第一篇:振动环境下接触网紧固件松动的应对措施
振动环境下接触网紧固件松动的应对措施
作者:陈 睿 供电公司 触网检修车间 指导老师:石磊
中铁电气化局一公司网七段 摘要:接触网紧固件在长期振动环境下工作容易松动,本文通过分析八号线高架段反定位斜支撑多次脱落而引发弓网事故的原因,得出结论:其松脱的原因是桥梁共振频率过高及施工质量等综合因素导致。由此实施多种针对性措施,如加装防松螺母、弹垫、止动锁片,及采取自检、互检等措施进行整改,并取得良好效果。
关键词:故障,振动,松动,分析,整改
目录
引言...........................................................................................................................................2
1、事故概述...........................................................................................................................2
2、原因分析...........................................................................................................................6 2.1 受力分析.......................................................................................................................6 2.2高频振动分析................................................................................................................7 2.3 施工质量分析...............................................................................................................8
3、应对措施.............................................................................................................................8 3.1采用防松部件................................................................................................................9 3.2加装直吊线....................................................................................................................9 3.3加装反光标识牌..........................................................................................................10 3.4 实施质量卡控...........................................................................................................11
4、成效及结论.....................................................................................................................11 引言
上海轨道交通六大核心专业中,唯有接触网系统无备用设备,其一旦发生故障,势必对轨道交通运营安全造成重大影响。近几年,触网设备多次发生因紧固件松动导致零部件侵入受电弓限界而引起的弓网故障。本文针对八号线高架段反定位斜支撑屡次脱落这一现象,通过深入分析其原因,以寻找出应对紧固件松动的有效方法。
1、事故概述
事件一:2010年8月17日19:03芦恒路牵引站213开关△I跳闸(6018A),浦江镇牵引站211开关Imax跳闸(8056A),自动重合闸均成功。经触网人员登车巡视发现浦江镇站-芦路站下行25#支柱定位斜支撑脱落,随即检修人员申请停电抢修,对故障点进行临时绑扎处理,如图1所示。当晚运营结束后对25#杆斜支撑进行恢复,如图2所示。
(图1 8月17日故障点示意图)
(图2 8月17日故障修复示意图)
经过现场检查,在故障点附近找到该定位点脱落的螺栓销,如图
3、图4所示。
(图3 8月17日故障现场脱落的螺栓)
(图4 8月17日故障脱落螺栓的安装位置)事件二:时间追溯至2009年7月4日,车辆调度报:殷行路停车场发现多列电客车受电弓有受损痕迹。通过调取弓网录像检查发现江月路站下行出站173#定位点处反定位斜支撑严重偏移,直接造成定位管侵入限界,列车经过时,与受电弓发生碰撞,如图
5、图6所示。
(图 5 7月4日定位管与受电弓发生碰撞图)
(图6 7月4日反定位斜支撑故障图)
经现场检查,紧固部件U形螺栓的螺帽缺失,如图7所示。
(图7 7月4日故障U形螺栓的螺帽松脱现场照片)
事件三:2010年7月13日下午,联航路站-航天博物馆站上行 244#支柱处再次出现反定位斜支撑脱落,故障点打坏电客受电弓。电客车带着损坏的受电弓继续运营至航天博物馆站折返线,又拉坏触网电连接线,如图8所示。继而挂在线岔上并折断,如图9所示,并导致浦江镇站~航天博物馆站上行触网失电。
(图8 7月13日故障中拉断的电连接)(图9 7月13日故障受电弓挂在线岔上)
从故障现场拆下的套管单耳及U形螺栓的外观看,U形螺栓紧固后的螺纹外露不一,如图10所示。
(图10 7月13日故障套管单耳/U形螺栓图)
2、原因分析
2.1 受力分析
八号线二期自2009年7月开通至2010年8月,因触网定位斜支撑脱落致运营中断的事故共四次。定位斜支撑受力分析如图11所示:
1A定位斜撑 2 平腕臂 F1 F2(图11 定位斜支撑受力分析图)
B定位杆反定位器腕臂斜撑斜腕臂 支柱 如上图:当电车通过定位点时,受电弓给予反定位器抬升力为F1,定位斜撑及定位杆、反定位器、接触线重力和环境因素(例如风力)所形成的合力为F2。当定位斜撑与平腕臂的连接部件套管单耳1紧固不足或在长期振动影响下紧固件松动时,在F1与F2的反复作用下,定位斜撑便会顺着定位杆向A方向滑移,定位杆与反定位器组成的定位装置也随之下压,最终导致反定位器侵限造成打弓现象,如图6所示。反之,当定位斜撑与平腕臂连接部件套管单耳2紧固不足或在振动影响下紧固件松动时,定位斜撑便会在F1与F2的反复作用下,顺着定位杆向B方向滑移,最终同样导致反定位器侵限造成打弓现象,如图6所示。
2.2高频振动分析
定位斜撑与平腕臂(或定位杆)的连接部件套管单耳,如图12所示,除在八号线二期使用外,还用于七号线北延伸及十一号线户外段,除八号线外,其余线路运营至今均未发生类似故障,可见连接部件本身并无问题。
(图12 套管单耳)
那么究竟是什么原因造成八号线斜支撑多次脱落呢?经了解八号线二期高架段桥梁为“上下行分离分体” 设计,此种高架结构体的振动频率远大于其他 “上下行一体”桥梁设计。据施工检修人员及八号线客运人员反映,该线桥梁在电客车行经时的振动较大,明显超过其他高架线路。同时,二期高架桥梁紧邻“浦星公路”,常有大型货车往来,当平板大货车驶过公路时,在高架上能明显感觉到桥体的振动。为此工务公司请专业人士对各线路运行状态下的桥梁振动频率作了测试。结果发现,八号线在运行时,桥梁振动的频率一般处于150-750hz,而其余线路为60hz左右。专业人士指出,55-155hz的振动频率属于低频振动,不会影响紧固件设备的正常运行,当振动频率超过155hz时属于高频振动,此时会对螺栓的紧固效果产生明显影响,采用常规的措施并不足以使零部件达到紧固要求。
2.3 施工质量分析
定位斜撑与平腕臂(或定位杆)连接部件套管单耳的结构如图12所示,连接部位主要由套管单耳(平腕臂连接处为70型、定位杆连接处为55型)、支撑双耳及U型螺栓(红色箭头所示)组成。
从关键零部件的安装技术要求看,U型螺栓必须铅垂于平腕臂(或定位杆),在此前提下,用力矩扳手(80N.m)对两边的螺栓进行交替紧固,以确保受力均衡、到位(此时外露长度应一致)。通过对7.4故障U型栓分析,即是由于施工人员未按要求交替紧固,致使U型栓两侧受力不一致,在不断地振动冲击下螺帽逐渐松动后脱落,导致斜撑与定位杆发生相对位移,进而下压定位器并影响行车。
此外,套管单耳与支撑双耳之间连接的螺栓销在安装时,必须安装开口销,并将其按照要求向下插入螺栓销,同时掰开60~90度以防脱落。通过查看8.17故障现场找到的螺栓销,发现该螺栓销螺纹和销孔未有明显剪切痕迹,应是施工中未安装开口销或开口销(安装不到位)掉落后引起螺栓销的螺母松脱,进而导致螺栓销在不断地振动中脱落,最后造成该处定位器在反定位斜支撑偏移情况下侵限撞击受电弓。
3、应对措施
其实即便是在高频振动环境下运行的设备,只要采取得当的紧固措施,并不必然会引发紧固件松动甚至脱落的故障,为此应根据设备所处的环境选用针对性的措施加以应对。3.1采用防松部件
(图13 U型栓与套管单耳连接构造图)
经过反复比对,决定在连接件套管单耳上加装防松螺母、弹垫和止动锁片(如图13所示),并制定相关施工工艺。防松螺母在紧固过程中必须交替进行,同时还须注意紧固力拒不能过大(应为80Nm),过大则螺母里层的蓝色防松垫会外露(若防松垫外露,防松螺母便失去防松功效);紧固到位的螺母必须确保弹簧垫压平;在紧固到位后进行止动锁片的锁死,并确保止动锁片的两片下叶抱紧套管单耳,两片上叶与防松螺母密贴。
3.2加装直吊线
在综合分析总结多次斜撑脱落事故后,决定在定位管与平腕臂之间加装一根软态不锈钢丝直吊线,如图14所示。
直吊线必须保证铅垂于平腕臂(定位管),确保其处于受力状态,这才能保证即便定位斜撑脱落,也不会引发定位管低头,更不会造成反定位器的侵限打弓。2010年9月前施工人员完成八号线二期高架段全部反定位装置的直吊线加装工作,自安装直吊线以来,经过现场多次调查观测,效果尤为明显,至今未再发生此类事故。
(图14 直吊线效果图)
3.3加装反光标识牌
考虑到八号线二期高架多次发生斜撑脱落事故,事前均难以准确观察,决定在定位斜撑的受力方向侧安装反光标识牌,如图15所示,以便于检修人员登车或步行巡视时清晰观测定位斜撑是否存在位移迹象。
(图15 反光标识牌效果图)
在斜撑的受力方向侧(平腕臂上方为线路侧、定位管上为支柱侧)距离套管单耳20mm处安装反光标识牌。通过该项措施,检修人员可以在巡视时通过观测反光标识牌与斜撑连接件的相对位置是否变化,为及时观测斜撑状态提供了最为便捷有效的途径。
3.4 实施质量卡控
虽然该区段桥梁的振动较大,但从历次反定位斜支撑脱落的故障现象看,人为因素也是起到了重要作用,例如:有的是开口销脱落,有的是螺母紧固不到位,有的是U型栓安装不到位。
在供电公司组织的八号线二期高架段专项整治过程中,从施工质量卡控方面着手,落实以下几项保障措施:
3.4.1 加强施工中的《安全技术交底》。由相关主管工程师制定详细的《安全技术交底》,并结合现场对全员进行技术培训。
3.4.2 在U型栓施工中实行当日施工自检、互检,次日派人专检。自检是施工完成后,由作业组自行对施工质量进行检查。互检是由不同的作业组对施工质量进行检查。同时对关键部位进行拍照取证,由质检人员对照片进行审核分析,对不符合要求的进行及时整改。专检由质检人员对前日施工部位进行专项检查,通过自检、互检、专检、巡检等多种方式杜绝缺陷零部件长时间带病运行。
3.4.3 施工实行实名制作业制度,使得每一处关键作业部位都能追溯到具体的施工日期、施工人员,以此督促作业人员提高自身的责任心。
3.4.4 值守点建立自己辖区内设备的更换维护台账,台账必须以实名制的形式,将更换的零部件或关键维护部位的详细检修维护信息进行统计建档,并及时更新,定期进行观测复查。
3.4.5 实行施工责任包保制度,各班组负责人包保辖区内的专项或重要施工项目的现场质量控制;主管工程师包保各项作业的安全、技术交底及安全质量检查;主管领导包保管内所有班组的总体施工作业的质量、安全管理。
在各项检查中发现隐患的,除执行相应的奖惩制度外,严格执行限时整改、复查消缺制度,确保每一个部件都能安装紧固到位。
4、成效及结论
通过以上各种施工改进措施、安全质量卡控措施,八号线二期高架段在供电公司组织的专项整治后,成效尤为明显,到目前为止未发生因接触网零部件松脱现象造成的弓网事故。
其实,轨道交通接触网紧固件在振动环境下松动的现象并非八号线二期所独有,例如:2010年5月2日,三号线多辆电客车受电弓碳棒受损。当天夜间检修人员对三号线全线进行车梯检查,发现江杨北路站-铁力路站下行区间的中心锚结可调螺栓松动,导致锲型线夹侵限打弓,如图16所示。
(图16 5月2日中锚故障示意图)
又如,四号线分段绝缘器导滑板调整部件的螺栓松动亦多次引起导滑板下压,导致电客车受电弓拉弧严重,如图17所示。
(图17 分段故障紧固件示意图)引发上述事故的共同原因都是紧固件长期在振动环境下工作,而防松措施不当及施工质量难以保证。通过对八号线二期高架段反定位斜支撑专项整治措施的总结:
1、关键连接部件的紧固件应采取有针对性相关防松措施。
2、增加预防性保护设施,尽量避免一个设施失效就立即影响运营。
3、找出各类接固件的检修周期规律,做到预防为主,防患于未然。
4、集中平推整治效果明显,可更好确保设备运营质量。
5、落实验收、接管、整治、检查各环节的责任。
6、从零部件本身结构入手,减少和消除振动带来的影响。
7、根据自身特点,适度借鉴大铁、高铁的相关经验。
上述几条应该对同类故障隐患的消除有所启发,以此确保接触网安全可靠的运行。不妥之处请各位专家、老师斧正!
第二篇:振动环境下轨迹球故障问题分析和解决措施
振动环境下轨迹球故障问题分析和解决措施
陈祖豪
(中国电子科技集团公司第三十二研究所,上海)
摘要:本文针对长时间振动试验中轨迹球出现的故障,从计算机系统的连接关系和轨迹球的工作原理等方面进行了详细分析,定位了故障点,根据轨迹球的结构特点,画出了故障树,采用各种测试方法,找出了故障原因,提出了整改办法和措施,有效解决了问题。
关键词:振动试验
轨迹球
Analysis and solution of the problem of trackball fault in vibration
environment
CHEN Zu-hao
(THE 32ND RESEARCH INSTITUTE OF CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY GROUP CORPORATION,SHANGHAI)
Abstract: This paper is aimed at the fault of the trackball in the long time vibration test ,From the detailed analysis of the connection of the computer system and the working principle of the trackball , the fault point is located.According to the structural characteristics of the trackball, the fault tree is drawn.The cause of the failure is found out by various testing methods.The rectification measures have been put forward to solve the problem effectively.Keywords:vibration test
trackball
一、引言
计算机系统显控台在进行可靠性振动试验中的第四个循环(88小时)时,发现系统出现操作故障,现象为操作滚动轨迹球时,显示屏上的光标没有跟随移动,但轨迹球左、中、右按键可以正常操作。使用USB鼠标代替轨迹球对显控台进行操作,显控台可以正常工作,因此判定为轨迹球故障。为了分析故障原因,我们从键盘上拆下轨迹球,通过各种分析、测试的方法找出了故障原因,采取整改措施,有效解决了问题。
二、问题分析
键盘轨迹球与计算机的连接关系如图1所示。计算机外电缆 1键盘部分内电缆 2.1轨迹球内电缆 按键2.2轨迹球部分 键盘轨迹球图1 键盘轨迹球与计算机的连接关系示意图
其中轨迹球由机械传动和电路控制板两部分组成,机械传动部分如图2所示。
转轴轴承光栅壳体球体
图2 轨迹球机械传动部分组成图
当用手滚动球体时,球体带动转轴转动,进而带动转轴末端的光栅旋转。光栅位于电路板的发光二极管和感光器的中间位置(如图3所示)。当转轴带动光栅旋转时,导致二极管发出的光束不断被遮挡,因此感光器可以接收到光线脉冲。电路控制板上的处理器芯片读取来自发光二极管和感光器的脉冲信号并将其转换为计算机可以识别的数据,然后通过线缆把数据发送给计算机,计算机做出响应,在显示屏上显示光标位移。
图3 光栅和发光二极管/感光器示意图
根据轨迹球的构造及工作原理,可以得出轨迹球故障的故障树如图4所示。
轨迹球光标无法移动A 轨迹球电路控制板故障B 轨迹球机械传动部分故障 图4 轨迹球光标无法移动故障树
根据轨迹球的工作原理进行分析,造成光标无法移动的原因有以下几个: a)轨迹球电路控制板故障,导致无法读取或处理光标移动信息; b)轨迹球机械传动部分故障,导致光栅不能正常旋转。
拆开存在故障的轨迹球进行观察分析,发现轨迹球内部存在大量的“粉末”(如图5所示)。“粉末”主要分布在轴承周围,并且有一部分已经散落到电路板的发光二极管和感光器上(如图6所示)。而在正常情况下,轨迹球内部是不应该出现“粉末”的。
图5 轨迹球内部存在大量“粉末”
图6
散落到电路板发光二极管和感光器上的“粉末”
我们按照正常的操作方法,滚动轨迹球的球体,发现此时光滑的球体无法带动转轴转动,导致光栅也没有旋转,而用手指直接转动转轴可以使光栅旋转,但显示屏上的光标还是不动;清除了发光二极管和感光器上的粉末,再用手指转动转轴进行操作,光标可以正常移动。通过上述的操作结果证明轨迹球的电路控制板是正常的,只是由于机械传动部分中的转轴没有正常转动导致的故障现象。由此可以排除故障树中的原因A,同时可以确认故障树中原因B是造成光标无法移动的主要原因。
与正常的轨迹球进行对比,发现故障轨迹球旋转转轴需要的力量明显要大于正常的轨迹球,经过分析认为是由于“粉末”渗入到转轴与轴承之间,与轴承润滑油混合在一起成泥状胶体,使轴承的摩擦力变大,导致操作滚动轨迹球的球体时,光滑的球体无法带动转轴转动,进而导致出现光标无法移动的故障。在使用酒精清除转轴与轴承间的“粉末”后,轨迹球即恢复正常功能,光标可以正常移动。
在对“粉末”的成分和塑料壳体成分进行红外光谱对比分析后,形成如图7所示的对比图,其中红色线代表的是塑料壳体的材料成分,蓝色线代表的是粉末的材料成分,从图中可以看到除了箭头所指位置外两条线的重合度非常好,说明两种材料的成分是一致的;证明粉末的成分与轨迹球的塑料壳体相同;经过仔细观察,可以发现轨迹球的壳体与轴承接触面上有明显的摩擦痕迹,说明“粉末”是由轴承从轨迹球的壳体上摩擦下来的。而箭头所指部位经过分析认为表示的是粉末中混合的轴承润滑油成分。
红色线代表壳体材料的成分蓝色线代表粉末材料的成分
图7 红外光谱分析成分对比曲线
我们分析轨迹球的内部构造,发现轨迹球内的轴承在垂直方向上,存在着较大的活动空间(如图8所示)。当进行垂直方向的振动时,轴承会在轨迹球壳体内上下跳动,与轨迹球的壳体反复摩擦;轴承是金属材质,而轨迹球壳体是ABS塑料材质,在可靠性试验中,由于存在长时间的振动应力,轴承会从轨迹球壳体上摩擦下许多细小的壳体粉末,这些粉末渗入转轴与轴承之间,与轴承润滑油混合在一起成泥状胶体,使其内部摩擦力变大,进而造成操作轨迹球时,光滑的球体无法带动转轴与光栅旋转,使得电路控制板上的发光二极管和感光器就无法获得球体的移动信息,便会出现计算机显示屏上光标无法移动的故障。
摩擦下的粉末除了会进入轴承与转轴之间使轴承的摩擦力变大之外,粉末还会向下掉落到电路控制板上,由于电路控制板上的发光二极管和感光器刚好位于轴承附近的下方,使得发光二极管和感光器上堆积了较多粉末(如图6所示);这些粉末覆盖在发光二极管的发光区和感光器的感光区上,使得光栅在旋转时,感光器不能正常地接收到发光二极管发出的红外线,因此便不能正常的判断光栅是否旋转。当清理掉发光二极管和感光器上的粉末后,发光二极管和感光器可以正常的发出和接收红外线信息,因此电路控制板便可以恢复正常工作。
轴承滚轴轨迹球壳体光栅发光二极管/感光器电路板
图8 轴承在轨迹球内垂直方向上存在较大活动空间示意图
三、解决措施
根据上述分析结果,为了避免在振动过程中因为轴承的移动而与轨迹球的壳体摩擦产生粉末,我们采取了对轴承外圈进行加固的措施,首先设计加工专用的“卡块”安装在轴承上部(如图9所示)。加工的“卡块”采用金属材质,大小与轴承与轨迹球壳体之间的空隙基本一致(如图10所示),安装时顺着轨迹球壳体中原有的凹槽插入,刚好可以将轴承外圈卡住,同时在“卡块”的侧部设计了凸出的挂钩在左右方向上固定轴承外圈;然后用耐高、低温的硅胶将轴承外圈、“卡块”和轨迹球壳体三者粘牢;由于轨迹球的上盖板并不平整,“卡块”无法与上盖板完全接触,因此在“卡块”与上盖板之间增加一片橡胶垫片并压实,以确保“卡块”不会移位。
上述对轴承的固定措施,主要是对轨迹球内原先造成轴承振动的空隙进行填充加固,并不涉及到轨迹球的其他部件,因此不会对轨迹球的功能造成影响。
图9 加工的“卡块”与安装位置
卡块与上盖板间增加“橡胶垫片”卡块轴承在缝隙中间填充硅胶固定轨迹球壳体
图10 增加“卡块”后的剖面示意图
通过上述措施,有效保证了在进行振动试验时,轨迹球内的轴承不会上下移动,因而杜绝了粉尘产生的可能。将采取加固措施处理后的轨迹球重新安装到显控台上进行可靠性试验,首先进行了1个循环的摸底测试,测试通过后开始正式试验。经过11个循环的测试,键盘轨迹球工作正常,试验结束后打开轨迹球进行观察,轨迹球内无粉末产生,证明措施有效,问题解决。
四、结束语
本文对振动环境下轨迹球出现的故障通过分析定位,机理分析和采取有效措施,解决了问题。随着商用计算机及外部设备在车载和机载环境上的应用越来越广,抗振加固的需求也会越来越多,希望本文在商用计算机及外部设备抗振加固措施方面能有一定的参考作用。
作者简介:陈祖豪
男,本科,高级工程师,中国电子科技集团公司第三十二研究所,研究方向:抗恶劣环境计算机及外部设备结构设计和制造工艺技术,邮编:201808,上海市嘉定区澄浏公路63号
联系电话:***
参考文献:
[1]GJB 150.16A—2009 军用装备实验室环境方法第16部分 振动试验[S] [2] GJBZ 768A-1998 故障树分析指南 [3] [4] [5]
第三篇:石油化工对环境的污染及应对措施
石油化工对环境的污染及应对措施
化工学院工程2班 李戬 030080745 摘要:文章介绍了石油及其相关产业对土壤、河流、湖泊和海洋造成的污染及其相关机理,提出了当今比较常用和有发展前景的一些处理方法,最后介绍了一些可以作为石油替代品的新能源。关键词:石油污染;修复;新能源 0 引言
100多年前,人类进入石油时代。随着现代经济的飞速发展,人类对能源的需求不断扩大,全世界都加快了对石油的开采,越来越多的油气井出现在世界各地,随着石油的开采、冶炼、使用和运输,石油对环境污染问题越来越严重。
石油产品(包括原油、天然气、成品油、石油化工产品)本身就是一种不可再生的污染物,容易造成大气、地下水、海洋的污染;
在油气勘探、开发、炼化、储运过程中容易对野外环境、周边环境造成破坏;在整个石油供应链中,原材料和资源的浪费比较严重,资源利用率不高。在油气生产过程中发生的重大事故不仅会污染环境,还会造成巨大的生命财产损失[1]。
随着人们环保意识的增强,客户要求石油石化企业提供更为安全和环境友好型的产品与服务,员工要求工作对生命安全、健康与环境不造成损害,媒体与公众对企业绿色化经营越来越多地关注、期望与监督[2]。1 石油对环境的污染及治理
石油产品对环境的污染主要有土壤、地下水、江河湖泊、海洋污染等。1.1 石油污染对土壤的危害及处理方法
石油对土壤的污染主要是在勘探、开采、运输以及存储过程中引起的,如石油运输、加工过程中的偶然事件、不合理的储油罐以及地下油罐的泄漏等。油田周围大面积的土壤一般都会受到严重污染。
石油对土壤的污染主要集中在20cm左右的表层。石油进入土壤之后,所产生的危害主要体现在以下几个方面[4]:
[3]a 影响土壤的通透性,降低土壤质量。
b 阻碍植物根系的呼吸与吸收,引起根系腐烂,影响农作物的根系生长。c 使土壤有效磷、氮的含量减少,影响作物的营养吸收。
d 石油中的多环芳烃具有致癌、致畸、致变等作用,能通过食物链在动植物体内逐级富集,危及人类健康。
受石油及其制品污染的土壤修复技术按技术类型可分为:物理方法、化学方法和生物方法[5] [6]。
物理修复技术是指将污染物隔离、富集以及转移,化学修复主要原理是氧化分解,主要包括化学淋洗法、氧化剂氧化法、电化学氧化法、光化学氧化法、热分解法、萃取法等。
物理、化学修复虽然可以产生一定的实效,但是都存在明显的缺陷:成本较高、处理不彻底以及存在的严重的二次污染问题。生物修复方法具有成本相对较低、操作简单以及无二次污染等优点。其基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,或用构建的特异降解功能菌投加到污染土壤中,将滞留的污染物快速降解并转化为无害物质,使土壤恢复其天然功能。投菌法是目前生物修复技术研究的热点。其原理就是直接向受石油污染的土壤接人外源的污染降解菌等生物制剂,同时提供微生物生长所需要的营养元素,包括常量营养元素和微量营养元素[7]。1.2 石油污染对水资源的危害以治理方法
石油和石油化工产品,经常以非水相液体(NAPL)形式污染土壤、含水层和地下水。河流湖泊水体污染主要是受炼制石油产生的废水以及石油产品造成的。在炼油工业中,有大量含油废水排出,由于排放量大,常超出水体的自净能力,易形成油污染[8]。另外.油轮洗舱水以及船舶在水域中航行时所产生的主要污染物油污,也会对水域造成污染。这些污染使河流、湖泊水体以及底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值,甚至危害到人的健康。
石油污染最主要发生在海洋我国海上各种溢油事故每年约发生500起,沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍-8倍,海洋石油污染十分严重。石油人海后即发生一系列复杂变化,包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物氧化、沉降、形成沥青球以及沿着食物链转移等过程[9]。水体石油污染与其他污染治理不同,水具有流动性,不及时处理会使污染范围以很快的速度不断扩大。因此.水体石油污染首先是控制污染然后再对污染水进行处理。
对地下水石油污染治理,采用水动力学方法,通过抽水井或注水井控制流场,可以防止石油和石油化工产品污染的进一步扩大,同时对抽取出来的受污染的地下水进行处理。采用就地生物处理方法是一种很有应用前景的治理措施,它可以比较彻底地去除污染,国内外都在进行研究。
近年来,臭氧氧化技术对石油污染的地下水处理取得了很大进展。经臭氧氧化反应后,水体中有机物种类增加,经过一定时间接触氧化反应后,苯系物和稠环芳烃类在水中的相对含量有较大幅度下降,但酯、醛、酮类和烷烃类在水中的相对含量却大幅上升。一般认为,水中芳香烃物质危害性较大,多具有较大的毒性和致癌性,而烷烃、酯类和其他低分子物质的危害性小得多。由上我们可以看出,臭氧氧化法是把危害性大的污染物转化为危害小的污染物。污染水体没有得到根本治理,因此臭氧氧化法与吹脱、活性炭吸附、生物氧化等处理方法配合使用,才能得到良好的处理效果[11]
[10][8]。
如果受污染的土壤和含水层范围不大,也可以将其挖除或采取截流工程措施将其封闭。石油和石油化工产品对地下水污染的治理费用很高,而且很复杂,因此更应当以预防为主。
对海洋、江河、湖泊石油污染治理,目前主要用化学破乳、氧化处理方法进行分解处理和机械物理的方法进行净化吸附[12]。清除海洋、江河、湖泊石油污染是非常困难的。防止油水合二为一的唯一选择是喷洒清除剂,因为只有化学药剂才能使原油加速分解,形成能消散于水中的微小球状物。清除水面石油污染还有一些物理方法,如用抽吸机吸油,用水栅和撤沫器刮油,用油缆阻挡石油扩散为防止溢油污染海洋。我国也开发配备了相应的围油栅、撇油器、收油袋等防污染的设备,建立了自己的监测体系,科研人员还绘制了海洋环境石油敏感图,并建立了溢油漂移数值模型、数据库和溢油漂移软件,一旦发生溢油事件,有关人员在很短的时间内,就会了解溢油海域的污染情况,及溢油的运行轨迹。
另外生物处理的方法由于其迅速、无残毒、低成本的特点,成为目前研究的重点[13]。生物处理法是指人工选择、培育,甚至改良噬油微生物,然后将其投放到受污海域,进行人工石油烃类生物降解。
石油污染的海面和海滩通常可采用以下3种方式进行生物修复[14]:投加表面活性剂,增加石油与海水中微生物的接触面积;投加高效降解石油的微生物,增加微生物的种群数量;投加N、P等营养源,促进土著微生物对石油的降解。由于表面活性剂可能具有毒性并在环境中积累,引人高效降解菌不能对土著微生物保持长久的竞争优势,同时也会引起相应的生态和社会问题,不同学者对是否应该投人高效微生物以及高效微生物是否在生物修复中起作用意见不一,分歧较大。因此对投加营养盐进行石油污染海洋环境生物修复研究相对较多。
目前,国外开发的营养盐主要有3种形式:
a 缓释型 该类型营养盐具有合适的释放速率,通过海潮可以将营养物质缓慢地释放出来。
b 亲油型 亲油肥料可使营养盐“溶解”到油中,在油相中螯合的营养盐可以促进细菌在表面生长。
c 水溶型 该类产品会被海水溶解,可以解决下层水体及沉积物的污染问题。2 几种新能源简介[15]
石油带来的一系列污染问题以及油价的持续上涨使人们开始了寻觅之旅,试图寻找石油的替代品。
2.1 波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国的开发新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值
2.2 可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。“可燃冰”在低温高压下呈稳定状态,冰体融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算:可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
2.3 煤成气:煤在形成过程中由于温度和压力的增加。在产生变质作用的同时也释放出大量的可燃性气体。从泥炭到褐炭。每吨煤可产生68立方米的气,从泥炭到肥煤,每吨煤可产生130立方米的气;从泥炭到无烟煤,每吨煤可产生4O0立方米的气。据测算:地球上煤成气可达2000万亿立方米。
2.4 微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物醇,可将它们制成酒精。酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油所制成的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减少了大气污染。科学家还研究成功利用微生物制取氢气。开辟了利用能源的新途径。3 结束语
石油在成为我们亲密朋友的同时我们时刻也不能忘记它同样是我们一个潜在的敌人,在保证工业高度发达同时我们不能忽视对环境的保护,因此如何更绿色高效得使用石油资源将是我们在一个时期内的重要课题。
石油是不可再生资源,相信它离我们远去的时间恐怕也不再遥远,如何在后石油时代寻找到合适的能源替代品我们任重而道远。参考文献:
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第四篇:全球气候变化的环境影响及应对措施论文
气候变化的影响与中国的应对措施
气候变化的原因
在地球的漫漫历史中,气候总在不断变化,究其原因可概括为自然的气候波动和人为因素两大类。
科学研究认为,太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、大气与海洋环流的变化等是造成全球气候变化的自然因素。而人类活动,特别是工业革命以来人类活动是造成目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因,其中包括人类生产、生活所造成的二氧化碳等温室气体的排放、对土地的利用、城市化等。
IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)于2007年发表的评估报告指出,全球气温上升由人类活导致的可能性超过90%。这份由全球130多个国家和地区约2500名科学家共同完成的报告详细计算了各人类活动对气候的影响后认为,进入工业时代以来,人类活动对气候的净影响是气温升高。
气候变化对人类社会的影响
大量研究表明,气候变化将从下述三个方面对人居环境产生影响,一是气候变化后,资源生产、商品及服务市场的需求产生了变化,使支持居住的经济条件受到了影响;二是气候变化对能源输送系统、建筑物、城市设施以及工农业、旅游业、建筑业等特定产业的一些直接影响,转而对人居环境产生了影响;三是气候变化后,因极端天气事件增加以及对人体健康的影响,使得居住人口迁移。
人类居住地尤其是河边和海岸带居民受气候变化最普遍、最直接的威胁是洪涝和滑坡。人类居住环境目前正遭遇包括水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题,这些问题可能因高温、多雨而加剧。
低海拔海岸区的城镇化快速发展,正在迅速地增加那里的人口居住密度,使得人为财富(城市)处于海岸气候极端事件的威胁之中。
面临气候变化时,居民收入大部分来源于受气候支配的初级资源产业,如农业、林业和渔业的经济单一居住区,比经济多样化的居住区更脆弱。
尽管目前关于气候变化对社会经济系统的影响研究只是初步的结论,但气候变化会对全球各地区的自然生态系统和社会经济系统产生多方面的影响,将直接影响经济的发展和社会的进步,这一点是确定的。
◆气候变化可能带来许多不利的影响
大部分热带、亚热带区和多数中纬度地区普遍存在作物减产的可能;对许多缺水地区的居民来说,水的有效利用降低,特别是亚热带区;同时,受到传染性疾病影响的人口数量增加,热死亡人数也将增加;另外,大暴雨事件和海平面升高引起的洪涝,将危及许多低洼和沿海居住区;由于夏季高温而导致用于降温的能源消耗增加。
◆气候变化也可能带来有利的影响
温度升高使中纬度的一些地区存在着作物增产的可能;全球木材供应可能会增加;对某些缺水地区(如南亚部分地区)的居民来讲,可用水量可能增加; 中高纬度地区居民因冬季寒冷的死亡率降低; 由于出现暖冬,取暖所需能源减少。
发展方式向低碳转型是应对气候变化的必由之路
促进发展方式向低碳转型是世界各国协调应对气候变化和经济发展的必然选择,是当今世界的潮流,也是实现可持续发展、提高国际经济竞争力的必由之路。由于发展阶段和技术水平的巨大差异,发达国家和发展中国家的经济和社会基础不同,因此低碳转型的步骤、方式和所需时间也不相同。发达国家的经验可以为我们明确发展方向、探索发展道路提供参考,但在实际发展过程中,我们必
须认清机遇和挑战,走适合我国现阶段国情和发展特点的、有中国特色的低碳发展道路。从目前我国的国情看,我国发展方式向低碳转型面临诸多挑战:一是温室气体排放还将持续增长。二是能源结构以煤为主。三是低碳技术基础尚待完善。四是面临来自发达国家的巨大压力。
与此同时,也要看到我国低碳转型的战略机遇和有利条件。首先,促进发展方式向低碳转型是我国贯彻落实科学发展观、实现可持续发展的内在要求。低碳转型与我国正在实施的可持续发展战略完全一致,也是建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择。第二,促进发展方式向低碳转型面临战略机遇期。控制温室气体排放、实现可持续发展是未来数十年的发展方向。这些信号将引导国内市场和相关行业变压力和挑战为发展动力,走低碳、高效的发展道路,控制温室气体排放。第三,促进我国发展方式向低碳转型具备了一些重要条件。党中央、国务院高度重视应对气候变化工作。我国已经确定到2020年降低单位GDP二氧化碳排放、发展可再生能源的目标,将纳入国民经济和社会发展中长期规划,并建立和完善统计、监测和考核体系。目前,应对气候变化的体制机制初步建立并不断完善,应气候变化工作队伍和科研人员力量不断加强、人员业务水平不断提高。应对气候变化立法已纳入国家立法日程,相关工作已逐步展开。转变发展方式成为国家经济社会发展的重要内容,控制温室气体排放日益受到各级政府、企业和全社会的重视。面临着低碳转型的挑战和机遇,我们应当利用好当前的有利条件,变挑战为机遇,通过以下途径将工作做好、做实。首先要认清形势,明确思路。其次要坚持统筹兼顾,加强政策引导。第三要突出重点,逐步推进。
中国减缓气候变化的努力与成就
第一,调整经济结构,推进技术进步,提高能源利用效率。从20世纪80年代后期开始,中国政府更加注重经济增长方式的转变和经济结构的调整,将降低资源和能源消耗、推进清洁生产、防治工业污染作为中国产业政策的重要组成部分。
第二,发展低碳能源和可再生能源,改善能源结构。通过国家政策引导和资金投入,加强了水能、核能、石油、天然气和煤层气的开发和利用,支持在农村、边远地区和条件适宜地区开发利用生物质能、太阳能、地热、风能等新型可再生能源,使优质清洁能源比重有所提高。
第三,大力开展植树造林,加强生态建设和保护。改革开放以来,随着中国重点林业生态工程的实施,植树造林取得了巨大成绩,据第六次全国森林资源清查,中国人工造林保存面积达到0.54亿公顷,蓄积量15.05亿立方米,人工林面积居世界第一。
第四,实施计划生育,有效控制人口增长。自20世纪70年代以来,中国政府一直把实行计划生育作为基本国策,使人口增长过快的势头得到有效控制
第五,加强了应对气候变化相关法律、法规和政策措施的制定。针对近几年出现的新问题,中国政府提出了树立科学发展观和构建和谐社会的重大战略思想,加快建设资源节约型、环境友好型社会,进一步强化了一系列与应对气候变化相关的政策措施。
关 键 词:气候变化 农业环境 影响 对策气候变化;全球;影响;人类;措施 球正在经历以变暖为主要特征的气候变化。短时间的气候变化,特别是极端的异常气候现象,如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等等,往往会造成严重的自然灾害,足以给人类社会带来毁灭性的打击。不仅对环境、水资源、区域海平面上升、农业、自然植被等产生影响,对人类健康也有着较大的影响。长期的气候变化也
会产生很多影响,如水资源短缺、居住环境恶化、经济损失加剧、海平面上升、热浪袭击增加、人类健康受威胁、物种变化加剧等等。
暑热天气的延长及高温高湿天气直接威胁着对地球升温敏感的中纬度地区的人们,儿童、老年人、体弱者以及呼吸系统、心脑血管疾病等慢性疾病患者对炎热的应激反应使体温调节系统处于“超负荷″状态,使原已受损的系统、组织、器官负荷增加,功能不济,往往病情加重甚至死亡。根据2020年和2050年的气候变化预测,估计夏季的死亡率将会有较大增加,尤其是老年人特别难以适应
高温。
全球气候变暖为许多病菌的繁殖、传播提供了更好的温床,会使许多传染病由热带、亚热带向北扩散,受威胁的人口将增加,且流行时间将延长,是气候变暖对人类健康的另一严重影响。当前虫媒传染病的三大流行趋势是,新的病种不断被发现,原有的流行区域不断扩展,疾病流行的频率不断增强。
气候持续变暖,为虫媒及病原体的寄生、繁殖和传播创造了适宜条件,扩大了流行的程度和范围,引起人类疾病的分布发生变化,从而加重了对人群的危害。近20年来,一种传染病(天花)被消灭,而近30种新传染病被发现,2003年SARS的流行引起了亚洲、甚至世界人民的极度恐慌。
由气候变化引起的农业产量明显的区域差异,将使部分地区营养不良的情况进一步加剧。中高纬地区粮食产量会增加,而在热带和亚热带,随着气候变暖,只能以一些耐高温作物为主,产量必然下降。全球最贫穷的热带和亚热带地区饥
荒的危机大大增加。
面对气候变暖巨大的影响,人们已经采取和可以采取一系列措施,积极防治。我们应积极应对:一是减少引起全球变暖的人为因素,减缓气候变化的进程。积极采取节能减排措施;保护生态环境,并大幅度增加植树造林。二是适应气候变化,保护人类健康。积极开展气候变化与健康影响的相关研究,探索恶劣天气与健康影响的预测模型和预警预报系统;加强公众的防范意识,动员全民参与;加强国际合作与交流,共同应对气候变暖对人类健康带来的影响。摘要:从正反两个方面分析了全球气候变化对农林生产的影响,提出应对气候变化的思路主要包括两个方面:一是如何控制和减缓温室气体的排放。二是如何增强农业生产适应气候变化的能力。前者是长期、艰巨的任务,后者是现实而紧迫的任务。
关键词:气候变暖;影响;农业;对策
自西方工业化以来,世界人口在急剧地增长,人类在日益强大的大规模生产和经济活动中,大量开垦耕地、掠夺与毁坏森林资源,大量地燃烧化工原料,释放了大量的温室气体,致使大气成分发生变化,导致了全球气候日趋变暖。据美国科学家(1979)估计,如果大气CO2浓度增加1倍,全球平均气温将增加1.5℃~4.5℃。进一步研究指出,如果人类继续按照目前速度释放温室气体,那么CO2的有效倍增将出现在2060年左右。如此之大的增温幅度和速度,是我们这个星球近十万年来所没有经历过的,换言之,在未来的几十年内,我们这个星球的气温将经历人类历史上前所未有的高点。
最新科学研究成果表明:近一百多年来,全球平均气温经历了冷—暖—冷—暖两次波动,总的看为上升趋势。进入20世纪80年代后,全球气温明显上升。
1981—1990年全球平均气温比一百年前上升了0.48℃。中国气候变暖趋势与全球的总趋势基本一致。据中国气象局发布的最新观测结果显示,中国近百年来(1908—2007年)地表平均气温升高了1.1℃,自1986年以来经历了21个暖冬,2007年是自1951年有系统气象观测以来最暖的一年。近三十年来,中国沿海海表温度上升了0.9℃,沿海海平面上升了90毫米。
全球气候不断增暖将改变各地的温度场,并影响大气的运行规律,各地蒸发量和降水量的时空分布亦随之改变;增温造成的海水、冰川融化和海水受热膨胀还会使海平面上升。这一切都必将给人类赖以生存的资源环境,包括水资源、能源、土地、森林、海洋、人类健康、物种资源、生态系统和农业生产等带来巨大冲击,并造成许多目前仍估计不到的重大影响。
一、全球气候变暖对农林业的影响分析
1.全球气候变暖将明显提高中国各地的有效积温,使无霜期延长,因而有利于复种指数的提高,并造成喜温作物的种植北界向高纬延伸以及作物产区的地理位移。这意味着我国目前的各种作物气候区划都可能发生变化:现在的一些作物适宜种植区将变得不再适宜,并出现一些新的适宜种植区。各地农事安排都将可能发生重大变动。种植区的北移固然有利于农用土地的扩大,但新开垦的土地因土壤贫瘠或水源不足,大多不易获得高产。而北移了的农作物更容易受到突降低温的威胁。
2.全球气候变暖,将使大量冰川逐渐融化,导致海平面上升。自19世纪以来,全球范围的山地冰川都几乎发生了大规模的后退。美国NOAA卫星观察到的雪盖资料表明:1980年以来,全球的雪盖面积减少了9%~13%。英国南极考察队的科学家们通过卫星观测发现,位于拉尔森冰架的一块像牛津郡那么大(约2 900平方公里)的冰山已从南极大冰原分离,并逐渐涌向大海。随着全球的进一步变暖,冰山融化,海平面上升,对中国来说,这可能会淹没东南沿海大片肥沃的低地,并造成地表水排泄受阻,地下水位提高,带来大片土地沼泽化。长江、珠江三角洲地区因海水倒灌,大片良田将盐渍化。
3.随着全球气候的不断增暖,气候变率势必也发生变化,极端气候频繁出现。研究表明,在气候要素平均值的变化与极端事件(灾害)发生概率的变化之间,往往存在着某种非线性关系:即使温度、降水平均值发生微小变化,也可能导致灾害性天气发生频率的显著增加。这意味着干旱、洪涝、台风、暴雨等发生频率将会增加。事实上,进入20世纪90年代以来,中国各种自然灾害就没有间断过:1991年的特大洪水曾肆虐江淮大地;1992—1993年的持续干旱更是横扫整个东部;1994年夏季华中出现了旷日持久的干旱和高温酷暑天气,而华南与东北则出现了严重的水患;1995年长江中下游地区和辽河平原又出现了建国以来罕见的暴雨洪水。据中国气象局公布的数字,仅1994年全国21个省市自治区的受灾面积就达0.5亿公顷,直接经济损失1 700亿元。新世纪以来,各种极端天气就没有间断过,特别是2010年更是反常,北方出现冬天暴雪奇冷天气,春季西南5省出现百年一遇的特大干旱,受灾耕地面积达到1.11亿亩,2 212万人出现饮水困难,持续干旱近五个月,仅云南一省就损失170亿元。
4.由于全球气候增温,寒冷季节将会缩短,温暖和炎热季节将会延长。这一定程度上会改善某些高纬地区温度条件较差的状况;但对那些夏季原本就很炎热的中、低纬地区来说,无疑是“火上加油”的灾难。高温将加快作物的生育进程,使生育期特别是灌浆期明显缩短,高温逼熟,极端高温对小麦、玉米、大豆等作物均有显著的减产效应,还会造成水稻花粉败育。
5.随着全球气候增暖,作物的各类病、虫、草害将会流行、激增和蔓延,出现范围也将由目前的中低纬地区向高纬延伸。增温将为各种害虫的生长、发育和大量繁殖提供更优越的条件,因而其越冬存活力将大大提高,雌虫产卵数将急剧增加,繁衍代数亦将明显增多。大气CO2浓度的增加还会提高作物生物量的碳氮比,从而刺激昆虫的食欲。大气环流的改变更为风播病原的大范围扩散提供了外部条件。
6.气候增暖后,土壤有机质的分解将会加快,积累量将会减少。长此下去,会造成地力下降。在某些降水量可能增多的地区,径流增大还会加剧坡地土壤可溶性养分与表土的流失。在某些降水量可能锐减的地区,植被将减少,表土易沙化,耕地更易于受到风蚀侵害,一旦遇到暴风袭击时,将产生“尘暴”效应;而遭遇暴雨冲洗时,又会造成严重的水蚀。
综上所述,全球气候变暖将对人类特别是农业生产产生极其深远的影响。这种影响或许有其有利的一面,但更多的、令人担忧的却是其不利的一面。因此,如何趋利避害,利用其有利的一面,克服其不利的一面,并寻求适应或延缓气候变化的对策,是摆在全人类面前的一道崭新的课题。
二、从农林角度应对气候变化的思考
人们应对气候变化的思路主要包括两个方面:一是如何控制和减缓温室气体的排放。
二是如何增强农业生产适应气候变化的能力。前者是长期、艰巨的任务,后者是现实而紧迫的任务。
(一)发展低碳农业,减缓温室气体排放
林业以及农业生产中的种植业主要是通过植物吸收空气中的二氧化碳,生成有机物,并放出氧气的过程,在地球大气碳循环中发挥重要的碳汇功能。但在水稻田及沼泽地、动物粪便要释放一定的温室气体甲烷。农业生产过程中的农业机械、农业投入品(化肥、农药)要消耗大量的石化能量。农业秸秆等废弃物焚烧产生二氧化碳气体排放。因此,提倡低排放或零排放的低碳农业是我们的选择。
农业节能减排主要有这样几个途径:
1.革新农业技术,大力发展节约型农业。发展节约型农业关键要在节地、节水、节肥、节药、节种、节工、节能等七个方面下工夫。“节地”,就是要高度重视土地资源的保护,大力发展高效设施农业,充分挖掘土、水、光、热资源的利用潜力,提高耕地的综合产出率。“节水”,农业特别是水稻,是高耗水产业,农业用水占全社会总用水量的70%。要加快培育新的耐旱品种,深入研究和大力推广节水栽培技术,加强现有节水技术的集成推广,大力推广覆盖技术、水肥一体化技术、保护性耕作技术、滴灌施肥技术等节水技术,节约用水。“节肥”,就是要加快建立科学施肥的测土、配方、示范、推广体系,根据不同区域、不同作物、不同种植制度,制定测土配方施肥技术规程,改善养分投入结构,优化肥料运筹,改进施肥方法,发挥养分协同作用,提高肥料利用率,减少化肥总施用量。“节药”,遏制不合理的过量使用化学农药,大力开发抗病虫良种、进一步完善化学农药的使用技术,形成高效的综合防治配套技术。“节种”,就是提高种子质量,推广精量半精量播种、穴盘育苗等技术。“节工”,即大力推广少免耕等轻简栽培和机械化生产技术,减少手工作业量,既可节约工本,又可促进农村劳动力的转移和农民增收。“节能”,大力开发农村太阳能,因地制宜开发利用风能、生物质能等清洁能源。
2.切实解决以农作物秸秆为主的生物资源的综合利用,大力开发生物质能源。农
作物秸秆作为一种农业生产的副产品,产量大、分布广,同时也是一项重要的生物资源——其含氮、磷、钾、碳的平均含量分别为0.6%、0.3%、10%、45%。据统计,中国年产农作物秸秆6.2亿吨,资源拥有量居世界首位。江苏省秸秆年产量3 700多万吨。但是,近年来焚烧秸秆在一些地区愈演愈烈,造成资源的巨大浪费。最近的统计结果显示,中国年产农作物秸秆中30%用作农用燃料,25%用作饲料,2%~3%作工副业生产原料,6%~7%直接还田,还有35%约2.2亿吨剩余秸秆被白白焚烧了。笔者认为,中国正处于经济高速全面发展的时期,各种能源消耗量与日俱增,当务之急是要开展秸杆的回收利用。政府部门不仅要禁止农民焚烧秸秆,更要组织科研部门开展相关技术的攻关,解决秸秆综合利用的关键技术问题,挖掘秸秆利用的新途径。植物纤维可以通过汽化成为农用能源,也可以运用生化技术加工成肥料和饲料,植物纤维还可以作为包装材料、建筑材料、一次性餐具、家具等的替代资源。
3.加强畜禽粪便的无害化处理、资源化利用。目前农村畜禽粪便产生量巨大,但未得到有效利用,其污染日益严重,重污染区域在不断扩大,严重威胁水体和农田环境质量。据江苏省农调队调查,2004年全省畜禽粪总量已达7475.7万吨,尿总量达3 477.4万吨,粪便总量折合成猪粪当量为12 340。5万吨。畜禽粪便的大量排放,给环境造成了严重污染。近年来江苏省水体N、P等含量超标,除与工业和生活污水排放有关外,畜禽粪便污染已上升为非常重要的因素。
对畜禽粪便无害化处理、资源化利用的最直接途径,是发展商品有机肥产业。加强有机肥无害化生产技术与施用技术的开发及相关政策的研究,大力扶持商品有机肥行业和培育商品有机肥市场,对于推进循环经济、提高农业和农民收益、改善农村环境、建设社会主义新农村具有重要的意义。
4.大力开发种养一体化的循环农业。种植养殖一体化是实现资源综合利用、循环利用的有效途径。常规农业经营方式人为地把原本互为上下游的种植业与养殖业割裂开来,导致“资源—产品—再资源—再产品”的物质循环利用链断裂,不仅造成农作物秸秆、畜禽粪便等可利用资源的大量浪费和生产成本的提高,而且这些可利用资源的不当处理给生态环境造成巨大的负面影响。推进现代循环农业产业化必须把种植业与养殖业纳入到一体化经营的产业体系中,按照资源互补循环利用机理,合理配置种植养殖规模,形成物质、能量循环利用的产业链,使种植业生产的秸秆等废弃物成为养殖业的饲料,养殖业的牲畜粪便经无害化处理成为种植业的有机肥料,废弃物的资源化利用既解决秸秆焚烧和粪便污染的环境问题,又大大降低农产品的生产成本,并提升农产品的质量,实现经济效益与生态效益的协调提高。论文大全网 www.xiexiebang.com整理。
采用现代经营方式,实现农产品生产、加工、销售一体化经营,并多次增值,从而实现农业生产、生态和经济的可持续发展。
沼气是实现种植业、养殖业一体化循环的关键。通过发展沼气,上联养殖业快速发展,下促种植业优质高效,中改村容村貌,维护生态平衡。随着沼气技术体系的完善,沼气在农业生产乃至农村社会全面发展中的地位显得越来越重要。它能够有效地组织和调动农业生产各要素,促进农业生产各要素的协调发展,对控制农业面源污染,促进农业可持续发展 推进社会主义新农村建设具有重要意义。
5.大力开展植树造林。森林在应对气候变化中具有三大功能。一是吸收功能。森林是陆地上最大的吸碳器。它通过光合作用,吸收二氧化碳,放出氧气,形成碳汇。科学研究表明:森林每生长1立方米蓄积量,平均能吸收1.83吨二氧化
碳,释放1.62吨氧气。二是贮存功能。森林是陆地上最大的储碳库。陆地生态系统一半以上的碳,储存在森林生态系统中。同时,木制品的储碳能力也很强。据日本《木材工业》报道,全球木制品碳储量每年约增加6 000万吨。三是替代功能。据国际能源机构测算,用木结构代替钢筋混凝土结构,单位能耗可从800降到100。由于森林在应对气候变化中具有这些特殊功能,因此,《京都议定书》规定了工业直接减排和森林间接减排两条途径。
要加快荒山荒地造林绿化步伐,加快速丰林、碳汇林、能源林、珍贵用材林、木本油料林等基地建设。要努力提高造林绿化质量。加强林木种子区划和良种基地管理,抓好区域性、示范性林木种苗基地建设,全面提高良种壮苗使用率。增加混交林和乡土树种比重,注重封山育林,强化自然恢复。加强森林病虫害防治和森林防火。
(二)增强农业生产适应气候变化的能力
农业是露天工厂。随着全球气候变暖,各种极端气候频发,自然灾害对农业的威胁越来越大。要根据自然环境和农业自然灾害发生规律,制定防旱抗涝、抵御高温寒潮、台风、病虫害等各种自然灾害的减灾应急预案,确定农业生产避灾减灾的种植模式。加强农业基础设施建设特别是水利建设,改造中低产田,完善灌溉体系,提高农田防御自然灾害能力。进一步优化种植结构,推进农业产业结构调整,将传统粗放型灌溉农业和旱地雨养农业建设成为节水型现代高效灌溉农业和现代旱地农业。加强农业科技创新工作,选育适应气候变化的抗病、抗虫、抗旱、耐涝的高产、优质农作物新品种,研究在新的气候条件下农作物病虫害的发生、发展规律。加强气象预报工作,提高农村防灾减灾能力。
参考文献:
[1]陈剑锋.依靠科学技术应对全球气候变化的挑战[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2010,(1):92-94.[2]马爱民.气候变化的影响与我国的对策措施[J].中国科技投资,2009,(7):20-23.[3]国务院.中国应对气候变化国家方案[N].新华社,2008-10-29.论文题目:(任选一个题目)
1.全球气候变化的环境影响及应对措施 2.新时期我国农村环境的主要问题及对策 3.城市雨水资源化利用探析
4.我国城市大气污染特征及综合防治措施 5.城市生活垃圾分类收集及资源化探讨 论文要求:
1.请各位同学从以上5个题目中任选一个,随意自拟题目一律60分或不及格!2.请各位同学在6月4日(下下周一)中午12:00~12:30上交论文,地点在东校区4号教学楼4C303室。论文提交前请用订书机订好或用胶水将4页论文纸粘贴好。
3.能独立查阅文献和调研,能收集、综合和正确利用各种信息及获取新的知识。4.文章结构要合理、层次要清楚,重点突出,文笔流畅、书写工整。
第五篇:速生桉种植对环境的影响和应对措施
速生桉种植对环境的影响和应对措施
莫 永 莫世盛 朱秋莲
1吴 俊
3(1、玉林市农业科学研究所
2、玉林市农产品安全检测中心
3、玉林市林业科学研究所537000)
[摘要] 文章就目前国内南方省市大规模推广种植速生桉所引发的系列问题开展研究,从了解速生桉的生物学特征和经济性状入手,调查国内速生桉种植的情况,试图找到解决经济发展和环境保护之间矛盾的方法。速生桉的推广种植可以充分利用闲置土地,改善生态环境,有效缓解国内木材紧缺的局面,同时促进经济增长,增加就业岗位。但规模发展到一定程度时带来大批毁林,破坏生物多样性和水土恶化,引发自然灾害、树种单一,诱发大规模病虫害等系列问题引起了人们的重视。本文认为科学规划,坚持适地适树原则、合理搭配混交造林,增加生物多样性和提高经营管理水平,维护生态平衡,政府和党委部门加大对发展速生桉种植和相关产业的监管力度,提高国民环保意识,才能确保资源和环境的可持续发展。
[关键词] 速生桉,种植,环境,影响,应对措施 1 前言
国内部分南方省市近几年大规模推广种植速生桉,缓解了我国木材紧缺的局面,促进林农致富,这是不争的事实,但持速生桉种植得不偿失这一看法的也大有人在。速生桉在发展经济和保护环境中充当的角色问题一直来都是人们争论的热点。因此,发展速生桉种植不能只是单纯从经济利益这个角度出发,更要从生态效益的角度来考虑。而科学发展速生桉种植,使其扬长避短,在为经济发展服务的同时又不至于破坏环境就成为我们眼前要考虑的首要问题。2 速生桉的特征特性
速生桉是对尾叶桉、巨尾桉等速生桉树的泛称,属桃金娘科,原产澳大利亚,树种多达945种,目前国内大面积引种的有巨尾桉、尾巨桉等无性系和巨桉、赤桉等种源。速生桉长势旺盛,主干通直,枝叶繁茂,冠幅宽阔,根系发达,营养空间利用率高,特别是早期生长迅速并能耐干旱和瘠薄。数据显示:速生桉在生 1 长到第二、三年时日平均长高达3厘米以上,4年生速生桉采伐亩产6—8立方米。国内速生桉种植现状
速生桉目前在我国以南方大规模种植为主,其中以广西、广东、海南三地种植居多。江浙、云贵、湖南、湖北和福建等省市也在不同程度的发展种植面积,据不完全统计,全国毁林种植速生桉近7000万亩。以广西壮族自治区为例,自1982年先后引进澳大利亚桉树174个树种的200多个资源,通过改良和高产综合试验,至今已完成在国营六万林场、博白林场、钦廉林场的全面推广种植。到2007年止,全区利用速生桉营造经济林1080万亩。据《广西北部湾经济区发展规划》,到2010年,南宁、北海、钦州、防城港等市的桉树种植面积900万亩,到2020年扩大到1350万亩。同时建成了适合在中国推广的桉树基因库,它包括100多个树种和900多个无性系。为缓解大规模种植速生桉对苗木的需求,广西钦州市钦南区于2003年建成亚洲最大速生桉育苗场,该场投资总额达4300多万元,占地1040亩,年育苗1.5亿株,可供应100万亩的造林种苗。广西只是国内种植速生桉的一个缩影,其他南方省市亦是如此。4 推广种植速生桉的积极意义 4.1 充分利用土地,改善生态环境
在90年代前,大多利用现有的宜林荒山荒地、退耕还林地、灌丛地和疏残低产林地进行速生桉种植营造速生丰产林。特别是对增加石山地区的森林覆盖面积起到立杆见影的效果,速生桉的种植在短期内增加了森林面积、提高了森林覆盖率,改善了生态环境,为野生动植物提供了栖息环境和繁衍场所。4.2 有效缓解木材紧缺,控制木材价格
我国是一个森林资源十分贫乏的国家,一直都存在着木材供不应求的情况,因此每年都要从其它国家和地区高价进口或调运大量的木材。要缓解这个矛盾,有效的办法之一就是大力发展速生丰产林,增加木材供给量。根据广西林业科技示范园优良树种展示区在广西高峰林场界牌分场的桉树示范林统计的数据分析:速生桉在生长到第二、三年时日平均长高达3厘米以上;种4年速生桉采伐亩产 2 6—8立方米,亩产值约5700元,而每亩总投入不超过1000元,每亩林年毛利1000元以上。而广西东门林场上世纪六十年代种的细叶桉、大叶桉20—25年后采伐,平均亩产量也是6—8立方米而已。由此可见,种速生桉的效益是种本地细叶桉效益的5—6倍。结合我国的地理气候条件和现有的速生树种以及投资价值来看,速生桉无疑是首选。速生桉的大规模种植对缓解木材供需矛盾,控制木材价格攀升起到决定性的作用。4.3 促进经济增长,增加就业岗位
充足的原材料、合理的价格和低廉的劳动力,吸引了大批外资纸浆、中纤板企业的到来,印尼金光集团是目前在国内速生桉种植的最大投资商。2002年,金光集团在云南省圈定了2750万亩的林浆纸基地。而芬兰斯道拉恩索公司和广西高峰林浆纸业(集团)有限责任公司共同投资建设的北海林浆纸一体化项目也将在2012年全部建成投产,建设规模为年产一百二十万吨浆,九十万吨纸和纸板。这些企业的投产,有力推进了林业产业化经营,创造了大量的就业机会和税收,相关的配套行业也得到快速发展,对充分利用林业资源,延长林业产业链,有效增加农民收入,壮大地方经济实力,都将起到积极的促进作用。5 大规模种植速生桉的危害 5.1 大批毁林,破坏生物多样性
在暴利的驱使下,造林公司并不愿花太多的投资在肥力差的荒山林地,而是直接烧山或是假借绿化火烧迹地之名规模种植速生桉,在被野火烧了200亩的迹地上,为规模效应往往规划造2000亩。海南省的做法更是将投资者急功近利的心态暴露无遗,1995年海南省开始大规模种植速生桉造林,推土机把热带雨林推倒,然后种上速生的尾叶桉。其境内公路沿线的防护林全部砍倒改种速生桉,并美其名曰“公路树改纸浆林”。2002年至今,短短几年,广西毁林2000余万亩,广东毁林1600余万亩,云南省3000万亩天然林正被速生桉取代。大面积单一的速生桉林无异于“绿色沙漠”,形成物种入侵的态势,速生桉自然产生抑制、排斥当地乡土原产、原生物种的物质,在砍伐后的桉树林种植其他植物也无法存活,导致原生物种衰减、退化、灭绝,无法给大多数动物提供食物或适宜的栖息环境,生物食物链断裂,物种多样性被破坏,大面积种植速生桉地区的生态系统 面崩溃的局面。
5.2 水土恶化,引发自然灾害
速生桉有很强的蒸腾作用,水分利用效率低,用水量大,严重影响到水土的保持。中国科学院生态环境研究所、中国西南林学院及国家林业局在雷州半岛的种植试验证明,速生桉的大规模种植会导致地下水位下降,地表保持水的能力差,时间长了,土地表面板结,还出现土地沙化现象。速生桉对土壤的肥料和养分需求极大,凡种植速生桉的,土地肥力下降乃至枯竭。原始植被因为得不到足够的肥料和养分而受到严重破坏,引发土地退化、水土保持情况恶化,土地贫瘠。土壤强度比例逐年升高,导致小气候变化,山体滑坡、森林火灾和洪涝等自然灾害频发。
5.3 树种单一,诱发大规模病虫害
大规模发展纯种桉树势必造成病虫害肆虐。中国科学院院士唐守正说:“我国森林每年发生病虫害面积15000万亩以上,其中90%发生在人工林中”。80年代末,仅小天牛一种害虫就将宁夏建设20年的“绿色长城”——几十亿株杨树毁于一旦。广东十年绿化时期也是较好的前车之鉴,期间大规模种植纯马尾松林,现在松树病虫害泛滥成灾,而缺乏有效的防治方法。这些惨痛的教训足以说明,大范围植树,尤其违背自然规律的造林是得不偿失的。纯速生桉林病虫害在无天敌制约的环境下日趋猖獗,在广西、广东、海南等省市已经出现青枯病、焦枯病、白蚁和桉小卷蛾等病害成片危害的现象,受害林木生长衰弱、甚至枯死,病虫害甚至漫延到附近林木,殃及其他树种。2007年6月,广东省河源市委、市政府做出停止速生桉种植审批的决定,其中一个重要的原因就是防止当地179.32万亩的速生桉发生大规模病虫害。6 科学发展速生桉种植的措施 6.1 科学规划,坚持适地适树原则
速生桉的种植要根据当地林业发展规划和自然气候、土壤条件,对速生桉产区进行合理布局规划,必须严格控制在国家划定的商品林区内,严禁在生态公益林区,特别是水源涵养林区等重要生态区域种植。同时要有选择地在宜林荒山、采伐迹地、火烧迹地、低效林地种植。2002年前,广西钦州境内的山岭不是种植甘蔗 4 地就是马尾松,有的甚至是寸草不生的风沙地。后经科学规划,坚持适地适树原则种植速生桉,至2004年钦州退耕还林和荒山绿化种植65万亩速生桉丰产林,使钦州的绿化率由原来的34%提高到目前的49.1%,许多过去的不毛之地披上了绿装。
6.2 合理搭配混交造林,增加生物多样性
连片造林1000亩以上要做好多个树种搭配,采用多个不同无性系搭配和合理混交造林,乔木和灌木混合,针叶林和阔叶林搭配,创造不同的小气候和环境,给不同的植物和动物在木中找到合适的生存空间,增加生物多样性,能有效改变害虫发生的生态条件,从而达到防治害虫的目的,还能把当地林业产业引向多树种,多结构的林业体系。至2006年底广西玉林市速生桉林面积已达到195万亩,分布在全市的7个县(市)区,他们利用速生桉耐干旱、贫瘠的特点与原有的单竹、杉木、马尾松、楠木混合种植,形成物种隔离带,绿化了荒坡滩涂,增加了生物多样性,目前还没有发现规模病虫害的发生的迹象。6.3 提高经营管理水平,维护生态平衡
提高对速生桉经济林的经营管理是解决速生桉种植带来系列生态问题的关键环节。通过科学施肥和间种、降低种植密度、枯枝落叶和采伐剩余物留地还田等措施,可避免土地板结和地力下降及增加林地生物多样性。通过与固氮树种混种或轮作、适当延长轮伐期、整地时尽量避免破坏植被、缩短林地裸露时间、保护林下枯落物、保留采伐剩余物等营林措施,提高速生桉经济林在减少水土流失和涵养水源等方面的作用。
6.4 加大监管力度,提高环保意识
速生桉生长期短、砍伐周期长,产量高,投入产出比高,一些省市一度把林浆纸一体化项目视为“经济翻身” 的项目,大力营造速生丰产林,建设浆纸厂原材料基地。政府机关公文办理、餐饮行业纸巾和一次性筷子使用以及家居装修也是构成木材紧缺的一个重要因素。政府部门要加大监管力度,对违规造林现象坚决查处,对不符合环保要求的纸浆、中纤板企业要责令整改或强制关闭。要加强对新增速生桉经济林计划的审批,严格限制山岭、坡地的出租使用,减少木材 5 加工企业和纸浆、纸板企业的审批和引进。要大力招引替代产业,增加就业机会,降低林木产业对经济增长的影响,帮助当地居民摆脱对速生桉种植的依赖。要加强对国民环境保护的宣传教育,提高环保意识,减少环境污染。采取政府无纸化办公、餐饮行业循环使用消毒碗筷、家居装修尽量用塑料替代木材等措施减少对木材的需求量。用甘蔗渣、作物桔杆或其他可再生能源来缓解纸张原材料的紧缺。逐步减少经济林在森林面积中的占有量,增加水源林和生态公益林的种植,保证森林覆盖率长期稳定一个较高水平内。7 小结
速生桉经济林的营造是把双刃剑。为绿化荒山作出巨大贡献的同时带动了化肥、运输、造纸等系列产业的发展,创造了大量的就业机会,带来了实实在在的经济效益,另一方面因为种植过量,造成一些地方林木树种单一,甚至形成物种入侵的局面,使土壤肥力下降、水分过度消耗、土地生物多样性减少,严重影响到当地的生态环境,使得经济发展和环境保护的矛盾日益加剧。从绿化和造林的角度来考虑,速生桉占用的只是部分荒山和滩涂,不存在泛滥的问题,也算是较好的树种。从经济的角度看,发展速生桉种植速生桉对缓解木材供应紧张有着重大的意义,其带来的巨大经济效益尚未有其他树种可以代替。速生桉的大规模推广种植引发的不是一个树种问题,而是量和经营管理方式的问题,物极必反的道理对于速生桉种植同样有效,关键是如何将其种植面积控制在一个平衡点。另一个重要的因素就是经营管理方式,目光长远的投资者考虑的可持续发展和生产资料的循环利用,而急功近利者掠夺式的开发势必会对环境造成严重的破坏。因此,对待速生桉的种植问题不能一概而论,要有科学的引导和严格的控制,不能因环境保护而拖经济发展的后腿,也不能以牺牲环境的代价来换取经济的发展。经济发展的方式多种多样,而环境一旦破坏,将要一个很长的时期来恢复,甚至无法恢复。
参考文献
[1]梁健昆.中高丘陵地营造尾叶桉造林效果分析.广西林业科学.2002年第31卷02期
[2] 黄荣林.桉树速生丰产林营造技术信效益分析.广西林业科学
2006年35期(增刊)[3] 五辑健.广西速生桉主要食叶害虫和成灾分析.桉树科技.2007年24卷1期 [4] 河南林业信息网.关于盲目种植速生桉的思考.河南林业信息网
2007年9月 [5] 赖宝乾.巨尾桉抚育间伐技术措施及其效果分析.林业建设
2007年第02期
作者简介:莫 永,男,1980年9月生,农艺师,主要从事园林绿化和作物选育种研究等工作