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第一节海洋污染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2.毒物对机体产生有害作用(毒作用)的化学物质。毒物是一相对术语,毒物与非毒物之间并不存在绝对的界限。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、妨碍海洋活动(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,它们大部分最终将沉降入海二、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.防治困难上述三个特点:污染源广、持续性强、扩散范围广具有很长的积累过程,不易被及时发现需要耗费巨资、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1.石油及其产品每年通过各种途径泄漏在海洋的石油和石油产品约占世界石油总产量的0.5%,其中以油轮遇难造成的污染最为突出。在两伊战争中损失油轮的吨位总数达800多万吨。油轮沉没海底若干年以后,会使石油缓慢地泄漏出来污染海洋。海湾战争期间,因多国部队的狂轰滥炸而导致储油罐和输油管道等石油设施被破坏,至少使1100万桶原油流入海湾。油轮老化和油轮失事所造成的石油泄漏现象也很严重。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,也给海洋生态环境造成了极大危害。调查表明,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。将部分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、海洋的自净能力和污染物环境容量一、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别。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的大气、陆地和河流等区域,且可按其地理和生态特征分为若干亚系统。工业废水中的六价铬在迁移入海过程中可以被还原为三价铬,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。由于化学反应和水流搬运,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、还原、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。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。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。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。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。浓缩系数的大小与物质本身的性质以及生物和环境等因素有关。同一种生物对不同物质的浓缩系数会有很大差别。如在同样条件下,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,相差悬殊。同一种物质,结构不同,浓缩系数也会不同。例如乙体六六六在生物体内极难分解,丙体六六六分解较易,小白鼠对前者的浓缩系数就高于后者。同一种生物对同一类而不同分子量的化合物,其浓缩系数也有很大差别。例如蚤状溞(Daphniapulex)在同样试验条件下,对不同分子量的氮杂芳烃(如异喹啉、吖啶和苯并吖啶),其浓缩系数依分子量的大小而不同。研究意义:生物浓缩的研究对于阐明物质或元素在生态系统中的迁移转化规律,评价和预测污染物进入环境后可能造成的危害,以及利用生物对环境进行监测和净化等,均有重要意义。这种研究还可为确定污染物的及制订环境标准提供科学依据。三、污染物在食物链中的传递与放大2.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。早在1897年,就发现牡蛎能从海水中大量积累铜,以致牡蛎肉呈现绿色,称为“绿色病”。20世纪50年代中期到60年代,由于核武器试验导致放射性散落物在全球范围内的增长,人们对锶、铯、铈等多种放射性同位素在生物体中的积累,进行了大量的监测和研究,并利用放射性同位素示踪技术,研究铜、汞、铬等重金属在动、植物机体中的积累和排除。研究得最多的是在环境中持久性强的有机卤素农药和重金属在生物体内的积累。有人研究牡蛎在50微克/升的氯化汞溶液中对汞的积累,观察到第7天,(按鲜重每公斤计)体内汞的含量达25毫克,浓缩系数为500;第14天达35毫克,浓缩系数为700;第19天达40毫克,浓缩系数为800;到第42天增加到60毫克,浓缩系数增为1200。此例说明,在代谢活跃期内的生物积累过程中,浓缩系数是不断增加的。鱼体中农药残毒的积累和鱼的年龄和脂肪含量有关,农药残留量随着鱼体的长大而增加。在许多情况下,生物个体的大小与积累量的关系,比该生物所处的营养等级的高低,更为重要。三、污染物在食物链中的传递与放大3.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。生物浓缩、生物积累和生物放大的程度,都用来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数表示,但却是三个不同的概念。生物浓缩是生物机体内某种物质的浓度和环境中的浓度相比;生物积累是同一生物个体在不同代谢活跃阶段机体内的浓度相比;生物放大是同一食物链上不同营养级的生物机体内某种物质的浓度相比。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,而浓度则由高变低。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化学净化包括氧化还原、化合分解、交换和络合等化学反应实现的自然净化。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应,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=WS-B(以浓度单位表示)。四、海洋的自净能力和环境容量(3)年容量指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。海洋环境管理中应注意污染物总量的控制,即将进入某一海区的污染物总量限制在允许容纳量之内,并依据此总量来限制来自各种排放源的污染物数量。推荐参考书沈国英,施并章.海洋生态学.北京:科学出版社,2002.孔繁翔主编.环境生物学.北京:高等教育出版社,2000.第七章海洋污染与生态环境影响评价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海洋污染等对生态系统的不利影响如何评价??第三节环境污染物的毒理学评价一、环境污染物的毒性二、环境污染物毒性的评价方法三、环境污染物的毒理学安全评价程序一、环境污染物的毒性1.环境污染物的毒作用毒物进入机体,通常不是作用于进入部位,而是通过血流运送到靶器官。例如,甲基汞的靶器官是脑,镉的靶器官是肾和肺。一、环境污染物的毒性2.环境污染物的毒性毒性是一种污染物质对生物体造成损害的能力。中毒是各种毒性的综合体现。中毒可能是急性的,也可能是慢性的,介于两者之间称为亚急性或亚慢性中毒。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量被机体吸收的数量和在关键器官或体液中的浓度进行测定较为复杂。一般是指给予生物体的数量或与生物体接触的数量,并以相当于单位体重的数量表示(mg/kg或cm3/kg)。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量(1)致死剂量(lethaldose,LD)或致死浓度(lethalconcentration,LC)引起机体死亡的剂量(浓度)。绝对致死剂量(LD100)或绝对致死浓度(LC100),指能引起一群动物全部死亡的最低剂量(浓度)。半数致死剂量(LD50)或半数致死浓度(LC50),指能引起一群动物50%死亡的最低剂量(浓度)。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量(2)最大无作用剂量(maximalnoeffectlevel)或最大无作用浓度在一定时间内,按一定方式或途径与生物体接触,根据目前的认识水平,按照最敏感的观察指标或一定的检测方法,未能观察到任何损害作用的最高剂量。“无作用剂量”一词不确切,因为只是没有观察到损害作用,并非绝对无作用,所以应称为“未观察到作用的剂量”,即NOEL-noobservedeffectlevel。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量(2)最大无作用剂量(maximalnoeffectlevel)或最大无作用浓度评定外来化合物毒性作用的主要依据,并可以其为基础,制订人体每日容许摄入量(acceptabeldailyintake,ADI)和最高容许浓度(maximumallowableconcentration,MAC)。
安全浓度(safeconcentration,SC)指在进行全生活周期或持续几代的慢性试验时,对试验动物无影响的毒物浓度。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量(3)最小有作用剂量或最小有作用浓度(minimaleffectlevel)指能使生物体某项观察指标发生异常变化所需的最小剂量(浓度),亦即能使生物体开始出现毒性反应的最低剂量(浓度)。最小有作用剂量略高于最大无作用剂量,也可称为中毒阈剂量(thresholdlevel)。一、环境污染物的毒性3.毒物的剂量(4)效应剂量(effectdose,ED)或效应浓度(effectconcentration,EC)在某一期限内导致某一特殊反应的毒物剂量或浓度。例如平衡的丧失、生长抑制和发育异常或畸形等。表示方式为ED50或EC50。
二、环境污染物毒性的评价方法一般毒性评价:特殊毒性评价:急性亚急性(亚慢性)慢性长期终生毒性试验通常采用致突变试验来检测化学致突变性。体内试验方法,根据试验生物染毒时间的长短或次数二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价急性毒性(acutetoxicity)指外来化学物质大剂量一次或24h内多次接触于机体后,在短时间内对机体引起的毒性作用。二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价急性毒性试验(acutetoxicitytest)研究受试物大剂量给予受试动物后,在短时间内所引起毒作用的这一过程,称为急性毒性试验(acutetoxicitytest)。根据急性毒性试验,可确定毒作用剂量-反应(效应)关系。二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价(1)急性致死毒性试验评价急性致死毒性的指标就是死亡。急性致死毒性是比较衡量毒性大小的公认和基本方法。二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价(1)急性致死毒性试验在急性毒性中,一般常采用半数致死剂量或半数致死浓度来表示受试物的急性毒性大小。LC50是根据试验的观察结果,经统计学处理后求得的计算值,它不受试验中存在的敏感性特别高或耐受性特别大的动物影响,剂量-反应关系比较灵敏,而且重现性较好,误差也较小。二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价(1)急性致死毒性试验半数致死浓度用LC50表示,并在其前标明生物暴露在毒物环境中的时间,如24hLC50、48hLC50和96hLC50等。计算LC50可用直线内插法或回归法计算。二、环境污染物毒性的评价方法1.急性毒性评价(2)水生生物急性毒性试验评价环境污染物毒性的重要手段,对于控制工业废水排放已成为一种常规的监测方法。鱼类和大型无脊椎动物常用来进行96hLC50的急性毒性试验,而某些无脊椎动物的半数效应反应,即EC50试验更为普遍。二、环境污染物毒性的评价方法2.蓄积毒性评价(1)蓄积作用(cumulation)外来化学物质进入机体的速度或数量超过机体消除的速度或数量,造成外来化学物质在体内的不断积累作用。二、环境污染物毒性的评价方法2.蓄积毒性评价(2)蓄积毒性具有蓄积作用的外来化学物质,如果较小剂量与机体接触,并不引起急性中毒,但是如果机体与此种小剂量的化学物质反复多次接触,一定时间后可出现明显中毒现象。蓄积毒性是评价某些外来化学物质亚急性和慢性中毒的主要指标。二、环境污染物毒性的评价方法2.蓄积毒性评价(3)评价方法采用蓄积系数测定法,蓄积系数(cumulationcoefficient,Kcum)表示化学物质的功能蓄积程度,常用多次染毒所引起某种效应的总量ED50(n)与一次作用时所得相同效应的剂量ED50(1)之比来表示。试验一般用小鼠或大鼠。观察指标常用的有死亡和受试毒物对机体的特异性损害等。二、环境污染物毒性的评价方法2.蓄积毒性评价(3)评价方法蓄积毒性测定,首先按常规方法进行受试动物的LD50和ED50试验,求出LD50(1)和ED50(1)。然后按固定剂量连续染毒或剂量定期递增染毒,测定LD50(n)和ED50(n)。二、环境污染物毒性的评价方法3.亚慢性毒性和慢性毒性评价(1)亚慢性毒性作用(subacutetoxicity)是指机体在相当于1/10左右生命期间,少量、反复接触某种外来化学物质所引起的损害作用,也称为亚急性毒性作用。二、环境污染物毒性的评价方法3.亚慢性毒性和慢性毒性评价(2)亚急性毒性试验或亚慢性毒性试验研究受试动物在其1/10左右生命时间内,少量反复接触受试物后所致损害作用的观测过程,称为亚急性毒性试验或亚慢性毒性试验,也称为短期毒性试验,是慢性毒性的预试步骤。二、环境污染物毒性的评价方法3.亚慢性毒性和慢性毒性评价(3)慢性毒性作用(chronictoxicity)指外来化学物质在动物生命周期的大部分时间内或整个生命周期内持续作用于机体所引起的损害。特点是剂量较低和时间较长,而且引起的损害出现缓慢、细微、容易呈现耐受性,并有可能通过遗传过程贻害后代。二、环境污染物毒性的评价方法3.亚慢性毒性和慢性毒性评价(4)慢性毒性试验也称为长期毒性试验,是指在试验动物的生命的大部分时间或终生时间内,连续长期接触低剂量的受试物的毒性试验。二、环境污染物毒性的评价方法4.特殊毒性评价采用致突变试验来检测化学致突变性。致突变试验能检测环境污染物产生细胞遗传物质损伤,导致可遗传性改变的程度,预测环境污染物对生物体细胞致突变性和致癌性。致突变试验方法很多,采用的生物系统也很多,真菌、细菌、细胞株和哺乳动物等。二、环境污染物毒性的评价方法4.特殊毒性评价根据所检出的突变类型根据采用的试验材料基因突变试验染色体畸变试验微生物试验法(包括细菌、真菌、酵母等)昆虫试验法(果蝇)哺乳动物细胞株试验法哺乳动物试验法二、环境污染物毒性的评价方法4.特殊毒性评价根据试验时间的长短根据发生突变的细胞根据试验的方式短期致突变试验长期致突变试验体细胞突变试验生殖细胞突变试验体内试验(invivo)体外试验(invitro)三、环境污染物的毒理学安全评价程序一种受试物的毒性试验资料获得试验前的准备工作按毒性试验程序进行一系列的试验观察工作三、环境污染物的毒理学安全评价程序1.试验前的准备工作(1)收集受试物有关的基本资料包括受试物的化学结构、物理化学性质和纯度和受试物的应用情况及用量等。(2)受试物样品及试验动物三、环境污染物的毒理学安全评价程序2.安全性毒理学毒性试验程序(1)食品安全性毒理学评价程序根据中华人民共和国国家标准《食品安全性毒理学评价程序》(GBI5193.1-94)。(2)环境安全性毒理学评价程序根据1986年我国卫生部颁布制定的《农药毒性试验方法暂行规定》。小结一、环境污染物的毒性二、环境污染物毒性的评价方法三、环境污染物的毒理学安全评价程序一、生态监测二、海洋生态环境影响评价的程序和步骤三、海洋生态环境现状评价方法四、生态风险评价原理第四节生态监测与海洋生态环境影响评价一、生态监测1.生态监测的概念目前,关于生态监测的定义大体上有以下几种看法:①生态监测是生态系统层次的生物监测(biologicalmonitoring)(刘培哲,1989)。②生态监测是比生物监测更复杂、更综合的一种监测技术(王焕校等,1986)。③生物监测包括着生态监测(沈韫芬等,1990)。④生物监测又称生态监测,是以活的生物作为指示器检测水质状况,评价其对生物生存的优劣程度(黄玉瑶,2001)。一、生态监测1.生态监测的概念凡是利用生命系统(无论哪一层次)为主进行环境监测的方法和手段都可称为生态监测。一、生态监测2.海洋污染的生态监测海洋污染的生态监测是利用海洋生物个体、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。一、生态监测2.海洋污染的生态监测(1)利用指示生物进行监测①利用大型底栖无脊椎动物作为污染指示生物一般地,随海区污染程度的加剧,底栖动物中的甲壳类和贝类逐渐减少,而多毛类却增加,成为污染区的优势种。多毛类中以小头虫(Capitellacapitata)耐污染性最强,此外,柱头虫(Balanoglossussp.)和沙蚕属(Nereis)中的一些种类也是比较耐污的种类。一、生态监测2.海洋污染的生态监测(1)利用指示生物进行监测②根据某些海洋生物对特定污染物的敏感性或高度富集能力判断水质污染的程度。如棘皮动物通常对石油和重金属污染最敏感,实践中常利用海胆的受精卵判断海水中某些重金属污染的程度。牡蛎能高度富集海水中的有机氯农药(如DDT),在污染减轻或解除时又能将它排出体外的特性监测海洋的有机氯农药污染。牡蛎肉体颜色的改变可以反映海水中铜离子的污染。一、生态监测2.海洋污染的生态监测(2)利用生物群落结构的变化进行监测当环境受污染时,生物群落的种类组成会发生变化,通常可利用物种多样性指数等进行量化评价。一、生态监测2.海洋污染的生态监测(2)利用生物群落结构的变化进行监测如以底栖动物为例,从污染源往外可划出以下污染区域:①严重污染区:所有的底栖动物都不能生存,为无生物区;②污染区:底栖动物种类很少,但耐污染的种类增加;③轻度污染区:底栖动物群落发生变化,对污染敏感的种类开始消失;④非污染区:底栖动物群落组成正常,没有受到污染的影响。
★薛雄志,杨喜爱,2004.近岸海域污染的生态效应评价.海洋科学,28(10):75-81.二、海洋生态环境影响评价的程序和步骤1.生态影响评价《环境影响评价技术导则-非污染生态影响》中对生态影响评价的定义:通过定量揭示和预测人类活动对生态影响及对人类健康和经济发展的作用,分析确定一个地区的生态负荷或环境容量。二、海洋生态环境影响评价的程序和步骤2.海洋生态环境影响评价的基本程序生态环境影响识别现状调查与评价影响预测与评价减缓措施和替代方案二、海洋生态环境影响评价的程序和步骤3.海洋生态环境影响评价的基本步骤生态环境影响初步分析确定评价等级和范围关键问题与筛选评价因子和再确定调查评价预测评价损益分析替代方案及环保措施综合评价及结论二、海洋生态环境影响评价的程序和步骤3.海洋生态环境影响评价的基本步骤三、海洋生态环境现状评价方法1.生态图法图形叠置法,在同一张图上表示两个或更多的环境特征重叠,构成一份复合图,在生态影响所及范围内,指明被影响的生态环境特征及影响的相对范围程度。该方法使用简便,但不能作精确的定量评价。编制生态图基本手段:指标法和迭图法。三、海洋生态环境现状评价方法1.生态图法生态图法主要应用于区域环境影响评价、具有区域性影响的特大型建设项目和开发利用规划等。例如,水库建设、土地利用、滩涂开发和交通线路选择等。对于植被或动物分布与污染程度的关系,可以叠置成污染物对生物的影响分布图。三、海洋生态环境现状评价方法2.列表清单法将影响因素和可能受影响的影响因子,分别列在同一张表格的行与列内,并以正负号、其他符号、数字表示影响性质和程度,逐点分析建设项目生态环境影响。一种定性分析方法。三、海洋生态环境现状评价方法2.列表清单法主要应用于:①影响识别和评价因子筛选;②海洋生态环境因子相关性分析;③进行开发建设活动对海洋生态环境因子的影响分析。三、海洋生态环境现状评价方法3.生态机理分析法按照生态学原理进行影响预测的步骤如下:①调查环境背景现状和搜集有关资料。②调查海洋动植物分布、栖息地和迁徙路线。③对海洋植物或动物按种群、群落和生态系统进行划分,描述其分布特点、结构特征和演化等级。④识别有无珍稀濒危物种及重要经济、历史、景观和科研价值的物种。三、海洋生态环境现状评价方法3.生态机理分析法⑤预测或观测项目建成后该海域动物、植物生长环境的变化。⑥根据兴建项目后的环境(水、沉积物和生命组分)变化,对照无开发项目条件下海洋动物、植物或生态系统演替趋势,预测动物和植物个体、种群和群落的影响,并预测海洋生态系统演替方向。三、海洋生态环境现状评价方法4.类比法比较常用的定性和半定量评价方法分为整体类比和单项类比,后者可能更实用三、海洋生态环境现状评价方法4.类比法整体类比是根据已建成的项目对植物、动物或生态系统产生的影响来预测拟建项目的影响。该方法需要被选中的类比项目,在工程特性、地理地质环境、气候因素、动物和植物背景等方面都与拟建项目相似,并且项目建成已达到一定年限,其影响已基本趋于稳定。三、海洋生态环境现状评价方法4.类比法类比法的应用主要包括:①进行海洋生态环境影响识别和评价因子筛选;②将原始生态系统作类比对象,可评价海洋生态环境的质量;③进行海洋生态环境影响的定性分析与评价;④进行某一个或几个海洋生态环境因子的影响评价;⑤预测海洋生态环境问题的发生与发展趋势及其危害;⑥确定环保目标和寻求最有效的、可行的环境保护措施。三、海洋生态环境现状评价方法5.质量指标法质量指标法是环境质量评价中常用的综合指数法的拓展形式。通过评价环境因子性质及变化规律的函数曲线,将环境因子的现状值(项目建设前)与预测值(项目建设后)转换为统一的无量纲的环境质量指标,由好至差用1~0表示,从而可计算出项目建设前后各因子环境质量指标的变化值。根据各因子的重要性赋予权重,得出项目对生态环境的综合影响。三、海洋生态环境现状评价方法5.质量指标法环境质量指标法的基本公式:式中,ΔE-项目建设前、后环境质量指标的变化值(综合影响值);Ehi
-项目建设后的环境质量指标;Eqi
-项目建设前的环境质量指标;Wi
-权值。
三、海洋生态环境现状评价方法6.系统分析法系统分析法因其能解决一些多目标动态性问题,目前已广泛应用于各行各业,尤其在进行区域规划或解决优化方案选择问题时,系统分析法可显示出其他方法所不能达到的效果。专家咨询法层次分析法模糊综合评判法综合排序法系统动力学灰色关联具体方法三、海洋生态环境现状评价方法7.生产力评价法绿色植物的生产力是生态系统物流和能流的基础,它是生物与环境之间相互联系最本质的标志。该方法的评价由下列分指数综合而成,包括:①生物生产力指生物在单位时间内所产生的有机物质的重量,即生产的速度,以t/(hm2﹒a)表示。三、海洋生态环境现状评价方法7.生产力评价法②生物量指一定空间内某个时期全部活有机体的数量,又称现有量,在生态环境影响评价中,一般选用标定相对生物量作表征指数(Pb
)。式中,Bm-生物量Bm0-标定生物量Pb-标定相对生物量,Pb值越大,表示生态环境质量越好。三、海洋生态环境现状评价方法7.生产力评价法③物种量指单位空间(如单位面积)内的物种数量。生态环境影响评价中也用标定物种量的概念,并且将物种量与标定物种的比值,即标定相对物种量作为评价的指标(Ps
)。式中,Bs-物种量,种数/hm2Bs0-标定物种量Ps-标定相对物种量,Ps值越大,表示生态环境质量越好。三、海洋生态环境现状评价方法8.生物多样性定量评价生物多样性一般由多样性指数、均匀度和优势度三个指标表征。①Shannon-Winer多样性指数式中,Pi-的i种的个体数占个体数N的比例本法也可用于群落多样性、生态系统多样性的表达。
三、海洋生态环境现状评价方法8.生物多样性定量评价②均匀度③优势度式中,D-优势度S-群落中物种总数优势度表明群落中占统治地位的物种及其分布。
三、海洋生态环境现状评价方法9.景观生态学方法该方法通过空间结构分析、功能与稳定性分析,评价生态环境质量状况。景观是由斑块、基质和廊道组成。基质为区域景观的背景地块,是景观中一种可以控制环境质量的组分。基质判定是空间结构分析的重点。基质判定依据三个标准:相对面积大、连通程度高和具有动态控制功能。三、海洋生态环境现状评价方法9.景观生态学方法采用传统生态学中计算植被重要值方法进行基质的判定。斑块的表征采用多样性指数和优势度,优势度指数由密度、频度和景观比例三个参数计算得出。景观生态学方法体现了生态系统结构与功能结合相一致的基本原理,反映出生态环境的整体性。四、生态风险评价原理生态风险评价(ecologicalriskassessment)20世纪80年代发展起来的一种新的环境影响评价方法评估污染物在一定范围和一定暴露量的情况下对人体或生态系统产生不利影响的可能性。应用定量的方法评估、预测各种环境污染物对生物系统可能产生的
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