海洋污染概述

1、d m u2 2海上石油運輸量增多海上石油運輸量增多航海者注意石油污染航海者注意石油污染美華盛頓會議美華盛頓會議企圖達成海上油污控制國際協(xié)議企圖達成海上油污控制國際協(xié)議國際防止海上油污公約國際防止海上油污公約美國美國海上大面積油膜對海洋生物有害影響海上大面積油膜對海洋生物有害影響“托利托利卡尼翁卡尼翁”號海難號海難海洋污染的巨大危害海洋污染的巨大危害3 31970年，聯(lián)合國年，聯(lián)合國海洋污染科學(xué)問題專家聯(lián)合組海洋污染科學(xué)問題專家聯(lián)合組：人類直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括人類直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括河口灣，以致造成損害生物資源，危害人類健康，妨礙河口灣，以致造成

2、損害生物資源，危害人類健康，妨礙包括捕魚在內(nèi)的各種海洋活動，損壞海洋使用質(zhì)量及減包括捕魚在內(nèi)的各種海洋活動，損壞海洋使用質(zhì)量及減損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。4 41982年年海洋法公約海洋法公約：人類直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括人類直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括河口灣，以致造成河口灣，以致造成或可能造成或可能造成損害生物資源損害生物資源和海洋生物和海洋生物，危害人類健康，妨礙包括捕魚危害人類健康，妨礙包括捕魚和海洋其他正常用途和海洋其他正常用途在內(nèi)在內(nèi)的各種海洋活動，損壞海水使用質(zhì)量和減損環(huán)境優(yōu)美等的各種海洋活動，損壞海水使用質(zhì)量和減損環(huán)境優(yōu)美等有

3、害影響。有害影響。5 5思考思考1：按上述海洋污染的定義，如果不引起負(fù)效應(yīng)，：按上述海洋污染的定義，如果不引起負(fù)效應(yīng)，如引入適量的營養(yǎng)鹽，對漁業(yè)產(chǎn)量有所提高，是否就不如引入適量的營養(yǎng)鹽，對漁業(yè)產(chǎn)量有所提高，是否就不認(rèn)為是污染認(rèn)為是污染?強調(diào)海洋生態(tài)系統(tǒng)健康強調(diào)海洋生態(tài)系統(tǒng)健康 保護健康的海洋生態(tài)系統(tǒng)保護健康的海洋生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)（馬世駿）健康的生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)（馬世駿）結(jié)構(gòu)的平衡結(jié)構(gòu)的平衡功能的平衡功能的平衡物質(zhì)的進和出的平衡物質(zhì)的進和出的平衡6 6思考思考2：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排放：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排放污染物污染物?海洋有凈化能力海洋有凈化能力可以

4、排污可以排污排污有限度排污有限度不能超出環(huán)境容量不能超出環(huán)境容量7 7 污染源多且復(fù)雜污染源多且復(fù)雜r多渠道：排污管道、河流、大氣、海上船只、多渠道：排污管道、河流、大氣、海上船只、石油平臺等等。石油平臺等等。海水中的海水中的ddt大都同通過大氣進入海域。大都同通過大氣進入海域。r多類別：放射性核素、痕量重金屬、無機物、多類別：放射性核素、痕量重金屬、無機物、營養(yǎng)鹽、難降解有機氯農(nóng)藥、油膜等。營養(yǎng)鹽、難降解有機氯農(nóng)藥、油膜等。8 8 污染持續(xù)性強、危害性大污染持續(xù)性強、危害性大r海洋是地球上污染物的歸宿：海洋是地球上污染物的歸宿：位于各圈層的最低層位于各圈層的最低層很難轉(zhuǎn)移到別處很難轉(zhuǎn)移到別處

5、r積累不溶解積累不溶解/難降解物質(zhì)：重金屬、有機氯農(nóng)藥。難降解物質(zhì)：重金屬、有機氯農(nóng)藥。ddt 需要需要1050年年分解分解50%全世界全世界25年年300萬噸萬噸ddt100萬噸在海洋萬噸在海洋r污染物傳遞、富集、轉(zhuǎn)化：污染物傳遞、富集、轉(zhuǎn)化：無機汞轉(zhuǎn)化為有機汞無機汞轉(zhuǎn)化為有機汞甲基汞的毒性比無機汞大甲基汞的毒性比無機汞大r污染物不消失污染物不消失二戰(zhàn)時期德國投棄的芥子氣二戰(zhàn)時期德國投棄的芥子氣影響現(xiàn)在波羅的海漁民影響現(xiàn)在波羅的海漁民9 9 污染擴散范圍大污染擴散范圍大r世界海洋相互溝通，海水不停運動世界海洋相互溝通，海水不停運動多氯聯(lián)苯多氯聯(lián)苯海洋中原本不存在，在北冰洋海洋中原本不存在，在

6、北冰洋和南極洲捕獲的鯨魚，太平洋復(fù)活節(jié)島周圍發(fā)和南極洲捕獲的鯨魚，太平洋復(fù)活節(jié)島周圍發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)。日本海的瀝青團塊日本海的瀝青團塊出現(xiàn)在美國和加拿大出現(xiàn)在美國和加拿大西海岸沙灘上。西海岸沙灘上。1010 防治困難防治困難r海洋污染積累過程漫長，不易及時發(fā)現(xiàn)海洋污染積累過程漫長，不易及時發(fā)現(xiàn)r需要依靠長期治理需要依靠長期治理r治理費用大治理費用大r危害影響面廣危害影響面廣r難以徹底清除難以徹底清除1111海洋污染物：海洋污染物：由人類引入海洋（包括河口灣），并對海洋環(huán)境的組由人類引入海洋（包括河口灣），并對海洋環(huán)境的組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害影響的物質(zhì)。成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害影響的物質(zhì)。主要來

7、源：大陸徑流、大氣。主要來源：大陸徑流、大氣。污染形態(tài)：廢水、廢渣、廢氣。污染形態(tài)：廢水、廢渣、廢氣。1212海洋污染物海洋污染物化學(xué)污染物化學(xué)污染物物理污染物物理污染物生物污染物生物污染物無機污染物無機污染物有機污染物有機污染物熱污染物熱污染物放射性污染物放射性污染物病原體病原體變應(yīng)原污染物變應(yīng)原污染物海洋污染物海洋污染物化學(xué)污染物化學(xué)污染物物理污染物物理污染物生物污染物生物污染物無機污染物無機污染物有機污染物有機污染物熱污染物熱污染物 放射性污染物放射性污染物病原體病原體變應(yīng)原污染物變應(yīng)原污染物1313海洋污染物海洋污染物一、化石燃料一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿二、

8、金屬和酸堿三、有機化合物產(chǎn)品三、有機化合物產(chǎn)品四、有機物和營養(yǎng)鹽四、有機物和營養(yǎng)鹽五、固體廢物五、固體廢物六、熱污染六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物八、病原體污染物海洋污染物海洋污染物一、化石燃料一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿二、金屬和酸堿三、有機化合物產(chǎn)品三、有機化合物產(chǎn)品四、耗氧有機物和營養(yǎng)鹽四、耗氧有機物和營養(yǎng)鹽五、固體廢物五、固體廢物六、熱污染六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物八、病原體污染物1414污染源定義：污染源定義： 造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，包括向環(huán)境排放有害造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，

9、包括向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設(shè)備、裝置等。物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設(shè)備、裝置等。1515臨海工廠的直接排污管（渠）道、市政綜臨海工廠的直接排污管（渠）道、市政綜合排污管（渠）道、入海河流、沿海油田、合排污管（渠）道、入海河流、沿海油田、港口等。港口等。1陸源型陸源型源頭來自船舶、海上石油平臺等，能直接源頭來自船舶、海上石油平臺等，能直接入海。入海。2海上型海上型通過大氣沉降、大氣降水是污染物進入海通過大氣沉降、大氣降水是污染物進入海中。中。3大氣型大氣型1616揮發(fā)性強的農(nóng)藥、二揮發(fā)性強的農(nóng)藥、二氧化硫和某些重金屬氧化硫和某些重金屬石油平臺石油平臺疏浚船大氣沉降大

10、氣沉降普通船17171818各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機艙污水、以各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機艙污水、以及生活垃圾。及生活垃圾。海上石油平臺排放的含油污水和鉆井泥漿。海上石油平臺排放的含油污水和鉆井泥漿。通過專用運載船舶傾倒入海的港池、船道疏浚泥及其通過專用運載船舶傾倒入海的港池、船道疏浚泥及其它固體和液體廢棄物。它固體和液體廢棄物。海損事故，如船舶，尤其是油輪因觸礁、擱淺或碰撞海損事故，如船舶，尤其是油輪因觸礁、擱淺或碰撞，以及海上石油鉆井平臺的井噴事故等，使石油等污，以及海上石油鉆井平臺的井噴事故等，使石油等污染物泄漏入海。染物泄漏入海。1919排污管（渠）道、入海河流、海

11、港、排污管（渠）道、入海河流、海港、船舶船舶、海上平臺等海上平臺等1點源點源大氣污染源、沿海油田、地表徑流大氣污染源、沿海油田、地表徑流2面源面源船舶船舶3流動源流動源海洋生物和顆粒物表面的吸附海洋生物和顆粒物表面的吸附在不同介質(zhì)間的分配、在不同介質(zhì)間的分配、在水體中的擴散在水體中的擴散海流輸運過程等海流輸運過程等轉(zhuǎn)化和降解轉(zhuǎn)化和降解光照光照水化學(xué)水化學(xué)生物等因素介導(dǎo)生物等因素介導(dǎo)光光照照水水相相氣氣相相沉沉積積相相2121污染物的遷移：污染物的遷移： 在海洋環(huán)境中污染物通過參與物理、化學(xué)或生物過程在海洋環(huán)境中污染物通過參與物理、化學(xué)或生物過程而產(chǎn)生而產(chǎn)生空間位置的移動空間位置的移動，或由一種

12、地球化學(xué)相（如海水、，或由一種地球化學(xué)相（如海水、沉積物、大氣、生物體）向另一種地球化學(xué)沉積物、大氣、生物體）向另一種地球化學(xué)相轉(zhuǎn)移相轉(zhuǎn)移。2222污染物向海洋環(huán)境和在海洋環(huán)境中的遷移過程：污染物向海洋環(huán)境和在海洋環(huán)境中的遷移過程：物理過程物理過程1化學(xué)過程化學(xué)過程2生物過程生物過程32323 污染物被河流、大氣輸送入海污染物被河流、大氣輸送入海在海氣界面間的蒸發(fā)、沉降在海氣界面間的蒸發(fā)、沉降入海后在海水中的擴散和海流搬運入海后在海水中的擴散和海流搬運顆粒態(tài)污染物在海洋水體中的重力沉降等顆粒態(tài)污染物在海洋水體中的重力沉降等 2424氧化、還原、水解、絡(luò)合、分解等，使污染物在單一氧化、還原、水解

13、、絡(luò)合、分解等，使污染物在單一介質(zhì)中遷移或由一相轉(zhuǎn)入另一相，都屬于化學(xué)遷移過程。介質(zhì)中遷移或由一相轉(zhuǎn)入另一相，都屬于化學(xué)遷移過程。常常伴隨有污染物形態(tài)的轉(zhuǎn)變。常常伴隨有污染物形態(tài)的轉(zhuǎn)變。 2525污染物經(jīng)海洋生物的吸收、代謝、排泄污染物經(jīng)海洋生物的吸收、代謝、排泄尸體的分解、碎屑沉降作用尸體的分解、碎屑沉降作用生物在運動過程中對污染物的搬運生物在運動過程中對污染物的搬運污染物在水體和生物體之間遷移，或從一個海區(qū)或水污染物在水體和生物體之間遷移，或從一個海區(qū)或水層轉(zhuǎn)到另一海區(qū)或水層，以及在海洋食物鏈中的傳遞層轉(zhuǎn)到另一海區(qū)或水層，以及在海洋食物鏈中的傳遞 思考：如何區(qū)別遷移過程還是轉(zhuǎn)化過程？如微思

14、考：如何區(qū)別遷移過程還是轉(zhuǎn)化過程？如微生物對石油等有機物的降解作用和對金屬的烷生物對石油等有機物的降解作用和對金屬的烷基化作用基化作用26261976年國際海洋污染物遷移討論會，將最重要的遷移年國際海洋污染物遷移討論會，將最重要的遷移過程總結(jié)歸納為：過程總結(jié)歸納為：河流河流-海洋海洋空氣空氣-海洋海洋顆粒物顆粒物-海洋海洋生物生物-海洋海洋沉積物沉積物-海洋海洋2727海海 洋洋表面微層表面微層/微表層微表層（小于（小于 0.1毫米厚度的薄層）毫米厚度的薄層）微表層對海氣間物質(zhì)的交換速率起支配作用微表層對海氣間物質(zhì)的交換速率起支配作用 大部分物質(zhì)在海氣界面雙向遷移，大部分物質(zhì)在海氣界面雙向遷移

15、， 但凈通量是輸入海洋但凈通量是輸入海洋2828主要輸送污染物類別：主要輸送污染物類別：陸源重金屬微量元素（如汞、鉛等）陸源重金屬微量元素（如汞、鉛等）包括某些石油烴和有機氯在內(nèi)的有機物包括某些石油烴和有機氯在內(nèi)的有機物放射性核素放射性核素微生物等微生物等鉛和汞從海面氣溶膠進入大洋的量鉛和汞從海面氣溶膠進入大洋的量河流輸入量河流輸入量 近海傾廢區(qū)的某些污染物通過大氣向陸地輸送近海傾廢區(qū)的某些污染物通過大氣向陸地輸送2929河河-海界面物理混合過程較快海界面物理混合過程較快由于酸堿度、鹽度等環(huán)境因素的改變、化學(xué)過程也較由于酸堿度、鹽度等環(huán)境因素的改變、化學(xué)過程也較為復(fù)雜為復(fù)雜3030河流輸送的溶

16、解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取決于：河流輸送的溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取決于：環(huán)境酸堿度環(huán)境酸堿度鹽度：影響絮凝作用速率鹽度：影響絮凝作用速率污染物遷移和歸宿污染物遷移和歸宿氧化還原狀況：氧化還原狀況：許多河口海域的氧化還原電位和溶解氧含量在許多河口海域的氧化還原電位和溶解氧含量在水平和垂直方向上都有差異，使變價元素在同一水平和垂直方向上都有差異，使變價元素在同一海域的不同部位有不同價態(tài)海域的不同部位有不同價態(tài)有機物和膠體的含量有機物和膠體的含量河口的地理環(huán)境差異河口的地理環(huán)境差異3131河口海域是人類活動影響最大的區(qū)域：河口海域是人類活動影響最大的區(qū)域：全世界的污染物質(zhì)大部分是經(jīng)過河流入海的。

17、全世界的污染物質(zhì)大部分是經(jīng)過河流入海的。每年經(jīng)河流進入海洋的淡水量約每年經(jīng)河流進入海洋的淡水量約41016升。升。懸浮物質(zhì)和溶解鹽類約懸浮物質(zhì)和溶解鹽類約21013千克（溶解和顆粒態(tài)千克（溶解和顆粒態(tài)金屬和有機污染物在內(nèi)）金屬和有機污染物在內(nèi)）18左右是溶解鹽類左右是溶解鹽類82左右是懸浮固體物質(zhì)。左右是懸浮固體物質(zhì)。 與淡水一道進入海灣和河口的顆粒物質(zhì)，其中與淡水一道進入海灣和河口的顆粒物質(zhì)，其中只有一部分到達深海，大部分都滯聚在河口海只有一部分到達深海，大部分都滯聚在河口海域和沿岸沉積物中。域和沿岸沉積物中。3232海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：無機碎屑無機碎屑生物尸

18、體生物尸體糞粒糞粒骨骼骨骼粒徑范圍：大多為粒徑范圍：大多為1100微米微米3333顆粒物在水中的沉降速率與粒徑大小成正相關(guān)：顆粒物在水中的沉降速率與粒徑大小成正相關(guān)：100微米粒徑石英球在微米粒徑石英球在10時的沉降速率為時的沉降速率為 。 顆粒物的豐度取決于：顆粒物的豐度取決于：從海面和大陸邊緣進入海洋的從海面和大陸邊緣進入海洋的海洋海洋3434顆粒物沉降過程中，還伴隨著對海水中溶解元素的顆粒物沉降過程中，還伴隨著對海水中溶解元素的和和作用。作用。在河口海域在河口海域:顆粒物可以顆粒物可以離子或分子態(tài)污染物使離子或分子態(tài)污染物使之從水體轉(zhuǎn)入沉積物之從水體轉(zhuǎn)入沉積物在河口海域在河口海域:吸附了

19、污染物的河生顆粒物質(zhì)也可以吸附了污染物的河生顆粒物質(zhì)也可以,出于以下原因：出于以下原因：顆粒物表面積縮小或吸附平衡改變。顆粒物表面積縮小或吸附平衡改變。與海水中高濃度的鈣、鎂離子交換，污染物離子與海水中高濃度的鈣、鎂離子交換，污染物離子或分子重新進入水體。或分子重新進入水體。3535顆粒物海洋界面間的遷移作用：顆粒物海洋界面間的遷移作用：在河流向海洋輸送污染物過程在河流向海洋輸送污染物過程起主要作用起主要作用在污染物向海底的遷移過程起著重要作用在污染物向海底的遷移過程起著重要作用3636該界面發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程。該界面發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程。沉積物是大多數(shù)海洋污染物的最

20、后歸宿和儲藏庫。沉積物是大多數(shù)海洋污染物的最后歸宿和儲藏庫。水體中物質(zhì)的沉積過程：水體中物質(zhì)的沉積過程：溶解性組分發(fā)生化學(xué)沉淀；溶解性組分發(fā)生化學(xué)沉淀；膠體顆粒凝聚沉降；膠體顆粒凝聚沉降；顆粒狀物質(zhì)發(fā)生物理性重力沉降；顆粒狀物質(zhì)發(fā)生物理性重力沉降；水體等溫蒸發(fā)致使其中溶解性鹽類過飽和析出。水體等溫蒸發(fā)致使其中溶解性鹽類過飽和析出。微生物氧化還原作用是重要因素，如生成微生物氧化還原作用是重要因素，如生成fe(oh)3和和fes沉淀。沉淀。3737污染物在沉積物海洋界面中的遷移活動：污染物在沉積物海洋界面中的遷移活動：底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移

21、長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和

22、波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度

23、梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮底層流搬運底層流搬運再遷移再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積

24、物物長期的成巖作用長期的成巖作用異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪底層流和波浪的作用再懸浮的作用再懸浮 底層流搬底層流搬 運再遷移運再遷移長期的成巖作用長期的成巖作用有機結(jié)合態(tài)污染物有機結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解被氧化、分解進入間隙水進入間隙水表層沉積表層沉積物物 長期的成巖作用長期的成巖作用深層沉積物深層沉積物異地沉降異地沉降濃度梯度擴散到上覆水濃度梯度擴散到上覆水二次污染二次污染顆粒態(tài)污染物沉降顆粒態(tài)污染物沉降3838底棲動物的影響：底棲動物的影響：攪動沉積物從而改變理化環(huán)境攪動沉積物從而改變理化環(huán)境如改變?nèi)芙?/p>

25、氧含量和氧化還原電位。如改變?nèi)芙庋鹾亢脱趸€原電位。泵吸海水，增強沉積物泵吸海水，增強沉積物-間隙水間交換作用。間隙水間交換作用。3939未改變形態(tài)未改變形態(tài)改變形態(tài)改變形態(tài)污染物污染物排泄到排泄到海洋海洋a過程過程c和和食物鏈?zhǔn)澄镦溑懦鰺o毒或排出無毒或低毒的有機低毒的有機結(jié)合態(tài)金屬結(jié)合態(tài)金屬食物鏈?zhǔn)澄镦?040生物體吸收環(huán)境中物質(zhì)的情況有三種：生物體吸收環(huán)境中物質(zhì)的情況有三種：體表直接吸收：藻類植物、原生動物和多種微生物；體表直接吸收：藻類植物、原生動物和多種微生物；根系吸收：高等植物；根系吸收：高等植物；吞食吸收：大多數(shù)動物。吞食吸收：大多數(shù)動物。在上述三種情況中，前兩種屬于直接從環(huán)境中

26、攝取，在上述三種情況中，前兩種屬于直接從環(huán)境中攝取，后一種則需要通過食物鏈進行攝取。后一種則需要通過食物鏈進行攝取。4141相當(dāng)一部分污染物進入環(huán)境后即被一些生物直接吸收，相當(dāng)一部分污染物進入環(huán)境后即被一些生物直接吸收，在生物體內(nèi)積累起來。有的則通過不同營養(yǎng)級的傳遞、在生物體內(nèi)積累起來。有的則通過不同營養(yǎng)級的傳遞、運移使頂級生物的污染物富集達到嚴(yán)重程度，可使人體運移使頂級生物的污染物富集達到嚴(yán)重程度，可使人體發(fā)生嚴(yán)重的疾病。發(fā)生嚴(yán)重的疾病。如日本有名的如日本有名的“水俁病水俁病”即是食用富集了大量有機汞的即是食用富集了大量有機汞的魚類引起，而魚類引起，而“痛痛病痛痛病”是鎘的富集引起的疾病。是

27、鎘的富集引起的疾病。 海洋生物對許多種重金屬元素和有機氯農(nóng)藥的濃縮系海洋生物對許多種重金屬元素和有機氯農(nóng)藥的濃縮系數(shù)可達數(shù)可達103105。底棲生物如貽貝和牡蠣對重金屬、烴類、石油和農(nóng)藥底棲生物如貽貝和牡蠣對重金屬、烴類、石油和農(nóng)藥都有較大的積累作用，已被用來作為海洋污染的指示都有較大的積累作用，已被用來作為海洋污染的指示生物。生物。 同化作用同化作用/合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且儲存能量的并且儲存能量的變化過程。即生物體利用能量將小分子合成為大分子變化過程。即生物體利用能量將小分子合

28、成為大分子的一系列代謝途徑的一系列代謝途徑.4444生物的攝食造成了污染物沿食物鏈的傳遞。生物的攝食造成了污染物沿食物鏈的傳遞?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易降解不易降解的污染物，食物鏈傳遞的效的污染物，食物鏈傳遞的效應(yīng)十分顯著。應(yīng)十分顯著。4545案例案例1：有機氯農(nóng)藥六六六，以及甲基汞等，在生物：有機氯農(nóng)藥六六六，以及甲基汞等，在生物體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級的升高而升高，表現(xiàn)出明顯的生物體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級的升高而升高，表現(xiàn)出明顯的生物放大現(xiàn)象，而積累在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)的六六六后甲基放大現(xiàn)象，而積累在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)的六六六后甲基汞，有相當(dāng)一部分是通過對低營養(yǎng)級生物的攝食獲得的。汞，有相當(dāng)一部分是

29、通過對低營養(yǎng)級生物的攝食獲得的。4646案例案例2：對三丁基錫沿藻：對三丁基錫沿藻輪蟲輪蟲糠蝦這一食物糠蝦這一食物鏈傳遞的研究雖然未能證實有生物放大現(xiàn)象存在，但是鏈傳遞的研究雖然未能證實有生物放大現(xiàn)象存在，但是糠蝦體內(nèi)的三丁基錫有近糠蝦體內(nèi)的三丁基錫有近50% 來自輪蟲來自輪蟲海洋生物通過攝食引起的污染物積累是非常顯著的。海洋生物通過攝食引起的污染物積累是非常顯著的。4747案例案例3：海洋水體的溶解態(tài)重金屬砷對橈足類、藤壺、：海洋水體的溶解態(tài)重金屬砷對橈足類、藤壺、牡蠣等生物的可利用性都不高，但如果給以能夠結(jié)合砷牡蠣等生物的可利用性都不高，但如果給以能夠結(jié)合砷的微藻作為食物，傳遞比例可以達到

30、的微藻作為食物，傳遞比例可以達到25%-50%。鎘從褐指藻向蝦的傳遞效率達到鎘從褐指藻向蝦的傳遞效率達到66% （秦松等，（秦松等，1993 ）4848影響污染物在食物鏈中傳遞效率的因素現(xiàn)在還了解不影響污染物在食物鏈中傳遞效率的因素現(xiàn)在還了解不多，可能的因素包括：多，可能的因素包括：污染物自身的理化特征污染物自身的理化特征與污染物共存的食物的影響與污染物共存的食物的影響生物個體生理特征生物個體生理特征前一營養(yǎng)級生物對污染物的代謝轉(zhuǎn)化等前一營養(yǎng)級生物對污染物的代謝轉(zhuǎn)化等4949進入生物體內(nèi)的有機污染物通常需要經(jīng)過生物體內(nèi)酶進入生物體內(nèi)的有機污染物通常需要經(jīng)過生物體內(nèi)酶類的代謝轉(zhuǎn)化，生成水溶性較高

31、的代謝產(chǎn)物并排出體外。類的代謝轉(zhuǎn)化，生成水溶性較高的代謝產(chǎn)物并排出體外。污染物的排出過程與污染物的性質(zhì)有關(guān)。污染物的排出過程與污染物的性質(zhì)有關(guān)。生物體對有機污染物的排出情況受到其體內(nèi)代謝酶生物體對有機污染物的排出情況受到其體內(nèi)代謝酶種類和活性的限制。種類和活性的限制?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被轉(zhuǎn)化的有機污染物則可以長化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被轉(zhuǎn)化的有機污染物則可以長期保留在生物體內(nèi)。期保留在生物體內(nèi)。重金屬污染物一般不經(jīng)歷生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)換過程，重金屬污染物一般不經(jīng)歷生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)換過程，而是通過在體內(nèi)的分配過程，將污染物逐漸排出體外。而是通過在體內(nèi)的分配過程，將污染物逐漸排出體外。5050海洋生物中污

32、染物的排出一般表現(xiàn)出起始的海洋生物中污染物的排出一般表現(xiàn)出起始的快速排出快速排出和隨后的和隨后的緩慢排出緩慢排出兩個過程。兩個過程。被生物吸附在體表、粘液中的重金屬，以及在生物被生物吸附在體表、粘液中的重金屬，以及在生物體內(nèi)和低親和力生物分子結(jié)合的重金屬，可以在數(shù)小體內(nèi)和低親和力生物分子結(jié)合的重金屬，可以在數(shù)小時到數(shù)周的時間被釋放出來；時到數(shù)周的時間被釋放出來；結(jié)合在骨骼、金屬硫蛋白、鐵蛋白等處的重金屬，結(jié)合在骨骼、金屬硫蛋白、鐵蛋白等處的重金屬，排出時間需要數(shù)月到數(shù)年。排出時間需要數(shù)月到數(shù)年。5151重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試驗中，前重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試驗中，前10

33、天汞排出速率最高，排出率達到天汞排出速率最高，排出率達到40%，而，而10天后排出速天后排出速率明顯降低，排出率僅升至率明顯降低，排出率僅升至53.8% ，而以后相當(dāng)長的一，而以后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，排出率都在段時間內(nèi)，排出率都在40%-50% 之間波動，表現(xiàn)出明之間波動，表現(xiàn)出明顯的雙相排出特征（吳玉霖等，顯的雙相排出特征（吳玉霖等，1983）。）。 快速交換隔室和慢速交換隔室中污染物是以不同方快速交換隔室和慢速交換隔室中污染物是以不同方式同生物相結(jié)合的。式同生物相結(jié)合的。5252轉(zhuǎn)化過程：轉(zhuǎn)化過程：污染物由一種存在形態(tài)向另一種存在形態(tài)的轉(zhuǎn)變。污染物由一種存在形態(tài)向另一種存在形態(tài)的轉(zhuǎn)變。會影

34、響到污染物在海洋中的分布、遷移、停留、富會影響到污染物在海洋中的分布、遷移、停留、富集以及它們的毒性、底質(zhì)的二次污染等。集以及它們的毒性、底質(zhì)的二次污染等。5353污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：物理過程物理過程1化學(xué)過程化學(xué)過程2生物過程生物過程35454化學(xué)轉(zhuǎn)化在環(huán)境中比物理轉(zhuǎn)化更為普遍化學(xué)轉(zhuǎn)化在環(huán)境中比物理轉(zhuǎn)化更為普遍, 氧化還原和絡(luò)氧化還原和絡(luò)合、水解等作用最為常見。合、水解等作用最為常見。水解是有害物質(zhì)（鹽類）同水發(fā)生反應(yīng)水解是有害物質(zhì)（鹽類）同水發(fā)生反應(yīng)不僅使有不僅使有害物的性質(zhì)發(fā)生變化，而且也促使這些物質(zhì)進一步分解害物的性質(zhì)發(fā)生變化，而且也促使這些物質(zhì)

35、進一步分解和轉(zhuǎn)化。和轉(zhuǎn)化。水中含有各種無機和有機配位體或螯合劑，都可以與水中含有各種無機和有機配位體或螯合劑，都可以與水中的有害物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)水中的有害物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)改變它們的存在狀態(tài)。改變它們的存在狀態(tài)。 5555 1 中和置換反應(yīng)中和置換反應(yīng):污染物進入生態(tài)系在水溶液中稀釋，溶解后多呈離子態(tài)，污染物進入生態(tài)系在水溶液中稀釋，溶解后多呈離子態(tài)，所以很容易和環(huán)境中酸、堿性物質(zhì)起中和置換反應(yīng)。所以很容易和環(huán)境中酸、堿性物質(zhì)起中和置換反應(yīng)。例如堿性廢液排入酸性水體中得到中和。鹵化物形例如堿性廢液排入酸性水體中得到中和。鹵化物形態(tài)的鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛、硫酸鉛等。態(tài)的鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛、硫酸鉛等。 565

36、6 2 氧化還原作用氧化還原作用: 物質(zhì)排入環(huán)境中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。物質(zhì)排入環(huán)境中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。重金屬在一定的氧化還原條件下，很容易接受電子重金屬在一定的氧化還原條件下，很容易接受電子或失去電子，出現(xiàn)價態(tài)的變化或失去電子，出現(xiàn)價態(tài)的變化不僅是化學(xué)性質(zhì)不僅是化學(xué)性質(zhì)（如毒性）發(fā)生變化，而且遷移能力也會發(fā)生變化。（如毒性）發(fā)生變化，而且遷移能力也會發(fā)生變化。如一氧化氮變成二氧化氮；一價汞離子和二價汞離如一氧化氮變成二氧化氮；一價汞離子和二價汞離子間可以發(fā)生如下反應(yīng)：子間可以發(fā)生如下反應(yīng)： 2 hg+ hg2+hg0 5757 3 光化學(xué)反應(yīng)：光化學(xué)反應(yīng)：許多農(nóng)藥化合物、氮氧化物、碳?xì)浠镌谔?/p>

37、光作用下許多農(nóng)藥化合物、氮氧化物、碳?xì)浠镌谔柟庾饔孟掳l(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生異構(gòu)化、水解、置換、分解、發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生異構(gòu)化、水解、置換、分解、氧化等作用。氧化等作用。例如，一氧化氮和碳?xì)浠镌诶纾谎趸吞細(xì)浠镌诙趸?、臭氧、二氧化氮、臭氧、過氧乙酰硝酸酯等（有害的二次污染物）過氧乙酰硝酸酯等（有害的二次污染物）谷硫磷等殺蟲劑在紫外光照射下谷硫磷等殺蟲劑在紫外光照射下多種代謝物多種代謝物（無殺蟲能力）（無殺蟲能力） 5858凝聚：膠體顆粒的聚集。凝聚：膠體顆粒的聚集。吸附：物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)）表面吸住周圍介質(zhì)吸附：物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)）表面吸住周圍介質(zhì)（液體或氣體）中的

38、分子或離子現(xiàn)象。（液體或氣體）中的分子或離子現(xiàn)象。放射性元素蛻變：由于能量差作用，使得一個原子核放射性元素蛻變：由于能量差作用，使得一個原子核蛻變成別的原子核或其他基本粒子。蛻變成別的原子核或其他基本粒子。5959生物轉(zhuǎn)化是污染物通過生物的吸收和代謝作用而發(fā)生生物轉(zhuǎn)化是污染物通過生物的吸收和代謝作用而發(fā)生的變化。的變化。因生物的作用而發(fā)生物質(zhì)形態(tài)、性質(zhì)的變化。因生物的作用而發(fā)生物質(zhì)形態(tài)、性質(zhì)的變化。6060 污染物都能被生物吸收。這些物質(zhì)進入生物體內(nèi)在各污染物都能被生物吸收。這些物質(zhì)進入生物體內(nèi)在各種酶系參與下發(fā)生氧化、還原、水解、絡(luò)合等反應(yīng)。種酶系參與下發(fā)生氧化、還原、水解、絡(luò)合等反應(yīng)。經(jīng)過

39、這些過程有的毒物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，有的毒性經(jīng)過這些過程有的毒物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，有的毒性反而增強。反而增強。如許多高等植物吸收苯酚后生成復(fù)雜的化合物如許多高等植物吸收苯酚后生成復(fù)雜的化合物（酚糖苷等）而使毒性消失；植物對氰化物也有類似（酚糖苷等）而使毒性消失；植物對氰化物也有類似機能，許多農(nóng)藥在生物體內(nèi)均發(fā)生不同程度反應(yīng)與轉(zhuǎn)機能，許多農(nóng)藥在生物體內(nèi)均發(fā)生不同程度反應(yīng)與轉(zhuǎn)化?；?。生物還吸附氣體如二氧化硫、氟化氫等并吸滯塵生物還吸附氣體如二氧化硫、氟化氫等并吸滯塵埃。埃。 6161 砷、汞等經(jīng)過微生物作用進入動物體后甲基化成甲砷、汞等經(jīng)過微生物作用進入動物體后甲基化成甲基砷，甲基汞等基砷，甲基汞等毒性

40、加劇毒性加劇hg2+ + 2r-ch3 ch3hgch3 ch3hg+酚類、氰化物等可被微生物降解成水，二氧化碳、酚類、氰化物等可被微生物降解成水，二氧化碳、氨等氨等毒性減弱毒性減弱許多農(nóng)藥在微生物作用下起氧化還原反應(yīng)。許多農(nóng)藥在微生物作用下起氧化還原反應(yīng)。有機化合物在細(xì)菌作用下可使芳香環(huán)開裂。有機化合物在細(xì)菌作用下可使芳香環(huán)開裂。碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在細(xì)菌作用下分解。碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在細(xì)菌作用下分解。 6262生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過程包括兩相反應(yīng)體系：生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過程包括兩相反應(yīng)體系：相反應(yīng)體系相反應(yīng)體系氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 將氧原子加入到污染物中以產(chǎn)生極性集團，如羥基，將氧原子

41、加入到污染物中以產(chǎn)生極性集團，如羥基，從而加速污染物的排除。從而加速污染物的排除。相反應(yīng)相反應(yīng)水溶過程水溶過程將將相反應(yīng)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物與生物體內(nèi)的水溶性分子相反應(yīng)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物與生物體內(nèi)的水溶性分子結(jié)合，增加產(chǎn)物的水溶性，同時降低其毒性，并促進結(jié)合，增加產(chǎn)物的水溶性，同時降低其毒性，并促進結(jié)合產(chǎn)物的排出。結(jié)合產(chǎn)物的排出。外源物質(zhì)還可以發(fā)生水解反應(yīng)和還原反應(yīng)。外源物質(zhì)還可以發(fā)生水解反應(yīng)和還原反應(yīng)。6363影響污染物在生物體內(nèi)的代謝和轉(zhuǎn)化的因素影響污染物在生物體內(nèi)的代謝和轉(zhuǎn)化的因素酶誘導(dǎo)情況酶誘導(dǎo)情況環(huán)境因素環(huán)境因素生物自身因素等生物自身因素等污染物代謝的影響作用：污染物代謝的影響作用：對污染物在

42、生物體內(nèi)的累積情況對污染物在生物體內(nèi)的累積情況污染物的毒性狀況污染物的毒性狀況6464大部分生物代謝過程可以降低污染物毒性，并將污染大部分生物代謝過程可以降低污染物毒性，并將污染物盡快排出體外物盡快排出體外但也有部分污染物經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化之后毒性反而增強。但也有部分污染物經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化之后毒性反而增強。例如，苯并芘本身并非致癌物質(zhì)，但是，在經(jīng)過細(xì)例如，苯并芘本身并非致癌物質(zhì)，但是，在經(jīng)過細(xì)胞色素胞色素p450酶的氧化反應(yīng)后可以生成環(huán)氧化物，被水酶的氧化反應(yīng)后可以生成環(huán)氧化物，被水解后可以生成具有致癌活性的代謝產(chǎn)物。解后可以生成具有致癌活性的代謝產(chǎn)物。6565案例：多環(huán)芳烴案例：多環(huán)芳烴由于魚類中存在

43、完善的由于魚類中存在完善的相和相和相反應(yīng)體系，尤其相反應(yīng)體系，尤其是是相反應(yīng)體系中芳烴羥化酶的活性較高，所以，被相反應(yīng)體系中芳烴羥化酶的活性較高，所以，被魚類所吸收的多環(huán)芳烴能夠很快被代謝排出，經(jīng)過幾魚類所吸收的多環(huán)芳烴能夠很快被代謝排出，經(jīng)過幾天，魚體內(nèi)的多環(huán)芳烴濃度就可以降低到檢出限以下。天，魚體內(nèi)的多環(huán)芳烴濃度就可以降低到檢出限以下。貝類中代謝酶的活性與魚類相比，相對較低，對多貝類中代謝酶的活性與魚類相比，相對較低，對多環(huán)芳烴進行代謝轉(zhuǎn)化的能力較低，很容易發(fā)生污染物環(huán)芳烴進行代謝轉(zhuǎn)化的能力較低，很容易發(fā)生污染物的積累。的積累。66661. 稀釋、擴散過程稀釋、擴散過程2. 生物活動過程生

44、物活動過程3. 轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程4. 停留過程停留過程5. 富集過程富集過程6767圖圖1 污染物在海洋環(huán)境中的主要行為過程污染物在海洋環(huán)境中的主要行為過程6868稀釋擴散主要是指污染物進入海洋后，由于水體的流稀釋擴散主要是指污染物進入海洋后，由于水體的流動性使得污染物不斷與海水發(fā)生混合作用，最終水體中動性使得污染物不斷與海水發(fā)生混合作用，最終水體中污染物的濃度逐漸降低的過程。污染物的濃度逐漸降低的過程。排放到海中的污水，一般是含有各種污染物的淡水，排放到海中的污水，一般是含有各種污染物的淡水，密度比海水小，入海后的運動主要為：密度比海水小，入海后的運動主要為：和海水混合而稀釋和海水混合而稀釋

45、在海面向四周擴散在海面向四周擴散排放到海中的污水浮在海洋表層向外擴展排放到海中的污水浮在海洋表層向外擴展海水通過它的底面逐漸混入到污水中進行稀釋海水通過它的底面逐漸混入到污水中進行稀釋海底海底海水海水海面海面 前沿（鋒面）前沿（鋒面）排放口排放口污水入?；旌蠑U散剖面圖污水入?；旌蠑U散剖面圖弱混合海域：潮汐較小，弱混合海域：潮汐較小，潮流不大，垂直混合潮流不大，垂直混合較弱海域。較弱海域。7070停留過程：該過程涉及到污染物危害持續(xù)時間的長短停留過程：該過程涉及到污染物危害持續(xù)時間的長短問題，它決定于海水的交換和更新，以及水中膠體、懸問題，它決定于海水的交換和更新，以及水中膠體、懸浮物的沉積速率。污染物在海水中停