星期三,三月09 2011 17:08

案例研究:加拿大五大湖多媒體污染控制與預防

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面臨的挑戰

五大湖是加拿大和美國的共享資源(見圖 1)。 這五個大湖包含世界地表水的 18% 以上。 該流域居住著三分之一的加拿大人(約 8.5 萬)和九分之一的美國人(27.5 萬)。 該盆地是兩國的工業中心地帶——美國工業基地的五分之一和加拿大工業基地的二分之一。 五大湖流域周圍的經濟活動每年產生約 1 萬億美元的財富。 隨著時間的推移,不斷增加的人口和工業活動對湖泊造成了各種壓力,直到本世紀中葉兩國認識到需要採取一致行動保護五大湖。

圖 1. 五大湖流域:聖勞倫斯河

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響應

自 1950 年代以來,兩國都制定了國內和雙邊計劃來解決嚴重的污染問題,並應對更微妙的水質問題。 由於這些行動,五大湖水域比本世紀中葉明顯清潔,重金屬和有機化學物質的含量減少,魚類和水鳥的污染物水平顯著下降。 加拿大和美國在恢復和保護五大湖方面取得的成功為雙邊資源管理合作提供了典範,但挑戰依然存在。

透視案例研究

然而,持久性有毒物質造成的威脅在本質上是長期的,它們的管理需要多媒體、全面的源頭方法。 為了實現從五大湖中徹底消除持久性有毒物質的長期目標,該流域的環境主管部門、行業和其他利益相關者面臨著制定新方法和計劃的挑戰。 本案例研究報告的目的是簡要總結加拿大的污染控制計劃和 1995 年取得的進展,並概述管理五大湖中持久性有毒物質的舉措。 此處不討論類似的美國倡議和計劃。 感興趣的讀者應聯繫位於芝加哥的美國環境保護署五大湖國家計劃辦公室,了解有關保護五大湖的聯邦和州計劃的信息。

1970 年代至 1980 年代

公認的在 1960 年代影響伊利湖的一個重大問題是養分富集或富營養化。 確定的雙邊行動需求促使加拿大和美國於 1972 年簽署了第一份大湖水質協議 (GLWQA)。該協議概述了減少主要來自洗衣洗滌劑和市政污水的磷負荷的減排目標。 為響應這一承諾,加拿大和安大略制定了控制點源的立法和計劃。 1972年至1987年間,加拿大和安大略省在五大湖流域的污水處理廠建設和升級改造投資超過2億美元。

圖 2. 工業減排進展

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1972 年 GLWQA 還確定需要減少工業和其他來源(如洩漏)向湖泊中排放的有毒化學品。 在加拿大,1970 年代針對主要工業部門(紙漿和造紙、金屬採礦、石油精煉等)的常規污染物頒布的聯邦排放物(管道末端)法規提供了國家基線標準,而安大略省也制定了類似的排放物準則為包括五大湖在內的當地需求量身定制。 工業和市政當局為滿足這些聯邦和安大略省的排放要求而採取的行動產生了令人印象深刻的結果; 例如,從 70 年到 1975 年,從點源到伊利湖的磷負荷減少了 1989%,自 90 年代初以來,安大略七家煉油廠的常規污染物排放量減少了 1970%。 圖 2 顯示了紙漿和造紙以及鋼鐵行業類似的負荷減少趨勢。

到 1970 世紀 1978 年代中期,五大湖魚類和野生動物體內有毒化學物質濃度升高的證據、一些食魚鳥類的繁殖異常以及許多物種的種群數量下降都牽涉到持久性生物蓄積性有毒物質,這成為兩國保護的新重點努力。 加拿大和美國於 XNUMX 年簽署了第二份五大湖水質協議,其中兩國承諾“恢復和維護五大湖生態系統水域的化學、物理和生物完整性”。 一項關鍵挑戰是“禁止排放有毒物質並實質上消除任何或所有持久性有毒物質的排放”的政策。 呼籲實質上消除是必要的,因為持久性有毒化學物質可能會在食物鏈中集中和積累,對生態系統造成嚴重和不可逆轉的損害,而不持久的化學物質需要保持在低於立即造成傷害的水平。

除了對點源進行更嚴格的控制外,加拿大和安大略還制定和/或加強了對殺蟲劑、商業化學品、危險廢物和非點源污染(如垃圾場和焚化爐)的控制。 政府舉措變得更加以多媒體為導向,化學品“從生到死”或“責任關懷”的概念成為政府和行業的新環境管理理念。 聯邦害蟲控制產品法(DDT、艾氏劑、滅蟻靈、毒殺芬、氯丹)禁止使用多種持久性有毒殺蟲劑,環境污染物法用於 (1) 禁止持久性有毒物質(CFC、CFC、 PPB、PCB、PPT、滅蟻靈、鉛)和 (2) 以限制特定工業操作(汞、氯乙烯、石棉)的化學物質排放。

到 1980 年代初期,這些計劃和措施的結果以及美國的類似努力開始產生反彈的跡象。 五大湖沉積物、魚類和野生動物中的污染物水平在下降,環境的改善包括白頭海雕返回加拿大伊利湖岸、鸕鶿數量增加 200 倍、喬治亞灣魚鷹復甦和普通燕鷗在多倫多港區的重建——過去它們都受到持久性有毒物質水平的影響,它們的恢復說明了迄今為止這種方法的成功。

圖 3. 銀鷗卵中的滅蟻靈

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到 1980 世紀 3 年代中期,魚類、野生動物和沈積物中某些持久性有毒物質濃度降低的趨勢趨於平穩(見圖 XNUMX 中的銀鷗卵中的滅蟻靈)。 科學家得出的結論是:

  1. 雖然現有的水污染和污染物控制計劃很有幫助,但它們不足以進一步降低污染物濃度。
  2. 需要針對持久性有毒物質的非點源採取額外措施,包括受污染的沉積物、污染物的遠程大氣輸入、廢棄的垃圾場等。
  3. 一些污染物可以以微小的濃度存在於生態系統中,並可以在食物鏈中長期生物積累。
  4. 處理持久性有毒物質的最有效和最有效的方法是從源頭上防止或消除它們的產生,而不是從根本上消除它們的釋放。

 

人們普遍認為,需要進一步加強和推廣通過對源頭應用零排放理念和大湖區水質管理的生態系統方法來實現環境中的虛擬消除。

為重申其對持久性有毒物質基本消除目標的承諾,加拿大和美國於 1978 年 1987 月通過一項議定書修訂了 1987 年協定(美國和加拿大,XNUMX 年)。 該議定書指定了五大湖周圍有益用途受損的關注區域,並要求為指定區域的點源和非點源製定和實施補救行動計劃 (RAP)。 該協議還規定,全湖管理計劃 (LAMP) 將用作解決全湖有益用途損害和協調控制影響每個五大湖的持久性有毒物質的主要框架。 此外,該議定書還包括新的附件,用於針對空氣傳播源、受污染的沉積物和傾倒場、外來物種的洩漏和控制制定計劃和措施。

1990s

隨著 1987 年協議的簽署,隨著對持久性有毒物質威脅的擔憂增加,五大湖兩岸的環境利益團體大力推動虛擬消除的目標。 根據 1909 年邊界水域條約成立的雙邊諮詢機構國際聯合委員會 (IJC) 也大力提倡虛擬消除方法。 IJC 兩國工作組在 1993 年推薦了虛擬消除戰略(見圖 4)。 到 1990 年代中期,IJC 和各方正試圖確定實施該戰略的過程,包括對社會經濟影響的考慮。

圖 4. 從五大湖中虛擬消除持久性有毒物質的決策過程

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加拿大和安大略省政府採取了多種方式來控製或減少持久性有毒物質的釋放。 重要的計劃和舉措簡要總結如下。

加拿大環境保護法 (CEPA)

1989 年,加拿大環境部將其法律授權合併並精簡為單一法規。 CEPA 賦予聯邦政府在化學品整個生命週期內的全面權力(例如,信息收集、法規制定、執法)。 根據 CEPA,新物質通報條例規定了新化學品的篩選程序,因此無法充分控制的持久性有毒物質將被禁止在加拿大進口、製造或使用。 優先物質清單(PSL I)評估計劃的第一階段於 1994 年完成; 根據 CEPA 的定義,在評估的 25 種物質中有 44 種被發現有毒,並且根據戰略選擇流程 (SOP) 啟動了針對這些有毒化學品的管理策略的製定; 到 56 年,將在 PSL 計劃的第二階段提名和評估另外 2000 種優先物質。國家污染物排放清單 (NPRI) 於 1994 年實施,以強制符合報告標準的工業和其他設施每年報告其排放178 種特定物質向空氣、水和土地的排放及其在廢物中的轉移。 該清單以美國的有毒物質排放清單 (TRI) 為模型,為確定污染預防和減排計劃的優先順序提供了一個重要的數據庫。

加拿大-安大略協定 (COA)

1994 年,加拿大和安大略制定了協調行動的戰略框架,以恢復、保護和保存五大湖生態系統,重點是到 13 年減少 2000 種一級持久性有毒物質的使用、產生或釋放(加拿大和安大略 1994 年)。 COA 還針對 26 種優先有毒物質(II 級)的額外清單進行大幅削減。 針對一級物質,COA 將: (1) 確認五種禁用農藥(艾氏劑、滴滴涕、氯丹、滅蟻靈、毒殺芬)的零排放; (2)爭取90%的高放多氯聯苯退役,銷毀50%的存貯多氯聯苯,加快銷毀存貯的低放多氯聯苯; (3) 尋求將其餘七種一級物質(苯並 (a) 芘、六氯苯、烷基鉛、八氯苯乙烯、PCDD(二噁英)、PCDF(呋喃)和汞)的排放量減少 90%。

COA 方法是在可行的情況下尋求數量減少,並要求來源採用污染預防和其他手段來實現 COA 目標。 安大略聯邦工作人員已經啟動了 XNUMX 個項目,以減少/消除一級和二級物質。

有毒物質管理政策

認識到預防和預防方法的必要性,加拿大環境部於 1995 年 1995 月宣布了一項國家有毒物質管理政策,作為加拿大有效管理有毒物質的框架(加拿大環境部 5a)。 該政策採用雙軌方法(見圖 XNUMX),承認管理行動必須適應化學品的特性; 那是:

  • 從環境中幾乎消除主要是人為的、持久性的、生物蓄積性的和有毒的物質(第一軌道)
  • 對所有其他受關注物質實施全生命週期(從生到死)管理(軌道 II)。

 

圖 5. 有毒物質管理政策下管理目標的選擇

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一套以科學為基礎的標準(Environment Canada 1995b)(見表 1)將用於將關注的物質分為兩個軌道。 如果為任一軌道確定的物質在現有計劃下未得到充分控制,則將在多方利益相關者戰略選擇流程下確定其他措施。 該政策與五大湖水質協議一致,將通過確定其最終環境目標來指導和製定一些國內計劃,但實現最終目標的方式和步伐將因化學品和來源而異。 此外,加拿大在持久性有毒物質問題上的立場也將在國際討論中以該政策為框架。

表 1. Track 1 有毒物質管理政策的物質選擇標準

堅持

 

生物蓄積

毒性

主要是人為的

Medium

半衰期

     

空運

沉澱

≥2天
≥182天
≥365天
≥182天

BAF≥5,000
or
BCP≥5,000
or
日誌Kow ≥5.0

CEPA毒性
or
CEPA毒性
當量

濃度
主要在環境中
人類活動的結果

 

氯行動計劃

1994 年 1994 月,加拿大環境部 (Environment Canada 1) 宣布了在有毒物質管理政策範圍內管理氯化物質的綜合方法。 該方法將通過一個由五部分組成的行動計劃來修剪氯使用樹,該計劃將 (2) 針對關鍵用途和產品採取行動,(3) 提高對氯及其對健康和環境影響的科學認識,(4 ) 詳細說明社會經濟影響,(5) 改善公眾獲取信息的機會,以及 (45) 促進針對氯化物質的國際行動。 近年來,加拿大的氯用量已經減少,例如自 1988 年以來紙漿和造紙行業減少了 XNUMX%。氯氣行動計劃的實施將加速這一減少趨勢。

五大湖污染防治倡議

五大湖流域已經實施了強有力的污染防治計劃。 自 1991 年 1995 月以來,加拿大環境部和安大略省環境與能源部一直與工業界和其他利益相關者合作制定和實施污染預防項目,這與廢物處理或產生後減少污染形成對比。 在 96/50 年,6 多個項目將涵蓋商業化學品、危險廢物管理、聯邦設施、工業、市政當局和蘇必利爾湖流域。 圖 15 概述了這些項目,它們分為兩大類:計劃整合或自願協議。 該圖還顯示了計劃與之前討論的其他計劃(NPRI、RAP、LAMP)的聯繫,以及與加拿大環境部在綠色技術和清潔流程以及培訓、信息和通信方面密切合作的一些機構。 汽車製造商最近開展了 2.24 個試點項目,從而減少或消除了克萊斯勒、福特和通用汽車在安大略省的汽車製造過程中產生的 XNUMX 萬公斤目標物質,污染防治項目可以產生令人矚目的成果。

圖 6. 五大湖污染防治

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加速減少/消除有毒物質 (ARET)

ARET 是 1994 年發起的一項多方利益相關者合作倡議,旨在最終消除 14 種優先有毒物質,中期目標(到 2000 年)將 90 種危害較小的有毒物質減少/消除 50% 並減少排放量 (87%) (ARET 秘書處 1995)。 截至 1995 年,已有 200 多家公司和政府機構參與了這項自願倡議。 與 10,300 年基準年相比,他們共同減排了 1988 噸,並承諾到 8,500 年再減排 2000 噸。

雙邊和國際戰略

除了上述國內舉措外,加拿大和美國目前正在製定一項雙邊戰略,以協調機構行動並為五大湖流域的持久性有毒物質制定共同目標。 將採用類似於加拿大-安大略省 I 級和 II 級物質協議以及類似的美國清單的目標。 將製定和實施聯合項目,以促進信息交流和機構對多氯聯苯和汞等優先化學品的行動。 通過採取上述積極的虛擬消除方法,加拿大將能夠在促進針對持久性有毒物質的國際行動方面發揮領導作用。 1995 年 XNUMX 月,加拿大在溫哥華主辦了一次聯合國會議,將全球對話的重點放在持久性有機污染物 (POP) 上,並探索減少全球排放的污染預防方法。 加拿大還是聯合國歐洲經濟委員會 (UNECE) 工作組的共同主席,負責根據《遠距離越境空氣污染公約》制定持久性有機污染物議定書。

一個例子——二噁英和呋喃

十多年來,多氯二苯並二噁英和呋喃被認為是加拿大環境和五大湖區關注的一組持久性有毒物質。 表 2 總結了聯邦行動和迄今為止實現的排放減少,說明了導致這些有毒物質顯著減少的計劃和舉措的組合。 儘管取得了這些令人矚目的成果,但二噁英和呋喃仍將是有毒物質管理政策、氯氣行動計劃、加拿大安大略協議和上述兩國戰略的優先事項,因為實際上消除需要進一步減少。

表 2. 加拿大二噁英和呋喃排放量減少總結

排放源

減少量

報告期

加拿大政府倡議

漂白牛皮紙製漿廠廢水

82%

1989-94

CEPA消泡劑、木屑和
二噁英/呋喃法規

2,4,5-T—農藥

100%

1985

根據 PCPA 禁止使用

2,4-D—農藥

100%

1987-90

二噁英含量和大量使用
受 PCPA 限制

五氯酚
— 木材防腐

— 木材保護劑


6.7%

100%


1987-90

1987-90


PCPA 的規定

根據 PCPA 禁止使用

印刷電路板

23%

1984-93

CCME PCB行動計劃

焚化
- 城市生活垃圾
— 危險 +
生物醫學廢物


80%

80%


1989-93

1990-95


CCME運營/
排放準則
CCME運營/
排放準則

CCME:加拿大環境部長理事會; CEPA:加拿大環境保護法; PCPA:害蟲控制產品法。

概要

自 1970 年代初以來,由於加拿大和美國政府和利益相關者採取的污染控制行動,五大湖的水質有了顯著改善。 本案例研究報告總結了加拿大在處理嚴重污染和常規污染物方面所做的努力和取得的成功。 它還概述了一種新方法(有毒物質管理政策、氯氣行動計劃、污染預防、自願行動、利益相關者協商等)的演變,以處理五大湖中持久性有毒物質的更為棘手的問題。 簡要描述了為實現虛擬消除目標而實施的綜合計劃(COA、NPRI、SOP、PSL 等)。 加拿大方法的詳細信息包含在列出的參考文獻中。

 

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更多內容 9422 最後修改於 18 年 2011 月 01 日星期四 18:XNUMX

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內容

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