第一节 环境容量的生态意义
环境容量是环境科学的综合性基础研究课题，现已列入国家攻关项目之一。开展环境容量研究，与制定污染物的区域性环境标准、环境污染的控制和治理、工农业的合理布局以及区域环境影响评价等问题都有直接的作用。开展环境容量研究，可以协调经济发展与保护环境的关系，为制订区域环境规划提供了科学依据。
因此，开展环境容量研究，在理论上，有促进环境地学、环境化学、环境系统工程学等多学科的交叉和渗透，加深对环境的认识，并使理论付诸应用的意义。在实践上，可对制订工业污染排放标准，作为优化的决策；可根据环境容量，对城市发展、工农业布局作出合理发展规模的判断，以利环境资源开发规划与环境管理规划的制订。积极开展环境容量研究，不仅关系到我国环境管理政策的全局，而且有助于推进环境管理的科学化。正因为如此，近年来环境容量在我国环境科学界日益引起人们的重视。
第二节 环境容量的概念和类型
我们所称的环境容量，是指某环境单元所允许承纳污染物质的最大数量。环境容量是一个变量，包括两个组成部分，即本环境容量(或称差值容量)和变动环境容量(或称同化容量)。前者可通过拟定的环境标准减去环境本底值求得，后者是指该环境单元的自净能力。
某环境单元容量的大小，与该环境单元本身的组成、 结构及其功能有关。因此，在地表不同区域内，环境容量的变化具有明显的地常性规律和地区性差异。通过人为的调节，控制环境的物理、化学及生物学过程，改变物质的循环转化方式，可以提高环境容量，改善环境的污染状况。
环境容量可分成整体环境单元的容量和单一环境要素的容量。若按照环境要素，又可细分为大气环境容量、水环境容量(其中包括河流、湖泊和海洋环境容量等)、土壤环境容量和生物环境容量等。此外，还有人口环境容量、城市环境容量等等。
如果按照污染物划分的话，可分为有机污染物(包括易降解的和难降解的)环境容量和重金属与非金属污染物的环境容量。
整体环境单元的容量与单一环境要素的容量之间的关系，可用下式表示：
E=Av+Wv+Sv+Bv
式中 E-某一环境单元的平均环境容量，
Av-某一环境单元中大气的平均环境容量；
Wv-某一环境单元中水体的中均环境容量；
Sv-某一环境单元中土壤的平均环境容低；
Bv- 某一环境单元中生物的平均环境容量。
若从污染物在环境中的作用机理上区分，则有物理扩散和化学净化两种类型。物理扩散需要考虑污染物所在位置的风速，风向，以及风截面的面积。而化学净化，则需要考虑不同元素之间化学反应所造成的沉淀与净化作用。
第三节 环境容量的基本特征及具体应用
地球表面按照太阳辐射量的差异，形成以光照和热量为主导因素的全球性纬向地带性；又由于海陆分布和大地貌条件，形成以水分为主导因素的经向地带性（海陆地带性）。这两种地带性规律的作用，使地带性变得复杂，在某一地区可能出现非地带性。
随着地貌单元的更细划分，以及不同等级上的细微差异(如光、热、温度、降水、大气环流、土壤pH值、植被状况等的差异)，进入某一区域环境的污染物质，其自身的理化性质，均能表现出不同的迁移转化特征和毒性危害。因此，不同的环境单元，对污染物有不同的容纳量。由于区域环境地带性的分布差异，环境容量也具有地带性变化。由于环境条件在一定地域内的非地带性，又使环境容量的大小出现了非地带性的复杂变化。
位于亚热带、暖温带一些地区的大中城市，如在干燥、气温较高、风力小的晴天条件下，汽车排出的大量碳氢化合物、氮氧化合物等，就易产生光化学烟雾(例如美国的洛杉矶、我国的兰州等城市)。而在多雨、多云雾、寒冷、风大的地区，则不易形成光化学烟雾。
形成严重大气污染的天气条件往往是与逆温相联系的，尤其在逆温层临近地面时为最甚。逆温层底高过几百米以上，影响就较小。逆温强度随纬度的不同呈现着明显的地带性变化。位于23°N附近的南宁，在逆温较强的11月份，其逆温层平均厚度在清晨7点钟为286m， 夜晚19点钟（晚上7点钟）为166m，一般上午10点钟左右逆温即行消失。位于30°N稍北的杭州市，冬季1月份逆温最强，逆温频率为41.9%，逆温层平均厚度在凌晨5点钟为345m，傍晚为169m。36°N附近的兰州，一年四季均有逆温，其季节性变化，以冬季最甚。从12月份至2月份，贴地逆温频率约76%，12月份贴地逆温层平均厚度为清晨7点钟701米。由此可见，我国从南到北，道温的强度在逐渐增大，逆温的次数也在逐渐增多。这样，就使得北方的大中城市易受大气污染之害。
我国南方多雨，有较强的淋洗作用，而且植被复盖率大，所以浮尘很少。加之南方不象北方冬季须用大量常规能源采暖等，因此，目前北方大中城市的大气环境质量劣于南方。综上所述，我国从南到北，大气环境容量有逐渐减少的趋势。综上所述，我国从南到北，大气环境容量有逐渐减少的趋势。
从主要决定水环境容量的河流流量或静止水体的面积因素来分析，我国长江以南，河网密集、总径流量比长江以北大得多，所以对污染物的纳容量大。但是，从南到北，地表水的pH值趋于增加，硬度增高。很多有毒的重金属在pH值升高时迁移能力减弱，活性变小。所以，以等量的水体计，对很多重金属来说，水环境容量在逐渐增加。从总体上看，长江以南河网密、流量大、足以抵消软水容量小的影响，而使总的水环境容量仍然大大地超过北方。但其中，某些大中城市附近的水体，局部水环境容量已达到饱和的程度，因而也形成了严重的水环境污染。
土壤环境容量的地带性随着自然地理带的变化也有明显的差异。我国从南到北，土壤pH值在逐渐升高。随着pH值的升高，呈阳离子状态的重金属(如Cu、Zn 、Co. Ni,Cr3+.Hg、Cd等)趋于固定。而呈络阴离子状态的重金属(如V、Mo、As、 se、 Cr*等)的迁移能力却在增强。土壤中的有机质(特别是胡敏酸)以及有较高吸附阳离子能力的蛭石、蒙脱石等，也是从南到北呈明显增加的。所以，北方的栗钙土、黑钙土等对重金属、农药等有机污染物的吸附能力比南方的红、黄壤强得多。例如，DDT在0.5%的胡敏酸溶液中为水中溶解度的20倍。因此，土壤腐殖质含量越高，吸附有机氯农药的能力就越强。
长江以南高温多雨,土壤pH值较低,某些重金属离子活性增加，使土壤对这些重金属的容纳量也有所增加。在北方碱性土壤中,重金属的存在形态和迁转规律则完全不同,因此其土壤环境容量地有所变化。所以，在研究重金属元素的土壤环境容量时，应根据具体情况，区别对待。
由于土壤的地带性差异，“酸雨” 的危害也是不同的。在我国南方酸性的红壤和黄壤中，pH值本来就低，再降酸雨，就酸上加酸，危害更加严重。而北方的土壤pH值很高，其本身对酸雨有很强的容纳能力，加之大气中碱性的浮尘多，即使形成少许酸雨，未降到地面就可能被中和或部分中和，所以我国北方一般无酸雨之害。
土壤环境容量除了这种宏观的地带性变化外，尚因小的地貌影响而有所不同。如海水条件的不同，形成不同的Eh值，即不同的氧化还原条件，使得土壤环境容量有所差异。例如，镉的存在形态受土壤中的Eh值影响很大,其原因是由于硫的价态变化，而影响到镉的溶解性。
第四节 环境容量研究的趋势及具体问题
目前，国内外许多学者在阐明环境容量的科学含义、建立环境容量的基本理论和计算方法，以及在实际应用等方面，都做了一定的研究工作。概括的说来，定性描述环境容量的概念较为容易。在定量化方面，研究工作还有继续深入的必要性。
环境容量定量化所面临的问题，大致可归纳出如下几点：
1、由于各种污染物质之间存在许多复杂的关系(如环境的自净能力、各种污染物之间的协同作用和拮抗作用等)，因而就遇到了如何准确表征环境容量的问题。此种研究必须了解环境净化能力与自然背景条件，更重要的是考虑其生态学效应。
2、在大气，水体、土壤和生物等环境要素中，由于污染物的分布、种类、迁移转化机理以及污染物特征等方面差异很大，因此又有一个怎样研究环境容量的问题。
3、如何确定环境容量的时间和空间范围的问题。
从目前的情况看、环境容量的量化计算，正处在研究发展过程中。我们应从研究某一环境单元的单环境要素、单一污染物的环境容量入手，提出通用的环境容量计算方法，然后向多环境要素、多污染物的综合环境容量过渡。只有这样，才能打下坚实基础。事实上，向多环境要素、多污染物的综合环境容量过渡，只要寻找出污染物之间的定量关系，才不会存在实质性的困难。
在环境容量的研究中，还应着重环境容量的区域性和地带性规律的研究。这样，可为工业的合理布局提供基础资料，既有利于经济发展，又有利于保护环境。尽管自然环境条件有地域性变化，但它是有规律可循的。这种研究为我们控制环境污染和生态破坏提供了可能性。
环境容量的研究还应与污染物的物理状态，化学形态和生物降解过程等紧密地结合起来。因为环境容量是一个变量，它受环境区域性特点和污染物赋存状态所约束。同一种污染物在不同的环境要素中，具有不同的环境容量，就是同一种环境要素对不同污染物，也有不同的环境容量。甚至在不同的气象条件下、不同季节里也有所不同。因此，研究环境容量时，不仅要考虑不同的环境要素，而且还要考虑污染物的赋存状态。只有两者结合起来，才会更深入地研究环境容量。
第五节 环境容量研究的未来展望
人们对环境质量的要求是全面的，既包括对自然环境质量的要求，又包括对社会环境质量的要求。所以，在研究环境容量的过程中，应包含自然环境容量和社会环境容量两方面的内容。当前，人们对自然环境容量已开展了研究，今后还应对社会环境容量给予充分注意。只有使两者有机地结合起来，我们才能从整体上确定环境容量。
