海洋污染概述 PPT课件
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第三章 海洋污染概述
主讲人:张曼霞 大连海事大学环境科学与工程学院
海洋污染
第一次世界大战后 海上石油运输量增多——航海者注意石油污染
20世纪初
美国——海上大面积油膜对海洋生物有害影响
1926年
美华盛顿会议——企图达成海上油污控制国际协议
1954年
《国际防止海上油污公约》
1969年
“托利•卡尼翁”号海难——海洋污染的巨大危害
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海洋污染的特点
污染扩散范围大 世界海洋相互沟通,海水不停运动
多氯联苯——海洋中原本不存在,在北冰洋 和南极洲捕获的鲸鱼,太平洋复活节岛周围发 现。 日本海的沥青团块——出现在美国和加拿大 西海岸沙滩上。
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海洋污染的特点
防治困难 海洋污染积累过程漫长,不易及时发现 需要依靠长期治理 治理费用大 危害影响面广 难以彻底清除
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② 河流-海洋界面
河口海域是人类活动影响最大的区域:
全世界的污染物质大部分是经过河流入海的。
每年经河流进入海洋的淡水量约4×1016升。
悬浮物质和溶解盐类约2×1013千克(溶解和颗粒态解盐类
82%左右是悬浮固体物质。 与淡水一道进入海湾和河口的颗粒物质,其中 只有一部分到达深海,大部分都滞聚在河口海 域和沿岸沉积物中。
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海洋污染的定义
1970年,联合国《海洋污染科学问题专家联合组》: 人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其中包括 河口湾,以致造成损害生物资源,危害人类健康,妨碍 包括捕鱼在内的各种海洋活动,损坏海洋使用质量及减 损环境优美等有害影响。
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海洋污染的定义
1982年《海洋法公约》: 人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其中包括 河口湾,以致造成或可能造成损害生物资源和海洋生物, 危害人类健康,妨碍包括捕鱼和海洋其他正常用途在内 的各种海洋活动,损坏海水使用质量和减损环境优美等 有害影响。
镉从褐指藻向虾的传递效率达到66% (秦松等, 1993 )
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D.污染物在食物链中的传递
影响污染物在食物链中传递效率的因素现在还了解不 多,可能的因素包括:
污染物自身的理化特征 与污染物共存的食物的影响 生物个体生理特征 前一营养级生物对污染物的代谢转化等
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E. 代谢与排出过程
进入生物体内的有机污染物通常需要经过生物体内酶 类的代谢转化,生成水溶性较高的代谢产物并排出体外。
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海洋污染物分类
按照来源、性质、毒性分类(常用)
海洋污染物
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一、化石燃料/石油及其产品 二、金属和酸碱 三、有机化合物产品 四四、、有耗机氧物有和机营物养和盐营养盐 五五、、固固体体废废物物 六六、、热热污污染染 七七、、人人造造放放射射性性核核物物质质 八、病原体污染物
海洋污染源
污染源定义: 造成环境污染的污染物发生源,包括向环境排放有害 物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置等。
位于各圈层的最低层——很难转移到别处
积累不溶解/难降解物质:重金属、有机氯农药。 DDT 需要10~50年——分解50% 全世界25年300万吨DDT——100万吨在海洋
污染物传递、富集、转化: 无机汞转化为有机汞——甲基汞的毒性比无机汞大
污染物不消失 二战时期德国投弃的芥子气——影响现在波罗的海渔民
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③ 颗粒物-海洋界面
颗粒物-海洋界面间的迁移作用: 1 在河流向海洋输送污染物过程起主要作用 2 在污染物向海底的迁移过程起着重要作用
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④ 沉积物-海洋界面
该界面发生着复杂的物理、化学和生物过程。 沉积物是大多数海洋污染物的最后归宿和储藏库。 水体中物质的沉积过程: ①溶解性组分发生化学沉淀; ②胶体颗粒凝聚沉降; ③颗粒状物质发生物理性重力沉降; ④水体等温蒸发致使其中溶解性盐类过饱和析出。 ⑤微生物氧化还原作用是重要因素,如生成Fe(OH)3和 FeS沉淀。
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海洋污染物的迁移过程
1976年国际海洋污染物迁移讨论会,将最重要的迁移 过程总结归纳为: 空气-海洋
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河流-海洋 2
海洋
3 颗粒物-海洋
生物-海洋 4
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5 沉积物-海洋
①空气-海洋界面
大气
海洋
表面微层/微表层 (小于 0.1毫米厚度的薄层) 微表层对海-气间物质的交换速率起支配作用 大部分物质在海-气界面双向迁移, 但净通量是输入海洋
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污染源分类
按照污染物入海方式分类
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点源
排污管(渠)道、入海河流、海港、船舶、 海上平台等
2 面源
大气污染源、沿海油田、地表径流
3 流动源
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船舶
海洋污染物的迁移转化
气
相
光
照
污染物迁移(分布、输运)
水 相
污
海洋生物和颗粒物表面的吸附 在不同介质间的分配、
染
在水体中的扩散
物
海流输运过程等
沉 积
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③ 颗粒物-海洋界面
颗粒物沉降过程中,还伴随着对海水中溶解元素的吸 附和解吸作用。
在河口海域:颗粒物可以吸附离子或分子态污染物使 之从水体转入沉积物
在河口海域:吸附了污染物的河生颗粒物质也可以解 吸,出于以下原因:
颗粒物表面积缩小或吸附平衡改变。 与海水中高浓度的钙、镁离子交换,污染物离子 或分子重新进入水体。
常常伴随有污染物形态的转变。
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海洋污染物的迁移过程——生物过程
污染物经海洋生物的吸收、代谢、排泄 尸体的分解、碎屑沉降作用 生物在运动过程中对污染物的搬运 污染物在水体和生物体之间迁移,或从一个海区或水 层转到另一海区或水层,以及在海洋食物链中的传递
思考:如何区别迁移过程还是转化过程?如微 生物对石油等有机物的降解作用和对金属的烷 基化作用
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B.累积过程
海洋生物对许多种重金属元素和有机氯农药的浓缩系 数可达103~105。 底栖生物如贻贝和牡蛎对重金属、烃类、石油和农药 都有较大的积累作用,已被用来作为海洋污染的指示 生物。
C.同化作用
同化作用/合成代谢是指生物体把从外界环境中获取 的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的 变化过程。即生物体利用能量将小分子合成为大分子 的一系列代谢途径.
如改变溶解氧含量和氧化还原电位。 泵吸海水,增强沉积物-间隙水间交换作用。
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⑤ 生物-海洋界面
污染物
A吸收过程 B累积过程 C同化和转化 D食物链传递 E 代谢和排出
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排泄到 海洋
排出无毒或 低毒的有机 结合态金属
A 吸收过程
生物体吸收环境中物质的情况有三种:
① 体表直接吸收:藻类植物、原生动物和多种微生物; ② 根系吸收:高等植物; ③ 吞食吸收:大多数动物。
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物理过程
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化学过程
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生物过程
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海洋污染物的迁移过程——物理过程
污染物被河流、大气输送入海 在海气界面间的蒸发、沉降 入海后在海水中的扩散和海流搬运 颗粒态污染物在海洋水体中的重力沉降等
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海洋污染物的迁移过程——化学过程
氧化、还原、水解、络合、分解等,使污染物在单一 介质中迁移或由一相转入另一相,都属于化学迁移过程。
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② 河流-海洋界面
河流输送的溶解态和悬浮态污染物的行为取决于:
1. 环境酸碱度 2. 盐度:影响絮凝作用速率——污染物迁移和归宿 3. 氧化-还原状况:
许多河口海域的氧化-还原电位和溶解氧含量在 水平和垂直方向上都有差异,使变价元素在同一 海域的不同部位有不同价态
4. 有机物和胶体的含量 5. 河口的地理环境差异
D. 污染物在食物链中的传递
生物的摄食造成了污染物沿食物链的传递。 化学性质稳定、不易降解的污染物,食物链传递的效 应十分显著。
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D.污染物在食物链中的传递
案例1:有机氯农药六六六,以及甲基汞等,在生物 体内的浓度随营养级的升高而升高,表现出明显的生物 放大现象,而积累在高营养级生物体内的六六六后甲基 汞,有相当一部分是通过对低营养级生物的摄食获得的。
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④ 沉积物-海洋界面
污染物在沉积物-海洋界面中的迁移活动:
颗粒态污染物沉降
浓度梯度扩散到上覆水 二次污染
有机结合态污染物 被氧化、分解 进入间隙水
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底层流和波浪 的作用再悬浮
异地沉降底层底流层搬流运搬 再运迁再移迁移
表层沉积 长物期长的期成的岩成作岩用作用
深层沉积物
④ 沉积物-海洋界面
底栖动物的影响: 搅动沉积物从而改变理化环境
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4.2 海洋污染物
海洋污染物: 由人类引入海洋(包括河口湾),并对海洋环境的组 成和性质发生直接或间接有害影响的物质。 主要来源:大陆径流、大气。 污染形态:废水、废渣、废气。
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4.2.1 海洋污染物分类
按照性质分类
海海洋污染物物
化化学污染物物
物物理污染物物
生生物物污染物
无机污染染物物 有有机机污污染染物物 热热污污染染物物 放射性性污污染染物物 病病原原体体 变应应原原污污染染物物
在上述三种情况中,前两种属于直接从环境中摄取, 后一种则需要通过食物链进行摄取。
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B.累积过程
相当一部分污染物进入环境后即被一些生物直接吸收, 在生物体内积累起来。有的则通过不同营养级的传递、 运移使顶级生物的污染物富集达到严重程度,可使人体 发生严重的疾病。 如日本有名的“水俣病”即是食用富集了大量有机汞的 鱼类引起,而“痛痛病”是镉的富集引起的疾病。
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D.污染物在食物链中的传递
案例2:对三丁基锡沿藻——轮虫——糠虾这一食物 链传递的研究虽然未能证实有生物放大现象存在,但是 糠虾体内的三丁基锡有近50% 来自轮虫
海洋生物通过摄食引起的污染物积累是非常显著的。