水環境健康及其管理

環境保護

導讀目前雖然還沒有明確的水環境健康定義,但綜合各相關學科的觀點後還可以這樣認為:水環境健康是指一個水體系統所具有的穩定性和可持續性。健康的水環境能夠維持其水體組分正常,並可通過自我調節和淨化而具有對脅迫的恢復能力。水環境健康可以通過水體的活力、組分和恢復力等3個特征量來定義:活力表示水環境的功能,可根據水環境容量、水環境生態系統狀態來測� ...

目前雖然還沒有明確的水環境健康定義,但綜合各相關學科的觀點後還可以這樣認為:水環境健康是指一個水體系統所具有的穩定性和可持續性。健康的水環境能夠維持其水體組分正常,並可通過自我調節和淨化而具有對脅迫的恢復能力。水環境健康可以通過水體的活力、組分和恢復力等3個特征量來定義:活力表示水環境的功能,可根據水環境容量、水環境生態系統狀態來測度;水體組分(如溶解氣體、溶解物、懸浮物和水等)可根據各組分之間相互作用的相關性和幅值來評價;恢復力主要指水體的自淨能力,可根據組分和功能的維持程度和時間來測定。

1、 靜態水環境和動態水環境

水環境可分為兩部分,即靜態水環境和動態水環境。靜態水環境可認為是處於存在狀態的湖泊、河流、海洋以及地下水層等水域及相關介質中的水體。所謂的靜態只是相對而言的,每一既存水域中的水都在不斷地參與到循環之中,同時又得以持續不斷地補充,認為它是靜態只是出於“整體”和“存在狀態”的角度考慮。動態水環境則是指處於川流不息的循環運動之中的水體及其所影響的相關介質。水的循環有兩種基本類型:自然循環和社會循環。自然界的水在太陽照射的地心引力等自然力的影響下,通過降水、徑流、滲透和蒸發等方式不停地流動和變化,從海洋到天空再到內陸,最後又回到海洋,循環不止,構成了自然循環。另二方面,人類社會為了滿足生活的生產的需要,以各種天然水體作水源而汲取生活用水和生產用水,使用後產生的生活污水和工業廢水被排放並最終彙入天然水體。這樣,水便在人類社會中構成一個個局部循環體系(稱之為社會循環)。

靜態水環境健康是針對某一靜態水環境而言的。在一個特定的水域內,一個健康的水環境並不一定能決定其他水環境或復合水環境是健康的,但是一個不健康的水環境必將影響到其他水環境或區域復合水環境的健康程度。動態水環境健康是針對某一水體特定的循環過程而言的,它所涉及的問題是在此循環運動過程中不健康因子對水環境功能和活力的制約程度,以及對水體與相關介質間傳遞過程的影響。動態水環境健康也應包括兩方面:自然水循環健康和社會水循環健康。

2、水環境健康的理論基礎

水環境健康所要探討的首要問題是水環境功能紊亂的辯識、治理方案、有效指標的設計及健康評價體系。另一問題則是水環境的負荷能力(水環境容量)、恢復能力及滲透、擴散能力。從這一點來講它是涉及多門學科的交叉科學。水環境健康的理論基礎強調環境科學、生態學與水污染控制工程學的理論交叉。水環境健康的目的是為人類提供健康的生存環境和健康的水。因而水環境健康的發展必須以環境科學、生態學、生物學、預防醫學和水污染控制工程學的理論為基矗水環境健康同時也要考慮到社會發展的可持續性,考慮人類生態系統、自然生態系統和經濟生態系統的協調性,偶合性。因此,社會科學、經濟科學方面的理論也是水環境健康的理論基矗

3、水環境健康的評價體系

水環境健康的核心內容是水環境的健康組分和功能。要了解水環境的組分和功能。要了解水環境的組分和功能就必須了解水環境的形成、演變過程、特征及其發展規律,必須了解水環境與環境因子的作用機制。

健康的水環境是穩定的和可持續的,在時間和空間上均能維持其水體組分並進行內部的自我調節。健康的水環境對脅迫因子具有很強的負荷能力和恢復能力。因此,對靜態水健康進行評價的最重要指標應是水體容量和自淨能力,而評價動態水環境健康的指標應與完整性、與所涉及介質的協調性和適應性。

對於水環境而言,脅迫分為兩種類型:天然的和人為的。前者指正常的環境因子變化,如溫度、光周期、光強、流速、營養、溶解氧等因子的變化,此外也包括正常的季節變化和周年變化。這些環境因子的變化都能導致水環境在組分與功能上的變化。後者指由人為的原因引起的脅迫,如有毒的化學物、營養物的富集等對水體環境所產生的影響。

評價水環境健康首先要選用可以表征水環境特征的因子,並分析這些特征因子對水環境健康的意義,然後對這些特征因子進行量度,確定每個特征因子在水環境健康中的權重系數,最後確定水環境健康的評價方法並建立相應的評價體系。水環境的類型不同則其評價指標體系也不一樣(需依據水環境的水體組分、演變規律、服務目標、經營目的等來確定)。評價水環境健康需要基於水環境的持續能力,水體功能及脅迫下的恢復能力等確定指標。借鑒已有的研究成果,可以認為水環境可通過水環境質量指數法和生物學評價法進行健康評價。水環境質量指數法又包括單項污染指數表示法和綜合指數表示法兩種。單項污染指數表示法是用某一污染指標值來表示整個水環境的污染程度,如用BOD、COD、重金屬等表示水體健康程度。綜合指數表示法包括綜合指數K指法和水質質量系數P指法等。生物是水環境的一個重要組成部分,它對所處水環境的變化極為敏感,因此可采取生物學評價法反映水環境的健康狀況。

4、水環境管理

健康的水環境意味著能正常發揮其功能,並實現水環境的最佳服務,這也是水環境管理的目的所在。水環境的多功能、多用途性決定了水環境管理的統一性,發展變化與認識進步的永恆性決定了水環境管理必須不斷更新完善,因而建立水環境的統一管理體系十分必要。

5、結語

水環境功能的正常發揮是人滿為患普遍關心的問題,也是實現可持續發展的重要基礎條件之一。一個健康的水環境能夠在時間上維持其正常的水體組分和完整的動、靜態水體功能,在空間上可促進整個生態環境的良性發展。水環境健康是水環境管理的目的,優化的管理措施是水環境健康的社會保障,二者共同促進整個生態系統的健康發展。


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