环境容量是指在确保人类生存、发展不受危害、自然生态平衡不受破坏的前提下,某一环境所能容纳污染物的最大负荷值。
简介
环境容量(environment capacity)又称环境负载容量、地球环境承载容量或负荷量,是在人类生存和
自然生态系统不致受害的前提下,某一环境所能容纳的
污染物的最大负荷量。或一个生态系统在维持生命机体的再生能力、适应能力和更新能力的前提下,承受有机体数量的最大限度。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。前者是指某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量。后者是指某一环境在污染物的积累浓度不超过
环境标准规定的最大容许值的情况下,每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。
环境容量是在
环境管理中实行污染物浓度控制时提出的概念。污染物浓度控制的法令规定了各个
污染源排放污染物的容许浓度标准,但没有规定排入环境中的污染物的数量,也没有考虑环境净化和容纳的能力,这样在污染源集中的城市和
工矿区,尽管各个污染源排放的污染物达到(包括稀释排放而达到的)浓度控制标准,但由于污染物排放的总量过大,仍然会使环境受到严重污染。因此,在环境管理上开始采用总量控制法,即把各个污染源排入某一环境的污染物总量限制在一定的数值之内。采用总量控制法,必须研究环境容量问题。
主要内容
环境容量概述
一个特定的环境(如一个自然区域、一个城市、一个水体)对
污染物的容量是有限的。其容量的大小与环境空间的大小、各
环境要素的特性、污染物本身的物理和化学性质有关。环境空间越大,环境对污染物的净化能力就越大,环境容量也就越大。对某种污染物而言,它的物理和化学性质越不稳定,环境对它的容量也就越大。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。
绝对容量
环境的绝对容量(WQ)是某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量,达到绝对容量没有时间限制,即与年限无关。环境绝对容量由
环境标准的规定值(WS)和
环境背景值(B)来决定。数学表达式有以浓度单位表示的和以重量单位表示的两种。以浓度单位表示的环境绝对容量的计算公式为:
WQ=WS-B
其单位为 ppm。例如某地土壤中镉的
背景值为0.1ppm,农田土壤标准规定的镉的最大容许值为1ppm,该地土壤镉的绝对容量则为0.9ppm。
任何一个具体环境都有一个空间范围,如一个水库能容多少立方米的水;一片农田有多少亩,其耕层土壤(深度按20厘米计算)有多少立方米(或吨);一个大气空间(在一定高度范围内)有多少立方米的空气等。对这一具体环境的绝对容量常用重量单位表示。以重量单位表示的环境绝对容量的计算公式为:
WQ=M(Ws-B)
当某环境的空间介质的重量M以吨表示时,WQ的单位为克。如按上面例子中的条件,计算10亩农田镉的绝对容量,可以根据土壤的密度,求出耕层土壤的重量(M吨),并把它代入上式,即可求得。如
土壤容重1.5克/厘米3,10亩农田对镉的绝对容量为1800克。
年容量
年容量(WA)是某一环境在污染物的积累浓度不超过
环境标准规定的最大容许值的情况下,每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。年容量的大小除了同环境标准规定值和
环境背景值有关外,还同环境对
污染物的净化能力有关。若某污染物对环境的输入量为A(单位负荷量),经过一年以后,被净化的量为A′,(A′/A)×100%=K,K称为某污染物在某一环境中的年净化率。以浓度单位表示的环境年容量的计算公式为:WA=K(WS-B)。以重量单位表示的环境年容量的计算公式为:WA=K·M(WS-B)。年容量与绝对容量的关系为:WA=K·WQ。如某农田对镉的绝对容量为0.9ppm,农田对镉的年净化率为20%,其年容量则为0.9×20%=0.18ppm。按此
污染负荷,该农田镉的积累浓度永远不会超过土壤标准规定的镉的最大容许值1ppm。
环境容量一般可以分为三个层次:
(1)生态的环境容量:生态环境在保持自身平衡下允许调节的范围;
(2)心理的环境容量:合理的、游人感觉舒适的环境容量;
(3)安全的环境容量:极限的环境容量。
指某个地区(空间)可以维持某一特定种的最高的种群水平。按照
种群生长的逻辑斯蒂理论,是指上限值K(一个种群的生长),一般的是指由平均气候条件、生境的构造、食物供给量等所决定的可以维持的最大个体数目,在后者的情况下,不把无敌、竞争种等看作决定环境容量的因素,而是把它们看作是限制个体数量的重要原因。
应用
环境容量主要应用于
环境质量控制,并作为工农业规划的一种依据。任一环境,它的环境容量越大,可接纳的
污染物就越多,反之则越少。污染物的排放,必须与环境容量相适应。如果超出环境容量就要采取措施,如降低排放浓度,减少排放量,或者增加环境保护设施等。在工农业规划时,必须考虑环境容量,如工业废弃物的排放,农药的施用等都应以不产生环境危害为原则。在应用环境容量参数来控制环境质量时,还应考虑污染物的特性。非积累性的污染物,如
二氧化硫气体等风吹即散,它们在环境中停留的时间很短,依据环境的绝对容量参数来控制这类的污染有重要意义,而年容量的意义却不大。如在某一工业区,许多烟囱排放二氧化硫,各自排放的浓度都没有超过排放标准的规定值,但合起来却大大超过该环境的绝对容量。在这种情况下,只有制定以环境绝对容量为依据的
区域环境排放标准,降低排放浓度,减少排放量,才能保证该工业区的
大气环境质量。积累性的污染物在环境中能产生长期的毒性效应。对这类污染物,主要根据年容量这个参数来控制,使污染物的排放与环境的净化速率保持平衡。总之,污染物的排放,必须控制在环境的绝对容量和年容量之内,才能有效地消除或减少污染危害。
相关举措
“十五”期间,中国就开始编制国家环境容量指标,国家环保总局制定环境容量总额,然后按年度分配给各省市区;各省市区再往各地市分解。每年环境容量指标都要往下削减。
这样一来,要求逐步下降的“污染物排放总额”与各地市因发展而产生的“排污量”之间,总有一些冲突。
宁夏银川市与
石嘴山市是国家环保局重点监控城市,多年来一直靠发展火电以及
高载能产业寻求发展空间。2004年底,两市就已完成
大气环境容量的测算工作,这为两市治理城市
大气污染源、改善空气质量提供了科学的控制方案,也为治理提供了依据。同时,宁夏也编制完成了《水环境容量核定实施方案》和《地表水环境容量测算技术报告》,通过了国家环保总局的预验收。但宁夏环保局局长邸国卫指出,许多地方政府仍旧没有把“环境容量”当成“必守规则”,因为环境条件和污染物排放有相当的复杂性,准确计算特定地区的环境容量有些困难,有时候用的指标不同,算出来的量值可差出20倍以上。因此,有些地方就以此为理由,不按环境容量来规划发展规模和指导发展方向,置已经明确的环境容量指标于不顾。而像
石嘴山所处的地方,位于陕甘宁蒙“三角”地区,这个地区多年来都依靠煤炭资源发展高载能、高污染的产业,建设了大量的性质雷同的高载能工业园区,因此,交界地区之间还可能存在着污染责任互相推脱的问题。
生态含义
某种群在一个生态系统中,即在一个有限的环境中所能达到的最大数值或者最大密度,称为该系统或环境对该种群的容纳量,通常用K来表示。容纳量决定于两个方面:一是温度、光、水、养分等因子或食物、空间等资源所构成的环境;二是食性、行为、适应能力等种群的遗传特征。当种群数量超过
环境容纳量时,种群数量趋向于减少,当种群数量低于环境容纳量时,则趋于增加。