第七章 海洋污染与生态环境影响评价(海洋环境生态学)

第一节海洋污染物与毒物第二节海洋污染物的迁移和转化第三节环境污染物的毒理学评价第四节生态监测与海洋生态环境影响评价第七章海洋污染与生态环境影响评价一、海洋污染与毒物二、海洋污染的特点三、海洋污染物质分类第一节海洋污染物与毒物一、海洋污染物与毒物1.污染物进入环境后使环境的正常组成发生变化，直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。污染物的作用对象是包括人在内的所有生物。环境污染物是指由于人类的活动进入环境，使环境正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于生物和人类的物质。一、海洋污染物与毒物一、海洋污染物与毒物3.海洋污染由于人类活动，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、阻碍海洋活动〔包括渔业〕、损坏海水和海洋环境质量等有害影响。二、海洋污染的特点1.污染源广直接排放入海江河径流大气扩散雨雪沉降污染物质多种多样来源DDT挥发性物质〔如多氯联苯、汞和石油等〕多氯联苯的世界年产量约为10万吨，其中有2.5万吨蒸发进入大气，它们大局部最终将沉降入海二、海洋污染的特点2.持续性强、危害大海洋是地球上位能最低的区域不能溶解和不易分解物质长期蓄积〔如重金属和有机氯农药〕海洋生物的富集作用海洋生物把一些毒性本来不大的无机物转化为毒性很强的有机物〔如无机汞被转化成甲基汞〕污染物质通过食物链传递和放大二、海洋污染的特点3.扩散范围广进入海水的污染物在海流的携带下，可在海区、沿岸、河口、大洋之间迁移。二、海洋污染的特点4.防治困难以上三个特点具有很长的积累过程，不易被及时发现需要消耗巨资、经过长期治理才能消除三、海洋污染物质分类1.石油及其产品原油和从原油分馏出的许多产品，对海洋造成污染的主要是原油、各种燃料油和润滑油。通过开采、运输、炼制及使用等过程的流失而入海。每年经由各种途径进入海洋的石油烃达600万t左右。三、海洋污染物质分类三、海洋污染物质分类2.重金属和类金属主要有汞、镉、铜、铅、锌和银等金属和砷和硒等非金属元素。来源：工业污水、矿山污泥和废水以及石油燃烧生成的废气。著名的水俣(yu)病和骨痛病分别由汞和镉污染引起。三、海洋污染物质分类3.农药重金属农药有机磷农药有机氯农药对环境的污染主要取决于其中所含有的金属元素性质稳定，长期残留、富集于生物体内，危害尤大三、海洋污染物质分类4.有机废物和生活污水来自造纸、食品、印染等工业生产的纤维素、木质素、果胶、糖类、脂类、生活污水、生物残骸以及围垦养殖区排放废水中的有机物质和营养盐类显著特点不会在生物体内积累，而消耗大量溶解氧和导致海区富营养化生活污水中还含有寄生虫和致病菌三、海洋污染物质分类4.有机废物和生活污水污水污物进入海洋后，也给海洋的生态环境造成了极大的危害。调查结果说明，欧洲有13个国家近1.7亿人口的生活污水及工业废水每天都要排入黑海。素有欧洲疗养胜地之称的黑海现已变成了一座巨大的污水池。昔日风光秀丽的巴拿马海湾如今也污水横流，巴西每天至少有500吨未经处理的有机污水和50吨重金属污染水排入里约热内卢市的瓜纳巴拉海湾。三、海洋污染物质分类5.放射性物质来源于核武器爆炸、核工业和核动力船舰的排污放射性核素种类繁多，其中以239Pu、90Sr和137Cs的排放量较大通过射线的辐射作用对海洋生物和人类产生危害三、海洋污染物质分类6.热污染主要来源于各种工业的冷却水导致局部海区水温上升、溶解氧含量下降，影响海洋生物的新陈代谢，甚至使动植物群落发生变化随着原子能发电和常规发电的迅速增长，热污染可能成为沿岸海域的一种重要污染源三、海洋污染物质分类7、垃圾填埋、围海造地和不合理的港工建设垃圾填埋、围海造地和不合理的港工建设也是海洋污染的一种形式。将局部污染物带入海洋环境；将破坏海岸带良好的环境，干扰海洋生物的正常活动，或使滨海生物丧失生存的场所。第二节海洋污染物的迁移和转化一、污染物迁移和转化的有关概念二、海洋污染物的迁移和转化三、污染物在食物链中的传递与放大四、海洋的自净能力和环境容量一、污染物在生物体内的吸收、分布、排泄和转化污染物在生物体内的吸收生物体接触的海洋污染物通过各种途径透过有机体的生物膜进入血液的过程，这一过程与氧和营养物质的吸收过程无本质差异。一、污染物在生物体内的吸收、分布、排泄和转化污染物在生物体内的分布环境污染物经各种途径被吸收后，随血液和体液循环分布到全身组织细胞的过程。一、污染物在生物体内的吸收、分布、排泄和转化排泄一种化学物及其代谢产物向机体外转运的过程，是机体内物质代谢全过程中的最后一个环节。一、污染物在生物体内的吸收、分布、排泄和转化污染物的生物转化进入体内的外来化合物，在体内酶催化下发生一系列代谢变化的过程，也称为生物代谢转化。二、海洋污染物的迁移和转化污染物的迁移污染物入海后，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。污染物的转化污染物由一种存在形态向另一种形态转变二、海洋污染物的迁移和转化迁移与转化是两个不同的概念，但迁移过程往往同时伴随发生形态转变，反之亦然。

海洋环境是一个复杂的系统，它包括海洋本身及其邻近相关的大气、陆地、河流等区域，且可按其地理和生态特征分为假设干亚系统。工业废水中的六价铬在迁移入海过程中可以被复原为三价铬，三价铬在河口水域由于介质酸碱度的改变形成氢氧化铬胶体，后者在海水电解质作用下发生絮凝，沉降在河口沉积物中。由于化学反响和水流搬运，铬在迁移中价态和形态均发生了变化，并由水相转入沉积相。二、海洋污染物的迁移和转化1.物理过程污染物质被河流、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运输，以及颗粒态污染物在海洋水体中的重力沉降等。大气海水沉积物河流二、海洋污染物的迁移和转化2.化学过程污染物与环境中的其他物质产生化学作用，如氧化、复原、水解、络合等，使污染物在单一介质中迁移或由一相转入另一相。它往往伴随有污染物形态的转变。二、海洋污染物的迁移和转化3.生物过程污染物经海洋生物的吸收、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，构成污染物的迁移转化系统。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那么是重要的生物转化过程。二、海洋污染物的迁移和转化二、海洋污染物的迁移和转化汞沉淀于靠近排放处二价汞离子在迁移过程中被底泥和悬浮物中的微粒所吸附沉淀。沉积物中各种形态的汞又可能转化为二价汞，后者在微生物作用下转化成甲基汞和二甲基汞。甲基汞溶于水，可富集在藻类、鱼类和其他海洋生物体中。二甲基汞通过挥发作用扩散到大气中去，在酸性条件下和紫外线作用下被分解，可能转化为元素汞，随降雨再降落在陆地或水中。三、污染物在食物链中的传递与放大1.生物放大〔bio-magnification〕指污染物在生物体内的浓度随着食物链营养级而逐步增大的现象。由于生物放大作用，进入环境中的毒物，即使是微量的也会使生物尤其是处于高位营养级的生物受到毒害，从而干扰或破坏生态系的能量流动和物质循环。三、污染物在食物链中的传递与放大2.生物浓缩〔bio-concentration〕或称生物富集〔bio-enrichment〕，指生物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。如金枪鱼对铜的浓缩系数是100，对镁的浓缩系数却是0.3，褐藻对钼的浓缩系数是11，对铅的浓缩系数却高达70000。三、污染物在食物链中的传递与放大3.生物积累〔bio-accumulation〕指海洋生物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，浓缩系数不断增加的现象。如牡蛎在50ug/L的氯化汞溶液中的积累，观察到第7天，牡蛎〔按鲜重每公斤计〕体内汞含量为25mg，浓缩系数为500，第14天达35mg，浓缩系数为700，到第42天达60mg，浓缩系数增至1200。四、海洋的自净能力和环境容量1.海洋自净能力〔1〕海洋自净能力指海洋通过它本身的物理、化学和生物的作用，使污染物质的浓度自然地逐渐降低乃至消失的能力。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕海洋自净过程包括物理净化、化学净化和生物净化。三种过程相互影响，同时发生或交错进行。一般说来，物理净化是海洋自净中最重要的途径。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕海洋自净过程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。在河口和内湾，污染物主要依靠潮流而稀释扩散，使污染范围由小变大，而浓度那么由高变低。可沉淀固体由水相向沉积相转移，从而改善了水质。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕海洋自净过程①物理净化采用海流〔潮流〕和污染物扩散过程的数学模拟。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕海洋自净过程②化学净化包括氧化复原、化合分解、交换和络合等化学反响实现的自然净化。重金属污染物在海水酸碱度和盐度变化影响下，离子价态可能发生改变，从而改变毒性或由胶体物质吸附凝聚而沉淀于海底。海水中含有的各种螯合剂也都可以与污染物发生络合反响，从而改变它们的存在形态和毒性。在弱碱性海水中，大多数重金属形成羟基化合物沉淀而促进净化。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕海洋自净过程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。微生物能降解各种有机污染物，从而降低环境的有机污染。四、海洋的自净能力和环境容量2.环境容量〔1〕环境容量〔environmentalcapacity〕指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。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面，即绝对容量和年容量。四、海洋的自净能力和环境容量〔2〕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：WQ=