環(huán)境學(xué)中環(huán)境的概念精選(九篇)

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第1篇：環(huán)境學(xué)中環(huán)境的概念范文

關(guān)鍵詞：食品環(huán)境學(xué) 問題式教學(xué) 教學(xué)方法

面對(duì)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，注重素質(zhì)教育，重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高人才的綜合素質(zhì)勢(shì)在必行?！癟he one real object of education is to have a man in the continually asking questions”(教育的真正目的就是讓人不斷提出問題)。來自哈佛大學(xué)的這句名言告訴我們：?jiǎn)栴}是增強(qiáng)求知欲的主要?jiǎng)恿?，問題是創(chuàng)新的源泉，沒有問題就會(huì)使人的學(xué)習(xí)缺乏目標(biāo)和動(dòng)力，結(jié)果只能是事倍功半。因此，激發(fā)當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，就需要教師在課程學(xué)習(xí)過程中，將理論與實(shí)例相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題、探索問題，然后去解決問題。這種以問題為中心來開展教學(xué)活動(dòng)的問題式教學(xué)方法，是激發(fā)學(xué)生不斷提出問題從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段，已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外很多高校的課堂教學(xué)中。

食品環(huán)境學(xué)課程是針對(duì)食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門基礎(chǔ)專業(yè)課程，在本課程的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和技能的素質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、提高教育質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。問題式教學(xué)主要是讓學(xué)生通過對(duì)問題的思考來學(xué)習(xí)并掌握理論知識(shí)、發(fā)展分析問題和解決問題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在食品環(huán)境學(xué)教學(xué)中，采用問題式教學(xué)，能夠有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)于食品安全領(lǐng)域的很多相關(guān)學(xué)科知識(shí)的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自覺地、獨(dú)立地將食品安全與環(huán)境之間的關(guān)系進(jìn)行辨證的理解。

一、問題式教學(xué)在食品環(huán)境學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.課堂提問

在食品環(huán)境學(xué)的理論教學(xué)中，問題式教學(xué)的目的是要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，通過發(fā)散性思維和身邊發(fā)生的實(shí)際案例，有效地解決對(duì)純理論概念、定義和和相關(guān)法律法規(guī)的理解和運(yùn)用。問題式教學(xué)的關(guān)鍵在于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生主動(dòng)參與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生積極探索、主動(dòng)思考、力求發(fā)展的精神。問題式教學(xué)主要采用的手段是課堂提問，如何提出問題、提出什么問題則是問題式教學(xué)順利實(shí)施的前提。這就要求教師不僅對(duì)本課程所涉及的邊緣學(xué)科有一定的了解、對(duì)本課程所涉及的專業(yè)課知識(shí)比較熟悉，而且對(duì)教育對(duì)象有正確的認(rèn)識(shí)，能夠了解學(xué)生對(duì)本課程以前的專業(yè)課的掌握程度和對(duì)本課程接受能力，使所提的問題讓學(xué)生憑所學(xué)到的知識(shí)，經(jīng)過認(rèn)真思考就能多少說出一些道理，從而提高學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解和應(yīng)用知識(shí)的能力。

食品環(huán)境學(xué)課程中提出的問題，都應(yīng)該是在食品安全和環(huán)境關(guān)系基礎(chǔ)上提出來的。提問大多面對(duì)所有聽課學(xué)生，由學(xué)生自由回答。根據(jù)學(xué)生發(fā)言情況教師能在短時(shí)間內(nèi)獲得反饋信息，了解學(xué)生的認(rèn)識(shí)和掌握程度，然后對(duì)問題再進(jìn)行講解、分析和總結(jié)，幫助學(xué)生提高的認(rèn)識(shí)問題和分析問題的水平。由于回答問題不僅需要具有相關(guān)的知識(shí)和理解課堂上剛學(xué)過的理論，還需要較強(qiáng)的理論分析和思維條理化能力，同時(shí)，跟學(xué)生對(duì)周圍食品安全事件和環(huán)境問題的關(guān)注程度也有很多關(guān)系。這就免不了在回答問題時(shí)發(fā)生各種分歧和爭(zhēng)論，使得課堂氣氛變得很熱烈，有助于深入研究和思考，為教師的深入闡述營(yíng)造較好氛圍。這時(shí)學(xué)生的思維會(huì)特別的活躍，為了使自己的見解得到認(rèn)可，會(huì)積極思考并快速反應(yīng)，從而在這個(gè)過程中提高自己。例如，在講解食品原料與環(huán)境關(guān)系時(shí)，要求學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)基礎(chǔ)自由發(fā)揮，這樣每個(gè)人都會(huì)根據(jù)自己對(duì)食品質(zhì)量與安全的關(guān)注角度提出見解。由于每個(gè)人所處的環(huán)境都不盡相同，使得分析問題的角度和出發(fā)點(diǎn)也不同。由于答案都是在積極思考中形成或被接受的，這樣很容易就能將食品原料與環(huán)境關(guān)系中所涉及的問題各個(gè)層面顯露出來，使學(xué)生很容易了解到影響食品安全問題的各種環(huán)境要素。在問題的基礎(chǔ)上再討論解決辦法和途徑就更加的貼合實(shí)際。通過教師的稍微提示，同學(xué)們就很容易的理解和接受，從而增加自己對(duì)食品安全的責(zé)任感和我們國(guó)家食品安全的信心。

2.小組討論

在問題式教學(xué)中，留出時(shí)間進(jìn)行小組討論也是一種很好的增加學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和求知欲的方法。例如，將前三章內(nèi)容完成后，留出兩個(gè)學(xué)時(shí)讓學(xué)生分組來討論自己眼中環(huán)境與食品安全的關(guān)系，我國(guó)食品質(zhì)量與安全現(xiàn)狀及其存在問題和解決方法。全班先推薦六名同學(xué)與教師一同組成評(píng)分組，其余同學(xué)被分成六組，每組分別推薦一個(gè)人來進(jìn)行觀點(diǎn)論述。發(fā)現(xiàn)這種方式極容易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。同學(xué)們課外查資料和有關(guān)法律法規(guī)，并聯(lián)系實(shí)際提出問題并給出自己的解決方案，雖然很多時(shí)候?qū)栴}的看法比較單一，但至少每個(gè)人都進(jìn)行了參與和思考，對(duì)食品安全也有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

即便是在小組討論的過程中，教師要不時(shí)的參與其中，最主要的任務(wù)是給予一些問題進(jìn)行提示，使得學(xué)生對(duì)問題討論能夠更深入，對(duì)問題的解決能夠更理性化并具有可行性。例如，在討論食品中各種農(nóng)藥和抗生素在農(nóng)畜產(chǎn)品中的殘留污染問題時(shí)，學(xué)生討論結(jié)果普遍是利用國(guó)家法律限值超標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，這個(gè)方案看似合理可行，那么具體如何實(shí)施就成為問題焦點(diǎn)，高額的檢測(cè)費(fèi)用誰(shuí)負(fù)責(zé)、國(guó)家需要投入多少人力和物力來解決這個(gè)問題、由于受到相鄰污染嚴(yán)重地域的影響而導(dǎo)致的矛盾如何解決等一系列問題隨之而來，那么這個(gè)結(jié)論還可行嗎？很多時(shí)候問題還暫時(shí)解決不了，但學(xué)生在查找資料和討論過程中能夠了解和接受很多相關(guān)知識(shí)，思考和解決問題全面性和理論知識(shí)的條理化能力都會(huì)得到提升，這有助于他們?cè)谝院髮W(xué)習(xí)和工作中更加全面的看待問題。

二、問題式教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題

問題式教學(xué)就是將提出問題、形成問題和解決問題等貫穿于教學(xué)過程中，有一些環(huán)節(jié)還需要注意和把握。

1.對(duì)于相關(guān)學(xué)科的介紹

教師對(duì)于概念、理論的解釋，對(duì)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解所學(xué)內(nèi)容起著舉足輕重的作用。由于食品環(huán)境學(xué)涉及很多相關(guān)學(xué)科，對(duì)于學(xué)生來講比較陌生，而且跟其它專業(yè)課的關(guān)系不是很緊密，接受起來也不太容易。教師在進(jìn)行概念和理論闡述時(shí)，盡量將其產(chǎn)生背景能做以介紹，讓相關(guān)人物和故事穿插于解釋中，能更容易吸引學(xué)生注意力，便于學(xué)生理解和記憶。解釋不僅要發(fā)音準(zhǔn)確，而且要措辭精當(dāng)，舉例要適時(shí)、恰當(dāng)。從而達(dá)到使學(xué)生明確概念、搞清原理的目的。

2.問題的提出

教師在教學(xué)中提出的問題要圍繞所闡述的內(nèi)容而展開，提出的問題不僅難易要適度，而且要適時(shí)、適量。問題難易適度，就要求教師對(duì)學(xué)生已經(jīng)接觸和學(xué)習(xí)的專業(yè)課有一定了解，在此基礎(chǔ)上提出本專業(yè)需要解決的問題，這些問題需要學(xué)生思考后有答案，太易和太難都不會(huì)有較好的教學(xué)效果。問題太難，回答過于復(fù)雜，學(xué)生答不上來，就會(huì)降低積極探索的愿望和興趣，學(xué)習(xí)、探索的意志也會(huì)迅速下降；問題過于簡(jiǎn)單，無(wú)需經(jīng)過思考就能輕而易舉作答，學(xué)生就會(huì)感到?jīng)]勁，會(huì)削弱學(xué)習(xí)的愿望、興趣和意志力。問題適時(shí)，要求教師在解釋清楚概念和原理后，立即圍繞授課內(nèi)容提問，這樣可以使學(xué)生對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行理解并條理化，在問題的提出和回答中檢驗(yàn)自己理解的正確與否，增強(qiáng)接受程度。問題適量，要求教師在提問時(shí)，不但問題要新穎，而且提問的總量和頻率分配要恰當(dāng)。問題太少，達(dá)不到教學(xué)目的，問題太多，則難免引起學(xué)生厭問、拒問、亂答現(xiàn)象，產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。

另外，對(duì)于學(xué)生的回答不管錯(cuò)對(duì)，要以鼓勵(lì)為主。充分肯定正確答案，對(duì)于不同的答案要首先肯定學(xué)生的積極思考和有價(jià)值的探索，然后因勢(shì)利導(dǎo)的解釋錯(cuò)誤原因。這樣既不會(huì)傷害學(xué)生回答問題的積極性，又能幫助他們很好的理解和接受所學(xué)的知識(shí)。

3.時(shí)間的把握

提問尤其是在進(jìn)行課堂不點(diǎn)名提問時(shí)，教師應(yīng)在時(shí)間和內(nèi)容上進(jìn)行把握，使每個(gè)問題主要內(nèi)容突出。對(duì)一個(gè)問題回答時(shí)，要求如果答案和見解相同則不必再重復(fù)，只發(fā)表個(gè)人有別于前面同學(xué)答案。教師所問問題一定要有中心內(nèi)容，不能隨著問題的深入漫無(wú)目的地進(jìn)行鏈?zhǔn)浇恿?。因?yàn)榻虒W(xué)課時(shí)是有限的，教師對(duì)問題時(shí)間要適當(dāng)限制，到預(yù)期時(shí)間后就對(duì)所有問題都進(jìn)行最后的總結(jié)。這樣在問題過程中即可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，又有比較清楚的條理化答案，便于學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)中記憶和回顧。因?yàn)槭称钒踩且粋€(gè)新的學(xué)科，其安全性跟各種環(huán)境要素有著必然聯(lián)系，而環(huán)境要素又包羅萬(wàn)象，這就要求教師不僅要在備課時(shí)提煉關(guān)鍵元素和問題，而且要努力增強(qiáng)語(yǔ)言表達(dá)能力，做到用詞一定要準(zhǔn)確、邏輯一定要條理清楚、敘述一定情真意切或幽默風(fēng)趣。這樣才能在有限的時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生理解和掌握更多的關(guān)于食品安全與環(huán)境之間的知識(shí)。

三、結(jié)論

問題式教學(xué)方法在教學(xué)過程中具有重要的意義，不僅可以幫助學(xué)生融會(huì)貫通地掌握基本知識(shí)，又能活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和解決問題的能力。在食品環(huán)境學(xué)課程中采用這種教學(xué)方法，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣，還能有效引導(dǎo)學(xué)生掌握好的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的能力和對(duì)本門課程乃至本專業(yè)知識(shí)的掌握和分析能力。問題式教學(xué)方法不僅適用于食品環(huán)境學(xué)課程，在其它的理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程學(xué)習(xí)中也會(huì)有著舉足輕重的作用。在現(xiàn)階段，這一新的教學(xué)方式完全符合教育學(xué)的發(fā)展規(guī)律和科學(xué)發(fā)展觀的總要求，可以為培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神方面功不可沒。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：環(huán)境學(xué)中環(huán)境的概念范文

關(guān)鍵詞：環(huán)境教育 生物教學(xué) 對(duì)策

人類文明的進(jìn)步，是以環(huán)境的破壞為代價(jià)。工業(yè)革命以來，伴隨人類科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步和生產(chǎn)力水平的提高，我們創(chuàng)造了前所未有的巨大的物質(zhì)財(cái)富，大大加速了人類文明的進(jìn)程。與此同時(shí)，人類也付出了沉重的代價(jià)：全球氣候變暖、臭氧層的耗損與破壞、生物多樣性減少、酸雨蔓延、森林銳減、土地荒漠化、大氣污染、水污染、海洋污染、危險(xiǎn)性廢物越境轉(zhuǎn)移全球十大環(huán)境污染。環(huán)境遭到破壞的嚴(yán)重后果最終會(huì)反作用于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，危害人類的生存。

一、環(huán)境教育的內(nèi)涵

（一）環(huán)境教育的定義

環(huán)境教育是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的一種教育，是證明環(huán)境價(jià)值和澄清概念的一種過程，是培養(yǎng)人們具有理解和評(píng)價(jià)人、文化及其同環(huán)境之間相互關(guān)系所必需的技能和態(tài)度的過程。它也包括要人們遵循為保護(hù)環(huán)境所作的決策及行為準(zhǔn)則的教育。

環(huán)境教育包括兩個(gè)方面的任務(wù)：一方面是使整個(gè)社會(huì)對(duì)人類和環(huán)境的相互關(guān)系有一新的、敏銳的理解；另一方面是通過教育培養(yǎng)出消除污染、保護(hù)環(huán)境以及維護(hù)高質(zhì)量環(huán)境所需要的各種專業(yè)人員。

（二）我國(guó)校園環(huán)境教育的發(fā)展歷程

中國(guó)的校園環(huán)境教育開始于20世紀(jì)七十年代。中國(guó)校園環(huán)境教育在理論和實(shí)踐上已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，其發(fā)展過程經(jīng)歷了起步、發(fā)展、提高三個(gè)階段。我國(guó)教育部在1992年頒布的新大綱中明確提出在相關(guān)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容中要講授環(huán)境保護(hù)知識(shí)， 1996年以后，“綠色學(xué)?！钡膭?chuàng)建使中國(guó)環(huán)境教育進(jìn)入了一個(gè)新階段。

二、高中生物環(huán)境教育現(xiàn)狀

（一）環(huán)境教育在生物學(xué)科中的分布

翻開生物教材，隨處可見教材中滲入了大量與環(huán)境教育有關(guān)的內(nèi)容，因?yàn)樯飳W(xué)科獨(dú)有的特點(diǎn)，所以在開展環(huán)境教育的過程中具有很大的優(yōu)勢(shì)。

在高中生物教材中環(huán)境教育的滲透點(diǎn)有很多，但教材上的滲透點(diǎn)分布很不均衡，因?yàn)榻滩膬?nèi)容的安排有其邏輯順序，不會(huì)因?yàn)榧舆M(jìn)環(huán)境教育而改變生物教材本身的體系，在教學(xué)中對(duì)于分布比較少的章節(jié)要注意拓展延伸，在分布比較多的章節(jié)，要恰當(dāng)?shù)挠煤?，多開展實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)，才能收到好的效果。

（二）高中生物環(huán)境教育缺陷

1.缺乏專職的環(huán)境教育教師?，F(xiàn)行教育體制下，由于受應(yīng)試教育的影響，各級(jí)學(xué)校都沒有配備專職的環(huán)境教育教師，這已經(jīng)成為制約高中階段開展環(huán)境教育的重要因素。

2.沒有專門的生物環(huán)境教育教材?，F(xiàn)階段，環(huán)境教育的主要方式是“滲透模式”，編寫教材很難形成統(tǒng)一的體系，也易造成學(xué)科之間在某些知識(shí)點(diǎn)上的重復(fù)。

3.環(huán)境教育內(nèi)容系統(tǒng)性不夠。環(huán)境教育由于采用的是“滲透教育"模式，而不是“單一學(xué)科模式"，即將內(nèi)容分散到有關(guān)的學(xué)科內(nèi)容中，必然導(dǎo)致環(huán)境教育內(nèi)容的分散，不系統(tǒng)。在生物課程中也只能加進(jìn)與本學(xué)科有關(guān)的內(nèi)容，如果要加進(jìn)其他學(xué)科內(nèi)容比較困難。

4.缺少實(shí)踐活動(dòng)。目前大部分老師對(duì)生物課堂中滲透環(huán)境知識(shí)的處理主要是講授，很少有老師會(huì)思考通過實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施環(huán)境教育、可以開展哪些實(shí)踐活動(dòng)。生物教材人教版必修三第5章第五節(jié)課后有一個(gè)制作活動(dòng)《設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶，觀察其穩(wěn)定性》，很多老師只是課上分析該生態(tài)瓶維持穩(wěn)態(tài)的原理，很少有人真正動(dòng)手制作。

5.環(huán)境教育的資金投入不足。目前，中小學(xué)環(huán)境教育還沒有納入國(guó)家教育的計(jì)劃渠道，環(huán)境教育往往就沒有正常的經(jīng)費(fèi)來源，再加上國(guó)家基礎(chǔ)教育所給予的經(jīng)費(fèi)本來就不足，因此各級(jí)中小學(xué)校就很難再?gòu)慕逃?jīng)費(fèi)中拿出一部分來開展環(huán)境教育。

6.學(xué)校生物教師之間缺乏相互溝通觀摩。目前，各級(jí)學(xué)校和教師開展環(huán)境教育基本還是各自為政，各級(jí)學(xué)校和生物教師幾乎沒有環(huán)境教育方面的溝通觀摩。另一方面，生物教師與其他學(xué)科教師也缺乏交流溝通觀摩。這樣就造成了各學(xué)校之間、各學(xué)科之間沒有信息交流缺乏溝通，好的經(jīng)驗(yàn)和做法得不到及時(shí)的學(xué)習(xí)和推廣。

三、改善高中生物環(huán)境教育的對(duì)策

（一）加強(qiáng)師資培訓(xùn)，建立高素質(zhì)的環(huán)境教育生物教師隊(duì)伍

首先要注重對(duì)生物教師學(xué)科意識(shí)的培養(yǎng)，使他們認(rèn)識(shí)到環(huán)境教育生物學(xué)科扮演著重要角色，可以發(fā)揮很大的作用；其次，環(huán)境學(xué)科是邊緣學(xué)科，涉及到的相關(guān)知識(shí)相當(dāng)龐雜，生物教師對(duì)生態(tài)學(xué)方面的知識(shí)比較熟悉，但對(duì)地理、化學(xué)、物理等學(xué)科的知識(shí)比較陌生，當(dāng)在進(jìn)行環(huán)境教育遇到這些問題時(shí)，將難以實(shí)施，因此需要對(duì)在職生物教師定期進(jìn)行環(huán)境教育的專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)。

（二）進(jìn)一步明確高中階段生物環(huán)境教育的目標(biāo)

可以從以下三個(gè)層次來確定高中生物環(huán)境教育的目標(biāo)：（1）環(huán)境知識(shí)層次：通過生物環(huán)境教育讓學(xué)生了解環(huán)境知識(shí)如生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能穩(wěn)態(tài)、了解人類對(duì)環(huán)境的破壞應(yīng)當(dāng)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展理論等等；（2）環(huán)境能力層次：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)環(huán)境問題和具有初步發(fā)現(xiàn)、分析、嘗試解決環(huán)境問題的技能；（3）環(huán)境態(tài)度行為價(jià)值觀層次：通過生物環(huán)境教育培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然，關(guān)心環(huán)境，使學(xué)生樹立尊重與善待自然、關(guān)心個(gè)人并關(guān)心人類、著眼當(dāng)前并思慮未來的環(huán)境倫理觀，獲得積極主動(dòng)參與環(huán)境保護(hù)的動(dòng)力。

（三）拓展生物教材，補(bǔ)充與環(huán)境教育相關(guān)的內(nèi)容

教材是教師最好的參考書。讓很多有志于開展環(huán)境教育的生物教師苦惱的是現(xiàn)行的生物教材與環(huán)境教育的要求有很大差別，生物教師擅長(zhǎng)的是生物學(xué)方面的知識(shí)，欠缺的是環(huán)境保護(hù)的一些知識(shí)以及相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。拿著生物教材講一些不熟悉的環(huán)境知識(shí)，對(duì)于很多生物老師難度很大。如果以現(xiàn)行生物教材為基礎(chǔ)，拓展補(bǔ)充豐富生物教材，在相關(guān)章節(jié)補(bǔ)充環(huán)境教育的相關(guān)內(nèi)容，這樣的教材或資料會(huì)很受歡迎，這樣既能發(fā)揮生物教師的特長(zhǎng)，又能開展環(huán)境教育，可以起到很好的教育效果。

（四）大力組織生物環(huán)境教育的實(shí)踐活動(dòng)

可以進(jìn)行環(huán)境教育的實(shí)踐活動(dòng)有：可以組織學(xué)生參加“3．5植樹節(jié)”，定期清理公共場(chǎng)地垃圾，開展“班級(jí)垃圾分類放”活動(dòng)，觀察校園植物的生長(zhǎng)，開展保護(hù)益鳥的活動(dòng)，開展節(jié)約水電、等活動(dòng)。在“地球日”“濕地日”“環(huán)境日”開展環(huán)境宣傳活動(dòng)。通過義務(wù)咨詢、散發(fā)資料、廣播講座等形式，有針對(duì)性地向周圍民眾宣傳環(huán)保知識(shí)，提高全民環(huán)保意識(shí)?？梢越M織學(xué)生參觀考察南水北調(diào)中線干渠、鄭州引黃干渠、柿園水廠、河南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、鄭州市五龍口污水處理廠，對(duì)三門峽黃河濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、西峽恐龍地質(zhì)公園等野外進(jìn)行考察。

四、結(jié)束語(yǔ)

環(huán)境教育作為素質(zhì)教育重要組成部分，探究在高中學(xué)習(xí)中有效實(shí)施環(huán)境教育是本文的目的。本文綜述了環(huán)境教育的概念，實(shí)施環(huán)境教育的意義，環(huán)境教育中存在的主要問題及原因，生物學(xué)科在環(huán)境教育的體現(xiàn)。以期達(dá)到激發(fā)學(xué)生從生物課上探尋環(huán)境保護(hù)的欲望；培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的能力；提高其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力；讓學(xué)生掌握基本的環(huán)境科學(xué)知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感；培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際環(huán)境問題的能力。

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第3篇：環(huán)境學(xué)中環(huán)境的概念范文

環(huán)境和人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)，隨著全球工業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步的推進(jìn)，自然環(huán)境在人類的盲目生產(chǎn)活動(dòng)中經(jīng)常遭到毀滅性的破壞，同時(shí)被破壞的環(huán)境反過來又會(huì)影響人類正常的生產(chǎn)活動(dòng)。因此，如何有效地檢測(cè)和控制由人類生產(chǎn)活動(dòng)引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)顯得尤為重要。本文通過研究信息擴(kuò)散理論在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用成果，在改進(jìn)和優(yōu)化現(xiàn)有的研究成果前提下，同時(shí)融入了模糊評(píng)判等相關(guān)評(píng)估理論，建立了一種復(fù)合的空間信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。該模型在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上引進(jìn)環(huán)境影響因子，修正了由普通的信息擴(kuò)散模型所引起的不準(zhǔn)確性。通過該模型，能提高在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散預(yù)測(cè)和控制領(lǐng)域的準(zhǔn)確率，為降低和控制風(fēng)險(xiǎn)后果提供有效的參考。最后通過一個(gè)示例，應(yīng)用本模型進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析，證明模型的實(shí)用性，并且對(duì)比普通的擴(kuò)散模型更具有優(yōu)越性。本文所研究的成果對(duì)重大工程發(fā)生事故和危機(jī)后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有借鑒的意義。

關(guān)鍵詞 信息擴(kuò)散理論；環(huán)境；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；空間

中圖分類號(hào) X828 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1002-2104(2012)03-0111-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.03.019

人類的生產(chǎn)活動(dòng)隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷發(fā)展而不斷深入到本來就脆弱的生態(tài)環(huán)境中，對(duì)自然界的影響越來越大。同時(shí)伴隨著一系列具有高風(fēng)險(xiǎn)性的工程建設(shè)和運(yùn)行，其中所造成的不確定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成不同程度的威脅。這些環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)造成的環(huán)境后果反過來也會(huì)影響到人類正常的社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)。因此人類如何對(duì)由相關(guān)工程項(xiàng)目引發(fā)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)高效的評(píng)估、預(yù)測(cè)和控制，將危機(jī)發(fā)生率降到最低，勢(shì)必關(guān)系到人類社會(huì)在未來是否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，需要運(yùn)用科學(xué)有效的方法，才能準(zhǔn)確、及時(shí)和高效地控制環(huán)境危機(jī)，以免其進(jìn)一步惡化。

1 緒 論

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)理論的發(fā)展普遍被認(rèn)為分為三個(gè)階段。第一階段在20世紀(jì)70年代之前，主要是對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的概念和方法的研究。第二階段在20世紀(jì)80年代到90年代，人類在出現(xiàn)了一系列重大的環(huán)境災(zāi)難后，重新深入考慮和審視環(huán)境在人類社會(huì)的作用，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)成為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究的一大熱門。第三階段為20世紀(jì)90年代開始，全球環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)成為風(fēng)險(xiǎn)研究的核心，發(fā)展中國(guó)家的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究工作也逐漸展開，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究在各國(guó)可持續(xù)發(fā)展中具有重要的意義。

中國(guó)對(duì)于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的研究是從20世紀(jì)80年代開始的。1986年開始，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念逐漸引入中國(guó)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力不斷的發(fā)展，大型工程的復(fù)雜程度也越來越高，同時(shí)這些工程的建設(shè)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)性也變高了，因此需要重視一些大型的、具有很高風(fēng)險(xiǎn)性的工程項(xiàng)目的安全性，如三峽水庫(kù)、大亞灣核電站、鞍山石油化工等項(xiàng)目，因?yàn)檫@些大型工程大部分處于人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，一旦發(fā)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)危機(jī)，需要及時(shí)地控制并且掌握危機(jī)的動(dòng)態(tài)，以便更好地處理危機(jī)。例如，最近的日本福島核電站在地震后損毀嚴(yán)重，導(dǎo)致嚴(yán)重的核泄漏事故，對(duì)全球的生態(tài)系統(tǒng)造成了很大的影響，日本本土更是首當(dāng)其沖。從風(fēng)險(xiǎn)管理的角度來看，在危機(jī)發(fā)生后，如何更有效的評(píng)估危機(jī)的嚴(yán)重性以及預(yù)測(cè)危機(jī)的發(fā)展方向，以便提前做出妥善的應(yīng)急安排，以及如何快速確定未知污染源的位置的方法，是本文所要關(guān)注和研究的問題。

本文采用一種基于復(fù)合型三維空間信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估方法，對(duì)簡(jiǎn)單地基于信息擴(kuò)散法在二維空間上進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平分析的研究成果進(jìn)行了較大的修正和提升，建立考慮更全面的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，目標(biāo)是為了達(dá)到更為高效、快捷和準(zhǔn)確的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)測(cè)結(jié)果。最后，將本文所建立的模型簡(jiǎn)單地用于分析和預(yù)測(cè)某地石油化工區(qū)中的企業(yè)可能造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并與沒有經(jīng)過修正的模型進(jìn)行對(duì)比，體現(xiàn)本文所建立評(píng)估模型的實(shí)用性和優(yōu)越性。

2 文獻(xiàn)綜述

2.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析理論及方法

早在20世紀(jì)50年代，新興的科學(xué)技術(shù)在工程領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)使得各類工程風(fēng)險(xiǎn)層出不窮。1973年，NRC(美國(guó)核能管理委員會(huì))首次提出了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的概念，標(biāo)志著環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的正式開端。1975年，NRC在沒有核電站事故先例的情況下，應(yīng)用系統(tǒng)安全工程分析方法，形成了《核電站風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告》。該報(bào)告系統(tǒng)地建立了概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，并被以后發(fā)生的核電站事故所證實(shí)。其后世界銀行的環(huán)境和科學(xué)部很快頒布了有關(guān)《控制影響廠外人員和環(huán)境的重大危險(xiǎn)事故》的導(dǎo)則和指南。在以后，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估理論不斷地發(fā)展。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，從廣義來說，是對(duì)人類活動(dòng)和各種自然災(zāi)害引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估［1］。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估的方法包括定性和定量?jī)煞N分析方法。定性方法主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和直觀判斷能力，此類方法容易理解，過程簡(jiǎn)單，由于往往依靠經(jīng)驗(yàn)，帶有局限性，評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏可比性。定量方法運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對(duì)一些定量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得出評(píng)價(jià)結(jié)果。目前隨著科學(xué)的發(fā)展，特別是隨著系統(tǒng)安全工程科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種預(yù)測(cè)方法，如初步危險(xiǎn)分析法、故障樹類型和事件樹分析方法等。在國(guó)內(nèi)，曹希壽［2］最早提出區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理的理念，闡述了開展區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理的重要性。一些學(xué)者也針對(duì)某些具體的問題提出過一些模型和方法，如曾光明［2］在規(guī)劃環(huán)評(píng)中環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的探究與實(shí)踐針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性問題提出定量分析的四種方法：傳遞函數(shù)法、數(shù)值模擬法、置信區(qū)間法和二間矩法。有學(xué)者提出應(yīng)采用模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)和可靠性系統(tǒng)工程等理論與方法，并將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)仿真有機(jī)結(jié)合起來。楊曉松、謝波［3］指出針對(duì)區(qū)域多風(fēng)險(xiǎn)因素應(yīng)該采取有別于建設(shè)項(xiàng)目單風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序，提出已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用在區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)的兩個(gè)技術(shù)方法：綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法。

2.2 信息擴(kuò)散理論在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的信息擴(kuò)散理論就是為了彌補(bǔ)信息不足而將一個(gè)有觀測(cè)值的樣本，變成一個(gè)模糊集，也就是將單值樣本變成集值樣本［4］。收集樣本越多，越有助于我們準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律。事實(shí)上，需要處理小樣本的時(shí)候，信息充分是相對(duì)的，信息不足是絕對(duì)的。利用模糊數(shù)學(xué)中有關(guān)信息擴(kuò)散的理論，對(duì)整個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，然后用一個(gè)m×n的矩陣式來表示這個(gè)二維空間，矩陣中的元素aij代表二維空間中對(duì)應(yīng)的正方形區(qū)域的信息。可以將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值的單值信息擴(kuò)散到整個(gè)區(qū)域指標(biāo)論域中的所有點(diǎn)，從而獲得較全面的風(fēng)險(xiǎn)分析效果。模糊信息優(yōu)化處理技術(shù)在自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析中已得到廣泛應(yīng)用。

2.3 信息擴(kuò)散理論的優(yōu)缺點(diǎn)

運(yùn)用信息擴(kuò)散法進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)這一方法在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有研究者［4-5］在做這一方面的研究和實(shí)踐，具有一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，并且也取得比較好的效果。這種方法體現(xiàn)了全局思想，一項(xiàng)規(guī)劃的環(huán)境影響評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)把與規(guī)劃相關(guān)的政策、規(guī)劃和計(jì)劃以及相應(yīng)的項(xiàng)目聯(lián)系起來，做整體性考慮。依照該方法可以得到區(qū)域的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平規(guī)劃圖，可以為公眾提供簡(jiǎn)單直觀的說明，更有利于公眾理解和參與到規(guī)劃的決策中。更重要的是，在決策者進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的時(shí)候，該方法簡(jiǎn)單，快捷和相對(duì)有效。

然而，目前在基于信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究成果來看主要從模糊數(shù)學(xué)角度對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行擴(kuò)散，很少或基本沒有考慮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)源的污染物的擴(kuò)散途徑和地區(qū)里面的不同地理氣候環(huán)境特點(diǎn)對(duì)污染物傳播和稀釋的影響。實(shí)際中環(huán)境事故發(fā)生時(shí)污染物可以從多種途徑(如空氣、水體等)進(jìn)行擴(kuò)散。若將該方法與污染物擴(kuò)散模式進(jìn)行聯(lián)合評(píng)價(jià)會(huì)大大提高該方法的實(shí)用性。

3 信息擴(kuò)散理論分析與改進(jìn)

3.1 風(fēng)險(xiǎn)源確定和分析

我們?cè)谶M(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估前，首先要分析所評(píng)估的區(qū)域發(fā)生環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)源的類別、數(shù)量以及它們?cè)谠搮^(qū)域中的相對(duì)位置。首先要在該區(qū)域里面建立一個(gè)絕對(duì)地理坐標(biāo)系O(x,y)，原點(diǎn)O(0,0)應(yīng)該設(shè)置在矩陣的角落里最為合適，使以后計(jì)算更為方便。然后根據(jù)比例計(jì)算出每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源在這個(gè)O(x,y)坐標(biāo)系里面的坐標(biāo)位置E(x,y)。設(shè)區(qū)域里面有N個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源，則每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的坐標(biāo)為Ei(xi,yi) (i=1,2,3...N)。雖然實(shí)施起來會(huì)簡(jiǎn)單快捷，但是卻難以較準(zhǔn)確地反映實(shí)際的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散的情況。這將是本文所需要改進(jìn)工作之一。

3.2 平面擴(kuò)散模型的分析

平面擴(kuò)散模型是基于一般的信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型［5］，它沒有考慮到相關(guān)的環(huán)境因子的影響作用。在同一個(gè)平面內(nèi)，一般來說，單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源擴(kuò)散形成的最大范圍的輪廓是圓形或者多個(gè)異地污染源形成的多個(gè)橢圓范圍的疊加。

假設(shè)存在N個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，再設(shè)第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源釋放出Nij(j=0,1,2...NR)個(gè)污染物。因此，根據(jù)一般信息擴(kuò)散法所建立的模型，當(dāng)區(qū)域中的某個(gè)位置P(x,y)的第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的第j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子在P(x,y)中的疊加產(chǎn)生的效果為F(i,j)。綜上所述，在該模型下，該XOY平面的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)Rp為

Rp(P(x,y))=∑NSi=1∑Nj=1F(i,j)(1)

我們可以使用在《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T169-2004)中推薦了3個(gè)氣體擴(kuò)散模式進(jìn)行氣體擴(kuò)散分析。同時(shí)對(duì)有毒有害氣體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布可按梯形模糊關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，其數(shù)學(xué)形式［5］為：

r=r0 (0＜x＜l′)

r0(l-x)l-l′ (l′＜x≤l)

0 (x＞l)(2)

在式(2)中，r為計(jì)算點(diǎn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值；r0為風(fēng)險(xiǎn)源點(diǎn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值；l′為重傷區(qū)最大影響半徑，l為最大影響半徑；x為計(jì)算點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)源點(diǎn)之間的距離。建議r0也按國(guó)內(nèi)外同類性質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源的平均風(fēng)險(xiǎn)值來估計(jì)。

在通過一般信息擴(kuò)散理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的時(shí)候，還需要了解風(fēng)險(xiǎn)源的污染物的擴(kuò)散特性。普通的天然氣擴(kuò)散最大半徑目前有很多成果研究［6］，具體半徑大小和泄漏規(guī)模有關(guān)，關(guān)鍵應(yīng)針對(duì)要研究的氣體性質(zhì)、擴(kuò)散特征、適用范圍來選擇合適的計(jì)算模型。當(dāng)然這些數(shù)據(jù)只是作為參考，真正需要對(duì)實(shí)際工程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行定量地、細(xì)致地分析才能最終確定。

然后我們需要對(duì)不同的污染物的風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行估計(jì)，我們采用一般的規(guī)則，將工業(yè)區(qū)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平設(shè)為五類：I類，II類，III類，IV類和V類，分別代表極低、低、中、高和極高的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)［6］。通過這些相對(duì)的評(píng)估值，我們就可以對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行定量的分析了。

3.3 空間擴(kuò)散模型的引進(jìn)

為了讓基于信息擴(kuò)散理論的評(píng)估方法能對(duì)大型工程進(jìn)行更客觀且真實(shí)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，本文在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上，提出了一種基于空間信息擴(kuò)散理論的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。該評(píng)估模型結(jié)合原有的優(yōu)點(diǎn)并改進(jìn)其不足之處，充分考慮了環(huán)境因子的作用，通過立體的信息擴(kuò)散方法使得該環(huán)境評(píng)估模型在具體的應(yīng)用中更為實(shí)用和有效?？臻g模型拓展了信息擴(kuò)散理論應(yīng)用范圍，通過該模型對(duì)三維空間中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平分布進(jìn)行有效的分析、評(píng)估和預(yù)測(cè)。

一般我們?cè)谶M(jìn)行基于信息擴(kuò)散理論的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和建模前，須將所研究的平面區(qū)域網(wǎng)格化，形成一系列正方形區(qū)域。

為了適合本文所提到的復(fù)合空間信息擴(kuò)散模型，我們需要對(duì)原有的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)矩陣的結(jié)構(gòu)和邏輯進(jìn)行修改。建立的復(fù)合的空間信息模型既要包含不同環(huán)境因子的影響矩陣和變換函數(shù)，在空間風(fēng)險(xiǎn)上還需要考慮不同的環(huán)境因子造成的污染物垂直擴(kuò)散的程度，以便預(yù)測(cè)距離地表一定高度的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平值。所以我們?cè)诖怪逼矫鎯?nèi)考慮信息擴(kuò)散法的時(shí)候所使用的擴(kuò)散函數(shù)就應(yīng)該與大氣的特性密切相關(guān)，和水平面的擴(kuò)散函數(shù)是不一致的。這樣我們就要建立一個(gè)空間擴(kuò)散模型，該模型在水平面和豎直面上分別有不同的信息擴(kuò)散模型在作用，共同有機(jī)地疊加后導(dǎo)出整個(gè)環(huán)境空間的風(fēng)險(xiǎn)水平值。

3.4 環(huán)境因子的分析

基于信息擴(kuò)散理論的模型是根據(jù)一般情況下的污染物的擴(kuò)散規(guī)律，實(shí)際上污染因子的傳播還很大程度上取決于該地區(qū)當(dāng)時(shí)的天氣狀況和環(huán)境特點(diǎn)。一些地區(qū)的環(huán)境因素，如地形起伏、濕度、溫度等因素都會(huì)強(qiáng)烈地影響污染物的擴(kuò)散方向和稀釋效果。同時(shí)不同的時(shí)間也會(huì)產(chǎn)生不同的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)效果。

對(duì)于通過空氣傳播的污染物，在傳播途中，會(huì)受到地形的影響，還可能會(huì)和沿途的某些物質(zhì)發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，或者融入到水中或土地中，從而間接地增加了土地和水源被污染的風(fēng)險(xiǎn)概率。所以建立三維空間預(yù)測(cè)模型會(huì)幫助我們對(duì)垂直方向的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布有更深的了解。

一般來說，有毒有害液體擴(kuò)散基本沿溝渠或河道進(jìn)行，但在有限的縣級(jí)區(qū)域內(nèi)其濃度仍遠(yuǎn)大于容許濃度值，危害仍相當(dāng)大。其破壞性在短距離內(nèi)不會(huì)隨著距離增加而衰減。因此，此處對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)值做等值擴(kuò)散［4］處理，表明此段水域具有和事故發(fā)生點(diǎn)具有同樣大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。若有毒有害液體在湖泊、海洋內(nèi)擴(kuò)散，在短時(shí)間內(nèi)不被大幅度稀釋的情況下，也可按等值風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散處理；在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)大幅度稀釋后，其濃度隨距離增加呈梯度分布，可等同氣體擴(kuò)散模式處理。

總的來說，一旦發(fā)生污染泄露事件，其污染因子對(duì)周圍環(huán)境污染的情況都因地而異，具有很強(qiáng)的不確定性。但是我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^研究主要的影響因素以及相互的影響關(guān)系來大致的確定污染的情況。通過對(duì)該區(qū)域中的每一個(gè)數(shù)據(jù)檢測(cè)點(diǎn)確定一個(gè)影響因子的影響指數(shù)，再通過信息擴(kuò)散法構(gòu)造出整塊區(qū)域污染分布圖，從而為決策者應(yīng)對(duì)污染擴(kuò)散的相關(guān)決策提供相對(duì)準(zhǔn)確的信息。

4 改進(jìn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

4.1 空間模型建立和風(fēng)險(xiǎn)源確定

在所研究的區(qū)域Q中設(shè)立一個(gè)特殊的空間坐標(biāo)系O(x,y,z)。其中OXY平面不是數(shù)學(xué)意義上的水平面，它可以看成是區(qū)域Q的地表曲面（一般起伏不是很大，不包括山峰等）。Z軸的坐標(biāo)值則是距離地表曲面的垂直高度z。

設(shè)Rp(z)為所研究區(qū)域Q地表的最終環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)矩陣，Rp(P(x,y,z))為在絕對(duì)坐標(biāo)系O(x,y,z)下的某點(diǎn)P(x,y,z)位置的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。當(dāng)z=0時(shí)，Rp(P(x,y,0))為沿地表的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

針對(duì)污染物一般擴(kuò)散模式，若環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的時(shí)候，同時(shí)存在NS個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，再假設(shè)第i(i=1...NS)個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源釋放出Ni(i=1,2...Ns)個(gè)污染物。因此，根據(jù)普通的信息擴(kuò)散法理論所建立的模型，區(qū)域Q中的某個(gè)位置P(x,y,0)的第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的第j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子Eij在P(x,y,0)中的疊加產(chǎn)生的污染效果為F(i,j,0)。則該區(qū)域第j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子Eij在某地P(i,j,0)的第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的地表環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平rj為

rj=∑NRj=1F(i,j,0)

(i=1,2...Ni; j=1,2...NR)(3)

則該地點(diǎn)P(x,y,0)的綜合風(fēng)險(xiǎn)水平為

Rp(P(x,y,0))=∑Nsi=1rj

(i=1,2...Ni; j=1,2...NR)(4)

若要考慮距離地表以上的某一點(diǎn)P(x0,y0,z0)的位置的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平，即考慮空間上(z>0)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散情況。在三維空間中，我們也可以運(yùn)用信息擴(kuò)散法的思想，將其劃分成單位體積的小空間，通過梯形模糊擴(kuò)散理論，從而確定在空間中某小空間距離風(fēng)險(xiǎn)源所在空間的位置進(jìn)行模糊預(yù)測(cè)。

設(shè)所研究的區(qū)域的最大高度為s，則可獲得大小為m×n×s的空間Q。根據(jù)信息擴(kuò)散理論，將此空間劃分為三維矩陣形式。假設(shè)其空間網(wǎng)格單元體積為c3。則該空間劃分后能形成的最大三維矩陣B尺寸為(［m/c］,［n/c］,［s/c］)。這樣就建立了一個(gè)空間上的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布三維矩陣，之后參考公式(1)和(2)，我們得出了空間上基于信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)模型，如式(3)和(4)所示。

4.2 擴(kuò)散模型的修正

很明顯，式(2)中的梯形模糊擴(kuò)散規(guī)則在空間中顯得不是那么的可靠，因?yàn)榭臻g中還客觀存在重力等其他因素。這種擴(kuò)散約束的函數(shù)需要根據(jù)實(shí)際情況決定，所以設(shè)K(P(x,y,z))為空間中擴(kuò)散的約束方程，此類方程的目的在于在式(2)的基礎(chǔ)上控制污染物在空間中最大擴(kuò)散范圍，以模擬實(shí)際大氣的擴(kuò)散規(guī)律。

設(shè)垂直擴(kuò)散函數(shù)的數(shù)學(xué)形式為f(x,y,z)=0，d為兩點(diǎn)距離，d為距離修正值。為了保證預(yù)測(cè)模型在數(shù)值上的正確性，則K(P(x,y,z))的約束方程模型為

K(P(x,y,z))=d±d (P∈f)

l (其余)(5)

設(shè)D(x,y,z)為某小空間的中心。某風(fēng)險(xiǎn)源R(xr,yr,zr)位于某小空間的中心。則D點(diǎn)與R點(diǎn)的距離為d，通過約束函數(shù)修正后的距離為d′。所以我們得到了在空間中基于信息擴(kuò)散理論所建立的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平預(yù)測(cè)模型為

d=x2+y2+z2(6)

d′=k(P(x,y,z))(7)

rc=r0 (0＜d′≤l)

r0(l-d′)l-l′ (l′＜d′≤l)

0 (d′＞l)(8)

隨著大氣模型研究的發(fā)展，GIS技術(shù)［7］逐漸被大量用在大氣模型的空間數(shù)據(jù)管理、可視化等工作中，呈現(xiàn)逐漸融合的趨勢(shì)。不同大氣擴(kuò)散模型的輸入、輸出和分析的復(fù)雜程度各不相同，事實(shí)上，目前有很多比較成熟的大氣預(yù)測(cè)模型，如天然氣管道泄漏模型［6］、ADMS和GASTAR模型［7］。通過這些模型可以滿足本文的需要，以便和信息擴(kuò)散法共同形成靈活的互補(bǔ)關(guān)系。垂直擴(kuò)散函數(shù)f(x,y,z)也可以通過修正后的波爾茲曼能量的分布律［8］確定。

4.3 環(huán)境因子的模型

以上只是建立了污染物在靜止環(huán)境中的空間普通擴(kuò)散模型，實(shí)際上擴(kuò)散的時(shí)候，更多的是依賴于環(huán)境因子的影響。下面將以上基于信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行更細(xì)致的研究，通過建立環(huán)境因子影響的模型來修正污染物普通擴(kuò)散的目標(biāo)矩陣。

環(huán)境對(duì)某區(qū)域空間的影響也是分層的，也就是說對(duì)在垂直高度上，位于不同高度，其大氣受到的影響也是不一致。本文在考慮環(huán)境因子時(shí)將考慮處于同層的環(huán)境因子對(duì)該層的風(fēng)險(xiǎn)水平分布的影響，而忽略不同層次的因子之間的相互影響。

同樣，我們可以通過信息擴(kuò)散理論的方法來對(duì)這些環(huán)境因子進(jìn)行處理。通過改進(jìn)后的梯形模糊預(yù)測(cè)法，將環(huán)境因子影響的高峰作為影響源，以其為中心，利用梯度的模糊算法，向四周輻射影響水平。

假設(shè)某一環(huán)境因子EV(i)(第i個(gè)環(huán)境因子)的高峰S(x0,y0,z0)處于A(i,j,k)，k為垂直方向的第k層。高峰指的是某個(gè)環(huán)境因子具有最大影響效果的某些點(diǎn)或者某一塊區(qū)域。設(shè)e為距離高峰S的影響最大半徑。e′為等值影響范圍最大半徑，de為某點(diǎn)P(x,y,k)到高峰點(diǎn)S(x0,y0,z0)的距離，e0為地表的環(huán)境因子強(qiáng)度值，e(k)為第k層的環(huán)境因子強(qiáng)度遞減率函數(shù)，e′(k)為第k層的環(huán)境因子等值半徑修正函數(shù)。則該環(huán)境因子EV(i)在第k層的影響分布EVi(P(x,y,k))為

e=e(k)e0(9)

e′=e′(k)e(10)

de=x2+y2(11)

EVip=EV0 (0＜de≤e′)

EV0(e-de)e-e′ (e′＜de≤e)

0 (de＞e)(12)

這是單個(gè)環(huán)境因子在單層中的影響分布預(yù)測(cè)模型。若要獲得多個(gè)環(huán)境因子在同層中的整體風(fēng)險(xiǎn)影響水平分布,可以通過間接疊加的方式進(jìn)行，即

EVp=∑Ni=1EVip(13)

這樣我們就可以獲得不同空間層的環(huán)境影響矩陣EV(k)(k=1, 2, 3...N)。通過我們所建立的環(huán)境因子影響分布矩陣，就可以通過矩陣疊加的方式將風(fēng)險(xiǎn)分布矩陣和環(huán)境因子影響矩陣整合起來。在整合的過程中，兩矩陣對(duì)應(yīng)的元素并不是簡(jiǎn)單的加法運(yùn)算，其中還涉及了疊加時(shí)需要修正的函數(shù)。這些函數(shù)由使用者規(guī)定，該函數(shù)確定的好壞決定了疊加后的分布圖是否恰當(dāng)?shù)姆从钞?dāng)前的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)狀況。設(shè)疊加修正函數(shù)為M(EV, R)。

結(jié)合前面所述的式(1)-式(13),則最終的空間區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平分布函數(shù)為

Rp=M(EVp,Rc(P))(14)

5 示例分析

5.1 示例背景描述

為了驗(yàn)證本文所討論和建立的模型的實(shí)用性和優(yōu)越性，本節(jié)將運(yùn)用評(píng)估模型對(duì)中國(guó)西北某縣城中的石油化工企業(yè)進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估。如圖1所示，該縣政府在該地準(zhǔn)備引進(jìn)石油化工企業(yè)，以促進(jìn)該地的發(fā)展。具體方位如圖1中A、B和C所示的位置，這三點(diǎn)為縣城的石油化工區(qū)中某些高風(fēng)險(xiǎn)性企業(yè)的位置。研究區(qū)域大致為20 km×20 km的區(qū)域。

假設(shè)它們同時(shí)發(fā)生環(huán)境危機(jī)，發(fā)生了最壞情況，需要找到其風(fēng)險(xiǎn)源［9］，然后進(jìn)行分類［10］。設(shè)A、B、C三點(diǎn)分別釋放有三類有毒氣體最大擴(kuò)散范圍為5 000 m、1 500 m和4 000 m［5］，這是根據(jù)該行業(yè)的建議值確定的。為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，假設(shè)他們同時(shí)爆炸，之后向四周泄漏出有毒氣體［11］，而此時(shí)該區(qū)域的風(fēng)向如圖1的北面箭頭指示，即在北面地表存在高氣壓。在該地區(qū)的某些相對(duì)較高點(diǎn)，我們進(jìn)行了標(biāo)記，如圖1中的S1，S2，S3和S4。四個(gè)地形制高點(diǎn)距離風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生地垂直高度大致確定為1 000 m、1 500 m、700 m和400 m。在本示例中，我們引入了兩個(gè)環(huán)境因子，分別為地形和風(fēng)向，參與評(píng)估。

5.2 平面模型下的風(fēng)險(xiǎn)分布評(píng)估

首先對(duì)該區(qū)域網(wǎng)格化處理，設(shè)定網(wǎng)格單元為500 m×500 m，則該區(qū)域可分為40×40的網(wǎng)格。按照默認(rèn)的習(xí)慣，我們將建立平面坐標(biāo)系，以圖1 左下方頂角為坐標(biāo)原點(diǎn)。

由公式(2)可以計(jì)算出某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源的污染物

擴(kuò)散后每個(gè)網(wǎng)格的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)指數(shù)，再根據(jù)(1)計(jì)算出不同風(fēng)險(xiǎn)源在該平面疊加后形成的平面的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)矩陣。最后即可獲得平面擴(kuò)散模型導(dǎo)出的該縣在A、B和C地發(fā)生嚴(yán)重的石油化工事故后造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布圖。

通過Microsoft Excel 2007 中的VBA編程處理數(shù)據(jù)，并且在MiniTab15軟件中圖形化所產(chǎn)生數(shù)據(jù)，如圖2所示。X軸和Y軸距離數(shù)值表示的是與圖1所示的研究區(qū)域內(nèi)部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)。三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源重疊區(qū)里面其中某一小塊深黑色區(qū)域?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)度最高的地區(qū)，在風(fēng)險(xiǎn)事故處理時(shí)應(yīng)該引起重視。

5.3 空間模型下的風(fēng)險(xiǎn)分布評(píng)估

若我們引進(jìn)空間模型，根據(jù)式(5)-(8)我們可以建立風(fēng)險(xiǎn)水平分布的空間模型。令空間約束方程f(x,y,z)

=0為旋轉(zhuǎn)曲面方程。此處我們采用 (z-z′)2=k(x-x′)繞z軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面作為空間擴(kuò)散的約束函數(shù)。則處于該曲面和地表曲面之間的點(diǎn)都由式(8)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算，其余空間的點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值可以看做為零。這樣通過式(8)處理三維矩陣后我們可以讓空間矩陣的每一元素都存在一個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值。同理將不同的風(fēng)險(xiǎn)源產(chǎn)生的空間風(fēng)險(xiǎn)分布矩陣疊加后就得到一個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖。

如圖3所示，通過建立的基于空間的信息擴(kuò)散法的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，可以預(yù)測(cè)在垂直高度上的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平的分布圖。圖2是在地面的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布圖，對(duì)比之下，如圖3所示，在高空中，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平較低，影響范圍縮小，符合一般的擴(kuò)散規(guī)律。事實(shí)上，通過本文所探討的模型，可以輕易獲取不同高度的該區(qū)域整體風(fēng)險(xiǎn)水平分布

圖，這樣對(duì)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散有著比較積極的意義。

5.4 環(huán)境因子作用下的風(fēng)險(xiǎn)分布

若我們?cè)谛畔U(kuò)散法中引入了地形和風(fēng)向環(huán)境因子，其中需要找到地形的高峰值，由此擴(kuò)散出來，獲得其影響分布矩陣，對(duì)風(fēng)向可采取找到高氣壓的地方，由此遞減形成正態(tài)分布的矩陣。

建立地形影響矩陣后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測(cè)在地形垂直距離每升高一定的距離，能使環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平值降低了多少，然后通過疊加的方式對(duì)原始的擴(kuò)散模型進(jìn)行修正，如圖4所示。在地形的影響下，圖4中的左側(cè)區(qū)域由于地形的作用明顯阻礙了污染的傳播途徑。由于該縣城中心附近沒有

高山，所以在對(duì)污染物傳播范圍的影響不明顯。但是在該區(qū)域的邊緣，可以看得出地形對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布還是有一定的影響的，同理對(duì)于風(fēng)向的影響也可以參考地形影響的做法。

總的來說，我們把基于信息擴(kuò)散理論的平面評(píng)估模型改進(jìn)成能進(jìn)行空間預(yù)測(cè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并且在模型中引入了多個(gè)環(huán)境因子，利用信息擴(kuò)散理論建立其影響矩陣，通過抽象疊加的形式修正了簡(jiǎn)單的信息擴(kuò)散模型，相比原來的模型，更具有實(shí)用性和優(yōu)越性。

6 結(jié) 論

本文介紹了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念以及發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)分析了許多前人此領(lǐng)域的研究成果。通過研究基于信息擴(kuò)散理論進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的已有研究成果，提出了改進(jìn)后的基于空間信息擴(kuò)散理論的環(huán)境評(píng)估模型，該模型相比原來的研究成果，能更好地在環(huán)境立體空間上進(jìn)行相關(guān)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及將信息擴(kuò)散理論融入到預(yù)測(cè)環(huán)境影響因子的定量分析中。我們從示例中發(fā)現(xiàn)，充分地考慮各種環(huán)境因子對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的影響在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和控制上有著至關(guān)重要的作用。對(duì)環(huán)境因子影響程度預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響著對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制的有效力度。本文研究成果，可以提高進(jìn)行大型工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析的準(zhǔn)確性，保證了其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制的力度，降低了人類不正常的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)一步危害人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境的概率，對(duì)各國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所需要的理論有較好的借鑒意義。

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An Environmental Risk Evaluation Model Using Space Information Diffusion

ZHU Xiaomin1 CHEN Donghua1 GENG Jiandong2

（1.School of Mechanical Electronic and Control Engineering,Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;

2.High Technology Research and Development Center, Ministry of Science and Technology, Beijing 100045, China）

Abstract Environment is closely related to human survival and development. With the acceleration of global industrialization, however, the natural environment suffers from destruction in the productive activities of human society at the same time. The damaged environment in turn affects the normal production activities of human. Therefore, how to effectively detect and control environmental risk after the production activities caused by human is particularly important. This paper establishes a complex environmental risk evaluation model based on space information diffusion by studying the current applications in this area and combining with the theory of fuzzy evaluation, which improves and optimizes the current research results. The model introduces environmental factors to amend the inaccuracy caused by the general information diffusion model. Through the use of this evaluation model, it can improve the accuracy in the fields of prediction and control of environmental risk diffusion based on information diffusion, and provides a basis to reduce and control the risk aftereffect. Finally, a case study is presented as the application of the model, which makes an environmental risk analysis and proves the practicality of the model. It is proved that this model has more general superiority by comparing with the general diffusion model. The results of this study are useful to make an environmental risk assessment for those major projects which have induced accidents and crises.

Key words information diffusion theory; environment; risk evaluation; space

收稿日期：2011-10-20