【摘要】： 近幾十年來,隨著世界經(jīng)濟迅速發(fā)展和工業(yè)化進程的加快,人地矛盾日趨尖銳,生態(tài)環(huán)境安全作為國家安全的重要組成成分,已經(jīng)成為一個全球關注的問題。公路作為一種長距離、大范圍的人工景觀,在切割生境的同時,也對公路沿線的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆的深遠影響,嚴重威脅著路側(cè)生態(tài)環(huán)境的安全。然而,當前公路兩側(cè)生態(tài)環(huán)境相關研究尚局限于環(huán)境因子的監(jiān)測、公路建設前的環(huán)境影響評價等工作,對公路運營期間兩側(cè)生態(tài)環(huán)境動態(tài)變化、評價和預警研究工作缺乏應有的重視。致使公路兩側(cè)生態(tài)環(huán)境安全狀況不能被客觀地、定量地評價,阻礙了路域生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和人類活動之間耦合關系研究的深入,公路兩側(cè)生態(tài)環(huán)境的惡化不可避免的成為國家生態(tài)環(huán)境安全和人類健康安全巨大威脅。開展路域生態(tài)環(huán)境安全評價和預警研究,具有全球性環(huán)境學、安全學意義,亦符合我國國家環(huán)境安全建設戰(zhàn)略的社會研究需求。 本文以上海市科委重大項目“崇明島生態(tài)承載力與生態(tài)安全預警系統(tǒng)研究”(批準號:05DZ12007)和國家自然科學基金項目“中國沿海城市自然災害風險評估體系研究”(批準號:40571006)為支撐,選取崇明島陳海、北沿公路為主要研究對象,在分析路域生態(tài)環(huán)境安全與高強度人類活動內(nèi)在聯(lián)系的基礎上,建立了路域生態(tài)環(huán)境安全評價指標體系及評價方法和模型,對典型路域生態(tài)環(huán)境安全現(xiàn)狀進行評價,確定影響路域生態(tài)環(huán)境安全的主要環(huán)境壓力,根據(jù)環(huán)境壓力可能的變化設計相應情景模擬條件,對路域生態(tài)環(huán)境安全進行了預警研究,得到主要結論如下: (1)公路兩側(cè)主要生態(tài)環(huán)境因子的系統(tǒng)分析表明路側(cè)土壤、生物、大氣、聲和水環(huán)境與路域生態(tài)環(huán)境安全的關系最為密切,其中土壤、大氣和生物環(huán)境中的高毒性重金屬污染物對路域生態(tài)環(huán)境安全的影響最為顯著;公路沿線主要生態(tài)環(huán)境因子質(zhì)量評價發(fā)現(xiàn)路側(cè)土壤中多數(shù)重金屬地累積指數(shù)達II、III級污染水平,其中Pb、Cd的累積水平較高:單項污染指數(shù)評價表明路側(cè)蔬菜Pb污染最顯著:公路灰塵的重金屬含量明顯高于兩側(cè)土壤和作物含量,為主要的二次污染源。 (2)根據(jù)公路路域生態(tài)環(huán)境安全的特點,選取PSR概念模型為評價指標框架模型,以因果分析法和目標層次分類展開法選取“大氣環(huán)境”、“土壤環(huán)境”、“生物環(huán)境”、“聲環(huán)境”和“·水環(huán)境”5類指標反映路域生態(tài)環(huán)境安全狀態(tài);以“交通流量”和“污染排放源強”2類指標反映路域生態(tài)環(huán)境壓力;采用“壓力調(diào)整”和“狀態(tài)修復”2類指標反映路域生態(tài)環(huán)境響應。以各類指標對人類健康的危害性大小為依據(jù),采用層次分析-信息熵相組合的方法確立各指標的權重,結果表明公路兩側(cè)生物環(huán)境、土壤環(huán)境和大氣環(huán)境指標提供的信息量較大,指標中作物Pb、Cd和土壤Pb、Cd對路域生態(tài)環(huán)境安全的權重系數(shù)最大。 (3)構建了層次分析-綜合指數(shù)-模糊綜合的路域生態(tài)環(huán)境安全復合評價模型,對選取的典型公路路域生態(tài)環(huán)境安全現(xiàn)狀進行了評估和分析,發(fā)現(xiàn)當前陳海、北沿、黃南和歌中公路SIRES指數(shù)均大于0.78,安全現(xiàn)狀處于“無警-預警”狀態(tài);滬寧高速和寧連高速SIRES指數(shù)低于0.72,處于“預警-輕警”狀態(tài),明顯向中警狀態(tài)過渡:鄭汴公路SIRES指數(shù)低于0.4,處于“輕警-中警”狀態(tài)。 (4)路域生態(tài)環(huán)境因子安全現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)路側(cè)大氣、土壤和生物環(huán)境安全性較差,是易受公路運營影響的環(huán)境因子;具體指標中灰塵Cd、土壤Pb、Cd和作物Pb安全性最差,受公路影響最大。路域生態(tài)環(huán)境安全指數(shù)影響因子分析表明,綜合指數(shù)VTF(VTF=車流量*運營時間*污染排放源強)與SIRES值兩者之間呈顯著負相關,說明公路車流量、公路運營年數(shù)和污染物排放源強是路域生態(tài)環(huán)境安全的主要壓力,共同影響路域生態(tài)環(huán)境安全狀態(tài)。 (5)以陳海、北沿公路為實例,針對車流量和排放源強變化,對路域生態(tài)環(huán)境安全預警和調(diào)控手段進行了模擬研究,結果表明陳海、北沿公路保持當前車流量(5000pcu/d)在模擬研究期限內(nèi)安全狀態(tài)可保持在較良好的“預警狀態(tài)”,當車流量在15000pcu/d以上時,2010年后路域SIRES指數(shù)便小于0.75,即進入“輕警”水平,車流量達70000pcu/d以上時,2025年后進入“中警水平”;如果機動車尾氣排放在2008年達歐Ⅲ標準,可以減少SIRES值下降50%左右。 (6)對比減少車流量和降低排放源強兩者對改善路域生態(tài)環(huán)境安全狀態(tài)的效果,結果表明2008年達到歐Ⅲ尾氣排放標準,其改善路域生態(tài)環(huán)境安全效果相當于當前排放標準下每天減少30000輛車流的效果;對路域生態(tài)環(huán)境安全的保障手段進行總結,認為提高機動車尾氣排放標準,早日達到歐Ⅲ排放標準是最有效的保障手段,改變路兩側(cè)50m敏感區(qū)域范圍土地利用方式,修建防護林以取代食用作物,將取得較好的保障效果。
【圖文】：

4作物7噪聲、5民居3’4半人工一半自然景觀彬振動6水體圖2.知公路污染物遷移暴露途徑1公路污染物危害方式及暴露途徑模式環(huán)境因子大氣環(huán)境公路主要污染物質(zhì)暴露、產(chǎn)生原因載體氣溶膠汽車尾氣排放、揚塵灰塵危害分析暴露程度易擴散，弱強危害性刁、大十壤環(huán)境生物環(huán)境表23污染物質(zhì)NOx、CO、HC顆粒物(Pb、Cd)重金屬重金屬灰塵中等灰塵、土壤強長期性，大大聲環(huán)境水體環(huán)境噪聲、振動顆粒物(Pb、Cd)尾氣、揚塵尾氣、揚塵、土壤吸收汽車行駛路面徑流灰塵中等習馬中等小圖2.1描述了公路運營所產(chǎn)生污染物質(zhì)的主要遷移路線及對人體的暴露途徑，可確定公路影響的主要生態(tài)環(huán)境因子及對人體暴露性強、(潛在)危害性大的污染物。表2.3對各種污染物質(zhì)的暴露性和危害程度進行了分析，發(fā)現(xiàn)公路兩側(cè)環(huán)境介質(zhì)中暴露性強、危害性大的污染物質(zhì)主要為毒害類重金屬污染物等。在此基礎上確定了主要監(jiān)測對象，見表2.4。

2004根據(jù)實測需要，按國家和行業(yè)所頒布的各類采樣標準，，對陳海、北沿兩條公路的各個監(jiān)測對象采樣點布設進行了設計，具體采樣點布置見圖2.2(1)。土壤、蔬菜監(jiān)測點分為點監(jiān)測和剖面監(jiān)測兩類。點監(jiān)測采樣集中在公路兩側(cè)2一15m范圍內(nèi)的土壤和蔬菜;監(jiān)測剖面設于路側(cè)開闊處0一30Om范圍內(nèi)，陳海、北沿在東、中、西段各設置一個，采用不等距布點法在監(jiān)測剖面上布置測點，每個剖面根據(jù)
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U412;X826

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本文編號：2708794