海洋污染概述課件

第三章海洋污染概述第三章海洋污染概述2海洋污染1926年20世紀(jì)初1954年1969年第一次世界大戰(zhàn)后海上石油運(yùn)輸量增多——航海者注意石油污染美華盛頓會(huì)議——企圖達(dá)成海上油污控制國(guó)際協(xié)議《國(guó)際防止海上油污公約》美國(guó)——海上大面積油膜對(duì)海洋生物有害影響“托利?卡尼翁”號(hào)海難——海洋污染的巨大危害2海洋污染1926年20世紀(jì)初1954年1969年第一次世界3海洋污染的定義1970年，聯(lián)合國(guó)《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，其中包括河口灣，以致造成損害生物資源，危害人類健康，妨礙包括捕魚在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)，損壞海洋使用質(zhì)量及減損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。3海洋污染的定義1970年，聯(lián)合國(guó)《海洋污染科學(xué)問題專家聯(lián)合4海洋污染的定義1982年《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，其中包括河口灣，以致造成或可能造成損害生物資源和海洋生物，危害人類健康，妨礙包括捕魚和海洋其他正常用途在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)，損壞海水使用質(zhì)量和減損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。4海洋污染的定義1982年《海洋法公約》：5海洋污染的定義思考1：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(yíng)養(yǎng)鹽，對(duì)漁業(yè)產(chǎn)量有所提高，是否就不認(rèn)為是污染?強(qiáng)調(diào)海洋生態(tài)系統(tǒng)健康——

保護(hù)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）——結(jié)構(gòu)的平衡功能的平衡物質(zhì)的進(jìn)和出的平衡5海洋污染的定義思考1：按上述海洋污染的定義，如果不引起負(fù)效6海洋污染的定義思考2：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排放污染物?海洋有凈化能力——可以排污排污有限度——不能超出環(huán)境容量6海洋污染的定義思考2：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排7海洋污染的特點(diǎn)污染源多且復(fù)雜多渠道：排污管道、河流、大氣、海上船只、石油平臺(tái)等等。海水中的DDT大都同通過大氣進(jìn)入海域。多類別：放射性核素、痕量重金屬、無機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽、難降解有機(jī)氯農(nóng)藥、油膜等。7海洋污染的特點(diǎn)污染源多且復(fù)雜多渠道：排污管道、河流、大8海洋污染的特點(diǎn)污染持續(xù)性強(qiáng)、危害性大海洋是地球上污染物的歸宿：位于各圈層的最低層——很難轉(zhuǎn)移到別處積累不溶解/難降解物質(zhì)：重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥。DDT需要10~50年——分解50%全世界25年300萬(wàn)噸DDT——100萬(wàn)噸在海洋污染物傳遞、富集、轉(zhuǎn)化：無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞——甲基汞的毒性比無機(jī)汞大污染物不消失二戰(zhàn)時(shí)期德國(guó)投棄的芥子氣——影響現(xiàn)在波羅的海漁民8海洋污染的特點(diǎn)污染持續(xù)性強(qiáng)、危害性大海洋是地球上污染物9海洋污染的特點(diǎn)污染擴(kuò)散范圍大世界海洋相互溝通，海水不停運(yùn)動(dòng)多氯聯(lián)苯——海洋中原本不存在，在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)現(xiàn)。日本海的瀝青團(tuán)塊——出現(xiàn)在美國(guó)和加拿大西海岸沙灘上。9海洋污染的特點(diǎn)污染擴(kuò)散范圍大世界海洋相互溝通，海水不停10海洋污染的特點(diǎn)防治困難海洋污染積累過程漫長(zhǎng)，不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)需要依靠長(zhǎng)期治理治理費(fèi)用大危害影響面廣難以徹底清除10海洋污染的特點(diǎn)防治困難海洋污染積累過程漫長(zhǎng)，不易及時(shí)114.2海洋污染物海洋污染物：由人類引入海洋（包括河口灣），并對(duì)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)。主要來源：大陸徑流、大氣。污染形態(tài)：廢水、廢渣、廢氣。114.2海洋污染物海洋污染物：124.2.1海洋污染物分類

按照性質(zhì)分類海洋污染物化學(xué)污染物物理污染物生物污染物無機(jī)污染物有機(jī)污染物熱污染物放射性污染物病原體變應(yīng)原污染物海洋污染物化學(xué)污染物物理污染物生物污染物無機(jī)污染物有機(jī)污染物熱污染物放射性污染物病原體變應(yīng)原污染物124.2.1海洋污染物分類按照性質(zhì)分類海洋污染物化學(xué)污13海洋污染物分類

按照來源、性質(zhì)、毒性分類（常用）海洋污染物一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿三、有機(jī)化合物產(chǎn)品四、有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽五、固體廢物六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物海洋污染物一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿三、有機(jī)化合物產(chǎn)品四、耗氧有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽五、固體廢物六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物13海洋污染物分類按照來源、性質(zhì)、毒性分類（常用）海洋污染14海洋污染源污染源定義：造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，包括向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設(shè)備、裝置等。14海洋污染源污染源定義：15污染源分類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、港口等。1陸源型源頭來自船舶、海上石油平臺(tái)等，能直接入海。2海上型通過大氣沉降、大氣降水是污染物進(jìn)入海中。3大氣型

按照污染物發(fā)生地點(diǎn)分類15污染源分類臨海工廠的直接排污管（渠）道、市政綜合排污管（16揮發(fā)性強(qiáng)的農(nóng)藥、二氧化硫和某些重金屬石油平臺(tái)疏浚船大氣沉降普通船16揮發(fā)性強(qiáng)的農(nóng)藥、二氧化硫和某些重金屬石油平臺(tái)疏浚船大氣沉1717各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機(jī)艙污水、以及生活垃圾。海上石油平臺(tái)排放的含油污水和鉆井泥漿。通過專用運(yùn)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。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(tái)的井噴事故等，使石油等污染物泄漏入海。18海上進(jìn)入海洋的污染物質(zhì)各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機(jī)艙污水、以及生活垃圾。119污染源分類排污管（渠）道、入海河流、海港、船舶、海上平臺(tái)等1點(diǎn)源大氣污染源、沿海油田、地表徑流2面源船舶3流動(dòng)源

按照污染物入海方式分類19污染源分類排污管（渠）道、入海河流、海港、船舶、海上平臺(tái)海洋污染物的遷移轉(zhuǎn)化海洋生物和顆粒物表面的吸附在不同介質(zhì)間的分配、在水體中的擴(kuò)散海流輸運(yùn)過程等污染物遷移(分布、輸運(yùn))污染物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和降解——光照水化學(xué)生物等因素介導(dǎo)光照水相氣相沉積相海洋污染物的遷移轉(zhuǎn)化海洋生物和顆粒物表面的吸附污染物遷移(分21海洋污染物的遷移過程污染物的遷移：

在海洋環(huán)境中污染物通過參與物理、化學(xué)或生物過程而產(chǎn)生空間位置的移動(dòng)，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)相轉(zhuǎn)移。21海洋污染物的遷移過程污染物的遷移：22海洋污染物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1化學(xué)過程2生物過程322海洋污染物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23海洋污染物的遷移過程——物理過程污染物被河流、大氣輸送入海在海氣界面間的蒸發(fā)、沉降入海后在海水中的擴(kuò)散和海流搬運(yùn)顆粒態(tài)污染物在海洋水體中的重力沉降等

23海洋污染物的遷移過程——物理過程污染物被河流、大氣輸24海洋污染物的遷移過程——化學(xué)過程氧化、還原、水解、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。常常伴隨有污染物形態(tài)的轉(zhuǎn)變。

24海洋污染物的遷移過程——化學(xué)過程氧化、還原、水解、絡(luò)合、25海洋污染物的遷移過程——生物過程污染物經(jīng)海洋生物的吸收、代謝、排泄尸體的分解、碎屑沉降作用生物在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)污染物的搬運(yùn)污染物在水體和生物體之間遷移，或從一個(gè)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

思考：如何區(qū)別遷移過程還是轉(zhuǎn)化過程？如微生物對(duì)石油等有機(jī)物的降解作用和對(duì)金屬的烷基化作用25海洋污染物的遷移過程——生物過程污染物經(jīng)海洋生物的吸收、26海洋污染物的遷移過程1976年國(guó)際海洋污染物遷移討論會(huì)，將最重要的遷移過程總結(jié)歸納為：海洋14352河流-海洋空氣-海洋顆粒物-海洋生物-海洋沉積物-海洋26海洋污染物的遷移過程1976年國(guó)際海洋污染物遷移討論會(huì)，27①空氣－海洋界面海洋表面微層/微表層（小于0.1毫米厚度的薄層）大氣微表層對(duì)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，但凈通量是輸入海洋降水沉降溶解氣泡破裂形成氣溶膠揮發(fā)27①空氣－海洋界面海洋大氣微表層對(duì)海－氣間物質(zhì)的交28①空氣－海洋界面主要輸送污染物類別：陸源重金屬微量元素（如汞、鉛等）包括某些石油烴和有機(jī)氯在內(nèi)的有機(jī)物放射性核素微生物等鉛和汞從海面氣溶膠進(jìn)入大洋的量>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28①空氣－海洋界面主要輸送污染物類別：鉛和汞從海面氣溶膠進(jìn)29②河流－海洋界面河-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)過程也較為復(fù)雜29②河流－海洋界面河-海界面物理混合過程較快30②河流－海洋界面河流輸送的溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取決于：環(huán)境酸堿度鹽度：影響絮凝作用速率——污染物遷移和歸宿氧化－還原狀況：許多河口海域的氧化－還原電位和溶解氧含量在水平和垂直方向上都有差異，使變價(jià)元素在同一海域的不同部位有不同價(jià)態(tài)有機(jī)物和膠體的含量河口的地理環(huán)境差異30②河流－海洋界面河流輸送的溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取31②河流－海洋界面河口海域是人類活動(dòng)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。每年經(jīng)河流進(jìn)入海洋的淡水量約4×1016升。懸浮物質(zhì)和溶解鹽類約2×1013千克（溶解和顆粒態(tài)金屬和有機(jī)污染物在內(nèi)）18％左右是溶解鹽類82％左右是懸浮固體物質(zhì)。與淡水一道進(jìn)入海灣和河口的顆粒物質(zhì)，其中只有一部分到達(dá)深海，大部分都滯聚在河口海域和沿岸沉積物中。31②河流－海洋界面河口海域是人類活動(dòng)影響最大的區(qū)域：與淡32③顆粒物－海洋界面海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：無機(jī)碎屑生物尸體糞粒骨骼粒徑范圍：大多為1～100微米32③顆粒物－海洋界面海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：33③顆粒物－海洋界面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10℃時(shí)的沉降速率為

0.7厘米/秒。

顆粒物的豐度取決于：從海面和大陸邊緣進(jìn)入海洋的無機(jī)物質(zhì)的量海洋生物的數(shù)量及活動(dòng)33③顆粒物－海洋界面34③顆粒物－海洋界面顆粒物沉降過程中，還伴隨著對(duì)海水中溶解元素的吸附和解吸作用。在河口海域:顆粒物可以吸附離子或分子態(tài)污染物使之從水體轉(zhuǎn)入沉積物在河口海域:吸附了污染物的河生顆粒物質(zhì)也可以解吸,出于以下原因：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，污染物離子或分子重新進(jìn)入水體。34③顆粒物－海洋界面顆粒物沉降過程中，還伴隨著對(duì)海水中溶35③顆粒物－海洋界面顆粒物－海洋界面間的遷移作用：21在河流向海洋輸送污染物過程起主要作用在污染物向海底的遷移過程起著重要作用35③顆粒物－海洋界面顆粒物－海洋界面間的遷移作用：21在36④沉積物－海洋界面該界面發(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)海洋污染物的最后歸宿和儲(chǔ)藏庫(kù)。水體中物質(zhì)的沉積過程：①溶解性組分發(fā)生化學(xué)沉淀；②膠體顆粒凝聚沉降；③顆粒狀物質(zhì)發(fā)生物理性重力沉降；④水體等溫蒸發(fā)致使其中溶解性鹽類過飽和析出。⑤微生物氧化還原作用是重要因素，如生成Fe(OH)3和FeS沉淀。36④沉積物－海洋界面該界面發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過37④沉積物－海洋界面污染物在沉積物－海洋界面中的遷移活動(dòng)：底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮

底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用深層沉積物異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降37④沉積物－海洋界面污染物在沉積物－海洋界面中的遷移活動(dòng)38④沉積物－海洋界面底棲動(dòng)物的影響：攪動(dòng)沉積物從而改變理化環(huán)境如改變?nèi)芙庋鹾亢脱趸€原電位。泵吸海水，增強(qiáng)沉積物-間隙水間交換作用。38④沉積物－海洋界面底棲動(dòng)物的影響：39⑤生物－海洋界面未改變形態(tài)改變形態(tài)污染物排泄到海洋A吸收過程B累積過程C同化和轉(zhuǎn)化D食物鏈傳遞E代謝和排出排出無毒或低毒的有機(jī)結(jié)合態(tài)金屬食物鏈39⑤生物－海洋界面未改變形態(tài)改變形態(tài)污染物排泄到A吸收過40A吸收過程生物體吸收環(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(dòng)物和多種微生物；根系吸收：高等植物；吞食吸收：大多數(shù)動(dòng)物。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(jìn)行攝取。40A吸收過程生物體吸收環(huán)境中物質(zhì)的情況有三種：41B.累積過程相當(dāng)一部分污染物進(jìn)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(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞、運(yùn)移使頂級(jí)生物的污染物富集達(dá)到嚴(yán)重程度，可使人體發(fā)生嚴(yán)重的疾病。如日本有名的“水俁病”即是食用富集了大量有機(jī)汞的魚類引起，而“痛痛病”是鎘的富集引起的疾病。41B.累積過程相當(dāng)一部分污染物進(jìn)入環(huán)境后即被一些生物直接吸B.累積過程海洋生物對(duì)許多種重金屬元素和有機(jī)氯農(nóng)藥的濃縮系數(shù)可達(dá)103～105。底棲生物如貽貝和牡蠣對(duì)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生物。B.累積過程海洋生物對(duì)許多種重金屬元素和有機(jī)氯農(nóng)藥的濃縮系數(shù)C.同化作用同化作用/合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且儲(chǔ)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的一系列代謝途徑.C.同化作用同化作用/合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的44D.污染物在食物鏈中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、不易降解的污染物，食物鏈傳遞的效應(yīng)十分顯著。44D.污染物在食物鏈中的傳遞生物的攝食造成了污染物沿食物45D.污染物在食物鏈中的傳遞案例1：有機(jī)氯農(nóng)藥六六六，以及甲基汞等，在生物體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的六六六后甲基汞，有相當(dāng)一部分是通過對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的攝食獲得的。45D.污染物在食物鏈中的傳遞案例1：有機(jī)氯農(nóng)藥六六六，以及46D.污染物在食物鏈中的傳遞案例2：對(duì)三丁基錫沿藻——輪蟲——糠蝦這一食物鏈傳遞的研究雖然未能證實(shí)有生物放大現(xiàn)象存在，但是糠蝦體內(nèi)的三丁基錫有近50%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。46D.污染物在食物鏈中的傳遞案例2：對(duì)三丁基錫沿藻——輪蟲47D.污染物在食物鏈中的傳遞案例3：海洋水體的溶解態(tài)重金屬砷對(duì)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)合砷的微藻作為食物，傳遞比例可以達(dá)到25%--50%。鎘從褐指藻向蝦的傳遞效率達(dá)到66%（秦松等，1993）47D.污染物在食物鏈中的傳遞案例3：海洋水體的溶解態(tài)重金屬48D.污染物在食物鏈中的傳遞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：污染物自身的理化特征與污染物共存的食物的影響生物個(gè)體生理特征前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)污染物的代謝轉(zhuǎn)化等48D.污染物在食物鏈中的傳遞影響污染物在食物鏈中傳遞效率的49E.代謝與排出過程進(jìn)入生物體內(nèi)的有機(jī)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)。生物體對(duì)有機(jī)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。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物則可以長(zhǎng)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，而是通過在體內(nèi)的分配過程，將污染物逐漸排出體外。49E.代謝與排出過程進(jìn)入生物體內(nèi)的有機(jī)污染物通常需要經(jīng)過50E.代謝與排出過程海洋生物中污染物的排出一般表現(xiàn)出起始的快速排出和隨后的緩慢排出兩個(gè)過程。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)小時(shí)到數(shù)周的時(shí)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，排出時(shí)間需要數(shù)月到數(shù)年。50E.代謝與排出過程海洋生物中污染物的排出一般表現(xiàn)出起始51E.代謝與排出過程重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試驗(yàn)中，前10天汞排出速率最高，排出率達(dá)到40%，而10天后排出速率明顯降低，排出率僅升至53.8%，而以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，排出率都在40%--50%之間波動(dòng)，表現(xiàn)出明顯的雙相排出特征（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式同生物相結(jié)合的。51E.代謝與排出過程重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試52二、污染物的轉(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。會(huì)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。52二、污染物的轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程：53二、污染物的轉(zhuǎn)化過程污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：物理過程1化學(xué)過程2生物過程353二、污染物的轉(zhuǎn)化過程污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：物理過542.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程化學(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)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)——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(jìn)一步分解和轉(zhuǎn)化。水中含有各種無機(jī)和有機(jī)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)——改變它們的存在狀態(tài)。542.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程化學(xué)轉(zhuǎn)化在環(huán)境中比物理轉(zhuǎn)化更552.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

1．中和置換反應(yīng):污染物進(jìn)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)。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。

552.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

1．中和置換反應(yīng):562.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

2．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)。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(jià)態(tài)的變化——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(huì)發(fā)生變化。如一氧化氮變成二氧化氮；一價(jià)汞離子和二價(jià)汞離子間可以發(fā)生如下反應(yīng)：2Hg+→Hg2++Hg0

562.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

2．氧化還原作用:572.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

3．光化學(xué)反應(yīng)：許多農(nóng)藥化合物、氮氧化物、碳?xì)浠镌谔?yáng)光作用下發(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。例如，一氧化氮和碳?xì)浠镌凇趸?、臭氧、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——多種代謝物（無殺蟲能力）572.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

3．光化學(xué)反應(yīng)：582.2污染物的物理轉(zhuǎn)化過程凝聚：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)（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(gè)原子核蛻變成別的原子核或其他基本粒子。582.2污染物的物理轉(zhuǎn)化過程凝聚：膠體顆粒的聚集。592.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程生物轉(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。因生物的作用而發(fā)生物質(zhì)形態(tài)、性質(zhì)的變化。592.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程602.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

污染物都能被生物吸收。這些物質(zhì)進(jìn)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)。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(qiáng)。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(duì)氰化物也有類似機(jī)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、氟化氫等并吸滯塵埃。602.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

污染物都能被生物吸收。這些612.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

砷、汞等經(jīng)過微生物作用進(jìn)入動(dòng)物體后甲基化成甲基砷，甲基汞等——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、氨等——毒性減弱許多農(nóng)藥在微生物作用下起氧化還原反應(yīng)。有機(jī)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。612.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

砷、汞等經(jīng)過微生物作用進(jìn)入62生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過程包括兩相反應(yīng)體系：Ⅰ相反應(yīng)體系——氧化反應(yīng)將氧原子加入到污染物中以產(chǎn)生極性集團(tuán)，如羥基，從而加速污染物的排除。Ⅱ相反應(yīng)——水溶過程將Ⅰ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(shí)降低其毒性，并促進(jìn)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)。62生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過程包括兩相反應(yīng)體系63生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化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)情況環(huán)境因素生物自身因素等污染物代謝的影響作用：對(duì)污染物在生物體內(nèi)的累積情況污染物的毒性狀況63生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化影響污染物在生物體內(nèi)的代謝和轉(zhuǎn)化的因素64生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化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但也有部分污染物經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化之后毒性反而增強(qiáng)。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P450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。64生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化大部分生物代謝過程可以降低污染物毒性，65生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化案例：多環(huán)芳烴由于魚類中存在完善的Ⅰ相和Ⅱ相反應(yīng)體系，尤其是Ⅰ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(duì)較低，對(duì)多環(huán)芳烴進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化的能力較低，很容易發(fā)生污染物的積累。65生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化案例：多環(huán)芳烴66

海洋污染物在水中的行為過程1.稀釋、擴(kuò)散過程2.生物活動(dòng)過程3.轉(zhuǎn)化過程4.停留過程5.富集過程66海洋污染物在水中的行為過程1.稀釋、擴(kuò)散過程67圖1污染物在海洋環(huán)境中的主要行為過程67圖1污染物在海洋環(huán)境中的主要行為過程681污染物的稀釋擴(kuò)散稀釋擴(kuò)散主要是指污染物進(jìn)入海洋后，由于水體的流動(dòng)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。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(yùn)動(dòng)主要為：和海水混合而稀釋在海面向四周擴(kuò)散681污染物的稀釋擴(kuò)散稀釋擴(kuò)散主要是指污染物進(jìn)入海洋后，由典型海水中污染物的混合擴(kuò)散污水在海面上的擴(kuò)展排放到海中的污水浮在海洋表層向外擴(kuò)展海水通過它的底面逐漸混入到污水中進(jìn)行稀釋海底海水海面前沿（鋒面）排放口污水入?；旌蠑U(kuò)散剖面圖弱混合海域：潮汐較小，潮流不大，垂直混合較弱海域。典型海水中污染物的混合擴(kuò)散污水在海面上的擴(kuò)展排放到海中的污702污染物的停留過程停留過程：該過程涉及到污染物危害持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短問題，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。污染物在海水中停留時(shí)間τ可用下式計(jì)算：

τi=Ai/(dAi/dt)

-Ai為排入水體污染物i的總量

-dAi/dt為污染物i在海洋中的沉積速率污染物在海水中的活性越大，停留時(shí)間就越短。702污染物的停留過程停留過程：該過程涉及到污染物危害持續(xù)713污染物的富集過程富集過程：主要取決于吸附等物理化學(xué)的富集沉降以及食物鏈的選擇性吸收，其結(jié)果是污染物脫離海水，使海水得到凈化，同時(shí)將在不同程度上有害于生物，并將增加底質(zhì)中污染物的積累，有可能引起海水的二次污染。713污染物的富集過程富集過程：723.1物理化學(xué)富集過程吸附共沉淀離子交換723.1物理化學(xué)富集過程吸附73.3.1物理化學(xué)富集過程吸附：指物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)）表面吸住周圍介質(zhì)（液體或氣體）中的分子或離子現(xiàn)象。吸附屬于一種傳質(zhì)過程，物質(zhì)內(nèi)部的分子和周圍分子有互相吸引的引力，但物質(zhì)表面的分子，其中相對(duì)物質(zhì)外部的作用力沒有充分發(fā)揮，所以液體或固體物質(zhì)的表面可以吸附其他的液體或氣體。表面面積很大的情況下，吸附力作用大。73.3.1物理化學(xué)富集過程吸附：指物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)743.1物理化學(xué)富集過程共沉淀：一種沉淀物從溶液中析出時(shí)，引起某些可溶性物質(zhì)一起沉淀的現(xiàn)象。743.1物理化學(xué)富集過程共沉淀：一種沉淀物從溶液中析出753.1物理化學(xué)富集過程離子交換：交換劑中的離子與溶液中的離子進(jìn)行交換,使得某種離子得到富集。753.1物理化學(xué)富集過程離子交換：交換劑中的離子與溶液763.2生物富集過程環(huán)境中的各種物質(zhì)進(jìn)入生物體后，立即參加到新陳代謝的各項(xiàng)活動(dòng)中：一部分生命必需的物質(zhì)參加到生物體的組成。多余的以及非生命必需的物質(zhì)則很快地分解掉并且排出體外。只有少數(shù)不容易分解的物質(zhì)(如DDT)長(zhǎng)期殘留在生物體內(nèi)。763.2生物富集過程環(huán)境中的各種物質(zhì)進(jìn)入生物體后，立即參773.2生物富集過程生物富集作用又叫生物濃縮，是指生物體通過對(duì)環(huán)境中某些元素或難以分解的化合物的積累，使這些物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。主要是一些污染物（如重金屬、化學(xué)農(nóng)藥，通過食物鏈在生物體內(nèi)大量積聚的過程。773.2生物富集過程生物富集作用又叫生物濃縮，是指生物78這些污染物一般的特點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不易分解，在生物體內(nèi)積累不易排出。生物的富集作用會(huì)隨著食物鏈的延長(zhǎng)而不斷加強(qiáng)。3.2生物富集過程78這些污染物一般的特點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不易分解，在生物體內(nèi)793.2污染物的富集過程生物對(duì)物質(zhì)的富集能力學(xué)用富集化系數(shù)表示：富集化系數(shù)（CF）=水生生物體內(nèi)某污染物濃度—1g質(zhì)量生物體內(nèi)該物質(zhì)的含量環(huán)境中該污染物濃度—1ml海水該物質(zhì)的平均濃度793.2污染物的富集過程第三章海洋污染概述第三章海洋污染概述81海洋污染1926年20世紀(jì)初1954年1969年第一次世界大戰(zhàn)后海上石油運(yùn)輸量增多——航海者注意石油污染美華盛頓會(huì)議——企圖達(dá)成海上油污控制國(guó)際協(xié)議《國(guó)際防止海上油污公約》美國(guó)——海上大面積油膜對(duì)海洋生物有害影響“托利?卡尼翁”號(hào)海難——海洋污染的巨大危害2海洋污染1926年20世紀(jì)初1954年1969年第一次世界82海洋污染的定義1970年，聯(lián)合國(guó)《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，其中包括河口灣，以致造成損害生物資源，危害人類健康，妨礙包括捕魚在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)，損壞海洋使用質(zhì)量及減損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。3海洋污染的定義1970年，聯(lián)合國(guó)《海洋污染科學(xué)問題專家聯(lián)合83海洋污染的定義1982年《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，其中包括河口灣，以致造成或可能造成損害生物資源和海洋生物，危害人類健康，妨礙包括捕魚和海洋其他正常用途在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)，損壞海水使用質(zhì)量和減損環(huán)境優(yōu)美等有害影響。4海洋污染的定義1982年《海洋法公約》：84海洋污染的定義思考1：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(yíng)養(yǎng)鹽，對(duì)漁業(yè)產(chǎn)量有所提高，是否就不認(rèn)為是污染?強(qiáng)調(diào)海洋生態(tài)系統(tǒng)健康——

保護(hù)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）——結(jié)構(gòu)的平衡功能的平衡物質(zhì)的進(jìn)和出的平衡5海洋污染的定義思考1：按上述海洋污染的定義，如果不引起負(fù)效85海洋污染的定義思考2：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排放污染物?海洋有凈化能力——可以排污排污有限度——不能超出環(huán)境容量6海洋污染的定義思考2：按上述海洋污染的定義，是否應(yīng)該禁止排86海洋污染的特點(diǎn)污染源多且復(fù)雜多渠道：排污管道、河流、大氣、海上船只、石油平臺(tái)等等。海水中的DDT大都同通過大氣進(jìn)入海域。多類別：放射性核素、痕量重金屬、無機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽、難降解有機(jī)氯農(nóng)藥、油膜等。7海洋污染的特點(diǎn)污染源多且復(fù)雜多渠道：排污管道、河流、大87海洋污染的特點(diǎn)污染持續(xù)性強(qiáng)、危害性大海洋是地球上污染物的歸宿：位于各圈層的最低層——很難轉(zhuǎn)移到別處積累不溶解/難降解物質(zhì)：重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥。DDT需要10~50年——分解50%全世界25年300萬(wàn)噸DDT——100萬(wàn)噸在海洋污染物傳遞、富集、轉(zhuǎn)化：無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞——甲基汞的毒性比無機(jī)汞大污染物不消失二戰(zhàn)時(shí)期德國(guó)投棄的芥子氣——影響現(xiàn)在波羅的海漁民8海洋污染的特點(diǎn)污染持續(xù)性強(qiáng)、危害性大海洋是地球上污染物88海洋污染的特點(diǎn)污染擴(kuò)散范圍大世界海洋相互溝通，海水不停運(yùn)動(dòng)多氯聯(lián)苯——海洋中原本不存在，在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)現(xiàn)。日本海的瀝青團(tuán)塊——出現(xiàn)在美國(guó)和加拿大西海岸沙灘上。9海洋污染的特點(diǎn)污染擴(kuò)散范圍大世界海洋相互溝通，海水不停89海洋污染的特點(diǎn)防治困難海洋污染積累過程漫長(zhǎng)，不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)需要依靠長(zhǎng)期治理治理費(fèi)用大危害影響面廣難以徹底清除10海洋污染的特點(diǎn)防治困難海洋污染積累過程漫長(zhǎng)，不易及時(shí)904.2海洋污染物海洋污染物：由人類引入海洋（包括河口灣），并對(duì)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)。主要來源：大陸徑流、大氣。污染形態(tài)：廢水、廢渣、廢氣。114.2海洋污染物海洋污染物：914.2.1海洋污染物分類

按照性質(zhì)分類海洋污染物化學(xué)污染物物理污染物生物污染物無機(jī)污染物有機(jī)污染物熱污染物放射性污染物病原體變應(yīng)原污染物海洋污染物化學(xué)污染物物理污染物生物污染物無機(jī)污染物有機(jī)污染物熱污染物放射性污染物病原體變應(yīng)原污染物124.2.1海洋污染物分類按照性質(zhì)分類海洋污染物化學(xué)污92海洋污染物分類

按照來源、性質(zhì)、毒性分類（常用）海洋污染物一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿三、有機(jī)化合物產(chǎn)品四、有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽五、固體廢物六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物海洋污染物一、化石燃料/石油及其產(chǎn)品二、金屬和酸堿三、有機(jī)化合物產(chǎn)品四、耗氧有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽五、固體廢物六、熱污染七、人造放射性核物質(zhì)八、病原體污染物13海洋污染物分類按照來源、性質(zhì)、毒性分類（常用）海洋污染93海洋污染源污染源定義：造成環(huán)境污染的污染物發(fā)生源，包括向環(huán)境排放有害物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設(shè)備、裝置等。14海洋污染源污染源定義：94污染源分類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、港口等。1陸源型源頭來自船舶、海上石油平臺(tái)等，能直接入海。2海上型通過大氣沉降、大氣降水是污染物進(jìn)入海中。3大氣型

按照污染物發(fā)生地點(diǎn)分類15污染源分類臨海工廠的直接排污管（渠）道、市政綜合排污管（95揮發(fā)性強(qiáng)的農(nóng)藥、二氧化硫和某些重金屬石油平臺(tái)疏浚船大氣沉降普通船16揮發(fā)性強(qiáng)的農(nóng)藥、二氧化硫和某些重金屬石油平臺(tái)疏浚船大氣沉9617各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機(jī)艙污水、以及生活垃圾。海上石油平臺(tái)排放的含油污水和鉆井泥漿。通過專用運(yùn)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。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(tái)的井噴事故等，使石油等污染物泄漏入海。97海上進(jìn)入海洋的污染物質(zhì)各類船舶排出的含油壓艙水、洗艙水、機(jī)艙污水、以及生活垃圾。198污染源分類排污管（渠）道、入海河流、海港、船舶、海上平臺(tái)等1點(diǎn)源大氣污染源、沿海油田、地表徑流2面源船舶3流動(dòng)源

按照污染物入海方式分類19污染源分類排污管（渠）道、入海河流、海港、船舶、海上平臺(tái)海洋污染物的遷移轉(zhuǎn)化海洋生物和顆粒物表面的吸附在不同介質(zhì)間的分配、在水體中的擴(kuò)散海流輸運(yùn)過程等污染物遷移(分布、輸運(yùn))污染物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和降解——光照水化學(xué)生物等因素介導(dǎo)光照水相氣相沉積相海洋污染物的遷移轉(zhuǎn)化海洋生物和顆粒物表面的吸附污染物遷移(分100海洋污染物的遷移過程污染物的遷移：

在海洋環(huán)境中污染物通過參與物理、化學(xué)或生物過程而產(chǎn)生空間位置的移動(dòng)，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)相轉(zhuǎn)移。21海洋污染物的遷移過程污染物的遷移：101海洋污染物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1化學(xué)過程2生物過程322海洋污染物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102海洋污染物的遷移過程——物理過程污染物被河流、大氣輸送入海在海氣界面間的蒸發(fā)、沉降入海后在海水中的擴(kuò)散和海流搬運(yùn)顆粒態(tài)污染物在海洋水體中的重力沉降等

23海洋污染物的遷移過程——物理過程污染物被河流、大氣輸103海洋污染物的遷移過程——化學(xué)過程氧化、還原、水解、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。常常伴隨有污染物形態(tài)的轉(zhuǎn)變。

24海洋污染物的遷移過程——化學(xué)過程氧化、還原、水解、絡(luò)合、104海洋污染物的遷移過程——生物過程污染物經(jīng)海洋生物的吸收、代謝、排泄尸體的分解、碎屑沉降作用生物在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)污染物的搬運(yùn)污染物在水體和生物體之間遷移，或從一個(gè)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

思考：如何區(qū)別遷移過程還是轉(zhuǎn)化過程？如微生物對(duì)石油等有機(jī)物的降解作用和對(duì)金屬的烷基化作用25海洋污染物的遷移過程——生物過程污染物經(jīng)海洋生物的吸收、105海洋污染物的遷移過程1976年國(guó)際海洋污染物遷移討論會(huì)，將最重要的遷移過程總結(jié)歸納為：海洋14352河流-海洋空氣-海洋顆粒物-海洋生物-海洋沉積物-海洋26海洋污染物的遷移過程1976年國(guó)際海洋污染物遷移討論會(huì)，106①空氣－海洋界面海洋表面微層/微表層（小于0.1毫米厚度的薄層）大氣微表層對(duì)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，但凈通量是輸入海洋降水沉降溶解氣泡破裂形成氣溶膠揮發(fā)27①空氣－海洋界面海洋大氣微表層對(duì)海－氣間物質(zhì)的交107①空氣－海洋界面主要輸送污染物類別：陸源重金屬微量元素（如汞、鉛等）包括某些石油烴和有機(jī)氯在內(nèi)的有機(jī)物放射性核素微生物等鉛和汞從海面氣溶膠進(jìn)入大洋的量>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28①空氣－海洋界面主要輸送污染物類別：鉛和汞從海面氣溶膠進(jìn)108②河流－海洋界面河-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)過程也較為復(fù)雜29②河流－海洋界面河-海界面物理混合過程較快109②河流－海洋界面河流輸送的溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取決于：環(huán)境酸堿度鹽度：影響絮凝作用速率——污染物遷移和歸宿氧化－還原狀況：許多河口海域的氧化－還原電位和溶解氧含量在水平和垂直方向上都有差異，使變價(jià)元素在同一海域的不同部位有不同價(jià)態(tài)有機(jī)物和膠體的含量河口的地理環(huán)境差異30②河流－海洋界面河流輸送的溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物的行為取110②河流－海洋界面河口海域是人類活動(dòng)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。每年經(jīng)河流進(jìn)入海洋的淡水量約4×1016升。懸浮物質(zhì)和溶解鹽類約2×1013千克（溶解和顆粒態(tài)金屬和有機(jī)污染物在內(nèi)）18％左右是溶解鹽類82％左右是懸浮固體物質(zhì)。與淡水一道進(jìn)入海灣和河口的顆粒物質(zhì)，其中只有一部分到達(dá)深海，大部分都滯聚在河口海域和沿岸沉積物中。31②河流－海洋界面河口海域是人類活動(dòng)影響最大的區(qū)域：與淡111③顆粒物－海洋界面海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：無機(jī)碎屑生物尸體糞粒骨骼粒徑范圍：大多為1～100微米32③顆粒物－海洋界面海洋顆粒物質(zhì)的成分主要是：112③顆粒物－海洋界面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10℃時(shí)的沉降速率為

0.7厘米/秒。

顆粒物的豐度取決于：從海面和大陸邊緣進(jìn)入海洋的無機(jī)物質(zhì)的量海洋生物的數(shù)量及活動(dòng)33③顆粒物－海洋界面113③顆粒物－海洋界面顆粒物沉降過程中，還伴隨著對(duì)海水中溶解元素的吸附和解吸作用。在河口海域:顆粒物可以吸附離子或分子態(tài)污染物使之從水體轉(zhuǎn)入沉積物在河口海域:吸附了污染物的河生顆粒物質(zhì)也可以解吸,出于以下原因：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，污染物離子或分子重新進(jìn)入水體。34③顆粒物－海洋界面顆粒物沉降過程中，還伴隨著對(duì)海水中溶114③顆粒物－海洋界面顆粒物－海洋界面間的遷移作用：21在河流向海洋輸送污染物過程起主要作用在污染物向海底的遷移過程起著重要作用35③顆粒物－海洋界面顆粒物－海洋界面間的遷移作用：21在115④沉積物－海洋界面該界面發(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)海洋污染物的最后歸宿和儲(chǔ)藏庫(kù)。水體中物質(zhì)的沉積過程：①溶解性組分發(fā)生化學(xué)沉淀；②膠體顆粒凝聚沉降；③顆粒狀物質(zhì)發(fā)生物理性重力沉降；④水體等溫蒸發(fā)致使其中溶解性鹽類過飽和析出。⑤微生物氧化還原作用是重要因素，如生成Fe(OH)3和FeS沉淀。36④沉積物－海洋界面該界面發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過116④沉積物－海洋界面污染物在沉積物－海洋界面中的遷移活動(dòng)：底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降底層流和波浪的作用再懸浮

底層流搬運(yùn)再遷移長(zhǎng)期的成巖作用有機(jī)結(jié)合態(tài)污染物被氧化、分解進(jìn)入間隙水表層沉積物長(zhǎng)期的成巖作用深層沉積物異地沉降濃度梯度擴(kuò)散到上覆水二次污染顆粒態(tài)污染物沉降37④沉積物－海洋界面污染物在沉積物－海洋界面中的遷移活動(dòng)117④沉積物－海洋界面底棲動(dòng)物的影響：攪動(dòng)沉積物從而改變理化環(huán)境如改變?nèi)芙庋鹾亢脱趸€原電位。泵吸海水，增強(qiáng)沉積物-間隙水間交換作用。38④沉積物－海洋界面底棲動(dòng)物的影響：118⑤生物－海洋界面未改變形態(tài)改變形態(tài)污染物排泄到海洋A吸收過程B累積過程C同化和轉(zhuǎn)化D食物鏈傳遞E代謝和排出排出無毒或低毒的有機(jī)結(jié)合態(tài)金屬食物鏈39⑤生物－海洋界面未改變形態(tài)改變形態(tài)污染物排泄到A吸收過119A吸收過程生物體吸收環(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(dòng)物和多種微生物；根系吸收：高等植物；吞食吸收：大多數(shù)動(dòng)物。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(jìn)行攝取。40A吸收過程生物體吸收環(huán)境中物質(zhì)的情況有三種：120B.累積過程相當(dāng)一部分污染物進(jìn)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(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞、運(yùn)移使頂級(jí)生物的污染物富集達(dá)到嚴(yán)重程度，可使人體發(fā)生嚴(yán)重的疾病。如日本有名的“水俁病”即是食用富集了大量有機(jī)汞的魚類引起，而“痛痛病”是鎘的富集引起的疾病。41B.累積過程相當(dāng)一部分污染物進(jìn)入環(huán)境后即被一些生物直接吸B.累積過程海洋生物對(duì)許多種重金屬元素和有機(jī)氯農(nóng)藥的濃縮系數(shù)可達(dá)103～105。底棲生物如貽貝和牡蠣對(duì)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生物。B.累積過程海洋生物對(duì)許多種重金屬元素和有機(jī)氯農(nóng)藥的濃縮系數(shù)C.同化作用同化作用/合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且儲(chǔ)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的一系列代謝途徑.C.同化作用同化作用/合成代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的123D.污染物在食物鏈中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、不易降解的污染物，食物鏈傳遞的效應(yīng)十分顯著。44D.污染物在食物鏈中的傳遞生物的攝食造成了污染物沿食物124D.污染物在食物鏈中的傳遞案例1：有機(jī)氯農(nóng)藥六六六，以及甲基汞等，在生物體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的六六六后甲基汞，有相當(dāng)一部分是通過對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的攝食獲得的。45D.污染物在食物鏈中的傳遞案例1：有機(jī)氯農(nóng)藥六六六，以及125D.污染物在食物鏈中的傳遞案例2：對(duì)三丁基錫沿藻——輪蟲——糠蝦這一食物鏈傳遞的研究雖然未能證實(shí)有生物放大現(xiàn)象存在，但是糠蝦體內(nèi)的三丁基錫有近50%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。46D.污染物在食物鏈中的傳遞案例2：對(duì)三丁基錫沿藻——輪蟲126D.污染物在食物鏈中的傳遞案例3：海洋水體的溶解態(tài)重金屬砷對(duì)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)合砷的微藻作為食物，傳遞比例可以達(dá)到25%--50%。鎘從褐指藻向蝦的傳遞效率達(dá)到66%（秦松等，1993）47D.污染物在食物鏈中的傳遞案例3：海洋水體的溶解態(tài)重金屬127D.污染物在食物鏈中的傳遞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：污染物自身的理化特征與污染物共存的食物的影響生物個(gè)體生理特征前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)污染物的代謝轉(zhuǎn)化等48D.污染物在食物鏈中的傳遞影響污染物在食物鏈中傳遞效率的128E.代謝與排出過程進(jìn)入生物體內(nèi)的有機(jī)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)。生物體對(duì)有機(jī)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?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物則可以長(zhǎng)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，而是通過在體內(nèi)的分配過程，將污染物逐漸排出體外。49E.代謝與排出過程進(jìn)入生物體內(nèi)的有機(jī)污染物通常需要經(jīng)過129E.代謝與排出過程海洋生物中污染物的排出一般表現(xiàn)出起始的快速排出和隨后的緩慢排出兩個(gè)過程。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)小時(shí)到數(shù)周的時(shí)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，排出時(shí)間需要數(shù)月到數(shù)年。50E.代謝與排出過程海洋生物中污染物的排出一般表現(xiàn)出起始130E.代謝與排出過程重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試驗(yàn)中，前10天汞排出速率最高，排出率達(dá)到40%，而10天后排出速率明顯降低，排出率僅升至53.8%，而以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，排出率都在40%--50%之間波動(dòng)，表現(xiàn)出明顯的雙相排出特征（吳玉霖等，1983）?？焖俳粨Q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。51E.代謝與排出過程重金屬排出案例：在毛蚶體內(nèi)汞的排出試131二、污染物的轉(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。會(huì)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。52二、污染物的轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程：132二、污染物的轉(zhuǎn)化過程污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：物理過程1化學(xué)過程2生物過程353二、污染物的轉(zhuǎn)化過程污染物在海洋環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程：物理過1332.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程化學(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)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)——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(jìn)一步分解和轉(zhuǎn)化。水中含有各種無機(jī)和有機(jī)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)——改變它們的存在狀態(tài)。542.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程化學(xué)轉(zhuǎn)化在環(huán)境中比物理轉(zhuǎn)化更1342.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

1．中和置換反應(yīng):污染物進(jìn)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)。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。

552.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

1．中和置換反應(yīng):1352.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

2．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)。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(jià)態(tài)的變化——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(huì)發(fā)生變化。如一氧化氮變成二氧化氮；一價(jià)汞離子和二價(jià)汞離子間可以發(fā)生如下反應(yīng)：2Hg+→Hg2++Hg0

562.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

2．氧化還原作用:1362.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

3．光化學(xué)反應(yīng)：許多農(nóng)藥化合物、氮氧化物、碳?xì)浠镌谔?yáng)光作用下發(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。例如，一氧化氮和碳?xì)浠镌凇趸?、臭氧、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——多種代謝物（無殺蟲能力）572.1污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程

3．光化學(xué)反應(yīng)：1372.2污染物的物理轉(zhuǎn)化過程凝聚：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)（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(gè)原子核蛻變成別的原子核或其他基本粒子。582.2污染物的物理轉(zhuǎn)化過程凝聚：膠體顆粒的聚集。1382.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程生物轉(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。因生物的作用而發(fā)生物質(zhì)形態(tài)、性質(zhì)的變化。592.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程1392.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

污染物都能被生物吸收。這些物質(zhì)進(jìn)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)。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(qiáng)。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(duì)氰化物也有類似機(jī)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、氟化氫等并吸滯塵埃。602.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

污染物都能被生物吸收。這些1402.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

砷、汞等經(jīng)過微生物作用進(jìn)入動(dòng)物體后甲基化成甲基砷，甲基汞等——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、氨等——毒性減弱許多農(nóng)藥在微生物作用下起氧化還原反應(yīng)。有機(jī)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。612.3污染物的生物轉(zhuǎn)化過程

砷、汞等經(jīng)過微生物作用進(jìn)入141生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過程包括兩相反應(yīng)體系：Ⅰ相反應(yīng)體系——氧化反應(yīng)將氧原子加入到污染物中以產(chǎn)生極性集團(tuán)，如羥基，從而加速污染物的排除。Ⅱ相反應(yīng)——