南极内陆科考站的环境影响评价及减缓措施

李玉娇，杨海真，陆志波

(1.同济大学环境科学与工程学院环境管理研究所，上海 200092;2.同济大学教育部长江水环境实验室，上海 200092)

1 引言

南极位于地球的最南端，与珠穆朗玛峰、北极一并被称为地球的三极［1］。南极洲所处的特殊地理位置及其特有的生态环境突出了它在全球变化研究中的作用与地位［2］。全球气候变化加快，极地地区变化尤为突出，这对区域或全球的社会、经济和生态系统都将产生显著的影响。最明显的证据是极区的冰川和冰雪范围持续减少，永久冻土在消融和消失，极地地区的科学研究非常重要［3］。

目前，世界上超过20个国家在南极洲建立了150多个科学考察基地，大多数科学考察站都建立在南极大陆沿岸和海岛的夏季露营区，美国，俄罗斯，日本和中国还在南极内陆冰原上建立常年科考站。由于南极内陆地区严酷的气候条件决定了其能量和水量的输入相对较少，加上没有发育完全的土壤及良好的植被覆盖，因此南极纳污或自净能力很低，环境容量很小。人类活动比较集中的科考站周围，科考队员生活所产生的污水或废弃物会长时间保留，也会对站区周边景观产生较大影响［4］。而且，随着南极科学研究的发展，会有更多的内陆科考站建立以及更多的研究人员参与进来，人类活动对南极环境的不利影响的程度和性质正在发生范围的扩散和层次的转移，并已经对南极环境带来严重的负效应［5］。因此，基于南极内陆潜在的科考价值和独特的区域环境特点，对南极内陆科考活动的环境影响及减缓措施分析显得十分必要。

国际上高度重视南极的环境保护，国家南极局局长理事会 (Council of Managers of National Antarctic Programs)、南极研究科学委员会 (Scientific Committee on Antarctic Research)是涉及南极事务的两个重要国际组织。早在1989年的SCAR会议就讨论并通过了关于进行南极环境影响评价程序的报告。在1990年召开的南极条约协商会议 (Antarctic Treaty Consultative Meeting)第11次特别协商会议上，与会国提出了几个关于南极环境保护的议案，并于1991年10月签署了《南极条约环境保护议定书》。8年之后 (1999年6月)，ATCM颁布了一本反映最新成果、内容更加详细的《南极环境影响评价指南》，并于2005年进行了修订。从此，该指南和议定书就成为南极环境保护的立法依据［4］。除此之外，本研究还参考了上述国际组织编写的其它有关开展南极活动的文件和中国环境保护的相关规定［6～14］。

2 南极人类活动的环境影响识别

人类在南极地区的大量活动中，频率最高、规模最大和人数最多的就是名目繁多的各类考察。围绕这些考察而展开的项目，包括科学研究、基地建设、条件保证和后勤服务等工作，从形式上有个体作业、车械作业、陆空海集群作业等，从环境类型上，可包括无冰陆地、冰雪区、大陆冰盖、海洋和湖泊水域、植被区、野生动物栖息地等［5］。

南极地区的环境影响类型可分为物理影响和化学影响。物理影响表现在对植被和土壤的踏踩、融雪化水及供暖加热导致的局地微气候和地貌条件的改变、外来物种的带入尤其是微生物对陆地哺乳动物或鸟类造成的潜在威胁、南极大陆冰块的消失等;化学影响则更具威胁，既包括无机污染也包括有机污染:一方面，发电站、车辆以柴油 (或汽油等石油类产品)为动力，燃料燃烧的废气中Pb、V、Ni等有害重金属元素，以及硫氧化物 (SOx)、氮氧化物 (NOx)等有害物质被直接排入了大气环境;生活污水排放、固体废弃堆放，也会使Cr、Pb、Cu、Al等污染元素进入土壤、水体和生物体［19］;另一方面，研究者发现南极半岛上的冰雪、表土、苔藓、地衣、湖泊、近海海水等样品中，都已检出了浓度不等的有机污染物［16～19］。考察站附近地区，污染元素的异常已达到了引人注目的程度，McMurdo和Scott考察站的废水管理实践表明，含有阻燃剂的材料中PBDE的扩散易造成无法挽回的环境污染［17］。值得特别指出的是由于石油泄漏和渗漏带来的油污染已经达到了相当严重的水平［20］。

3 南极环境影响评价的内容与方法

3.1 评价内容

1998年生效的《关于环境保护的南极条约议定书》规定，南极条约体系中所讨论的环境影响评价系统把环境影响评价区分为3个层面:初始阶段、初步的环境影响评估、更高级的环境影响评估。初始阶段是最低的要求，意为议定书中涉及的所有的活动都必须经历初始的分析阶段，以判断是否有“低于最小或短暂的影响”;如果影响是“小于最小或短暂的影响”，则进行初步的环境影响评估 (Initial Environmental Evaluation);如果一项活动的影响“大于最小或短暂的影响”，那么就要进行更高级的环境影响评估 (Comprehensive environmental evaluation)。因此，是否“小于最小或短暂的影响”决定了进行环境影响评价的程度。影响程度的确定涉及到南极人类活动对环境产生影响后应承担何种责任问题。在第21、22次ATCM会议上都讨论了对“短暂的和微小的影响”的理解［15］。

在南极内陆地区新建科学考察站应该采用综合环境影响评估 (CEE)。南极条约中规定评估包括以下内容:拟议活动的说明，替代方案，区域原始环境状况，影响评估及减缓措施，间接影响和累积影响，监测计划，认知差距与不确定性，环境管理计划等。其中，核心部分为活动产生的环境影响评估和减缓措施分析。

3.2 评价方法

在南极内陆地区建立科学考察站，涉及到考察站的基础建设、物资的运输、能量的供应、科学研究等活动类型较多，由于各类活动都有各自不同目的，因而所接触的环境介质，影响程度、范围的大小及其产生的后果等就大不一样。例如，同样使用车械，对比基础设施工程施工和科考野外活动的不同需求，车械作为交通工具的活动范围和车械产生的环境效应会完全不同。为此，本研究采用按活动类型逐项分析的方法，便于污染的源头控制和管理。

本次评价方法主要根据活动类型和影响类型做矩阵，这样既可以全面分析每一种活动产生的环境影响，又可以比较不同活动的各项指标差异，从中识别出环境影响最为严重的活动类型。同时，还可以直接针对每一种活动的环境影响状况提出相应的减缓措施，一并体现在上述矩阵中。

首先要确定所有和建立考察站相关的活动类型，然后分别对各种活动产生的环境影响进行综合分析，这种综合分析要通过制定一定的影响指标来实现，出于对南极科学考察站建设所涉及的活动种类繁多 (包括物资运输、基地建设、码头建设、停机坪建设等等)，且不同活动类型对各环境要素的影响程度不同的考虑，以及南极环境本底状况、环境自净能力的特殊性，目前相关的国际规范和公约中，还没有能容纳上述所有活动的综合环境影响评估指标体系，更没有明确的环境要素定量化标准。各国的南极科考站综合环境影响评估 (CEE)还都处在定性分析向定量分析过渡的水平。

本研究采用以下指标 (如表1)对新建内陆科学考察站可能产生的环境影响进行定性和定量分析。

表1 南极环境影响分析指标Tab.1 Index of environmental impact analysis for Antarctic

4 案例研究——中国南极昆仑站

4.1 昆仑站概况

中国南极昆仑站位于东南极冰盖腹地、冰盖主分冰岭中段冰穹A最高点 (图1)。它是南极内陆被冰覆盖的海拔最高的地区，位置为南纬80°22'00″，东经77°21'11″，高程4093m，通过自动气象站实测的年平均温度为－58.4℃，可能是地球表面温度最低的地区。由于冰穹A地区的恶劣环境，在考察站附近没有任何动植物生存。没有南极特别保护区或管理区 (ASPA或ASMA)，也没有历史遗迹或纪念物。

科考站总建筑面积623m2(其中集装箱式建筑204m2，装配式建筑419m2)，简易的库区及作业场1000m2，近期目标满足度夏15～20人，远期满足常年站25人最佳使用。但是，考察站的日常设施(包括厨房、卫生设施、办公室等)以及应急避难场所在设计上适合于更多的人员。

图1 昆仑站位置Fig.1 Location of Kunlun Station

4.2 环境影响识别与评价

受到影响的地理区域主要包括:中山站至冰穹A的路线沿途、昆仑考察站点。依托昆仑站开展的科研活动区也会受到一定的影响。此外，航空器飞行路线 (可能最多一个往返的飞行)、中山站卸货点、船舶航行线路也会受到一定影响。

环境影响来源于:基建活动、燃烧废气排放和溢油、处理达标的废水的排放、噪声、来访者干扰的影响，按照上述分析指标，做出昆仑站环境影响识别与分析，具体见表2。这些影响中可能产生最大影响的是空气污染和微粒沉降，大规模的燃油泄漏事故发生的概率相对较低，排放的尾水因已达标处理和排放量少，产生的影响也相对较低。对于科学研究而言，预计的影响有因使用化石燃料造成空气污染，影响到大气化学测量，并干扰雪表面从而影响气象观测;建站的光、雾给大气观测带来的潜在影响;考察站的电力设备和车辆对电磁观测的干扰等。

表2 昆仑站的环境影响识别与分析Tab.2 Environmental impact identification and analysis of Kunlun station

4.3 环境影响减缓措施

基于上述不同活动类型的影响状况分析，本研究提出了相应的预防和缓解措施，以避免或降低所有预计的影响。

首先，昆仑站所有的建设工作和运行活动以及在实际过程中超出计划的活动都要求达到环保议定书的要求。其次，在材料选用、再生能源利用、维护与管理、废物处理、再循环利用、未来发展、拆除和清理等方面充分考虑了可持续、高能效技术，因此，非常有利于减少对环境的影响。具体措施见表3。考察站还将制定环境管理计划、应急事件处理计划和监测计划，对相关人员进行培训，这些措施将避免或减小预测的环境影响，对环境起到积极的保护作用。

表3 昆仑站的环境影响减缓措施分析Tab.3 Analysis on the environmental impact and its mitigation measures of Kunlun station

5 结论及建议

南极内陆地区特殊的自然条件状况决定了其较小的环境容量和较低的自净能力，在内陆区建立科学考察站会不可避免的产生一系列的环境影响，在进行影响评估时，要综合考虑国际相关条约、指南和文件的指示及国内相关领域的行业规范的双重规定，共同指导南极科学考察站的建设活动，以实现环境影响最小化的最终目标，主要体现在以下几方面:考察站的系统设计以环保、安全、节能、经济为原则，如在建筑材料的选择上，力求环保、耐用;在能源的使用上，完全采用清洁型化石燃料—航空煤油，尽可能使用可再生能源;在车辆、设备等的选择上，力求高能效、低排放、低噪音;在建设方式方面，采用在中国国内预制集装箱建筑与装配式建筑结合的建设方式，尽量减少现场安装的工作量;在废物管理方面，将对各类废物进行妥善处理，并尽可能再利用;在拆除方面，考察站易于拆除、清理，在当地不会留下明显遗迹等。无论在建设期还是运行阶段，除受到有关南极条约等国际规范文件的制约外，污染物的产生与排放要同时遵守国内相关行业较高等级的排放标准和技术规范(即国际规定为主、国内规定为辅)。

从昆仑站的实例中也可看出，目前，有关南极内陆新建考察站的环境影响定性分析已较为充分，相比之下，定量分析还有待完善 (目前都是参考国内的定量分析预测)，尤其是适合南极内陆地区大气污染物浓度预测模型的开发，由于没有统一的污染物排放标准及区域环境质量标准，未来的环境影响分析工作还需着重致力于污染物的定量控制和国际法规的制定与完善方面。

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