【摘要】： 近幾十年來(lái),隨著世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快,人地矛盾日趨尖銳,生態(tài)環(huán)境安全作為國(guó)家安全的重要組成成分,已經(jīng)成為一個(gè)全球關(guān)注的問(wèn)題。公路作為一種長(zhǎng)距離、大范圍的人工景觀,在切割生境的同時(shí),也對(duì)公路沿線的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆的深遠(yuǎn)影響,嚴(yán)重威脅著路側(cè)生態(tài)環(huán)境的安全。然而,當(dāng)前公路兩側(cè)生態(tài)環(huán)境相關(guān)研究尚局限于環(huán)境因子的監(jiān)測(cè)、公路建設(shè)前的環(huán)境影響評(píng)價(jià)等工作,對(duì)公路運(yùn)營(yíng)期間兩側(cè)生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化、評(píng)價(jià)和預(yù)警研究工作缺乏應(yīng)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(píng)價(jià),阻礙了路域生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和人類(lèi)活動(dòng)之間耦合關(guān)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(guó)家生態(tài)環(huán)境安全和人類(lèi)健康安全巨大威脅。開(kāi)展路域生態(tài)環(huán)境安全評(píng)價(jià)和預(yù)警研究,具有全球性環(huán)境學(xué)、安全學(xué)意義,亦符合我國(guó)國(guó)家環(huán)境安全建設(shè)戰(zhàn)略的社會(huì)研究需求。 本文以上海市科委重大項(xiàng)目“崇明島生態(tài)承載力與生態(tài)安全預(yù)警系統(tǒng)研究”(批準(zhǔn)號(hào):05DZ12007)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中國(guó)沿海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系研究”(批準(zhǔn)號(hào):40571006)為支撐,選取崇明島陳海、北沿公路為主要研究對(duì)象,在分析路域生態(tài)環(huán)境安全與高強(qiáng)度人類(lèi)活動(dòng)內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上,建立了路域生態(tài)環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法和模型,對(duì)典型路域生態(tài)環(huán)境安全現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),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(shè)計(jì)相應(yīng)情景模擬條件,對(duì)路域生態(tài)環(huán)境安全進(jìn)行了預(yù)警研究,得到主要結(jié)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(guān)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(duì)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(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)路側(cè)土壤中多數(shù)重金屬地累積指數(shù)達(dá)II、III級(jí)污染水平,其中Pb、Cd的累積水平較高:單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)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(diǎn),選取PSR概念模型為評(píng)價(jià)指標(biāo)框架模型,以因果分析法和目標(biāo)層次分類(lèi)展開(kāi)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(lèi)指標(biāo)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(qiáng)”2類(lèi)指標(biāo)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(fù)”2類(lèi)指標(biāo)反映路域生態(tài)環(huán)境響應(yīng)。以各類(lèi)指標(biāo)對(duì)人類(lèi)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(biāo)的權(quán)重,結(jié)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(biāo)提供的信息量較大,指標(biāo)中作物Pb、Cd和土壤Pb、Cd對(duì)路域生態(tài)環(huán)境安全的權(quán)重系數(shù)最大。 (3)構(gòu)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(fù)合評(píng)價(jià)模型,對(duì)選取的典型公路路域生態(tài)環(huán)境安全現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估和分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(wú)警-預(yù)警”狀態(tài);滬寧高速和寧連高速SIRES指數(shù)低于0.72,處于“預(yù)警-輕警”狀態(tài),明顯向中警狀態(tài)過(guò)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(yùn)營(yíng)影響的環(huán)境因子;具體指標(biāo)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(chē)流量*運(yùn)營(yíng)時(shí)間*污染排放源強(qiáng))與SIRES值兩者之間呈顯著負(fù)相關(guān),說(shuō)明公路車(chē)流量、公路運(yùn)營(yíng)年數(shù)和污染物排放源強(qiáng)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(shí)例,針對(duì)車(chē)流量和排放源強(qiáng)變化,對(duì)路域生態(tài)環(huán)境安全預(yù)警和調(diào)控手段進(jìn)行了模擬研究,結(jié)果表明陳海、北沿公路保持當(dāng)前車(chē)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(yù)警狀態(tài)”,當(dāng)車(chē)流量在15000pcu/d以上時(shí),2010年后路域SIRES指數(shù)便小于0.75,即進(jìn)入“輕警”水平,車(chē)流量達(dá)70000pcu/d以上時(shí),2025年后進(jìn)入“中警水平”;如果機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放在2008年達(dá)歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),可以減少SIRES值下降50%左右。 (6)對(duì)比減少車(chē)流量和降低排放源強(qiáng)兩者對(duì)改善路域生態(tài)環(huán)境安全狀態(tài)的效果,結(jié)果表明2008年達(dá)到歐Ⅲ尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),其改善路域生態(tài)環(huán)境安全效果相當(dāng)于當(dāng)前排放標(biāo)準(zhǔn)下每天減少30000輛車(chē)流的效果;對(duì)路域生態(tài)環(huán)境安全的保障手段進(jìn)行總結(jié),認(rèn)為提高機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),早日達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(dòng)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(chē)尾氣排放、揚(yáng)塵灰塵危害分析暴露程度易擴(kuò)散，弱強(qiáng)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(qiáng)長(zhǎng)期性，大大聲環(huán)境水體環(huán)境噪聲、振動(dòng)顆粒物(Pb、Cd)尾氣、揚(yáng)塵尾氣、揚(yáng)塵、土壤吸收汽車(chē)行駛路面徑流灰塵中等習(xí)馬中等小圖2.1描述了公路運(yùn)營(yíng)所產(chǎn)生污染物質(zhì)的主要遷移路線及對(duì)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(duì)人體暴露性強(qiáng)、(潛在)危害性大的污染物。表2.3對(duì)各種污染物質(zhì)的暴露性和危害程度進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)公路兩側(cè)環(huán)境介質(zhì)中暴露性強(qiáng)、危害性大的污染物質(zhì)主要為毒害類(lèi)重金屬污染物等。在此基礎(chǔ)上確定了主要監(jiān)測(cè)對(duì)象，見(jiàn)表2.4。

2004根據(jù)實(shí)測(cè)需要，按國(guó)家和行業(yè)所頒布的各類(lèi)采樣標(biāo)準(zhǔn)，，對(duì)陳海、北沿兩條公路的各個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象采樣點(diǎn)布設(shè)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體采樣點(diǎn)布置見(jiàn)圖2.2(1)。土壤、蔬菜監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為點(diǎn)監(jiān)測(cè)和剖面監(jiān)測(cè)兩類(lèi)。點(diǎn)監(jiān)測(cè)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(cè)剖面設(shè)于路側(cè)開(kāi)闊處0一30Om范圍內(nèi)，陳海、北沿在東、中、西段各設(shè)置一個(gè)，采用不等距布點(diǎn)法在監(jiān)測(cè)剖面上布置測(cè)點(diǎn)，每個(gè)剖面根據(jù)
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：U412;X826

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本文編號(hào)：2708794