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環境容量,是指某一環境區域內對人類活動造成影響的最大容納量。大氣、水、土地、動植物等都有承受污染物的最高限值,就環境污染而言,污染物存在的數量超過最大容納量,這一環境的生態平衡和正常功能就會遭到破壞。

1簡介

環境容量(environment capacity)又稱環境負載容量、地球環境承載容量或負荷量,是在人類生存和自然生態系統不致受害的前提下,某一環境所能容納的
環境容量
污染物的最大負荷量。或一個生態系統在維持生命機體的再生能力、適應能力和更新能力的前提下,承受有機體數量的最大限度。環境容量包括絕對容量和年容量兩個方面。前者是指某一環境所能容納某種污染物的最大負荷量。後者是指某一環境在污染物的積累濃度不超過環境標準規定的最大容許值的情況下,每年所能容納的某污染物的最大負荷量。
環境容量是在環境管理中實行污染物濃度控制時提出的概念。污染物濃度控制的法令規定了各個污染源排放污染物的容許濃度標準,但沒有規定排入環境中的污染物的數量,也沒有考慮環境凈化和容納的能力,這樣在污染源集中的城市和工礦區,儘管各個污染源排放的污染物達到(包括稀釋排放而達到的)濃度控制標準,但由於污染物排放的總量過大,仍然會使環境受到嚴重污染。因此,在環境管理上開始採用總量控制法,即把各個污染源排入某一環境的污染物總量限制在一定的數值之內。採用總量控制法,必須研究環境容量問題。

2主要內容

絕對容量
環境的絕對容量(WQ)是某一環境所能容納某種污染物的最大負荷量,達到絕對容量沒有時間限制,即與年限無關。環境絕對容量由環境標準的規定值(WS)和環境背景值(B)來決定。數學表達式有以濃度單位表示的和以重量單位表示的兩種。以濃度單位表示的環境絕對容量的計算公式為:
WQ=WS-B
其單位為 ppm。例如某地土壤中鎘的背景值為0.1ppm,農田土壤標準規定的鎘的最大容許值為1ppm,該地土壤鎘的絕對容量則為0.9ppm。
任何一個具體環境都有一個空間範圍,如一個水庫能容多少立方米的水;一片農田有多少畝,其耕層土壤(深度按20厘米計算)有多少立方米(或噸);一個大氣空間(在一定高度範圍內)有多少立方米的空氣等。對這一具體環境的絕對容量常用重量單位表示。以重量單位表示的環境絕對容量的計算公式為:
WQ=M(Ws-B)
當某環境的空間介質的重量M以噸表示時,WQ的單位為克。如按上面例子中的條件,計算10畝農田鎘的絕對容量,可以根據土壤的密度,求出耕層土壤的重量(M噸),並把它代入上式,即可求得。如土壤容重1.5克/厘米3,10畝農田對鎘的絕對容量為1800克。

年容量

年容量(WA)是某一環境在污染物的積累濃度不超過環境標準規定的最大容許值的情況下,每年所能容納的某污染物的最大負荷量。年容量的大小除了同環境標準規定值和環境背景值有關外,還同環境對污染物的凈化能力有關。若某污染物對環境的輸入量為A(單位負荷量),經過一年以後,被凈化的量為A′,(A′/A)×100%=K,K稱為某污染物在某一環境中的年凈化率。以濃度單位表示的環境年容量的計算公式為:WA=K(WS-B)。以重量單位表示的環境年容量的計算公式為:WA=K·M(WS-B)。年容量與絕對容量的關係為:WA=K·WQ。如某農田對隔的絕對容量為0.9ppm,農田對鎘的年凈化率為20%,其年容量則為0.9×20%=0.18ppm。按此污染負荷,該農田鎘的積累濃度永遠不會超過土壤標準規定的鎘的最大容許值1ppm。
環境容量一般可以分為三個層次:
(1)生態的環境容量:生態環境在保持自身平衡下允許調節的範圍;
(2)心理的環境容量:合理的、遊人感覺舒適的環境容量;
(3)安全的環境容量:極限的環境容量。
指某個地區(空間)可以維持某一特定種的最高的種群水平。按照種群生長的邏輯斯蒂理論,是指上限值K(一個種群的生長),一般的是指由平均氣候條件、生境的構造、食物供給量等所決定的可以維持的最大個體數目,在後者的情況下,不把無敵、競爭種等看作決定環境容量的因素,而是把它們看作是限制個體數量的重要原因。

3應用

環境容量主要應用於環境質量控制,並作為工農業規劃的一種依據。任一環境,它的環境容量越大,可接納的污染物就越多,反之則越少。污染物的排放,必須與環境容量相適應。如果超出環境容量就要採取措施,如降低排放濃度,減少排放量,或者增加環境保護設施等。在工農業規劃時,必須考慮環境容量,如工業廢棄物的排放,農藥的施用等都應以不產生環境危害為原則。在應用環境容量參數來控制環境質量時,還應考慮污染物的特性。非積累性的污染物,如二氧化硫氣體等風吹即散,它們在環境中停留的時間很短,依據環境的絕對容量參數來控制這類的污染有重要意義,而年容量的意義卻不大。如在某一工業區,許多煙囪排放二氧化硫,各自排放的濃度都沒有超過排放標準的規定值,但合起來卻大大超過該環境的絕對容量。在這種情況下,只有制定以環境絕對容量為依據的區域環境排放標準,降低排放濃度,減少排放量,才能保證該工業區的大氣環境質量。積累性的污染物在環境中能產生長期的毒性效應。對這類污染物,主要根據年容量這個參數來控制,使污染物的排放與環境的凈化速率保持平衡。總之,污染物的排放,必須控制在環境的絕對容量和年容量之內,才能有效地消除或減少污染危害。

4相關舉措

「十五」期間,中國就開始編製國家環境容量指標,國家環保總局制定環境容量總額,然後按年度分配給各省市區;各省市區再往各地市分解。每年環境容量指標都要往下削減。
這樣一來,要求逐步下降的「污染物排放總額」與各地市因發展而產生的「排污量」之間,總有一些衝突。
寧夏銀川市與石嘴山市是國家環保局重點監控城市,多年來一直靠發展火電以及高載能產業尋求發展空間。2004年底,兩市就已完成大氣環境容量的測算工作,這為兩市治理城市大氣污染源、改善空氣質量提供了科學的控制方案,也為治理提供了依據。同時,寧夏也編製完成了《水環境容量核定實施方案》和《地表水環境容量測算技術報告》,通過了國家環保總局的預驗收。但寧夏環保局局長邸國衛指出,許多地方政府仍舊沒有把「環境容量」當成「必守規則」,因為環境條件和污染物排放有相當的複雜性,準確計算特定地區的環境容量有些困難,有時候用的指標不同,算出來的量值可差出20倍以上。因此,有些地方就以此為理由,不按環境容量來規劃發展規模和指導發展方向,置已經明確的環境容量指標於不顧。而像石嘴山所處的地方,位於陝甘寧蒙「三角」地區,這個地區多年來都依靠煤炭資源發展高載能、高污染的產業,建設了大量的性質雷同的高載能工業園區,因此,交界地區之間還可能存在著污染責任互相推脫的問題。

5生態含義

某種群在一個生態系統中,即在一個有限的環境中所能達到的最大數值或者最大密度,稱為該系統或環境對該種群的容納量,通常用K來表示。容納量決定於兩個方面:一是溫度、光、水、養分等因子或食物、空間等資源所構成的環境;二是食性、行為、適應能力等種群的遺傳特徵。當種群數量超過環境容納量時,種群數量趨向於減少,當種群數量低於環境容納量時,則趨於增加。
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