环境科学研究进展教案.汪.doc

环境科学研究进展第一讲 我国生态与环境科技l 当前的环境形势与特点l “十五”环境科技发展回顾与存在问题l 环境科技重点领域及其优先主题l 我国生态与环境现状l 我国生态与环境面临的挑战l 我国生态与环境科学研究急需解决l 生态与环境科技发展的趋势l 我国生态与环境科技的差距l 我国生态与环境科技的发展战略l 战略实施的保障措施一.当前的环境形势与特点当前，我国的环境形势十分严峻，生态环境已进入大范围生态退化和复合性环境污染的新阶段。与上世纪80年代相比，我国生态与环境问题无论在类型、规模、结构、性质以及影响程度上都发生了深刻变化。主要表现在： 1.环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势。2.新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现。3.生态与环境问题变得更加复杂、风险更加巨大。 4.环境问题成为新的外交热点 二.“十五”环境科技发展回顾与存在问题 （一）发展回顾1.持续支持基础研究，科学揭示关键环境问题 2.重视重要技术研发，充分鼓励集成创新与应用示范 3.关注环境热点，为国家环境管理提供决策支持 （二）存在问题 一是环境科技与国家环境保护需求脱节，环境科技支持方向与国家环境保护内在需求联系不紧密，缺乏应对科学发展观和全面建设小康社会目标提出的新需求、新挑战、新战略的研究支持能力，环境综合决策的科技支撑能力薄弱，环境科技体系尚不健全，对国家重点环保计划的支持能力弱；二是研究计划与应用结合不紧密，国家科技计划安排中，忽视对部门应用科技的有效支持，忽视发挥部门的优化组合与引领作用，导致解决国家重大环境问题的有效技术和手段明显不足；三是科技投入严重不足，没有形成稳定的环境科技投入机制，科研基础条件落后；四是环境科技队伍力量较弱，科技人才不足的问题依然突出，科技创新的体制、机制有待进一步健全；五是缺乏大跨度的学科交叉综合研究和环境科技信息化共享平台，众多环境科技成果难以直接转化为环境效益，环境科技在保护环境、改善环境质量方面的贡献并不十分显著。 三.十一五环境科技重点领域及其优先主题 1能源 （1）工业节能 （2）煤的清洁高效开发利用、液化及多联产 （3）复杂地质油气资源勘探开发利用 （4）可再生能源低成本规模化开发利用 （5）超大规模输配电和电网安全保障 2水和矿产资源 （6）水资源优化配置与综合开发利用 （7）综合节水 （8）海水淡化 （9）资源勘探增储 （10）矿产资源高效开发利用 （11）海洋资源高效开发利用 （12）综合资源区划 3环境 （13）综合治污与废弃物循环利用 （14）生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建 （15）海洋生态与环境保护 （16)全球环境变化监测与对策 4农业 （17）种质资源发掘、保存和创新与新品种定向培育 （18）畜禽水产健康养殖与疫病防控 （19）农产品精深加工与现代储运 （20）农林生物质综合开发利用 （21）农林生态安全与现代林业 （22）环保型肥料、农药创制和生态农业 （23）多功能农业装备与设施 （24）农业精准作业与信息化 （25）现代奶业 四.我国生态与环境现状进入大范围生态退化和复合性环境污染的新阶段1.老债新帐叠加共存2.生态恶化形势严峻3.环境污染触目惊心4.环境健康问题日渐突出5.全球变暖加剧我国生态、环境恶化6.温室气体、气溶胶等排放居高不下五.我国生态与环境面临的挑战生态与环境面临新一轮社会、经济发展的巨大压力1.人口、经济增长对环境压力不断加大2.城镇化将增加城市生态、环境压力3.农村环境问题不容忽视4.全球气候变化的压力不断加大5.经济全球化将使我国生态与环境面临新的挑战六.我国生态与环境科学研究急需解决区域性、流域性环境污染形成机理与综合防治技术。污染物对人体健康的影响与防治技术。核与辐射安全的关键技术。应对全球变化与履行国际公约的科技支撑。生态与环境科技的重大基础性问题。生态价值评估与绿色国民经济核算的科技体系。循环经济的科学理论及技术体系。七.生态与环境科技发展的趋势进入以地球生态系统为对象的综合集成研究阶段 1.整体观、系统观、可持续发展观的引导2.全球大型国际研究计划的导向 3.从注重围绕末端治理走向全过程控制, 为污染、综合防治调控和推行循环经济提供科技支撑4.全球环境公约的驱动 5.生产和消费模式转型的需求八.我国生态与环境科技的差距尚未形成适合国情和适应发展的生态与环境科技体系主 要 差 距 原创性基础研究欠缺，手段相对落后 缺少大跨度学科交叉的系统综合研究 偏重末端治理，忽视全过程和区域性控制 缺乏全球视野，参与国际计划能力不足 长期、连续、动态的基础数据积累不够 缺少自主知识产权的集成技术与成套装备 科技对政府决策的支撑薄弱九.我国生态与环境科技的发展战略建立适应全面建设小康社会需求的生态与环境科技体系1.战略 思 路 以统筹人与自然和谐发展为指针 以全球变化为背景 以提高资源生产率为核心 以区域的、系统的综合防治为重点 建立有中国特色的生态与环境科技体系2.重 点 方 向 社会经济协调-循环经济研发与示范 生态-退化生态系统重建 环境污染-区域污染综合防治 新交叉点-环境与人体健康 国际关注-全球变化适应与减缓关 键 措 施 重视基础数据的建设 强化重大规划、大型工程的生态、环境影响评价 制定更严格的法律、法规与政策，完善管理体系 加大对生态、环境科技投入，设立专项基金 加强参与国际公约和科技计划的能力建设 健全生态与环境的全民教育体系和公众参与机制十.战略实施的保障措施改善科技环境提高科技能力发挥综合效益保 障 措 施 制定更严格的法律、法规与政策，完善管理体系 加大对生态、环境科技投入，设立专项基金 编制重大的跨学科的长期科学研究计划 强化重大规划、大型工程的生态、环境影响评价 建立生态与环境监测、预警系统及其装备开发 加强参与国际公约和科技计划的能力建设 健全生态与环境的全民教育体系和公众参与机制思考题：l 结合实际谈我国生态与环境现状。l 我国生态与环境科技发展的趋势如何？第二讲 水质评价与模糊综合评价法l 国内外水环境质量评价研究概况l 水环境评价存在问题与发展趋势l 评价方法介绍l 模糊综合评价法概述l 模糊综合评判模型l 模糊综合评价步骤l 六安市淠河水质模糊综合评价l 淠河评价结论l 方法创新之处一.国内外水环境质量评价研究概况二.水环境评价存在问题与发展趋势1.存在问题1）不能客观地反映某一地区水资源丰缺的实际情况。2）水环境评价的方法有待突破。3）不适于水资源可持续利用的研究和国家对水资源利用的战略指导。4）由于对水质综合评价的基本原则尚存在分歧, 因此在水质类别判定上各种方法的结果经常不一致。5)迄今没有一个被大家公认通用的、具有可比性的水质综合评价数学模型。6)缺乏比较客观的确定环境因子权重的量化方法。2.发展趋势1)水环境质量评价的综合指数法，其基本理论和方法都相当成熟，仍然是水污染评价的一种有效方法。2)系统论，控制论和信息论的发展以及耗散结构论、协同论和突变论的产生，模糊数学、层次分析、灰色系统和人工神经网络等现代系统方法将不断应用于水环境评价，而成为今后研究的一大热点；3)进行基于方法集的组合评价研究4)建立有效的计算机评价支持系统三.评价方法介绍 我国于1974年提出用数学模型综合评价水污染，至今经过了近30年的发展历程。关于河流水质综合评价方法的研究比较活跃，到现在为止，各家提出的综合评价水质的方法或指数就有几十种之多。概括起来大致分指数评价法、模糊评价法、灰色评价法、物元分析法、人工神经网络评价法、地理信息系统的应用评价中，另外，还有一些评价方法，如普适指数公式法、层次分析法、水质污染损害率评价法、可拓评价法、密切值法、水质综合特征模式法、矩阵排序法、因子分析方法、主成分分析法等，适用于一些特定场合，应用受到一定限制。四.模糊综合评价法概述五.模糊综合评判模型（1）模型1 采用扎德算子“”和“V”，记作M1(，V)，即取大取小法。（2）模型2 采用扎德算子“”和“”，记作M2(,)模型，即取大、乘积算子法。3）模型3 采用扎德算子“”和“”，记作M(,)模型，即有界和、取小算子法。（4）模型4 采用扎德算子“”和“”，记作M4(,)模型，即有界和、乘积算子法。“加权平均型”模型具有比较优势。六.模糊综合评价步骤 1)确定评价对象的因素集即确定评价指标2)建立评价集3)建立隶属函数，进行单因子评价,确定模糊关系矩阵R4)确定评价因素的模糊权重集5)模糊综合评价6) 模糊综合评价结果加权平均处理以上为模糊综合评价的六个基本步骤，其中第3步和第5步为比较核心的两步。第3步为模糊单因素评价，本质上是求隶属度。第5步合成本质上是对模糊单因素评价结果的综合，真正体现了综合评价。七.六安市淠河水质模糊综合评价1.淠河简介2.评价因子及其监测值3.评价标准4.水质评价八.淠河评价结论l 1）2001年到2005年淠河水质由好到差的依次排序为：2002 2004 2003 2005 2001。2001年淠河水质属于级，2002、2003、2004年水质属于级偏向于级，而2005年淠河水质属于级偏向于级。 l 2）2005年六安市淠河各断面水质变化由好到差依次排序为：窑岗嘴大桥 大店岗 光华厂渡口 新安渡口。窑岗嘴大桥断面和大店岗断面水质均属于级，但窑岗嘴断面水质略优于大店岗断面；光华厂渡口断面水质属于级偏向；新安渡口断面水质属于V级。 l 3）2005年淠河新安渡口断面水质在各水期的变化由好到差依次排序为：丰水期 平水期 枯水期。在枯水期，新安渡口断面水质属于V级；在平水期，新安渡口断面水质属于级，偏向于级；而在丰水期新安渡口断面水质属于级。l 4）2001到2005年淠河主要污染物呈现如下趋势：OC、BOD5、 NH3-N、有下降趋势，但趋势不显著；DO、氰化物、砷化物有上升趋势，但趋势不显著；而六价铬基本保持不变。九.方法创新之处l 1）针对模型失效进行改进，采用加权平均型综合模型进行，具有比较优势。l 2）针对常用的最大隶属度原则方法存在有效性问题进行了改进，提出了加权平均原则方法，并且可以实现多样本的比较排序 。l 3）根据污染物对水质的影响程度大小原则来确定权重，即采用超标法定权重。 思考题：l 水环境评价方面存在哪些问题？请谈谈其发展趋势。l 评价方法有哪些?l 模糊综合评判有几种模型？你认为模糊综合评价法发展趋势如何？