生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法精選(九篇)

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第1篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞: 高速鐵路;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價;三角白化權(quán)函數(shù);壓力-狀態(tài)-響應(yīng)

中圖分類號:N941?5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2009)12-0116-03

0引言

高速鐵路是一種長距離、大范圍的人造工程,在切割自然環(huán)境的同時,會對沿線生態(tài)產(chǎn)生不可逆的深遠(yuǎn)影響,在建設(shè)和運(yùn)營過程中還會產(chǎn)生大量污染物質(zhì),從而帶來一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[1~2]。為保證高速鐵路路域生態(tài)安全,建立科學(xué)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理體系十分必要。對區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價,隨著環(huán)境觀念轉(zhuǎn)變和環(huán)境管理目標(biāo)深化而逐漸興起發(fā)展成為一個新領(lǐng)域[4～7],風(fēng)險(xiǎn)評價重點(diǎn)也由當(dāng)初對人類健康發(fā)展到包括區(qū)域動植物以及景觀生態(tài)在內(nèi)的區(qū)域整體生態(tài)健康的影響。

目前,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價的研究涉及鐵路的較少,對鐵路與生態(tài)環(huán)境關(guān)系研究[1~3]主要集中在野生動物、噪聲、振動和地質(zhì)災(zāi)害等方面。區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法一般是單個評價因子計(jì)算后賦權(quán)疊加,需要從多個定性、模糊的認(rèn)識中提取可用于評判的關(guān)鍵因子,且個別指標(biāo)很難甚至不能定量描述,同時各指標(biāo)之間無法直接準(zhǔn)確地進(jìn)行比較,因而單獨(dú)用定性、定量等方法很難實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)最優(yōu),影響對區(qū)域整體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)做出有效評價和對管理決策提供有力支持。

鄧聚龍教授提出灰色系統(tǒng)理論,研究對象是“部分信息已知、部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng),通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界的確切描述和認(rèn)識[8]。而高速鐵路建設(shè)涉及多種生態(tài)系統(tǒng),其路域生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成一個灰色系統(tǒng),且時態(tài)信息有很大的不確定性,因此本文結(jié)合京滬高速鐵路某段建設(shè)實(shí)際情況,采用劉思峰教授提出的基于三角白化權(quán)函數(shù)的灰色評估方法來建立高速鐵路建設(shè)路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價模型。

1高速鐵路建設(shè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價

1.1 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系概念框架的選取

壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(Pressure-Situation-Response, PSR)框架模型是OECD(Organization for Economic Cooperation and Development,聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)合作開發(fā)署)針對環(huán)境問題而建立的[7]。PSR模型引入因果關(guān)系思維方式,環(huán)境指標(biāo)選取突出了環(huán)境受到壓力和環(huán)境退化之間的因果關(guān)系,與可持續(xù)的環(huán)境目標(biāo)聯(lián)系緊密;包含了人類對環(huán)境問題的響應(yīng),人類為減輕環(huán)境不斷惡化所做的努力,這是評價生態(tài)環(huán)境的一個重要方面,而以往在指標(biāo)研究中常被忽視。生態(tài)系統(tǒng)是多尺度的,評價模型應(yīng)是普遍適應(yīng)的。PSR模型在國際上被普遍認(rèn)同,能較好地將環(huán)境壓力、系統(tǒng)狀態(tài)和對問題響應(yīng)進(jìn)行全面評價,故作為本文生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價的基礎(chǔ)。

1.2 高速鐵路建設(shè)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價內(nèi)容

目前,區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價的內(nèi)容主要關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)源分析和風(fēng)險(xiǎn)受體分析[4~6]。風(fēng)險(xiǎn)源分析指可能對生態(tài)系統(tǒng)或其組分產(chǎn)生不利作用的干擾進(jìn)行識別、分析和度量。高速鐵路建設(shè)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要是工程施工帶來邊坡滑坡災(zāi)害、使沿線土地利用類型變化而引起動植物棲息地破壞和生態(tài)環(huán)境污染、水環(huán)境污染而產(chǎn)生動植物死亡或間接影響人群健康。風(fēng)險(xiǎn)受體分析包括受體選取和生態(tài)終點(diǎn)的確定?！笆荏w”即風(fēng)險(xiǎn)承受者,是指生態(tài)系統(tǒng)中可能受到來自風(fēng)險(xiǎn)源的不利作用的組成部分,可能是生物體或非生物體。生態(tài)系統(tǒng)可以分為不同層級,通常經(jīng)過判斷和分析,選取那些對風(fēng)險(xiǎn)因子作用較為敏感或在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位的關(guān)鍵物種、種群、群落乃至生態(tài)系統(tǒng)類型作為風(fēng)險(xiǎn)受體。高速鐵路建設(shè)過程中極大地改變了沿線景觀類型,破壞動植物生態(tài)環(huán)境,也間接或直接影響路域人群健康。因此本文選取路域人群、動植物及沿線景觀作為風(fēng)險(xiǎn)受體。

此外,風(fēng)險(xiǎn)評價不能忽視高速鐵路建設(shè)現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)管理的作用,國家和建設(shè)單位對其建設(shè)過程中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)會采取相應(yīng)管理措施,而措施實(shí)施的有效性必然會影響生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)表征值。

1.3 高速鐵路建設(shè)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系

根據(jù)PSR模型的指導(dǎo)思想,本文建立的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系從風(fēng)險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性(壓力)、路域生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性(狀態(tài))和風(fēng)險(xiǎn)管理的有效性(響應(yīng))三方面選取指標(biāo),來表征生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大小,如圖1所示。

2評價模型及步驟

2.1 評價方法選取

1993年劉思峰教授提出端點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)的灰色評估方法近年來大量應(yīng)用于各類評估實(shí)踐[9~10],但其理論本身仍有需要改進(jìn)的地方。經(jīng)研究,劉教授提出一種新的三角白化權(quán)函數(shù)構(gòu)造方法,即中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)[8],較之端點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)更為合理。端點(diǎn)三角白化權(quán)聚類存在兩個以上灰類交叉現(xiàn)象,而中心點(diǎn)三角白化權(quán)聚類不存在此現(xiàn)象;端點(diǎn)三角白化權(quán)聚類可能出現(xiàn)某指標(biāo)取值屬于各灰類聚類系數(shù)之和大于1或小于1的情況,而中心點(diǎn)三角白化權(quán)聚類某指標(biāo)取值屬于各灰類聚類系數(shù)之和為1,更為規(guī)范化。基于此,本文選用中心點(diǎn)白化權(quán)函數(shù)灰色評價方法來建立高速鐵路路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價模型。

2.2 評價步驟

設(shè)有n個對象,m個評價指標(biāo),s個不同灰類,對象i關(guān)于指標(biāo)j的樣本觀測值為xij,則基于中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色評價方法步驟,主要包括以下5步:

①根據(jù)高速鐵路路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價選取的指標(biāo),確定各指標(biāo){x■,x■,…,x■…,x■}的相應(yīng)權(quán)重{K■,K■,…,K■…K■}。確定權(quán)重的方法一般有層次分析法、因素分析法、組合賦權(quán)法和熵值法等。

②按照評價所需劃分的灰類數(shù)s,選取λ■,λ■…λ■為屬于灰類1,2,…,s的點(diǎn)(可以是重點(diǎn),也可以不是,以屬于灰類最大可能性為選取依據(jù),稱為中心點(diǎn)),將各指標(biāo)取值范圍也相應(yīng)地劃分為s個灰類,如將j指標(biāo)取值范圍[λ■,λ■]劃分為s-1個小區(qū)間:

[λ■,λ■],…,[λ■,λ■],…[λ■,λ■]

③同時連接點(diǎn)(λ■,1)與第k-1個小區(qū)間的中心點(diǎn)(λ■,0)及(λ■,1)與第k+1個小區(qū)間的中心點(diǎn)(λ■,0),得到j(luò)指標(biāo)關(guān)于k灰類的三角白化權(quán)函數(shù)f■■(?),對于f■■(?)和f■■(?),可分別將j指標(biāo)取數(shù)域向左、右延拓至λ■,λ■,可得到j(luò)指標(biāo)關(guān)于灰類k的三角白化權(quán)函數(shù)f■■(?),如圖2所示。

對于指標(biāo)j的一個觀測值x,可由公式1計(jì)算出其屬于灰類k的隸屬度f■■(x):

f■■(x)= 0x?埸(λ■,λ■)■x∈(λ■,λ■)■x∈(λ■,λ■)(1)

④計(jì)算對象i關(guān)于灰類k的綜合聚類系數(shù)σ■■;其中f■■(x■)為j指標(biāo)k子類白化權(quán)函數(shù)。

σ■■=■f■■(x■)K■(2)

⑤由■{σ■■}=σ■■判斷對象i屬于灰類k*;當(dāng)多個對象同屬k*灰類時,則可進(jìn)一步根據(jù)綜合聚類系數(shù)大小確定同屬k*灰類的各對象優(yōu)劣或位次。

3應(yīng)用實(shí)例

本例以在建京滬高速鐵路某段實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),根據(jù)上文評價指標(biāo),采用層次分析法對指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)。其基本思路是決策者將復(fù)雜問題分解成若干層次和若干要素,由專家打分,在單個要素間簡單比較、判斷;然后計(jì)算,獲得不同要素的權(quán)重[12]。通過層次分析法賦權(quán)得到評價對象風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)度、風(fēng)險(xiǎn)受體脆弱性、風(fēng)險(xiǎn)管理有效度權(quán)重分別為:0.524,0.197,0.279。

為使不能直接相互比較的指標(biāo)原始數(shù)據(jù)具有可比性,本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法將各指標(biāo)歸一化。但目前確定壓力和響應(yīng)歸一化中單項(xiàng)指標(biāo)閾值相當(dāng)困難,本研究主要依據(jù)國家、行業(yè)和地方法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等,并參考其他相關(guān)研究成果,對指標(biāo)閾值進(jìn)行確定。

參照相關(guān)文獻(xiàn)對風(fēng)險(xiǎn)等級劃分[11],依據(jù)國外災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估風(fēng)險(xiǎn)等級劃分,結(jié)合中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)評價方法,本文將路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級由劣到優(yōu)劃分成5級;①σ1重警狀態(tài)[0.1,0.2];②σ2中警狀態(tài)(0.2,0.4];③σ3預(yù)警狀態(tài)(0.4,0.6];④σ4低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)(0.6,0.8];⑤無風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)σ5(0.8,0.9]。各指標(biāo)向左右延拓至0,1。這樣,根據(jù)各指標(biāo)實(shí)際值和權(quán)重系數(shù),利用本文構(gòu)建的評價模型,計(jì)算各指標(biāo)聚類系數(shù),如表1所列。

根據(jù)■{σ■■}=σ■■,對表1聚類結(jié)果分析可以看出:本段路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)總體屬于低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)等級屬于低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);風(fēng)險(xiǎn)受體脆弱性屬于中警狀態(tài);風(fēng)險(xiǎn)管理有效度屬于無風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。說明風(fēng)險(xiǎn)受體脆弱度是本段路域需要重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容,其主要原因是本路段受原有北京-上海線影響,對路域景觀生態(tài)的人為影響較嚴(yán)重,再加上該段路域地貌類型為波狀平原,殘丘和緩崗散布其中,人類對原有景觀生態(tài)破壞程度嚴(yán)重。故施工管理單位在建設(shè)過程中以建設(shè)一條生態(tài)鐵路為目標(biāo),應(yīng)注意生態(tài)文化體系和生態(tài)環(huán)境體系構(gòu)建,培養(yǎng)全社會生態(tài)意識,提升人民生活品質(zhì)。

4結(jié)論

通過將中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色評價方法應(yīng)用到路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價中,得到在建京滬高速鐵路該段路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀況,分析了影響路域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)方面表征情況,有利于管理決策者確定風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)。本文引用的中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色評價方法,克服了以前的端點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)灰色評價的缺點(diǎn),評價結(jié)論更符合實(shí)際情況,科學(xué)可信。

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第2篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

生態(tài)系統(tǒng)水平上的外界壓力帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的各個方面,即生態(tài)系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)化的整體成為了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價的“受體對象”.因此,本文以“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”(以下簡稱生態(tài)服務(wù))作為評價終點(diǎn)來表征生態(tài)系統(tǒng)水平的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價結(jié)果.目前有關(guān)生態(tài)服務(wù)指標(biāo)的討論較多.本文以聯(lián)合國“千年生態(tài)系統(tǒng)評估”報(bào)告中構(gòu)建的生態(tài)服務(wù)分類為基礎(chǔ),結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研,篩選了10項(xiàng)具體的河流生態(tài)服務(wù)指標(biāo)作為評價終點(diǎn).這些指標(biāo)分別為營養(yǎng)元素循環(huán)、初級生產(chǎn)、食物供給、淡水供給、基因資源、氣候調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、水凈化、娛樂價值和美學(xué)價值.

系統(tǒng)水平的“壓力-響應(yīng)”模式分析與量化

本文將生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價涉及的源、受體、終點(diǎn)等評價要素通過內(nèi)部與相互間復(fù)雜多樣的聯(lián)系而產(chǎn)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的全過程稱之為“壓力-響應(yīng)”過程.外界壓力通過“壓力源”(Source)和“脅迫因子”(Stressor)來描述.壓力源指各種自然和人為的活動,這些活動從生態(tài)系統(tǒng)外部施加一種或多種脅迫因子;脅迫因子指那些化學(xué)、物理或生物作用,這些因子會給特定的生態(tài)系統(tǒng)成分帶來擾動.外界壓力對評價終點(diǎn)(即生態(tài)服務(wù))的影響過程可用如圖2所示的“影響鏈”來表示.由于生態(tài)系統(tǒng)水平的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價涉及的壓力源種類、影響方式及效應(yīng)的多樣化,采用單一的類似毒理學(xué)數(shù)據(jù)作為風(fēng)險(xiǎn)的量化方式無法實(shí)現(xiàn).為此,本文對涉及的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)量化采用如下方式:把各項(xiàng)壓力源的影響力(類似于“劑量”)按照其在不同區(qū)域(河段)的絕對數(shù)值的大小轉(zhuǎn)化為壓力源排序指數(shù);把各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)要素對外界壓力的抵抗力按照其在不同區(qū)域(河段)的絕對數(shù)值轉(zhuǎn)化為彈性指數(shù);把各風(fēng)險(xiǎn)組分之間的影響根據(jù)其方式、強(qiáng)度、效果等特征轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的影響指數(shù).前兩者分別用壓力源排序矩陣和生態(tài)系統(tǒng)彈性指數(shù)矩陣來表示;后者則用4項(xiàng)關(guān)系矩陣來表示.

對于一河流,可綜合水體生態(tài)功能與相應(yīng)壓力源區(qū)域的關(guān)系,將其劃分為若干河段(區(qū)域).壓力源排序矩陣SRM由r行(表示r種壓力源)和1列構(gòu)成.元素iksr反映了在河段(區(qū)域)i中的壓力源k的排序指數(shù).生態(tài)系統(tǒng)彈性指數(shù)矩陣HRM由e行(表示e種生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo))和1列構(gòu)成,其中元素ieei反映了特定的生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)e在相應(yīng)河段i的彈性指數(shù).借鑒“相對風(fēng)險(xiǎn)模型”中的賦值方法,這兩個矩陣中的元素取值可分別用2、4、6這三個指數(shù)值來量化,數(shù)值越低,說明該河段(區(qū)域)對應(yīng)的壓力源作用越小,或者對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)的彈性越大(彈性越強(qiáng)則相同壓力下的影響程度越弱,在數(shù)值上表現(xiàn)越低).SRM中的元素賦值采用排序法獲得;HRM中的元素則結(jié)合相應(yīng)的研究給出的好、中、差的定性結(jié)果,或結(jié)合實(shí)地調(diào)查或者實(shí)驗(yàn)的方法獲的分級標(biāo)準(zhǔn)來賦值.四項(xiàng)關(guān)系矩陣分別為“壓力源-脅迫因子關(guān)系矩陣”SSM、“脅迫因子-生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)關(guān)系矩陣”SEM、“生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)相互關(guān)系矩陣”AEM和“生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)與生態(tài)服務(wù)關(guān)系矩陣”EEM.這四類矩陣采用層次打分法進(jìn)行賦值.考慮到不同的風(fēng)險(xiǎn)組分之間的影響方式各異,因此各矩陣賦值所采用的判定標(biāo)準(zhǔn)存在差異.其評價過程如圖3所示.

在對相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)組分及其相互間關(guān)系量化基礎(chǔ)上,即可進(jìn)行壓力源對河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)的影響程度量化表征.某一河段壓力源產(chǎn)生的脅迫因子程度為:式中:i表示河段,j表示壓力源,k表示脅迫因子SRMij表示i河段的壓力源j的排序指數(shù),CSSik表示i河段所有的壓力源產(chǎn)生的第k類脅迫因子的累積影響評價得分.而脅迫因子對于生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)的影響有:式中:h表示生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo).SEMkh表示脅迫因子k對生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)h的影響指數(shù),CESik表示i河段所有的脅迫因子對第h類生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)的累積影響評價得分.

對于生態(tài)系統(tǒng)的不同彈性,即對相同的外界壓力所具有的不同響應(yīng)程度,有:式中:HRMih表示i河段的生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)h的彈性指數(shù);ECESih為考慮了生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)彈性之后的i河段所有的脅迫因子對第h類生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)的有效累積影響得分.由于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部存在相互關(guān)系,某些生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)受影響后會對其他指標(biāo)產(chǎn)生間接影響.這種關(guān)系可表示為:式中:TCESih為考慮了生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)彈性以及生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)之間相互關(guān)聯(lián)的情況下,i河段所有的脅迫因子對第h類生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)的完全有效累積影響得分式中:Impacti為i河段所有的脅迫因子對所有的生態(tài)服務(wù)的影響總和,即i河段總的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)得分.同時,上式可以拆解為針對壓力源、脅迫因子、生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)和生態(tài)服務(wù)這四類風(fēng)險(xiǎn)組分對總的風(fēng)險(xiǎn)得分貢獻(xiàn).通過對這些風(fēng)險(xiǎn)組分的得分貢獻(xiàn)排序,可以識別出壓力源和生態(tài)效果的優(yōu)先序及其需要關(guān)注的問題.

案例研究選擇黃河為例來說明所構(gòu)建的評價框架模型的應(yīng)用.

1評價過程

綜合考慮各生態(tài)亞區(qū)在氣候、地貌、水文、水生生物和社會經(jīng)濟(jì)活動要素上的差異性和關(guān)聯(lián)性,并結(jié)合已有的水系劃分和數(shù)據(jù)可得性原則,將

黃河共分為7個河段,分別為龍羊峽以上(RR1)、龍羊峽至蘭州(RR2)、蘭州至頭道拐(RR3)、頭道拐至龍門(RR4)、龍門至三門峽(RR5)、三門峽至花園口(RR6)、花園口以下(RR7).篩選了10項(xiàng)壓力源指標(biāo),分別為氣候變化、種植、畜禽養(yǎng)殖、淡水養(yǎng)殖、工業(yè)、生活、城市化、水利設(shè)施、上游水質(zhì)和上游水量.前7類壓力源主要來源于本河段所處流域內(nèi)的自然與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng);后2類壓力源雖不屬于該河段所處流域空間內(nèi),但能通過上下游的聯(lián)系對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響作用.各項(xiàng)壓力源指標(biāo)的實(shí)際數(shù)據(jù)如表2所示.與之對應(yīng)的脅迫因子共篩選出11項(xiàng),分別為有機(jī)污染物、營養(yǎng)物質(zhì)、沉積物、重金屬、殺蟲劑、外來物種、流量變化、取水、水壩、河道單一化和不透水表面.對得到的各河段的壓力源的實(shí)際數(shù)據(jù),通過排序法將各指標(biāo)的絕對數(shù)轉(zhuǎn)化為排序得分.排序標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)ArcGIS的數(shù)據(jù)分段功能來制定.各河段生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)對應(yīng)的主要度量指標(biāo)的實(shí)際數(shù)據(jù)如表3所示.結(jié)合相關(guān)研究成果,將這些度量指標(biāo)的絕對數(shù)值轉(zhuǎn)化為彈性指數(shù).四類關(guān)系矩陣的賦值以圖3提出的層次打分法,參照有關(guān)專家評價或結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)賦值綜合得到.

2評價結(jié)果與討論

由圖4可見,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度較高的河段主要集中在中下游,且依次為龍門至三門峽、三門峽至花園口和花園口以下3個河段.由圖5可見,從整體層面看,造成黃河生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的主要壓力源為城市化、氣候變化和種植業(yè);主要的脅迫因子為流量變化、有機(jī)污染物和營養(yǎng)物質(zhì),且這三項(xiàng)脅迫因子帶來的影響占到全部脅迫因子的50%以上;受影響較大的生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)集中在生物組分和生態(tài)系統(tǒng)過程這兩類,且位于前3位的指標(biāo)分別為生物多樣性、污染物遷移轉(zhuǎn)化和初級生產(chǎn)受影響較大的生態(tài)服務(wù)為基因資源和水凈化.評價結(jié)果表明,黃河生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注中下游河段.其主要原因是中下游河段不僅受到本區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然條件影響,而且還進(jìn)一步受到上游影響,因而對于河流生態(tài)系統(tǒng)而言,在區(qū)域內(nèi)的壓力源種類和強(qiáng)度相同或近似的條件下,下游河段的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)一般大于上游河段.其次,從系統(tǒng)整體看,黃河生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)控制需要重點(diǎn)關(guān)注城市和農(nóng)業(yè)這些面源類壓力源,并且需要將氣候變化納入風(fēng)險(xiǎn)控制的考慮;同時,黃河生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)對象也需要從通常的水量、水質(zhì)等問題面向?qū)ι骋约吧锏饶繕?biāo)上來.第三,各河段生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的差異性說明了對于不同河段生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略應(yīng)有所不同.

評價結(jié)果也體現(xiàn)了本文建立的評價方法區(qū)別于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢.該方法從系統(tǒng)層面綜合分析多因素帶來的宏觀結(jié)果,可以識別系統(tǒng)的核心要素和關(guān)鍵問題,進(jìn)而為針對特定要素和特定問題的分析和解決指明方向.其次,該方法將風(fēng)險(xiǎn)評價結(jié)果與造成風(fēng)險(xiǎn)的來源,及社會經(jīng)濟(jì)要素相關(guān)聯(lián),進(jìn)而可以分析社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征與河流生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)特征之間的相互關(guān)系,為基于風(fēng)險(xiǎn)反饋的社會經(jīng)濟(jì)調(diào)控提供依據(jù).

結(jié)論

1圍繞生態(tài)系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)的理論概念,以生態(tài)服務(wù)作為生態(tài)系統(tǒng)水平的風(fēng)險(xiǎn)評價終點(diǎn),通過外界壓力與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的“壓力-響應(yīng)”過程的量化表征,建立了系統(tǒng)尺度上河流生態(tài)系統(tǒng)的指標(biāo)體系與相應(yīng)的河流生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法.所建立的評價方法能夠?yàn)楹恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)管理提供科學(xué)信息支持,進(jìn)而揭示基于河流生態(tài)系統(tǒng)的政策與管理含義.

第3篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

0引言

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指就工程建設(shè)、資源開發(fā)、國土整治等人類活動或各種自然災(zāi)害對生態(tài)系統(tǒng)所造成的外界影響進(jìn)行預(yù)測、分析與評價。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警集中研究生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量或狀態(tài)逆化變化的過程和規(guī)律,做出及時的警告和對策。本研究在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價和預(yù)測基礎(chǔ)上,對沈陽市的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行了預(yù)警分析。提出沈陽市的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的程度,以期為科學(xué)評價和有效維護(hù)沈陽市的生態(tài)環(huán)境提供一種思路。

1 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

1.1生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警理論

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警理論是以生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價為基礎(chǔ),對區(qū)域內(nèi)的人類活動對生態(tài)環(huán)境所造成的影響進(jìn)行預(yù)測、分析與評價的理論；確定區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)在人類活動影響下的變化趨勢、速度以及達(dá)到某一變化闌值的時間等,并按需要適時地提出惡化或危害變化的各種警戒信息及相應(yīng)的對策。

1.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法

借助經(jīng)濟(jì)預(yù)警的方法分類,區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的方法可分為5類:黑色預(yù)警方法、紅色預(yù)警方法、黃色預(yù)警方法、綠色預(yù)警方法和白色預(yù)警方法,每l種預(yù)警方法都有l(wèi)套基本完整的預(yù)警程序,只是在具體應(yīng)用方面有所區(qū)別陳。在實(shí)際應(yīng)用中,主要是運(yùn)用黑色、黃色和紅色的預(yù)警方法,尤以黃色預(yù)警方法居多,本文結(jié)合黑色預(yù)警法與黃色預(yù)警法中的統(tǒng)計(jì)預(yù)警進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研究。綠色方法主要借助于遙感技術(shù)。這幾種方法的分類也不是絕對的,在分析解決問題時可以綜合考慮兩種或兩種以上的分析方法。

2 綜合預(yù)警指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)體系的理論框架

以環(huán)境指標(biāo)的壓力(pressure)-狀態(tài)(state)-響應(yīng)(response)理論為依據(jù)，研究構(gòu)建了P-S-R框架下的預(yù)警指標(biāo)體系。從社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境有機(jī)統(tǒng)一的觀點(diǎn)出發(fā)，表明了人與自然這個生態(tài)系統(tǒng)中各種因素間的因果關(guān)系，能更精確地反映自然、經(jīng)濟(jì)和社會因素之間的關(guān)系，為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系構(gòu)建提供了一種邏輯基礎(chǔ)。

2.2 預(yù)警指標(biāo)體系的構(gòu)建

為了掌握從城市宏觀到局部空間地域范圍的風(fēng)險(xiǎn)分布具體狀況，構(gòu)建了沈陽市市生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)域預(yù)警評價指標(biāo)體系。本文按區(qū)級單位作為評價中的地域空間單元最小尺度，結(jié)合統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)與遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合預(yù)警評價。

表1 基于狀態(tài)―壓力―響應(yīng)模型的城鎮(zhèn)化生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系

類別 指標(biāo)名稱 單位

城

鎮(zhèn)

化

綜

合

生

態(tài)

風(fēng)

險(xiǎn)

A2

城鎮(zhèn)系統(tǒng)壓力E1 人口密度（F1） 人/平方公里

人均GDP（F2） 萬元/人

人均耕地面積（F3） 平方米/人

人均年供水量（F4） 萬立方米/人.年

土壤侵蝕（F5） 噸/平方公里年

城鎮(zhèn)系統(tǒng)狀態(tài)E2 森林覆蓋率（F6） %

人均建設(shè)用地面積（F7） 平方米/人

生物豐富度指數(shù)（F8） ――

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（F9） 元/平方米

植被覆蓋度（F10） %

城鎮(zhèn)系統(tǒng)響應(yīng)E3 生活垃圾處理率（F11） %

污水處理率（F12） %

3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的量化與預(yù)測

3.1研究區(qū)域的確定

由于沈陽市位于中國東北地區(qū)南部，遼寧省中部，地勢以平原為主，山地、丘陵集中在東南部，遼河、渾河、秀水河等途經(jīng)境內(nèi)。屬于溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.2～9.7℃，全年降水量600～800毫米，全年無霜期155～180天。受季風(fēng)影響，降水集中在夏季，溫差較大，四季分明。冬寒時間較長，近六個月，降雪較少，夏季時間較短，多雨，春秋兩季氣溫變化迅速，持續(xù)時間短：春季多風(fēng)，秋季晴朗。

本研究選取沈陽市中心區(qū)、新城子、蘇家屯、東陵、于洪五個主要分區(qū)作為研究區(qū)域，對相關(guān)數(shù)據(jù)的提取與量化，以進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研究。

3.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)量化

以遙感數(shù)據(jù)和GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，利用土壤流失方程對土壤侵蝕進(jìn)行了量化。

修正的通用土壤流失方程（RUSLE）已被廣泛的應(yīng)用于土壤侵蝕量的計(jì)算，其表達(dá)式為：

A＝R?K?L?S?C?P

式中，A為土壤流失量（t/ha?a）； R為降雨侵蝕力因子； K為土壤可蝕性因子； L為坡長因子； S為坡度因子； C為覆被管理因子；P為土壤侵蝕控制措施因子。

利用遙感影像對研究區(qū)景觀類型的監(jiān)測結(jié)果，采用以下模型對沈陽市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行了量化計(jì)算：

式中，ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；Sa為研究區(qū)內(nèi)土地利用類型a的面積；Pa為單位面積上土地利用類型a的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)。

其中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)如表2：

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值指數(shù)（萬元/公頃?年）

土地利用類型 裸地 城鎮(zhèn) 耕地 草地 林地 水域

生態(tài)價值系數(shù) 646 3245 10638 11147 33641 70776

沈陽市面積（公頃） 2012.7 212968.3 914487.6 18930.8 71131.6 74163.9

利用歸一化植被指數(shù)作為反映研究區(qū)生態(tài)環(huán)境與資源狀態(tài)的指標(biāo)，用以下模型計(jì)算。

NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS)

式中：NIR為近紅外波段的反射率，VIS為可見光波段的反射率。越健康的植物，,紅光反射值越小，紅外反射值越大，其比值越大。

首先應(yīng)用2010年沈陽市的TM遙感數(shù)據(jù)基于ERDAS得到NDVI數(shù)據(jù)，圖3-12。

其次，基于ERDAS計(jì)算植被覆蓋度，通過提取每景影像直方圖中NDVI最大的2%的像元作為覆蓋度為100%的像元 ，NDVI最小的2%的像元作為覆蓋度為0％的像元。2%的范圍根據(jù)影像的實(shí)際情況會有調(diào)整。計(jì)算公式為：

4 預(yù)警結(jié)果分析與結(jié)論

4.1 預(yù)警結(jié)果分析

通過運(yùn)用GIS相關(guān)軟件軟件的解譯分析后，得出沈陽市各區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警數(shù)據(jù)。

從1997年到2005年的時間內(nèi)，沈陽市中心五區(qū)（中心區(qū)、新城子、蘇家屯、東陵、于洪）,綜合風(fēng)險(xiǎn)均有不同程度的升高，其中于洪區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)上升最為快速，其他四區(qū)基本保持平穩(wěn)，于洪區(qū)的綜合風(fēng)險(xiǎn)升高是由于資源供給及社會經(jīng)濟(jì)的風(fēng)險(xiǎn)增大而增大，在三種不同風(fēng)險(xiǎn)的比重來看市內(nèi)五區(qū)主要是以資源供給風(fēng)險(xiǎn)值比重最大，其次是環(huán)境管理的風(fēng)險(xiǎn)值，最后是社會經(jīng)濟(jì)的風(fēng)險(xiǎn)值，而市中心區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)值比重里社會經(jīng)濟(jì)要比環(huán)境管理的比重大很多，其中主要原因是市中心人口壓力大，土地面積小，在環(huán)境投資方面優(yōu)勢明顯，因此導(dǎo)致社會經(jīng)濟(jì)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)明顯高于環(huán)境管理。

4.2結(jié)論

從沈陽市自身的發(fā)展條件來講，大部分區(qū)域自然資源缺乏，如水資源、礦產(chǎn)資源、森林資源；少量資源存量略豐，但是因人口基數(shù)過大而表現(xiàn)出相對稀缺性，如耕地資源，生物資源；地勢以平原為主，地表植被覆蓋率低。

以空間信息技術(shù)為基礎(chǔ)的鎮(zhèn)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，可以從時間與空間兩個維度反映出區(qū)域城鎮(zhèn)化進(jìn)程中風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展趨勢與分布格局。

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第4篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞：不確定性分析；MonteCarlo模擬；土壤；重金屬

中圖分類號：X820.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

土壤是歷史自然體，是位于地球陸地表面和淺水域底部具有生命力、生產(chǎn)力的疏松而不均勻的聚積層，基于土壤形成的生態(tài)環(huán)境體系介于大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈的交界面上，是各環(huán)境介質(zhì)的連接紐帶[1].重金屬是一類持久性有毒物，易通過食物鏈的生物放大作用在生物體內(nèi)積累，從而對人群健康和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定產(chǎn)生危害或風(fēng)險(xiǎn)[2].土壤重金屬污染可改變土壤的理化性質(zhì)，直接或間接破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可通過土壤農(nóng)作物等多個途徑的遷移積累對農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康造成風(fēng)險(xiǎn)，所以土壤環(huán)境質(zhì)量評價作為評估污染程度和制定污染控制策略的重要參考而被廣泛關(guān)注.國內(nèi)外現(xiàn)常用的土壤環(huán)境質(zhì)量評價方法主要包括：單因子指數(shù)評價法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、模糊貼近度法、地累積指數(shù)評價法[3]、潛在生態(tài)危害指數(shù)法[4]等.其中地累積指數(shù)評價法是由Muller提出的一種可良好表征土壤中重金屬富集污染程度的定量指標(biāo)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于研究評價土壤或沉積物中重金屬的污染程度[5-6].但其在國內(nèi)外評價過程中仍存在一些缺陷，需要進(jìn)一步完善，主要表現(xiàn)在：1）常用確定性評價方法中重金屬含量輸入值的單一確定性與評價區(qū)域土壤環(huán)境中重金屬含量的空間差異性之間的矛盾造成了區(qū)域污染評價結(jié)果存在較大模糊性；2）不同學(xué)者或決策者選取地球化學(xué)背景值參數(shù)的差異及不同土地利用類型的土壤重金屬背景值的差異造成評價結(jié)果缺乏可比性；3）確定性地累積評價模型主要表征土壤中各重金屬的富集污染程度，而忽略了不同重金屬之間的生態(tài)毒性差異，這會導(dǎo)致低含量高毒性的重金屬的污染程度被低估或高含量低毒性的重金屬污染程度被高估.以上3點(diǎn)不足均可能會誤導(dǎo)最終決策.

本研究以地累積模型為基礎(chǔ)，將MonteCarlo模擬引入環(huán)境質(zhì)量評價領(lǐng)域中來處理參數(shù)不確定性，并在模型內(nèi)嵌入表征不同重金屬的生物毒性差異的權(quán)重系數(shù)，提出了基于不確定性理論的土壤環(huán)境重金屬污染評價法.將所建土壤環(huán)境重金屬污染評價法在實(shí)例中加以利用和驗(yàn)證，以期為土壤重金屬的污染評價、優(yōu)先污染物的控制及區(qū)域污染防控決策的制定提供新思路.

1基于MonteCarlo模擬的評價法

1.1地累積指數(shù)評價模型

1.2MonteCarlo模擬的應(yīng)用

MonteCarlo模擬是由Nicholas Metropolis在二次世界大戰(zhàn)期間提出的，而后Von Neumann與Stanislaw Ulam合作建立了概率密度函數(shù)、反累積分布函數(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，以及偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，現(xiàn)此方法在金融工程學(xué)、宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算物理學(xué)等領(lǐng)域已得到應(yīng)用廣泛，效果良好[7-8].土壤環(huán)境評價系統(tǒng)是一個集隨機(jī)性、灰性、模糊性等多種不確定性于一體的系統(tǒng).因此，常規(guī)的確定性評價方法不能準(zhǔn)確反映土壤中重金屬污染程度的真實(shí)情況.為了降低模型參數(shù)由于土壤重金屬數(shù)據(jù)空間變異性、不同學(xué)者或決策者采用的地球化學(xué)背景值參數(shù)的差異性和不同土地利用類型的土壤重金屬背景值的差異性等因素帶來的參數(shù)不確定性，本研究將MonteCarlo模擬引入地累積指數(shù)法.其主要模擬步驟為[8]：1）確定評價模型隨機(jī)變量，在本研究中為土壤中重金屬實(shí)測含量參數(shù)和其所對應(yīng)區(qū)域土壤背景值參數(shù)；2）構(gòu)建隨機(jī)因素的概率分布模型，在本研究中采用歷史經(jīng)驗(yàn)和實(shí)地采樣檢測相結(jié)合的方法；3）將所得到的隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)化為輸入?yún)?shù)的抽樣值，主要方法為MonteCarlo抽樣和拉丁超立方抽樣（LHS）.其中MonteCarlo抽樣一般從樣本分布較少的低概率區(qū)進(jìn)行抽樣，即為偏尾端抽樣；LHS抽樣則是由樣本整體分布考慮，這說明相對于MonteCarlo抽樣方法，LHS方法更適合構(gòu)建小樣本的概率分布，故本文采用LHS法.4）整理分析所得模擬評價結(jié)果.

1.3重金屬生物毒性評價權(quán)重系數(shù)

2實(shí)例研究

2.1采樣點(diǎn)布設(shè)及樣品采集

實(shí)例源于作者2011～2012年的研究成果[10]，采樣區(qū)域?yàn)樾锣l(xiāng)市市郊的農(nóng)用土壤，經(jīng)過采樣監(jiān)測所獲數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表2.

實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)常包含一些誤差較大的、無代表性的數(shù)據(jù)，本文建議對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的剔除，否則可能會影響評價區(qū)域整體污染水平評價的正確性，本文的剔除原則為平均值±3*標(biāo)準(zhǔn)差[8].本文相關(guān)統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用SPSS 16.0vers軟件進(jìn)行.

將土壤實(shí)測含量參數(shù)進(jìn)行ShapiroWilk檢驗(yàn)，由表2可知，Ni，Zn，Cu和Cr的sig.值均大于0.05，表明這些重金屬的實(shí)測含量數(shù)據(jù)都呈正態(tài)分布.而Cd的sig.值小于0.05，不符合正態(tài)分布，須進(jìn)一步轉(zhuǎn)化驗(yàn)證，根據(jù)其偏度和峰度的信息，選擇Ln函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換前后的Cd的概率分布見圖2～3所示，故Cd的含量符合對數(shù)正態(tài)分布.

據(jù)上述章節(jié)的數(shù)據(jù)和分析，按照1.2節(jié)中的MonteCarlo模擬步驟，將模擬參數(shù)設(shè)置設(shè)定：最大實(shí)驗(yàn)量為1 000，置信區(qū)間為95%，抽樣方法為拉丁超立方，其它參數(shù)取軟件的默認(rèn)值.對于實(shí)例區(qū)域土壤中各種金屬的評價模擬預(yù)測圖見圖4～8所示.圖中Probability代表概率可信度，F(xiàn)requency代表頻數(shù).

根據(jù)表1和圖4～8計(jì)算得出表4，其表征了各重金屬模擬評價結(jié)果隸屬于各污染等級的概率可信度，可得出：1）評價區(qū)域重金屬Cd隸屬于嚴(yán)重污染等級的概率高達(dá)98.1%，對當(dāng)?shù)赜兄鴺O大的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)或人體健康風(fēng)險(xiǎn)；2）評價區(qū)域重金屬Ni和Zn的評價結(jié)果較相似，隸屬結(jié)果均跨越了全部7個污染等級，說明評價區(qū)域中Ni和Zn有著明顯的空間分布特征，同時它們屬于嚴(yán)重污染的概率也分別高達(dá)84.5%和87%；3）評價區(qū)域重金屬Cu的模擬評價結(jié)果隸屬于各污染等級的概率較為均勻，其最大隸屬于偏中污染，概率為30.9%，而其隸屬于輕度污染和重度污染的概率分別為21%和24.7%，故很難判斷其最終的評價結(jié)論，這也證實(shí)了評價過程中確實(shí)存在較大的不確定性，并且很可能誤導(dǎo)決策；4）評價區(qū)域重金屬Cr的模擬評價結(jié)果跨越了3個污染等級，而且它隸屬于輕度污染的可信度達(dá)69.8%，這說明Cr的空間含量分布較均勻.

根據(jù)單因素指數(shù)法的評價準(zhǔn)則（評價值大于1則土壤已受污染，小于1則未受污染），可知Cd、Ni和Zn已超標(biāo)，而Cu和Cr未超標(biāo)，但單因素指數(shù)法只能定性地判斷污染程度，對于篩選優(yōu)先控制污染物的評價辨識度較低.確定性地累積模型有較為完善的污染程度定量評級準(zhǔn)則（見表1），根據(jù)表5結(jié)果，基本可較好地識別出優(yōu)先控制污染物，但仍存在一些問題：1）其評價結(jié)論中對于Ni和Zn污染等級均為4級，無法進(jìn)一步分辨二者的相對污染程度的高低；2）Cu和Cr在確定性地累積評價中的污染級別分別為1級和0級，而單因素指數(shù)評價中二者的評價結(jié)果都小于0（未污染狀態(tài)），二種評價方法的結(jié)論出現(xiàn)了分歧，故在實(shí)際應(yīng)用中確定性地累積模型的評價分辨力仍有不足.基于MonteCarlo模擬的土壤環(huán)境重金屬污染評價結(jié)果（IM-C），由于各重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)（Ti）的嵌入，評價結(jié)論出現(xiàn)了幾點(diǎn)變化：1）Ni和Zn的IM-C值出現(xiàn)了較顯著的差異，其原因是Ni的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)5遠(yuǎn)大于Zn的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)1.大量研究證明Ni具有明顯的致癌性和致敏性，并對水生生物有明顯的危害性[1]，相比之下，Zn是人體必不可少的有益元素.這也正對應(yīng)了我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于Ni（60 mg·kg-1）和Zn（300 mg·kg-1）的污染限值差異.參考單因素指數(shù)法結(jié)果，且對比于確定性地累積法Ni和Zn污染級別一致，證明基于MonteCarlo模擬的土壤環(huán)境重金屬污染評價法分辨力更強(qiáng).2）對比于Zn和Cu的確定性地累積模型評價結(jié)果的較大差異，Cu和Zn的IM-C值則相對趨于接近，這是由于Cu的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)5大于Zn的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)1，同樣Cu的污染限值為100 mg·kg-1也明顯嚴(yán)于Zn的污染限值300 mg·kg-1，故基于MonteCarlo模擬的土壤環(huán)境重金屬污染評價法更符合客觀實(shí)際.3）Cu和Cr在確定性地累積模型評價結(jié)果中污染等級分別為1級和0級，但根據(jù)單因素指數(shù)法的評價結(jié)果，二者的污染級別都屬于未污染級別，由于Cu的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)大于Cr的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)，基于MonteCarlo模擬的土壤環(huán)境重金屬污染評價法“放大”了二者之間評價結(jié)果的差異性，更有利于篩選出優(yōu)先控制污染物.

3結(jié)論

針對現(xiàn)行確定性土壤環(huán)境質(zhì)量評價中的不足，提出了基于MonteCarlo模擬和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)的土壤環(huán)境重金屬污染評價法，而后借助實(shí)例與現(xiàn)行評價方法進(jìn)行對比研究.結(jié)果表明：所提出方法的評價結(jié)果為一系列隸屬于各個評價等級的概率可信度，同時，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)的嵌入使其具有更高的評級分辨力.與確定性評價模型相比，能夠更真實(shí)、更客觀地表征整體區(qū)域土壤中重金屬的真實(shí)污染狀態(tài)，給決策者提供更全面、科學(xué)的參考.

但需要指出，由于所提出的評價方法側(cè)重于評價區(qū)域整體的土壤重金屬污染水平，所以可能忽略個別極值點(diǎn)，故建議對個別極端值進(jìn)行確定性污染評價，如評價結(jié)果與不確定性評價結(jié)果差異較大，則需要有針對性進(jìn)行采樣調(diào)查驗(yàn)證.

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第5篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞：底泥；重金屬；多環(huán)芳烴；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價；汞

中圖分類號：X522 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-1683（2017）04-0079-08

Abstract：[HJ1.7mm]Jilin is one of the most important chemical industry cities located in China's northeastern old industrial base.Heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） have been detected in the sediments of different regions in China，but little is known about the sewage-received river of Jilin，whose pollution was very severe owing to long-time discharge of industrial and municipal wastewater.The aim of this study was to investigate the pollution of heavy metals and PAHs in sediments and to assess their ecological risks.A total of 35 sediment samples from 12 monitoring sections along this sewage-received river were collected for determination of the concentrations of 8 heavy metals （Hg，Pb，As，Cu，Zn，Cr，Cd，Ni） and 16 USEPA priority pollutant PAHs.Geoaccumulation index，Hkanson potential ecological risk index，and sediment quality guidelines （SQGs） were respectively used to assess the pollution and potential ecological risks of these pollutants in the sediments.The concentrations of heavy metals and PAHs were higher than the background values，especially those of Hg，Pb，Cu，As，NAP，and ANT.The geoaccumulation index indicated that the ecological risks of heavy metals in the sediments from high to low were as follows： Hg>Pb>As>Cu>Zn>Cr>Cd>Ni.The Hkanson potential ecological risk indexes of heavy metals were ranked as follows： Hg>As>Cd>Pb>Cu>Ni>Zn>Cr.SQGs indicated that adverse benthic impacts would occur frequently.The sediments were polluted by PAHs and heavy metals，especially Hg.

Key words：sediment；heavy metal；PAHs；ecological risk assessment；Hg

底泥一般指河流、湖泊、水庫和海灣等水體底部長期存積的沉積物，是水環(huán)境的重要組成部分。它不僅是水體中各種污染物（營養(yǎng)鹽、重金屬、難降解有機(jī)污染物等）的主要蓄積場所，也是對水質(zhì)有潛在影響的次生污染源[1-3]，因此，底泥的污染狀況不僅可以反映水體的污染程度，也可對水體產(chǎn)生重要影響。底泥的污染狀況和底棲生物的分布、生長和種群組成也有密切關(guān)系[4]，基于此，開展底泥污染狀況調(diào)查及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價研究具有十分重要意義[5-6]。

作為一個城市重要的排洪泄污通道，城市排污河在城市發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，然而隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市居住人口的逐步增多，城市排污河在長期的生活污水和工業(yè)廢水排放的影響下，水環(huán)境質(zhì)量已不斷下降，嚴(yán)重影響到周圍居民的生活質(zhì)量[7]。同時，排污河底泥中的污染物含量通常較高，當(dāng)外界環(huán)境條件發(fā)生變化時，污染物極有可能重新釋放回水體，對當(dāng)?shù)厮|(zhì)甚至下游受納水體水質(zhì)產(chǎn)生威脅[8]。因此探明城市排污河底泥的污染狀況，明確污染特征及污染物分布，劃定底泥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級，對城市水環(huán)境保護(hù)有著重要意義。

目前許多國家和地區(qū)已出臺水體沉積物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和評價方法，如沉積物環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[1，9-10]、地質(zhì)累積指數(shù)法[11]、沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法[12]、潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價法[13]、污染負(fù)荷指數(shù)法[14]、次生相與原生相分布比值法[15]、臉譜圖法[16]、回歸過量分析法[17]等。許多學(xué)者利用這些方法進(jìn)行了底泥沉積物等的深入研究[18-19]，但很少同時涉及重金屬和有機(jī)污染物的評價分析?；诖?，本研究選取東北老化工城市吉林省吉林市某排污河為研究對象，分析檢測其底泥中重金屬和多環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在此基礎(chǔ)上采用Igeo、PERI、SQGs對污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價，以探明該排污河污染物的空間分布特征和污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，為后續(xù)綜合治理和生態(tài)功能恢復(fù)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

該城市排污河位于東北老工業(yè)城市吉林省吉林市龍?zhí)秴^(qū)，自東向西匯入松花江，流域面積13.5 km2，河道長6.65 km（圖1）。該河流經(jīng)龍?zhí)秴^(qū)城鄉(xiāng)結(jié)合部，河道兩岸多為居民區(qū)及化工廠，自二十世紀(jì)五十年代始，作為城市主要納污水體，該河接收了大量生活污水和工業(yè)污水。長期的污水排放已導(dǎo)致污染物沉積、水質(zhì)下降，不斷威脅著河道水生態(tài)環(huán)境及周邊居民的生活環(huán)境質(zhì)量。

1.2 樣品采集及地理位置

在龍?zhí)秴^(qū)排污河各重點(diǎn)路橋設(shè)置監(jiān)測斷面12個，位置見圖1。利用土鉆每50 cm深度采集一個底泥混合樣品，直至河道底部，通常采集深度在50～200 cm。12個監(jiān)測斷面共計(jì)采集35個底泥樣品（表 1）。樣品采集后裝入玻璃材質(zhì)的土壤瓶中密封，低溫運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室用于重金屬和多環(huán)芳烴分析檢測。

1.3 樣品處理與分析

底泥樣品經(jīng)冷凍干燥后剔除礫石及動植物殘?bào)w，用瑪瑙研缽研磨后過100 目尼龍篩，以備分析測試用。樣品檢測指標(biāo)包括8種常見重金屬（Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg）和USEPA規(guī)定的16種多環(huán)芳烴，即萘（NAP）、苊烯（ANY）、苊（ANA）、芴（FLU）、菲（PHE）、蒽（ANT）、熒蒽（ALT）、芘（PYR）、苯并（a）蒽（BaA）*、世（CHR）*、苯并（b）熒蒽（BbF）*、苯并（k）熒蒽（BkF）*、苯并（a）芘（BaP）*、茚并（1，2，3-cd）芘（IPY）*、二苯并（a，h）蒽（DBA）*、苯并（g，h，i）p（BPE），其中*號物質(zhì)具有致癌性。

重金屬的消解及測定：Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd的消解采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸全分解法，As、Hg采用王水消解，Cu、Zn、Cr、Ni、Pb和Cd采用火焰原子吸收分光光度法，As、Hg采用原子熒光法。

多環(huán)芳烴的提取及測定：準(zhǔn)確稱取10 g沉積物樣品加5 g無水硫酸鈉，用二氯甲烷/丙酮溶液提取24 h，并脫硫。萃取液干燥后繼續(xù)淋洗萃取后濃縮定容，冷藏待測。采用的儀器為Agilent7890A-5795C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，色譜柱為HP-5MS 30×0.25 mm×0.25 μm。

1.4 質(zhì)量控制

重金屬的測定采用國家標(biāo)準(zhǔn)河流沉積物樣品（GBW 08301）進(jìn)行分析質(zhì)量控制。平行樣相對誤差

1.5 底泥中污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法

1.5.1 地質(zhì)累積指數(shù)法

1.5.3 沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法

沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法（Sediment Quality Guidelines，SQGs）可快速評價污染沉積物的生物毒性[12]，該方法不僅可用于評價底泥中重金屬的污染程度，也可用于評價有機(jī)污染物的污染程度。目前影響最大的SQGs是Long等人[22]由北美沉積物生物效應(yīng)數(shù)據(jù)庫（The Biological Effects Database For Sediments，BEDS）導(dǎo)出的效應(yīng)范圍低值（Effects Range Low，ERL）和效應(yīng)范圍中值（Effects Range Median，ERM），當(dāng)污染物質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于ERL時，不利生物毒性效應(yīng)很少發(fā)生，當(dāng)污染物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于ERM，不利生物毒性效應(yīng)將頻繁發(fā)生。此外，紐約環(huán)境保護(hù)局（NYSDEC）[9]和新澤西環(huán)保局（NJDEP）[10]以MacDonald等人[23]和Persaud等人[24]所得出的最低效應(yīng)閾值（Lowest Effects Levels，LELs）和嚴(yán)重效應(yīng)閾值（Severe Effects Levels，SELs）為基礎(chǔ)，設(shè)立沉積物生態(tài)篩選標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)污染物質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于LEL時表示表明污染物對大部分底棲生物沒有負(fù)效應(yīng)，高于SEL時則說明底泥沉積物已受到嚴(yán)重污染并且會影響底棲生物的健康。該方法不僅可以評價重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，同樣可以評價有機(jī)物污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。ERL/ERM、LEL/SEL相關(guān)數(shù)值見表7。

2 結(jié)果與討論

2.1 底泥重金屬及PAHs質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表4中列出了該排污河底泥中8 種重金屬和16 種多環(huán)芳烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平、不同監(jiān)測斷面各污染物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值。從表4可以看出，底泥樣品中重金屬和多環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較大，8種重金屬變異系數(shù)在0.41～1.07之間，其中Cd、Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最為顯著，最大值與最小值之間分別相差69.67、55.30倍，這表明不同點(diǎn)位重金屬富集情況不同。有機(jī)污染物的變異系數(shù)在0.33～2.86之間， NAP、PHE、ANT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最為明顯，最大值與最小值相差倍數(shù)分別達(dá)到2 784.23、1 166.32、1 105.10倍?？赡茉蚴沁@3種多環(huán)芳烴均為低環(huán)，易揮發(fā)和生物降解[25]，從而導(dǎo)致沉積物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別較大。同佘中盛等[26]、聶海峰等[27]對排污河底泥背景值調(diào)查結(jié)果比較，取樣點(diǎn)重金屬及多環(huán)[HJ2.3mm]芳烴均不同程度超過背景值，8 種重金屬平均值超標(biāo)倍數(shù)在0.30～87.47之間，多環(huán)芳烴超標(biāo)倍數(shù)在-0.04～228.45之間，其中Hg、Pb、Cu、As、NAP、ANT等平均值已分別超背景值87.47、10.21、6.18、5.90、115.55、228.45倍，這表明多年的污水排放已導(dǎo)致上述物質(zhì)在沉積物中大量累積。具有致癌效應(yīng)的BaP在35 個樣品中檢出率達(dá)65.71%，平均值超背景值1.05倍。從污染物的沿程分布來看，8 種重金屬在不同位置的富集情況不同，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高點(diǎn)主要集中在B8、B7和B4，這可能與排污河兩側(cè)的化工企業(yè)排污歷史相關(guān)。在20世紀(jì)50年代至80年代，該排污河是吉化染料廠和吉化電石廠兩個企業(yè)的排污渠道，直至20世紀(jì)80年代初吉化公司才建成污水處理廠。但20世紀(jì)80年代后居民產(chǎn)生的生活污水仍舊直排入該河道，故其接納污水來源廣，污染成分馱印

2.2 底泥中污染物的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價

2.2.1 地質(zhì)累積指數(shù)法

為真實(shí)反映該排污河底泥重金屬的積累及變化，選擇佘中盛等[24]測得的松花江水系沉積物地球化學(xué)背景值計(jì)算了12個監(jiān)測斷面的地質(zhì)累積指數(shù)并分級，結(jié)果列于表5。8種重金屬中，Hg的Igeo平均值最高（5.82），污染等級在4～6之間，處于偏重-嚴(yán)重污染水平。其次為Pb（2.64），污染等級在1～5之間，B4～B6、B10～B12兩段處于偏重污染水平。As的Igeo平均值為1.96，污染等級在1～4之間，處于輕度-偏重污染水平。Cu的Igeo平均值為1.72，污染等級在0～4之間，處于清潔-偏重污染水平，B4、B8位置為偏重污染。Zn、Cr、Cd的大部分點(diǎn)位處于輕度-中度污染水平。Ni的Igeo平均值為-0.31，為清潔狀態(tài)。8種重金屬Igeo的均值排序?yàn)镠g（5.82）>Pb（2.64）>As（1.96）>Cu（1.72）>Zn（1.63）>Cr（0.54）>Cd（-0.04）>Ni（-0.31）的特征。這表明，該排污河底泥Hg的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最大，Cd和Ni的風(fēng)險(xiǎn)較小。Hg的嚴(yán)重污染可能與排污河沉積物中有機(jī)物累積較多相關(guān)，Hg易于富集在有機(jī)相以有機(jī)結(jié)合態(tài)沉降滯留在底泥中[28]。

2.2.2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價法

采用佘中盛等[26]人測得的松花江水系沉積物地球化學(xué)背景值計(jì)算了排污河重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，評價結(jié)果見表6。8種重金屬Eir均值排序?yàn)镠g>As>Cd>Pb>Cu>Ni>Zn>Cr。研究區(qū)域中Hg的Eir平均值最高（4 145.78），范圍在575.76～7 016.06之間，均處于極強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級別。其次為As和Cd，其Eir平均值分別為70.28和62.96，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級別在輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間。Pb和Cu的Eir平均值分別為58.29和37.42，風(fēng)險(xiǎn)級別均在輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)-強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間。Ni、Zn、Cr的Eir平均值分別為6.42、5.22、4.64，均屬于輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級別。從多種重金屬綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（RI）角度來看，RI值范圍為634.16～7 523.77，均處于極強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，原因是Hg的單因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)極高，RI值產(chǎn)生顯著影響。從空間分布來看，8種重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級在監(jiān)測斷面B1、B2位置低于其他監(jiān)測斷面，B4、B7、B8、B10則明顯高于其他監(jiān)測斷面。

2.2.3 沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法

ERL/ERM、LEL/SEL相關(guān)數(shù)值及35個底泥樣品的SQGs評價結(jié)果列于表7。除Cd以外，其余重金屬的ERL超標(biāo)率均高于60%，LEL超標(biāo)率均高于80%，可能因?yàn)橹亟饘儋|(zhì)量分?jǐn)?shù)的地區(qū)差異導(dǎo)致部分背景值已高于ERL和LEL，且重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)測值較高。生物毒性較大的Hg的ERM和SEL超標(biāo)率已超過60%，說明由Hg引起的不利生物效應(yīng)將頻繁發(fā)生，底泥已受到嚴(yán)重污染并且影響底棲生物的健康。16種PAHs也不同程度超ERL、LEL、ERM， ANY和ANA超過SEL，這是因?yàn)榕cERM相比，SEL標(biāo)準(zhǔn)值過高，兩者最大相差已達(dá)924倍（BaA）。從空間分布來看，Hg、Zn在B3-B12的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過ERM，說明在上述斷面由Hg、Zn引起的不利生物毒性效應(yīng)將頻繁發(fā)生。

As、Hg在B4-B12的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過SEL。NAP、ANA、FLU、PHE、ANT在B4-B12的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)已超ERM，BaP在B11的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過ERM。SQGs分析結(jié)果表明，該排污河底泥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要由Hg引起和多環(huán)芳烴引起，其不利生物毒性將頻繁發(fā)生。

2.2.4 評價結(jié)果比較

綜合比較Igeo、PERI、SQGs三種方法，結(jié)果均顯示Hg是主要的風(fēng)險(xiǎn)因子，一方面是因?yàn)镠g的背景值較低，另一方面是因?yàn)槠渖锒拘韵禂?shù)極高，是Ni的8倍，Cr的20倍。

Igeo和PERI中8種重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級別排序有所不同，這是因?yàn)镋if值不僅與背景值有關(guān)，還與重金屬的種類和生物毒性效應(yīng)有關(guān)，比如Igeo的排序結(jié)果中Cd處于第7位，而在Eif結(jié)果中Cd處于第3位。PERI考慮了Cd的生物毒性效應(yīng)，且其生物毒性系數(shù)較大，僅次于Hg，致使其排序發(fā)生前移。

兩套SQGs（ERL/ERM和LEL/SEL）的結(jié)果均表明該排污河底泥中多環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)已超ERL和LEL，多環(huán)芳烴已經(jīng)開始對底泥產(chǎn)生不良影響，需要對其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行關(guān)注。

3 結(jié)論

（1）該排污河底泥中8種重金屬及16種多環(huán)芳烴均不同程度超松花江沉積物環(huán)境背景值。重金屬污染物在監(jiān)測斷面B4、B7、B8、B12的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，4環(huán)及以上多環(huán)芳烴多集中于監(jiān)測斷面B11。

（2）Igeo評價結(jié)果顯示，不同重金屬污染程度按Igeo從大到小排序?yàn)镠g>Pb>As>Cu>Zn>Cr>Cd>Ni。PERI結(jié)果顯示，各重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害依次為Hg>As>Cd>Pb>Cu>Ni>Zn>Cr，兩種評價結(jié)果均顯示Hg的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高，底泥呈現(xiàn)出以Hg為主的多種重金屬復(fù)合污染特征。SQGs評價結(jié)果顯示，重金屬及多環(huán)芳烴均不同程度超過ERL、LEL，說明污染物已經(jīng)開始對底泥產(chǎn)生不良影響。

（3）該排污河底泥中Hg的風(fēng)險(xiǎn)水平遠(yuǎn)高于其它元素，是構(gòu)成了潛在的生態(tài)危害的主要因素。在今后區(qū)域生態(tài)環(huán)境的治理與恢復(fù)工程中，應(yīng)特別關(guān)注Hg對生態(tài)環(huán)境影響。

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第6篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞：綠色劑；生物降解性；生態(tài)毒性；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價

中圖分類號：TE626.39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

以礦物油為基礎(chǔ)油的礦物基油在自然環(huán)境中可生物降解能力很差，滯留時間長，一旦滲透到土壤或含水層中將會對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。更可怕的是，在對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害的同時，礦物基油已經(jīng)直接威脅到了人類的身體健康。1999年發(fā)生在比利時的雞蛋二惡英事件經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)是車用油在高溫條件下產(chǎn)生的二惡英混入飼料添加劑中，造成了動物飼料的污染［1］。因此，研究和開發(fā)可生物降解的綠色劑取代傳統(tǒng)的礦物基油已刻不容緩。綠色劑又被稱為環(huán)境友好劑、環(huán)境容許劑和可生物降解劑等，它是指在使用性能滿足機(jī)器工況要求的前提下，油或脂及其耗損產(chǎn)物對生態(tài)環(huán)境不造成危害，或在一定程度上為環(huán)境所容許，通常表現(xiàn)為生物降解性好且生態(tài)毒性及毒性累積性小。生物降解性是指物質(zhì)被活性有機(jī)體通過生物作用分解為簡單化合物(如CO2和H2O)的能力。劑的生物降解性是其生態(tài)效應(yīng)最主要的指標(biāo)，以一定條件下、一定時間內(nèi)劑被生物降解的百分率來衡量。劑的生態(tài)毒性與其配方中添加劑的存在有關(guān)，是指劑在生態(tài)環(huán)境中對某些有機(jī)生命體所造成的毒性影響，毒性大小可以半致死量(LD50)或半致死濃度(LC50)來表示。

1 綠色劑的生態(tài)研究

對于綠色劑的生態(tài)研究是為了確定該劑是否是與環(huán)境兼容，即是否是“綠色的”。生態(tài)研究的內(nèi)容主要有兩方面：劑自身的內(nèi)部特征，即生物降解性和生態(tài)毒性評價；油與環(huán)境接觸的可能性評價，即生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價和生命周期評價。

1.1 生物降解性評定

在生物降解過程中，常伴隨著一些現(xiàn)象的發(fā)生，像物質(zhì)損失、氧氣消耗、水和二氧化碳的生成、能量釋放或微生物量的增加等。生物降解性的評價就是通過定量測定生物降解過程中的這些現(xiàn)象來衡量生物降解性的。其中最適用的方法是測定物質(zhì)損失和新物質(zhì)生成的量。國外在油生物降解性試驗(yàn)方法方面進(jìn)行了大量的研究工作，先后發(fā)展出一些較成熟的試驗(yàn)方法。

1.1.1 常用評定方法

到目前為止，關(guān)于劑生物降解性的測定還沒有國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，最常用的測試方法見表1［2-4］。

其中OECD系列方法是由OECD(經(jīng)濟(jì)協(xié)作開發(fā)組織)和歐洲聯(lián)合體提出的一系列試驗(yàn)方法，主要適用于水溶性油，雖然已經(jīng)被國際上接受并應(yīng)用了很多年，但該方法試驗(yàn)過程較復(fù)雜、周期較長、成本也較高。CEC L-33-T-93是由CEC L-33-T-83試驗(yàn)方法發(fā)展而來的，該方法是針對舷外二沖程發(fā)動機(jī)油而制定的，但很快成為油工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，并且得到歐洲廣泛的承認(rèn)。它是一個相對生物降解試驗(yàn)，再現(xiàn)性差，不同的試驗(yàn)室之間的結(jié)果誤差可達(dá)20％左右，且只適用于非水溶性油。ISO系列試驗(yàn)是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方

收稿日期:2007-11-26。

作者簡介：朱立業(yè)(1983-)，男，后勤工程學(xué)院油料應(yīng)用工程系在讀碩士研究生，主要從事油及其添加劑等方面的研究工作。

注：DOC－溶解性有機(jī)碳；TOC－總有機(jī)碳；BOD－生物耗氧量；COD－化學(xué)耗氧量。

1．1．2 生物降解性評定方法研究進(jìn)展

以上試驗(yàn)方法較為常用，但與油污染環(huán)境的實(shí)際狀況還有一定差別，同時普遍存在著試驗(yàn)周期偏長(14 d以上)、過程復(fù)雜、成本較高、且測定的結(jié)果沒有可比性和通用性等問題。這不僅不適應(yīng)現(xiàn)今綠色劑快速發(fā)展的需要，還會給其研究帶來混亂。因此國內(nèi)外對上述試驗(yàn)方法進(jìn)行了進(jìn)一步的完善和發(fā)展，如OECD實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)改進(jìn)，能夠試驗(yàn)水溶性較差的石油產(chǎn)品，同時也在探索使用新的試驗(yàn)方法來評定劑的生物降解性。

土壤試驗(yàn)方法［7］是歐洲近幾年逐漸發(fā)展并成熟起來的方法,其主要試驗(yàn)裝置見圖1。土壤密封在有定量空氣的玻璃管①中，試管內(nèi)為裝有少量濃堿的容器③，酸性硫酸銅的電解池⑧，試管外有與電解池容積相同的補(bǔ)償容器⑥，在電解樣品池中侵入銅作為陰極，鉑作為陽極置于硫酸銅溶液上面。通入氧氣，放出的二氧化碳被堿吸收，使樣品池中壓力減小，補(bǔ)償容器的壓力使電解溶液與電極相遇產(chǎn)生電流，導(dǎo)致陽極釋放出氧氣，當(dāng)壓力平衡時，電源斷開。計(jì)算方法同樣是以釋放二氧化碳的多少來確定。

土壤試驗(yàn)法與劑污染環(huán)境的狀況非常接近。因?yàn)槎鄶?shù)劑污染的是陸地環(huán)境，而常用試驗(yàn)大都是在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行測定，以土壤為基礎(chǔ)的試驗(yàn)更能準(zhǔn)確的表示劑在環(huán)境中的實(shí)際降解能力。同時該方法不僅可以考察溫度、時間對生物降解性能的影響，而且也可以考察其他因素對劑生物降解性能的影響。因此，土壤試驗(yàn)方法有望成為評定劑生物降解性通用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。此外，國際上對油生物降解性評定方法的研究還取得了不少成果，如：N.S.battersby對常用的OECD系列方法、CEC和ISO試驗(yàn)進(jìn)行了解釋、比較，對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了闡述，并進(jìn)一步提出了使用和改進(jìn)方法的建議。并以CO2－h(huán)eadspace實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立了一種新的“物質(zhì)固有降解性評定法”，該方法不久適用于非水溶性和揮發(fā)性物質(zhì)，還具有很好的再現(xiàn)性［8-9］。Rhee［10］等人設(shè)計(jì)了一種生態(tài)動力學(xué)模型，通過該模型預(yù)測液壓油的生物降解性，不但速度快而且不需要太多生物學(xué)的專業(yè)知識，簡單方便。

1.玻璃過濾管；2.玻璃排淤管；3.堿液容器；4.頂塞；5.聚丙烯Y型管;6.補(bǔ)償瓶；7.SUBA密封管；8.聚苯乙烯管；9.銅陰極；10.鉑陽極

我國研究人員也在借鑒常用試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上建立了一些適合我國情況的方法。呂剛［11］等參照歐洲CEC標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新性地建立了二沖程汽油機(jī)油生物降解性能評定方法以及該方法采用的菌種標(biāo)準(zhǔn)，該方法所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與國外已公布的類似方法評定結(jié)果相比，具有良好相關(guān)性，且方便、可靠、重復(fù)性好、更符合我國的實(shí)際。武雅麗［12］等自行設(shè)計(jì)的土壤模擬法能夠較好的模擬自然降解的環(huán)境，能比較真實(shí)有效地預(yù)測油在土壤中的實(shí)際生物降解程度，但由于不同的土質(zhì)、植被會產(chǎn)生不同的試驗(yàn)結(jié)果，給試驗(yàn)?zāi)M帶來了很大的不便，該方法還需進(jìn)一步完善。唐秀軍［13］在CEC L-33-T-93的基礎(chǔ)上，建立了油“生物降解性能”評定方法。但該法的試驗(yàn)時間較長，而且生物降解性的最終評價標(biāo)準(zhǔn)不夠全面，還需要進(jìn)一步的優(yōu)化。王昆［14］等進(jìn)一步改進(jìn)了唐秀軍的方法，以CO2生成量作為評價指標(biāo)所建立的油生物降解性測定方法，其試驗(yàn)結(jié)果具有良好的區(qū)分性、穩(wěn)定性和相關(guān)性，可以在相對較短的時間內(nèi)有效地測定油品的生物降解性能。同時還提出了以受試油品與參比物(油酸)在試驗(yàn)期間內(nèi)CO2生成量的百分比值作為該油的生物降解性指標(biāo)，即生物降解性指數(shù)BDI，并提出了合適的生物降解性能評價標(biāo)準(zhǔn)。

1．2 生態(tài)毒性評定方法

生態(tài)毒性是指劑在生態(tài)環(huán)境中對某些有機(jī)生命體所造成的毒性影響。由于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不可能把所有的野生生物都用來進(jìn)行毒性研究，所以通常的做法是選取各種標(biāo)準(zhǔn)的物種(在生物鏈中代表著不同級別的物種)來對劑的生態(tài)毒性進(jìn)行評價，水生生物的魚、水蚤、海藻和菌類都是常用的實(shí)驗(yàn)生物。

1．2．1 常用評定方法

OECD對生態(tài)毒性的評定制定了標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法［15］,見表2。

生態(tài)毒性實(shí)驗(yàn)可分為2組，一組是急性實(shí)驗(yàn)，評價高濃度下短時間內(nèi)油的生態(tài)毒性，評價指標(biāo)是半致死量LD50(mg/kg)及半致死濃度LC50(mg/L)，其中LD50是使試驗(yàn)動物半數(shù)死亡的計(jì)量，是將動物實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理而得的。綠色油的LD50或LC50應(yīng)大于100 μg/g，如果生物毒性積累很低，在水生動植物類中LC50在10～100 μg/g之間也可以接受。劑的急性生態(tài)毒性分類見表3［16］。另一組是慢性實(shí)驗(yàn)，評價油在亞致死濃度下，長期的影響結(jié)果，評價指標(biāo)是無觀測影響濃度(NOEC，No Observed Effect Concentration)。

綠色油對水生環(huán)境的毒性評價是以德國的WGK(Wasser Gefhrdungs－Klassen)分類為基礎(chǔ)的,WGK分類是用水污染分類體系來確定物質(zhì)對水污染的潛力，水污染分類體系是以水污染數(shù)值(WEN)為基礎(chǔ)的，而WEN值，除急性毒性值(哺乳動物、魚類和細(xì)菌等的毒性)外，是由生物降解能力和其他生物累積特性綜合得到的。該標(biāo)準(zhǔn)由德國聯(lián)邦環(huán)境部委員會負(fù)責(zé)制定，2000年以后有所修改，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)見表4［17］。

1．2．2 生態(tài)毒性評定方法研究進(jìn)展

美國ASTM于1998年公布了“油毒性測試：樣品液制備方法的標(biāo)準(zhǔn)”［18］，國外一些學(xué)者采用此標(biāo)準(zhǔn)制備樣品液，用珊瑚蟲、章魚仔、海蝸牛、水螅等海生生物研究原油和石油產(chǎn)品的生物毒性，這些海洋生物對石油類物質(zhì)的生物毒性耐受性較強(qiáng)，試驗(yàn)的時間相對較長，成本較高。國際上針對綠色油生態(tài)毒性評定方法的研究很多且已有一些進(jìn)展，如：Baumann［19］發(fā)現(xiàn)在某種發(fā)動機(jī)上使用綠色油出現(xiàn)鉛含量過重的現(xiàn)象并進(jìn)行了改進(jìn)，為測試改進(jìn)效果自行設(shè)計(jì)了一種可測試油鉛含量的方法。Erlenkaemper［20］利用細(xì)菌、藻類研究綠色油對人體肝臟細(xì)胞的毒性取得了一定成果。

我國在1995年頒布了《水質(zhì)急性毒性的測定――發(fā)光細(xì)菌法》，但其適用范圍只限于在水中可溶性化學(xué)物質(zhì)的水質(zhì)急性毒性監(jiān)測，對于較難溶于水的試驗(yàn)物質(zhì)，也有學(xué)者采用增溶劑或超聲波技術(shù)等方法增溶，但這些方法可能會改變試驗(yàn)物質(zhì)的自然性質(zhì)，并導(dǎo)致非代表性的生態(tài)毒性關(guān)系?，F(xiàn)在對于PAO基礎(chǔ)油、一些添加劑如丁二酰亞胺、磺酸鈣、ZDDP、烷基胺等都有一些生態(tài)毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。雖然還沒有針對綠色劑生態(tài)毒性的全面衡量標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法，我國學(xué)者也做了大量研究，如：居蔭誠［21］等以發(fā)光細(xì)菌為受試生物，參照美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)的水融合組分(WAF)方法制備油毒性測試樣品液，采用半數(shù)效應(yīng)載荷EL50作為油在水中生物毒性的判定指標(biāo)，建立了一套檢測油和添加劑急性生物毒性的評定方法，該方法具有快速、簡便、靈敏、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)以及測定只需微量樣品等特點(diǎn)，使油等難溶物質(zhì)的生物毒性判定更加科學(xué)。同時給出的難溶物質(zhì)急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)簡單易行，可操作性強(qiáng)，為油的毒性評定提供了依據(jù)。

1．3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評定

生態(tài)毒性和生物降解性確定的是綠色劑的內(nèi)部特性，不包含與外界接觸產(chǎn)生的影響。一種油對水生有機(jī)體有毒或生物降解性差，從本質(zhì)上講，不意味著它一定會對環(huán)境造成不利的影響，為了能準(zhǔn)確評價一種油是否是環(huán)境友好油，還必須進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價［22］(Ecological Risk Assessment)可以理解為評估污染物對動植物和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利作用的大小和概率。

簡單地講，劑生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評定的基本步驟有：首先測定某種化學(xué)物質(zhì)的固有特性，如可生物降解率、生態(tài)毒性等；再通過物資用量的多少、應(yīng)用類型、排放處理等預(yù)測其在環(huán)境中的濃度(PEC)；然后預(yù)測該物質(zhì)對水生有機(jī)體不造成危害的極限濃度(PNEC)；最后求出兩者的比值進(jìn)行判斷，如果PEC/PNEC小于1，則這種物質(zhì)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不大，就可以認(rèn)為是環(huán)境友好的。目前，對綠色劑的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價還處于開始階段，雖然能確定油環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)的“有”與“無”，但卻不能確定危害的大致概率，也沒有針對劑的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級。

1．4 生命周期評價

綠色劑是否可稱為“綠色產(chǎn)品”，按照國際環(huán)境質(zhì)量管理認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，還必須要通過“生命周期評估”加以確定。生命周期評估［23］(Life Cycle Assessment)是一種用于評價產(chǎn)品在從生產(chǎn)(包括原材料采集、加工)到使用，再到廢棄后處置的整個過程中所產(chǎn)生的環(huán)境影響的方法。可以說，這種評價方法能夠?yàn)槟撤N特定商品“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程所產(chǎn)生的環(huán)境影響提供較為可靠的分析結(jié)果。生命周期評價［33］被用于評價劑對環(huán)境的總的影響，包括基礎(chǔ)液、添加劑、原材料的使用、能源、包裝、運(yùn)輸、產(chǎn)品的使用及廢棄、處理處置以及循環(huán)再生等全過程。不過，目前將LCA真正應(yīng)用于劑領(lǐng)域，還存在很多困難，如資料難于收集，無現(xiàn)成的適用于劑的分析模型等等。

2 結(jié)束語

保護(hù)環(huán)境早已成為全世界的共識，綠色劑的發(fā)展將是大勢所趨。要全面發(fā)展綠色油，使其全面代替礦物基油，不僅要研究綠色油的基礎(chǔ)油和添加劑，其生態(tài)研究也應(yīng)該成為重中之重，因?yàn)橹挥薪⑵疬m合各國國情、科學(xué)完整的生態(tài)研究、評價方法才能使綠色油的發(fā)展真正成為資源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境有機(jī)結(jié)合的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。

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SURVEY AND HEADWAY OF THE ECOLOGICAL STUDY ON GREEN LUBRICANTS

ZHU Li-ye，CHEN Li-gong，YANG Jun

(Dept. of Oil Application & Management Engineering, LEU, Chongqing 400016, China)

第7篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1樣品的采集與處理花溪水庫屬于云貴高原典型的喀斯特中型供水水庫，地處貴陽市花溪區(qū)，距貴陽市市區(qū)僅20km，下游距花溪僅3km?；ㄏ畮鞄烊萁?×107m3，每天向貴陽供應(yīng)飲用水20多萬噸，占全市總供水的30%左右，屬貴州省一級水源保護(hù)區(qū)，是貴陽市的重點(diǎn)供水水庫之一。作為重要飲用水水源地，其水質(zhì)的好壞將直接影響到市民的身體健康。2009年10月在花溪水庫庫區(qū)內(nèi)共布設(shè)1#(大壩)、2#(半邊山)、3#(鎮(zhèn)山村)、4#(李村)、5#(天鵝渡口)、6#(竹攏)6個沉積物采樣點(diǎn)(見圖1)，采用抓斗式采泥器采集水庫沉積物表層0～5cm的樣品。樣品經(jīng)離心、風(fēng)干、研磨、過100目尼龍篩、充分混合后，按四分法選取過篩的細(xì)土，最后留下足夠分析用的數(shù)量，置于密封袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2樣品的分析測試稱取風(fēng)干樣品0.2g(精確到0.0001g)，用少許去離子水潤濕，加入消解液(硝酸與高氯酸體積比為4∶1)15ml，濕法消解，0.5%的HNO3定容至50ml，用AA400原子吸收光譜儀測定Zn和Cu的含量，AA800原子吸收光譜儀測定Cd和Pb的含量。稱取風(fēng)干樣品0.2g(精確到0.0001g)，用少許去離子水潤濕，加消解液(王水)10ml，微波消解，冷卻后用5%的HCl定容至50ml，用AF－640原子熒光光譜儀測定Hg和As的含量。稱取風(fēng)干樣品0.5g(精確到0.0001g)，于150ml三角瓶中，加去離子水潤濕樣品，加入1.5mlH2SO4，搖勻，加入1.5mlH3PO4、3mlHNO3搖勻消解，用ICP測定Cr的含量。

1.3評價方法LaysH［7］提出的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法是基于8種污染物(PCB、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr和Zn)，其中PCB為多氯聯(lián)苯，屬持久性有機(jī)污染物(由于分析方法所限，研究未測定)，此次僅評價7個參數(shù)。

1.3.1潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法各項(xiàng)評價指標(biāo)的計(jì)算單因子污染參數(shù)(富集系數(shù))Cif:Cif=Cis/Cin(1)式中，Cis為沉積物中金屬i的實(shí)測值，Cin為該污染物參比值(環(huán)境背景值)。本文采用國際上常用的工業(yè)化前沉積物中重金屬的全球最高背景值［5］(As、Pb、Cu、Cd、Cr、Zn和Hg的背景值分別為15、25、30、0.5、60、80、0.25mg/kg)。單個重金屬污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Eir:Eir=Tif×Cif(2)式中，Tif為某一重金屬的生物毒性響應(yīng)系數(shù)，反映重金屬元素的毒性水平及水體對重金屬元素污染的敏感程度。本文所研究的Tif為Hg(40)﹥Cd(30)﹥As(10)﹥Pb(5)=Cu(5)﹥Cr(2)﹥Zn(1)［8］。

2結(jié)果與討論

2.1重金屬分布特征花溪水庫沉積物中重金屬含量如表2所示?；ㄏ畮熘蠥s、Hg、Cd的含量在各采樣點(diǎn)變化范圍較小，Pb、Zn、Cu的含量變化起伏較大。As、Pb、Cu、Zn、Hg、Cd的最大值均出現(xiàn)在3#樣點(diǎn);在6個采樣點(diǎn)中，3#、5#采樣點(diǎn)受人為干擾較大，3#采樣點(diǎn)位于鎮(zhèn)山村附近，有生活污水的排放;5#采樣點(diǎn)位于天鵝渡口，曾有渡船和網(wǎng)箱養(yǎng)魚，所以出現(xiàn)了3#樣點(diǎn)的重金屬累加值在6個采樣點(diǎn)中最高，5#采樣點(diǎn)次之。而2#和1#采樣點(diǎn)位于下游，可能是由于重金屬的沉積作用，使得2#采樣點(diǎn)的重金屬累加值高于1#采樣點(diǎn)。各采樣點(diǎn)重金屬元素累積疊加值由高到低依次為3#。

2.2潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評價潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算見表3和表4。根據(jù)表3和表4，以國際上常用的工業(yè)化前沉積物中重金屬的全球最高背景值為參照，貴陽市花溪水庫重金屬富集(Cif)順序?yàn)槲廴舅?Eir)順序?yàn)榭傮w上看，As、Pb、Cu、Cr、Zn重金屬潛在的生態(tài)危害在6個采樣點(diǎn)中屬于輕微生態(tài)危害范疇(Eir＜40)，其值遠(yuǎn)小于40;Cd在3#樣點(diǎn)的Eir值超出了輕微生態(tài)危害范疇，其值為40.20，6個樣點(diǎn)的均值為r值為43.20，屬中等生態(tài)危害，6個樣點(diǎn)的均值為36.60，接近中等生態(tài)危害范圍(40≤E＜80)。評價結(jié)果顯示，Hg的單項(xiàng)污染程度最小，但潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度最高;Cu的單項(xiàng)污染程度最大，但潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度較小。這是因?yàn)?，沉積物中Hg的含量雖小，但其Tif相對最高，因此Eir較高;而沉積物中Cu的含量雖最高，但因其Tif相對較低，因此Eir較低。從表4看出，各采樣點(diǎn)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)都屬于輕微污染范疇(IR＜150)，但3#樣點(diǎn)IR=124.87，接近中等生態(tài)危害，分析表明，這可能是與鎮(zhèn)山村的生活排污有關(guān)，應(yīng)引起注意。6個樣點(diǎn)的IR值大小順序依次為3。

3結(jié)論

(1)花溪水庫沉積物重金屬在6個采樣點(diǎn)中，As、Pb、Cu、Cd、Cr、Zn和Hg含量的最大值均出現(xiàn)在3#樣點(diǎn)，且3#樣點(diǎn)的多種重金屬的生態(tài)系統(tǒng)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為124.87，接近中等生態(tài)危害程度，應(yīng)當(dāng)引起有關(guān)部門的注意。(2)以現(xiàn)代工業(yè)化前正常顆粒沉積物中重金屬含量的最高背景值為參比值，花溪水庫的潛在生態(tài)危害屬輕微范疇?；ㄏ畮熘亟饘贊撛谏鷳B(tài)危害程度由大到小依次為Hg＞Cd＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn。

第8篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞 農(nóng)藥企業(yè)；土壤；重金屬污染；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號 X825 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2013）04-0067-06 doi：12.3969/j.issn.1002-2104.2013.04.013

隨著工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加劇，通過工業(yè)排放、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)活動、交通運(yùn)輸和大氣沉降等造成土壤重金屬污染的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。土壤中的重金屬可以通過吞食、呼吸攝入和皮膚吸收等途徑進(jìn)入人體，直接對人體健康帶來危害[1-2]，還可以通過污染水環(huán)境、食物鏈富集等途徑間接危害居民身體健康。重金屬污染自身所具有的生物累積性、潛伏性、長期性和難降解性等特點(diǎn)導(dǎo)致了這種污染對人類健康的威脅越來越嚴(yán)重。如過量的鉛對人體多種器官有毒害作用；長期食用鎘含量高的食品會引起人體腎臟功能紊亂，導(dǎo)致死亡率上升、壽命縮短；銅是人體必需微量元素，但攝入過量銅可影響人體的生殖系統(tǒng)、影響嬰兒的免疫功能[3-4]。

農(nóng)藥的使用是保障農(nóng)業(yè)豐收的重要措施，農(nóng)藥化工企業(yè)的發(fā)展對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有十分重要的影響。農(nóng)藥化工生產(chǎn)過程中，合成農(nóng)藥本身含有的重金屬及農(nóng)藥合成時使用的金屬催化劑等都會對周邊土壤環(huán)境帶來重金屬污染[3]。重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力作用下進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣和地表水污染。此外，由于淋洗作用，重金屬還將導(dǎo)致地下水污染等生態(tài)環(huán)境問題。地表灰塵與土壤存在相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，灰塵極易受人為或自然條件擾動而進(jìn)入大氣，更易被人體吸收，因而受重金屬污染的土壤對人類健康的危害非常大[5-6]。因此，農(nóng)藥化工企業(yè)周邊土壤重金屬污染狀況研究以及風(fēng)險(xiǎn)評價備受人們的關(guān)注，至今相關(guān)研究報(bào)道較少。本研究選擇河北省以生產(chǎn)農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑等化工產(chǎn)品為主的某農(nóng)藥化工企業(yè)為研究對象，對企業(yè)廠區(qū)內(nèi)及周邊環(huán)境土壤中銅、鎳、鎘、鋅、鉻、鉛、汞和砷8種重金屬的含量及風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行分析，旨在明確農(nóng)藥化工企業(yè)對周邊土壤環(huán)境的重金屬污染，為地方有關(guān)管理部門提供科學(xué)管理的依據(jù)和決策支持。

1 材料與方法

1.1 采樣及分析方法

第9篇：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價方法范文

關(guān)鍵詞：中央銀行；國庫監(jiān)管；體系建設(shè)

中圖分類號：F203 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3198（2007）07-0045-02

1 國庫監(jiān)管體系建設(shè)的總體要求

（1）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制的充分性：我國中央銀行國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制體系建設(shè)要充分考慮我國金融、財(cái)政體制改革、發(fā)展的總體要求，要與世界經(jīng)濟(jì)、金融、財(cái)稅發(fā)展的趨勢接軌；滿足社會政治、經(jīng)濟(jì)、人民生活穩(wěn)定的需求，體現(xiàn)建設(shè)社會主義市場經(jīng)濟(jì)的生態(tài)金融環(huán)境、生態(tài)財(cái)稅環(huán)境需求和對外開放的要求；體現(xiàn)以人為本的原則，提高民族生活質(zhì)量的要求；保證貨幣政策和財(cái)稅政策執(zhí)行的有效性；保證業(yè)務(wù)操作的規(guī)范性、合法性，提升央行國庫的管理質(zhì)量和服務(wù)水平。

（2）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制體系的有效性：國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制要達(dá)到控制的目標(biāo)就必須得到有效實(shí)施。國庫的風(fēng)險(xiǎn)控制體系必須要保證有效地履行經(jīng)理國庫職責(zé)，維護(hù)國庫資金安全、完善結(jié)算手段、保證服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（3）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制體系的可操作性：國庫風(fēng)險(xiǎn)控制必須具有可操作性，能夠滿足各國庫的內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)治理工作需求，只有可控的才是可行的，才能確保證國庫資金安全。

（4）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制的目標(biāo)性：國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制體系是為實(shí)現(xiàn)國庫工作目標(biāo)體系服務(wù)的，國庫的資金風(fēng)險(xiǎn)控制必須保證更好地履行職責(zé)，實(shí)現(xiàn)央行國庫工作目標(biāo)。

（5）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制的科學(xué)性：國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制實(shí)際上是方法和程序的結(jié)合，只有保證風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制的科學(xué)、合理，才能保證方法的可行、程序的適用，否則南轅北轍，達(dá)不到預(yù)期效果。

（6）國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制體系的效率性：國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制要有講求效率，只有高效的監(jiān)測與控制機(jī)制，完善的組織結(jié)構(gòu)，才能保證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 國庫監(jiān)管要素

2.1 控制環(huán)境

影響國庫資金安全的因素很多，既有外部因素，又有內(nèi)部因素，對建立和實(shí)施控制這些因素的內(nèi)外態(tài)度和采取行動總稱就是控制環(huán)境。

（1）誠信和道德價值觀；無論是國庫組織最高管理層（庫主任、庫副主任）、中層（部門負(fù)責(zé)人）、還是一般業(yè)務(wù)人員都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格一致地保持誠信行為和道德標(biāo)準(zhǔn)。通過加強(qiáng)央行的內(nèi)部審計(jì)、紀(jì)律監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)督職能和國庫的實(shí)地，使其客觀監(jiān)督國庫管理者和員工，并提供道德方面的指導(dǎo)，通過制定國庫行為準(zhǔn)則和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，使所有員工在一般和特定環(huán)境下能夠保持正確的操作行為，規(guī)避不誠實(shí)、非法和不道德行為。

（2）管理理念和管理風(fēng)格；央行國庫內(nèi)部無論高層、中層、還是一般管理者都必須樹立科學(xué)的發(fā)展觀和正確的政績觀，提高內(nèi)部控制重要性認(rèn)識，支持、配合、參與機(jī)構(gòu)內(nèi)部資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理、控制和治理。

（3）組織結(jié)構(gòu)控制：國庫組織結(jié)構(gòu)是指為國庫活動提供計(jì)劃、執(zhí)行、控制和監(jiān)督職能的整體框架。具體應(yīng)考慮：組織結(jié)構(gòu)的合適性，及其提供管理國庫所需信息的溝通能力;各主管人員所負(fù)責(zé)任的適當(dāng)性;按照主管人員所擔(dān)負(fù)的責(zé)任，判斷其是否具備足夠的知識及豐富的經(jīng)驗(yàn);當(dāng)環(huán)境改變時，配合改變其組織結(jié)構(gòu)的程度;員工、尤其是負(fù)責(zé)管理及監(jiān)督職能的員工人數(shù)的充足程度。組織機(jī)構(gòu)要科學(xué)、可行，具有相互配合、相互制約的機(jī)制。

（4）權(quán)力的分配和責(zé)任的劃分：國庫部門敏感職位較多，因此權(quán)力分工要準(zhǔn)確明晰，只有明確授權(quán)和分配責(zé)任的方法，才可以大大增強(qiáng)國庫部門的風(fēng)險(xiǎn)控制意識，以規(guī)避管理風(fēng)險(xiǎn)和操作風(fēng)險(xiǎn)。

（5）人力資源政策和慣例：建立有效的員工調(diào)配、培訓(xùn)、待遇、績效考核、提升政策和執(zhí)行機(jī)制，才能保證央行國庫員工的勝任能力和正直品行。

（6）人員的能力：包括領(lǐng)導(dǎo)在內(nèi)的全體員工，都必須具備相應(yīng)的政治、業(yè)務(wù)素質(zhì)和業(yè)務(wù)操作技能，只有具備相應(yīng)的能力，才能確保各項(xiàng)政策、措施的有效落實(shí)。

（7）完善的內(nèi)部檢查制度：建立完善的國庫內(nèi)部檢查制度是促進(jìn)國庫履行職責(zé)的需要。檢查方案要完善、科學(xué)，檢查內(nèi)容全面、完整，檢點(diǎn)準(zhǔn)確，檢查方法和程序要符合效率、效益的原則。

此外，金融生態(tài)環(huán)境、財(cái)政、稅務(wù)政策和地方利益分配也將對各級國庫的內(nèi)部資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測和控制產(chǎn)生重大的影響，各級國庫組織必須引起高度的重視，加強(qiáng)轄區(qū)金融生態(tài)環(huán)境建設(shè)，妥善處理與地方政府和政府部門關(guān)系。

2.2 國庫會計(jì)業(yè)務(wù)核算和資金清算系統(tǒng)

（1）國庫會計(jì)核算系統(tǒng)。規(guī)定各項(xiàng)國庫會計(jì)業(yè)務(wù)的鑒定、分析、歸類、登記和編報(bào)的方法，明確預(yù)算收入收納、劃解、入庫和支付的管理責(zé)任。健全的國庫會計(jì)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)下列目標(biāo):鑒定和登記一切合法的核算業(yè)務(wù);對各項(xiàng)業(yè)務(wù)按時進(jìn)行適當(dāng)分類，作為編制財(cái)務(wù)報(bào)表的依據(jù);確定國庫業(yè)務(wù)發(fā)生的日期，以便按照會計(jì)期間進(jìn)行記錄;在財(cái)務(wù)報(bào)表中恰當(dāng)?shù)乇硎龊怂銟I(yè)務(wù)以及對有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行揭示。

（2）國庫資金清算系統(tǒng)。國庫資金清算系統(tǒng)包括：資金支付系統(tǒng)、內(nèi)部行來系統(tǒng)和同城清算系統(tǒng)。

2.3 控制程序

控制程序指各級國庫部門所制訂的用以保證達(dá)到資金安全目的的方針和程序。它包括下列不同的控制程序:

（1）業(yè)務(wù)授權(quán)：國庫各項(xiàng)業(yè)務(wù)和活動通過依法授權(quán)，合理界定各級國庫的業(yè)務(wù)權(quán)力，確保各級國庫依法治庫。

（2）責(zé)任劃分：明確各個人員的職責(zé)分工和崗位互控，防止有關(guān)人員對正常業(yè)務(wù)圖謀不軌的舞弊行為。

（3）憑證與記錄的控制：指派不同人員分別承擔(dān)記錄業(yè)務(wù)和保管重要憑證的職責(zé)；憑證和賬單的設(shè)置和使用，應(yīng)保證業(yè)務(wù)和活動得到正確的記載。

3 國庫監(jiān)管的內(nèi)容

從中央銀行國庫職能和業(yè)務(wù)性質(zhì)看，央行國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）職務(wù)崗位分離控制：中央銀行國庫的各項(xiàng)業(yè)務(wù)崗位要達(dá)到互相制約，相互牽制要求。責(zé)任的分配與授權(quán)，強(qiáng)調(diào)對于國庫內(nèi)部的全部活動要合理有效地分配職責(zé)和權(quán)限，并為執(zhí)行任務(wù)和承擔(dān)職責(zé)的工員、特別是關(guān)鍵崗位的人員，提供和配備所需的資源并確保他們的經(jīng)驗(yàn)和知識與職責(zé)權(quán)限相匹配，要使所有員工知道:他們的工作行為，以及職責(zé)擔(dān)負(fù)形式和認(rèn)可方式，與達(dá)成央行國庫資金安全目標(biāo)的聯(lián)系。

（2）金融政策、法規(guī)的執(zhí)行監(jiān)督控制：建立健全央行國庫依法行政機(jī)制和責(zé)任追究機(jī)制，保證國家各項(xiàng)財(cái)政政策的貫徹落實(shí)，使國庫所有的員工都能夠掌握國庫業(yè)務(wù)所必要的法律、法規(guī)知識，成為金融政策、財(cái)政政策的忠實(shí)執(zhí)行者和監(jiān)督者。

（3）授權(quán)批準(zhǔn)控制：授權(quán)必須符合實(shí)際，過度授權(quán)可能造成下級機(jī)構(gòu)權(quán)力過大，風(fēng)險(xiǎn)難以控制，一旦出現(xiàn)權(quán)力亂用、濫用現(xiàn)象，就會造成較大的損失；若權(quán)力收縮過大，易影響下級機(jī)構(gòu)的工作積極性，造成工作效能低下。只有通過合適的授權(quán)程序、方式進(jìn)行適度的授權(quán)，才能保證權(quán)力的可控、風(fēng)險(xiǎn)的可控。

（4）業(yè)務(wù)程序控制：包括預(yù)算收入收納、劃解、入庫、退庫、撥付和國債兌付等業(yè)務(wù)的會計(jì)核算控制、國庫資金清算控制等。員工必須充分掌握所從事工作的業(yè)務(wù)操作規(guī)程，知道不按規(guī)定業(yè)務(wù)程序操作的危害，能夠依照法定程序進(jìn)行業(yè)務(wù)操作，就可以有效地防范國庫操作風(fēng)險(xiǎn)。

（5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制：國庫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進(jìn)行不斷的完善和優(yōu)化，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)登錄的管理與權(quán)限控制，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)病毒實(shí)時監(jiān)控，提高網(wǎng)絡(luò)核算的可控性。

4 國庫監(jiān)管手段的類型

中央銀行國庫風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)是以序時操作為基礎(chǔ)的，這就決定了其內(nèi)部監(jiān)測與控制也應(yīng)是以序時控制為主。具體可分為事前控制、過程控制和結(jié)果控制三類

（1）事前控制：就是為了保證央行經(jīng)理國庫職責(zé)在履行中不發(fā)生偏差，進(jìn)行的事前控制。如：各項(xiàng)預(yù)算收入退庫審批業(yè)務(wù)、預(yù)算收入的更正審核業(yè)務(wù)、大額預(yù)算支付的審核業(yè)務(wù)、國債兌付的審批業(yè)務(wù)等等；

（2）過程控制：就是對央行國庫業(yè)務(wù)活動中針對正在發(fā)生的行為進(jìn)行的控制。如：會計(jì)核算記錄、重要事項(xiàng)的登記、重要空白憑證的登記等等；

（3）結(jié)果控制：對國庫會計(jì)業(yè)務(wù)活動最終結(jié)果采取的各項(xiàng)控制措施。如：對會計(jì)核算業(yè)務(wù)的事后監(jiān)督、國庫風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)的定期排查、國庫的內(nèi)、外部對帳等等。

我國中央銀行國庫的業(yè)務(wù)活動應(yīng)逐步建立事前、事中控制機(jī)制。國庫核算事前控制有利于國庫資金的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防；過程控制往往能在事中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，比結(jié)果控制更可靠、更完善，更符合國庫資金風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)。

5 對國庫監(jiān)管體系的評價

對國庫資金控制所作的研究和評價可以分為三個步驟：①調(diào)查了解資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測控制情況，并做出相應(yīng)的記錄；②實(shí)施符合性測試程序，證實(shí)有關(guān)內(nèi)部控制設(shè)計(jì)和執(zhí)行的效果；③評價資金監(jiān)測與控制的風(fēng)險(xiǎn)，確定資金監(jiān)測與控制的薄弱環(huán)節(jié)和領(lǐng)域，實(shí)施擴(kuò)展監(jiān)督領(lǐng)域，降低風(fēng)險(xiǎn)。

5.1 了解國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制的方法

現(xiàn)場觀察法：通過現(xiàn)場觀察記錄關(guān)鍵控制活動、潛在的關(guān)鍵點(diǎn)、控制缺陷或控制過度情況。

流程圖法：就是用符號和圖形來表示中央銀行國庫部門業(yè)務(wù)和憑證在組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部有序流動情況。

調(diào)查表法：就是將與保證業(yè)務(wù)記錄正確性和可靠性以及與保證業(yè)務(wù)完整性有關(guān)的事項(xiàng)列作調(diào)查對象，并列表由有關(guān)人員填寫。

5.2 進(jìn)行符合性測試

符合性測試：為了確定內(nèi)部控制制度的設(shè)計(jì)和執(zhí)行是否有效而實(shí)施的程序。主要包括：實(shí)質(zhì)測試、憑證測試和模擬測試；

實(shí)質(zhì)性測試：對央行國庫的控制程序檢查、業(yè)務(wù)處理程序檢查、數(shù)據(jù)信息可信程度檢查。

憑證測試：就是要查閱國庫內(nèi)部有關(guān)文件、資料；查閱國庫業(yè)務(wù)、會計(jì)帳目；核對有關(guān)帳證、賬賬、賬表；進(jìn)行對比分析，進(jìn)行科學(xué)的判斷與評價。

模擬測試：就是按實(shí)際業(yè)務(wù)處理過程進(jìn)行模擬作業(yè)，核查資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控執(zhí)行情況。

5.3 國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制的評價

國庫資金風(fēng)險(xiǎn)控制體系風(fēng)險(xiǎn)評價步驟：（1）確認(rèn)國庫政策執(zhí)行、業(yè)務(wù)管理、操作中可能發(fā)生哪些潛在風(fēng)險(xiǎn)；（2）確認(rèn)哪些控制可以防止或者發(fā)現(xiàn)這些風(fēng)險(xiǎn)；（3）執(zhí)行符合性測試，獲取這些控制是否適當(dāng)設(shè)計(jì)和有效執(zhí)行的證據(jù)；（4）評價所獲得的證據(jù)；（5）評價該項(xiàng)認(rèn)定的控制風(fēng)險(xiǎn)。

國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制體系的風(fēng)險(xiǎn)評價：國庫資金風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與控制體系風(fēng)險(xiǎn)可評為高水平，也可以評為低水平。

評價為高風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)部控制：（1）控制政策和程序與認(rèn)定不相關(guān)；（2）控制政策和程序無效；（3）取得證據(jù)來討價控制政策和程序顯得不經(jīng)濟(jì)。

評價為低風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)部控制：（1）控制政策和程序與認(rèn)定相關(guān)；（2）控制政策和程序有效。

5.4 控制風(fēng)險(xiǎn)評價的記錄

控制風(fēng)險(xiǎn)評價高水平時，只需記錄評價結(jié)論；控制風(fēng)險(xiǎn)評價低水平時，還必須記錄評價的依據(jù)。