环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 1 4 单 因 素 实 验 为 找 出 聚 合 物 的 最 佳 合 成 条 件, 设 置 单 因 素 实 验, 固 定 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 为 4mg/L, 依 次

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1 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 2013,32(1) CN /X ISSN AA-HPA-AMPS 阻 垢 剂 最 佳 合 成 条 件 研 究 周 江 ( 抚 顺 县 环 境 保 护 局, 辽 宁 抚 顺 ) 摘 要 : 通 过 溶 液 聚 合 方 法, 以 丙 烯 酸 丙 烯 酸 羟 丙 酯 2- 丙 烯 酰 胺 -2- 甲 基 丙 磺 酸 为 单 体, 以 过 硫 酸 铵 为 引 发 剂, 合 成 AA-HPA-AMPS 聚 合 物 固 定 聚 合 物 浓 度 为 4mg/L, 分 别 考 查 反 应 时 间 反 应 温 度 (X 1 ) 引 发 剂 用 量 (X 2 ) 单 体 配 比 (X 3 ) 对 聚 合 物 阻 CaCO 3 垢 性 能 的 影 响, 并 设 计 了 正 交 实 验, 得 出 聚 合 物 在 90 引 发 剂 用 量 为 13 5% M (AA) M (HPA) 为 7 3 时, 阻 CaCO 3 垢 率 最 高 为 80 9% 为 探 究 此 聚 合 物 是 否 有 更 高 的 阻 垢 性 能, 应 用 多 元 回 归 分 析 对 正 交 实 验 结 果 进 行 分 析 及 验 证, 聚 合 物 阻 CaCO 3 垢 效 率 y 与 各 影 响 因 素 x 之 间 基 本 满 足 y= x 2, 最 佳 聚 合 条 件 为 X 2 = 14 5,y 为 90 20% 关 键 词 :AA-HPA-AMPS; 阻 垢 效 果 ; 回 归 方 程 ; 反 应 温 度 ; 引 发 剂 ; 单 体 配 比 中 图 分 类 号 :X132 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2013) 随 着 世 界 经 济 的 快 速 发 展, 水 资 源 短 缺 日 趋 严 重, 尤 其 在 工 业 用 水 系 统 中, 这 一 问 题 尤 为 凸 显 提 高 中 水 回 用 率, 就 成 为 解 决 这 一 问 题 的 有 效 途 径 然 而, 污 垢 的 形 成 已 成 为 限 制 中 水 回 用 率 的 主 要 因 素 之 一, 仅 次 于 材 料 和 设 备 腐 蚀 [1] 于 是, 阻 垢 剂 的 问 世 就 成 为 一 种 迫 切 需 要 阻 垢 剂 可 分 为 天 然 聚 合 物 阻 垢 剂 合 成 聚 合 物 阻 垢 剂 及 绿 色 阻 垢 剂 三 种 [2] 目 前, 应 用 最 广 泛 的 是 合 成 聚 合 物 阻 垢 剂, 合 成 聚 合 物 又 分 为 磺 酸 类 聚 合 物 阻 垢 剂 羧 酸 类 聚 合 物 阻 垢 剂 和 含 磷 水 溶 性 聚 合 物 阻 垢 剂 [3] AA-HPA-AMPS 就 是 聚 合 物 阻 垢 剂 中 的 一 种, 为 探 求 其 是 否 具 有 更 高 的 阻 垢 效 率, 本 文 采 用 正 交 试 验 法 及 应 用 多 元 回 归 分 析 对 其 最 佳 合 成 条 件 及 阻 垢 性 能 展 开 研 究 1 实 验 1 1 试 剂 与 仪 器 试 剂 : 工 业 级 : 丙 烯 酸 (AA) 丙 烯 酸 羟 丙 脂 (HPA) 2 - 丙 烯 酸 -2 - 甲 基 丙 磺 酸 (AMPS): 江 阴 市 东 风 化 工 总 厂 有 限 公 司 分 析 剂 : 碳 酸 氢 钠 (NaHCO 3 ): 上 海 凌 峰 化 学 试 剂 有 限 公 司 ; 无 水 氯 化 钙 (CaCl 2 ): 上 海 美 兴 化 工 有 限 公 司 ; 氢 氧 化 钠 (KOH): 天 津 市 大 茂 化 学 试 剂 有 限 公 司 ;EDTA 标 准 溶 液 : 上 海 威 方 精 细 化 工 有 限 公 司 ; 盐 酸 (HCl): 南 京 化 学 试 剂 有 限 收 稿 日 期 : 基 金 项 目 : 国 家 重 大 水 专 项 课 题 (2008ZX ) 作 者 简 介 : 周 江 (1983-) 女, 工 程 师, 硕 士 研 究 生, 主 要 从 事 水 处 理 及 生 态 环 境 保 护 工 作 公 司 ; 过 硫 酸 铵 (NH 4 ) 2 S 2 O 8 ): 上 海 化 学 试 剂 有 限 公 司 仪 器 : 可 调 速 电 动 搅 拌 器 : 上 海 良 平 仪 器 仪 表 有 限 公 司 ; 自 动 控 温 水 浴 锅 : 上 海 市 恒 三 仪 器 有 限 公 司 1 2 AA-HPA-AMPS 的 合 成 在 配 有 搅 拌 器 滴 液 漏 斗 回 流 冷 凝 管 和 温 度 计 的 250ml 的 四 口 烧 瓶 内 加 入 一 定 量 的 次 磷 酸 钠 和 蒸 馏 水, 放 入 恒 温 水 浴 锅 进 行 加 热, 同 时 将 引 发 剂 过 硫 酸 铵 水 溶 液 和 AA HPA AMPS 单 体 水 溶 液 分 别 放 入 两 个 恒 压 滴 夜 漏 斗 中, 待 达 到 一 定 温 度 [4] 时, 同 时 滴 加 引 发 剂 和 两 个 滴 液 漏 斗 中 的 单 体, 并 开 动 搅 拌, 保 温 反 应 一 定 时 间, 得 到 无 色 透 明 液 体 暨 AA-HPA-AMPS 的 聚 合 物 1 3 实 验 方 法 在 500ml 容 量 瓶 中, 加 入 一 定 量 的 碳 酸 氢 盐 储 备 液 钙 盐 储 备 液 和 阻 垢 剂 储 备 液, 用 去 离 子 水 滴 加 至 容 量 瓶 刻 度 线, 震 荡 摇 匀, 配 置 成 阻 垢 水 样 水 样 中 : 钙 离 子 和 碳 酸 氢 根 离 子 浓 度 均 为 200mg/L ( 均 以 CaCO 3 计 ) 将 空 白 及 阻 垢 水 样 同 时 置 于 80 恒 温 10h 后 AA-HPA-AMPS 的 浓 度 为 4mg/ L 设 置 空 白 对 照 自 然 冷 却, 吸 取 上 层 清 液, 加 入 KOH 将 ph 调 节 在 12 以 上, 加 EDTA 标 准 溶 液 滴 定, 分 析 测 定 钙 离 子 浓 度 [5], 依 据 下 式 计 算 阻 垢 率 :η=υ 1 -υ 0 /υ 2 -υ 0 100% 式 中 :v 0 v 1 v 2 分 别 为 空 白 水 样 消 耗 EDTA 的 体 积 阻 垢 水 样 消 耗 EDTA 的 体 积 空 白 水 样 理 论 上 应 消 耗 EDTA 体 积 1

2 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 1 4 单 因 素 实 验 为 找 出 聚 合 物 的 最 佳 合 成 条 件, 设 置 单 因 素 实 验, 固 定 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 为 4mg/L, 依 次 考 察 反 应 时 间 反 应 温 度 引 发 剂 用 量 ( 占 单 体 质 量 百 分 比 ) 和 单 体 配 比 因 素 对 AA-HPA-AMPS 聚 合 物 阻 CaCO 3 垢 性 能 的 影 响 反 应 时 间 固 定 反 应 温 度 85, 引 发 剂 用 量 10%,M (AA) M (HPA) M (AMPS) =4 1 1, 考 察 不 同 反 应 时 间 下, 聚 合 物 对 CaCO 3 的 阻 垢 效 果, 结 果 如 图 1 由 图 1 可 看 出, 聚 合 物 阻 垢 效 率 起 初 随 反 应 时 间 的 增 加 而 增 加, 在 3h 时 达 到 峰 值, 而 后 出 现 下 降 趋 势 这 是 因 为 此 反 应 是 自 由 基 共 聚 合 反 应, 暨 单 体 分 子 在 一 定 的 浓 度 下, 经 链 增 长 和 链 终 止 转 变 成 大 分 子 时 间 过 短, 反 应 不 能 停 留 在 中 间 聚 合 物 阶 段, 导 致 合 成 率 低, 而 反 应 时 间 过 长, 由 于 单 体 浓 度 已 经 很 小, 转 化 率 也 趋 近 于 某 一 个 定 值, 基 本 上 不 会 再 提 高 阻 垢 效 果 [6] 故 反 应 时 间 为 3h 时, 该 聚 合 反 应 进 行 得 最 充 分 阻 垢 效 果 不 利 [7] 故 反 应 最 佳 温 度 为 引 发 剂 用 量 固 定 反 应 时 间 3h, 反 应 温 度 85,M (AA) M (HPA) M (AMPS) =4 1 1, 考 察 不 同 引 发 剂 用 量 下, 聚 合 物 对 CaCO 3 的 阻 垢 效 果, 结 果 如 图 3 由 图 3 可 看 出, 随 着 引 发 剂 用 量 的 增 加, 聚 合 物 阻 垢 率 先 增 加 而 后 下 降 这 是 因 为 在 聚 合 反 应 中, 引 发 剂 用 量 过 少, 导 致 游 离 单 体 含 量 过 多, 聚 合 物 转 化 率 减 小 ; 引 发 剂 用 量 过 多, 聚 合 物 特 性 粘 数 减 小, 聚 合 物 相 对 分 子 量 减 小, 阻 垢 效 果 降 低 [8], 故 引 发 剂 用 量 为 12 5% 最 佳 单 体 配 比 在 反 应 时 间 为 3h, 反 应 温 度 为 85, 引 发 剂 用 量 12 5% 条 件 下, 固 定 单 体 配 比 因 素 M (HPA) M (AMPS) =1, 考 察 不 同 M (AA) M (HPA) 下, 聚 合 物 对 CaCO 3 的 阻 垢 效 果, 结 果 如 图 反 应 温 度 固 定 反 应 时 间 3h, 引 发 剂 用 量 10%,M (AA) M (HPA) M (AMPS) =4 1 1, 考 察 不 同 反 应 温 度 下, 聚 合 物 对 CaCO 3 的 阻 垢 效 果, 结 果 如 图 2 由 图 2 可 看 出, 阻 垢 效 率 随 温 度 升 高 呈 现 出 先 升 高 而 后 下 降 的 趋 势, 在 85 时 最 佳 这 是 由 于 温 度 过 低, 聚 合 反 应 速 度 较 慢, 温 度 升 高 加 快 了 聚 合 反 应 的 速 度, 温 度 过 高, 聚 合 物 的 分 子 量 分 布 加 宽, 对 2 由 图 4 可 看 出, 随 M (AA) M (HPA) 的 增 加, 阻 垢 率 均 呈 现 出 先 增 加 而 后 下 降 的 趋 势 这 是 由 于 利 用 溶 液 聚 合 法 时, 自 由 基 共 聚 合 时, 若 单 体 HPA 过 多, 会 因 为 HPA 自 聚 导 致 HPA 单 体 转 化 率 不 高, 而 单 体 HPA 过 少, 会 使 反 应 无 法 充 分 进 行 [9] 同 理, 只 有 在 单 体 配 比 在 一 定 范 围 时, 该 聚 合 反 应 才 能 达 到 最 佳 1 5 正 交 实 验 根 据 单 因 素 实 验 结 果, 固 定 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 为 4mg/L, 固 定 反 应 时 间 为 3h, 设 置 如 表 1 所 示

3 htp: //hjkxdk yies org cn AA-HPA-AMPS 阻 垢 剂 最 佳 合 成 条 件 研 究 周 江 的 正 交 实 验, 以 找 出 聚 合 物 的 最 佳 聚 合 条 件, 最 大 限 度 地 实 现 其 阻 垢 性 能, 实 验 结 果 见 表 2 表 1 正 交 实 验 设 计 水 平 因 素 A 反 应 温 度 / B 引 发 剂 用 量 /% C M (AA) M (HPA) 反 应 温 度 表 2 正 交 实 验 结 果 引 发 剂 用 量 M (AA) 阻 垢 率 / /% M (HPA) /% A 1 B 1 C A 1 B 2 C A 1 B 3 C A 2 B 1 C A 2 B 2 C A 2 B 3 C A 3 B 1 C A 3 B 2 C A 3 B 3 C 通 过 正 交 实 验, 得 出 在 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 为 4mg/L 情 况 下, 聚 合 物 在 90 引 发 剂 用 量 为 13 5% M (AA) M (HPA) 为 8 2 时, 阻 Ca CO 3 垢 率 最 高 为 80 9% 2 AA-HPA-AMPS 最 佳 合 成 条 件 的 选 择 因 为 传 统 的 正 交 实 验 所 涉 范 围 十 分 有 限, 因 此 无 法 确 定 得 出 的 结 论 即 为 聚 合 物 的 最 佳 合 成 条 件 为 探 究 是 否 具 有 更 好 的 合 成 条 件, 引 入 多 元 回 归 分 析 理 论 进 行 分 析 [10] 2 1 多 元 回 归 分 析 理 论 基 础 回 归 分 析 是 分 析 变 量 间 相 关 关 系, 建 立 变 量 之 间 相 关 关 系 的 具 体 数 学 表 达 形 式 的 一 种 统 计 方 法 依 据 相 关 关 系 具 体 形 态, 选 择 出 一 个 适 当 的 数 学 模 型 近 似 地 表 达 变 量 间 平 均 变 化 关 系, 借 此 来 探 讨 对 变 量 的 控 制 和 预 测 问 题 [11] 经 典 多 元 线 性 回 归 分 析 是 研 究 变 量 之 间 的 相 关 关 系 的 一 种 基 本 方 法 其 中, 最 优 回 归 方 程 的 选 择 通 常 采 用 的 是 逐 步 回 归 法, 暨 根 据 问 题 所 属 的 专 业 领 域 的 理 论 及 经 验 提 出 可 能 对 因 变 量 有 影 响 的 所 有 自 变 量 ; 然 后 计 算 每 一 个 自 变 量 对 因 变 量 的 相 关 系 数, 并 按 计 算 出 的 绝 对 值 由 大 至 小 进 行 排 序 ; 按 序 逐 步 建 立 回 归 模 型, 对 每 一 个 自 变 量 进 行 显 著 性 检 验 ; 如 果 检 验 结 果 显 示 回 归 模 型 的 回 归 效 果 不 显 著, 则 剔 除 影 响 最 小 的 自 变 量 并 更 新 回 归 方 程 [12], 如 此 反 复, 直 至 无 法 剔 除 已 引 入 的 自 变 量 也 无 法 引 入 新 自 变 量 但 需 要 说 明 的 是 : 如 果 变 量 之 间 存 在 严 重 多 重 相 关 性, 会 对 回 归 建 模 带 来 很 大 的 危 害 所 以 在 应 用 此 法 前, 需 要 检 验 变 量 之 间 是 否 存 在 多 重 相 关 性 [13], 如 果 存 在, 可 以 应 用 偏 最 小 二 乘 分 析 法 建 立 回 归 模 型, 以 避 免 由 此 造 成 的 回 归 模 型 失 真 2 2 多 元 回 归 分 析 的 计 算 机 实 现 预 先 编 写 并 保 存 表 2 中 的 数 据 文 件 记 为 caco, 并 将 表 2 的 前 四 列 数 据 记 为 x, 第 五 列 数 据 记 为 y xishu=corcoef(caco) 计 算 变 量 之 间 的 相 关 系 数 并 整 理, 如 表 3 可 见, 自 变 量 之 间 相 关 系 数 均 为 0 暨 变 量 之 间 不 存 在 多 重 相 关 性, 所 以 可 以 应 用 逐 步 回 归 分 析 法 探 究 因 变 量 y 与 自 变 量 x 之 间 的 相 关 关 系 表 3 变 量 之 间 的 相 关 系 数 r x1 x2 x3 y x x x y [b,se,pval,inmodel,stats,nextstep,histo ry] =stepwisefit(x,y,'display','of') 应 用 逐 步 回 归 建 模 的 集 成 命 令 计 算 最 优 回 归 方 程 inmodel,b0=stats.intercept,b 自 变 量 筛 选 和 模 型 参 数 的 估 计 信 息 (inmodel 中 0 表 示 对 应 的 自 变 量 不 在 回 归 方 程 中,1 表 示 在 最 优 回 归 方 程 中 ;b0 是 回 归 方 程 的 常 数 项 ;b 中 各 值 是 最 优 回 归 方 程 中 对 应 的 各 个 自 变 量 的 系 数 ) ALLP=stats.pval 回 归 方 程 的 显 著 性 检 验 ( 结 果 远 远 小 于 0 05, 回 归 方 程 效 果 很 好 ) p=stats.pval 每 个 自 变 量 的 显 著 性 概 率 inmodel=0 1 0 b0= b = , , ALLP= p=0 6044,0 0041, 根 据 上 述 步 骤, 得 出 y 与 x 之 间 的 最 优 回 归 方 程 y= x 最 优 回 归 方 程 的 实 验 验 证 结 合 实 验 条 件 等 客 观 情 况, 固 定 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 为 4mg/L, 反 应 时 间 为 3h, 按 1 3 中 所 述 实 验 方 法, 进 行 实 验 设 计, 结 果 见 表 4 反 应 温 度 表 4 实 验 验 证 设 计 及 结 果 引 发 剂 用 量 M (AA) 阻 垢 率 / /% M (HPA) /%

4 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 由 表 4 可 知, 当 聚 合 物 阻 垢 剂 浓 度 固 定 在 4mg/L 时, 影 响 AA-HPA-AMPS 聚 合 物 阻 Ca CO 3 垢 效 果 的 因 素 主 要 是 引 发 剂 用 量 聚 合 物 在 90 引 发 剂 用 量 为 14 5% M (AA) M (HPA) 为 7 3 时, 阻 CaCO 3 垢 效 果 最 好, 阻 垢 率 为 90 20% 3 结 论 (1) 在 一 定 条 件 下, 用 溶 液 聚 合 方 法, 合 成 AA-HPA-AMPS 聚 合 物, 固 定 聚 合 物 浓 度 4mg/ L, 通 过 单 因 素 和 正 交 实 验, 得 到 聚 合 物 在 90 引 发 剂 用 量 为 13 5% M (AA) M (HPA) 为 7 3 时, 阻 CaCO 3 垢 率 最 高 为 80 9% (2) 应 用 多 元 回 归 分 析, 找 出 聚 合 物 阻 垢 剂 阻 CaCO 3 垢 能 力 与 反 应 温 度 (X 1 ) 引 发 剂 用 量 (X 2 ) 和 单 体 配 比 因 素 (X 3 ) 之 间 的 相 似 相 关 关 系 为 y= x 2 (3) 对 最 优 回 归 方 程 进 行 实 验 验 证, 得 出 聚 合 物 最 佳 阻 CaCO 3 垢 率 为 90 20%, 高 于 传 统 正 交 实 验 结 论 9 3% 参 考 文 献 : [1] 陆 柱, 蔡 兰 坤, 陈 中 兴, 等. 水 处 理 药 剂 [M]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2001: [2] 郑 林 萍, 彭 李 超, 柴 云. 聚 合 物 型 水 处 理 阻 垢 剂 的 研 究 进 展 [J]. 河 南 化 工,2007,(9): [3] 林 宁 宁.SSS-AMPS-AA 共 聚 物 阻 垢 剂 的 合 成 [J]. 山 东 化 工,2009,(38): [4] 王 鉴, 宁 媛 媛.MA/AA/AMPS 三 元 共 聚 物 阻 垢 剂 分 散 剂 的 合 成 与 性 能 评 价 [J]. 天 然 气 化,2009,34(5): [5] 王 香 爱. 我 国 阻 垢 剂 的 研 究 进 展 [J]. 应 用 化 工,2009,38 (1): [6] 何 铁 林. 水 处 理 化 学 品 手 册 [M]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社, 2000: [7] DavidAN,SawadaKJ.Inhibitionofadhesionandprecipitationof CaCO 3 byaminopolyphosphonate[j].journalofcrystalgrowth, 2003,256(3): [8] 张 治 宏, 王 彩 花, 王 晓 昌. 阻 垢 剂 的 合 成 与 性 能 研 究 [J]. 西 安 工 业 学 院 学 报,2005,(5): [9] 虞 志 光. 高 聚 物 分 子 量 及 其 分 布 的 测 定 [M]. 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社,1984: [10]L.J.Hubert;P.Arabie;J.J.Meulman.LinearUnidimension alscalinginthel2 -Norm:BasicOptimizationMethodsUsing MATLAB [J].JournalofClasification.2002,102(3): [11] 包 研 科, 李 娜. 数 理 统 计 与 MATLAB 数 据 处 理 [M]. 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社,2008: [12] 王 岩, 隋 思 涟, 王 爱 青. 数 理 统 计 与 MATLAB 工 程 数 据 分 析 [M]. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社,2007: [13] 陈 桂 明. MATLAB 数 理 统 计 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社, 2002: ResearchonOptimum ConditionsoftheSynthesisofthe AA-HPA-AMPSScaleInhibitor ZHOUJiang (EnvironmentalProtectionBureauofFushunCountyofLiaoningProvince,FushunLiaoning113006China) Abstract:Byusingthemethodofsolutionpolymerization,withtheammonium persulfateasinitiator,theaa- HPA-AMPSpolymerissynthesizedwithacrylicacid,hydroxypropylacrylateand2-acrylanmide-2-methylpro panesulfonicacid.thepolymerconcentrationismaintainedat4mg/l,thereactiontime,thereactiontemperature (X 1 ),theinitiatordosage(x 2 )andthemonomerratio(x 3 )areexaminedtofindouttheirefectsonthepolymer topreventtheformationofthecalciumcarbonate(caco 3 ).Theorthogonalexperimentshowsthatthehighestrate ofresistingcaco 3 is80 9% whenthepolymertemperatureisat90,theinitiatordosageis13 5%,andtheM (AA) M (HPA)isattheratioof7 3.Abeterperformanceisobtainedbyusingthemultipleregresionanaly sistoverifytheresultsoforthogonalexperiment.thatis,thebestpolymerizationconditionisx 2 =14 5andyis 90 20%,whentherelationshipoftheeficiencyofresistingCaCO 3 (y)andthevariousinfluencingfactors(x) basicalymeetsy= x 2. Keywords:AA-HPA-AMPS;theanti scaleperformance;theregresionequation;reactiontemperature;initia tor;monomerratio 4

5 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 2013,32(1) CN /X ISSN 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 机 理 探 索 李 恒, 谯 华, 周 从 直 ( 解 放 军 后 勤 工 程 学 院 环 境 科 学 与 工 程 系, 重 庆 ) 摘 要 : 在 总 结 大 量 文 献 的 基 础 上, 主 要 就 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 机 理 进 行 了 探 讨 腐 殖 质 具 有 较 大 比 表 面 积, 含 有 大 量 的 羧 基 酚 羟 基 羰 基 醇 羟 基 等 官 能 团, 能 通 过 共 价 吸 附 微 孔 吸 附 疏 水 性 吸 附 静 电 吸 附 等 与 土 壤 中 TNT 及 其 转 化 产 物 相 互 作 用, 进 而 影 响 土 壤 中 TNT 及 其 转 化 产 物 的 迁 移 和 生 态 毒 性 关 键 词 : 腐 殖 质 ; 修 复 ;TNT 污 染 土 壤 ; 机 理 中 图 分 类 号 :X53 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2013) 前 言 TNT(2,4,6- 三 硝 基 甲 苯 ) 是 使 用 最 为 广 泛 的 含 能 材 料, 因 其 拥 有 良 好 的 稳 定 性 相 对 较 低 的 熔 点 好 的 可 塑 性 简 单 的 合 成 工 艺, 曾 作 为 高 性 能 炸 药 广 泛 应 用 于 军 事 领 域 [1] 据 统 计,1933 ~1945 年, 德 国 共 生 产 了 大 约 t 的 TNT, 多 年 之 后, 在 这 些 原 弹 药 生 产 厂 的 地 下 水 和 其 周 围 区 域 的 土 壤 中 仍 检 测 到 高 浓 度 的 TNT 及 相 关 的 污 染 物 质 [2], 给 附 近 的 河 流 和 土 壤 造 成 了 严 重 的 污 染 另 外,TNT 及 其 降 解 物 具 有 毒 性, 其 毒 性 是 其 他 化 合 物 毒 性 的 20~50 倍 [1], 可 引 起 生 物 有 机 体 发 生 癌 变 突 变, 对 人 类 健 康 有 巨 大 的 危 害, 因 此 TNT 污 染 土 壤 的 修 复 倍 受 关 注 TNT 污 染 土 壤 的 修 复 按 修 复 原 理 可 分 为 物 理 修 复 化 学 修 复 与 生 物 修 复 ; 按 其 最 终 归 宿 可 分 为 矿 化 修 复 和 腐 殖 化 修 复 其 中 矿 化 最 好 最 环 保 最 安 全, 但 基 于 TNT 本 身 特 性, 难 度 较 大, 由 14 C- TNT 矿 化 为 14 CO 2 的 量 常 低 于 检 测 限 [3,4] TNT 污 染 土 壤 腐 殖 化 修 复 是 指 TNT 及 其 转 化 产 物 在 生 物 化 学 及 生 物 化 学 作 用 下, 与 环 境 中 腐 殖 质 通 过 共 价 键 等 方 式 相 结 合, 成 为 腐 殖 质 的 一 部 分, 从 而 进 入 土 壤 的 氮 素 循 环, 相 对 于 矿 化 而 言, 较 易 实 现 同 时, 腐 殖 化 修 复 可 原 位 进 行, 因 此,TNT 污 染 土 壤 腐 殖 化 修 复 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 国 外 很 多 学 者 在 研 究 TNT 污 染 土 壤 生 物 修 复 过 程 中 发 现, 在 有 机 质 较 多 ( 2%) 的 土 壤 中,TNT 污 染 土 壤 腐 殖 化 收 稿 日 期 : 基 金 项 目 : 解 放 军 后 勤 工 程 学 院 博 士 学 术 创 新 科 研 项 目 ( 编 号 :YZ ); 总 后 勤 部 CY112C017 作 者 简 介 : 李 恒 (1985-), 男, 硕 士 研 究 生, 主 要 从 事 环 境 污 染 与 治 理 研 究 现 象 普 遍 存 在 ; 国 内 谯 华 在 生 物 泥 浆 反 应 器 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 过 程 中 也 发 现 腐 殖 化 现 象 本 文 系 统 地 阐 述 了 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 机 理, 为 TNT 污 染 土 壤 的 修 复 提 供 一 些 技 术 参 考 2 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 机 理 作 为 腐 殖 化 修 复 主 体 的 腐 殖 质 是 具 有 较 大 比 表 面 积 的 一 类 高 分 子 芳 香 族 醌 类 聚 合 物, 含 有 大 量 的 羧 基 酚 羟 基 羰 基 醇 羟 基 等 官 能 团, 与 土 壤 中 TNT 及 其 转 化 产 物 存 在 着 复 杂 的 作 用 机 理 国 外 许 多 学 者 提 出 : 通 过 共 价 键 氢 键 离 子 键 等 方 式, TNT 及 其 降 解 物 可 以 与 腐 殖 质 的 羧 基 酚 羟 基 醌 基 等 官 能 团 吸 附 结 合 ChristofAchtnich [5] 在 利 用 不 同 的 提 取 剂 提 取 TNT 污 染 土 壤 的 腐 殖 质 时 证 实, 腐 殖 质 与 TNT 及 其 降 解 物 之 间 存 在 共 价 键 氢 键 [6] AnzhiZ. 等 在 研 究 影 响 腐 殖 质 与 土 壤 中 TNT 及 其 降 解 物 耦 合 的 因 素 时 发 现, 用 静 电 吸 附 的 观 点 可 以 很 好 地 解 释 研 究 中 的 一 些 吸 附 现 象 2 1 共 价 吸 附 [7] Fritsche 等 在 研 究 真 菌 修 复 炸 药 污 染 土 壤 时 发 现,TNT 的 矿 化 率 不 足 20%, 其 余 部 分 通 过 中 14 间 代 谢 物 可 与 腐 殖 质 产 生 不 可 逆 的 化 学 吸 附 对 C-TNT 研 究 表 明, 这 种 不 可 逆 的 化 学 吸 附 主 要 是 因 为 TNT 及 其 降 解 物 与 腐 殖 质 共 价 吸 附 引 起 的 [8] Peterson [9] 也 证 实 TNT 降 解 物 与 腐 殖 质 之 间 存 在 共 价 结 合, 共 价 结 合 的 基 团 主 要 为 氨 基 ( 具 有 亲 核 特 性 ),TNT 的 还 原 产 物 ( 如 二 氨 基 硝 基 甲 苯 和 三 氨 基 甲 苯 ) 通 过 与 碳 酰 基 和 苯 醌 进 行 1,2 亲 核 加 成 反 应, 可 以 吸 附 于 土 壤 的 有 机 质 上 [10] Christof Achtnich [11] 也 证 明 TNT 降 解 物 的 芳 香 胺 可 与 胡 敏 酸 共 价 生 成 二 胺 叔 胺 氨 基 化 合 物 5

6 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 共 价 吸 附 是 腐 殖 质 不 可 逆 吸 附 的 主 要 原 因, 只 有 TNT 及 其 降 解 物 与 腐 殖 质 共 价 结 合, 成 为 腐 殖 质 的 一 部 分,TNT 才 不 会 给 环 境 带 来 危 害 2 2 微 孔 吸 附 Esteve-Nu ez 等 曾 发 现 TNT 转 化 产 物, 如 羟 氨 基 二 硝 基 甲 苯 (HADNT) 氨 基 二 硝 基 甲 苯 (ADNT) 二 氨 基 硝 基 甲 苯 (DANT) 二 核 或 多 核 聚 合 产 物 如 氧 化 偶 氮 化 合 物 联 苯 等 中 间 产 物 及 最 终 硝 基 还 原 产 物 TAT 会 被 土 壤 介 质 腐 殖 质 包 埋 [2,12] 这 可 能 是 因 为 腐 殖 酸 的 脂 肪 链 相 互 缠 绕 成 网 状 结 构, 形 成 截 留 外 来 物 质 的 微 孔, 这 种 空 穴 吸 附 的 能 力 可 占 土 壤 有 机 质 对 疏 水 性 有 机 物 总 吸 附 的 37% ~54% [13] Achtnich [5] 把 腐 殖 质 这 种 结 构 形 象 化 为 牢 笼 结 构, 他 认 为 这 种 结 构 来 自 极 性 物 质 的 交 叉 互 联, 牢 笼 结 构 可 以 吸 附 28% 的 TNT 类 物 质, 并 且 很 难 解 吸 附 一 般 认 为 微 孔 吸 附, 次 于 共 价 不 可 逆 吸 附, 是 腐 殖 质 固 定 TNT 类 污 染 物 的 第 二 大 原 因 2 3 疏 水 性 吸 附 Erikson [14] 等 在 研 究 土 壤 颗 粒 有 机 物 (POM) 对 TNT 及 其 代 谢 产 物 的 吸 附 行 为 时 发 现, 低 浓 度 TNT 条 件 下,TNT 代 谢 产 物 可 以 与 POM 上 的 特 异 性 点 位 以 离 子 键 的 方 式 结 合 但 当 这 些 点 位 饱 和 后, 疏 水 分 配 成 为 POM 吸 附 的 主 要 机 理, 其 线 性 关 系 (R 2 为 0 92) 为 : logk OC = lgK OW 其 中 :logk OC 有 机 碳 分 配 系 数 : lgk OW 辛 醇 比 疏 水 性 吸 附 是 减 少 土 壤 中 TNT 不 可 忽 视 的 原 因, 随 着 离 子 强 度 的 增 加, 腐 殖 酸 聚 合 体 的 净 电 荷 量 减 少, 腐 殖 酸 开 始 卷 积 聚 合, 腐 殖 酸 亲 水 性 减 小, 其 吸 附 2,6- 二 氨 基 硝 基 甲 苯 的 能 力 减 弱, 但 腐 殖 酸 低 亲 水 性 结 构 可 以 与 疏 水 性 TNT 发 生 疏 水 性 吸 附 [6] 疏 水 性 吸 附 与 腐 殖 酸 的 脂 肪 特 性 显 著 相 关, 相 对 疏 水 的 特 性 的 脂 肪 碳 可 能 对 低 极 性 和 非 极 性 化 合 物 具 有 较 强 的 结 合 能 力 [15] [16] 李 丽 等 在 研 究 腐 殖 酸 分 子 结 构 对 疏 水 性 化 合 物 菲 吸 附 行 为 的 影 响 时 发 现, 随 着 腐 殖 酸 中 脂 肪 碳 含 量 的 增 加, 腐 殖 酸 对 菲 的 吸 附 能 力 和 Freundlich 等 温 线 的 非 线 性 特 征 增 强 NeeraSingh [17] 也 得 到 了 类 似 的 结 论, 但 NeeraSingh 研 究 得 更 深 入, 其 进 一 步 指 出 TNT 的 吸 附 量 与 疏 水 特 性 的 烷 基 碳 石 蜡 碳 芳 基 碳 羰 基 碳 成 正 相 关, 而 与 亲 水 特 性 的 O/N- 烷 基 碳 成 负 相 关 疏 水 性 吸 附 的 观 点 可 以 很 好 地 解 释 水 溶 性 及 可 水 溶 性 的 HA ( 腐 殖 酸 ) 和 FA ( 富 里 酸 ) 对 TNT 6 的 吸 附 能 力 小 于 非 水 溶 性 胡 敏 素 对 TNT 的 吸 附 但 这 种 结 合 方 式 不 够 稳 定, 易 受 环 境 因 素 的 影 响 2 4 静 电 吸 附 氨 基 硝 基 甲 苯 或 三 氨 基 甲 苯 水 解 带 正 电 荷, 腐 殖 酸 在 碱 性 条 件 下 水 解 呈 电 负 性, 异 性 电 荷 相 吸 水 解 程 度 越 大 吸 附 能 力 越 强 高 ph 会 抑 制 2,6- 二 氨 基 硝 基 甲 苯 与 腐 植 酸 结 合 这 是 因 为 2,6- 二 氨 基 硝 基 甲 苯 正 电 荷 可 能 的 结 合 位 点 位 于 腐 殖 酸 羧 基 和 酚 环 上, 虽 然 高 ph 有 利 于 腐 殖 酸 水 解, 但 是 2,6- 二 氨 基 硝 基 甲 苯 水 解 却 被 抑 制 了, 其 带 的 正 电 荷 数 量 减 少, 静 电 引 力 弱 化 [6] NeeraSing [17] 的 研 究 证 明 了 静 电 吸 附 的 存 在, 发 现 TNT 及 其 降 解 物 DNT 在 腐 殖 质 上 的 固 定 与 羰 基 碳 含 量 显 著 相 关, 他 解 释 这 可 能 是 羰 基 碳 带 有 正 电 荷, 而 TNT 与 DNT 的 硝 基 基 团 带 有 负 电 荷 的 原 因 2 5 氢 键 腐 殖 质 具 有 大 量 含 O N 的 极 性 官 能 团, 如 羟 基 (-H) 羧 基 (-COOH) 酚 羟 基 甲 氧 基 酰 胺 基, 这 些 官 能 团 上 的 氢 原 子 可 以 同 吸 附 分 子 中 的 电 负 性 极 大 的 原 子 ( 如 TNT 与 其 降 解 物 的 N O) 上 的 孤 对 电 子 作 用, 形 成 氢 键 ( 直 线 型 σ 键, 如 图 1) [18] 氢 键 在 腐 殖 质 吸 附 TNT 及 其 降 解 物 的 过 程 中 具 有 重 要 的 作 用 氢 键 的 强 度 是 范 德 华 力 的 5~10 倍, 通 过 氢 键 吸 附 的 分 子 在 室 温 下 很 难 脱 附, 需 要 在 100~150 真 空 除 气 条 件 下 才 能 脱 附, 对 含 微 孔 的 多 空 体, 脱 附 温 度 更 高 [19] 基 于 有 机 提 取 剂, 如 尿 素 可 以 破 坏 氢 键 的 原 理, 一 些 研 究 者 用 有 机 质 提 取 剂 提 取 土 壤 中 的 腐 殖 质 的 方 法, 并 取 得 了 良 好 的 效 果, 这 间 接 证 明 了 氢 键 吸 附 的 存 在 2 6 酸 碱 л 轨 道 相 互 作 用 按 照 Lewis 酸 碱 理 论 : 原 子 的 电 子 过 剩 时, 表 现 出 给 电 子 活 性, 称 为 Lewis 酸 ; 原 子 的 电 子 不 足

7 htp: //hjkxdk yies org cn 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 的 机 理 探 索 李 恒 时, 表 现 出 受 电 子 活 性, 称 为 Lewis 碱 腐 殖 酸 和 TNT 及 其 降 解 物 有 较 多 的 芳 香 结 构, 芳 香 环 连 接 一 些 基 团 时,л 轨 道 的 负 电 荷 分 布 发 生 变 化 产 生 电 荷 移 动 当 苯 环 上 结 合 吸 电 子 基 团 硝 基 或 氨 基 官 能 团 时,л 轨 道 上 的 负 电 荷 不 足, 能 接 受 电 子 ; 当 苯 环 上 结 合 斥 电 子 基 团 时,л 轨 道 能 供 给 电 子 含 有 这 些 芳 香 环 的 分 子 与 给 电 子 体 或 受 电 子 体 作 用 能 生 成 电 荷 转 移 型 络 合 物 [18] Kukkonen [20] 等 也 提 出 了 疏 水 性 物 质 作 为 电 荷 给 体 和 有 机 物 中 的 芳 香 结 构 作 为 电 荷 受 体 之 间 电 荷 转 移 特 殊 作 用 的 存 在 腐 殖 质 大 分 子 中 的 富 电 子 结 构 ( 如 双 酚 ) 可 以 与 电 子 受 体 特 征 的 TNT 类 物 质, 通 过 电 子 给 予 - 接 受 机 理, 形 成 电 荷 转 移 络 合 物 [21] 除 此 之 外, 腐 殖 质 与 TNT 及 其 降 解 物 之 间 的 吸 附 还 有 离 子 键 [5] London 色 散 力 偶 极 子 相 互 作 用 四 极 子 相 互 作 用 等, 但 这 些 作 用 在 腐 殖 质 吸 附 TNT 及 其 降 解 物 的 过 程 中 较 弱 3 结 论 与 展 望 腐 殖 质 修 复 TNT 污 染 土 壤 是 物 理 化 学 生 物 因 素 综 合 作 用 的 结 果 腐 殖 质 含 有 多 种 功 能 基 团, 如 羧 基 醇 羟 基 酚 羟 基 羰 基 和 甲 氧 基 等, 具 有 很 高 的 反 应 活 性 ( 如 吸 附 作 用 络 合 作 用 氧 化 还 原 作 用 ) 腐 殖 质 通 过 共 价 结 合 微 孔 吸 附 疏 水 吸 附 氢 键 离 子 键 电 子 给 予 - 接 受 等 吸 附 机 制, 能 与 土 壤 中 有 毒 污 染 物 TNT 及 其 降 解 产 物 等 发 生 相 互 作 用, 影 响 其 迁 移 转 化 和 TNT 污 染 土 壤 的 修 复 效 果 及 生 态 毒 性 表 现 有 关 腐 殖 质 吸 附 土 壤 中 TNT 类 污 染 物 机 理 的 研 究 大 多 是 采 用 腐 殖 质 模 式 物 质 代 替 腐 殖 质, 但 是, 由 于 土 壤 是 一 个 非 均 质 系 统, 且 腐 殖 质 是 不 同 分 子 量 级 官 能 团 含 量 各 异 的 非 均 相 有 机 混 合 物, 各 组 分 腐 殖 化 修 复 的 机 理 也 不 同, 因 此 需 要 进 行 腐 殖 质 不 同 组 份 修 复 TNT 污 染 土 壤 机 理 的 研 究 参 考 文 献 : [1] 陈 琛, 金 若 菲, 周 集 体, 等.2,4,6- 三 硝 基 甲 苯 生 物 降 解 研 究 进 展 [J]. 现 代 化 工,2009,29(1):35. [2]ChristofAchtnich,UteSieglenetal.IreversibleBindingofBio logicalyreduced2,4,6-trinitrotoluenetosoil[j].environ mentaltoxicologyandchemistry,1999,18(11): [3]Heis,G.andH.J.Knackmus.Bioeliminationoftrinitroaromat iccompounds:immobilizationversusmineralization[j].curent OpinioninMicrobiology,2002,5(3): [4]Smets,B.F.,H.Yin,andA.Esteve-Nunez,TNTbiotransfor mation:whenchemistryconfrontsmineralization[j].appliedmi crobiologyandbiotechnology,2007,76(2): [5]AchtnichC,LenkeH etal.stabilityofimmobilizedtntderiva tivesinsoilasafunctionofnitrogroupreduction[j].environmen talscience&technology,2000,34(17): [6] AnzhiZ.Li,KennethA.Marx,JohnWalker,DaivdL.Kaplan. TrinitrotolueneandMetabolitesBindingtoHumicAcid[J].Envi ron.sci.technol,1997,31, [7] FritscheW,ScheibnerKetal.Fungaldegradationofexplosives: TNTandrelatednitroaromaticcompounds[J].BocaRaton:CRC PresLLC,2000, [8] LewisTA,NewcombeDA,etal.Bioremediationofsoilcontami natedwithexplosives[j].journalofenvironmentalmanagement, 2004,70(4): [9] LiZM,PetersonMMetal.RemediatingTNT-contaiminatedsoil bysoilwashingandfentinoxidation[j].scienceofthetotalen vironment,1997,204(2): [10] AhmadF,HughesJB.Reactivityofpartialyreducedarylhy droxylamineandnitrosoarenemetabolitesof2,4,6-trinitrotolu ene(tnt)towardbiomasandhumicacids[j].environmental Science&Technology,2002,36(20): [11] ChristofAchtnich,Erolfernandesetal.CovalentBindingofRe ducedmetabolitiesof[15n3] TNTtoSoilOrganicMaterduring abioremediationprocesanalyzedby15n NMR Spectroscopy [J].Environ.Sci.Technol.,1999,33: [12]Esteve-Nu eza,cabaleroaetal.biologicaldegradationof2, 4,6-trinitrotoluene[J].MicrobiologyandMoleculorBiology Reviews,2001,65(3): [13] XingB,PignateloJJ,GigliotoB.CompetitiveSorptionbe tweenatrazineandothercompoundsinsoilsandmodelsorbents [J].EnvironSciTechno,1996,30(12): [14] Erikson,J.andU.Skylberg.Bindingof2,4,6-trinitrotolu eneanditsdegradationproductsinasoilorganicmatertwo- phasesystem [J].JournalofEnvironmentalQuality,2001,30 (6): [15] M.J.Simpson,P.C.E.Johnson.Identificationofmobileali phaticdomainsinsoilhuminbysolidstate13c-nuclearmagnet icresonance[j].environ.toxicol.chem.15(2006) [16] 李 丽, 于 志 强. 分 子 结 构 在 腐 殖 酸 对 菲 吸 附 行 为 中 的 影 响 [J]. 环 境 化 学,2004,23(4): [17]NeeraSingh,AnneE.Berns,DieterHennecke,JenniferHoerner, WernerKoerdel,AndreasSchaefer.Efectofsoilorganicmater chemistryonsorptionoftrinitrotolueneand2,4-dinitrotoluen [J].JournalofHazardousMaterials,2010,173: [18] 近 藤 精 一, 石 传 达 雄, 安 部 郁 夫. 吸 附 科 学 [M]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2006: [19] HayesM HB.Solventsystemsfortheisolationoforganiccompo nentsfrom soils[j].soilsciencesocietyofamericajournal, 2006,70(3): [20] KukkonenJ,McCarthyJF,OikariA.EfectsofXAD-8Frac tionsofdisolvedorganiccarbononthesorptionandbioavail abilityoforganicmicropolutants[j]. Arch. Environ. Cont am.toxicol.,1990,19(4):55l-557. [21] M. 霍 夫 里 特,A. 斯 泰 因 比 歇 尔. 生 物 高 分 子 木 质 素 腐 殖 质 和 煤 [M]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2004:313. ( 下 转 第 12 页 ) 7

8 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 2013,32(1) CN /X ISSN 污 染 负 荷 对 人 工 湿 地 污 染 处 理 效 果 的 影 响 张 萍, 和 丽 萍, 陈 静, 杨 逢 乐, 田 军 ( 云 南 省 环 境 科 学 研 究 院, 云 南 昆 明 ) 摘 要 : 研 究 了 污 染 负 荷 对 抚 仙 湖 北 岸 典 型 人 工 湿 地 净 化 河 道 污 水 处 理 效 率 的 影 响 结 果 表 明 : 随 着 湿 地 的 运 行, 各 项 污 染 物 去 除 效 率 均 呈 现 下 降 趋 势 TN TP 去 除 率 基 本 上 是 随 着 进 水 浓 度 的 上 升 而 逐 渐 下 降, 而 COD Cr SS 去 除 率 基 本 上 是 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 逐 渐 下 降 如 果 不 考 虑 其 它 因 素, 仅 从 系 统 处 理 效 果 的 角 度 选 择 污 染 负 荷, 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 :TN1 0~10mg/L,TP0 6mg/L 以 下, NH 3 -N 3 0mg/L 以 下,COD Mn 15~20mg/L,COD Cr 100~150mg/L,BOD 5 20~70mg/L,SS200~ 250mg/L 关 键 词 : 人 工 湿 地 ; 污 染 负 荷 ; 处 理 效 果 ; 研 究 ; 抚 仙 湖 中 图 分 类 号 :X52 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2013) 人 工 湿 地 作 为 一 种 新 兴 的 污 水 处 理 工 艺, 兴 起 于 20 世 纪 70 年 代, 具 有 建 造 及 运 转 费 用 低 维 护 简 单 效 果 好 适 用 面 广 对 负 荷 变 化 的 适 应 能 力 强 等 特 点 一 般 来 说, 人 工 湿 地 对 进 水 污 染 负 荷 的 承 受 能 力 有 一 定 的 范 围, 污 染 负 荷 过 大 或 过 小 均 会 影 响 其 去 除 效 率 根 据 国 内 外 经 验 及 人 工 湿 地 特 点, 本 研 究 选 择 实 际 运 行 的 抚 仙 湖 马 料 河 人 工 湿 地 及 窑 泥 沟 人 工 湿 地, 通 过 实 测 水 质 监 测 数 据 分 析 研 究, 考 查 人 工 湿 地 在 不 同 污 染 负 荷 条 件 下 的 净 化 效 果 1 研 究 条 件 与 方 法 1 1 人 工 湿 地 建 设 及 处 理 工 艺 试 验 选 取 建 设 于 抚 仙 湖 北 岸 污 染 较 为 严 重 的 马 料 河 窑 泥 沟 的 两 个 人 工 湿 地 抚 仙 湖 窑 泥 沟 人 工 湿 地 位 于 抚 仙 湖 北 岸, 占 地 面 积 33 亩, 设 计 处 理 能 力 1 0 万 m 3 /d, 主 要 处 理 上 游 澄 江 县 城 市 生 活 污 水 县 城 污 水 处 理 厂 排 水 沿 途 13 个 村 庄 的 生 活 污 水 和 上 万 亩 农 田 径 流 形 成 的 混 合 污 水 抚 仙 湖 马 料 河 人 工 湿 地 位 于 抚 仙 湖 北 岸, 占 地 面 积 29 8 亩, 设 计 处 理 能 力 为 1 5 万 m 3 /d, 主 要 处 理 抚 仙 湖 北 岸 马 料 河 流 域 的 农 业 面 源 及 村 落 污 水 两 个 人 工 湿 地 均 采 用 独 创 式 复 合 型 人 工 湿 地 自 流 净 化 工 艺, 工 艺 流 程 见 图 测 试 项 目 及 方 法 玉 溪 市 环 境 监 测 站 于 2003 年 2004 年, 云 南 省 环 境 科 学 研 究 院 于 2005~2008 年, 分 别 对 马 料 河 人 工 湿 地 窑 泥 沟 人 工 湿 地 各 4 个 采 样 点 的 7 项 水 质 指 标 进 行 了 30 次 采 样 监 测 4 个 采 样 点 分 别 为 湿 地 进 水 口 氧 化 塘 出 水 口 潜 流 湿 地 出 水 口 表 面 流 湿 地 出 水 口 7 项 水 质 指 标 为 TN NH 3 - N TP COD Cr COD Mn SS 及 BOD 5 等 监 测 方 法 均 采 用 国 家 环 境 保 护 总 局 编 写 的 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法, 具 体 监 测 方 法 为 :TN 采 用 碱 性 过 硫 酸 钾 分 光 光 度 法,NH 3 -N 采 用 水 杨 酸 分 光 光 度 收 稿 日 期 : 法,TP 采 用 钼 酸 铵 分 光 光 度 法,COD Cr 采 用 重 铬 酸 盐 法,SS 采 用 重 量 法,BOD 5 采 用 稀 释 与 接 种 法 1 3 人 工 湿 地 进 出 水 水 质 马 料 河 人 工 湿 地 以 及 窑 泥 沟 人 工 湿 地 系 统 的 进 水 浓 度 平 均 值 TN 分 别 为 5 41mg/L 及 12 46mg/L, NH 3 -N 分 别 为 1 70mg/L 及 4 55mg/L,TP 分 别 为 0 44mg/L 及 1 15mg/L,COD Cr 分 别 为 45 75mg/L 及 57 45mg/L,SS 分 别 为 mg/L 及 55 11mg/L; 两 个 人 工 湿 地 系 统 的 出 水 浓 度 TN 分 别 为 2 80mg/L 及 8 17mg/L,NH 3 -N 分 别 为 1 05mg/L 及 2 90mg/ L,TP 分 别 为 0 28mg/L 及 0 87mg/L,COD Cr 分 别 为 22 06mg/L 及 29 49mg/L,SS 分 别 为 12 71mg/L 及 11 30mg/L 采 用 地 表 水 环 境 质 量 标 准 (GB3838

9 htp: //hjkxdk yies org cn 污 染 负 荷 对 人 工 湿 地 污 染 处 理 效 果 的 影 响 张 萍 -2002) 对 两 个 湿 地 系 统 的 出 水 水 质 平 均 值 进 行 判 别, 出 水 水 质 为 劣 Ⅴ 类 2 污 染 负 荷 与 去 除 率 的 相 关 性 分 析 2 1 氮 磷 进 水 浓 度 与 去 除 率 一 般 来 说, 人 工 湿 地 对 进 水 污 染 负 荷 的 承 受 能 力 有 一 定 的 范 围, 污 染 负 荷 过 大 或 过 小 均 会 影 响 其 去 除 效 率 对 马 料 河 人 工 湿 地 窑 泥 沟 人 工 湿 地 各 监 测 指 标 的 进 水 浓 度 与 去 除 率 进 行 对 比 分 析, 结 果 表 明 :TN NH 3 -N 及 TP 去 除 率 基 本 上 是 随 着 进 水 浓 度 的 上 升 而 逐 渐 下 降 马 料 河 人 工 湿 地 TN 进 水 浓 度 为 20~25mg/L 时, 去 除 率 为 36 4%;TN 进 水 浓 度 为 10~20mg/ L 时, 去 除 率 为 53 7%;TN 进 水 浓 度 为 10mg/L 以 下 时, 去 除 率 为 60% 左 右 NH 3 -N 进 水 浓 度 为 5 0~8 0mg/L 时, 去 除 率 为 43 9%;NH 3 -N 进 水 浓 度 为 1 0~4 0mg/L 时, 去 除 率 为 55% 左 右 ; NH 3 -N 进 水 浓 度 为 1 0mg/L 以 下 时, 去 除 率 为 68 6% 左 右 TP 进 水 浓 度 为 1 0~2 0mg/L 时, 去 除 率 为 33 5%;TP 进 水 浓 度 为 0 3~1 0mg/L 时, 去 除 率 为 45% 左 右 ;TP 进 水 浓 度 为 0 3mg/L 以 下 时, 去 除 率 为 60% 左 右 窑 泥 沟 人 工 湿 地 TN 进 水 浓 度 为 20~23mg/L 时, 去 除 率 为 30 3%;TN 进 水 浓 度 为 6~10mg/L 时, 去 除 率 为 43 0%;TN 进 水 浓 度 为 3~6mg/L 时, 去 除 率 为 60% 左 右 NH 3 -N 进 水 浓 度 为 5 0 ~13mg/L 时, 去 除 率 为 21 86%;NH 3 -N 进 水 浓 度 为 3 0~4 0mg/L 时, 去 除 率 为 44 39%;NH 3 -N 进 水 浓 度 为 1 0~3 0mg/L 时, 去 除 率 为 57 66% 左 右 TP 进 水 浓 度 为 0 7~1 0mg/L 时, 去 除 率 为 19 92%;TP 进 水 浓 度 为 0 6~0 7mg/L 时, 去 除 率 为 20% 左 右 ;TP 进 水 浓 度 为 0 3~ 0 6mg/L 时, 去 除 率 为 29 13% 2 2 有 机 物 及 悬 浮 物 进 水 浓 度 与 去 除 率 COD Cr BOD 5 及 SS 去 除 率 基 本 上 是 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 逐 渐 下 降 马 料 河 人 工 湿 地 COD Cr 进 水 浓 度 为 50~ 100mg/L 时, 去 除 率 为 61 3%;COD Cr 进 水 浓 度 为 40~50mg/L 时, 去 除 率 为 39 8%;COD Cr 进 水 浓 度 为 20mg/L 以 下 时, 去 除 率 为 41 7% BOD 5 进 水 浓 度 为 20~70mg/L 时, 去 除 率 为 72 3%; BOD 5 进 水 浓 度 为 5~10mg/L 时, 去 除 率 为 35% 左 右 ;BOD 5 进 水 浓 度 为 5mg/L 以 下 时, 去 除 率 为 40% 左 右 SS 进 水 浓 度 为 35~50mg/L 时, 去 除 率 为 83 8%;SS 进 水 浓 度 为 30~35mg/L 时, 去 除 率 为 55 0% 左 右 ;SS 进 水 浓 度 为 10~30mg/L 时, 去 除 率 为 50% 左 右 COD Mn 去 除 率 先 是 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 上 升, 又 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 降 低 COD Mn 进 水 浓 度 为 20~30mg/L 时, 去 除 率 为 30 4%;COD Mn 进 水 浓 度 为 15~20mg/L 时, 去 除 率 为 64 5%;COD Mn 进 水 浓 度 为 5~15mg/L 时, 去 除 率 为 30% 左 右 窑 泥 沟 人 工 湿 地 COD Cr 进 水 浓 度 为 100~ 200mg/L 时, 去 除 率 为 80 77%;COD Cr 进 水 浓 度 为 40~80mg/L 时, 去 除 率 为 30% ~40%;COD Cr 进 水 浓 度 为 30~40mg/L 时, 去 除 率 为 30% 左 右 BOD 5 进 水 浓 度 为 20~70mg/L 时, 去 除 率 为 75 4%;BOD 5 进 水 浓 度 为 5~10mg/L 时, 去 除 率 为 50% 左 右 ;BOD 5 进 水 浓 度 为 4~5mg/L 时, 去 除 率 为 20% 左 右 SS 进 水 浓 度 为 200~250mg/L 时, 去 除 率 为 96 4%;SS 进 水 浓 度 为 30~35mg/L 时, 去 除 率 为 70% 以 上 ;SS 进 水 浓 度 为 10~ 20mg/L 时, 去 除 率 为 40% 左 右 COD Mn 去 除 率 先 是 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 上 升, 又 随 着 进 水 浓 度 的 下 降 而 降 低 COD Mn 进 水 浓 度 为 20~85mg/L 时, 去 除 率 为 36 15%;COD Mn 进 水 浓 度 为 15~20mg/L 时, 去 除 率 为 62 33%;COD Mn 进 水 浓 度 为 5~ 15mg/L 时, 去 除 率 为 40% 左 右 2 3 人 工 湿 地 最 佳 进 水 浓 度 综 合 考 虑 各 项 水 质 指 标 进 水 浓 度 对 其 去 除 率 的 影 响, 如 果 不 考 虑 其 它 因 素, 仅 从 系 统 处 理 效 果 的 角 度 选 择 污 染 负 荷, 马 料 河 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 :TN1 0~10mg/L,TP0 1~0 3mg/L, NH 3 -N 0 1~1 0mg/L, COD Mn 15~20mg/L, COD Cr 50~150mg/L,BOD 5 20~70mg/L,SS35~ 50mg/L; 窑 泥 沟 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 : TN3 0~10mg/L,TP0 3~0 6mg/L,NH 3 -N1 0 ~3 0mg/L,COD Mn 15~20 mg/l, COD Cr 100~ 200mg/L,BOD 5 20~70mg/L,SS200~250mg/L 进 水 浓 度 与 污 染 物 去 除 率 变 化 情 况 见 表 1 表 2, 污 染 负 荷 对 去 除 效 果 的 影 响 见 图 2 及 图 3 3 研 究 结 论 (1) 随 着 湿 地 的 运 行, 马 料 河 人 工 湿 地 和 窑 泥 沟 人 工 湿 地 的 进 水 不 断 上 升, 而 各 项 水 质 指 标 的 去 除 率 逐 渐 下 降, 故 出 水 浓 度 也 随 之 上 升, 且 进 水 浓 度 与 出 水 浓 度 的 差 距 净 值 不 断 加 大 (2) 马 料 河 人 工 湿 地 TN 浓 度 为 2 12mg/L 时 净 化 效 果 最 好, 为 71 31%;TP 浓 度 为 0 49mg/L 时 为 75 51%;COD Cr 浓 度 为 mg/L 时 为 81 82%; 9

10 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 表 1 马 料 河 人 工 湿 地 进 水 浓 度 与 污 染 物 去 除 率 变 化 情 况 (mg/l) 表 2 窑 泥 沟 人 工 湿 地 进 水 浓 度 与 污 染 物 去 除 率 变 化 情 况 (mg/l) 指 标 范 围 进 水 浓 度 平 均 值 去 除 率 /% 指 标 范 围 进 水 浓 度 平 均 值 去 除 率 /% 20~ ~ TN 10~ ~ TN 10~ ~ ~ ~ ~ ~ TP 0 7~ ~ TP 0 7~ ~ ~ ~ ~ ~ NH 3 -N 2~ ~ NH 3 -N 4~ ~ ~ ~ ~ ~ COD Mn 15~ ~ COD Mn 15~ ~ 以 下 ~ ~ ~ ~ ~ COD Cr 20~ COD Cr 50~ ~ ~ 以 下 ~ ~ ~ ~ ~ SS 20~ ~ SS 35~ ~ ~ ~ 以 下 ~ ~ ~ BOD 5 10~ ~ BOD 5 10~ ~ 以 下 ~ SS 浓 度 为 7 56mg/L 时 为 67 64% 综 合 考 虑 各 项 水 质 指 标 进 水 浓 度 对 其 去 除 率 的 影 响, 如 果 不 考 虑 其 它 因 素, 仅 从 系 统 处 理 效 果 的 角 度 选 择 污 染 负 荷, 马 料 河 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 :TN1 0~ 10mg/L,TP0 1~0 3mg/L,COD Cr 0 6mg/L,COD Cr 100~200mg/L,SS200~250mg/L (3) 窑 泥 沟 人 工 湿 地,TN 浓 度 为 9 57mg/L 时 净 化 效 果 最 好, 为 72 10%;TP 浓 度 为 2 12mg/L 时, 为 71 31%;COD Cr 浓 度 为 mg/L 时, 为 79 76%;SS 浓 度 为 55 56mg/L 时, 为 96 00% 综 合 考 虑 各 项 水 质 指 标 进 水 浓 度 对 其 去 除 率 的 影 响, 如 果 不 考 虑 其 它 因 素, 仅 从 系 统 处 理 效 果 的 角 度 选 择 污 染 负 荷, 窑 泥 沟 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 :TN3 0~10mg/L,TP0 3~50~150mg/L,SS 35~50mg/L (4) 通 过 对 马 料 河 人 工 湿 地 及 窑 泥 沟 人 工 湿 地 的 进 水 浓 度 与 各 项 水 质 指 标 的 净 化 效 果 相 关 性 分 析 得 知, 综 合 考 虑 各 项 水 质 指 标 进 水 浓 度 对 其 去 除 率 的 影 响, 如 果 不 考 虑 其 它 因 素, 仅 从 系 统 处 理 效 果 的 角 度 选 择 污 染 负 荷, 人 工 湿 地 系 统 的 最 佳 污 染 负 荷 为 :TN1 0~10mg/L,TP0 6mg/L 以 下,NH 3 - N3 0mg/L 以 下,COD Mn 15~20mg/L,COD Cr 100~ 150mg/L,BOD 5 20~70mg/L,SS200~250mg/L 或 35~50mg/L 10

11 htp: //hjkxdk yies org cn 污 染 负 荷 对 人 工 湿 地 污 染 处 理 效 果 的 影 响 张 萍 11

12 环 境 科 学 导 刊 htp: //hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 参 考 文 献 : [1] 王 雪, 阮 晓 红, 陈 长 太. 复 合 流 式 人 工 湿 地 污 水 处 理 试 验 研 究 [J]. 牡 丹 江 师 范 学 院 学 报,2003,(1):1-2. [2] 梅 双 纬, 陈 晓 华. 人 工 坡 地 不 同 深 度 COD 去 除 率 的 变 化 研 究 [J]. 水 利 科 技 与 经 济,2006,12(11): [3] 陶 静, 汪 德. 小 型 复 合 流 人 工 湿 地 的 设 计 及 对 有 机 物 去 除 效 率 的 分 析 [J]. 水 电 站 设 计,2004,20(2): TheImpactofPolutionLoadonthePolutionTreatment EficiencyoftheArtificialWetland ZHANGPing,HELi ping,chenjing,yangfeng le,tianjun (YunnanInstituteofEnvironmentalScience,KunmingYunnan650034China) Abstract:Thispaperanalyzestheimpactofthepolutionloadontreatingthewastewaterintheriverbyatypicalarti ficialwetlandlocatedatthenorthoffuxianlake.theresultshowsthattheremovalrateofthevariouspolutantsis gradualygoingdownwiththewetland soperation.theremovalrateoftnandtpisdecreasingwiththeincreasing influentconcentration,whileremovingcod Cr andssinthewastewaterisonthecontrary.leavingotherfactorsa side,thewetlandtreatmentperformancecouldbeoptimizedwhenthepolutionloadsare:tn1 0~10mg/L,TPbe low0 6mg/L,NH 3 -Nbelow3 0mg/L,COD Mn 15~20mg/L,COD Cr 100~150mg/L,BOD 5 20~70mg/L,SS 200~250mg/L. Keywords:artificialwetland;polutionload;treatmenteficiency;research; FuxianLake 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 櫍 ( 上 接 第 7 页 ) AStudyonRestoringtheTNT-ContaminatedSoilbyHumus LIHeng,QIAOHua,ZHOUCong zhi (EnvironmentalScienceandEngineering,LogisticEngineeringUniversityofPLA,Chongqing401311China) Abstract:Basedontheliteraturereview,thepaperdiscusesthemechanismofrestoringtheTNT polutedsoilby humus.thehumus,withalargespecificsurfacearea,containsagreatnumberofthefunctionalgroupssuchascar boxyl,hydroxyl,carbonylandalcohols.throughcovalentbonds,microporousadsorption,hydrophobicadsorption,e lectrostaticadsorptionandhydrogenbonds,itinteractswithtntanditsmetabolitesinsoil,andtheninfluencestheir ecologicalmigrationandtoxicity. Keywords:humus;restoration;TNT contaminatedsoil;mechanism 12

13 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 2013,32(1) CN /X ISSN 巧 借 他 山 石 助 我 振 翅 飞 推 进 国 家 重 大 水 专 项 滇 池 洱 海 项 目 的 思 考 周 东 际, 李 湘, 贾 丽 娟 ( 云 南 省 环 境 保 护 厅, 云 南 昆 明 ) 摘 要 : 介 绍 了 云 南 省 水 专 项 项 目 的 基 本 情 况, 总 结 了 十 一 五 的 成 果 及 经 验, 提 出 了 十 二 五 的 思 考 和 建 议 关 键 词 : 水 专 项 ; 成 果 ; 经 验 ; 建 议 ; 云 南 中 图 分 类 号 :X32 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2013) 水 体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 ( 以 下 简 称 水 专 项 ) 是 根 据 国 家 中 长 期 科 学 和 技 术 发 展 规 划 纲 要 (2006~2020 年 ) 设 立 的 16 个 重 大 科 学 技 术 研 究 专 项 之 一, 是 一 个 以 水 质 改 善 为 目 标 导 向 的 国 家 科 技 重 大 工 程, 旨 在 依 靠 科 技 进 步, 研 发 高 效 低 耗 经 济 实 用 适 合 国 情 的 水 处 理 技 术 和 装 备, 解 决 制 约 我 国 经 济 社 会 发 展 的 水 污 染 重 大 技 术 瓶 颈 问 题, 为 水 体 污 染 物 减 排 重 点 流 域 治 污 和 饮 用 水 安 全 保 障 工 程 提 供 全 面 科 技 支 撑 2006 年 9 月, 国 务 院 批 准 成 立 了 水 专 项 领 导 小 组, 原 国 家 环 保 总 局 为 组 长 单 位, 建 设 部 为 副 组 长 单 位, 成 员 单 位 包 括 科 技 部 发 展 和 改 革 委 财 政 部 水 利 部 农 业 部 教 育 部 中 科 院 和 工 程 院, 负 责 组 织 实 施 水 专 项 工 作, 领 导 小 组 下 设 水 专 项 办 公 室 在 环 保 部 2007 年 12 月, 温 家 宝 总 理 主 持 召 开 国 务 院 常 务 会 议, 原 则 通 过 水 专 项 总 体 实 施 方 案 水 专 项 设 置 三 个 阶 段 ( 十 一 五 十 二 五 十 三 五 ) 共 13 年 (2008~2020 年 ) 的 研 究 目 标 : 十 一 五 突 破 水 体 控 源 减 排 关 键 技 术, 建 立 水 环 境 监 控 指 标 体 系 与 水 污 染 防 治 长 效 机 制, 为 示 范 区 消 除 劣 Ⅴ 类 水 体 提 供 技 术 保 障 ; 十 二 五 突 破 水 体 减 负 修 复 关 键 技 术, 形 成 水 环 境 监 控 业 务 化 运 行 成 套 技 术 与 管 理 示 范, 支 撑 示 范 流 域 水 质 明 显 改 善 ; 十 三 五 突 破 流 域 水 环 境 综 合 调 控 成 套 关 键 技 术, 建 立 国 家 水 环 境 监 控 预 警 平 台, 保 障 我 国 流 域 水 环 境 安 全 水 专 项 以 湖 泊 富 营 养 化 控 制 与 治 理 河 流 水 环 境 综 合 整 治 城 市 水 污 染 控 制 与 水 环 境 综 合 整 治 饮 用 水 安 全 保 障 收 稿 日 期 : 作 者 简 介 : 周 东 际, 云 南 省 环 境 保 护 厅 副 厅 长, 厅 党 组 成 员 流 域 水 污 染 防 治 监 控 预 警 水 体 污 染 控 制 和 治 理 战 略 与 政 策 等 6 大 主 题 为 主 要 研 究 内 容,6 个 主 题 下 设 33 个 项 目 ; 构 建 流 域 水 环 境 管 理 技 术 体 系 水 污 染 控 制 与 治 理 技 术 体 系 为 特 征 的 两 大 技 术 路 线 ; 确 定 太 湖 作 为 流 域 层 面 开 展 水 体 污 染 控 制 与 治 理 综 合 技 术 集 成 与 示 范 的 试 点 水 专 项 分 主 题 项 目 课 题 三 个 层 次, 以 项 目 为 基 本 管 理 单 元, 项 目 和 课 题 的 承 担 实 行 法 人 负 责 制, 按 照 示 范 类 研 究 类 和 技 术 研 发 类 项 目 或 课 题 分 类 进 行 管 理, 国 家 水 专 项 办 对 有 重 大 影 响 的 重 点 课 题 进 行 直 接 管 理 水 专 项 实 施 概 算 期 为 三 个 阶 段 共 13 年 (2008~ 2020 年 ), 总 投 资 概 算 亿 元, 其 中 中 央 财 政 投 资 亿 元, 占 总 投 资 额 的 40 1%; 地 方 及 企 业 投 资 亿 元, 占 59 9% 云 南 省 滇 池 流 域 水 污 染 控 制 及 富 营 养 化 治 理 关 键 技 术 与 示 范 项 目 ( 以 下 简 称 滇 池 项 目 ) 和 富 营 养 化 初 期 湖 泊 ( 洱 海 ) 水 污 染 综 合 防 治 技 术 研 究 与 工 程 示 范 项 目 ( 以 下 简 称 洱 海 项 目 ) 列 入 水 专 项 2009 年 2 月, 水 专 项 全 面 启 动 实 施 1 云 南 省 水 专 项 项 目 的 基 本 情 况 云 南 省 从 2006 年 底 开 始 水 专 项 滇 池 项 目 和 洱 海 项 目 的 组 织 筹 划 工 作, 并 得 到 省 政 府 的 高 度 重 视 和 各 有 关 部 门 的 支 持 配 合 2007 年 8 月 省 政 府 成 立 以 分 管 环 保 工 作 的 副 省 长 为 组 长 的 国 家 水 专 项 云 南 省 项 目 领 导 小 组 ( 云 政 办 发 [2007]190 号 ), 负 责 组 织 协 调 实 施 和 管 理 云 南 省 水 专 项 工 作 领 导 小 组 下 设 办 公 室 在 云 南 省 环 保 局, 办 公 室 主 任 由 省 环 保 局 和 建 设 厅 分 管 水 专 项 工 作 的 副 厅 ( 局 ) 长 担 任 2007 年 9 月, 云 南 省 向 国 家 水 专 项 办 公 室 上 报 滇 池 项 目 和 洱 海 项 目 的 项 目 建 议 书 2007 年 10 月 省 财 政 厅 出 具 关 于 对 国 家 科 技 重 大 专 项 云 南 滇 池 洱 海 项 目 资 金 承 诺 函 13

14 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 ( 云 财 建 [2007]385 号 ) 国 务 院 常 务 会 议 通 过 水 专 项 总 体 实 施 方 案 后, 云 南 省 滇 池 项 目 和 洱 海 项 目 正 式 列 入 了 水 专 项 第 一 主 题 湖 泊 主 题 ( 该 主 题 共 设 置 6 个 项 目 ) 滇 池 项 目 下 设 6 个 课 题, 每 个 课 题 设 若 干 子 课 题 ; 洱 海 项 目 下 设 7 个 课 题, 每 个 课 题 也 设 若 干 子 课 题 在 上 报 国 家 水 专 项 办 滇 池 项 目 和 洱 海 项 目 的 实 施 方 案 中, 第 一 阶 段 ( 十 一 五 期 间 ) 滇 池 项 目 总 预 算 3 亿 元, 其 中 中 央 财 政 专 项 资 金 1 2 亿 元, 地 方 配 套 1 8 亿 元 ; 洱 海 项 目 总 预 算 2 25 亿 元, 其 中 中 央 财 政 专 项 资 金 9000 万 元, 地 方 配 套 1 35 亿 元 经 财 政 部 和 科 技 部 预 算 审 查, 截 至 目 前, 十 一 五 的 滇 池 项 目 6 个 课 题 已 全 部 启 动, 共 划 拨 中 央 资 金 7609 万 元 ; 洱 海 项 目 7 个 课 题 已 全 部 启 动, 共 划 拨 中 央 资 金 7312 万 元 2 十 一 五 成 果 及 经 验 自 2009 年 2 月 水 专 项 全 面 启 动 以 来, 云 南 两 个 项 目 的 各 个 课 题 按 照 实 施 方 案 的 要 求, 有 计 划 地 推 进 2010 年 8 月 科 技 部 发 展 改 革 委 财 政 部 三 部 门 组 织 的 监 督 评 估 专 家 组 对 云 南 省 水 专 项 工 作 的 开 展 情 况 进 行 了 集 中 监 督 评 估, 监 督 评 估 组 认 为, 滇 池 是 国 家 重 大 专 项 确 定 的 重 点, 是 三 河 三 湖 一 江 一 库 的 重 点, 通 过 监 督 评 估 看 到, 滇 池 治 理 思 路 很 清 晰, 有 一 个 规 划, 做 到 四 个 坚 定 不 移, 实 现 四 个 转 变, 实 施 六 大 工 程 四 退 三 还 一 护 河 道 综 合 整 治 158 工 程, 取 得 了 很 好 的 效 果 洱 海 作 为 国 家 水 专 项 推 荐 的 重 点 成 果, 在 营 养 化 初 期 湖 泊 水 污 染 控 制 与 生 态 修 复 关 键 技 术 上 做 了 很 多 工 作, 与 地 方 的 治 理 和 示 范 工 程 结 合 较 好 2010 年 12 月, 环 保 部 副 部 长 国 家 水 专 项 第 一 行 政 负 责 人 吴 晓 青 率 国 家 水 专 项 办 在 昆 明 组 织 召 开 水 专 项 实 施 管 理 工 作 座 谈 会, 在 听 取 国 家 水 专 项 湖 泊 主 题 组 组 长 金 相 灿 研 究 员 介 绍 水 专 项 滇 池 项 目 洱 海 项 目 十 二 五 顶 层 设 计 的 技 术 路 线 研 究 内 容 后, 吴 副 部 长 指 出, 一 直 以 来, 党 中 央 国 务 院 领 导 高 度 重 视 滇 池 水 污 染 治 理 工 作, 云 南 省 委 省 政 府 认 真 贯 彻 落 实 中 央 领 导 指 示 精 神, 把 滇 池 洱 海 治 理 作 为 事 关 云 南 发 展 全 局 的 大 事 来 抓, 以 前 所 未 有 的 重 视 程 度 和 工 作 力 度, 完 善 治 理 思 路, 强 化 治 理 措 施, 将 水 专 项 云 南 项 目 的 实 施 作 为 水 环 境 综 合 治 理 的 重 要 科 技 支 撑 2011 年 5 月, 国 家 水 专 项 管 理 办 公 室 在 昆 明 召 开 水 专 项 十 二 五 滇 池 流 域 协 调 工 作 会 议, 水 专 项 技 术 总 师 中 国 工 程 院 院 士 中 国 环 科 院 院 长 孟 伟 介 绍 了 水 专 项 十 二 五 滇 池 流 域 任 务 安 排, 湖 泊 城 市 监 控 预 警 战 略 与 政 策 等 四 个 主 题 分 别 汇 报 了 十 一 五 期 间 滇 池 流 域 水 专 项 研 究 进 展 及 十 二 五 实 施 方 案 情 况, 会 议 14 提 出 加 强 流 域 研 究 任 务 的 系 统 设 计 进 一 步 明 确 和 强 化 综 合 示 范 区 加 强 各 主 题 在 滇 池 流 域 的 任 务 分 工 与 协 作 加 速 推 进 各 主 题 项 目 课 题 的 研 究 进 一 步 强 化 地 方 行 政 负 责 制 等 意 见, 进 一 步 理 清 了 十 二 五 期 间 滇 池 治 理 工 作 思 路, 对 推 动 滇 池 治 理 全 面 提 速 实 现 水 质 改 善 具 有 十 分 重 要 的 意 义, 会 上 云 南 省 水 专 项 协 调 领 导 小 组 办 公 室 还 结 合 关 于 进 一 步 加 强 地 方 政 府 参 与 水 专 项 组 织 实 施 工 作 的 指 导 意 见 就 管 理 体 制 机 制 的 创 新 提 出 了 云 南 的 建 议 2011 年 8 月, 国 家 环 境 咨 询 委 员 会 暨 环 境 保 护 部 科 学 技 术 委 员 会 到 云 南 开 展 暑 期 调 研, 积 极 为 滇 池 和 抚 仙 湖 保 护 治 理 献 计 献 策, 对 滇 池 和 抚 仙 湖 流 域 规 划 的 总 体 思 路 任 务 设 计 和 保 障 措 施 等 提 出 了 许 多 建 设 性 意 见 环 保 部 副 部 长 环 保 部 科 学 技 术 委 员 会 主 任 吴 晓 青 指 出, 要 充 分 发 挥 两 委 智 库 作 用, 围 绕 环 保 工 作, 建 睿 智 之 言, 献 务 实 之 策, 为 环 境 保 护 科 学 决 策 发 挥 重 要 作 用, 构 建 强 大 坚 实 的 科 技 支 撑 体 系 总 体 来 看, 通 过 水 专 项 十 一 五 滇 池 洱 海 项 目 的 实 施, 以 主 题 为 线 条, 调 动 整 合 全 国 水 污 染 治 理 的 技 术 资 源 和 优 势, 在 科 技 攻 关 和 关 键 技 术 上 取 得 突 破, 如 : 滇 池 项 目 通 过 系 统 评 估 认 为, 滇 池 治 理 的 全 面 提 速, 为 滇 池 水 环 境 好 转 创 造 了 积 极 有 利 的 态 势 ; 滇 池 水 环 境 恶 化 趋 势 得 到 遏 制, 水 质 好 转 的 拐 点 有 望 在 十 二 五 期 间 形 成 ; 滇 池 全 流 域 治 理 的 步 伐 加 快, 为 从 根 本 上 解 决 滇 池 问 题 提 供 了 保 障 同 时, 滇 池 水 专 项 的 阶 段 性 工 作 为 滇 池 流 域 水 污 染 防 治 十 二 五 规 划 提 供 了 技 术 基 础 和 决 策 支 持, 也 为 高 原 湖 泊 流 域 水 污 染 控 制 与 治 理 提 供 了 示 范 与 借 鉴 ; 水 专 项 的 阶 段 性 成 果 多 角 度 多 层 次 地 渗 透 和 应 用 到 滇 池 十 二 五 规 划 目 标 方 案 设 计 和 重 点 工 程 等 环 节, 较 好 地 体 现 了 五 个 支 撑 ( 数 据 支 撑 结 论 支 撑 模 型 支 撑 方 案 支 撑 技 术 支 撑 ) 大 理 州 委 州 政 府 把 水 专 项 洱 海 项 目 科 研 队 伍 作 为 保 护 与 治 理 洱 海 重 大 科 技 保 障, 从 政 策 方 面 给 予 水 专 项 工 作 大 力 支 持, 在 洱 海 保 护 与 治 理 年 度 重 点 工 程 项 目 的 安 排 上, 把 水 专 项 在 洱 海 流 域 的 研 究 内 容 成 果 应 用 与 水 专 项 示 范 工 程 纳 入 到 洱 海 保 护 治 理 重 点 工 程 中, 使 水 专 项 的 研 究 工 作 与 洱 海 流 域 保 护 治 理 工 作 同 步 进 行 华 中 师 范 大 学 与 洱 源 县 结 合, 把 研 究 成 果 应 用 到 生 态 文 明 试 点 县 中, 共 同 拟 订 完 成 了 生 态 文 明 评 价 体 系 ; 上 海 交 通 大 学 与 大 理 市 结 合, 提 供 了 罗 时 江 生 态 河 道 建 设 示 范 工 程 和 河 口 湿 地 恢 复 经 济 植 物 栽 培 的 技 术 ; 中 国 环 科 院 与 开 发 区 管 委 会 结 合, 从 湖 滨 带 生 物 多 样 性 修 复 湖 滨 带 缓 冲 区 建 设 提 出 技 术 方 案 并 运 用 于 洱 海 绿 色 流 域 建 设 及 水 污 染 防 治 规 划 中

15 htp://hjkxdk yies org cn 3 十 二 五 的 思 考 和 建 议 从 2011 开 始 到 2012 年 上 半 年, 水 专 项 十 一 五 将 陆 续 开 展 验 收 工 作 水 专 项 云 南 项 目 中, 滇 池 项 目 的 1 5 课 题 和 洱 海 项 目 的 课 题 2011 年 验 收, 滇 池 的 课 题 和 洱 海 的 课 题 在 2012 年 的 上 半 年 验 收 同 时, 水 专 项 十 二 五 的 各 个 课 题 将 在 2012 年 启 动 结 合 国 家 水 专 项 办 的 要 求, 紧 紧 围 绕 重 点 突 破 水 体 减 负 修 复 关 键 技 术, 形 成 水 环 境 监 控 业 务 化 运 行 成 套 技 术 与 管 理 示 范, 支 撑 重 点 流 域 水 质 明 显 改 善 和 保 障 饮 用 水 安 全, 并 形 成 产 业 化 能 力 的 目 标, 十 二 五 期 间, 云 南 省 水 专 项 办 对 下 一 步 工 作 的 思 考 是 : 着 力 抓 好 一 个 落 实 一 个 结 合 和 一 个 探 索 (1) 一 个 落 实 贯 彻 落 实 环 保 部 关 于 进 一 步 加 强 地 方 政 府 参 与 水 专 项 组 织 实 施 工 作 的 指 导 意 见 ( 环 办 号 ) 文 件 中 提 出 的 新 的 水 专 项 管 理 思 路 和 管 理 模 式, 即 : 将 主 题 流 域 地 方 政 府 有 机 结 合, 充 分 反 映 和 支 持 地 方 的 科 技 需 求, 地 方 政 府 参 与 流 程 和 课 题 推 进, 使 科 研 成 果 和 治 理 效 果 相 结 合 ; 从 管 理 链 条 方 面 理 顺 地 方 政 府 参 与 的 机 制 ; 从 矩 阵 式 管 理 模 式 管 理 产 生 的 结 点, 找 到 具 体 参 与 的 抓 手 ; 从 管 理 过 程 中, 建 立 总 结 出 参 与 的 模 式, 充 分 发 挥 流 域 专 家 组 的 作 用, 进 一 步 促 进 项 目 与 治 理 的 深 度 融 合 在 实 际 工 作 中, 省 水 专 项 办 和 昆 明 市 大 理 州 水 专 项 办 要 积 极 主 动 抓 好 四 个 机 制 : 一 是 地 方 需 求 与 国 家 需 求 相 融 合 的 设 计 机 制, 把 云 南 省 解 决 突 出 的 高 原 湖 泊 水 污 染 治 理 需 求 与 国 家 长 远 发 展 的 水 环 境 水 安 全 水 生 态 等 重 大 科 技 目 标 有 机 融 合, 促 进 水 专 项 成 果 转 化, 加 快 云 南 省 科 技 水 平 提 升 ; 二 是 公 开 择 优 与 定 向 委 托 相 融 合 的 遴 选 机 制, 引 入 国 家 级 科 研 平 台, 鼓 励 云 南 本 地 的 专 业 技 术 人 员 积 极 参 与, 形 成 引 进 来 带 起 来 同 发 展 的 科 研 队 伍 建 设 新 模 式 ; 三 是 项 目 实 施 与 课 题 进 展 相 融 合 的 监 管 机 制, 加 强 日 常 监 管, 及 时 掌 握 进 展 情 况 和 阶 段 性 成 果, 根 据 实 际 向 国 家 水 专 项 办 提 出 项 目 与 课 题 任 务 和 经 费 的 调 整 建 议 ; 四 是 总 体 验 收 与 阶 段 总 结 相 融 合 的 验 收 机 制, 做 好 课 题 阶 段 总 结, 最 终 汇 成 项 目 成 果 总 结 (2) 一 个 结 合 十 二 五 期 间, 国 家 水 专 项 将 重 点 研 发 集 成 重 点 行 业 典 型 水 环 境 全 过 程 污 染 负 荷 减 排 城 镇 污 水 处 理 厂 高 效 脱 氮 除 磷 面 源 污 染 控 制 成 套 技 术 饮 用 水 安 全 保 障 和 水 环 境 保 护 共 性 技 术, 形 成 基 于 水 生 态 功 能 分 区 水 质 基 准 标 准 水 生 态 承 载 力 控 制 单 元 总 量 控 制 的 流 域 水 质 目 标 管 理 整 装 巧 借 他 山 石 助 我 振 翅 飞 周 东 际 成 套 技 术, 基 本 构 建 流 域 水 污 染 治 理 整 装 成 套 技 术 体 系 和 流 域 水 环 境 综 合 管 理 整 装 成 套 技 术 体 系 根 据 这 一 目 标, 我 们 要 结 合 云 南 的 实 际, 一 是 积 极 沟 通 协 调, 建 立 与 发 展 改 革 工 信 住 房 城 乡 建 设 农 业 水 利 等 部 门 规 划 编 制 和 实 施 的 联 络 沟 通 机 制, 强 化 水 专 项 示 范 工 程 和 部 门 治 理 工 程 的 结 合 ; 二 是 建 立 专 家 层 面 的 技 术 交 流 机 制, 强 化 流 域 专 家 组 的 技 术 指 导 作 用, 实 现 水 专 项 整 体 设 计 思 路 示 范 区 选 择 水 质 改 善 目 标 示 范 工 程 和 配 套 工 程 政 策 保 障 措 施 与 流 域 规 划 的 五 个 对 接 ; 三 是 建 立 与 流 域 规 划 实 施 的 同 步 机 制, 将 水 专 项 示 范 工 程 和 配 套 工 程 纳 入 重 点 流 域 规 划, 同 步 实 施 统 一 考 核 十 一 五 期 间, 是 滇 池 治 理 力 度 最 大 投 入 最 多 成 效 最 明 显 的 五 年 五 年 坚 持 不 懈 的 努 力, 滇 池 治 理 取 得 了 重 要 的 阶 段 性 成 果, 滇 池 水 质 快 速 恶 化 的 趋 势 得 到 遏 制, 水 环 境 质 量 整 体 保 持 稳 定, 滇 池 湖 体 局 部 水 域 主 要 入 湖 河 道 水 体 景 观 及 周 边 环 境 明 显 改 善, 流 域 生 态 系 统 逐 步 恢 复, 滇 池 已 从 污 染 治 理 湖 泊 向 生 态 恢 复 湖 泊 转 变 下 一 步, 我 们 要 充 分 抓 住 国 家 将 滇 池 项 目 纳 入 重 点 流 域 这 一 千 载 难 逢 的 好 机 会, 以 科 技 引 领 工 程, 用 工 程 推 动 研 究, 进 一 步 探 讨 完 善 商 业 运 营 模 式, 结 合 中 国 昆 明 高 原 湖 泊 国 际 研 究 中 心 的 建 设 和 云 南 省 环 保 厅 与 中 科 院 地 化 所 的 战 略 合 作, 做 成 资 源 优 势 整 合 的 平 台, 使 科 学 研 究 与 示 范 工 程 更 加 紧 密 联 系 在 一 起, 互 相 融 合, 相 互 促 进, 共 同 发 展 (3) 一 个 探 索 积 极 探 索 培 育 战 略 性 新 兴 环 保 产 业, 十 二 五 期 间, 国 家 水 专 项 将 根 据 重 点 流 域 水 污 染 治 理 与 水 质 改 善 重 点 工 程 所 急 需 的 关 键 设 备 和 重 大 装 备 的 支 撑 需 求, 在 工 业 废 水 处 理 城 市 水 污 染 控 制 面 源 污 染 控 制 与 生 态 修 复 饮 用 水 安 全 保 障 生 态 环 境 监 测 等 5 个 方 面 开 展 关 键 设 备 研 发, 培 育 战 略 性 新 兴 环 保 产 业, 提 升 我 国 环 保 产 业 整 装 成 套 技 术 的 研 发 能 力 和 重 大 装 备 国 产 化 水 平 国 家 的 具 体 做 法 是 : 一 是 由 总 体 专 家 组 组 织 相 关 企 业 代 表 产 业 化 专 家, 统 筹 考 虑 提 出 水 专 项 十 二 五 产 业 化 任 务 设 置 的 建 议 ; 二 是 加 大 对 产 业 化 任 务 的 经 费 支 持 力 度, 鼓 励 企 业 积 极 参 与 ; 三 是 以 政 府 为 主 导, 整 合 相 关 资 源, 培 育 和 引 导 集 投 资 融 资 建 设 运 营 管 理 为 一 体 的 专 业 化 公 司 的 发 展 ; 四 是 认 真 研 究 并 充 分 利 用 中 央 财 政 后 补 助 机 制, 探 索 中 央 财 政 后 补 助 方 式 在 水 专 项 中 的 运 用 2010 年 云 南 省 编 制 了 云 南 省 环 保 产 业 发 展 规 划 ( 年 ), 虽 然 目 前 还 在 进 一 步 的 深 挖 和 细 化 中, 但 水 专 项 十 二 五 培 育 战 略 性 新 兴 环 保 产 业 的 发 展 战 略 为 我 们 推 进 云 南 环 保 产 业 发 展 提 15

16 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 供 了 很 好 的 新 思 路, 我 们 将 抓 住 这 一 难 得 的 机 遇, 围 绕 规 划 中 提 出 的 优 化 两 种 环 境 建 设 五 个 园 区 发 展 七 个 集 群 建 设 十 大 工 程 的 发 展 路 径, 为 云 南 环 保 产 业 和 环 保 企 业 的 跨 越 式 发 展 做 出 积 极 探 索 国 家 重 大 水 专 项 在 云 南 的 实 施 既 是 云 南 省 在 系 统 研 究 水 污 染 控 制 与 治 理 机 理 方 面 得 到 国 家 科 技 专 项 支 持 的 第 一 次, 也 是 云 南 面 临 的 一 次 难 得 历 史 机 遇, 我 们 将 紧 扣 省 委 九 次 党 代 会 提 出 的 云 南 今 后 五 年 要 实 现 科 学 发 展 和 谐 发 展 跨 越 发 展 这 一 战 略 目 标, 充 分 发 挥 和 整 合 国 家 科 技 资 源 优 势 与 平 台, 借 他 山 之 石, 为 云 南 的 经 济 发 展 社 会 和 谐 与 环 境 保 护, 特 别 是 云 南 高 原 湖 泊 的 的 治 理 与 保 护 做 出 最 大 的 贡 献 附 1: 滇 池 项 目 和 洱 海 项 目 课 题 名 称 滇 池 项 目 : 滇 池 流 域 水 污 染 控 制 及 富 营 养 化 治 理 关 键 技 术 与 示 范 课 题 一 : 流 域 社 会 经 济 结 构 调 整 及 水 污 染 综 合 防 治 中 长 期 规 划 研 究 课 题 二 : 滇 池 北 岸 重 污 染 区 系 统 控 源 技 术 方 法 课 题 三 : 城 市 重 污 染 河 流 入 湖 负 荷 削 减 及 水 环 境 改 善 技 术 与 工 程 示 范 课 题 四 : 滇 池 流 域 面 源 污 染 调 查 与 控 制 方 案 及 工 程 示 范 课 题 五 : 湖 泊 生 态 系 统 退 化 调 查 研 究 与 修 复 途 径 的 关 键 技 术 研 究 及 工 程 示 范 课 题 六 : 滇 池 流 域 水 环 境 综 合 管 理 支 撑 技 术 研 究 与 平 台 建 设 洱 海 项 目 : 营 养 化 初 期 湖 泊 ( 洱 海 ) 水 污 染 综 合 防 治 技 术 及 工 程 示 范 课 题 一 : 洱 海 全 流 域 清 水 方 案 与 社 会 经 济 发 展 友 好 模 式 研 究 课 题 二 : 大 规 模 农 村 与 农 田 面 源 污 染 的 区 域 性 综 合 防 治 技 术 与 规 模 化 示 范 课 题 三 : 上 游 入 湖 河 流 净 化 及 沿 河 低 污 染 水 的 生 态 处 理 技 术 及 工 程 示 范 课 题 四 : 湖 滨 带 生 物 多 样 性 修 复 与 缓 冲 区 构 建 技 术 及 工 程 示 范 课 题 五 : 湖 泊 水 生 态 内 负 荷 变 化 研 究 与 防 退 化 技 术 及 工 程 示 范 课 题 六 : 典 型 湖 湾 水 体 水 污 染 防 治 与 综 合 修 复 技 术 及 工 程 示 范 课 题 七 : 流 域 面 源 污 染 处 理 设 备 研 发 及 产 业 化 基 地 建 设 附 2:16 个 重 大 科 技 专 项 未 来 15 年 力 争 取 得 突 破 的 16 个 重 大 科 技 专 项, 涉 及 信 息 生 物 等 战 略 产 业 领 域, 能 源 资 源 环 境 和 人 民 健 康 等 重 大 紧 迫 问 题 以 及 军 民 两 用 技 术 和 国 防 技 术 1. 核 心 电 子 器 件 高 端 通 用 芯 片 及 基 础 软 件 ; 2. 极 大 规 模 集 成 电 路 制 造 技 术 及 成 套 工 艺 ; 3. 新 一 代 宽 带 无 线 移 动 通 信 ; 4. 高 档 数 控 机 床 与 基 础 制 造 技 术 ; 5. 大 型 油 气 田 及 煤 层 气 开 发 ; 6. 大 型 先 进 压 水 堆 及 高 温 气 冷 堆 核 电 站 ; 7. 水 体 污 染 控 制 与 治 理 ; 8. 转 基 因 生 物 新 品 种 培 育 ; 9. 重 大 新 药 创 制 ; 10. 艾 滋 病 和 病 毒 性 肝 炎 等 重 大 传 染 病 防 治 ; 11. 大 型 飞 机 ; 12. 高 分 辨 率 对 地 观 测 系 统 ; 13. 载 人 航 天 ; 14. 探 月 工 程 ; 等 等 其 中 许 多 专 项 受 到 国 内 外 的 高 度 关 注 重 大 科 技 专 项 是 为 了 实 现 国 家 目 标, 通 过 核 心 技 术 突 破 和 资 源 集 成, 在 一 定 时 限 内 完 成 的 重 大 战 略 产 品 关 键 共 性 技 术 或 重 大 工 程, 是 一 个 国 家 科 技 发 展 的 重 中 之 重 16 个 重 大 专 项 的 实 施, 将 根 据 国 家 发 展 需 要 和 实 施 条 件 的 成 熟 程 度, 逐 项 论 证 启 动 同 时, 根 据 国 家 战 略 需 求 和 发 展 形 势 的 变 化, 对 重 大 专 项 进 行 动 态 调 整, 分 步 实 施 ALeapForwardbyLearningfrom Others:aboutPromoting DianchiandErhaiProjectsoftheNationalWaterProgram ZHOUDong ji,lixiang,jiali juan (YunnanProvincialEnvironmentalProtectionBureau,KunmingYunnan650000China) Abstract:Inthispaper,theauthorsgiveabasicintroductionabouttheYunnancomponentoftheNationalWater Program,andasummaryoftheachievementsandtheexperienceoftheprojectduringthe11thFive-YearPlanperi od.therecommendationsforthenextfive-yearplanareputforwardafterthereflection. Keywords:NationalWaterProgram;achievements;experience;recommendations;Yunnan 16

17 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 2013,32(1) CN /X ISSN 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 DEA 实 证 分 析 赵 志 华 1 2, 董 小 林 (1. 长 安 大 学 政 治 与 行 政 学 院, 陕 西 西 安 ; 2. 长 安 大 学 环 境 经 济 与 管 理 研 究 所, 陕 西 西 安 ) 摘 要 : 为 优 化 环 保 投 资 结 构, 有 效 使 用 环 保 投 资, 借 助 于 数 据 包 络 分 析 方 法 (DEA) 对 陕 西 省 2002~ 2009 年 的 环 保 投 资 绩 效 进 行 实 证 分 析 实 证 分 析 结 果 表 明, 这 些 年 陕 西 省 环 保 投 资 技 术 效 率 的 均 值 为 , 其 在 规 模 效 率 上 处 于 规 模 合 理 或 规 模 递 增 阶 段 占 75%, 在 技 术 效 率 上 处 于 最 佳 和 有 效 状 态 的 占 75% 说 明 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 保 持 在 一 个 较 好 的 水 平, 但 陕 西 省 环 保 投 资 还 没 有 充 分 发 挥 作 用, 环 保 投 资 对 经 济 发 展 和 社 会 进 步 的 贡 献 偏 低, 人 才 队 伍 建 设 力 度 水 平 亟 待 提 高 陕 西 省 政 府 可 采 取 一 些 措 施 使 陕 西 环 保 绩 效 进 一 步 提 高 关 键 词 : 环 保 投 资 ; 数 据 包 络 分 析 ; 规 模 效 率 ; 技 术 效 率 ; 陕 西 省 中 图 分 类 号 :X32 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2013) 环 保 投 资 是 为 了 防 治 环 境 污 染, 维 持 生 态 平 衡 以 及 环 境 保 护 科 研 和 管 理 而 投 入 资 金 环 保 投 资 包 括 环 境 污 染 治 理 投 资 生 态 保 护 投 资 环 境 管 理 科 学 研 究 投 资 等 环 保 投 资 是 国 民 经 济 和 社 会 发 展 的 固 定 资 产 投 资 重 要 组 成 部 分, 是 表 征 一 个 国 家 ( 地 区 ) 环 境 保 护 力 度 的 重 要 指 标 环 保 投 资 绩 效 分 析 是 推 进 环 保 投 入 资 金 管 理 科 学 化, 提 高 其 使 用 效 益 的 重 要 手 段 分 析 环 保 投 资 绩 效, 使 有 限 的 资 金 发 挥 更 大 的 作 用, 成 为 环 保 及 有 关 部 门 关 注 的 重 要 问 题 有 关 环 保 投 资 绩 效 的 研 究 使 用 较 多 的 方 法 是 均 匀 污 染 法 和 投 入 产 出 数 学 归 纳 法 均 匀 污 染 法 从 环 境 容 量 的 利 用 水 平 方 面 研 究 污 染 治 理 投 资 规 模 投 入 产 出 数 学 归 纳 法 通 过 建 立 投 入 产 出 数 学 模 型, 用 定 量 分 析 的 方 法 对 环 境 因 素 的 投 入 产 出 进 行 了 分 析 由 于 环 保 产 业 活 动 是 一 个 多 输 入 多 输 出 的 复 杂 系 统, 其 输 入 包 括 人 财 物 等 可 定 量 计 算 的 有 形 因 素, 也 包 含 国 家 政 策 的 支 持 和 地 域 自 然 环 境 等 无 形 因 素 在 输 出 方 面, 既 包 括 在 环 保 方 面 的 达 标 量 处 理 量 等 直 接 产 出, 又 包 含 为 经 济 发 展 和 社 会 进 步 所 做 的 贡 献 等 间 接 产 出, 要 度 量 环 保 投 资 的 绝 对 效 率 极 其 困 难 本 文 在 前 人 对 环 保 投 资 绩 效 研 究 的 基 础 上, 采 用 DEA 分 析 和 评 价 陕 西 省 环 保 投 资 的 规 模 效 率 和 技 术 效 率 的 相 对 有 效 性, 并 结 合 DEA 计 算 结 果 对 陕 西 省 环 保 投 资 进 行 分 析, 为 相 关 政 策 制 定 者 提 出 政 策 建 议, 以 期 使 决 策 更 加 科 学 和 客 观 1 陕 西 环 境 保 护 投 资 现 状 分 析 陕 西 省 在 西 部 开 发 中 占 有 重 要 地 位, 近 年 来, 陕 西 经 济 快 速 发 展, 然 而 这 给 环 境 带 来 了 巨 大 的 压 力 2003 年 1 月, 陕 西 启 动 了 国 家 环 境 保 护 模 范 城 市 工 作,2008 年 7 月 提 出 了 四 城 联 创 工 作 战 略 使 得 陕 西 环 境 质 量 状 况 得 到 一 定 程 度 的 改 善, 但 环 境 问 题 仍 然 比 较 严 重 在 环 保 投 资 中, 环 境 污 染 治 理 投 资 是 主 要 组 成 部 分, 在 环 境 统 计 工 作 中, 环 境 保 护 投 资 主 要 就 是 统 计 的 环 境 污 染 治 理 投 资 下 面 就 陕 西 省 环 境 污 染 治 理 投 资 进 行 分 析 1 1 环 境 治 理 投 资 总 额 收 稿 日 期 : 作 者 简 介 : 赵 志 华 (1987-), 男, 山 东 聊 城 人, 长 安 大 学 行 政 管 理 专 业 硕 士 研 究 生, 研 究 方 向 为 环 境 行 政 管 理 通 讯 作 者 : 董 小 林 (1956-), 男, 陕 西 耀 县 人, 教 授, 长 安 大 学 环 境 经 济 与 管 理 研 究 所 所 长 研 究 方 向 : 环 境 经 济 与 管 理, 建 设 项 目 管 理 从 图 1 可 以 看 出 2003~2010 年 陕 西 省 环 保 投 资 总 量 呈 稳 步 上 升 趋 势, 年 均 增 速 为 28 9%, 尤 其 在 2009 年 和 2010 年 增 速 比 较 大, 分 别 为 57 7% 和 52 6% 随 着 陕 西 环 境 治 理 投 资 额 大 幅 增 加, 其 环 17

18 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 境 质 量 得 到 一 定 程 度 的 改 善 1 2 环 境 污 染 治 理 投 资 占 国 内 生 产 总 值 的 比 例 研 究 环 境 污 染 治 理 投 资 占 国 内 生 产 总 值 (GDP) 的 比 例 有 助 于 从 宏 观 上 去 认 识 环 境 治 理 投 资 是 否 与 经 济 发 展 水 平 相 协 调 每 个 决 策 单 元 都 有 相 应 的 绩 效 评 价 指 数,h j = u T y i /v T x i 为 第 j 个 决 策 单 元 DMU j 的 绩 效 评 价 指 数 对 DMU 0 进 行 绩 效 评 价, 有 如 下 优 化 模 型 ( 即 C 2 R 模 型 ): maxh 0 = ut y 0 v T x 0 { h i = ut y i 1,i=1,2,,n v T x i u 0,v 0 为 了 方 便 计 算,C 2 R 模 型 的 分 式 规 划 形 式 可 以 转 换 为 线 性 规 划 形 式 : maxμ T y 0 由 图 2 可 以 看 出,2003~2008 年 陕 西 环 境 污 染 治 理 投 资 占 GDP 的 比 例 均 比 全 国 的 比 例 低,2009 年 和 2010 年 比 全 国 的 比 例 高 然 而, 陕 西 省 环 保 投 资 占 GDP 的 比 例 仍 然 较 低, 环 保 设 计 不 合 理 技 术 不 过 关 及 管 理 水 平 低, 造 成 一 定 数 量 的 环 保 投 资 没 有 发 挥 应 有 的 作 用, 需 要 进 一 步 分 析 环 保 投 资 的 绩 效 问 题 因 此, 引 入 DEA 模 型 来 分 析 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 2 环 保 投 资 绩 效 DEA 模 型 的 构 建 数 据 包 络 分 析 (DataEnvelopmentAnalysis), 简 称 DEA, 是 由 美 国 著 名 运 筹 学 家 A Charnes 和 W W Cooper 等 人 于 1978 年 以 相 对 效 率 概 念 为 基 础 发 展 起 来 的 对 同 一 类 型 的 各 决 策 单 元 (DMU) 的 相 对 有 效 性 进 行 评 价 的 方 法 该 方 法 特 别 适 用 于 对 若 干 同 类 型 的 具 有 多 输 入 和 多 输 出 的 决 策 单 元 进 行 相 对 效 率 与 效 益 的 评 价 环 境 保 护 是 一 个 多 输 入 多 输 出 的 复 杂 系 统, 很 难 从 环 保 投 入 和 产 出 之 间 找 出 显 著 的 函 数 关 系, 要 度 量 环 保 投 资 的 绝 对 效 率 比 较 困 难 如 果 以 最 少 投 资 得 到 最 高 的 产 出, 这 样 的 投 入 产 出 关 系 就 构 成 生 产 的 前 沿 面, 在 这 个 前 沿 面 上 投 入 产 出 相 对 效 率 达 到 最 高 因 此, 运 用 DEA 方 法 分 析 环 保 投 资 绩 效, 具 有 独 特 的 优 势 DEA 方 法 的 基 本 思 路 为 : 假 定 有 n 个 决 策 单 元 DMU i (1 i n), 每 个 决 策 单 元 均 有 m 种 输 入 和 p 种 输 出, 其 中 第 i 个 决 策 单 元 DMU i 的 输 入 表 示 为 x i = (x 1i ;x 2i,,x mi ) T, 输 出 表 示 为 y i = (y 1i ; y 2i,,y mi ) T, 权 重 表 示 为 v= (v 1 ; v 2,, v m ) T,u= (u 1 ;u 2,,u m ) T 并 且 x si >0,y ti > 0, 其 中 s=1,2,,m;t=1,2,,p;i=1, 2,,n 18 { ω T x i -μ T y i 0,i=1,2,,n ω T x 0 =1 ω 0,μ 0 其 中 ω =tv,μ=tu,t= 1 v T x 0 引 入 新 的 松 弛 变 量 s - 0,s + 0, 得 到 带 有 阿 基 米 德 无 穷 小 以 及 松 弛 变 量 的 线 性 规 划 模 型 : min[θ-ε(e T Ms - +e T SS + )]=V D1 n i=1 n i=1 χ i λ i +s - =θχ o y i λ i -s + =y o λi 0,(1 i n) s - 0,s + 0 其 中 ε 为 非 阿 基 米 德 无 穷 小 量,e T m (1,1,,1) T R m,e T s =(1,1,,1) T R s ;s -,s + 分 别 为 输 入 输 出 松 弛 向 量 λ i 用 来 判 断 DMU i0 的 规 模 收 益, 主 要 有 以 下 三 种 情 况 : 一 是, 如 果 存 在 λ j (j=1,2,,n) 使 得 n λ i =1, 则 DMU i0 为 规 模 收 益 不 变 i=1 二 是, 如 果 不 存 在 λ j (j=1,2,,n) 使 得 n λ i =1, 若 n λ i <1, 则 DMU i0 为 规 模 收 益 递 增 i=1 i=1 三 是, 如 果 不 存 在 λ j (j=1,2,,n) 使 得 n λ i =1, 若 n λ i >1, 则 DMU i0 为 规 模 收 益 递 减 i=1 i=1 上 述 带 有 阿 基 米 德 无 穷 小 以 及 松 弛 变 量 的 线 性 规 划 模 型 最 优 解 为 λ 0,s -0,s +0,θ 0, 其 中 θ 0 为 技 术 效 率 值, 其 经 济 含 义 为 : 若 θ 0 =1,e T ms -0 +e T s s +0 >0 或 θ 0 <1, 则 DMU i0 未 达 到 DEA 最 佳 和 有 效 状 态, 其 经 济 含 义 是 =

19 htp://hjkxdk yies org cn n 个 决 策 单 元 组 成 的 经 济 系 统 中 对 于 投 入 x 0 可 以 减 少 s - 而 保 持 原 产 出 不 变, 或 在 投 入 x 0 不 变 的 情 况 下 提 高 产 出 s + 第 二, 若 θ 0 =1,e T ms -0 +e T s s +0 =0, 则 DMU i0 为 DEA 有 效, 其 经 济 含 义 是 n 个 决 策 单 元 组 成 的 经 济 系 统 中, 在 投 入 x 0 的 情 况 下 获 得 的 产 出 y 0 已 达 到 最 优 3 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 分 析 指 标 体 系 的 建 立 运 用 DEA 测 度 相 对 效 率 时, 要 求 决 策 单 元 具 有 相 同 的 投 入 和 产 出 指 标, 并 且 根 据 经 验 法 则, 决 策 单 元 的 样 本 数 至 少 是 投 入 产 出 项 数 之 和 的 两 倍 以 上 笔 者 借 鉴 现 有 的 研 究 成 果, 按 照 指 标 选 取 的 统 一 性 科 学 性 整 体 性 和 指 导 性 原 则, 考 虑 数 据 的 可 得 性, 结 合 环 保 投 资 的 特 点, 构 建 如 下 指 标 体 系 投 入 指 标 : 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 DEA 实 证 分 析 赵 志 华 环 境 污 染 治 理 投 资 X 1 ( 亿 元 ) ( 由 于 统 计 数 据 中 环 保 投 资 额 目 前 仅 有 环 境 污 染 治 理 投 资 的 统 计, 其 又 是 环 保 投 资 的 主 要 组 成 部 分, 故 采 用 环 境 污 染 治 理 投 资 额 作 为 投 入 指 标 ) 水 利 环 境 和 公 共 设 施 管 理 业 从 业 人 员 数 X 2 ( 人 ) 废 水 治 理 设 施 数 X 3 ( 套 ) 产 出 指 标 : 工 业 废 水 排 放 达 标 量 Y 1 ( 万 t) 三 废 综 合 利 用 产 品 产 值 Y 2 ( 万 元 ) 考 虑 到 环 保 投 资 的 特 点, 即 环 保 投 入 和 产 出 之 间 存 在 一 定 时 滞, 本 文 假 定 时 滞 为 1a 因 此 在 进 行 数 据 采 集 时, 投 入 指 标 数 据 从 2002~2009 年, 而 产 出 指 标 是 从 2003~2010 年 指 标 体 系 的 原 始 数 据, 如 表 1 所 示 年 份 表 1 陕 西 省 环 保 投 入 与 产 出 指 标 数 据 投 入 类 产 出 类 X 1 / 亿 元 X 2 / 人 X 3 / 套 Y 1 / 万 t Y 2 / 万 元 数 据 来 源 : 陕 西 统 计 年 鉴 中 国 环 境 统 计 年 鉴 中 国 劳 动 统 计 年 鉴 实 证 结 果 及 分 析 基 于 DEA 方 法 的 绩 效 分 析 主 要 涉 及 两 个 评 价 因 子 : 规 模 效 率 及 技 术 效 率 规 模 效 率 衡 量 投 入 与 产 出 的 增 加 状 态, 即 如 果 增 加 投 入 产 出 将 会 发 生 怎 样 的 变 化 技 术 效 率 更 多 的 是 对 投 入 产 出 效 表 2 陕 西 省 环 保 投 入 产 出 绩 效 分 析 结 果 率 的 评 价, 衡 量 投 入 与 产 出 是 否 达 到 最 佳, 是 否 存 在 投 入 冗 余 或 产 出 不 足 借 助 DEA 软 件, 将 表 1 中 原 始 数 据 指 标 输 入 进 行 运 算 整 理, 得 出 综 合 评 价 结 果, 如 表 2 所 示 年 份 规 模 效 率 值 规 模 收 益 技 术 效 率 值 技 术 效 率 投 入 冗 余 值 产 出 不 足 值 x1- x2- x3- y1+ y 递 增 最 佳 递 增 非 最 佳 递 增 最 佳 递 增 最 佳 不 变 最 佳 递 减 非 最 佳 递 减 最 佳 不 变 最 佳 均 值 从 表 2 可 以 看 出,8 个 决 策 单 元 的 技 术 效 率 均 值 为 0 990, 这 说 明 陕 西 省 这 8a 的 环 保 投 资 绩 效 水 平 总 体 情 况 良 好 其 中 有 2 个 年 份 既 达 到 了 技 术 有 效 又 达 到 了 规 模 有 效 ( 即 规 模 收 益 为 不 变 且 技 术 效 率 为 最 佳 的 年 份 ), 这 两 年 环 保 投 资 达 到 了 帕 累 托 最 优 状 态, 即 达 到 这 些 年 产 出 水 平 的 19

20 环 境 科 学 导 刊 htp://hjkxdk yies org cn 第 32 卷 第 1 期 2013 年 2 月 投 入 已 经 是 最 小, 如 果 缩 减 环 保 投 入 只 能 使 产 出 同 比 例 缩 减 其 中 和 2008 年 环 保 投 资 绩 效 达 到 最 佳 和 有 效 状 态 ( 技 术 效 率 为 1), 这 说 明 在 当 前 的 环 保 投 资 水 平 下, 它 们 的 配 置 已 处 于 有 效 状 态, 即 要 保 持 现 有 的 投 入 水 平 产 出 不 能 增 加, 但 从 规 模 效 率 来 看 没 有 达 到 规 模 有 效 ( 规 模 效 率 < 1), 表 示 投 入 增 量 百 分 比 与 对 应 的 产 出 增 量 百 分 比 不 相 等 2003 和 2007 年 既 没 有 达 到 技 术 最 佳 和 有 效 ( 技 术 效 率 <1) 也 没 有 达 到 规 模 有 效 ( 规 模 效 率 < 1), 也 就 是 说 在 这 两 年 不 仅 环 保 投 资 没 有 达 到 最 大 规 模, 而 且 对 于 资 源 的 配 置 和 使 用 也 未 达 到 最 佳 和 有 效 状 态 从 规 模 效 率 看, 达 到 合 理 规 模 水 平 ( 即 规 模 收 益 不 变 ) 的 年 份 有 2006 和 2009 年, 这 两 年 投 入 和 产 出 会 以 同 样 的 速 度 增 加 ; 处 于 规 模 收 益 递 增 的 年 份 有 和 2005 年, 这 些 年 如 果 增 加 科 技 投 入, 其 收 益 将 会 以 高 于 投 入 的 速 度 增 加, 直 到 投 入 和 产 出 达 到 最 优 状 态 ; 处 于 规 模 收 益 递 减 的 年 份 有 2007 和 2008 年 这 些 年, 收 益 的 增 加 速 度 低 于 投 入 的 增 长 陕 西 省 环 保 投 资 处 于 规 模 合 理 或 规 模 递 增 的 年 份 达 到 75%, 环 保 投 资 在 规 模 收 益 上 都 是 合 理 的 现 阶 段, 随 着 环 境 保 护 问 题 逐 渐 得 到 陕 西 省 政 府 的 重 视, 在 环 境 保 护 环 境 污 染 治 理 方 面 的 投 入 增 加, 产 业 规 模 不 断 扩 大 但 是, 并 不 是 规 模 越 大 就 意 味 着 对 环 境 保 护 的 效 果 越 好, 随 着 对 环 保 投 入 的 增 加, 规 模 报 酬 并 不 是 一 成 不 变 的, 规 模 收 益 递 减 阶 段 环 保 中 的 投 资 失 去 了 其 应 有 的 价 值 因 此, 环 保 投 入 的 增 加 只 能 遵 循 适 度 原 则, 应 鼓 励 高 校 科 研 机 构 根 据 陕 西 省 的 实 际 情 况 进 行 调 查, 并 进 行 有 针 对 性 的 研 究, 增 强 环 保 科 技 的 研 发 力 度, 使 环 境 保 护 高 效 可 持 的 发 展 从 技 术 效 率 看, 技 术 效 率 达 到 最 佳 和 有 效 状 态 ( 技 术 效 率 为 1) 的 有 和 2009 年, 占 75% 反 映 出 随 着 陕 西 省 2003 年 国 家 环 境 保 护 模 范 城 市 工 作 和 2008 年 四 城 联 创 工 作 战 略 的 实 施,2004 和 2009 年 的 环 保 投 资 均 有 大 幅 度 增 加, 技 术 效 率 也 从 上 年 的 非 最 佳 和 有 效 状 态 变 为 最 佳 和 有 效 状 态 这 说 明 这 些 年 陕 西 省 开 始 重 视 环 保 投 资 及 其 管 理, 使 得 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 明 显 提 高, 这 为 陕 西 环 境 保 护 提 供 了 良 好 的 基 础 条 件 陕 西 省 环 保 投 资 绩 效 水 平 已 处 于 最 佳 和 有 效 状 态, 即 要 保 持 现 有 产 出 水 平 投 入 不 能 减 少 2003 和 2007 年 没 有 达 到 技 术 最 佳 和 有 效 状 态 20 ( 技 术 效 率 <1), 其 环 保 投 资 绩 效 没 有 达 到 生 产 的 前 沿 面, 即 有 多 余 的 投 入 或 不 足 的 产 出 这 说 明 目 前 对 环 保 投 资 的 管 理 还 做 得 不 够, 环 保 资 源 的 利 用 效 率 还 有 一 定 差 距 在 这 两 年 中,2003 年 是 由 于 陕 西 省 在 环 境 基 础 设 施 方 面 欠 账 太 多, 虽 然 这 年 的 环 保 投 资 比 上 年 有 一 定 的 提 高, 但 技 术 效 率 还 是 没 有 处 于 最 佳 和 有 效 状 态 因 此, 陕 西 省 应 建 立 一 套 规 范 严 格 操 作 性 强 的 管 理 模 式, 尽 快 组 织 制 定 环 保 投 资 法 规, 以 法 律 形 式 规 范 环 保 投 资 管 理 体 系 再 者, 还 应 加 强 环 保 投 资 的 监 管, 发 挥 好 环 保 投 资 在 环 境 保 护 过 程 中 的 积 极 作 用 从 投 入 方 面 看, 环 保 投 资 在 2003 和 2007 年 出 现 了 冗 余, 冗 余 额 分 别 为 和 亿 元 这 两 年 环 保 投 资 增 长 幅 度 相 对 较 大, 表 明 环 保 产 值 的 增 长 过 多 地 依 赖 资 本 和 劳 动 的 过 量 投 入 拉 动, 资 金 人 员 并 没 有 发 挥 其 应 有 的 作 用 这 两 年 的 规 模 收 益 值 和 技 术 效 率 值 均 <1, 说 明 这 些 冗 余 是 低 层 次 的 冗 余, 环 保 资 金 没 有 充 分 发 挥 作 用 这 两 年 均 出 现 了 水 利 环 境 和 公 共 设 施 管 理 业 从 业 人 员 数 的 冗 余, 并 且 冗 余 额 相 对 较 多, 过 多 的 人 力 资 源 冗 余 使 成 本 增 加, 资 源 争 夺 激 烈, 从 而 使 环 保 投 资 绩 效 下 降 因 此, 陕 西 省 应 在 重 视 环 保 人 员 数 量 的 同 时 对 环 保 人 员 水 平 和 层 次 的 提 高 给 予 关 注 应 依 托 高 校 和 科 研 院 所 众 多 的 优 势, 推 进 大 学 尤 其 是 研 究 生 院 的 建 设, 在 大 学 中 增 设 关 于 环 保 的 学 科 课 程, 推 进 大 学 和 科 研 院 所 关 于 环 保 问 题 的 研 究 进 一 步 完 善 各 级 各 类 的 保 障 政 策, 保 护 环 保 科 技 研 发 技 术 创 新 的 知 识 产 权 为 研 发 活 动 的 有 效 运 行 创 造 必 要 的 环 境 和 条 件 废 水 治 理 设 施 数 总 数 也 在 这 两 年 出 现 了 冗 余, 其 中 2007 年 冗 余 额 较 多, 主 要 与 基 础 设 施 的 盲 目 建 设 有 很 大 关 系, 陕 西 省 应 考 虑 到 其 实 用 性 和 必 要 性, 统 筹 考 察 自 然 人 文 等 因 素 后 再 建 设, 而 不 是 仅 盲 目 追 求 数 量 从 产 出 方 面 看, 出 现 产 出 不 足 主 要 是 三 废 综 合 利 用 产 品 产 值 产 出 不 足, 也 就 是 间 接 成 果 产 出 不 足 三 废 综 合 利 用 产 品 产 值 不 足 的 年 份 有 2003 和 2007 年, 其 中 2007 年 与 最 优 目 标 值 差 的 比 较 多, 达 到 万 元 直 接 成 果 产 出 不 足 方 面, 工 业 废 水 排 放 达 标 量 2003 年 出 现 了 产 出 不 足 产 出 不 足 的 这 些 年 规 模 效 率 和 技 术 效 率 均 <1, 这 说 明 产 出 不 足 影 响 了 规 模 效 率 和 技 术 效 率 的 有 效 性 陕 西 省 工 业 废 水 排 放 达 标 量 的 产 出 不 足 比