費反作用于生產。再生產四環節的活動構成了國民經濟活動的基本內容，并把它看成是揭示國民經濟運行的基本規律，作為設計具有中國特色的國民經濟核算體系的指導思想。
對于綠色國民經濟核算來說，傳統的經濟學原理認為自然資源是沒有價值的，是無限的。也就是說人們可以隨意地使用資源并且不用考慮它的價值損失。因此，以前國民經濟核算基于這種理論大多數沒有考慮環境與資源給國民生產總值帶來的損失。
1．2價值補償理論
價值補償理論的提出是與社會經濟發展，資源加速消耗，生態環境惡化相伴而生的。經濟發展依賴自然資源和生態環境的支撐，同時又對資源存量和環境質量產生嚴重影響，在全世界范圍內都普遍感到資源短缺和環境問題已經威脅到了人類自身的生存和經濟的發展。中國改革開放以來，經濟獲得了持續高速增長，國民生產總值已躍居世界前列，各項事業都取得了巨大成績，大大增強了綜合國力，顯著提高了人民物質生活水平。然而在中國經濟建設取得巨大成就的同時，也付出了巨大的代價，即資源的加速消耗，生態環境趨于惡化。
長期以來，中國的資源全部歸國家所有，許多自然資源低價，甚至是無價開采使用，致使財源流失現象十分嚴重。按照傳統財政理論，財政分配只局限于國民收入分配領域，對于自然資源配置，資源耗費一直是被忽視的。資源的亂采濫伐，國有資源價值的流失，必然導致國家財政困難和生態環境的惡化。要解決這些問題，關鍵仍是一個價值補償問題，只有對資源進行合理的價值補償，才能從根本上解決上述問題。
1．3效用價值論
資源價值核算的理論基礎是西方經濟學中的主觀價值論，即效用價值論。資源價值效益可以通過支付意愿、消費者剩余和影子價格來表達。
1)支付意愿。支付意愿是指消費者為獲得一種商品、一次機會或一種享受而愿意支付的貨幣資金。它是西方經濟學中的一個基本概念，用以表達一切商品、效用或服務的價格，是資源效益核算的根本。目前，支付意愿已被美、英等西方國家的法規和標準規定為資源及環境效益核算的標準指標，并用來核算各種資源和環境的效益。
2)消費者剩余。消費者剩余是指消費者為獲得一種商品、一次機會或一種享受而愿意支付的資金與實際支出資金之差。在西方經濟學中，私有商品的消費者剩余可以通過其價格資料求得，而公共商品的消費者剩余主要通過兩種方法求得：①利用“影子價格”，與私有商品類似，可以根據公共商品“影子價格”來求其消費者剩余。②利用支付意愿，詢問人們對某商品的支付意愿和實際支出的費用，從而求出消費者剩余。
3)影子價格。由于資源效益屬公共商品，沒有市場交換和市場價格，但可以利用替代市場技術，先尋找替代市場，再以其“影子價格”來表達資源的效益。例如，計算森林產生氧氣的價值，可先計算森林每年產生氧氣的總量，并假設這些氧氣可用于市場交換，再以氧氣的市場價格作“影子價格”來計算森林產生氧氣的價值。
1．4可持續發展理論
近年來，可持續發展的幾種觀點可表述為：①不重視可持續性：追求資源開發與純經濟增長；②重視可持續性：注重資源節約與管理；③強調可持續性：強調資源保護；④極端強調可持續性：極端強調資源保護。目前，中國實行的可持續發展屬于重視可持續性。可持續發展主張在生產和消費活動中發展循環經濟，以解決當前的人口膨脹、資源枯竭、環境退化等危機。
2綠色國民經濟核算基本方法
作為綠色國民經濟核算的基本方法應該與國民經濟核算的基本方法相一致，包括數據來源的調查方法，整理匯總方法和分析研究方法。這里所說的綠色國民經濟核算方法是指分析研究方法并為此建立了一套指標體系(表1)。
2．1自然資源核算基本方法
自然資源價值核算方法是國民經濟核算體系的一個重要組成部份。自然資源的核算，是在自然資源成本定價的基礎上進行的核算，既包括存量的核算，又包括流量的核算；既要有實物形態的核算，又要有價值形態的核算；既要對各類自然資源分別進行分類核算，又要進行綜合核算。由于核算的內容與要求不同，其核算的計算方法也各不相同，一般可采用供求定價模型法J。同時，要把自然資源核算同國民經濟增長變化核算以及國民經濟運行中的投入、產出核算聯系起來。自然資源的核算可分3個層次進行：第一，對每一種自然資源進行核算，包括自然資源的存量價值核算和耗竭損失價值核算，反映其增減變化；第二，對自然資源進行綜合核算，反映自然資源總量的變化；第三，把自然資源核算納入國民經濟核算體系，全面地反映國民經濟的增減變化，資本形成的規模以及國民生產總值(GNP)與凈值(NNP)的實際狀況。這3個層次的核算相互聯系，相輔相成。
2．2環境保護基本核算方法
2．2．1環境保護與治理支出核算
環境保護與治理支出包括企業投入、政府投入、居民投入和各種環境保護治理設施捐助，這部分投資支出以實際發生額為準。環境保護與治理支出主要用于：①城市環境保護基礎設施投資，如污水處理廠、集中供熱工程、氣化工程、生活垃圾處理工程等；②工業污染源治理投資；③環境管理服務支出；④基本建設“三同時”環保投資；⑤居民環保支出等。環境污染治理的費用和投資按實際費用支出和投資的性質分為三部分：
第一部分是為治理環境的基礎設施建設投資，它將形成固定資產，是治理環境污染的重要基礎和前提，它的支出具有資本性質，因此，應按照固定資產折舊率計算的折舊額作為當期的經濟損失。第二部分是當年為維護環保設施、環境費用的支出和為監測管理污染治理情況和科研費用的支出。這部分應當作為當年的經濟損失。第三部分是當年治理污染時的費用支出，它是對污染物排放的直接治理費，應作為當期的經濟損失。計算公式為：污染治理總費用=已治理費用+虛擬治理費用=實際污染治理投資額／已達標率或實際污染處理率。
2．2．2環境質量降級核算
環境質量降級主要是由生產中所產生的廢水、廢氣和固體廢物以及環境噪聲所造成的環境污染。一方面生產中的原材料使用量越大，生產規模越大，自然資源的消耗也越多，排放的污染物也越多，造成的環境質量降級也越快，如水體污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染等。環境質量降級核算可采用恢復法進行，如大氣環境質量由二級降到三級，水環境由Ⅲ類水體降到Ⅳ類水體等。治理大氣環境質量由三級升二級，進行污水處理使水環境質量由Ⅳ類水體升到Ⅲ類水體的費用即為環境質量降級的損失。
2．2．3環境污染損失核算
環境污染損失可分為以下及部分：
(1)環境污染造成的生產損失：環境污染造成的生產損失包括對工業、農業、畜牧業、養殖業及其他行業所造成的經濟損失，表現在2個方面：一是環境污染使產品減產，二是環境污染使產品質量下降。可以用市場法對這部分損失進行核算。
(2)環境污染對固定資產造成的損失：固定資產主要是指各類機械、儀器、廠房及其他公共建筑物和設施等。環境污染對固定資產造成的損失主要是加速固定資產折舊，縮短使用壽命，以及增加維修保養等造成的經濟損失。可以用市場法對環境污染造成的固定資產損失進行核算。
(3)環境污染對人體健康造成的損失：環境污染對人體健康造成經濟損失的核算是一個非常復雜的問題。可考慮環境污染造成的醫療費增加、直接勞動力和間接勞動力損失等幾部分，可采用人力資本法進行核算。
(4)水污染損失核算：根據環境規劃最終目標，工業廢水排放達標率應為100％，生活污水處理后應符合《污水綜合排放標準》一級排放標準，把此目標作為理想狀況，對比現階段與目標值的差值，算出應處理的污水量，并根據一定的處理費用，核算出水污染損失的價值。計算公式為：水污染損失價值=(生活污水排放量+工業廢水未達標排放量)×污水處理費。
(5)大氣污染損失核算：污染物的排放是造成大氣環境質量退化的主要原因。排污收費為對環境外部影響附加一個真實的價格提供了一種機制，從而確保環境影響被納入到污染者的決策框架之中。理論上，理想的收費水平應該反映與污染物有關的邊際損失成本。但實際上，目前各省都用征收二氧化碳和二氧化硫排污費來彌補對大氣環境造成的污染損失，實際征收的二氧化碳和二氧化硫排污費都遠遠低于大氣污染環境損失成本。
(6)固體廢物堆放污染損失核算：工業固體廢物的污染損失，主要為工業固體廢物的堆存費用堆存費用是指工業固體廢物的排放或堆存直接造成的人、財、物等方面的額外費用，估算方法采用“工程費用法”。計算公式為：堆存費用=堆存量×堆存系數。
論文關鍵詞：環境工程學實驗 設計性 獨立學院
論文摘要：分析了目前獨立學院在開設《環境工程學實驗》中存在的普遍問題，有針對性的提出了改變學生學習習慣、更新教學內容、改革教學方法等方式，提高學生的獨立思考意識和創新能力。
《環境工程學實驗》是環境工程專業開設的一門重要實驗課，要求學生能結合理論知識和基本操作技能，對污染主體實施凈化和治理的實驗操作過程，它是集專業技能、過程設計、綜合分析于一體的實驗課程，在環境工程本科專業教學環節中起關鍵性作用。大部分獨立院校在開設環境工程專業同時，也配備了此項實驗課程，期望通過綜合性實驗，讓學生對前期理論課進行及時總結，進一步提高學生的實踐動手能力。同時，《環境工程學實驗》又可為畢業論文（設計）提供主要的實驗思路和設計方法。
一、存在問題
《環境工程學實驗》課程具有承上啟下的重要功能，理應得到本科教學單位的廣泛關注和重視。然而，目前獨立學院在開設《環境工程學實驗》時，往往僅重視對學生操作技能的指導，而忽視了培養學生資料收集、自主設計、數據分析的能力。原因主要有以下幾點：
（一）重視程度不夠
長期以來，我國教育的體制和形式就是注重知識的傳授而非技能的傳承。在這種環境下，本科教育難免會受到不利影響。獨立學院由于辦學機制不成熟、教學環節缺乏有效監督，加之教學資金投入不充足，往往忽視實驗教學環節。特別是在環境工程實驗上缺乏對學生實驗思考與設計方面的指導，造成學生忽視對自身設計能力與綜合素質的鍛煉，學習主動性不強。
（二）實驗教材內容不適應
目前市場上涌現有大量的環境工程類實驗教材，但大部分教材往往偏重水氣固一個方向，特別是污水處理環節，包括絮凝、自由沉淀實驗、吸附、離子交換、膜分離、化學氧化、過濾、厭氧/好氧消化等實驗項目，其內容編寫較簡單，主要介紹實驗原理及注意事項。這類教材一般適合公辦院校基礎較好、動手能力較強的本科生。
（三）教學模式落后
傳統的實驗教學模式是教師講授實驗原理和操作步驟，指導學生完成實驗內容，學生定期提交實驗報告。該教學模式過于簡單，不能充分體現《環境工程學實驗》的綜合性和設計性，即缺乏學生對實驗的設計和實驗數據的分析，不僅不能激發學生的創造性思維和實驗主動性，同時也無法培養學生科學嚴謹的實驗態度，自然達不到綜合性實驗教學的最終目標。
二、實驗教學改革
（一）改變學生習慣
由于獨立學院通常依照母體高校的課程模式和教學方式來對學生進行知識和技能的培訓。學生往往因課程理論性過強、內容枯燥、難度過深，容易產生倦怠、消極的學習習慣，也很難真正融入到課程的自主學習中來。為此，需考慮學生這一特點，選擇他們感興趣、貼近生活或者是較前沿的知識，并要求他們準備實驗記錄本，做好實驗預習和數據記錄工作，強化他們的學習習慣。同時，實驗教學中可將學生分成若干小組，每組委派一名組長，組織本組同學討論并設計實驗方案，與其他小組競爭，激發他們的實驗興趣，提高學生的實驗參與感與集體榮譽感。
（二）編寫適用的實驗課教材
針對已有實驗課教材形式和內容的局限性，可結合自身實驗條件和經典實驗項目，編寫適用于獨立學院的創新性教材，對實驗對象、方法、條件、步驟進行調整和創新。如“酸性廢水動態過濾中和”實驗項目中，對教材中原有實驗步驟進行改動，要求學生根據實驗目的，自行設計過水體積、停留時間和取樣時間，并完善實驗步驟，預測實驗結果，取得了良好的實驗效果。
（三）挖掘實驗的創新性內容
鑒于《環境工程學實驗》課程在培養學生自主思考、實驗操作技能的重要性，授課教師應在實驗項目和實驗內容上應進行不斷嘗試。筆者也曾對經典的“絮凝沉降”實驗開設內容進行了改革，在操作上增設了一些探索性環節，要求學生根據現有資料，自行調試配水濁度，并在可控條件下，設計實驗前絮凝劑最佳投加濃度實驗，以確保后期絮凝達到預期效果。
《環境工程學實驗》是培養環境工程領域內實用型、技術型和創新型人才的重要教學環節。該實驗課的教學質量將一定程度上影響獨立學院工科專業人才輸出質量以及學校后期可持續發展。為適應新形勢，《環境工程學實驗》指導老師應解放思想、勇于嘗試，將開放的實驗項目和開拓的思維訓練滲透到每一個實驗教學環節中，以培養適應社會發展需要的高素質人才。
目前環境工程專業實踐教學存在的問題
實驗教學是高校實踐教學體系的重要組成部分，也是培養大學生實踐動手能力的一個主要方式。環境工程專業作為理工科專業，要求本專業學生應具有較高的實驗操作能力。但是目前我校的環境專業實驗課還不夠完善，實驗課時量相對理論課來說比較少，而且環境專業實驗室只對課堂實驗教學和教師的科研開放，學生平時的實驗鍛煉機會少，導致部分學生實驗操作能力不足。環境工程專業教學中另外一個主要的實踐教學環節是課程設計。課程設計一般與理論課相結合，在相關工程技術理論課結束后，由指導教師根據課程內容，向學生布置一個綜合性的設計任務，由學生根據所學知識自主完成。但是由于學生缺乏對工程實例的認識，對設計過程中遇到的大量的工程參數和數據不知如何選擇，只能根據基本理論查找相關設計手冊完成計算和設計，整個過程過于理論化。
實踐教學改革研究現狀
實踐教學是環境工程專業教學的重要組成部分。通過實踐教學，學生學會將所學的理論知識和專業技能正確運用在生產實際中，鍛煉實踐操作能力。因此探索實踐教學改革的措施與方法，對培養學生的實際工作能力和綜合素質、滿足社會對實用型環保人才的需要是十分必要的［3－5］。國內外許多研究人員對環境工程專業的實踐教學改革進行了研究和探索。德國環境工程教育非常重視實踐環節的培養，除了學前基礎實踐訓練外，德國的環境工程教學中，有一個學期安排了為期22周的必修專業實踐性環節。學生可以與校外，諸如環保公司、咨詢公司或管理機構等開展一些小型項目的研究工作。實習過程非常正規，工作要求嚴格。通過這種方式鍛煉了學生的實踐能力［6］。國內針對環境工程專業的實踐教學內容安排與開出情況［7］，從對當前環境工程專業本科畢業生的就業影響因素的分析入手［8］，或總結本校教學經驗［9］，或結合自身特色［10］，分析實踐教學存在的問題，對環境工程專業本科教學改革和課程體系建設進行了探討，提出完善環境工程專業實踐教學體系的對策，或構建了研究型實踐教學體系［11］，在內容上強調前沿性、工程性、研究性的原則，提升了本專業的特色，增強了本科生的綜合能力。
實踐教學體系構建的設想
通過學習和借鑒環境工程專業實踐教學改革的成功經驗，結合我校環境工程專業的實際情況和教學模式的不足，對本專業實踐教學體系的構建有如下一些設想。環境工程專業的實踐教學體系可以由6個主要的部分組成：專業課程實驗。“水污染控制工程”、“大氣污染控制工程”、“固體廢棄物處置工程”、“環境監測”、“環境微生物學”等課程都設有相應的實驗課時，讓學生通過實驗操作，理解消化課堂理論知識。現場實習。通過參觀污水處理廠、垃圾填埋場、環保工程公司等專業的環保治理單位，讓學生對所學工程技術和工藝流程有直觀的認識，幫助學生了解所學的理論知識如何應用到工程實踐中。案例教學。針對環境工程專業課程的特點，部分工程實踐性強的專業課程教學，可引入案例教學或現場教學環節，由授課教師根據課程內容和教學進度，適度安排幾次與課程內容相關的案例教學或現場教學。引入案例教學環節，可以消除以往理論教學與實習環節脫離的弊端。課程設計。包括給排水工程課程設計、水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計、固體廢棄物處理處置工程設計等。學生根據課程設計任務書，在教師指導下自主完成工程設計方案。通過課程設計訓練，學生能初步掌握工程設計的方法。畢業實習。畢業實習是學生在走上工作崗位之前的一次專業實習。學生到實習單位進行為期1個月的實習，全面運用所學的知識，加強理論聯系實際，鍛煉自身專業技術綜合能力，加深對本專業業務范圍的了解。畢業論文。學生畢業論文的選題盡量與教師的科研項目相結合。指導教師和學生一起討論確定課題的實驗方案或設計方案，學生通過查找文獻、工程設計手冊等資料獨立完成論文。在整個設計過程中，要重視設計理念的傳授，讓學生學會專業的分析思考方法，培養學生解決實際問題的能力。以上幾個實踐教學環節有些已基本完善，但有些還沒有完全建立［12］。即便已經設置了這幾個實踐教學環節，要獲得好的教學效果卻不太容易，仍需針對這幾個環節進行改進，對教師、學生提出更高的要求，以完善本專業學科建設，培養綜合型、創新型環境工程人才，培養學生的動手能力、分析解決問題的能力和實際工作能力。
加強不同學科專業實驗的聯系，增加綜合性專業實驗的比例
環境問題的出現往往是多種因素相互作用的結果，因此也決定了環境工程是一門多學科相互滲透、高度綜合的交叉科學，具有整體性和綜合性的特點。環境問題的最終解決，也必須借助不同學科知識的綜合作用。環境工程專業的這種特點決定了在其教學過程中增加綜合性專業實驗比例的必要性。我校環境工程專業是在應用化學和化學工程學科的基礎上建立的，因此專業的建設和發展充分利用了已有的教學資源和師資力量，通過與原有的優勢學科相結合形成了有自身特色的專業發展方向。目前設置的應用化學、化學工程、生物技術專業，這些專業開設的部分課程也是環境工程專業的基礎課，同時這些專業的基礎實驗課程也比較完善。因此，可以將環境工程的一些驗證性實驗，如有機污染物含量測定、重金屬含量測定等放到化學基礎實驗課中，使環境工程專業的學生得到充分的基本操作訓練，掌握基本的環境化學分析方法，為專業實驗奠定基礎。在環境工程專業實驗課教學中，除了應掌握常規水質分析方法以及COD、BOD、濁度、溶解氧、總有機碳等儀器分析方法外，可適當增加綜合性實驗的比例。如水處理實驗中的曝氣設備充氧性能的測定、活性污泥評價指標實驗、工業污水可生化性實驗、活性污泥法動力學系數的測定等，這幾個實驗之間的關聯性很強，通過適當的設計，可以形成幾個綜合性的實驗。學生通過這種綜合性的實驗加深了對活性污泥法各種參數、指標之間關系的理解。通過初步的探索，我們已經開設了一個綜合性的實驗，結果表明，學生能積極參與綜合性實驗的設計，主動思考問題，教學效果非常好。其他可以開設的綜合性實驗還包括環境微生物實驗中的培養菌的制備和滅菌，細菌純種分離、培養和接種技術，菌體、菌落形態的觀察，以及環境監測實驗中的水中氟化物的測定、水中揮發酚的測定、廢水中苯系化合物的測定、校園空氣中污染物的測定等。以上綜合性實驗結合了分析化學實驗、化工原理實驗、生物技術實驗、水處理工程實驗等多個學科的知識，要求學生在掌握一定的理論知識和操作技能的基礎上，綜合運用多種知識去分析問題、解決問題。這種綜合性實驗也對指導教師提出了較高要求，不但要了解相關知識，還要根據各個專業已有的條件設計合理的實驗方案，或對教材已有的實驗進行重新設計，確保學生的實驗課順利進行。#p#分頁標題#e#
建設仿真實驗室，培養學生的工程設計能力
通過購買、下載免費共享、自主開發等方式制作虛擬實驗課件，建立仿真實驗教學平臺，實現計算機輔助教學。對于某一環境問題而言，它的工程設計方案可以由多個步驟和環節組成，例如廢水脫氮除磷常用的厭氧／缺氧／好氧活性污泥法（A／A／O）是應用最廣泛的污水處理技術之一，廢水一般需經過厭氧池、缺氧池、好氧池3個處理單元的處理，這3個處理單元順序可以有變化，每一個處理單元都有不同的形式可供選擇，污泥回流的方式也可以有不同的途徑，這些變化形成了不同形式的A／A／O工藝。一個綜合性實驗方案無法全部包括這些步驟和環節。為了解決上述制約實踐教學環節的矛盾，通過借鑒國內外部分高校虛擬實驗室的制作方案，逐步構建環境工程仿真實驗系統。仿真實驗系統可以將一些在實驗室中做不到的，或由于設備原因無法觀察整個過程的實驗，通過計算機進行模擬實驗。學生需對整個工藝流程有充分的了解，提出設想和方案，然后用計算機語言編程實現設計方案。這些特點對培養學生工程設計的能力很有幫助。由于仿真實驗不需要實際建造設備，不受實際運行周期影響，能迅速取得結果，學生通過仿真實驗，加深對實驗內容的理解。這種設計性實驗由學生自己確定實驗方案、選擇實驗設備、設計實驗線路及步驟等。在模擬實驗過程中，學生始終是實驗活動的主體，充分發揮了學生的主觀能動性，有利于培養學生獨立解決問題的能力及創新能力。
結合科研課題，培養學生的工程實踐能力
通過采用綜合設計實驗與科研相結合的方式，把科學研究引入實驗教學。在教師的指導下，結合課題，學生學會查找資料，在工程實際中發現問題、解決問題。這種訓練方式開闊了學生的眼界，使其了解本學科的現狀和發展趨勢，對環保行業有更深入的認識。由于環境工程是一個實踐性與工程性很強的學科，這也要求在校期間就培養學生具有一定的工程實踐能力、運行管理能力。通過學生參與教師的研究項目，形成以工程為導向的實踐教學方式，學生得到基本的工程訓練，同時可以較早地接觸工程實際，了解和熟悉未來可能從事的工作。與科研課題相結合，可采用學生從大二開始參與教師科研活動的方式。學生自主報名，教師選擇，學生利用課余時間參與教師的科研。對于一些有大量教學任務和科研項目的教師，可采取這種方式使本科生和研究生一樣接受系統的科研訓練，承擔起一些助教和助研的任務。學生參與研究項目的教學方式也對教師提出了更高要求，他們需要規劃研究方案、申請項目、與企業聯系等，促使教師在科研、工程開發工作中提高水平，同時其自身實踐經驗反過來有助于更新教學內容和提高教學效果。
論文要:本文闡述了生態工程的定義及原理,重點介紹了污水處理技術的要點和意義。
1生態工程介紹
1.1生態工程
生態工程以復雜的社會——經濟——自然復合生態系統為對象,遵循應用生態系統中物種共生、物質再生循環及結構與功能協調等原則,以整體調控為手段,以人與自然的協調關系為基礎,以高效和諧為方向,為人類社會及自然環境雙受益和資源環境可持續發展設計的具有物質多層分級利用、良性循環的生產工藝體系。以期同步取得生態環境效益、經濟效益和社會效益[1]。
1.2生態工程原理
生態工程涉及生態學、生物學、工程學、環境科學、經濟和社會等領域,原理眾多。我國學者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統生態學理論的基礎上,對生態工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態工程原理總結為整體、協調、自生、再生循環等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態工程是指運用生態學原理,采用工程學手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物復合系統的物理、化學等特征對污水中的水、肥資源加以回收利用,對污水中可降解污染物進行凈化的工藝技術,是污水治理與水資源利用相結合的方法。
2主要生態工程污水處理技術
2.1污水土地處理系統
污水土地處理系統是一種污水處理的生態工程技術,其原理是通過農田、林地、葦地等土壤--植物系統的生物、化學、物理等固定與降解,對污水中的污染物實現凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據處理目標、處理對象的不同,將污水土地處理系統分為慢速滲濾(SR)、快速滲濾(RI)、地表漫流(OF)、濕地處理(WL)和地下滲濾(UG)五種主要工藝類型[4]。
土地處理系統造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統工藝的10%~50%。其中污水濕地生態處理系統又稱人工濕地,目前研究最為深入、應用最廣泛。通過人工濕地生態工程進行水污染控制不僅可以使污水中的水得以再生利用,還能使污水中的有機物、N、P、K等營養物得到利用。整個系統呈自然式良性循環,構成了具有自適應、自凈化能力的水陸生態系統。該系統管理簡單,穩定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態系統中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環境的功能,這種生態凈化方法實現了水環境可持續發展[5]。
以人工濕地處理系統為例,土地生態處理系統對污水的凈化機理如下:系統中的填料(介質)具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經顆粒表面時,其中的污染物質通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生態塘處理系統
生態塘系統是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養殖,建立人工生態系統,,通過天然的生化自凈作用,在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機物質在生態塘處理系統中得到降解,釋放出的營養物進入了復雜的食物鏈中,產生的水生作物、水產都可以被收獲。生態塘處理系統能夠有效地處理生活污水及一些有機工業廢水,對有機物和病原體有很好的去除效果,具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優點。但該系統占地面積大、易出現短流、溫度較高時易散發臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩定。近年來,我國生態塘污水處理工藝研究側重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產養殖多個生物處理單元的綜合功能,營建生化一體化水生動植物復合生態體系,是污水處理與資源利用的完美結合,構建了一個完整的生態系統和良好的內部良性循環系統。
2.3蚯蚓微生物濾池系統
蚯蚓生態濾池是濾床中建立的人工生態系統,由濾床填料、蚯蚓及布水系統等組成。系統利用蚯蚓和微生物的協同作用對污水中含有的各種形態污染物質進行處理和轉化。蚯蚓可對污水和污泥進行吸收和分解,清掃濾床,防止堵塞[9]。蚯蚓糞便可以濾除污染物,提高處理效率。蚯蚓的存在可作為家禽飼料。污水中的生物膜污泥微生物通過食物鏈最終被有效地轉化為蚯蚓的增長及其排泄物,而蚯蚓的機體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對象,從而進行新一輪的生態循環。3生態污水新型處理技術
如利用土壤毛細管浸潤擴散原理,研制成功的地下毛細滲濾系統(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛細滲濾系統(UCSS)的中心部分是地下毛細滲濾槽,它通過土壤過濾和微生物降解來去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規土地凈化污水處理系統占地面積和運行費用問題,還可回收污水和營養物質(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。
活機器(livingmachine)系統是加拿大出生的海洋生物學家約翰·托德(JohnTodd)發明的,是利用太陽能以及利用由多種多樣直接或間接從太陽獲得能量的生物組成生態系統,將水產養殖與人工濕地結合起來并封閉在溫室里,以創造一個高效的污水處理過程[12],包含了沉淀、過濾、凈化、吸收、揮發、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程,在獲得高標準水質的同時避免了自然處理系統占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
結語
污水生態處理技術基本上不涉及化學能的投入和化學品的消耗。根據國情,我國的污水治理必須走生態處理技術的道路[13]。
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采用復雜網絡模型來分析企業環境外部性的方法，不僅較傳統的經濟度量方式有理論上創新，而且根據區域不同情況來構建模型，從復雜系統視角對環境管理體系進行分析，有利于改進環境管理方式。
關鍵詞 環境容量；雙模式網絡；平均資源分配法；加權集聚系數
中圖分類號 X321；O189 文獻標識碼 A
文章編號 1002-2104（2013）08-0014-06
doi：103969/jissn1002-2104201308003
區域產業系統作為國民經濟系統復雜的子系統之一，必須綜合復雜系統理論和宏觀經濟數量分析來進行統籌規劃。區域產業系統是一個開放性系統，由物質生產部門和非物質生產部門等眾多子系統組成，各個層次的系統之間存在著相互依存、相互制約、相互博弈的關系，因而區域內某個產業的調整和演化必然會影響其他產業，甚至影響整個區域經濟系統。論文針對區域產業系統中企業排污對環境容量的需求，從復雜網絡分析方法入手建立產業環境資源競爭網絡模型，定量地揭示企業排污環境外部性的競爭博弈關系，并為實施可持續發展戰略提供具有可操作性的調控對策。
1 排污企業環境外部性的測度
1.1 環境容量與環境資源
環境容量是在人類生存和自然生態系統不致受害，維持生命機體的再生能力、適應能力和更新能力的前提下，某一環境所能承受有機體數量的最大限度和容納的污染物的最大負荷量，也可以定義為在污染物濃度不超過環境標準或基準的前提下某地區所能允許的最大排放量。環境容量可以參考《環境影響評價技術導則（HJ2011）》計算方法，分別計算大氣、水體、土壤等環境要素的納污能力，進而按照一定體系確定其整體環境容量[1]。環境容量分為總容量（即絕對容量）與年容量，前者是某一環境所能容納某種污染物的最大負荷量，達到總容量沒有時間限制，即與年限無關，由環境標準值和環境背景值所決定。環境年容量是指某一環境在污染物的積累濃度不超過環境標準規定的最大容許值的情況下，每年所能容納的污染物最大負荷量，其大小除了與環境標準值和環境背景值有關外，還同環境對污染物的凈化能力有關，如環境空間的大小，氣象、水文、地質、植被等自然條件，生物種群特征，污染物的理化特性等。依據環境容量可以按照污染物控制的法規，限定污染源排放污染物的允許濃度標準。
然而，環境容量沒有限定污染物排放的總量，沒有考慮同一區域分布的各污染源之間的相互影響關系，因此可能出現即使滿足了污染源排放標準的要求，環境污染也依然存在的狀況。為了將環境中的污染物濃度限制在一定水平以下，必須限定相應區域內污染物排放總量來實施控制。在總量控制的情況下，一定區域的環境容量本身可視為一種環境資源。
1.2 外部性理論與企業環境資源競爭
考慮到環境作為公共物品的屬性，即消費的非排他性和非競爭性，環境經濟學研究中經常引入外部性理論來分析環境資源消耗主體之間的博弈關系。
薩繆爾森將外部性界定為：“當生產或消費對其他人產生附帶的成本或效益時，外部經濟效果便產生了；也就是說，成本或收益附加于他人身上，而產生這種影響的人并沒有因此而付出代價或報酬；更為確切的說，外部經濟效果是一個經濟主體的行為對另一個經濟主體的福利所產生的效果，而這種效果并沒有從貨幣或市場交易中反映出來。”經濟主體的經濟活動所產生的外部性，易導致社會邊際成本收益與私人邊際成本收益相背離，從而出現市場失靈和資源配置失當。外部性可分為正外部性與負外部性兩類。排污企業的環境外部性是一種負外部性，即該外部性的影響能夠對承受者造成某種損害或不利效應（外部不經濟性），它們彼此之間存在著對區域環境資源和納污能力的競爭關系。如何將這種關系進行量化分析，是進行有效的環境管理的基礎。
目前解決環境外部性問題主要有兩種途徑：一種是依據科斯定理建立的產權制度，由環境管理者制定總排污量的上限，按此上限排污許可證并將其投放到排污者中進行拍賣交易；另一種是依據庇古定理建立的庇古稅方法，通過對分散的排污主體征收排污費用來進行后期的污染治理。我國主要采用征收庇古稅的方式來進行環境治理，但是這種“先污染、后治理”的方式不僅交易費用高，而且又會衍生出代際不公平等問題。雖然我國在積極推廣排污權交易機制，但是這種方式對市場化程度和資源定價方法的要求很高。
1.3 排污企業外部性測度
為了在一定的環境年容量條件下，將企業的環境外部性所體現的競爭博弈關系量化，論文建立了產業環境資源競爭網絡模型（Industrial Environmental Resources Competition Networks，簡稱IERCN模型）。在構建IERCN模型時，論文假定區域的污染物總排放量沒有超過安全的環境年容量，而且區域環境系統中主要的污染排放物主要為工業廢水排放量（t），化學需氧量（kg）、二氧化硫排放量（kg）和工業固體廢物產生量（t），并采用排污企業某項污染物排放占總排放的百分比來表現其對區域環境系統消納或處理污染物能力的需求，進而根據基于二分圖理論的雙模式網絡和參與者單模式網絡來研究區域排污企業對于環境容量的需求關系和競爭關系。
2 二分圖理論與產業環境資源競爭網絡模型的構建
2.1 二分圖理論及其應用
二分圖（Bipartite Graph）又稱偶圖，是將簡單圖G的頂點集合分成兩個不相交的非空集合V1，V2，使得圖G中的每一條邊與其關聯的兩個節點分別在V1和V2中，記作G=（V1，V2，E），其中，V1和V2稱為簡單圖G的二劃分，E為邊的集合[2]。二分圖中一類頂點是參與某種活動、事件或者組織的“參與者”，而另一類頂點就是他們參與的活動、事件或者組織等“項目”。由于研究同一類節點之間的合作關系（即參與者在項目中的合作關系）更具應用價值，所以常常把二分圖向一類節點（多是參與者節點）投影，得到單模式網絡。在向參與者節點投影得到的單模式網絡中，節點之間的邊表示的是它們彼此具有針對同一個項目的合作關系，這個單模式網絡被稱為一個項目完全子圖。其中，上排方點表示項目，下排圓點表示參與者，不同類節點之間的邊屬于二分圖，同類之間的邊屬于向參與者的投影圖。投影圖中每一條邊是二分圖中相應的兩條邊向下投影形成的[3]。
隨著復雜網絡分析方法在產業經濟領域的普及，許多專家學者開始采用網絡建模的方式作為實際問題分析的基礎。運用復雜網絡理論來分析經濟系統中的競爭關系具有獨特的優勢，這是因為產業或企業部門所處的經濟環境中充滿了彼此之間的競爭關系，針對該類問題的網絡建模可以通過二分圖理論來簡化過程和精確聯系。此外，由雙模式網絡向單模式網絡的轉化有利于研究產業競爭網絡的網絡特征和演化規律。李得榮等建立了零部件企業與產品的二分網絡模型和根據產品銷售量的加權二分網絡模型[4]；后銳等構建了物流企業競爭關系復雜網絡模型[5]；呂康娟等建立并驗證了基于航運企業價值鏈接的世界航運中心之間呈現復雜的網絡關系[6]；王杰等構建基于改進后復雜網絡演化模型的東北亞港口群空間網絡演化模型[7]；楊建梅提出產業競爭關系與企業對抗行動分析的雙層復雜網絡模型[8]。
2.2 產業資源競爭網絡模型中節點與邊權的定義
建立一個基于二分圖理論的IERCN模型，首先要界定好項目和參與者的關系。論文將項目定義為區域企業主要污染物產生量，如工業廢水排放量（t）、化學需氧量（kg）等，對應二分圖的子集V1；將參與者定義為區域內排污企業，對應二分圖的子集V2。
在IERCN模型中，假設w1表示區域污染物l排放情況，初始設定為100%；wij表示排污企業i在m個排污企業當中相對于區域污染物l排放總量的百分比。定義bil為雙模式網絡的鄰接矩陣元素，如果排污企業i排放了污染物l，則bil=1，反之bil=0。此外，定義hi=∑nl=1bil為項目度，表示排污企業i排放的污染物種類大小；定義tl=∑mi=1bil為項目大小，表示污染物l所涉及的排污企業數量。實際上，tl和hi是污染物l和排污企業i在二分圖G=（V1，V2，E）中的兩類節點的度。
2.3 排污企業單模式競爭網絡的映射方式
為了盡量減少信息在投影時的丟失現象，采用“平均資源分配法”[9]保留IERCN模型的信息。假設每個參與者和每個項目都分配有一定的資源，而邊權wij表示參與者j通過合作傳遞給參與者i的資源所占比例。即認為每個項目所有的資源在一開始都平均分配給了它的每個參與者，反過來，每個參與者這樣分配到的權也應該再通過通向它們參加的項目的二分圖邊在平均分配給項目。
對于IERCN模型來說，排污企業消耗了一定程度的區域環境納污能力，并將由此產生的環境外部性平均分配給對應的污染物，然后這些污染物又把分配到的外部性程度平均分配給它所涉及的企業，此時項目完全子圖的邊權可以表示為：
其中：hj=∑nl=1wjl，wl=∑ml=1wil，l{1，2…，n}，i，j{1，2…，m}。因為wl表示區域污染物l排放情況，所以在論文中設定了wl=1。wpij的數值表示排污企業之間外部性的影響強度，構成的邊權集為WP={wpij}。至此，描述區域內排污企業環境外部性的子圖Gp=（V2，Ep，Wp）映射完成，形成的網絡稱為排污企業單模式競爭網絡，簡稱IERCNP模型。
在通過資源平均分配法得到的IERCNP模型中，每條邊eij從節點vi指向節點vj，表明企業i排放污染物的外部性效應影響到了企業j的利益，影響程度由邊eij上的邊權wpij來衡量，它的大小反映了排污企業之間對于區域環境容量的競爭關系的強弱。
3 模型的分析方法及其經濟含義
基于二分圖理論建立的產業環境資源競爭網絡模型，可以從點權分布、加權集聚系數等方面對排污企業和污染物排放情況進行分析，并根據強關聯矩陣來確定排污企業環境外部性影響強度的聚類情況。
3.1 環境容量的消耗程度
將節點連接度的概念推廣到加權網絡中節點的強度S（i），即點權（Strength），其定義為：
由此可見，邊權的計算既考慮到了周圍的節點分布情況，又綜合了與節點相連的邊權，是網絡局域信息的一種綜合體現[10]。對于有向加權網絡，點權要從出權和入權兩個方面進行分析。節點vi的出權（OutStrength）SOUT（i）定義為從節點vi出發的所有邊權之和，即：
（3）
從公式3可知，節點vi的SOUT（i）值相當于它排污所造成的環境外部性程度總和。因此，在封閉的區域環境系統中，SOUT（i）可以理解為環境納污總量的另一種表現形式，并且衡量的是排污企業之間外部性的綜合影響程度。
3.2 外部性的直接影響程度
集聚系數（Clustering Coefficient）又稱作簇系數或聚類系數，作為網絡的另一個重要參數，表示網絡中節點主體之間的熟悉程度，它衡量的是網絡的集團化程度。對于加權網絡來說，在經典的集聚系數算法基礎上還要考慮頂點之間連接的強度。加權網絡的集聚系數由以下公式表示：
其中，w～ij為歸一化后的邊權，w～ij wij/maxilwil；W～=w～13ij，取矩陣W～三次方后得到的矩陣（W～）3中對角線上的第i個元素作為公式的分子。論文在計算一系列產業復雜網絡的CW（i）時，將這些加權有向網絡處理為具有對稱性的加權無向網絡，公式為：
（5）
然后，采用對稱化后的邊權矩陣W-={w-ij}來計算產業復雜網絡的CW（i）。加權集聚系數綜合了IERCNP模型中更多的競爭關系，衡量的是排污企業之間外部性的直接影響程度。如果CW（i）值較高的企業因為社會經濟環境的變化使得污染物排放水平產生波動，那么它在IERCNP模型中與其他企業的競爭關系也會隨之發生較大變化。換言之，當區域環境容量達到上限時，CW（i）值較高的企業會面臨來自其他企業更多的排污權競爭壓力。因此，這些企業應該優化生產工藝和改良產品品種，進而實現綠色生產的自身目標和通過節能減排降低其環境外部性影響。
3.3 外部性的間接影響程度
路徑問題是網絡研究中重要的最優化問題之一，一般歸結為兩類：一類是求從某個節點到其他節點的最短路徑，另一類是求圖中每一對節點間的最短路徑。論文研究的對象是區域內的整個產業系統，要解決的是產業結構網絡中每一對產品部門之間影響力傳遞的最優路徑問題。因此，采用Floyd算法作為路徑搜索工具，它利用了動態規劃算法的基本思想，可由以下最優子結構表達：
其中，d（k）ij是節點vi到節點vj的的最短距離。對于任意vkV，vi到vj的最短路徑經過vk或者不經過vk。比較dij與dik+dkj的值，若dij>dik+dkj，則令dij=dik+dkj，并保持dij是當前搜索的vi到vj的最短路徑。重復這一過程，當經過k次重復搜索完所有vk時，d（k）ij就是vi到vj的最短路徑。
對于加權網絡來說，為了找到恰當的競爭關系傳遞路徑，需要對路徑搜索算法――Floyd算法進行修改[11]。對于邊權為相異權的網絡，即邊權越大表示節點之間的距離越大的網絡，先令dij=wij，然后反復使用迭代公式（6）計算得到每兩個節點之間權重累計最小路徑，匯總得到最短距離矩陣。與此類似，對于邊權為相似權的網絡，需令d～ij=wikwkj/（wik+wkj），迭代公式相應地變為：
其中，d～（N）ij為節點vi到節點vj的最長加權路徑距離，衡量的是排污企業之間外部性的間接影響程度。
4 廣州經濟技術開發區的實證分析
論文根據2010年廣州經濟技術開發區污染物排放數據構建了IERCN模型，多維量表（Multidimensional Scaling，簡稱MDS表，表中距離較近的節點之間存在較強的某種關聯關系）如圖1所示，然后通過平均資源分配法得到IERCNP模型，如圖2所示。IERCN模型中藍色的方塊節點為項目節點，即污染物種類，從節點1到節點4依次為工業廢水排放量，化學需氧量、二氧化硫排放量和工業固體廢物產生量。紅色的圓圈節點為參與者節點，即排污企業，從節點v1到節點v111以此代表了廣州開發區內111家排污企業。項目大小tl值依次為105、105、36和91，說明開發區內絕大多數企業排放的污染物以工業廢水（廢水中的有機污染物）為主，固體廢物和廢氣相對比例較小。項目度hi值從1到4的頻率依次為5、17、58和
圖1 廣州開發區污染物-排污企業雙模式網絡MDS表
Fig.1 MDS of sewagecompanies bipartite network ofGuangzhou Economic and Technical Development Zone
31，說明開發區中有超過4/5的企業排放以上三種污染物。
根據2010年開發區統計數據，松下電工電子材料（廣州）有限公司（節點序號為46）排放的上述四類污染物依次分別為31 204 t、530.5 kg、8 565 kg和1 227.66 t，而開發區所有111家排污企業所有排放的四類污染物依次分別為22 252 107 t、857 065.5 kg、3 352 635 kg和1 216 069.036 t，依據上面的公式則有：
Fig.2 MDS of onemode resourcescompetitionnetwork of Guangzhou Economic and TechnicalDevelopment Zone （threshold of edge weight is 0.05）
通過平均資源分配法得到的IERCNP模型是一個稠密網絡，111個節點之間存在11 861條有向邊。為了可視化的需要，本文將IERCNP模型的邊權閾值設定為0.05。從IERCNP模型的MDS表來看，與其他節點具有較強外部性影響的節點仍然保留著大量的邊，而且占據了MDS表的中間位置。例如節點33代表的廣州添利電子科技有限公司、節點44代表的依利安達（廣州）電子有限公司、節點110代表的廣州恒運熱電（C）廠有限責任公司和節點111代表的廣州恒運熱電（D）廠有限責任公司。
通過對IERCNP模型邊權矩陣WP的分布統計發現：在雙對數坐標系下，wPij大致分布于一條下降直線周圍，線性擬合結果為斜率slope=-1.784 ，判定系數R2=0.847，說明wPij分布基本符合冪指數為1.784的Pareto分布，如圖3所示。
圖3 IERCNP模型的邊權分布
Fig.3 Distribution of edge weights in IERCNP model
這種現象表明：廣州開發區內排污企業對環境容量的需求強度具有馬太效應，極少數企業之間存在著極強的外部性影響關系。假設廣州開發區實行排污交易制度來控制環境污染，那么就會出現少數幾家企業激烈爭奪污染物排放權的情況。因此，為了環境的可持續發展，區域規劃過程中應該避免排污大戶的過度集聚。
SOUT（i）值和CW（i）值較高的排污企業分別屬于電子元器件制造業、電力、熱力的生產和供應業和鋼壓延加工業等三個產品部門，它們是開發區最主要的污染物來源單位。SOUT（i）值與CW（i）值有很高的相關性，這一點從圖4散點分布的正相關趨勢可以看出。但是意義卻有所不同：前者衡量的是排污企業之間外部性的綜合影響程度，后者衡量的是直接影響程度。
論文采用模糊聚類算法來描述排污企業之間外部性的間接影響程度，如圖5所示。從IERCNP模型強關聯矩陣的動態聚類結果來看，這些企業基本上被劃分為兩個主要的聚類，每類所包含的企業與IERCNP模型的MDS表描述的基本相同。
這說明廣州開發區內的排污企業分別形成了兩個群體，它們在群體內部具有較強的環境容量競爭關系，而不同群體的企業之間這種競爭關系較弱。因此，在廣州開發區的環境管理方面，也應該以這種聚類結果為基礎進行分片劃分。同時從產業生態學的角度考慮，應不斷通過補鏈增強兩類企業之間的產業耦合，最終實現理想的生態產業園區創建目標。
圖4 IERCNP模型節點的出權與加權集聚系數的相關性
Fig.4 OutStrength vs Weighted Clustering Coefficientin IERCNP model
圖5 IERCNP模型強關聯矩陣動態聚類
Fig.5 Dynamic clustering based on strongest relevantmatrix of IERCNP model
5 結 論
綜上所述，根據基于二分圖理論構建的產業環境資源競爭網絡模型及其映射得到的排污企業單模式競爭網絡模型，可以分析區域企業對于環境容量的需求關系和它們之間環境外部性產生的競爭關系。通過模型的邊權、點權、加權聚集系數、加權路徑等網絡指標來表征企業排污對環境容量的消耗程度，以及排污企業之間環境外部性的綜合影響、直接影響和間接影響程度。這種采用復雜網絡模型來分析企業環境外部性的方法，不僅較傳統的經濟度量方式有理論上的創新，而且可以針對區域的具體情況靈活構建模型，并可以與排污權交易機制建立起聯系，從復雜系統的分析視角對我國的環境管理體系提出可行的方法和建議。
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