空间视角下湖北省环境绩效评估及影响因素分析

以湖北省为例，基于压力-状态-响应（PSR）模型构建环境绩效评估指标体系，运用空间自相关和标准差椭圆对湖北省各地区绩效指数空间特征及影响因素进行探讨，结果显示：湖北省各地区环境绩效指数（EPI）均高于60，但普遍处于中等水平，良好及优秀所占比例低.EPI较高的地区主要位于湖北省西部和中部，压力和状态指数从西至东递减，响应指数则呈现东部高于西部高于中部的态势.状态指标绩效指数在空间上显著正相关，即环境质量状况较好（或较差）的地区在空间上集聚.EPI及二级指标绩效指数均以西北-东南为布局方向，且EPI椭圆重心较于基准重心偏向于西南方向.各地区环境指数除受到资源禀赋的影响外，还与城镇化率和人口密度显著相关.     

低通时序滤波轨线法在太湖营养过程识别中的应用

环境背景条件变化会导致湖泊ρ（Chla）与环境因子响应关系发生变化.采用低通时序滤波轨线方法可以方便地识别ρ（Chla）与环境因子响应关系的时间转折点,将长时间序列数据进行分段,从而建立分段回归函数,为研究环境因子与湖泊ρ（Chla）的因果关系提供了一种新的思路.以太湖为研究对象,采用低通时序滤波轨线方法,评估了2001—2018年太湖的ρ（Chla）与营养盐〔ρ（TN）、ρ（TP）〕以及氮磷比〔ρ（TN）/ρ（TP）〕的变化过程,研究了年均气温、滞留时间对产藻效率〔ρ（Chla）/ρ（TP）〕的影响过程.结果表明:①2006年、2011年为太湖营养过程轨线的两个时间转折点,将太湖的营养过程轨线分为3段.第1段为污染阶段（2001—2006年）,太湖的ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（Chla）同步升高,于2006年达到第一个峰值;第2段为修复阶段（2006—2011年）,太湖的ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（Chla）同步降低,于2011年达到谷值;第3段为富营养化加剧阶段（2011—2018年）,太湖的ρ（TN）呈下降趋势,ρ（TP）与ρ（Chla）同步升高,至今未出现转折点.②太湖藻类生长的限值因子为ρ（TP）,2011年之后氮磷比进入浮游藻类适宜生长区,为蓝藻暴发提供了条件.③2011—2018年产藻效率增长了51%,且目前仍在升高未出现转折点,气温升高可能是主要原因.④依据2011—2018年的滤波值建立ρ（Chla）-ρ（TP）的函数预测,为控制蓝藻暴发〔ρ（Chla） < 10 mg/m3〕,太湖的ρ（TP）需要控制在52 μg/L以下.⑤2006年后,太湖的滞留时间呈现缩短趋势,对藻类的繁殖形成抑制,但滞留时间不是影响产藻效率的关键因子.研究显示:自2006年太湖流域实施一系列生态修复工程后,湖泊氮浓度明显降低,但由于流域氮磷排放量较大而且湖体沉积物中累积磷含量较高,致使水体营养盐水平仍未降到能显著抑制蓝藻生长的水平;目前气温升高趋势仍在持续,太湖的控藻形势严峻,为摆脱气候变暖对蓝藻水华趋势的决定作用,应当在控氮基础上加大控磷的力度,同时更多考虑水文调节、生物修复、加强打捞等措施.      

基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术研究

“十三五”期间,我国排污许可管理制度已基本建立;“十四五”时期,我国排污许可管理将逐步过渡到注重水质达标的管理阶段.为适应我国排污许可新的管理需求,研究了基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术.其中,基于技术的排放限值核定主要根据企业的行业属性和核定产能,结合环境影响评价批复的污染物排放额度,确定其排放浓度限值和排放总量限值;基于水质的排放限值核定需建立污染源与水质之间的响应关系,以地表水水质达标为目标,计算各污染源的最大允许排放量.最终的排污许可限值为基于技术的排污许可限值和基于水质的排污许可限值的最小值.以常州为例,从常州排污许可证核发重点行业选取了两家化工企业A和B,核算其基于技术的排放限值;采用水质模拟和污染物最大允许排放量分配技术,计算了污染物最大允许排放量,并分配到两家化工企业,作为基于水质的排放限值.结果表明:A化工企业COD_Cr和NH₃-N的最终排污许可限值分别为6.53和0.075 t/a,其中,COD_Cr的最终取值为基于水质的排放限值,NH₃-N基于技术和基于水质的排放取值相同;B化工企业COD_Cr和NH₃-N的最终排放限值分别为11.60和0.17 t/a,最终取值均为基于技术的排放限值.研究显示,基于水质的排许可限值受到企业自身和外部水环境容量的双重影响,应从严制定排污许可限值,既能达到企业行业排放标准和环境影响评价批复的要求,又能满足水环境质量达标的目标.      

黄河流域(青海段)氮时空分布特征及其来源解析

青海省作为黄河发源区,其境内干支流水质对整个黄河流域和北方地区具有十分重要的战略意义.为深入了解黄河流域(青海段)氮污染特征,采集黄河干流流域、湟水河流域、大通河流域共30个断面不同水期的水样进行监测,系统分析氮时空分布特征,并采用氮氧稳定同位素技术解析了水体中氮的主要来源.结果表明：(1)该区域水体TN浓度在0.33～13.50 mg/L之间,平均值为3.40 mg/L,表现为湟水河流域>大通河流域>黄河干流流域,各形态氮浓度表现为NO₃^--N>TON>NH₄⁺-N>NO₂^--N.(2)各流域TN浓度最高均为丰水期,但枯水期和平水期各不相同,氮形态分布也不同,说明氮污染来源可能存在差异.(3)相关性分析显示,TN与TON、NO₃^--N具有较好的同源性;SIAR模型分析显示,各污染源对NO₃^--N的贡献率表现为土壤源>凋落物源>...     

污染物总量控制制度创新与未来发展的思考

为解决污染物总量控制制度创新及与排污许可制的关系,探索我国未来水环境总量控制制度的发展方向,对美国、欧盟等发达国家和地区以及我国水污染控制的发展历程进行了回顾和对比研究.结果表明:①控制污染物排放总量是改善水环境质量的根本措施,排污许可制是水环境管理的核心手段.②我国水污染总量控制研究起始于20世纪70年代末的容量总量控制研究,先后经历了理论探索、应用探索和理论深化3个阶段,在管理上则经历了排污许可制试行阶段、制度探索阶段、总量控制目标责任制阶段.③我国目前实施的总量控制仍然是目标总量控制,难以与地表水质直接挂钩.对我国水环境保护形势和相关法律政策的研究表明,我国从污染源达标排放控制1.0时代、目标总量控制2.0时代,逐步进入容量总量控制3.0时代的条件已基本成熟.建议以排污许可制作为推进总量控制3.0的重要抓手,完善相关制度建设,严格问责机制,确保容量总量控制的真正落实.      

河流污染物通量估算方法筛选及误差分析

准确估算污染物通量对河流污染物总量控制和水质保护具有重要意义,但常规监测方法通常不能进行连续采样,数据相对比较稀缺,因此,选择恰当的采样间隔和通量估算方法,并对方法可能带来的误差进行估算,对提高通量估算的可靠性具有十分重要的意义.基于此,以江西赣江滁槎水质自动站2005—2007年3个水文年的水量和水质资料为基础,采用Monte Carlo方法模拟时间间隔分别为2、3、5、6、10、15和30 d的河流水质离散采样方案,并计算每种采样方案下的通量.同时,采用偏差(系统误差)和不精确度(离散程度)两个指标,比较了A、B、C、D、E 5种常规通量计算方法的误差分布,并建立了各算法误差随时间间隔变化的相关性曲线,以对河流污染物通量估算方法进行筛选.研究表明,滁槎断面COD_Mn采用瞬时值C_i与时段平均流量 Q_p乘积的方法计算年通量更准确;而NH₄⁺-N由于瞬时通量与流量相关性不显著,采用时段瞬时通量平均计算年通量更准确.     

三江源区水源涵养功能评估

为实现三江源区水源涵养功能评估,服务区域生态服务价值估算,从水源涵养的概念出发,解析水源涵养功能的内涵特征和表征指标,提出了三江源区水源涵养功能评估技术框架,并基于SWAT模型建立三江源区水文模型,通过年尺度、月尺度和日尺度的水文模拟,完成三江源区水源涵养功能定量评估.从水文模型校准结果来看,直门达、唐乃亥和香达3个验证站日径流量最大相对误差不超过17.0%,月径流量最大相对误差不超过13.0%;日尺度模型中直门达站模拟效率系数超过了0.6,其他两个站也超过了0.5,月尺度模型中3个验证站模拟效率系数均超过0.6以上;日尺度模型和月尺度模型验证结果均可接受,在一定程度上较好地揭示出了三江源区的水量输出过程、趋势和规律.应用该模型对水源涵养功能进行定量评估,长江流域、黄河流域、澜沧江流域水资源供给量分别可达到158.8×108、326.2×108、72.6×108 m3;考虑土地利用和植被变化对流域径流输出的影响作用,植被破坏可能导致长江流域、黄河流域和澜沧江流域地下径流量分别可能减少98.6×108、200.1×108和44.5×108 m3;在相同降水条件下,低植被覆盖会导致长江流域、黄河流域和澜沧江流域年最大流量的平均值、最大值、最小值分别增加了约80%、60%和30%.研究显示,三江源区在保障下游用水、提升径流调节能力和缓解防洪压力等方面具有突出的作用.      

我国应逐步实施基于水质的排污许可管理

我国排污许可管理始于20世纪80年代中后期,经历了从探索、停滞到不断发展的历程.为研究我国排污许可的未来发展方向,对我国排污许可发展的历程和存在的问题,以及美国、欧盟等发达国家和地区的经验进行了分析.从我国排污许可的发展历程来看,我国第一阶段排污许可管理立法层次不高,反复试点、推进力度不够,且经济迅速发展导致污染物负荷量不断增长,客观上增加了排污许可实施的难度.“十三五”以来,我国已初步构建了以行业为基础的排污许可管理体系,但也面临着一系列的问题,主要是按行业发放排污许可难以与地表水水质直接挂钩、部分企业排污许可量过大难以约束企业排污、排污许可证核发任务重难以考虑水质达标要求、缺乏基于水质核发排污许可限值的管理实施细则等.针对上述问题,分析了以美国和欧盟为代表的发达国家和地区的排污许可管理经验,表明基于水质达标是实施排污许可管理的基本法律内涵和发展方向.在国内外排污许可发展经验教训总结的基础上,结合我国目前排污许可的实施进展,建议我国逐步实施基于水质的排污许可管理,主要措施有完善基于水质的行政区、流域和控制单元排污许可总量审核系统,编制和修订排污许可证管理相关技术规范,以水质达标为目标完善流域排放标准,完善基于水质的排污许可监管和处罚机制,尽快开展基于水质的排污许可示范,扩大公众参与等.“十四五”时期,建议我国的排污许可制应从重视系统体系构建,逐步过渡到基于水质的排污许可管理,并制订有针对性的管理法规和政策措施.