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1對生命本質的不斷探索與生命的信息定義
生命究竟是什么?這是一個很難下定義的概念。高中生物教材在緒論中借助于形形的生命形式列出了生命的六大基本特征,包括新陳代謝、生物體特有的組成與結構、應激性、生長發(fā)育與生殖、遺傳變異與進化、生物對環(huán)境的適應性等。這種對生命的描述性定義雖然容易理解,但是并不能真正體現(xiàn)出生命的最本質屬性。長期以來,許多哲學家、生命科學研究者都試圖給生命下一個更能反映其本質屬性的抽象性定義,當今許多生物哲學家都把生命本質問題作為其著述立說的主要論題之一。作為高中生物教師更應當對生命的本質定義有所了解和認識。
近年來有人從信息論角度對生命進行了剖析,認為生命的本質在于生長和繁殖過程中信息的傳遞作用。該定義強調兩點:①強調生命的本質在于它是一個信息系統(tǒng),是一個能夠通過自我復制與自我繁殖不斷地傳遞信息的系統(tǒng);②強調生命的出發(fā)點不是個體,而是群體,生物群體具有無限度地不斷適應新環(huán)境的特征。該定義啟示我們,任何生命機體之所以表現(xiàn)出生命,其根源在于其系統(tǒng)中信息的不斷傳遞和系統(tǒng)與環(huán)境之間的信息交流。事實上,大量證據(jù)表明生命過程本質上就是信息傳遞過程。
2生命機體是一個復雜的信息網(wǎng)絡系統(tǒng)
隨著分子生物學的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)在生物機體內部,細胞與細胞之間、細胞內部各大分子之間普遍存在著信息流動,這種信息流動與環(huán)境的信息流動相互協(xié)調,從而構成了機體內環(huán)境的動態(tài)平衡――穩(wěn)態(tài)的形成。高等動物尤其是人類機體內的信息網(wǎng)絡系統(tǒng)主要是由神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)構成,其信息傳遞過程大致如下所示。
首先是細胞外的信息分子,包括神經(jīng)遞質、激素、細胞調節(jié)因子等,它們構成了第一信使,作用于細胞之間,傳遞各種信息,調節(jié)著機體發(fā)生、發(fā)展、生存和死亡;其次是受體系統(tǒng),細胞接受信息具有選擇性及特異性,其關鍵在于細胞膜上與信息分子特異性結合的蛋白質,即受體;第三是第二信使,當?shù)谝恍攀古c其相應受體結合之后,在細胞膜上各種酶的作用下產(chǎn)生出許多有活性的小分子化合物,如c―AMP、c―GMP、Ca2+、NO等,它們構成了專門在細胞內起調節(jié)作用的第二信使;接著第二信使將信息繼續(xù)輸送,逐級放大,引發(fā)一系列特異性反應,在細胞內激活一系列特異性激酶,每一個激酶又有多種底物,由此引發(fā)出千變萬化的生理效應。這些信號在傳遞過程中出現(xiàn)的信息量多少以及信息傳遞通道是否暢通等等,都直接影響調控的正常或失常,并與各種疾病的產(chǎn)生直接相關。
從信息角度看生物進化,進化實質就是生物遺傳信息在一代又一代的傳遞過程中所產(chǎn)生的變化。它同時體現(xiàn)出環(huán)境信息對于生物遺傳信息的選擇與協(xié)調。由于人們認識到生物繁殖的基本單位是種群而不是個體,因此從宏觀上看,物種的信息流以群體的形式向下傳遞,而生物群體具有不斷適應新環(huán)境的能力,于是,種群的遺傳信息就以基因庫的形式存在并傳遞下去。
綜上所述,不僅生命機體本身是一個復雜的信息網(wǎng)絡,生命系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)之間也構成復雜的信息網(wǎng)絡。上述事實充分證明,生命的信息定義中所強調的生命本質屬性有助于我們從信息角度深刻認識生命。
3生命的信息定義對高中生物教學的啟示
1 有機食品及相關概念
1.1 有機食品
1.1.1 有機食品的概念
有機食品是指來自于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,根據(jù)國際有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求和相應的標準,在原料生產(chǎn)和產(chǎn)品加工過程中不使用農(nóng)藥、化肥、生長激素、化學添加劑、化學色素和防腐劑等化學物質,不使用基因工程技術,并通過獨立的有機食品認證機構認證并使用有機食品標志的農(nóng)產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品,稱為有機食品。
有機食品這個名詞是從英文直譯過來的,這里所說的“有機”不是化學上的概念,而是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系上的一個概念,就是指來自于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。有機食品在不同的國家不同的語言中有不同的叫法。有叫生態(tài)食品的,如西班牙、丹麥、德國。有叫生物食品的,如葡萄牙、荷蘭、意大利、法國。但是,最常見的還是叫有機食品。
根據(jù)有機食品的定義,一種食品要成為有機食品,必須滿足以下條件:(1)食品的原料必須是來自于已經(jīng)建立或正在建立的有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,或者是采用有機方式采集的野生天然產(chǎn)品;(2)在整個生產(chǎn)過程中必須嚴格遵循有機食品的加工、包裝、儲藏、運輸?shù)臉藴屎鸵?(3)在生產(chǎn)和流通過程中必須有完整的質量控制體系和跟蹤審查體系,并有完整的生產(chǎn)和銷售記錄及檔案;(4)在整個生產(chǎn)過程中盡最大可能減小對環(huán)境的污染和生態(tài)破壞的影響;(5)必須通過獨立的經(jīng)認可的有機食品認證機構的認證。
1.1.2 有機食品認證
有機食品認證指的是為促進食品安全,保障人體健康,防止農(nóng)藥、化肥等化學物質對環(huán)境的污染和破壞,由通過資格認可的有機食品認證機構依據(jù)有機食品認證標準、國際有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求和技術規(guī)范,對申請的農(nóng)產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品實施規(guī)定程序的系統(tǒng)評估,并頒發(fā)證書、批準使用標志的,稱為有機食品認證。認證以規(guī)范化的檢查為基礎,包括實地檢查、質量保證體系的實施和最終產(chǎn)品的檢測。
1.2 有機產(chǎn)品
有機產(chǎn)品是指按照有機認證標準生產(chǎn)、加工或處理的并獲得認證的有機食品和其他各類產(chǎn)品,包括了有機紡織品、皮革、化妝品、林產(chǎn)品、家具以及生物農(nóng)藥、肥料等有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,稱為有機產(chǎn)品。有機產(chǎn)品的內涵比有機食品更為寬泛。
有機產(chǎn)品認證標準是指為保護人體健康,保護資源和環(huán)境,維護生態(tài)平衡,而對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)方式、其產(chǎn)品的加工方法、其產(chǎn)品的貿(mào)易行為以及其他需要,所制訂的認證標準總稱。
有機產(chǎn)品認證標準是評價產(chǎn)品質量優(yōu)劣程度和加工企業(yè)、貿(mào)易企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營行為好壞程度的尺度,是國家發(fā)展有機產(chǎn)品政策的具體體現(xiàn),是強化有機產(chǎn)品管理的基本保證。有機產(chǎn)品認證標準在推動有機食品發(fā)展工作中具有十分重要的作用,它是執(zhí)行有機食品管理法規(guī)的基本手段;是規(guī)范有機食品生產(chǎn)、經(jīng)營和認證活動的基本依據(jù);是強化有機食品管理的技術基礎;是推動有機食品發(fā)展的動力。
? 1.3 有機農(nóng)業(yè)
有機農(nóng)業(yè)的概念起始于20世紀的二三十年代,最先由德國和瑞士提出,其起因是人類進入20世紀以來,隨著新的知識、新的技術的發(fā)展和工業(yè)化程度的提高,特別是化學工業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受到了極大的沖擊,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的革命使農(nóng)業(yè)在一定意義上已經(jīng)改變了其原有的特性,這種改變現(xiàn)在看具有兩重性:(1)促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn),提高了產(chǎn)量,緩解了世界人口高速增長對食品的需求,因而具有積極性;(2)給生態(tài)環(huán)境等帶來許多不利的影響,因而又具有破壞性。因此,人們尋求可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)體系。與此同時,國外一些對環(huán)境和生態(tài)十分關注的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者,也創(chuàng)立和發(fā)展了對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有持續(xù)合理作用的有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。1924年德國和奧地利出現(xiàn)了具有有機農(nóng)業(yè)性質的“生物動力農(nóng)場”;20世紀四五十年代在瑞士和德國創(chuàng)立了以減少農(nóng)場對外界的依賴性來保證其生存能力為目的的“生物有機農(nóng)業(yè)協(xié)會”,并隨后發(fā)展成為德國現(xiàn)在最大的有機農(nóng)業(yè)協(xié)會;1945年美國有機農(nóng)業(yè)的創(chuàng)始人Rodale在美國創(chuàng)辦了第一個“有機農(nóng)場”。隨著有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展和一些國際標準和國家標準的建立,到了20世紀80年代之后有機農(nóng)業(yè)的概念被廣泛接受。
有機農(nóng)業(yè)在國外也有叫“生態(tài)農(nóng)業(yè)”、“生物農(nóng)業(yè)”的,其意思基本相同。但是,有機農(nóng)業(yè)確切的定義目前還很難統(tǒng)一。事實上,要給有機農(nóng)業(yè)精確地下定義是相當困難的,客觀上存在著對有機農(nóng)業(yè)所指的可持續(xù)生產(chǎn)方式在內涵上不甚明確和容易引起歧義等問題。這是因為,一則從普遍意義上講,任何一種行為方式,都不可能永遠持續(xù)不斷地進行下去,在一個有限的世界里它總會受到這樣或那樣的限制,每當人類面臨著這一時刻,總會意識到該有新的行為方式的誕生,并通過科學的進步和技術的創(chuàng)新來實現(xiàn);二則這里所講的可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,通常只是在人類現(xiàn)有認識水平上的可預見的持續(xù),但現(xiàn)實世界里還有許多不確定和尚未人知的東西。因此,對有機農(nóng)業(yè)的定義不應拘泥于當前的理解,而應定義出一個范圍,在這個范圍內可以有較大的靈活性。下面是幾個關于有機農(nóng)業(yè)的定義:
歐洲定義的有機農(nóng)業(yè):是指一種通過使用有機肥料和適當?shù)母骱宛B(yǎng)殖措施,以達到提高土壤的長效肥力的系數(shù),在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然可以使用有限的礦物物質,但不允許使用化學肥料,通過自然的方法而不是通過化學物質控制雜草和病蟲害,不允許使用基因工程技術。
美國定義的有機農(nóng)業(yè):是指一種完全不用或基本不用人工合成的肥料、農(nóng)藥、生長調節(jié)劑和畜禽飼料添加劑的生產(chǎn)體系。在這一體系中,盡可能地在最大的可行范圍內采用作物輪作、作物秸稈、畜禽糞肥、豆科作物、綠肥、農(nóng)場以外的有機廢棄物和生物防治病蟲害的方法來保持土壤生產(chǎn)力和耕作,供給作物營養(yǎng)并防治病蟲害和雜草的一種農(nóng)業(yè)。盡管該定義還不夠全面,但還是描述了有機農(nóng)業(yè)的主要特征。
國際有機農(nóng)業(yè)運動聯(lián)合會定義的有機農(nóng)業(yè):所有能夠有利于促進環(huán)境、社會和經(jīng)濟的糧食纖維生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)利用當?shù)氐耐寥婪柿ψ鳛槌晒ιa(chǎn)的關鍵。有機農(nóng)業(yè)旨在保護利用植物、動物和景觀的自然能力,使農(nóng)業(yè)和環(huán)境質量在各方面都達到最佳水平。有機農(nóng)業(yè)通過限制施用化學合成的肥料、農(nóng)藥和藥物,大大減少了外部投入。有機農(nóng)業(yè)利用強有力的自然規(guī)律來提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和增強抗病能力。有機農(nóng)業(yè)堅持遵循世界公認的原則,在當?shù)氐纳鐣?jīng)濟、地理氣候和
文化環(huán)境中加以實施。因此,強調并支持發(fā)展地方性的和地區(qū)性的自給體系。 中國國家環(huán)境保護總局有機食品發(fā)展中心定義的有機農(nóng)業(yè):是指遵照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標準,在生產(chǎn)中不采用基因工程獲得的生物及其產(chǎn)物,不使用化學合成的農(nóng)藥、化肥、生長調節(jié)劑、飼料添加劑等物質,而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學原理,協(xié)調種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡,采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術,維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。這些技術包括選用抗性作物品種、建立包括豆科植物在內的作物輪作體系、秸稈還田、施用綠肥和動物糞便等措施培肥,保持土壤養(yǎng)分循環(huán);采取物理的和生物的措施防治病蟲草害;采用合理的耕作方式保護環(huán)境、防止水土流失,保持生產(chǎn)體系及周圍環(huán)境的生物多樣性等。
應該說,中國的定義還是比較清楚的,理解上也不會太困難,這是他們通過多年來對我國有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的檢查和認證的不斷總結,加上與國外同行的廣泛交流所得出的認識。歸納一下,什么是有機農(nóng)業(yè)?即有機農(nóng)業(yè)是指一種按照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標準,在生產(chǎn)中完全不使用化學合成的肥料、農(nóng)藥、生長調節(jié)劑、畜禽飼料添加劑等物質,也不使用基因工程生物及其產(chǎn)物的生產(chǎn)體系。在這個體系中,作物秸稈、畜禽糞便、豆科作物、綠肥和有機廢棄物是土壤肥力的主要來源,作物輪作以及各種物理、生物和生態(tài)措施是控制雜草和病蟲害的主要手段。充分提高系統(tǒng)中包括土壤微生物、植物和動物在內的生物循環(huán)和物質循環(huán),保持和提高土壤的長效肥力。充分考慮畜禽在自然環(huán)境中的所有生活需求和條件,協(xié)調作物生產(chǎn)和畜牧業(yè)的平衡。保持生產(chǎn)體系和周圍環(huán)境的生物多樣性,包括保護動植物和野生動物的棲息地。這樣一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式稱為有機農(nóng)業(yè)。
有機農(nóng)業(yè)實質上是一種以農(nóng)村社會經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展為原則,以農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)為指導,遵循自然規(guī)律和生態(tài)學原理而采取的可持續(xù)發(fā)展型農(nóng)業(yè)。在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中,人類、土地、動植物是一個有機結合的多元整體,人類的健康與系統(tǒng)中各個組成部分息息相關。因此,有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應當遵循以下基本原則:(1)遵循自然規(guī)律和生態(tài)學原理;(2)循環(huán)利用有機生產(chǎn)體系內的物質;(3)依靠體系自身力量保持土壤肥力;(4)保護生態(tài)環(huán)境,多樣性種植和養(yǎng)殖;(5)根據(jù)土地的承載能力飼養(yǎng)畜禽;(6)充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自然調節(jié)機制。
[關鍵詞] 生物標志物 環(huán)境監(jiān)測
對環(huán)境污染的檢測,用化學分析的方法,往往很難評估其潛在毒性,在毒理學領域, 傳統(tǒng)的測試方法主要集中與污染物對指示生物的急性毒性,致死或半致死效應的分析等,雖然這些數(shù)據(jù)對預測污染物的致死濃度是不可或缺的。但是,污染物的急性效應,其發(fā)生的預測率遠遠不亞于致死效應。為了評估污染物的潛在毒性,探索反應低濃度對生物早期影響的參數(shù),就需要發(fā)展生物亞致死效應的生物標志物來更準確地評估和預測污染物對生物的危害情況,所以生物標志物是目前毒理學領域研究的重點,被稱為環(huán)境醫(yī)學發(fā)展到分子水平的重要里程碑,他的研究在分子流行性病學,分子毒理學;勞動衛(wèi)生學,環(huán)境醫(yī)學等諸多領域都具有非常重要的地位。
1.生物測試的定義和基本類型
生物測試指系統(tǒng)地利用生物的反應測定一種或多種污染物或環(huán)境要素單獨或聯(lián)合存在時,所導致的影響或危害。基本類型:短期生物測試、中期生物測試、長期生物測試。
2.受試生物的選擇條件
對試驗毒物或因子具有敏感性;地理分布廣泛,數(shù)量多,易獲得;具有重大生態(tài)學價值;易于培養(yǎng)和繁殖;生物學背景資料豐富,已被清楚了解;對試驗毒物或因子的反應能被測定,并有標準測定方法或技術;具有重要經(jīng)濟價值和旅游價值并考慮與人類食物鏈的聯(lián)系;考慮受試生物的個體大小和生活史長短;考慮是否曾經(jīng)受污染;等。(選其中幾個)
3.半數(shù)致死劑量、蓄積系數(shù)、最大無作用劑量和最小有作用劑量。
半數(shù)致死劑量:LC50,能引起一群動物的50%死亡的最低劑量。蓄積系數(shù):分次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)某種毒效應的總劑量(ΣLD50(n))與一次給受試物后引起50%受試動物出現(xiàn)同一效應的劑量(LD50(1))的比值,即蓄積系數(shù)K=ΣLD50(n)/ LD50(1)
最大無作用劑量:化學物在一定時間內,按一定方式與機體接觸,按一定檢測方法或觀察指標,不能觀察到任何損害作用的最高劑量。最小有作用劑量:能使機體發(fā)生某種異常變化所需的最小劑量(即,能使機體開始出現(xiàn)某種毒性反應的最低劑量)。
4.急性毒性試驗和慢性毒性試驗的一般程序。
急性':選擇受試生物;預試驗及確定劑量組;染毒方式;觀察指標;確定LD50;試驗結果評價。慢性':選定試驗動物并分組;確定染毒劑量和實驗期限;選定染毒途徑;觀察指標;試驗評價。
5.致突變、致畸效應和致癌效應的基本概念。
致突變:某些物質引起生物體的遺傳物質發(fā)生基因結構改變的作用。
致畸效應:致畸物通過母體作用于胚胎而引起胎兒畸形的現(xiàn)象。
致癌效應:環(huán)境中的物理、化學、生物等因素作用于生物體引起生物體發(fā)生腫瘤的作用。
6.致畸物的致畸作用毒理學特點
毒理學特點:胚胎與致畸物發(fā)生接觸時,可因胚胎所處的發(fā)育階段不同而呈現(xiàn)不同敏感性;種屬差異在致畸作用中較為明顯,不同種系的動物呈現(xiàn)不同的敏感性。
意義:同種動物重復試驗和多種動物實驗結果的一致性才可對受試物的致畸作用有助于作出比較可靠的結論;由于動物的種系間存在差異,不能根據(jù)一種動物的致畸性而簡單推論對人類一定具有致畸作用。
7.微宇宙的基本概念。
微宇宙:是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分,包含生物和非生物的組成及其過程,能提供自然生態(tài)系統(tǒng)的群落結構和功能。
8.生物檢測與化學測試相比優(yōu)點與不足
優(yōu)點:能直接反映出環(huán)境質量對生態(tài)系統(tǒng)的影響;能綜合反映環(huán)境質量狀況;具有連續(xù)監(jiān)測的功能;監(jiān)測靈敏度高;價格低廉,不需購置昂貴的精密儀器;不需要繁瑣的儀器保養(yǎng)及維修等工作;可以在大面積或較長距離內密集布點,甚至在邊遠地區(qū)也能布點進行監(jiān)測。
不足:不能像理化監(jiān)測儀器那樣迅速作出反應;不能像一起那樣能精確地監(jiān)測出環(huán)境中某些污染物的含量,生物監(jiān)測通常只是反映各監(jiān)測點的相對污染或變化水平。
生物監(jiān)測:利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化的反應闡明環(huán)境污染狀況,從生物學角度為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。
9.大氣污染的生物檢測方法
指示植物;現(xiàn)場調查法;植物群落監(jiān)測法;現(xiàn)場盆栽定點監(jiān)測法;地衣、苔蘚監(jiān)測法;微核技術的應用;污染量指數(shù)法;大氣污染的綜合生態(tài)指標。
10.水污染的生物監(jiān)測方法
細菌學監(jiān)測(通常以大腸菌群為指標);浮游生物檢驗法;底棲大型無脊椎動物監(jiān)測法;微型生物群落監(jiān)測法。
11.水環(huán)境的生物學評價
水體受到污染后,對生存于其中的生物產(chǎn)生影響,生物也對此做出不同的反應和變化,其反應和變化是水環(huán)境評價的良好指標,這是水環(huán)境質量的生物學評價的基本依據(jù)和原理。
主要的評價方法有:一般描述對比法;指示生物法;污染生物系統(tǒng);生物指數(shù);種的多樣性指數(shù);生產(chǎn)力分析;殘留量指數(shù)和富集系數(shù)。
12.化學品生態(tài)風險評價的定義、基本內容和評價程序
定義:確定環(huán)境中的化學品對非人群生態(tài)系統(tǒng)不利影響的概率和大小,以及這些風險可接受程度的過程。
基本內容:暴露評價、受體分析、危害評價、風險表征。
評價程序:危害識別、暴露―反應估算、暴露評價、風險表征。
13.生物標志物的定義、種類以及在監(jiān)測中的作用
定義:亞個體和個體水平上既可以測定污染物暴露水平,也可以測定污染物效應的生理和生化指標。
種類:暴露生物標志物,效應生物標志物。
作用:能在最早期階段發(fā)現(xiàn)污染物的危害,起到預警系統(tǒng)的作用;預測污染物對另一個物種的影響更加準確和精確,可用低等物種來預測高等物種;可以反映特定環(huán)境中的生物體在生理上是否正常,起到環(huán)境診斷的作用;反應一般較為快速,通常在48h可表現(xiàn)出來。
14.環(huán)境質量和生態(tài)環(huán)境質量以及它們的基本內涵。
環(huán)境質量:在一個具體的環(huán)境內,環(huán)境的總體或環(huán)境的基本要素對人群的生存和繁衍及社會經(jīng)濟發(fā)展的適宜程度,是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境的性質及數(shù)量進行評定的一種概念。
基本內涵:環(huán)境質量指自然環(huán)境質量和社會環(huán)境質量兩個方面,包括物理的、化學的和生物的質量,又可具體劃分為大氣環(huán)境質量、水環(huán)境質量、土壤環(huán)境質量、生物環(huán)境質量等。
生態(tài)環(huán)境質量:除人口種群以外的生態(tài)系統(tǒng)中不同層次的生物組成的生命系統(tǒng)在人為作用下所發(fā)生的好與壞的變化程度或總變化狀態(tài)。
基本內涵:生態(tài)環(huán)境質量是從生態(tài)系統(tǒng)的層次上,研究系統(tǒng)各組分,特別是有生命組分的質量變化規(guī)律和相互關系,以及人為作用下結構和功能的變化情況,從而評定其環(huán)境質量的優(yōu)劣,其綜合性很強。
總之,傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測主要通過化學分析了解環(huán)境污染物的濃度,難以顯示污染物的毒性效應,因而難以反映其環(huán)境風險。生物監(jiān)測方法與其相比,生物和生化效應可將目標化合物的生物利用度與其在靶器官的濃度和內在毒性相聯(lián)合,能直接反映污染物對生物及人類的影響。隨著社會的不斷進步,環(huán)境監(jiān)測貫穿于整個環(huán)境評價中,是環(huán)境影響評價的技術基礎,同時也具有較強的監(jiān)督功能,只有認識到環(huán)境監(jiān)測的重要性,切實做好環(huán)境保護這一主題,真正體現(xiàn)環(huán)境影響評價的重要意義。
關鍵詞:環(huán)境 生態(tài) 監(jiān)測 技術
目前,環(huán)境科學正在迅速發(fā)展,人們對環(huán)境問題的認識也不斷深入,環(huán)境問題已不再僅僅是排放污染物所引起的人類健康問題,而且包括自然環(huán)境的保護和生態(tài)平衡,以及維持人類繁衍、發(fā)展的資源問題。
1.生態(tài)質量與生態(tài)監(jiān)測
環(huán)境質量是指環(huán)境素質的優(yōu)劣程度而言,優(yōu)劣是質的概念,程度則是量的表征。具體地說,環(huán)境質量是指在一個具體的環(huán)境內,環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素對人群的生存和繁衍及社會經(jīng)濟發(fā)展的適宜程度,是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境的性質及數(shù)量進行評定的一種概念。生態(tài)質量是環(huán)境質量劃分中的一種,目前,在關于“生態(tài)質量評價”、“生態(tài)質量分析”方面的文章中,都很少涉及生態(tài)質量的概念問題。有些文章也僅是以一些簡單的理化統(tǒng)計指標、多樣性指數(shù)和指示生物等指標來分析和判定生態(tài)質量,顯然這是不夠的。究其原因,主要是生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和動態(tài)性增加了對其分析、評價的難度。所以,生態(tài)質量目前尚無統(tǒng)一的明確的定義。在實際運用中,有的將生物環(huán)境質量視為生態(tài)質量的同義語,將前者定義為“生物群落的組成結構、功能和質量”,這與生態(tài)質量的定義在本質上是相同的,并運用生態(tài)系統(tǒng)的彈性、適應性、物種多樣性、棲息地容量、種群密度、食物網(wǎng)等生態(tài)指標來進行環(huán)境影響的評價;而與之相反的情況也存在,如有的將污染物和農(nóng)藥在生物體內的殘留量,某些重金屬等有毒物質在農(nóng)產(chǎn)品中的容許含量等方面的內容也稱之為生態(tài)質量。
嚴格說來,生物環(huán)境質量與生態(tài)質量是有區(qū)別的,通常前者多指由于環(huán)境因素的改變(自然的或人為的)而使生物的諸多指標發(fā)生異常變化而言。就環(huán)境質量變化來說,生態(tài)要比生物環(huán)境具有更廣泛的內涵。生態(tài)系統(tǒng)是由多種生物構成的,但生態(tài)系統(tǒng)與生物卻有著質的差別。如同群落與種群、種群與個體的區(qū)別一樣,層次的變化已使事物發(fā)生了質的飛躍。從前面的分析可以看出,生態(tài)質量是以生態(tài)學理論為基礎,從生態(tài)系統(tǒng)的層次上,研究系統(tǒng)各組分,特別是有生命組分的質量變化規(guī)律和相互關系,以及人為作用下結構和功能的變化情況,從而評價其環(huán)境質量的優(yōu)劣。因此,生態(tài)質量及其評價的綜合性很強。
生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測。其觀點是:生態(tài)監(jiān)測就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變化及人為變化所做出的反應,是對各類生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的時空格局的度量,包括生物監(jiān)測和地球物理化學監(jiān)測兩方面的內容。
生態(tài)監(jiān)測是比生物監(jiān)測更復雜、更綜合的一種監(jiān)測技術。持這種觀點的人認為:從學科上看,生態(tài)監(jiān)測屬于生物監(jiān)測的一部分,但它涉及的范圍遠比生物學廣泛、綜合,能夠系統(tǒng)地收集大范圍的生命支持能力的地球資源信息,因此可把生態(tài)監(jiān)測獨立于生物監(jiān)測之外。
生物監(jiān)測包括著生態(tài)監(jiān)測。持這種觀點者的理由是,生物監(jiān)測就是系統(tǒng)地利用生物反應以評價環(huán)境的變化,并把它的信息應用于環(huán)境質量控制的程序中去。從生物學組建水平觀點出發(fā),各級水平上都可以有反應,但生態(tài)監(jiān)測重點是放在生態(tài)系統(tǒng)的生物反應上。
實際上,無論是生物監(jiān)測還是生態(tài)監(jiān)測,都是利用生命系統(tǒng)各層次對自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應來判定環(huán)境質量,都是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互關系,這無疑又都屬于生態(tài)學研究范疇。從這種意義上說,凡是利用生命系統(tǒng)(無論哪一層次)為主進行環(huán)境監(jiān)測的方法和手段都可稱為生態(tài)監(jiān)測。就是被視為生物監(jiān)測開創(chuàng)者的科爾克威茨和馬森也不主張簡單地使用他們的生物表,強調不要根據(jù)某種生物,而應該根據(jù)其生物群落來評價環(huán)境。目前人們所說的生物監(jiān)測,實際上大多都是生態(tài)監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測包含了上述兩者。
根據(jù)上面的分析,生態(tài)監(jiān)測概念較合理的描述是:運用各種技術測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為作用的反應或反饋效應的綜合表征來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其規(guī)律,為環(huán)境質量的評估、調控和環(huán)境管理提供重要科學依據(jù)的科學活動過程。形象些說,生態(tài)監(jiān)測就是利用生命系統(tǒng)及其相互關系的變化反應用儀器來監(jiān)測環(huán)境質量狀況及其變化的科學活動過程。
換言之,生態(tài)監(jiān)測是運用可比的方法,在時間或空間上對特定區(qū)域范圍內生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)組合體的類型、結構和功能及其組成要素等進行系統(tǒng)地測定和觀察的過程,監(jiān)測的結果則用于評價和預測人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響,為合理利用資源、改善生態(tài)環(huán)境和自然保護提供決策依據(jù)。
2.生態(tài)監(jiān)測技術類型與空間尺度
生態(tài)監(jiān)測的范圍是很廣的,但根據(jù)生態(tài)監(jiān)測的對象和內容,可把生態(tài)監(jiān)測概括地分為兩類,即宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測,這也是生態(tài)監(jiān)測兩個基本的空間尺度。
2.1宏觀生態(tài)監(jiān)測
宏觀生態(tài)監(jiān)測的對象是區(qū)域范圍內各類生態(tài)系統(tǒng)的組合方式、鑲嵌特征、動態(tài)變化和空間分布格局等及其在人類活動影響下的變化。宏觀生態(tài)監(jiān)測以原有的自然本底圖和專業(yè)圖件為基礎,主要依賴于遙感技術和生態(tài)圖技術。監(jiān)測所得的幾何信息多以圖件的方式輸出。
主要內容是監(jiān)測區(qū)域范圍內具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布及面積的動態(tài)變化,例如熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)、沙漠化生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等等,這類生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱,極易受到人類活動的影響而發(fā)生變化。因此,宏觀生態(tài)監(jiān)測的地域等級至少應在區(qū)域生態(tài)范圍之內,最大可擴展到全球一級。宏觀生態(tài)監(jiān)測最有效的方法是應用遙感技術,建立地理信息系統(tǒng)。當然區(qū)域生態(tài)調査與生態(tài)統(tǒng)計也是宏觀生態(tài)監(jiān)測的一種手段。
2.2微觀生態(tài)監(jiān)測
微觀生態(tài)監(jiān)測是指對一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)內各生態(tài)因子進行的物理和化學的監(jiān)測。微觀生態(tài)監(jiān)測的對象是某一特定生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)聚合體的結構和功能特征及其在人類活動影響下的變化。微觀生態(tài)監(jiān)測以物理、化學或生物學的方法對生態(tài)系統(tǒng)各個組分提取屬性信息。因此,微觀生態(tài)監(jiān)測要以大量的生態(tài)監(jiān)測站為工作基礎,每個監(jiān)測站的地域等級最大可包括由幾個生態(tài)系統(tǒng)組成的景觀生態(tài)區(qū),最小也應代表單一的生態(tài)類型。生態(tài)監(jiān)測站的建立與選擇一定要有代表性,可按生態(tài)監(jiān)測計劃的大小,將不同的監(jiān)測站分布于整個區(qū)域甚至全球系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測的具體內容,可將微觀生態(tài)監(jiān)測分為干擾性監(jiān)測、污染性監(jiān)測和治理性監(jiān)測。
一個完整的生態(tài)監(jiān)測計劃必須把各個空間尺度的監(jiān)測結合起來,才能全面而又清楚地了解生態(tài)系統(tǒng)在人類活動影響下的綜合變化。宏觀監(jiān)測必須以微觀監(jiān)測為基礎,微觀監(jiān)測也必須以宏觀監(jiān)測為主導,二者只能相互補充,不能相互代替。宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測既相互獨立,又相互補充,一個完整的生態(tài)監(jiān)測計劃必須包括宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測兩種尺度。由多個微觀監(jiān)測點再配合以宏觀監(jiān)測便可形成生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)。
參考文獻
[1]吳邦燦、環(huán)境監(jiān)測管理、北京,中國環(huán)境科學出版社,1997
關鍵詞:現(xiàn)代林業(yè);發(fā)展重要性;防控措施
1 現(xiàn)代林業(yè)的概念
較早出現(xiàn)在國內的現(xiàn)代林業(yè)其定義大致為:在現(xiàn)代科學認識的基礎上,運用現(xiàn)代技術裝備以及現(xiàn)代工藝方法進行武裝和生產(chǎn),運用現(xiàn)代先進且科學的管理方法,實行林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)過一段時間的發(fā)展,對現(xiàn)代林業(yè)的定義完善如下:現(xiàn)代林業(yè)是充分利用現(xiàn)代科學技術與手段,通過全社會的共同參與一起保護和培育森林資源,使森林的多種功能以及多種價值均得以發(fā)揮,以滿足人類日益增長的生態(tài)、經(jīng)濟以及社會需要的林業(yè)。對比2種定義可以發(fā)現(xiàn),后者具有較強的可操作性與可實踐性,其定義的實質內容也在可持續(xù)發(fā)展林業(yè)的范圍之中。
2 現(xiàn)代林業(yè)的內涵
根據(jù)現(xiàn)代林業(yè)的定義,可以從以下幾個方面全面理解現(xiàn)代林業(yè):①現(xiàn)代林業(yè)的經(jīng)營對象為整個森林生態(tài)系統(tǒng)②和諧的處理好人與環(huán)境之間的關系,達到“人地共榮”的最終目標。因此,在理解現(xiàn)代園林的內涵過程中,應以和諧為指導、應用現(xiàn)代技術手段,通過協(xié)調人與人之間的社會關系以及人與生態(tài)環(huán)境之間的關系,從而實現(xiàn)人與自然的和諧共榮。
3 現(xiàn)代林業(yè)的實施對象
現(xiàn)代林業(yè)的實施對象為整個森林生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng),其機構特征是最完善的。如果將森林生態(tài)系統(tǒng)作為經(jīng)營對象,必須尊重生態(tài)系統(tǒng)的自然規(guī)律,人類的經(jīng)營活動不應超出森林調節(jié)能力的最大值,以免造成生態(tài)失衡。根據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)的自然規(guī)律開展相應的森林經(jīng)營活動,通過一切可能的措施增加林地養(yǎng)分的補充,從而促進林業(yè)系統(tǒng)有序化運行。
4 現(xiàn)代林業(yè)的實施原則
隨著社會的發(fā)展,人口的迅速增加直接導致人口壓力過大,各種礦物燃料的日趨枯竭以及全球環(huán)境的不斷惡化,在這種情況下,現(xiàn)代林業(yè)的實施原則應堅持①開發(fā)短期豐產(chǎn)林②為解決燃料的短缺情況,可加大營造高產(chǎn)能源林,以達到以綠色能源代替礦物能源,最終達到區(qū)域社會“可持續(xù)發(fā)展”。
隨著經(jīng)濟及社會的發(fā)展,阻礙現(xiàn)代林業(yè)實施各種困難層出不窮,筆者根據(jù)石嘴山當?shù)亓謽I(yè)中“蟲害”這一現(xiàn)象,突出說明實施現(xiàn)代林業(yè)的重要性。
石嘴山市地處寧夏北部,其大陸性氣候特征很明顯,給城市綠化提供了優(yōu)越的自然條件。近年來,隨著城市建設步伐的不斷加快,生態(tài)環(huán)境的不斷改善,石嘴山市林木覆蓋率達到36%。但是在林業(yè)發(fā)展過程中隨之而出的不良現(xiàn)象也層出不窮,“蟲害”就是妨礙林業(yè)健康發(fā)展的重要威脅之一,現(xiàn)根據(jù)筆者多年來的林業(yè)工作,將“蟲害”引發(fā)的原因以及制定的相關防控對策,報道如下:
5 “蟲害”引發(fā)的原因
隨著我市創(chuàng)建“國家森林城市”活動的深入開展,林業(yè)生態(tài)建設快速發(fā)展,森林資源和造林面積逐年成倍增加,在整個生態(tài)建設過程中,因為本地苗量有限,故外調苗量增加,從而使有害生物入侵頻繁、嚴重,特別需要指出的是天牛和臭椿溝眶象的傳入給我市的楊樹、柳樹、臭椿等作物造成嚴重的危害。
6 防控對策的制定與實施
在“蟲害”的防控工作中,堅持科學發(fā)展觀以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,實行“預防為主、防治結合、依法治理”防控總體思路,通過加大宣傳的力度,提高人們對林業(yè)有害生物防控工作的認識與關注,采用多種宣傳方式,普及有害生物的危害性,以及促進林業(yè)發(fā)展的重要性。
對于外來苗木要加大檢查檢驗力度,此舉是為防止外來有害生物的入侵。檢驗部門需要重點抓好調運苗木的復檢工作,通過檢驗部門與綠化養(yǎng)護單位、以及綠化施工單位的聯(lián)合,及時掌握外來苗木的生長等情況,從根本上杜絕和消滅外來有害生物。
加強植物的養(yǎng)護管理,提高其抗蟲能力;及時清理蟲害林木以及蟲害枝葉,并對其焚燒深埋。對于拔除病株后的土壤采用石灰消毒殺菌。植物的修剪工作要合理,保持足夠的通風性以及透光性,以減少蟲害的發(fā)生以及蔓延。
目前林業(yè)不僅肩負了保護森林生態(tài)系統(tǒng)的使命,而且還擔任著保護以及拯救生物的多樣性及改善整個生態(tài)系統(tǒng)的職責。林業(yè)能否良好的發(fā)展到人類的生存環(huán)境,因此本文中提到的林業(yè)有害生物的防治工作是國家減災工程的重要組成部分,結合林業(yè)中“蟲害”現(xiàn)象,針對本市在林業(yè)經(jīng)營水平和行政能力等方面存在的不足,筆者認為應大力提倡“現(xiàn)代林業(yè)”,以促進石嘴山市林業(yè)的良好、有序發(fā)展。
參考文獻
1 陳節(jié)江.簡述我國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的內涵[J].黑龍江科技信息,2008(6)
【關鍵詞】綠色油;可生物降解;基礎油;添加劑
環(huán)境是人類及其他生命賴以生存的基礎,隨著公眾對環(huán)境保護意識的不斷提高,以及國際社會對生態(tài)環(huán)境的日益重視,由油引起的環(huán)境污染問題已越來越引起人們的注意,礦物油存在生物降解性差、生態(tài)毒性高、對環(huán)境污染大的嚴重缺陷,已不能適應人類保護環(huán)境的迫切需要。從發(fā)展趨勢上看,開發(fā)、研究、使用符合環(huán)保要求的油,即可生物降解的綠色油是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
1 綠色油的定義
綠色油是指在使用性能滿足機器工況要求的前提下,油及其耗損產(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,即其生態(tài)效應。生態(tài)效應的一個重要評定指標就是可生物降解性。
綠色油這一概念包含兩層含義:一是這類產(chǎn)品首先是油,在使用效能上達到特定油的規(guī)格指標,滿足使用對象的要求。二是這類產(chǎn)品對環(huán)境的負面影響小,在生態(tài)效能上對環(huán)境無危害或為環(huán)境所允許,通常表現(xiàn)為生態(tài)毒性低。
圍繞綠色油這一新課題的研究工作主要集中在基礎油和添加劑。基礎油無疑是油生態(tài)效應的決定性因素,添加劑在基礎油中的響應性和對生態(tài)環(huán)境的影響也是必須考慮的因素。
2 綠色油的基礎油和添加劑
綠色油可選擇使用的基礎油有聚醚、合成酯和天然植物油。
聚醚是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及環(huán)氧丁烷等化合物開環(huán)均聚或共聚制得的線型化合物。聚醚具有良好的性能、高閃點、高粘度指數(shù)、低傾點、抗燃等優(yōu)點。聚醚生物降解性與分子結構及分子量有很大關系,同時可溶與水,使其應用范圍受到限制。
合成酯的熱穩(wěn)定性及低溫性能突出,粘度指數(shù)高,具有優(yōu)良的摩擦學性能,可生物降解,低毒性,但是水解穩(wěn)定性較差,而且相對價格較高。
植物油是最早被用作油的基礎油,但由于其氧化穩(wěn)定性很差,所以逐步被礦物油所代替;近年來由于保護生態(tài)環(huán)境的需求,植物油又被重新作為可生物降解油而受到關注。植物油具有優(yōu)良的性能,粘度指數(shù)高,無毒,易生物降解(生物降解率在90%以上),而且可以再生,但其熱氧化穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性和低溫流動性差,價格較高。
添加劑為了使用油能夠滿足實際工況的使用要求,需要添加各類添加劑,對綠色油也不例外。綠色油與傳統(tǒng)烴類結構的礦物油的物理化學性質有所不同。傳統(tǒng)油添加劑主要針對礦物油設計。綠色油與礦物油在添加劑的響應性上有很大差異,且基礎油與添加劑的作用機理也有所不同。綠色油要求添加劑低毒性、低污染、可生物降解;而傳統(tǒng)的添加劑分子設計主要從滿足油的使用性能角度出發(fā),很少考慮環(huán)保。因此,研制適用于綠色油的添加劑是實現(xiàn)綠色油實際應用的重要前提,而這一工作在世界范圍內還剛剛起步。
3 綠色油研究值得重視的問題
礦物油劑是當前使用最多、耗量最大的劑品種,且在今后較長時間內仍繼續(xù)占主要位置。在一定范圍內,綠色可生物降解油將逐漸取代對環(huán)境有害的礦物油。在這一過程中有以下幾個問題值得重視。
3.1 加快礦物油的生態(tài)化過程
當前,世界范圍內日益高漲的環(huán)保呼聲對礦物油提出越來越強烈的生態(tài)要求,并賦予礦物油新的生態(tài)特征。因此,從現(xiàn)實出發(fā),提升礦物油的生態(tài)效能是當前發(fā)展可生物降解綠色油的一項意義重大的課題,而這一課題必須同時從基礎油和添加劑二個方向加以研究和解決。
3.2 大力發(fā)展可生物降解綠色油
可生物降解基礎油是綠色油的基礎,必須研制開發(fā)低毒性、性優(yōu)良的基礎油。油對健康和環(huán)境的危害也與添加劑密切相關,因此必須研制開發(fā)與可生物降解基礎油相配套、綜合性能優(yōu)良的添加劑。十多年來,可生物降解油的發(fā)展迅速,已形成油發(fā)展的一大潮流。國內一些高校、科研院所已在可生物降解油的研制開發(fā)以及相關的基礎研究方面做了大量的工作,并取得許多研究成果。但總體來說,我國在這方面的研究還不系統(tǒng),進一步加強研究勢在必行。
3.3 進一步完善和推行有關法規(guī)
隨著我國人民物質和文化水平的不斷提高,油對環(huán)境的危害問題越來越引起我國政府部門和人民群眾的關注,但與歐、美等國相比,我國相關的法律法規(guī)仍不夠健全,仍須根據(jù)國情進一步完善和推行,尤其是如何推動可生物降解綠色油的開發(fā)和應用方面,更需要建立和完善政府法律法規(guī)。
總之,發(fā)展可生物降解綠色油是資源經(jīng)濟和環(huán)境有機結合的一項系統(tǒng)工程,是人類社會可持續(xù)發(fā)展的正確和明確選擇。
【參考文獻】
摘要:對6個采用分段、閉環(huán)溝道的Orbal氧化溝工藝運行數(shù)據(jù)進行了分析評定,以確定在該工藝中同時發(fā)生生物脫氮除磷的程度。較低的總氮出水濃度表明,同時硝化/反硝化在Orbal工藝中很易發(fā)生。由于泥齡較長并保持外溝道低溶解氧,有利于硝化菌的生長并提高脫氮效率;由于每個溝道處于相對均勻混合的狀態(tài),因此溝道內沒有明顯的好氧或缺氧段之分,表明產(chǎn)生反硝化的必要的缺氧環(huán)境可能發(fā)生在菌膠團內部。采用國際水協(xié) (IAWQ) 活性污泥1號模型 (ASMⅠ) 對出水總磷數(shù)據(jù)分析及觀測到的相對于BOD負荷的磷的去除表明,生物除磷可能發(fā)生。本研究的基本假設認為,同時生物除營養(yǎng)化產(chǎn)生于三個基本原理:① 生物反應池的混合形態(tài)可以形成生物除營養(yǎng)所必需的缺氧及/或厭氧段,即大環(huán)境;② 在菌膠團內部形成的缺氧及/或厭氧段,即微環(huán)境;③ 系統(tǒng)中存在新的、專用微生物。上述機理在任何生物除營養(yǎng)化系統(tǒng)中都會有不同程度的發(fā)生。本研究的目的是鑒別影響這三個機理在同時生物除營養(yǎng)化系統(tǒng)中所起相對作用的因素。
關鍵詞:生物處理 生物除磷 硝化/反硝化 同時生物去除營養(yǎng) 氧化溝
活性污泥法是一種廢水生物處理工藝,它也可設計成除營養(yǎng)即脫氮除磷的構形,通過混合使非曝氣段形成缺氧及厭氧環(huán)境而達到上述目的。Grady、Daigger及Lim[1]定義了其發(fā)生在各段中的功能及獲得不同除營養(yǎng)程度的必要條件。采用這些明確定義的缺氧及厭氧段工藝已發(fā)展了20年,至今仍在污水處理中廣為應用。
與此同時,在那些沒有很明顯的缺氧及厭氧段的活性污泥工藝中,人們曾多次觀察到脫氮除磷現(xiàn)象,在曝氣系統(tǒng)中也曾多次觀察到氮的消失[2],這些現(xiàn)象被稱為同時硝化/反硝化。另外,人們在同一個曝氣池中也觀察到生物除磷現(xiàn)象[3、4](其中并沒有正式的厭氧段存在)。正如表1所列,同時去除營養(yǎng)(氮及/或磷)即SBNR系統(tǒng)提供了今后降低投資并簡化生物除營養(yǎng)(BNR)技術的可行性。然而,對于SBNR的機理至今還沒有很深入地認識與了解,它不僅僅是一個設計與運行的簡單問題。如果能對其應用機理很好地進行分析,則SBNR的推廣應用范圍將更廣泛,使其能在現(xiàn)有處理設施中更易被采用。
表1 SBNR的優(yōu)缺點 優(yōu)點
生物醫(yī)藥工程學習以生物學,特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學的理論和技術為基礎,結合化工,機械,電子計算機等現(xiàn)代工程技術。
1、生物醫(yī)藥工程是一門邊緣交叉學科,綜合了生物、醫(yī)學、工程學,其代表性定義有:三合一學說,工程應用學說,綜合學說。一般定義為:強調人類疾病的診斷,治療與預測;
2、生物醫(yī)藥工程研究內容和基本任務:基本任務是致力于人的防病,治病,康復和健康,致力于為探索生命現(xiàn)象提供高水平的科學方法和工程技術手段;
3、研究內容:對象為人體,應用基礎性為主,包含若干層次。微觀:分子,細胞;器官和組織:人體的器官,組織等;整體:人體,周圍環(huán)境。
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《草案》第五十四條的規(guī)定是關于有毒有害大氣污染物的防治的,對有毒有害污染物的防治的確需要風險預防的介入。風險(risk)不同于危害(hazard),危害是有科學證據(jù)證明損害后果(harm)會發(fā)生,風險是有科學證據(jù)證明損害后果可能會發(fā)生,風險是可能發(fā)生的危害。以法律規(guī)定預防危害在我國環(huán)境法中早已存在,對危害后果嚴重或不可逆的風險進行法律規(guī)制雖不是我國環(huán)境法的內容,在國際法以及許多國家的國內法中已經(jīng)成為常見的做法。有毒有害大氣污染物屬于有毒有害化學物質,許多國家和地區(qū)都認識到控制化學物質風險是十分必要的,例如美國在1986年就頒布了《化學品的健康風險評價指南》,歐盟關于化學物風險控制的白皮書要求在2012年前完成約98000種化合物的風險評估[1]。我國環(huán)境保護部在2013年1月《化學品環(huán)境風險防控“十二五”規(guī)劃》中指出:“我國化學品環(huán)境風險管理較為薄弱,法規(guī)制度、監(jiān)督監(jiān)管、基礎能力尚不能適應形勢發(fā)展要求,化學品環(huán)境風險防控能力和防控水平亟待提升。加強化學品環(huán)境管理、防控環(huán)境風險已經(jīng)成為‘十二五’環(huán)境保護工作的重要組成部分,成為新時期探索環(huán)境保護新道路、解決影響科學發(fā)展和損害群眾健康突出環(huán)境問題的迫切需要。”[2]
2我國環(huán)境法未確立風險預防原則致使風險預防無法實施
2.1風險預防原則的發(fā)展與含義風險預防原則最初產(chǎn)生于聯(lián)邦德國環(huán)境法中的Vorsorgeprinzip(德語,意為“預防法則”)[3],至20世紀70年代中期,風險預防原則已成為德國環(huán)境政策的基石,“使具有彈性的、靈活的預防風險的干涉行為具體化”[4]。從20世紀80年代起,風險預防原則逐步為各國環(huán)境立法廣泛借鑒和使用,被政府用作支持其在處理酸雨、全球變暖和海洋污染等問題上所采取強硬政策的合法性的有力依據(jù)。在國際法中,最先正式引用風險預防原則的是北大西洋的區(qū)域性海洋環(huán)境保護領域,之后風險預防原則在國際環(huán)境保護領域內的適用范圍不斷擴大。20世紀90年代以后,風險預防原則發(fā)展成為一項公認的國際環(huán)境法原則,廣泛地適用于生物多樣性保護、氣候變化控制、海洋污染防治、危險化學品控制等國際環(huán)境保護領域[5]。當風險預防原則陸續(xù)被載入大量的國際性環(huán)境法律文件后,它的定義多種多樣,版本不一。詹姆斯•西克(JamesE.Hickey)和沃恩•沃克(VennR.Walker)在1995年找出了出現(xiàn)在當時主要的國際環(huán)境法律文件中多達14種的風險預防原則的定義[6],帕爾•桑迪(PerSandin)則在1999年的著述中收錄了風險預防原則定義的19種版本[7]。國外有學者認為可以因這些定義所要表達的含義的不同,將風險預防原則簡單地分為兩類:弱風險預防原則與強風險預防原則。被認為是弱風險預防原則與強風險預防原則的代表性表述的,分別是《里約環(huán)境與發(fā)展宣言》與1998年《溫斯布萊德聲明》中的有關規(guī)定[8]。
在以凱斯•R•孫斯坦為首的風險預防原則的反對者們[9]看來,當受到缺乏科學上的確實證據(jù)的風險的威脅時,弱風險預防原則要求針對嚴重或不可逆轉的損害的威脅,強風險預防原則對于后果的嚴重性不做過高的要求;弱風險預防原則允許政府在缺乏確實的科學證據(jù)時采取預防措施,強風險預防原則則要求政府即使缺乏確實的科學證據(jù)也必須采取預防措施;弱風險預防原則要求政府在采取預防措施前應當進行成本-效益分析,強風險預防原則下采取措施預防風險則可能是不計成本的。如果能夠充分理解風險預防原則的“靈活而有彈性”,我們可以得出這樣的結論:以上對于強弱風險預防原則的代表性的表述并沒有任何實質性的區(qū)別,除了有無涉及到舉證責任轉換(shifttheburdenofproof)的問題之外。弱風險預防原則與強風險預防原則共同地分享著風險預防原則的核心理念:不能把沒有科學上的確實證據(jù)作為拒絕采取風險預防措施的藉口。至于風險的后果是否足夠嚴重、能否修復,政府是必須還是被允許采取預防措施,風險預防原則給出的答復可以是彈性和靈活的。弱風險預防原則的出現(xiàn)無非是為了防止風險預防原則過于絕對化而采取的自然的修正行為,是適用風險預防原則的必然結果,弱風險預防原則在本質上與強風險預防原則是一致的。除了認為風險預防原則的定義混亂、不明確,風險預防原則的反對者們還認為:為避免不利后果的出現(xiàn),依照風險預防原則采取預防措施可能會導致機會的喪失;規(guī)避風險的行為或決策反而帶來新的風險;風險預防原則會助長貿(mào)易保護主義;風險預防原則從實質上是反科學、反技術、反增長的。其中,孫斯坦認為風險預防原則存在的意義不大,卻能夠取得非同一般的影響力并被廣泛地接受為政府規(guī)制行為的指導法則,是由于存在于人類理性與認知領域中的偏見(bias)造成的。但是,僅以存在認知偏見做為反駁風險預防原則存在的作用和意義的理由是不夠的。首先,認知偏見在科學探索、社會決策以及個人判斷方面都發(fā)揮著重要的作用。
認知偏見并非都是認識的屏障,有時它會成為獲得認識的前提[10]。認知偏見不能成為否認風險預防原則的意義的理由。其次,孫斯坦駁斥風險預防原則的闡述同樣存在選擇性感知偏見、確認性偏見、科學技術樂觀主義、人類中心主義以及社會多樣性疏漏等認知偏見。還有學者認為,風險預防原則只能是締約國決策過程中應當參考的一項輔的、指導性的原則,名義上被稱作“原則”,實際上不具有直接的法律約束力[11]。但不可否認,在國際法領域,學者們普遍認同風險預防原則已經(jīng)成為或是正在成為具有約束力的國際習慣法的一個部分[12]。雖然風險預防原則的美國批評者們經(jīng)常將風險預防原則視為“未能根植美國的歐洲有毒舶來品”,認為在歐洲已經(jīng)普遍成為法律原則的風險預防原則在美國不過是個法律概念,不具備法律原則的地位[13]。但不容置疑地,風險預防原則已深切地植入美國法律,構成美國公眾健康與環(huán)境保護領域中大量行政許可程序的基礎,美國FDA新藥審查程序既是不計其數(shù)的例證之一。無論是在歐盟還是在美國,現(xiàn)今的風險預防原則除針對環(huán)境問題之外還進一步擴展到了其他的部門法和法律規(guī)制領域,如食品安全法、消費者權益保護法、科學技術法[14]、人權法[15]、兒童權利保護法[16]等等。與它的靈活性帶來的適用中的不確定性相比,我們更應該看到風險預防原則的現(xiàn)實意義和重要作用。
2.2風險預防原則未在我國環(huán)境法中確立令人感到遺憾的是,風險預防原則并非我國現(xiàn)行環(huán)境法中的基本原則。究其原因,當發(fā)達國家以較高的社會發(fā)展水平擁有在環(huán)境或發(fā)展的問題上進行選擇的自由,從而得以確立和適用風險預防原則時,作為發(fā)展占據(jù)中心與主導位置的發(fā)展中國家,社會經(jīng)濟與科學技術的發(fā)展在某種程度上會被政府認為是更為重要的。雖然我國簽署了眾多的寫有風險預防原則的環(huán)境保護國際法律文件,如《保護臭氧層維也納公約》、《里約宣言》、《聯(lián)合國氣候變化框架宣言》以及《生物多樣性公約》等,在國際法領域充分表達了對風險預防原則的肯定。但是,考察憲法、環(huán)境保護基本法律以及其他環(huán)境保護單行法的規(guī)定,風險預防原則并沒有完成由國際法向我國國內法的轉化,不能因此認為風險預防原則已經(jīng)在我國國內法中確立并適用。當然,也有些級別較低的部門規(guī)章,如2001年國務院通過的《農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例》等,做出風險預防的有關規(guī)定。《農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例》第三條規(guī)定:“本條例所稱農(nóng)業(yè)轉基因生物安全,是指防范農(nóng)業(yè)轉基因生物對人類、動植物、微生物和生態(tài)環(huán)境構成的危險或者潛在風險。”[17]很明顯,該條例不僅對農(nóng)業(yè)轉基因技術危害同時也對農(nóng)業(yè)轉基因技術風險給予法律規(guī)制[18]。但是,因其效力級別較低,不能對《大氣污染防治法》等環(huán)境保護單行法立法起到指導作用。
2.3《草案》預防風險的規(guī)定無法真正實施行政機構如因預防風險采取預防措施,例如環(huán)境保護部門為了預防大氣污染的風險而行使行政裁量權,令污染企業(yè)關停并轉、令城市機動車限行,都會帶來公共利益和個人利益的沖突。以保護公共利益為由導致個人利益受損,如果不能適用風險預防原則,這時就需要行政機構承擔較為嚴格的舉證責任,證明采取風險預防措施有確實的科學依據(jù)。當以存在風險作為理由施行管理措施的時候,就不能以風險預防原則的核心要素(缺乏科學上的確實證據(jù)不能成為拒絕采取預防措施的藉口)免除行政機構為將要采取的管理措施拿出確實證據(jù)的責任。風險就意味著由于科學技術的不確定性,行政機構是拿不出確實證據(jù)證明其行為的正當性的。也即,即便規(guī)定了風險預防的《草案》順利通過,成為最新的《大氣污染防治法》最終生效,也無法依此真正實施風險的預防管理。因此,作者以風險預防原則未在環(huán)境法中確立為由,反對《草案》貿(mào)然提出風險預防,建議將“風險”改為“危害”。第五十四條第1款:“……,公布有毒有害大氣污染物名錄,實行風險管理”建議改為:“……,公布有毒有害大氣污染物名錄,實行危害管理”,第五十四條第2款:“……,排查環(huán)境安全隱患,并采取有效措施防范環(huán)境風險”建議改為“……,排查環(huán)境安全隱患,并采取有效措施防范環(huán)境危害。”
3環(huán)境法需盡早確立風險預防原則