第十二章海洋污染和赤潮现象
海洋污染的特点
1.污染源广:
人类活动所产生的污染物质多种多样,所有这些污染物质除直
接排放入海外,还可通过江河径流、大气扩散和雨雪沉降而进入海洋,所以有人称海洋是陆上一
切污染物的“垃圾桶”。
2.持续性强、危害大:
海洋是最低的区域,只能接受来自大气和
陆地的污染物质,很难再从海洋转移出去。一些不能溶解和不易分解的物质(如重金属和有机氯 农药)会长期在海洋中蓄积着,由海洋生物的摄取而进入生物体内,并通过海洋生物的富集作用 使得生物体内的污染物质含量比在海水中的浓度大得多。海洋生物还能把一些毒性本来不大的无 机物转化为毒性很强的有机物(如无机汞被转化为甲基汞),污染物质还可以通过食物链传递和 放大,对人类造成潜在威胁。
生物可以用作污染指标? 1对污染物质有敏感反应的生物:用海胆的受精卵判断海水中
某些重金属污染的程度。利用牡蛎高度富集海水中的有机氯农药(如滴滴涕)
WQ = WS-B(以浓度单位表示) 或WQ = M(WS-B)(以重量单位表示,
M为某环境介质的重量)
年容量
年容量(WA):是某一环境在污染物的积累浓度 不超过环境标准规定的最大容许值的情况下,每 年所能容纳的某污染物的最大负荷量。
如果某污染该污染物在这一环境中 的年净化率K =(A'/A)×100%。
即利用海洋生物个体、种群或群落对海洋环境污染或变化所产 生的反应,阐明环境污染状况,从生物学角度为环境质量的监 测和评价提供依据。
监测手段主要有:
1.利用指示生物进行监测
有些污染物质在海水中的含量甚微而不易检出,因此可以利用生物与水质污染的关系以及生物 富集某些污染物质的特殊性间接监测水质。污染指示生物(indicator organism)是指对环境中 的污染物质产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境质量的现状和变化的生物。
(2)急性中毒与慢性中毒:
高浓度或剧毒性污染可引起海洋生物个体的直接中毒致死。 污染物质对生物的生理、生化影响,主要是改变细胞的化学组成、
抑制酶的活性,影响渗透压的调节和正常的代谢功能,从而影响 生物体的生长、生殖和行为。
2.种群―群落的生态效应
受污染的海域其生物群落的组成和结构会相应产生改变。通 常是某些耐污生物种类的个体数量会猛增起来,而对污染敏 感的种类个体数会大量减少甚至消失,结果导致群落物种多 样性指数明显下降。
(三)海洋污染物的迁移与转化
迁移的定义:污染物入海后参与物理、化学和生物过
程而产生空间位置的移动,或由一种地球化学相(如海水、 沉积物、大气、生物体)向另一种地球相转移的现象称为 污染物的迁移。
转化的定义:污染物由一种存在形态向另一种形态转
变则称为污染物的转化。
迁移和转化的过程
1.物理过程:输送、蒸发、沉降、扩散、海流运输、重力沉降等 2.化学过程:氧化、还原、水解、络合等 3.生物过程:经海洋生物的吸收、代谢、排泄和通过海洋食物链的传递,以及尸
体分解、碎屑沉降与生物在运动过程中对污染物的搬运
(四)海洋的自净能力和环境容量
1.海洋自净能力 环境自净(environmental self-purification)
定义:是指环境受到污染后,在物理、化学和生物作用下逐渐消除污染物达到自然
净化的过程。
(1)物理净化:通过稀释、吸附、沉淀或气化等作用而实现的自然净化,其中 海流的输送和稀释扩散是快速净化的重要途径。
年容量与绝对容量的关系为: WA = K·WQ
WQ:绝对容量
二、海洋污染的生物学效应和生物监测
(一)海洋污染的生物学效应
1.个体生物的生物学效应
(1)生物浓缩与生物积累:生物能从环境中吸收某些元素或难分解的
化合物,使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度,这种现象称为生物浓 缩(bio-concentration)或称生物富集(bio-enrichment)。生物都有从 周围环境中蓄积某些元素或难分解的化合物(如重金属、有机农药和放射性 物质),并随生物的生长发育,浓缩系数不断增加,这种现象称为“生物积 累”(bio-accumulation)。
(2)化学净化 :包括氧化还原、化合分解、交换和络合等化学反应实现的自然
净化。
(3)生物净化:通过生物类群的代谢作用(同化作用和异化作用)使环境中污 染物质的数量减少、浓度下降,毒性减轻甚至消失的过程。
2.环境容量
环境容量(environmental capacity)定 义:是在人类生存和自然生态不致受害的前提下,某一环
境所能容纳的污染物的最大负荷量。
沿海内湾进行鱼虾人工养殖将要考虑环境容量。
决定环境容量的大小的因素:环境空间的大小、
环境要素的特征(如内湾的潮流和其他水交换条件)、污染 物本身的物理和化学性质。
(1)绝对容量 (2)年容量
绝对容量
绝对容量(WQ)由规定的环境标准值(WS, 如各种水质标准)和环境背景值(B)所决 定:
例如,有机污染较严重的水域,小头虫数量明显增多
“生物放大”(bio-magnification):海洋生物对
污染物质有很强的富集能力,这些污染物在有机体内的浓度 随着食物链营养级而逐步增大,这种现象称为“生物放大” (bio-magnification)
(二)海洋污染的生物监测
什么是海洋污染的生物监测?
3.扩散范围广:
浩瀚的海洋是一个互相连通的整体,进入海水的污
染物在海流的携带下,可从一个海区迁移到另一个海区,从沿岸、河口迁移到大洋。
4.防治困难:
1、2、3,加上海洋污染有很长的积累过程,不易被及时发现,
一旦形成污染,需要耗费巨资、经过长期治理才能消除。在治理过程中,必须牵涉到工业布局、 资源开发等具体问题,增加海洋污染防治的复杂性。
第十二章海洋污染和赤潮现象
第一节 海洋污染概述
一、海洋污染和污染物质的迁移与转化
(一)海洋污染的定义及其特点
海洋污染的定义: 由于人类活动,直接或间接地把物质或能量引入海洋环境,
造成或可能造成损害海洋生物资源、危害人类健康、妨碍海 洋活动(包括渔业)、损坏海水和海洋环境质量等的有害影 响,称为海洋污染(marine pollution)。