象山港海域環(huán)境容量及其分配研究

劉 蓮,黃秀清,楊耀芳,王艷萍

(國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧波 315012)

象山港海域環(huán)境容量及其分配研究

劉 蓮,黃秀清,楊耀芳,王艷萍

(國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧波 315012)

文章根據象山港污染源和海域環(huán)境容量的確定,以行政區(qū)劃為計劃單元,結合當地的社會經濟發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃,對象山港周邊5個縣(市、區(qū))海域的環(huán)境容量進行優(yōu)化分配,使象山港海域污染物總量控制研究更具可操作性;同時對象山港海域污染物總量控制工程進行了積極探討,并提出了相應的對策與建議。

象山港;行政區(qū)劃;環(huán)境容量;優(yōu)化分配

環(huán)境污染物總量控制,最早是由美國國家環(huán)保局提出的。我國是在20世紀80年代末開始進入環(huán)境污染物總量控制、強化水環(huán)境管理的新階段,而90年代末污染物排放總量控制已正式作為中國環(huán)境保護的一項重大舉措,并成為一項具體的國家級的環(huán)保政策。1998—2004年,由國家海洋局東海分局和寧波市海洋與漁業(yè)局負責開展了“寧波市象山港環(huán)境容量及污染物總量控制研究”,確定了該海域污染物總量控制指標和污染源強,為今后象山港海域污染物排海總量控制工程打下了堅實的基礎。

象山港地處寧波市南部,為一狹長形港灣,雖是一個相對獨立的經濟地理單元,但分屬5縣(市、區(qū))19個鄉(xiāng)鎮(zhèn),條塊分割嚴重(圖1),在資源開發(fā)與環(huán)境整治方面亦缺乏統(tǒng)籌發(fā)展觀,對象山港環(huán)境容量資源的合理利用及該海域的污染物排海總量控制工程的具體實施亦存在明顯的行政區(qū)劃制約性。因此,為使環(huán)境容量總量控制研究更具有可操作性,應遵循海域的自然屬性,按照海域整體功能定位,根據資源環(huán)境承載能力、開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿?在對海區(qū)、行業(yè)的總量控制基礎上,從行政區(qū)域角度,以行政區(qū)劃為計劃單元,統(tǒng)籌計劃、合理安排各區(qū)域環(huán)境容量和污染物排放指標額度,以實施象山港污染物總量控制和優(yōu)化分配制度。

圖1 象山港周邊各區(qū)縣分布

1 污染源強估算

象山港海域污染源主要包括周邊陸域污染源和海域污染源兩大類,陸域污染源主要包括工業(yè)污染源、生活污染、畜禽糞便污染、農業(yè)化肥污染和水土流失引等方面,海域污染源主要是來自魚、蝦、貝類和蟹類等海水養(yǎng)殖[1]。因此,按照行政區(qū)劃,對象山港周邊各鄉(xiāng)鎮(zhèn)陸源和海域的化學需氧量、氮和磷污染源強進行估算,估算結果見表1。

表1 2005年象山港周邊各區(qū)縣污染源強統(tǒng)計結果

2 象山港海域污染物總量控制指標及容量分配

總氮和總磷污染物的排放量已超出了該海域最大納污能力,即其污染源強已遠超過了環(huán)境容量的最大允許值,因此總氮和總磷污染物排?？偭勘仨毤右钥刂坪陀行鳒p,本文選取化學需氧量作為象山港海域污染物總量控制指標[1]。

下面以行政區(qū)劃為計劃單元,對象山港化學需氧量環(huán)境容量進行總量控制研究,其主要技術路線可歸納如下。

(1)首先根據旅游、生活、水土流失、畜禽養(yǎng)殖和安全保證額(margin of safety,MOS)[2-4],對化學需氧量環(huán)境容量進行預分配。

(2)在預分配的基礎上,采用數學規(guī)劃優(yōu)化技術,建立經濟、資源和環(huán)境的多目標優(yōu)化分配模型[5],將剩余環(huán)境容量在工業(yè)和海水養(yǎng)殖之間進行第二步分配。

(3)在上述分配基礎上,從行政區(qū)劃角度,結合象山港周邊各區(qū)縣的社會經濟發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃,對象山港環(huán)境容量資源以行政區(qū)劃為計劃單元進行再分配。

2.1 象山港化學需氧量環(huán)境容量計算

按照預警預防原理(p recantionary p rincip le),在建立了有效的象山港化學需氧量濃度場模型的基礎上,計算出象山港各海區(qū)的環(huán)境容量,分別為Ⅰ:32.0 t/d;Ⅱ:7.4 t/d;Ⅲ:11.0 t/d;Ⅳ:3.70 t/d;Ⅴ:5.0 t/d;Ⅵ:20.5 t/d;Ⅶ:5.4 t/d,總計85.0 t/d。

2.2 象山港化學需氧量環(huán)境容量的分配結果

通過預分配和優(yōu)化模型分配,計算出2015年象山港海域各海區(qū)化學需氧量環(huán)境容量的分配結果(表2)。以行政區(qū)劃為分配單元,計算出2015年象山港周邊各區(qū)縣化學需氧量環(huán)境容量的分配結果(表3)。

表2 2015年象山港海域各海區(qū)CODMn環(huán)境容量分配結果

表3 2015年象山港周邊各區(qū)縣CODMn環(huán)境容量的分配結果

2.3 結果分析與討論

根據象山港化學需氧量環(huán)境容量的分配結果可知,在化學需氧量各源強中,水土流失源、畜禽養(yǎng)殖源保持不變,生活源和工業(yè)源按一定比例增長,只有海水養(yǎng)殖源需要削減,各區(qū)縣海水養(yǎng)殖源增減量具體見表4。

表4 象山港各區(qū)縣海水養(yǎng)殖CODMn源強的增減量

北侖、鄞州位于象山港口門,遷移擴散能力強,環(huán)境容量亦相對較大,化學需氧量還存在一定的排放空間,根據分配結果,其容量分配值分別是源強現(xiàn)狀值的2.84倍和2.85倍?；瘜W需氧量污染物主要來源于海水養(yǎng)殖,而根據象山港海域開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃,北侖、鄞州的海水養(yǎng)殖基本維持現(xiàn)狀,因此能滿足其今后海水養(yǎng)殖發(fā)展的要求;分配給工業(yè)發(fā)展的環(huán)境容量值能滿足按每年15%的比率增加的需要,分配給生活污水能滿足1.7%的生活源化學需氧量入海量年均增長率(此值沒有考慮未來5年北侖、鄞州可能規(guī)劃建設的污水處理廠,應比實際值稍大)。考慮到今后該區(qū)域臨港產業(yè)的快速發(fā)展,如鄞州創(chuàng)業(yè)投資中心濱海區(qū)塊的擬建以及象山港大橋的建設等,這將給該區(qū)域將帶來一定的環(huán)境壓力,因此,在不超過總源強(海水養(yǎng)殖未使用全部源強)的前提下,工業(yè)、生活等化學需氧量源強可以在優(yōu)化結果的基礎上適度增加。

奉化和寧?；疚挥谙笊礁鄹壑小⒌撞?遷移擴散能力相對較差,化學需氧量環(huán)境容量的優(yōu)化分配值與源強現(xiàn)狀值相比,均有所減少,即需要適當地削減化學需氧量海水養(yǎng)殖源強,以滿足該區(qū)域污染物總量控制的要求。根據象山港海域開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃,奉化的灘涂養(yǎng)殖基本維持現(xiàn)狀,部分池塘養(yǎng)殖將實施改造,網箱養(yǎng)殖規(guī)劃由原來的3萬多只減少至約2萬只,約減少了1/3,寧海的傳統(tǒng)網箱養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖也有一定程度的削減,如在銅山深水海區(qū)新增了58只抗風浪深水網箱,橫山島新增1個越冬區(qū)(國華電廠溫排水1℃擴散范圍區(qū)),抗風浪深水網箱是一種大容量、生態(tài)型、安全、高產和高效的先進養(yǎng)殖模式,是今后向外海深水區(qū)發(fā)展養(yǎng)殖的趨勢,因此,總體來說,分配給該區(qū)域海水養(yǎng)殖的環(huán)境容量值能滿足今后海水養(yǎng)殖發(fā)展的要求。

象山跨越了象山港口門、中部及西滬港內港,水動力條件較其他區(qū)域復雜。從化學需氧量環(huán)境容量的分配結果看,分配給海水養(yǎng)殖的環(huán)境容量值為18.22 t/d,大于其源強現(xiàn)狀13.67 t/d。根據象山港海域開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃,該區(qū)域的傳統(tǒng)網箱養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖均有一定程度的削減,主要在象山港口門或鄰近口門處新增了一些深水網箱,在烏沙山電廠溫排水溫升1～2℃范圍區(qū)新增了1個越冬區(qū),因此總體上來看,分配給海水養(yǎng)殖的環(huán)境容量可以滿足今后海水養(yǎng)殖發(fā)展的要求。而分配給工業(yè)、生活和旅游的化學需氧量環(huán)境容量,亦能滿足其一定的增長率,但考慮到該區(qū)域,在以象山港大橋為契機,發(fā)展農產品加工業(yè)、物流業(yè)和修造船舶工業(yè)、特色旅游等產業(yè),這將給該區(qū)域的海洋環(huán)境帶來一定的壓力,因此,在不超過總源強(海水養(yǎng)殖未使用全部源強)的前提下,工業(yè)、生活等化學需氧量源強也可在優(yōu)化結果的基礎上適度增加。

3 對策與建議

環(huán)境容量是一種有限的資源,污染物排放總量控制是對容量資源的合理分配和有效利用的核心課題。而污染物排放總量控制是一項綜合性的、系統(tǒng)的工程,因此,如何開展和落實象山港污染物排放總量控制工程還需不斷地探討與研究。筆者就象山港海域污染物總量控制研究提出以下幾點對策與建議。

3.1 積極探討排污權交易制度

排污權交易是市場經濟運用于環(huán)境管理的產物。環(huán)境容量是一種有限的資源,象山港也不例外。在總量控制的條件下,將容量權作為一種資源在象山港區(qū)域內進行交易,并積極開展。如,欠發(fā)達、有剩余容量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)可通過出售容量權獲取資金進行經濟建設;而發(fā)達區(qū)域、環(huán)境容量不夠的可通過購買容量權以減輕因環(huán)境壓力造成對經濟發(fā)展的影響。

3.2 實行總量控制,各涉海部門要密切配合

總量控制作為環(huán)境管理的重要手段,各涉海部門要密切配合。根據現(xiàn)行法規(guī),海洋環(huán)境保護的管理工作由國家海洋局、環(huán)保總局和農業(yè)部等多個部門以及沿海地方人民政府組織實施監(jiān)督管理,各部門根據分工對不同類型的污染源實施監(jiān)督管理。而海域污染物總量控制是將一個海域作為整體實施的,因此,加強涉海環(huán)境保護部門之間的協(xié)調與配合,對保證總量控制的實施十分重要。若部門間配合不力,在象山港海域實施污染物總量控制將成為一句空話。

3.3 可選擇重點區(qū)域、重點海域進行試點

象山港海域污染物總量控制研究是項動態(tài)、復雜的工程,它牽涉海域和陸域兩大主體,并跨越了5縣(市、區(qū))20個鄉(xiāng)鎮(zhèn),因此,象山港海域污染物總量控制的實施可選擇重點區(qū)域、重點海域,先進行試點,在試點成功的基礎上進行全海域逐步推廣運用。

4 結束語

(1)根據象山港化學需氧量環(huán)境容量的分配結果可知,在化學需氧量各源強中,水土流失源、畜禽養(yǎng)殖源保持不變,生活源和工業(yè)源按一定比例增長,只有海水養(yǎng)殖源需要削減。

(2)根據象山港海域開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃,在海水養(yǎng)殖維持現(xiàn)狀或有一定程度削減(如,發(fā)展抗風浪深水網箱等)的基礎上,削減后的化學需氧量源強(容量分配額度)能滿足奉化、寧海區(qū)域今后海水養(yǎng)殖發(fā)展的需求,而北侖、鄞州和象山3個區(qū)域的海水養(yǎng)殖容量分配值則有較大的剩余空間,故在不超過總源強(海水養(yǎng)殖未使用全部源強)的前提下,北侖、鄞州和象山3個區(qū)域的工業(yè)、生活等化學需氧量源強可在優(yōu)化結果的基礎上適度增加,從而實現(xiàn)象山港及其周邊陸域資源、環(huán)境和經濟目標的最大化。

(3)以行政區(qū)劃為計劃單元,并結合象山港周邊各區(qū)縣的社會經濟發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃,對象山港海域污染物排放進行總量控制和排放指標額度進行優(yōu)化分配,能使象山港海域污染物總量控制更具可操作性。

(4)積極探討排污權交易制度、加強各涉海部門的協(xié)調與配合,并可選擇重點區(qū)域、重點海域進行試點實施,對象山港環(huán)境容量及其污染物總量控制研究有著重要意義。

[1] 黃秀清,王金輝,蔣小山,等.象山港海洋環(huán)境容量及污染物總量控制研究[M].北京:海洋出版社,2008:244-250,324.

[2] CHADDERTON R,M ILLER A,MCDONNELL A.Analysisof wasteload allocation p rocedures[J].Water Resources Bulletin,1981,17(5):760-766.

[3] U.S.EPA.Protocol for Developing Nutrient TMDLs[R].Washington DC:EPA 841-D-99-001,Office of Water,1999.

[4] U.S.EPA.Draft Guidance fo r Water Qualitybased Decisions:the TMDL Process[R].2sd.Washington DC:EPA 841-D-99-001,Office of Water 4503F,1999.

[5] STEBBING A R D.Environmental Capacity and the Precautionary Princip le[J].Mar Pollut Bull,1992,24(6):287-295.