（环境科学专业论文）滨海电厂温排水管理研究.pdf

r e s e a r c ho nt h em a n a g e m e n to ft h ew a r mw a t e r o fc o a s t ai p o w e rp ia n t a b s t r a c t t h ee c o l o g i c a li m p a c to fh e a t e dd i s c h a r g eo ft h e r m o e l e c t r i c ( n u c l e a r ) p o w e r p l a n ti sa l la l o n gt h ea t t e n t i v ep r o b l e mi nt h ec o n s t u r e t i o no fp l a n ta n dt h ep r o t e c t i o n o fw a t e rr e s o u r c e ，i sa l s oa l li m p o r t a n tp a r to fe n v i r o n m e n t a lr e s e a r e h e r s w i t ht h e q u i c kd e v e l o p m e n to fp o w e rp l n a ti n d u s t r y , t h eq u a n t i t yo ft h e r m a ld i s c h a r g e i n c e a r s e sg r a d u a l l ya n ds od o s ei t se f f e c to nw a t e re n v i o r m n e n t t h i sa l s ob r i n g s p e o p l et op a ym o e ra t t e n t i o nt ot h ee f f e c t b u ti td o e s n th a v es p e c i a lc r i t e r i o no ft h e w a r mw a t e rd r a i n a g ea tp r e s e n t ，s om a n yp r o b l e m so nt h ew a r mw a t e rm a n a g e m e n t a p p e a ri no u rc o n t u r y b a s e do nt h ec o m p r e h e n s i v es u m m a r yo ft h ep r o g r e s si nr e l a t e da r e aa n dt h e p r e s e n ts i t u a t i o no ft h ew a r mw a t e ri no u rc o u n t r y , t h ep a p e ri n d i c a t e so u rc o u n t r y e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t sp r o b l e m so ft h ew a r mw a t e r b a s e do nt h ee n v i r o n m e n t m a n a g e m e n t ，p r o p o s e ss t r a t e g yo ft h ew a r m w a t e rm a n a g e m e n ti nl a w 、e c o n o m y 、 t e c h n i ca n dp o l i c y t a k et h eh u a n e n g p o w e rp l a n ti nj i a o n a nc i t yf o re x a m p l e t h et i d a lc u r r e n tf i e l di sn u m e r i c a l l ys i m u l a t e du s i n gt h es p l i ts t e p sf i n i t e - e l e m e n t m e t h o d a n dt h e n ，t w od i m e n s i o n a lm o d e lo ft h et r a n s p o r ta n dd i f f u s i o nf o rt h ew a r r l l w a t e ri se s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt ot h i sn u m e r i c a lm o d e l ，t h ec o n c e n t r a t i o nd i s t r i b u t i o n o ft h ew a r mw a t e ri nt h ew a r mw a t e rd r a i n a g ea n dt h ea r e ao fi t si n f l u e n c ea r e n u m e r i c a l l yp r e d i c t e d a n a l y z et h ee f f e c t so no c e a ne c o s y s t e mb r o u g h tb yt h ew a r m w a t e r f i n a l l y , p r o p o s es t r a t e g yi nm a n a g e m e n to fw a r mw a t e ra n du t i l i z a t i o no fw a s t e h e a t b yt h es t u d yo ft h ew a r mw a t e rm a n a g e m e n t ，t h ep a p e rm a yg i v er e f e r e n c et o t h em a n a g e m e n to ft h ew a r r nw a t e r , t h ec r i t e r i o no ft h ew a r mw a t e rd r a i n a g ea n d u t i l i z a t i o no f w a s t eh e a t k a yw a r d s ：w a r mw a t e r ：e n vir o n m e n t aim a n a g e m e n t ：n u m e ric ai sim uia tio n ： e c o s y s t e m 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ! 逵；如遗查基丝孟墨挂型壹明鲍! 奎楚亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：毕酉彤 签字日期：沙毋年月同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后 适用本授权书) 学位论文作者签名： 聊粹知迎 签字日期：为培年乡月1 日签字日期：加器年么月同 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 滨海电，温 j 水管理研究 1绪论 1 1研究背景 2 0 0 2 年以来，电力工业经历了体制改革和快速发展的特殊时期，火电结构 和技术水平发生了很大变化。3 0 0 m w 以上规模的机组得到了迅速发展，在这些 大容量机组中直流冷却发电机组占有相当比例。沿海岸线建设的火力发电厂、核 电厂一般会采用海水来进行冷却，然后又将加热后的海水排放到海洋中。因为这 种加热后的海水的温度均比原海水温度高，排放入海后，可能对海洋环境产生热 污染效应，对局部海洋生态环境产生不良影响。这种由工厂排入海域且其温度比 周围海水温度高的海水即为温排水。 温排水具有热量大、水量大的特点。对火力发电厂而言，只有大约4 0 的热 能被转化为电能，约6 0 的热量被排放入海水和空气中；而对于核电厂，转变成 电能的能量更低，只占约3 2 ，其余6 8 则排放入海水和空气中。温排水的量 相对于一般工业污水排放量也是要大得多，具有量级上的差异。对于火力发电厂， 每1 0 0 m w 的发电功率所需的冷却海水流量约为3 - 5 m 3 s ，而核电厂所需的海水 更多。温排水排入海洋后，首先引起一定范围水体的升温，水体升温后再引起一 系列的生态学效应。在某特定水体和季节这样的升温存在一定的正面影响，但是 更主要的是升温的负面影响。主要包括对鱼类产卵场、索饵场、养殖场以及鱼类 的产卵、卵化、生长能力产生一定的负面影响，使有些鱼类出现畸形，还能使局 部海域底栖生物组成改变、鱼类自然资源受损、补充群体减少，改变渔获物组成。 另外，温排水还对水体营养盐、光照强度、水温和p h 值等海洋生态因子具有综 合的影响。例如人们曾经发现，热带海湾中的红树林受到温排水的影响后，虽不 会死亡但不再具有繁殖能力。在我国的台湾，在核二电厂排水口附近海域曾发现 大量脊椎严重变形的所谓“秘雕鱼”，在核三电厂排水口附近曾发现珊瑚白化现 象，温排水至少是导致这些现象的因素之一。大量的文献资料也证明温升对海洋 生物确实存在不同程度的影响。 目前，温排水对环境的影响已经引起了人们的普遍关注，国外已将热污染列 为水体的八大污染之一。美国环保专家预言：产生含热废水的核电站、火电厂将 是未来海洋的最大污染源。许多国家也针对温排水问题制定了专门的标准，包括 滨海电j 温排水管理研究 温排水流量、流速、温度、排放口附近海域水深、水位及海潮流等。当前我国的 电力建设，无论每年新增的装机容量或由电厂温排水带入自然水域的热量都居世 界首位，各个大型火、核电厂或电厂群大量热水集中排放引起的环境影响日益受 人瞩目，已成为研究电厂可行性的一个瓶颈。目前，我国对温排水的认识还存在 分歧，对某些法律法规、标准中有关条款的认识也存在差异。目前国内的排污收 费、排污许可证等均未列入温排水。有关的标准中也仅对温升有规定。研究和制 定适应火、核电厂温排放的水温控制或规定已是当务之急。 1 2国内外温排水研究现状 1 2 1 温排水管理现状 在国际上，主要的海洋国家都对温排水排放制订了一些管理规定。欧洲一些 国家对水温规定的限值见表1 1 。英国和加拿大对温排水采取征收排污费的政策， 征收数额依排放量、初始温升、余氯含量和p h 值而定；日本则采取对温排水不 征收排污费的政策，而是通过国家发布行政性指导文件，并要求提交包含相关内 容的环境评价报告来限制温排水的排放。另外电站建造方需要与地方政府签订减 小温排水对海洋环境影响的协议。电厂业主应根据温排水扩散范围给予地方补 偿，所以作为业主会综合考虑经济因素、尽量采取措施，减小温升影响范围。 美国在关于马萨诸塞州电厂m i r a n tk e n d a l ls t a t i o n ( m k s ) p o w e rp l a n t 的有关电厂 温排水标准中指出【2 】： “在z p h ( t h ez o n eo fp a s s a g ea n dh a b i t a t ) 区，最大温升不 得超过5 c ，溶解氧浓度不小于5 m g l ；夏季最高温度不超过2 8 3 3 c ”。印度 1 9 9 8 年出台了比较完善的关于电厂温排水的排放标准【3 1 ，明确指出：“对于海水 作为冷却水的电厂，新建电厂冷却水排放温升不得超过7 ，已建电厂冷却水排 放温升不得超过1 0 ”。对排放的冷却水中其他污染物的浓度限值也做了规定， 见表1 2 。埃及政府在2 0 0 5 年也制定了有关电厂温排水的有关排放标准【4 1 ，见表 l _ 3 。 我国目前还没有专门的冷却水排放标准，仅在有些水环境质量标准中对水体 的温升提出了明确的规定。例如：地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) d ? ，在 水温项明文规定为：“人为造成的环境水温变化应限制在：夏季周平均最大温升 l 、冬季周平均最大温升2 。又如海水水质标准( g b 3 0 9 7 9 7 ) 中规定 水温为“人为造成的海水温升不超过当时当地4 ”。农田灌溉水质标准 一 一 滨海电厂温拇水管理 j 丹究 ( g b 5 0 8 4 9 2 ) 中规定“水温必须小于( 等于) 3 5 。0 ”。但与国外的相关标准相比，我 国关于水域水温的规定十分笼统，在排放强度、混合区范围等方面均无明确规定， 也没有与地域或水生态特色相关的温升限度的规定。 表1 - 1欧洲部分国家水温排放规定限值 国家 最高温升( )最高温度( )排水口最高温度( ) 比利时3 啦3 5 荷 兰33 0 法国 3 意大利 3 ( 海洋)3 0 ( 河流)3 5 ( 海洋) 表卜2 印度电厂冷却水排放标准 参数最大浓度限值 p h 6 5 8 5 余氯 0 5 m g l s s 1 0 0 0 m g l 油脂 2 0 0 m g l 总铜 1 0 m g l 总铁 1 0 m g l 锌 1 0 m g l 总铬 0 2 m g l 磷酸盐 5 0 m g l 表卜3 埃及电厂温排水排放标准 参数埃及标准世界银行指导标准 p h 6 96 - - 0 b o d 3 0 m g l 铬 0 0 5 m g lo 5 m g l 铜 l m g l0 5 m g l 铁 l m g l1 0 m g l 锌 l m g l1 0 m g l 油脂 5 m g l1 0 m g l t s p 3 0 m g l5 0 m g l 余氯 0 2 m g l 温升( ) 排放口最大绝对温度为3 5 混合区边界温升3 滨海电j 。温排水管理研究 1 2 2 温排水数值模拟研究现状 在国外，美国学者从上世纪7 0 年代就开始了温排放流场和水质变化的研究， b e e r 等就m i h c i n g a 湖的温排放进行了环境影响的研究工作【5 】1 9 7 5 年l o u i v s l i i e 大学开始预测温排放的温度分布【6 】，1 9 8 0 年出版的电厂直流冷却水对水生态系 统影响的预测对预测的理论依据、思想方法及数学模型等做了比较系统的论述； d o w n e y ( 1 9 9 0 ) 等人对v e r m o n ty a n k e e 核电站对环境影响作了评估；p a l h e g y i ( 1 9 9 8 ) 等人分析了p e a c hb o t t o m 核电厂温排水对c o n o w i n g o p o n d 里水温的影响【7 】； s w s u h ( 2 0 0 1 ) i 8 1 及s p s e h i e i n e r ( 2 0 0 2 ) 9 1 利用c o r m i x3 模型分别对朝鲜c h o n s u 湾b o r y o n g 电厂及m a r y l a n d 的4 个电厂的温排水情况进行模拟；s p s e h i e i n e r 还 探讨c o r m i x3 应用的局限性；c a r l o s e 。r o m e r o ( 2 0 0 5 ) 1 0 l 基于人工神经网络原理， 开发出在一定的环境条件约束下对电厂温排水进行控制的软件，取得了较好的结 果：此后在单一鱼类种群致死效应以及种群影响的定量预测模型研究方面也取得 了一定进展。 在国内，9 0 年代以来，我国在温排水模型预测研究方面有了很大进展。杨 纯等( 1 9 9 5 ) 】利用一个瞬态、不可压、自由表面、非线性远区数学模型，对辽西 高岭电厂的温排水进行了研究；黄平( 1 9 9 6 ) 1 2 】对汕头港水域温排水扩散进行了三 维数值模拟，该模型被应用于汕头热电厂废热水排放的环境评价中；王丽霞( 19 9 8 ) 驯在一阶湍流封闭理论的基础上建立了三维热扩散模型，模型中引入计算网格无 法分辨的次网格能量密度，同时考虑了热盐的空间变化，计算出质量、动量和热 量平衡方程中的湍粘性和湍扩散系数，并将该模型成功地应用于青岛市黄岛发电 厂温排水工程；韩康等( 1 9 9 8 ) 1 4 】采用嵌套方法，运用建立在对流扩散理论基础之 上的输运扩散模型模拟了三亚电厂附近海域潮流场，给出了三亚电厂温排水各个 方案的温升场特征值；罗斌( 1 9 9 9 ) 【1 5 】用有限结点法对电厂温排水进行数值模拟， 经实际工程验证，取得了较好的结果；盛连喜( 2 0 0 0 ) 1 6 】通过现场观测分析，表明 温排水会使水体溶解氧浓度降低，但是除深水水库的底层外，溶解氧含量一般不 低于5 0 m g l ，同时也表明水温3 0 c 时浮游动物群落的物种多样性最高：江洧 ( 2 0 0 1 ) 1 利用垂向均化平面二维数值模型对惠州l n g 电厂的循环冷却水工程进 行了详细研究，给出了具体布置方案和工程热污染范围；孙秀敏( 2 0 0 1 ) 1 8 l 采用深 度平均的二二维浅水潮波方程，对大连染料厂自备热电站温排水废热污染进行了顸 滨海电厂温排水管理研究 测分析，认为大连热电站温排水排海不会对周围环境产生明显的污染和危害；程 杭平( 2 0 0 2 ) 1 9 】利用一、二维任意交角普遍性的涡合解法对北仑、镇沦2 个火电站 之间的热污染进行了计算，将它们之间的影响定量化；曾平( 2 0 0 2 ) 2 0 1 利用远区水 动力模型，结合近区物理模型对大亚湾核电站建后电站附近的温升分布进行了研 究；张继民等( 2 0 0 5 ) 2 1 1 对平面二维温排水数学模型中的参数进行了分析，给出模 型中扩散系数及综合散热系数的常用估算方法：杨芳丽( 2 0 0 5 ) 弘2 】采用有限体积法 及s i m p l e 算法离散求解方程，建立了非正交曲线坐标系下平面二维温排水数学 模型；杨海燕( 2 0 0 5 ) 1 2 3 1 对福建省宁德电厂一、二期取排水工程进行了冷却水物理 模型实验，得出了表层温度分布场和取水口的取水温升。 1 2 3 温排水对生态环境影响的研究现状 1 温排水对浮游生物的影响 增温与水生生物群落中种类数关系密切，受热水体由于水温分布不均匀使不 同水温区浮游动物的种类分布差别很大。b u s h ( 1 9 7 4 ) 1 2 4 】与g o s s ( 1 9 8 2 ) 2 5 1 的调查结 果表明，强增温区浮游动物的累计种数最多，弱增温区次之，它们分别比自然水 温区增加7 6 、1 2 5 。自然水温区的种类数与对照水体基本相同。一般说来， 当水体适度增温时( a t e 4 ) 区 内，亦即水温超过3 5 c 时，浮游动物的种类和数量都会减少，降低了群落的物 种多样性，还会改变群落中的物种组成，有些种类的个体数量明显减少，而个别 耐热种类数量开始增多，而成为明显的优势种。 不同季节温排水对浮游动物数量影响很大。受热水体浮游动物的年平均数量 和生物量均多于对照水体，生物量的增加尤为明显，但不同种类数量存在着消长 关系。金琼贝的研究表明【2 7 1 增温可缩短桡足类的发育周期，使其成体数量增多， 对浮游动物的生长、繁殖有明显的促进作用，能加快浮游动物的生长和繁殖速度。 受热水体浮游动物多样性指数高于对照水体，在春、冬两季不同水温区的顺序为 一5 一 滨海电一温排水管理研究 强增温区 弱增温区 自然水温区，而夏季弱增温区多样性指数最大，其次为自然 水温区，强增温区最小，但在夏季的强增温区，温排水将对浮游动物产生不良影 响。 另有研究结果还表明，温排水对浮游动物死亡率的影响也不显著。m a r l e n e 对c c o o k 核电站进行了8 年的调查【2 引，结果表明，出水口水域浮游动物的死 亡率大于进水口水域，但差别相当微小( 平均小于3 ) ，而且浮游动物死亡率与 温排水的温差( t ) 无关，因而他认为热作用不是浮游动物死亡的主要原因。 2 温排水对底栖生物的影响 底栖动物是海洋生态系统的重要组成部分。温升对底栖动物的种类组成和生 物量没有明显的规律性影响，但是季节不同，水温对底栖动物的影响有所差别。 胡德良，杨华南在研究了热污染对湘江大型底栖无脊椎动物的影响【2 9 1 后发现在春 秋两季，温升对节肢动物种类和数量的增加有利，其次为坏节动物，但强增温除 外。增温6 以上，将对底栖动物造成危害，即使是冬季也是如此而增温4 对 底栖动物有利，并且在一定的水温范围内，自然水温越低，增温对底栖动物种类 与数量的增加越有利。在夏季，自然水温很高，若再提高水温，动物的生长可能 受到抑制或导致死亡。因此，在夏末至中秋季节，温升对底栖动物造成不利影响 最大，动物极度减少的区域会向中增温区扩展。周解等2 0 0 4 年的研究表吲3 0 】增 温会使底栖生物群落结构变化明显。高出自然水体6 c 以上的强增温，将对底栖 动物造成危害，即便是冬季也是如此，夏末至中秋季节影响尤甚，底栖动物将在 强增温区消失，温排水会造成底栖动物栖息地减少、生物多样性指数降低。另外， 法国的一项研究结果也表明【3 ，靠近出水口3 k m 2 海域内的底栖生物将受到显著 影响。底栖动物在不同水区中的分布不同，除非冷却水与底层水充分混合，并且 温度升高到一定程度，底栖动物的群落组成才会出现异样变化，甚至造成直接的 热杀死效应。增温对底栖动物的影响总的来说起阻碍作用。除了春秋的弱增温外， 强增温以及夏季的水体增温都可能会对底栖动物构成影响。 3 温排水对鱼类的影响 火( 核) 电厂排放的热废水可将沿岸水域的水温升高1 0 ，在直流式冷却发电 厂的出水口水温将提高大约8 1 2 。温排水对鱼类的影响是一个复杂的过程。 金腊华2 0 0 3 年【2 6 1 的研究表明鱼类对超出适宜温度范围的高温或低温水体，均具 滨海电厂温排水管理研究 有回避反应。不同鱼类适应温度和感觉温差的能力各不相同，有的鱼类对温度很 敏感，有的则相当迟钝，海水鱼类感觉温差的能力达o 1 ，鱼类会选择或避开 一定的温度范围。周解等2 0 0 4 年的研究表明【3 0 】温排水形成的温度场对变温动物 鱼类的生命活动的影响主要表现为： ( 1 ) 在增强温区、亚增温区会对鱼类洄游行为造成明显逆反影响，会改变渔 获物组成，在弱增温区影响不明显； ( 2 ) 对鱼类生殖的影响，增温会提早鱼类性腺发育成熟产卵，由于温度场受 来流移动，受早春冷热恶劣天气影响，胚胎发育畸形或死亡，鱼类自然资源受损， 补充群体减少； ( 3 ) 温升引起饵料生物多样性变化，会抑制鱼类生长，也会引起种群结构的 变动： ( 4 ) 温升对鱼类有增多寄生虫病的危害，导致鱼类可能有亚致死作用； ( 5 ) 春夏天气聚变时，电厂温排水会造成下游天然鱼类及网箱养殖鱼类急性 死亡。台湾学者对畸形鱼的长期研究结果显示【3 2 1 ，畸形鱼成因与水温的高低有关 系。每年4 1 0 月台湾核二厂出水口水温升高至3 6 。c 以上时，畸形鱼即少量出现， 在水温降低时，鱼体逐渐恢复正常体形，说明水温是台湾核二厂附近出现畸形鱼 的唯一主要原因。 1 3 本文的主要工作 本文在对相关领域研究进展进行综合概述的基础上，根据目前我国的温排水 管理现状提出了温排水管理在法律、标准、技术、综合利用方面的问题。结合国 际上的管理经验，以环境管理学为理论基础从法律、经济、技术和政策等方面提 出了适合我国温排水管理的对策。最后以华电胶南电厂为例分析了电厂温排放对 海洋环境的影响范围及对海洋生态环境的影响，提出具体的管理及余热利用建 议。 滨海电厂温排水管理研究 2 环境管理学基础 2 1 环境管理的概念 关于环境管理的概念，至今尚无一致的公认看法。美国的休埃尔( h s e w e l l ) 在1 9 7 5 年编写的环境管理一书中说：“环境管理是对人类损害自然环境质 量( 特别是大气、水和土地) 的活动施加影响”，联合国环境规划署前执行主席托 尔巴( m k t o l b a ) 在一篇关于环境管理的报告中，认为环境管理是指依据人类活动 ( 主要是经济活动) 对环境影响的原理，制定和执行环境与发展规划，并且通过经 济、法律等各种手段，影响人的行为，达到经济与环境协调发展的目的。 我国学者曲格平把环境保护归纳为环境管理和环境建设两个不同的概念。环 境管理依照国家环境保护的法律法规，监督规划目标的实施，并把环境管理确定 为环境管理部门的基本职能。 北京大学的叶文虎教授对环境管理定义为：环境管理是通过对人们自身思 想观念和行为进行调整，以求达到人类社会发展与自然环境的承载能力相协调。 也就是说，环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、 法律的、教育的、科技的等手段来进行，他是人类社会发展的根本保障和基本 内容。 2 2 环境管理的内容 环境管理与环境立法，环境经济有密切的关系，它不仅涉及社会经济方面， 也涉及到科学技术问题。环境管理的基本内容如下： 1 从管理的范围来讲，可包括以下几个方面内容： ( 1 ) 区域环境管理，指某一地区的环境管理，如城市环境管理、流域环境管 理、海域环境管理等： ( 2 ) 部门环境管理，指生产系统的环境管理，如工业环境管理、农业环境管 理等： ( 3 ) 资源环境管理，指资源保护和资源的最佳利用，如土地资源管理，水资 源管理、生物资源管理、能源环境管理等。 滨海电j 。温 水管理研究 2 从性质来讲，环境管理可分为以下几个方面内容： ( 1 ) 环境质量管理，包括环境标准的制订，环境质量及污染源的监控，环境 质量的变化过程，现状和发展趋势的分析评价，以及编写环境质量报告书等： ( 2 ) 环境技术管理，包括制订恰当的技术标准，技术规范和技术政策：限制 生产过程中采用损害环境质量的生产工艺，限制某些产品的生产或使用，限制资 源的不合理开发使用等： ( 3 ) 环境计划管理，主要是把环境目标纳入发展计划，以制定各种环境规划 和实施计划。 上述内容按范围或性质把环境管理进行分类，只是为了便于研究问题。实践 中，各类环境管理的内容是相互交叉渗透的，比如，区域环境管理中即有资源管 理又有行业管理，所以现代环境管理是一个涉及多种因素的管理系统。这个系统 涉及的主要因素有：社会( s o c i a l ) 因素、科学技术( t e c h n i c a l s c i e n t i f i c ) 因素、管理 ( a d m i n i s t r a c t i v e ) 因素、政治( p o l i t i c a l ) 因素、法律( l e g a l ) 因素、经济( e c o n o m i c ) 因 素，也合称为s t a p l e 系统。 我国则归纳为经济一科学技术一社会、人口一资源一环境两个三结合，这两 个系统组成大的环境管理系统，在系统分析的基础上，实现最优化管理。 2 3 环境管理的特点 环境管理具有5 个特点：即二重性、综合性、区域性、广泛性和自适应性。 1 二重性 环境管理是一种社会活动，具有双重的性质：它既有同生产力、社会化大生 产相联系的自然属性，又有同生产关系、社会制度相联系的社会属性。管理的自 然属性要求具有一定的“社会属性”的组织形式和生产关系与其适应，同时，管 理的社会属性也必然对其科学技术生产力方面发生影响和制约作用。 当前，中国环境污染与生态破坏的总趋势并未从根本上得到控制，一方面是 由于资金短缺，技术落后等生产力( 自然属性) 的原因，另一方面的更深层次的原 因，是因为相应的经济和政策体制( 社会属性) 还不完善，还在沿袭高消耗、追求 经济数量增长和“先污染后治理 的传统发展模式。因此，环境管理应从基本国 情出发，坚持改革和完善现有的政策、法律、制度和机构等体系，使之适应可持 续发展的要求，同时加强同国际社会的经济、科学和技术的交流与合作，吸取适 一9 一 滨海电j + 温排水管理研究 合中国国情的先进技术和经验。 2 综合性 现代环境管理是环境科学与管理科学、管理工程交叉渗透的产物，具有高度 的综合性。表现在两个方面： ( 1 ) 对象和内容的综合性。环境管理涉及到人类环境质量和自然环境质量， 由社会、科学技术、管理、政治、法律、经济等组成环境管理系统( s t a p l e ) ： ( 2 ) 环境管理手段的综合性：限制或鼓励要采用经济、法律、技术、行政、 教育等多种手段，并要综合加以运用。 3 区域性 环境问题由于自然背景、人类活动方式、经济发展水平和环境质量标准的差 异，存在着明显的区域性，因此环境管理必须根据区域环境特征，因地制宜采取 不同的措施，以区域为主进行环境管理。 4 广泛性 环境问题的多元性。人们的环境意识和与环境问题有关的社会行为，是经常 普遍地对环境起作用的因素，环境管理的对象，首先是人们的意识和行为，这都 决定了环境管理的广泛社会性。 5 自适应性 不可耗竭资源的再生能力，区域环境容量水平，大气、水体自净能力等均属 环境的自适应性。了解和掌握这一特点，对于保护环境、资源、对于实施经济合 理的环境对策，都具有实际意义。 2 4 环境管理的理论基础与基本方法 1 环境管理的理论基础 环境管理作为一个完整的体系需要一个完整的理论体系支撑，这个理论体系 包括可持续发展理论，环境哲学、生态学、经济学、管理学等诸多方面。 ( 1 ) 可持续发展战略 a 可持续发展战略的兴起 中国春秋战国时代就有保护怀孕或产卵期的鱼鳖鸟兽和定期封山育林，以使 它们得以永续利用的思想，并形成了相应的法令。但人类真正认识到环境问题还 是自1 8 世纪工业革命以来到2 0 世纪中叶，随着人类人口增长和社会经济的不断 一1 0 一 滨海电厂温排水管理研究 发展，人与环境的矛盾日益尖锐，生态系统破坏、环境问题日益严重，直接影响 到人类生存和发展，1 9 6 2 年美国生物学家卡逊( p c a r s o n ) 所著的寂静的春天 和1 9 7 2 年3 月罗马俱乐部发表的增长的极限，都引起了世人的关注，并引发 了关于人类未来发展的大辩论，1 9 7 2 年6 月联合国斯德哥尔摩国际环境会议发 表了人类环境宣言，标志着第一次环境革命。2 0 世纪8 0 年代至9 0 年代初， 人们认识到，人类很可能在面临发展的物理极限( 如资源枯竭) 之前就会遇到社会 极限( 如社会制度、生产关系) ，因此，应从社会极限和物理极限两个方面全面地 考虑问题，从而产生了可持续发展的概念。1 9 8 7 年4 月伦布特兰代表联合国环 境与发展委员会发表了我们共同的未来研究报告，从而使可持续发展这一概 念成为一种崭新的战略，即“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的 能力构成危害的发展。”提出了可持续发展的公平性，持续性和共同性等三项原 则。1 9 9 2 年6 月联合国环境与发展大会通过的关于环境与发展的里约热内卢 宣言确认并体现了这一战略，而且上升为国家间的准则。 b 可持续发展战略的涵义 关于可持续发展的涵义，有几种不同的观点： 国际生态学联合会( i n t e c o l ) 和国际生物科学( r u b s ) 将可持续发展定义为： 保护和加强环境系统的生产和更新能力的发展。世界自然保护同盟o n c n ) 联合国 环境开发署( u n e p ) 和世界野生生物基金会( w w r ) 共同发表的保护地球一可持 续生存战略所给的定义是：“在生存不超出维持生态系统涵容能力的情况下， 改善人类的生活质量”。 我国学者刘培哲等人着重于从经济属性定义可持续发展，即：可持续发展是 能动地调控自然一社会一经济复合系统，使人类在不超越资源与环境承载力的条 件下，促使经济发展，保持自然资源永续，使人类社会稳定发展，生活质量稳定 提高。 综上所述，可持续发展应具备下述几种思想： a 可持续发展应当鼓励而不是否定经济增长，尤其是穷国的经济增长。人类 需要重新审视推动经济增长的模式，不仅重视增长数量，更要改善增长数量。例 如：实施清洁生产和文明消费等； b 可持续发展要以自然为基础，通过适当的经济、技术手段和政府干预加 滨海电厂温排水管理研究 强环境与资源管理，保护生物多样性和地球生态系统的完整性，使人类的发展 保持在地球承载的能力刊内，从而实现不损害或把损害降到最低限度的可持续 增长： c 贫困与不发达是造成环境问题的原因之一，而过度富裕也会造成资源浪 费。人类必须保证消除贫困，控制人口数量、改善消费观念，这样才能稳定地提 高人类的生活质量： d 可持续发展承认自然环境具有价值，应当把生产中自然环境的投入和服务 计入生产成本和产品价格之中，逐步完善国民经济的核算体系； e 可持续发展的实施必须强调“公众参与”、“综合决策 ，并制定和实施 相应的法律法规。提倡根据社会、经济、环境、资源的全面信息和本国环境的综 合要求制定政策并予以实旌。 ( 2 ) 环境管理的理论基础 环境管理学是管理科学与环境科学交叉渗透的产物，是研究有关环境管理的 理论和方法科学。而环境管理是政府机构的一项基本职能，是在环境保护工作实 践中对环境管理学基本理论方法的具体应用过程。因此，环境管理学的理论基础 也是环境管理的理论基础。 a 生态系统理论( 生态平衡理论) 自然界是由多种多样的结构复杂程度不同的、时空分布有差异的天然生态系 统和人工生态系统组成的。而生态系统是生态学研究的核心和对象。生态系统理 论主要包括：基本生态学规律：生态平衡理论：在生态平衡理论指导下的生态管 理目标，对策和人工生态系统规律及影响因素的研究。 基本生态规律主要有：生物与环境相互依存、协调发展进化规律；生态系统 结构与功能相互作用的规律：生态平衡规律；生态系统物质循环和能量交换规律 等。生态规律是一种客观规律。 生态平衡理论指生态系统中生态系统的结构和功能以及其能量流动和物质 循环能较长时间地保持一种相对稳定状况，在外来干扰下能通过自身的调节功能 恢复到正常状况，这种相对稳定的动态关系叫做生态平衡。它可分为自然生态平 衡和人工生态平衡，后者是在人类参与和作用下形成的生态平衡，人工参与一定 要非常慎重，以免打破生态平衡，造成生态破坏难以恢复。 滨海电j 一温排水管理研究 环境管理中应用生态理论去进行生态政策或对策的研究，涉及资源利用对生 态系统的影响，环境污染破坏对生态系统的影响和生态系统的规划，管理等方面。 b 经济系统理论( 价值规律) 可持续发展战略的涵义中包括了经济发展的内容，做好环境管理工作可以为 经济持续发展提供必要保证。因此，以经济系统理论为指导进行环境管理系统中 经济系统的研究，主要包括基本经济规律、经济目标和经济政策方面。 经济规律中最主要的是价值规律。随着人类活动带来的环境问题日益严重， 人类为治理环境污染和防治生态破坏所付出的代价越来越大，西方的一些学者开 始研究“环境价值及货币表示方式 ，并由此产生了“环境经济学”。人们认识 到环境是一种资源，资源有价值，因而它应满足价值规律，即环境具有价值。这 就要求环境管理部门运用经济规律和经济手段把生产中环境资源的投入和服务， 计入到生产成本和产品的价格之中。逐步修改和完善国民经济价格体系；实施必 要的激励机制，推动人们在利用环境资源时考虑其可持续利用问题：实施谁开发 谁保护，谁损害谁治理，受益、使用者付费与保护、建设者得利的原则，为确定 最佳的资源税率和最佳的环境补偿费率提供定量依据。 对于污染税收、补贴、自愿协商、排污权交易制度等经济手段方面的研究， “福利经济学之父 阿瑟塞西尔庇古和新制度经济学创始人罗纳德哈里科 斯做出了巨大的贡献。庇古是从经济学外部性的角度出发，提出了庇古手段，包 括税收、补贴、以及押金一退款制度等方面；科斯是从交易费用的角度出发，提 出了解决环境问题的科斯手段，包括自愿协商、排污权交易制度等方面。当前， 这两种手段己成为环境管理的主要经济手段，它的理论基础是庇古税收和科斯定 理。并且这两种方法当前已在国内外有了广泛的应用，取得了显著的效果。 经济目标主要指经济系统的发展目标，例如以最小代价从人类一环境系统中 获取最大效益。经济政策主要包括合理开发利用资源的经济政策，减少和控制污 染的经济政策等。在考虑到经济目标和政策的同时，我们还应考虑到环境保护的 问题，只有这样，我们的经济一环境系统才能得以可持续发展。 ( 3 ) 环境管理的哲学基础 现代西方哲学，曾把人统治自然的哲学思想作为其重要的组成部分。这一思 想发端于柏拉图，经过笛卡尔、培根的发展，到康德达到最终理论上的完成。康 滨海电温排水管理研究 德认为“人是自然界的最高立法者。 这种哲学思想强调人与自然的对立，并主 张在人与自然对立的基础上，通过改造自然，确立人对自然的统治地位，达到所 谓的自由王国，是人统治自然的哲学观。在这种思想的支配下，人们战天斗地， 无休止地向大自然索取资源、能量，同时向大自然排放废弃物。事实表明，上述 世界观是错误的。 1 0 0 多年前，马克思曾预言共产主义的人道主义的最高理想是人与自然的融 合。他在1 8 4 4 年经济学哲学手段中指出：“共产主义是完成了自然主 义的人道主义，也是完成了人道主义的自然主义。它是人和自然之间，人和人之 间的矛盾的真证解决。 实际上，世界是一个“自然一经济一社会复合生态 系统。人、社会、自然之间是相互联系、相互作用的有机统一体，人与自然之 间的相互联系、相互促进、相互协同要比它们之间的相互区别和对立、斗争更为 重要，因此，从人与自然相互作用的实在性去观察和理解世界，应有以下几点认 识： a 自然界对社会历史发展有着重大作用，自然因素参与了历史的创益。人类 虽然用自己的活动改变了自然界，但并不存在脱离自然的人； b 现在的世界是人与自然、社会与自然相互作用的世界。它不是两者的简单 相加，作为统一整体具有在它们相互关系中才产生的特征； c 人与自然的关系是以自然为基础，受自然关系的制约：另一方面又是通过 人类劳动，以开发和利用自然的形式来实现的，是一种辩证统一的关系。 上述人与自然互利合作，协同进化、和谐相处的哲学观点为可持续发展战略 和环境管理提供了哲学基础。 2 环境管理的基本方法 ( 1 ) 法律手段 依靠法律手段加强国家对环境保护的管理工作，是一种强制性措施，是国家 强制力的体现，包括立法和执法两个方面。前者把国家对环境保护的要求和做法， 全部以法律的形式固定下来，强制执行：后者是环境管理部门协助和配合司法部 门对违反环境法律的犯罪行为成严重污染和破坏环境的行为进行斗争或提起公 诉，直至追究法律责，也可根据有关环境法规对危害公民的健康、污染和破坏环 境的组织或个人直接给予各种形式的处罚，例如实行排污收费，超标处罚等制度。 滨海屯厂温摊水管理研究 甚至追究刑事责任等。 ( 2 ) 经济手段 经济手段是指运用价格、税收、补贴、押金、补偿费以及有关的金融手段， 引导和激励社会经济活动的主体主动采取有利于保护环境的措施。 在市场经济中，如果商品供不应求，价格就上涨：如果商品供过于求，价格 就会下跌。因此，价格是反映一个物品稀缺程度的信号。另一方面，在市场经济 中，虽然承认了环境和自然资源的价值，但价格难以表示时，可以运用一些经济 手段加以补救，以间接调整对环境与自然资源的利用。 同时，在市场经济中，价值规律仍起作用，这成为经济手段的理论基础之一。 所以，要积极建立相应的激励机制，以价格、税收、信贷、保险等经济杠杆，调 节生产者和消费者在资源的开发利用中保护环境，消除污染的行为，以限制损害 环境的社会经济活动，奖励积极消费治理污染，节约和合理利用资源的组织，促 进绿色产品和清洁生产技术的推广和应用。 ( 3 ) 行政干预方法 主要指国家级和地方级的政府机关，依据国家行政法规所赋予的组织指挥权 力，对环境和资源保护工作实施行政决策和管理。行政干预的方法大致有：根据 有关法规，按一定程序组织制定并报请政府审批国家和地方的环境保护政策、工 作计划和环境规划，使之具有行政法规效力：环境管理部门向同级政府机关报告 本地区的环境情况和工作，对贯彻国家的有关环境方针、政策提出具体意见与建 议，运用行政权力对某些区域采取特定措施，例如将青海省三江( 长江、黄河、 淮沧江) 源头地区划为自然保护区等；对某些污染严重的工业企业要求其限期治 理，实行重点监督管理，实施环境审计，有的要勒令其关闭、停业、合并、转产、 迁移；对易产生污染的工程设施和项目，采批建议项目的环境影响评价书，审批 新、扩、改建项目的“三同时”设计方案等行政制约的办法。 ( 4 ) 技术手段 作为环境管理基础的许多环境政策、法律、法规的制定以及它们的实施都涉 及到很多科学技术问题：运用安全可靠的科学技术手段，实现环境管理的科学化； 组织开展环境影响评价工作和编撰环境质量报告；总结推广防治污染的先进的科 学的经验；开展国际间环境科学和防治污染技术的广泛交流合作活动；注意吸取 滨海电厂温排水管理研究 其它学科的新理沦、新技术，制定环境质量标准，制定环境技术政策等等，都需 要从人文科学和全局视角( 包括伦理学、经济学。 滨海电厂温t 4 水管理研究 3 温排水管理问题 从国内外温排水对海洋环境已有的研究成果，我们可以看出，温排水对海洋 环境的影响是不容忽视的。特别是我国海岸线绵长，在低纬度地区，海水水温长 期较高，温排水对环境的影响更加严重。在长江中下游、及沿海发达城市，更有 多个电厂同时排放产生温排水对环境的叠加效应。因此，研究和制定适应火、核 电厂温排放的水温控制和规定，完善我国的温排水管理体系已是当