2007第15课 海洋污染

第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 1 2 青岛近海浒苔 2008年6月28日 3 4 污染物与海洋环境污染物 海洋污染物 指主要经由人类活动而直接或间接进入海洋环境 并能产生有害影响的物质或能量 人们在海上和沿海地区排污可以污染海洋 而投弃在内陆地区的污物亦能通过大气的搬运 河流的携带而进入海洋 海洋中累积着的人为污染物不仅种类多 数量大 而且危害深远 自然界如火山喷发 自然油溢也造成海洋污染 但相比于人为的污染物影响小 不作为海洋环境科学研究的主要对象 5 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 6 1 1污染源分类 按人类活动方式可分为 工业 农业 交通 生活等污染源 按排放污染物种类不同 可分为 无机 有机 热 放射性 重金属 病原体等污染源 以及混合污染源 按排放污染物的空间分布方式可分为 水污染点源 是以点状形式排放而使水体造成污染的发生源 排放规律呈现季节性和随机性 往往含污染物多 成分复杂 水污染非点源 面源 是以大面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源 其中坡面径流带来的污染物和农田灌溉水是水体污染的主要来源 目前造成湖泊等水体的富营养化 主要是由面源带来的大量氮 磷等所造成的 7 1 1污染源分类 生活污水 生活污水 由人类消费活动产生的污水 包括由厨房 浴室 厕所等场所排出的污水和污物 生活污水中的污染物 按形态可分为 不溶物质 约占污染物总量的40 它们或沉积在水底 或悬浮在水中 胶态物质 约占污染物总量的10 溶解物质 约占污染物总量的50 8 1 1污染源分类 工业废水 工业废水是工业生产过程中排出的废水 污水 废液等统称 废水主要指工业用冷却水 污水是指与产品直接接触 受污染较严重的排水 废液即指在生产工艺中流出的废液 工业废水由于受产品 原料 药剂 工艺过程 设备构造 操作条件等多种因素的综合影响 所含的污染物质成分极为复杂 而且在不同的时间里水质也有很大的差异 9 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 10 1 2污染物进入海洋的途径 物质从大陆转移到海洋的三个主要自然途径 风 河流和冰川 还有由人类社会活动增添的二个人为途径 船舶和家庭 工业废物的排污渠道 人类的社会活动每年向大洋中分散了3 109吨的固体物质 而河流 风 冰川的搬运约有25 109吨的固体物质补充进来 11 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 12 1 3海洋对废物的接受能力 海洋系统的两个特性影响了它对人类活动所产生的废物的接受能力 首先 物质在海洋中停留时间长 引进海洋的物质在河流 风系统中的停留时间只有几天或几个月 而溶解态和颗粒态物质在大洋的停留时间却从几年到几亿年 因此 现在注入到海洋的物质 经过许多世代后还可以存在着 其次 海洋环境中的生物学和地质学过程 能够从海水中富集各种物质 使它们显著地进入到生物体和非生物体之中 13 1 3海洋对废物的接受能力 海洋是否可消化这些废物 NO 只要把海洋作为废物排放处 就总是存在着一个严重的危险 因为各种剧毒的物质会浓缩在贝类和鱼体之中 而不是被稀释到无害的程度 因此 通过人类对海洋食物的吸收 这类剧毒物质有归还人类的可能 14 1 3海洋对废物的接受能力 人类排入到海洋的物质可分为两大类 1 海洋中原来已有的 其浓度由于人类活动而有所提高 有时也许减少 的那类物质 2 像有机合成化合物和人工放射性核素那样一些海洋中原来所没有的物质 15 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 16 1 4海洋环境污染的特点及危害 海洋环境污染的特点污染源多 持续性强 扩散范围广 难以控制 17 1 4海洋环境污染的特点及危害 海洋环境污染的危害 1 造成海水严重浑浊 影响海洋植物 浮游植物和海藻 的光合作用 从而影响海域的生产力 对鱼类也有危害 2 重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积 并通过海洋生物的富集作用 对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害 3 石油污染在海洋表面形成面积广大的油膜 阻止空气中的氧气向海水中溶解 同时石油的分解也消耗水中的溶解氧 造成海水缺氧 对海洋生物产生危害 并祸及海鸟和人类 4 好氧有机物污染引起赤潮 海水富营养化的结果 造成海水缺氧 导致海洋生物死亡 5 海洋环境污染还会破坏海滨旅游资源 18 生物富集或生物浓缩 生物体从周围环境中蓄积污染物 使这些污染物在生物体内含量超过其在环境中的含量的现象 水生生物对污染物的富集程度可用富集系数 CF 表示 即CF 污染物在生物体内含量 该污染物在水体中的含量 许多生物对汞 镉 铬 砷的富集系数都达102 105 如淡水鱼对汞的富集系数为1000 藻类对铬的富集系数为4000 汞在无脊椎动物体中的富集系数可达10万倍 生物积累 随着生物的生长发育 生物富集系数越来越大的现象 生物放大作用 在生态系统的同一食物链上 由于高级生物以低营养级生物为食 使其某种元素或某种难以分解的化合物在生物体内的含量随营养级的提高而逐渐增大的现象 19 水域生态系统对农药的生物浓缩 20 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 21 2海洋污染物的分类 污染海洋的物质众多 从形态上分为 废水 废渣和废气 按来源 性质和毒性 海洋污染物可分为 石油及其产品 酸 碱 农药 放射性物质 有机废液和生活污水 热污染和固体废物 22 2 1石油及其产品 包括原油和从原油分馏成的溶剂油 汽油 煤油 柴油 润滑油 石蜡 沥青等 以及经裂化 催化重整而成的各种产品 主要是在开采 运输 炼制及使用等过程中流失而直接排放或间接输送入海 是当前海洋中主要的 且易被感官觉察的量大 面广 对海洋生物能产生有害影响 并能损害优美的海滨环境的污染物 23 油类污染物对水体的不良影响 在海气界面形成薄膜阻碍氧的交换 发生氧化而耗氧 从而降低水体中的溶解氧值 导致水质恶化 水体自净能力降低 油类中多种族氢化合物对水生生物有毒杀作用 油容易填塞鱼的鳃部 使之呼吸困难 引起窒息死亡 油臭侵入鱼 贝体内 将使鱼 贝失去食用价值 油污能粘住大量鱼卵和幼鱼 造成鱼卵大批死亡 发生畸形或生长不良 油污粘污了鸟的羽毛 它们变得游不动也飞不起 最终衰竭而死 石油通过消化道进人鸟类机体以后 引起肠胃 肾 肝等器官病变 并使水鸟繁殖率下降 经食物链进入人体 危害人体健康 油污染还能使水体恶臭 破坏景观 影响景观价值 24 25 2 2金属和酸 碱 包括铜 锌 铅 镉 铬 汞 银 锑等金属和磷 硫 砷等非金属以及酸 碱等 主要来自工 农业废水和煤与石油燃烧而生成的废气转移入海 这类物质入海后往往是河口 港湾及近岸水域中的重要污染物 或直接危害海洋生物的生存 或蓄积于海洋生物体内而影响其利用价值 由人类活动而进入海洋的汞 每年可达万吨 已大大超过全世界每年生产约9千吨汞的记录 这是因为煤 石油等在燃烧过程中 会使其中含有的微量汞释放出来 逸散到大气中 最终归入海洋 26 2 3农药 主要自森林 农田等施用农药而随水流迁移入海 或逸入大气 经搬运而沉降入海 包括有农业上大量使用含有汞 铜等重金属农药 有机磷农药 百草枯 蔬草灭等除莠剂 滴滴涕 六六六 狄氏剂 艾氏剂 五氯苯酚等有机氯农药以及多在工业上应用而其性质与有机氯农药相似的多氯联苯等 有机氯农药和多氯联苯的性质稳定 能在海水中长期残留 对海洋的污染较为严重 并因它们疏水亲油易富集在生物体内 对海洋生物危害尤大 农药具有很强的毒性 进入海洋经海洋生物体的富集作用 通过食物链进入人体 产生的危害性就更大 每年因此中毒的人数多达10万人以上 人类所患的一些新型的癌症与此也有密切关系 主要由径流带入海洋 27 2 4放射性物质 主要来自核爆炸 核工业或核舰艇的排污 放射性核素 是由核武器试验 核工业和核动力设施释放出来的人工放射性物质 主要是锶 90 铯 137等半衰期为30年左右的同位素 据估计目前进入海洋中的放射性物质总量为2 6亿居里 这个量的绝对值是相当大的 由于海洋水体庞大 在海水中的分布极不均匀 在较强放射性水域中 海洋生物通过体表吸附或通过食物进入消化系统 并逐渐积累在器官中 通过食物链作用传递给人类 核爆炸以及来自核反应堆的排放 已使海洋环境中的放射性物质含量有明显的增加 首次重要放射性物质的排放发生于1944年 那是华盛顿州的汉福德钚生产工厂排放的废物 它经由哥伦比亚河流入北太平洋 Seymour 1971 核爆炸 对于海洋的人工放射性核素含量贡献最大的是核爆炸 核事故 切尔诺贝利核电站的4号反应堆 28 2 5有机废液和生活污水 这是一类成分复杂的污染物 有来自造纸 印染和食品等工业的纤维素 木质素 果胶 醣类 糠醛 油脂等以及来自生活污水的粪便 洗涤剂和各种食物残渣等 造纸 食品等工业的废物入海后以消耗大量的溶解氧为其特征 生活污水中除含有寄生虫 致病菌外 还带有氮 磷等营养盐类 可导致富营养化 甚至形成赤潮 29 2 6热污染和固体废物 热污染主要来自电力 冶金 化工等工业冷却水的排放 可导致局部海区水温上升 使海水中溶解氧的含量下降和影响海洋生物的新陈代谢 严重时可使动植物的群落发生改变 对热带水域的影响较为明显 固体废物主要包括工程残土 城市垃圾及疏浚泥等 投弃入海后能破坏海滨自然环境及生物栖息环境 据估计 全世界每年产生各类固体废弃物约百亿吨 若1 进入海洋 其量也达亿吨 这些固体废弃物严重损害近岸海域的水生资源和破坏沿岸景观 工业排出的热废水造成海洋的热污染 在局部海域 如有比原正常水温高出4摄氏度以上的热废水常年流入时 就会产生热污染 将破坏生态平衡和减少水中溶解氧 30 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固体废物3 自净作用的概念与分类4 海洋环境评价及治理 31 自净作用的概念与分类 水体自净 是受到污染的各种水体 在水体本身和污染物自身的物理 化学和生物作用下 使水中污染物浓度自然降低的过程 水体自净作用与时间 水域和水文条件 污染物性质 浓度以及排放方式等有关 水体自净过程和机制可包括三个方面 1 物理自净过程2 化学自净过程3 生物自净过程1 物理自净过程是指污染物进入水体后 经混合 稀释 扩散 挥发 沉淀等过程使水中污染物的浓度降低的现象 它只改变污染物的物理性状 空间位置 不改变其化学性质 也不参与生物作用 物理自净对广大的水体如海洋 流量大的河段等起着重要的作用 32 自净作用的概念与分类 2 化学自净过程是指污染物在水体中经酸碱中和 氧化还原 分解 化合 吸附 解吸 胶溶 凝聚等过程 使污染物的性质 形态 或价态发生转化 使污染物的浓度降低的现象 它能改变污染物在水体中的迁移能力 毒性大小 元素反应条件 但未参与生物作用 3 生物自净过程是指水体中的污染物经生物吸收 降解作用使污染物消失或浓度降低的过程 如污染物的氧化分解 转化为无害 稳定的无机物等 在水的自净中 生物化学过程占主要地位 降解是指较高相对分子质量的有机物在分解过程中逐步减小相对分子质量 最后变为简单无机物的过程 有机物在水中的降解过程是通过化学氧化 光化学氧化和生物化学氧化来实现的 其中生物氧化在有机物降解中起着主要的作用 33 第十一章海洋环境污染 1海洋环境污染基本常识1 1污染源分类1 2污染物进入海洋的途径1 3海洋对废物的接受能力1 4海洋环境污染的特点及危害2海洋污染物的分类2 1石油及其产品2 2金属和酸 碱2 3农药2 4放射性物质2 5有机废液和生活污水2 6热污染和固