【正文】 得GIS技術(shù)蓬勃發(fā)展。直到1987年底，國家計委和中國科學(xué)院建立的資源與環(huán)境信息國家重點實驗室通過國家驗收，才標(biāo)志著我國GIS技術(shù)應(yīng)用與研究的開始。而GIS能為現(xiàn)實地理空間上的物質(zhì)和能量運動規(guī)律的研究提供方便、準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。它以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的、動態(tài)的地理信息，為地理研究及地理決策服務(wù)。介紹了地理信息系統(tǒng)(GIS)及其特點。從環(huán)境科學(xué)的角度出發(fā)，介紹了 GIS在環(huán)境信息、環(huán)境質(zhì)量管理、環(huán)境規(guī)劃和環(huán)境影響評價等方面的開發(fā)應(yīng)用前景。計算機支持是其主要特征，空間查詢和空間分析是其主要功能。因此，GIS與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。其國外發(fā)展?fàn)顩r是，GIS的開拓階段于60年代注重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理；鞏固發(fā)展階段于70年代注重實用性應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，向?qū)嵱没较虬l(fā)展；普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段于80年代注重空間決策支持分析，向智能化方向發(fā)展；普及階段于90年代以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為中心，側(cè)重于為用戶提供服務(wù)；本世紀(jì)初開始網(wǎng)絡(luò)化、可視化、社會化。目前，在全球范圍內(nèi)，GIS以前所未有的速度，在科學(xué)界、技術(shù)界和商業(yè)界，在社會、軍事、經(jīng)濟和管理等部門全面發(fā)展和推廣應(yīng)用。將現(xiàn)實世界經(jīng)過模型處理后得到的各種數(shù)據(jù)(包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以有機地組織、管理、顯示這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是空間對象的一種屬性，并可通過地理對象的相關(guān)性進行連接、分割、總計等操作，使空間問題的處理簡單迅速。目前，為滿足EMIS 向更高形式發(fā)展的需要，GIS在其中的應(yīng)用以與環(huán)境模型相耦合為主要形式。目前，已有許多城市建立了自己的環(huán)境信息系統(tǒng)，它可以搜索、存儲、加工、傳輸本市的環(huán)境質(zhì)量、污染物排放和治理、清潔生產(chǎn)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品、自然保護、生態(tài)平衡、環(huán)境管理以及對外合作等相關(guān)的社會經(jīng)濟信息。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染及生態(tài)破壞等環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重。隨著環(huán)境管理對環(huán)境監(jiān)察工作要求的提高，以及計算機硬件成本的下降和應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對應(yīng)用計算機來提高工作效率、降低勞動強度、促進決策的科學(xué)性的要求日趨強烈。這些信息內(nèi)容極其豐富，來源十分廣泛，且各種信息之間具有十分強烈的相關(guān)性和綜合性。 環(huán)境影響評價環(huán)境影響評價(Environmental Impact Assessment，EIA)是在決策和開發(fā)建設(shè)活動中實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種有效手段和方法。GIS可以為環(huán)境模型提供一整套基于GIS邏輯原理的空間操作規(guī)范，用以反映具有空間分布特性的環(huán)境模型研究對象的移動、擴散、動態(tài)變化及相互作用。④建立工程項目信息數(shù)據(jù)庫；項目工程信息包括建設(shè)項目的性質(zhì)和規(guī)模、工藝流程、污染種類、排放源、排放方式與排放量、環(huán)保治理技術(shù)等；⑤環(huán)境監(jiān)測，利用GIS技術(shù)對環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，環(huán)境監(jiān)測收集的信息又能通過GIS適時儲存和顯示，并對所選評價區(qū)域進行詳細(xì)的場地監(jiān)測和分析；⑥環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與影響評價，GIS能夠集成與場地和建設(shè)項目有關(guān)的各種數(shù)據(jù)及用于環(huán)境評價的各種模型，具有很強的綜合分析、模擬和預(yù)測能力，適合作為環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析和輔助決策工具。GIS能夠有效地管理一個大的地理區(qū)域復(fù)雜的污染源信息、環(huán)境質(zhì)量信息及其它有關(guān)方面的信息，并能統(tǒng)計、分析區(qū)域環(huán)境影響諸因素(如水質(zhì)、大氣、河流等)的變化情況及主要污染源和主要污染物的地理屬性和特征等。利用GIS不僅可顯示原有數(shù)據(jù)的地圖，還可以建立分析結(jié)果的地圖，例如在一張地圖上。GIS在環(huán)境規(guī)劃方面具有很大的優(yōu)越性，因為它可以把各種不同來源的數(shù)據(jù)按類型進行分類，并放在不同的圖層(Coverage)上，各層之間可以進行運算、變換、疊加、旋轉(zhuǎn)等。城市環(huán)境規(guī)劃信息涉及到產(chǎn)業(yè)布局、主要污染源分布、城市自然地理條件等領(lǐng)域，涵蓋大氣、水、植被、固體廢棄物、噪聲等要素，信息源多樣，數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，進行統(tǒng)一的信息管理是規(guī)劃工作的基礎(chǔ)．GIS在信息管理方面具有突出的優(yōu)越性，可以將空間信息和屬性信息進行綜合管理，對不同要素、不同領(lǐng)域的信息分層管理，并在各信息層之間建立有機的聯(lián)系．因此，將有關(guān)的信息通過圖形掃描輸入、數(shù)據(jù)庫移植、實地調(diào)查、統(tǒng)計匯總等方式采集輸入GIS數(shù)據(jù)庫，按照信息之間的內(nèi)在聯(lián)系建立互聯(lián)機制，利用GIS數(shù)據(jù)庫對規(guī)劃信息進行綜合管理，以提供規(guī)劃使用．通過對已有資料的分析，可以為規(guī)劃工作提供指導(dǎo)和借鑒。城市環(huán)境規(guī)劃的結(jié)果最直觀的輸出方式就是各種規(guī)劃圖件．GIS具有強大的制圖能力，可按照規(guī)劃方案，輸出需要的圖件．由于GIS的制圖功能在圖形符號、顏色分配等方面與環(huán)境規(guī)劃圖的要求不適應(yīng)，因此必須按 7照環(huán)境規(guī)劃圖的有關(guān)規(guī)程對GIS的制圖模塊進行完善，或?qū)⑾鄳?yīng)的制圖軟件與GIS數(shù)據(jù)庫相聯(lián)接，從GIS中獲取有關(guān)的信息進行制圖，輸出要求的各種規(guī)劃圖件。因此，建立突發(fā)性污染事故應(yīng)急GIS是十分必要的。2)建立突發(fā)性污染事故緊急救助的快速反應(yīng)系統(tǒng)。4)開發(fā)突發(fā)性應(yīng)急監(jiān)測專家咨詢系統(tǒng)。傳統(tǒng)的方法一般為定性分析，利用G1S軟件支持，可以更精確、更直觀地對空間數(shù)據(jù)進行劃分 把GIS應(yīng)用于城市生態(tài)功能區(qū)劃中節(jié)約了大量的人力、物力．可以提高工作效率，增加生態(tài)適宜度分析的科學(xué)性和客觀性，應(yīng)用GIS，區(qū)域的劃分日趨細(xì)致．在GIS的圖形中，柵格數(shù)據(jù)分辨率可以大大提高，增加信息容量，正確反映客觀事實。在大氣環(huán)境模型中，大地地形及其地形高度對許多大氣過程有著重要影響，在模式中要求盡可能精確地描述它。另外，GIS支持圖形、圖像、數(shù)據(jù)、報表等多種顯示輸出，這將在很大程度上豐富了大氣應(yīng)用模型。美國猶地大學(xué)的一個科研小組利用GIS技術(shù)對墨西哥與美國的接壤地區(qū)進行了環(huán)境影響評價，他們建立了環(huán)境數(shù)據(jù)庫、地表水污染路徑模型、地下水污染路徑模型，并利用GIS的空間分析能力(如緩沖區(qū)分析)，對該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所造成的環(huán)境影響進行了分析評價。利用CIS對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行前期處理，然后利用GIS軟件的高級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)語言建立環(huán)境現(xiàn)狀評價及預(yù)測模型，使環(huán)境模型運行于GIS內(nèi)部，實現(xiàn)GIS和環(huán)境預(yù)測模型的整體集成。利用GIS結(jié)合噪聲環(huán)境預(yù)測模型，可以進行噪聲環(huán)境影響預(yù)測，并可以繪出等聲級圖，給出噪聲超標(biāo)的范圍和程度、噪聲污染面積。這是科技發(fā)展的必然，但同時也需要廣大環(huán)保工作者和科研人員不斷探索和拓展它在環(huán)境領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。為了我們的子孫，為了地球上的其他生物，我們必須開發(fā)清潔能源，利用綠色材料，利用技術(shù)來堅持可持續(xù)發(fā)展，而納米技術(shù)和納米材料就是其中一個不錯的選著。然而，隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，人類社會的不斷地進步，人類在整個自然生態(tài)系統(tǒng)中的影響范圍和程度越來越深遠(yuǎn)。為了人類社會的持續(xù)進步和人類后代的生存，人類必須要堅持可持續(xù)發(fā)展，而為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展我們可以利用充分開發(fā)清潔能源，節(jié)能減排，利用綠色材料，崇尚低碳生活等方法。[2]納米材料通常以其表面原子數(shù)占總原子數(shù)比例大，還有顯示量子尺寸效應(yīng)這兩個重要特點而影響其各種物理和化學(xué)性能, 使納米顆粒具有獨特的性質(zhì)。在我國，“大氣污染導(dǎo)致每年有30到70萬人因煙塵污染提前死亡，2500萬兒童患慢性咽炎，400萬到700萬農(nóng)村婦女兒童受害。案例：作為一家長期致力于燃油處理技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，并經(jīng)政府主管部門認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)，中國北京遠(yuǎn)通有限責(zé)任公司攜具有國際先進水平的EPS納米燃油裝置亮相2009中國（北京）國際城市交通、地鐵軌道交通及市政設(shè)施展覽會。普通汽車加裝該裝置：可以節(jié)省燃油10%至30%，凈化尾氣50%至90%，增加動力10%至30%，并能降低發(fā)動機噪音，抑制積碳生成，延長發(fā)動機壽命。如果在燃料燃燒的同時加入納米級催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生一氧化硫氣體，提高能源利用率，而且會使硫轉(zhuǎn)化成固體的硫化物，防止產(chǎn)生二氧化硫進入空氣中。開發(fā)替代燃料或研究用于控制汽車尾氣對大氣污染材料，對凈化環(huán)境具有重要的意義。所以，新裝修房間空氣中的有機物濃度大大高于室外，而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，納米TiO2的降解效果最佳。三、納米技術(shù)在水污染治理方面的應(yīng)用案例：2006長江淡水豚中外聯(lián)合考察隊經(jīng)歷了39天長江航行后遺憾宣布，來回近3400公里考察未發(fā)現(xiàn)一頭白鰭豚，這個結(jié)果證明白鰭豚種群狀況極度瀕危，可能成為世界上第一個被人類消滅鯨類動物。長江生態(tài)惡化，是沿江經(jīng)濟布局不合理惡果。[9] 隨著人口的增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長，人類的用水量大大增加，排污量也空前猛增，水污染非常嚴(yán)重，加劇了水資源危機的程度。而，納米技術(shù)在水污染治理方面也有突出表現(xiàn)，納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。所以，納米技術(shù)在污水處理的很多領(lǐng)域都起到重要作用。（二）處理有機污染廢水[11]案例：中科院采用納米TiO2 粉末, 利用太陽光進行光催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸鈉水溶液,在多云和陰天的條件下光照12h, , 濃度為1mmol/L 的十二烷基苯磺酸鈉基本降解完全且無二次污染[12] 大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑，在陽光下催化氧化水中的有機污染物，使其迅速降解。此外，用納米TiO2催化降解技術(shù)來處理毛織染整廢水，具有省資、高校、節(jié)能的優(yōu)勢，最終能使有機物完全礦化，不存在二次污染等問題，顯示出良好的應(yīng)用前景。這是因為細(xì)菌、病毒的直徑比納米大，在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時，會被過濾掉，水分子及水分子直徑以下的礦物質(zhì)、元素則保留下來。[15]（二）固體廢物處理現(xiàn)在，人類生活垃圾的排放量也大得驚人，而，納米技術(shù)及納米材料可以應(yīng)用于城市固體垃圾處理。此外，中科院理化所利用納米技術(shù)研究出了新一代手機電磁屏蔽材料，不僅可以實現(xiàn)手機信號抗干擾能力，同時還大大降低電磁波輻射。五、納米技術(shù)在環(huán)境保護應(yīng)用上的前景 隨著納米科技和納米材料的研究深入，特別是納米科技與環(huán)境保護和環(huán)境治理的進一步有機結(jié)合，許多環(huán)保難題將會得到解決。總之，納米技術(shù)正成為各國科技界所關(guān)注的焦點，正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：“納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點，會是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。②表面效應(yīng)：超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。參考文獻：[1] 向德平.《社會問題》[M].中國人民大學(xué)出版社,：299 [2] 張立德,牟季美.《納米材料和納米結(jié)構(gòu)》[M].北京:科學(xué)出版社,：5962.[3] [J].中國科技信息,2010.(4)[4] 向德平.《社會問題》[M].中國人民大學(xué)出版社,：306 [5] 《EPS納米燃油技術(shù)開創(chuàng)燃油史重大技術(shù)突破》，[6] 《EPS納米燃油技術(shù)的作用機理》，:// [10] 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核技術(shù)應(yīng)用于固體廢棄物處理現(xiàn)在我國每年排放的工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量已達到12億噸，目前已積存垃圾近一百億噸，占地近八億平方米，其中工業(yè)危險廢物大約占到總量的3%~5%。它們在造成環(huán)境污染的同時也浪費了大量的地球資源。用于焚燒處理用的普通爐子的平均溫度一般在800℃，基本上是依靠垃圾自身燃燒產(chǎn)生的熱值進行焚燒，這種垃圾焚燒的方法存在著以下一些主要缺點：（1