第七章 海洋污染與生態(tài)環(huán)境影響評價(海洋環(huán)境生態(tài)學)

第一節(jié)海洋污染物與毒物第二節(jié)海洋污染物的遷移和轉化第三節(jié)環(huán)境污染物的毒理學評價第四節(jié)生態(tài)監(jiān)測與海洋生態(tài)環(huán)境影響評價第七章海洋污染與生態(tài)環(huán)境影響評價一、海洋污染與毒物二、海洋污染的特點三、海洋污染物質(zhì)分類第一節(jié)海洋污染物與毒物一、海洋污染物與毒物1.污染物進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成發(fā)生變化，直接或間接有害于生物生長、發(fā)育和繁殖的物質(zhì)。污染物的作用對象是包括人在內(nèi)的所有生物。環(huán)境污染物是指由于人類的活動進入環(huán)境，使環(huán)境正常組成和性質(zhì)發(fā)生改變，直接或間接有害于生物和人類的物質(zhì)。一、海洋污染物與毒物一、海洋污染物與毒物3.海洋污染由于人類活動，直接或間接地把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，造成或可能造成損害海洋生物資源、危害人類健康、阻礙海洋活動〔包括漁業(yè)〕、損壞海水和海洋環(huán)境質(zhì)量等有害影響。二、海洋污染的特點1.污染源廣直接排放入海江河徑流大氣擴散雨雪沉降污染物質(zhì)多種多樣來源DDT揮發(fā)性物質(zhì)〔如多氯聯(lián)苯、汞和石油等〕多氯聯(lián)苯的世界年產(chǎn)量約為10萬噸，其中有2.5萬噸蒸發(fā)進入大氣，它們大局部最終將沉降入海二、海洋污染的特點2.持續(xù)性強、危害大海洋是地球上位能最低的區(qū)域不能溶解和不易分解物質(zhì)長期蓄積〔如重金屬和有機氯農(nóng)藥〕海洋生物的富集作用海洋生物把一些毒性本來不大的無機物轉化為毒性很強的有機物〔如無機汞被轉化成甲基汞〕污染物質(zhì)通過食物鏈傳遞和放大二、海洋污染的特點3.擴散范圍廣進入海水的污染物在海流的攜帶下，可在海區(qū)、沿岸、河口、大洋之間遷移。二、海洋污染的特點4.防治困難以上三個特點具有很長的積累過程，不易被及時發(fā)現(xiàn)需要消耗巨資、經(jīng)過長期治理才能消除三、海洋污染物質(zhì)分類1.石油及其產(chǎn)品原油和從原油分餾出的許多產(chǎn)品，對海洋造成污染的主要是原油、各種燃料油和潤滑油。通過開采、運輸、煉制及使用等過程的流失而入海。每年經(jīng)由各種途徑進入海洋的石油烴達600萬t左右。三、海洋污染物質(zhì)分類三、海洋污染物質(zhì)分類2.重金屬和類金屬主要有汞、鎘、銅、鉛、鋅和銀等金屬和砷和硒等非金屬元素。來源：工業(yè)污水、礦山污泥和廢水以及石油燃燒生成的廢氣。著名的水俁(yu)病和骨痛病分別由汞和鎘污染引起。三、海洋污染物質(zhì)分類3.農(nóng)藥重金屬農(nóng)藥有機磷農(nóng)藥有機氯農(nóng)藥對環(huán)境的污染主要取決于其中所含有的金屬元素性質(zhì)穩(wěn)定，長期殘留、富集于生物體內(nèi)，危害尤大三、海洋污染物質(zhì)分類4.有機廢物和生活污水來自造紙、食品、印染等工業(yè)生產(chǎn)的纖維素、木質(zhì)素、果膠、糖類、脂類、生活污水、生物殘骸以及圍墾養(yǎng)殖區(qū)排放廢水中的有機物質(zhì)和營養(yǎng)鹽類顯著特點不會在生物體內(nèi)積累，而消耗大量溶解氧和導致海區(qū)富營養(yǎng)化生活污水中還含有寄生蟲和致病菌三、海洋污染物質(zhì)分類4.有機廢物和生活污水污水污物進入海洋后，也給海洋的生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害。調(diào)查結果說明，歐洲有13個國家近1.7億人口的生活污水及工業(yè)廢水每天都要排入黑海。素有歐洲療養(yǎng)勝地之稱的黑?，F(xiàn)已變成了一座巨大的污水池。昔日風光秀麗的巴拿馬海灣如今也污水橫流，巴西每天至少有500噸未經(jīng)處理的有機污水和50噸重金屬污染水排入里約熱內(nèi)盧市的瓜納巴拉海灣。三、海洋污染物質(zhì)分類5.放射性物質(zhì)來源于核武器爆炸、核工業(yè)和核動力船艦的排污放射性核素種類繁多，其中以239Pu、90Sr和137Cs的排放量較大通過射線的輻射作用對海洋生物和人類產(chǎn)生危害三、海洋污染物質(zhì)分類6.熱污染主要來源于各種工業(yè)的冷卻水導致局部海區(qū)水溫上升、溶解氧含量下降，影響海洋生物的新陳代謝，甚至使動植物群落發(fā)生變化隨著原子能發(fā)電和常規(guī)發(fā)電的迅速增長，熱污染可能成為沿岸海域的一種重要污染源三、海洋污染物質(zhì)分類7、垃圾填埋、圍海造地和不合理的港工建設垃圾填埋、圍海造地和不合理的港工建設也是海洋污染的一種形式。將局部污染物帶入海洋環(huán)境；將破壞海岸帶良好的環(huán)境，干擾海洋生物的正常活動，或使濱海生物喪失生存的場所。第二節(jié)海洋污染物的遷移和轉化一、污染物遷移和轉化的有關概念二、海洋污染物的遷移和轉化三、污染物在食物鏈中的傳遞與放大四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量一、污染物在生物體內(nèi)的吸收、分布、排泄和轉化污染物在生物體內(nèi)的吸收生物體接觸的海洋污染物通過各種途徑透過有機體的生物膜進入血液的過程，這一過程與氧和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收過程無本質(zhì)差異。一、污染物在生物體內(nèi)的吸收、分布、排泄和轉化污染物在生物體內(nèi)的分布環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑被吸收后，隨血液和體液循環(huán)分布到全身組織細胞的過程。一、污染物在生物體內(nèi)的吸收、分布、排泄和轉化排泄一種化學物及其代謝產(chǎn)物向機體外轉運的過程，是機體內(nèi)物質(zhì)代謝全過程中的最后一個環(huán)節(jié)。一、污染物在生物體內(nèi)的吸收、分布、排泄和轉化污染物的生物轉化進入體內(nèi)的外來化合物，在體內(nèi)酶催化下發(fā)生一系列代謝變化的過程，也稱為生物代謝轉化。二、海洋污染物的遷移和轉化污染物的遷移污染物入海后，參與物理、化學和生物過程而產(chǎn)生空間位置的移動，或由一種地球化學相〔如海水、沉積物、大氣、生物體〕向另一種地球相轉移的現(xiàn)象。污染物的轉化污染物由一種存在形態(tài)向另一種形態(tài)轉變二、海洋污染物的遷移和轉化遷移與轉化是兩個不同的概念，但遷移過程往往同時伴隨發(fā)生形態(tài)轉變，反之亦然。

海洋環(huán)境是一個復雜的系統(tǒng)，它包括海洋本身及其鄰近相關的大氣、陸地、河流等區(qū)域，且可按其地理和生態(tài)特征分為假設干亞系統(tǒng)。工業(yè)廢水中的六價鉻在遷移入海過程中可以被復原為三價鉻，三價鉻在河口水域由于介質(zhì)酸堿度的改變形成氫氧化鉻膠體，后者在海水電解質(zhì)作用下發(fā)生絮凝，沉降在河口沉積物中。由于化學反響和水流搬運，鉻在遷移中價態(tài)和形態(tài)均發(fā)生了變化，并由水相轉入沉積相。二、海洋污染物的遷移和轉化1.物理過程污染物質(zhì)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散和海流運輸，以及顆粒態(tài)污染物在海洋水體中的重力沉降等。大氣海水沉積物河流二、海洋污染物的遷移和轉化2.化學過程污染物與環(huán)境中的其他物質(zhì)產(chǎn)生化學作用，如氧化、復原、水解、絡合等，使污染物在單一介質(zhì)中遷移或由一相轉入另一相。它往往伴隨有污染物形態(tài)的轉變。二、海洋污染物的遷移和轉化3.生物過程污染物經(jīng)海洋生物的吸收、代謝、排泄和通過海洋食物鏈的傳遞，以及尸體分解、碎屑沉降與生物在運動過程中對污染物的搬運，構成污染物的遷移轉化系統(tǒng)。微生物對石油等有機物的降解作用和對金屬的烷基化作用那么是重要的生物轉化過程。二、海洋污染物的遷移和轉化二、海洋污染物的遷移和轉化汞沉淀于靠近排放處二價汞離子在遷移過程中被底泥和懸浮物中的微粒所吸附沉淀。沉積物中各種形態(tài)的汞又可能轉化為二價汞，后者在微生物作用下轉化成甲基汞和二甲基汞。甲基汞溶于水，可富集在藻類、魚類和其他海洋生物體中。二甲基汞通過揮發(fā)作用擴散到大氣中去，在酸性條件下和紫外線作用下被分解，可能轉化為元素汞，隨降雨再降落在陸地或水中。三、污染物在食物鏈中的傳遞與放大1.生物放大〔bio-magnification〕指污染物在生物體內(nèi)的濃度隨著食物鏈營養(yǎng)級而逐步增大的現(xiàn)象。由于生物放大作用，進入環(huán)境中的毒物，即使是微量的也會使生物尤其是處于高位營養(yǎng)級的生物受到毒害，從而干擾或破壞生態(tài)系的能量流動和物質(zhì)循環(huán)。三、污染物在食物鏈中的傳遞與放大2.生物濃縮〔bio-concentration〕或稱生物富集〔bio-enrichment〕，指生物從環(huán)境中吸收某些元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度。如金槍魚對銅的濃縮系數(shù)是100，對鎂的濃縮系數(shù)卻是0.3，褐藻對鉬的濃縮系數(shù)是11，對鉛的濃縮系數(shù)卻高達70000。三、污染物在食物鏈中的傳遞與放大3.生物積累〔bio-accumulation〕指海洋生物從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物〔如重金屬、有機農(nóng)藥和放射性物質(zhì)〕，并隨生物的生長發(fā)育，濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。如牡蠣在50ug/L的氯化汞溶液中的積累，觀察到第7天，牡蠣〔按鮮重每公斤計〕體內(nèi)汞含量為25mg，濃縮系數(shù)為500，第14天達35mg，濃縮系數(shù)為700，到第42天達60mg，濃縮系數(shù)增至1200。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量1.海洋自凈能力〔1〕海洋自凈能力指海洋通過它本身的物理、化學和生物的作用，使污染物質(zhì)的濃度自然地逐漸降低乃至消失的能力。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕海洋自凈過程包括物理凈化、化學凈化和生物凈化。三種過程相互影響，同時發(fā)生或交錯進行。一般說來，物理凈化是海洋自凈中最重要的途徑。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕海洋自凈過程①物理凈化通過稀釋、吸附、沉淀或氣化等作用而實現(xiàn)的自然凈化，其中海流的輸送和稀釋擴散是快速凈化的重要途徑。在河口和內(nèi)灣，污染物主要依靠潮流而稀釋擴散，使污染范圍由小變大，而濃度那么由高變低?？沙恋砉腆w由水相向沉積相轉移，從而改善了水質(zhì)。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕海洋自凈過程①物理凈化采用海流〔潮流〕和污染物擴散過程的數(shù)學模擬。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕海洋自凈過程②化學凈化包括氧化復原、化合分解、交換和絡合等化學反響實現(xiàn)的自然凈化。重金屬污染物在海水酸堿度和鹽度變化影響下，離子價態(tài)可能發(fā)生改變，從而改變毒性或由膠體物質(zhì)吸附凝聚而沉淀于海底。海水中含有的各種螯合劑也都可以與污染物發(fā)生絡合反響，從而改變它們的存在形態(tài)和毒性。在弱堿性海水中，大多數(shù)重金屬形成羥基化合物沉淀而促進凈化。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕海洋自凈過程③生物凈化通過生物類群的代謝作用〔同化作用和異化作用〕使環(huán)境中污染物質(zhì)的數(shù)量減少、濃度下降，毒性減輕甚至消失的過程。微生物能降解各種有機污染物，從而降低環(huán)境的有機污染。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量2.環(huán)境容量〔1〕環(huán)境容量〔environmentalcapacity〕指在人類生存和自然生態(tài)不致受害的前提下，某一環(huán)境所能容納的污染物的最大負荷量。環(huán)境容量包括絕對容量和年容量兩個方面，即絕對容量和年容量。四、海洋的自凈能力和環(huán)境容量〔2〕絕對容量絕對容量〔WQ〕由規(guī)定的環(huán)境標準值〔WS，如各種水質(zhì)標準〕和環(huán)境背景值〔B〕所決定：WQ=