环境容量

简介

　　环境容量（environmentcapacity）是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的。

　　污染物的最大负荷量。或一个生态系统在维持生命机体的再生能力、适应能力和更新能力的前提下，承受有机体数量的最大限度。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。前者是指某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量。后者是指某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。

　　环境容量是在环境管理中实行污染物浓度控制时提出的概念。污染物浓度控制的法令规定了各个污染源排放污染物的容许浓度标准，但没有规定排入环境中的污染物的数量，也没有考虑环境净化和容纳的能力，这样在污染源集中的城市和工矿区，尽管各个污染源排放的污染物达到（包括稀释排放而达到的）浓度控制标准，但由于污染物排放的总量过大，仍然会使环境受到严重污染。因此，在环境管理上开始采用总量控制法，即把各个污染源排入某一环境的污染物总量限制在一定的数值之内。采用总量控制法，必须研究环境容量问题。

主要内容

　　环境容量概述

　　一个特定的环境（如一个自然区域、一个城市、一个水体）对污染物的容量是有限的。其容量的大小与环境空间的大小、各环境要素的特性、污染物本身的物理和化学性质有关。环境空间越大，环境对污染物的净化能力就越大，环境容量也就越大。对某种污染物而言，它的物理和化学性质越不稳定，环境对它的容量也就越大。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。

　　绝对容量

　　环境的绝对容量(WQ)是某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量，达到绝对容量没有时间限制，即与年限无关。环境绝对容量由环境标准的规定值(WS)和环境背景值(B)来决定。数学表达式有以浓度单位表示的和以重量单位表示的两种。以浓度单位表示的环境绝对容量的计算公式为：

　　WQ=WS-B

　　其单位为ppm。例如某地土壤中镉的背景值为0.1ppm，农田土壤标准规定的镉的最大容许值为1ppm，该地土壤镉的绝对容量则为0.9ppm。

　　任何一个具体环境都有一个空间范围，如一个水库能容多少立方米的水；一片农田有多少亩，其耕层土壤（深度按20厘米计算）有多少立方米(或吨)；一个大气空间（在一定高度范围内）有多少立方米的空气等。对这一具体环境的绝对容量常用重量单位表示。以重量单位表示的环境绝对容量的计算公式为：

　　WQ=M(Ws-B)

　　当某环境的空间介质的重量M以吨表示时，WQ的单位为克。如按上面例子中的条件，计算10亩农田镉的绝对容量，可以根据土壤的密度，求出耕层土壤的重量(M吨)，并把它代入上式，即可求得。如土壤容重1.5克/厘米3，10亩农田对镉的绝对容量为1800克。

　　年容量

　　年容量(WA)是某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。年容量的大小除了同环境标准规定值和环境背景值有关外，还同环境对污染物的净化能力有关。若某污染物对环境的输入量为A(单位负荷量)，经过一年以后，被净化的量为A′，(A′/A)×100%=K，K称为某污染物在某一环境中的年净化率。以浓度单位表示的环境年容量的计算公式为：WA=K(WS-B)。以重量单位表示的环境年容量的计算公式为：WA=K·M(WS-B)。年容量与绝对容量的关系为：WA=K·WQ。如某农田对隔的绝对容量为0.9ppm，农田对镉的年净化率为20%，其年容量则为0.9×20%=0.18ppm。按此污染负荷，该农田镉的积累浓度永远不会超过土壤标准规定的镉的最大容许值1ppm。

　　环境容量一般可以分为三个层次：

　　（1）生态的环境容量：生态环境在保持自身平衡下允许调节的范围；

　　（2）心理的环境容量：合理的、游人感觉舒适的环境容量；

　　（3）安全的环境容量：极限的环境容量。

　　指某个地区（空间）可以维持某一特定种的最高的种群水平。按照种群生长的逻辑斯蒂理论，是指上限值K（一个种群的生长），一般的是指由平均气候条件、生境的构造、食物供给量等所决定的可以维持的最大个体数目，在后者的情况下，不把无敌、竞争种等看作决定环境容量的因素，而是把它们看作是限制个体数量的重要原因。

应用

　　环境容量主要应用于环境质量控制，并作为工农业规划的一种依据。任一环境，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则越少。污染物的排放，必须与环境容量相适应。如果超出环境容量就要采取措施，如降低排放浓度，减少排放量，或者增加环境保护设施等。在工农业规划时，必须考虑环境容量，如工业废弃物的排放，农药的施用等都应以不产生环境危害为原则。在应用环境容量参数来控制环境质量时，还应考虑污染物的特性。非积累性的污染物，如二氧化硫气体等风吹即散，它们在环境中停留的时间很短，依据环境的绝对容量参数来控制这类的污染有重要意义，而年容量的意义却不大。如在某一工业区，许多烟囱排放二氧化硫，各自排放的浓度都没有超过排放标准的规定值，但合起来却大大超过该环境的绝对容量。在这种情况下，只有制定以环境绝对容量为依据的区域环境排放标准，降低排放浓度，减少排放量，才能保证该工业区的大气环境质量。积累性的污染物在环境中能产生长期的毒性效应。对这类污染物，主要根据年容量这个参数来控制，使污染物的排放与环境的净化速率保持平衡。总之，污染物的排放，必须控制在环境的绝对容量和年容量之内，才能有效地消除或减少污染危害。

相关举措

　　“十五”期间，中国就开始编制国家环境容量指标，国家环保总局制定环境容量总额，然后按年度分配给各省市区；各省市区再往各地市分解。每年环境容量指标都要往下削减。

　　这样一来，要求逐步下降的“污染物排放总额”与各地市因发展而产生的“排污量”之间，总有一些冲突。

　　宁夏银川市与石嘴山市是国家环保局重点监控城市，多年来一直靠发展火电以及高载能产业寻求发展空间。2004年底，两市就已完成大气环境容量的测算工作，这为两市治理城市大气污染源、改善空气质量提供了科学的控制方案，也为治理提供了依据。同时，宁夏也编制完成了《水环境容量核定实施方案》和《地表水环境容量测算技术报告》，通过了国家环保总局的预验收。但宁夏环保局局长邸国卫指出，许多地方政府仍旧没有把“环境容量”当成“必守规则”，因为环境条件和污染物排放有相当的复杂性，准确计算特定地区的环境容量有些困难，有时候用的指标不同，算出来的量值可差出20倍以上。因此，有些地方就以此为理由，不按环境容量来规划发展规模和指导发展方向，置已经明确的环境容量指标于不顾。而像石嘴山所处的地方，位于陕甘宁蒙“三角”地区，这个地区多年来都依靠煤炭资源发展高载能、高污染的产业，建设了大量的性质雷同的高载能工业园区，因此，交界地区之间还可能存在着污染责任互相推脱的问题。

生态含义

　　某种群在一个生态系统中，即在一个有限的环境中所能达到的最大数值或者最大密度，称为该系统或环境对该种群的容纳量，通常用K来表示。容纳量决定于两个方面：一是温度、光、水、养分等因子或食物、空间等资源所构成的环境；二是食性、行为、适应能力等种群的遗传特征。当种群数量超过环境容纳量时，种群数量趋向于减少，当种群数量低于环境容纳量时，则趋于增加。