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
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,也沒有考慮環境淨化和容納的能力,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。
主要內容
環境容量概述
一個特定的環境(如一個自然區域、一個城市、一個水體)對
污染物的容量是有限的。其容量的大小與環境空間的大小、各
環境要素的特性、污染物本身的物理和化學性質有關。環境空間越大,環境對污染物的淨化能力就越大,環境容量也就越大。對某種污染物而言,它的物理和化學性質越不穩定,環境對它的容量也就越大。環境容量包括絕對容量和年容量兩個方面。
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
污染物的淨化能力有關。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,被淨化的量為A′,(A′/A)×100%=K,K稱為某污染物在某一環境中的年淨化率。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,農田對鎘的年淨化率為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。
套用
環境容量主要套用於
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。在套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淨化速率保持平衡。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。
相關舉措
“十五”期間,中國就開始編制國家環境容量指標,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、改善空氣品質提供了科學的控制方案,也為治理提供了依據。同時,寧夏也編制完成了《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。
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。