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文檔簡介
海洋開發與環境保護港口水域污染問題演示文稿目前一頁\總數六十五頁\編于二點一、水體污染指標
資源量:
地球水總量為13.9×108km3,海洋97.41%、總淡水占2.59%;可利用淡水(南北極的冰帽和冰川中目前無法利用)不到淡水總量的0.3%(9000km3
)。地球上只有不到0.3%的淡水或約0.007%的水可為人類直接利用,主要分布在湖泊、河流、水庫和淺層地下水源。蓄水量最大的淡水湖:貝加爾湖;流量最大的河流:亞馬孫河(219750m3/s)世界流量的20%(長江30480m3/s)。目前二頁\總數六十五頁\編于二點
江與河的區別:我國國內:
通常把注入內海或者湖泊的河流叫河;注入外海或大洋的河流叫江;島嶼上的河流,注入哪里都叫河或溪,例如:萬泉河,濁水溪,大甲溪等。朝鮮半島的河流叫江,歷史上是中國藩國,與中國關系密切。外國的河流:對于外國的河流都叫河。中國是中央之國的一絲妄自尊大在里面。目前三頁\總數六十五頁\編于二點
水體:相對穩定陸地為邊界的天然水域,如包括江、河、湖、海等;水體包括,水中的懸浮物質、溶解物質、底泥和水生生物等。
水體污染:研究水體污染主要是研究水污染的同時也研究底質和水生生物污染。重金屬污染物易于從水相轉移到固相的底泥中,此時水相似乎未受重金屬的污染,但從水體看,則受到了重金屬的污染。水質用來描述水體中的水:物理指標、化學指標、生物指標。目前四頁\總數六十五頁\編于二點
污水水質指標:用來表征水體受到污染程度。
1.懸浮物(SS-suspendedsolid
)
水體中不溶解的懸浮和漂浮物質。污染表現:形成淤泥、降低水體的透明度、影響生物生長發育、阻礙機械運轉。單位毫克/升,特殊膜(1μm<Ф<2mm)過濾烘干測量。在l小時—2小時內沉淀的部分,稱為可沉固體。生活污水中沉淀下來的物質通常稱為污泥;污泥含水率是設計污水處理構筑物時必須考慮的因素。工業廢水中沉淀的顆粒物則稱為沉渣。目前五頁\總數六十五頁\編于二點
2.有機物生活污水和許多工業廢水均含有機物。生活污水中的有機物主要是動、植物的殘體和排泄物,化學成份主要是碳水化合物、脂肪和蛋白質,在微生物作用下,會不斷地分解并轉化為無機物而成為植物的養料,通過植物的光合作用和同化作用,又合成為植物的機體。在有氧的情況下,有機物分解在好氧微生物的作用下進行,稱作好氧分解,分解過程的時間較短。缺少氧氣,有機物分解在嫌氧微生物的作用下進行,稱厭氧分解,分解過程緩慢,而且放出惡臭。測量指標:總有機碳(TOC)、總需氧量(TOD)。目前六頁\總數六十五頁\編于二點
總有機碳(TOC):指水中有機物的總含碳量,將水中有機物燃燒成CO2,通過測量CO2的含量來表示有機物的多少。總耗氧量(TOD):指水中可氧化物質在高溫燃燒條件下進行氧化所消耗的氧量。當有機物全部被氧化時,碳被氧化成CO2,氫、氮和硫分別被氧化成水、一氧化氮和二氧化硫,這時的耗氧量稱為總耗氧量。總耗氧量(TOD)有儀器在線測量,高溫氧化2.5分鐘,(BOD5分析至少要求5天;COD分析至少2小時的化學氧化測量)。目前七頁\總數六十五頁\編于二點3.生化需氧量(Bi-chemical
oxygen
demand)生物化學需氧量(BOD)是指好氧分解時微生物利用污水中可分解的有機物質所消耗的溶解氧,其單位為毫克/升,計量污水中有機物的指標之一。第一階段約16天,水溫高于20℃需時間短,水溫低于20℃時需時較長;此階段通過微生物的作用將有機碳、氫、氨轉化為無機的二氧化碳、水和氨。自第16天至--20天為過渡期。第二階段自第20天開始,持續較長時間。主要依靠硝化細菌使氨氧化為亞硝酸和硝酸,對環境影響較小。因此污水的生化需氧量通常只指第一階段的耗氧量,此階段污水中有機物在各時刻的耗氧速度與該時刻污水中有機物含量成正比。
目前八頁\總數六十五頁\編于二點目前九頁\總數六十五頁\編于二點
耗氧速度在開始時最快,5日內能降低生化需氧量68%左右。因此,將污水在20℃溫度下培養5日,作為BOD檢驗的標準,測得結果稱作5日生化需氧量,記做BOD5。一般生活污水BOD5約為40克/(人·日)。表示:生物能氧化分解的有機物量;反映污水和水體的污染程度;是排放標準指標;是水體水質標準指標
;用于處理廠設計、能判定處理廠處理效果;是污水處理管理指標。目前十頁\總數六十五頁\編于二點4.化學需氧量(Chemical
oxygen
demand)用化學氧化劑氧化生活污水或工業廢水中有機污染物所耗用的氧量即為化學需氧量,用COD表示,其單位為毫克/升。隨氧化劑的種類、濃度和酸性條件的不同而不同。COD比BOD高,差值表示不能被生物降解的有機物含量。針對排放污水監測,氧化劑采用(K2Cr2O7)重鉻酸鉀,測得的數值為化學需氧量(CODCr)。針對水環境背景,氧化劑用(KMnO4)高錳酸鉀(對50以下的小數值也敏感),測得的數值稱為高錳酸鹽指數CODMn。目前十一頁\總數六十五頁\編于二點5.pH值
pH值也是水的污染指標之一。生活污水一般呈弱堿性,pH值約7.2—7.6之間。工業廢水的pH值變化大,強酸性工業廢水對混凝土材料有腐蝕作用,并對水生生物及細菌的生長與活動均有直接影響。采用物理化學處理時,pH值是重要的操作條件。
6.細菌數污水和有些工業廢水中含有大量細菌,每毫升污水中的細菌數目常以百萬計。細菌大部分無害的,可能含有對人體健康有危害的病原菌和寄生蟲卵,將引起腸道傳染病。目前十二頁\總數六十五頁\編于二點
7.有害物質工業廢水中的某些污染物質對人及生物常是有害的,如煉焦工業廢水中的酸類化合物,機械加工業廢水中的氧化物等,以及廢水的鋁、銅、鉻、砷等物質都是有毒害的。這些物質的含量是廢水處理與利用的重要指標。
8.其他
①蒸發殘留物(total
solid)水樣經蒸發烘干后的殘留量。溶解性物質量等于蒸發殘留物減去懸浮物質量。目前十三頁\總數六十五頁\編于二點②堿度堿度表示污水中和酸的能力,通常以CaCO3含量表示。堿度較高、緩沖能力強,利于穩定消化過程。③總氮:總氮=有機氮+無機氮
氮是細菌繁殖不可缺少的物質元素,當工業廢水中氮量不足時,生物處理時補充氮;氮是引發水體富營養化污染的元素之一。④總磷磷同氮一樣,也是污水生物處理所必需的元素,但同時也是引發封閉性水體富營養化污染的元素。目前十四頁\總數六十五頁\編于二點二、河口海岸污染特性1.污染源廣河口港、海港區域人類活動產生的廢物不管擴散到大氣(廢氣),丟棄在陸上(垃圾),還是排放到河流中(污水),最終都可能進入河口海岸水域。而且港口、航道水域船舶活動頻繁,更增加污染可能。
2.持續性強承接來自大氣、陸地的污染物,未溶解和不易分解的污染物在海岸和近岸水域中隨時間積蓄。
3.控制復雜由于污染源廣、持續性、污染的物質種類多、入海復雜,加之海洋自然環境條件的多樣性,決定了控制污染的復雜性。目前十五頁\總數六十五頁\編于二點
4.港口航道水域污染物的種類及危害簡介
危害排序:破壞生物資源、危害人體健康、降低舒適危害程度:十
十:非常大;十:大;(十):微量
?:不詳;一:可忽略不計
①城市廢物十
十;十
十;十
十。城市生活污水、城市工業廢水和廢棄物。②農藥及農業廢棄物十
十;
十;一。農藥(有機汞、有機磷、多氯聯苯)、家畜糞便、肥料。③船舶飛機廢棄物十
十;十
十;
十。石油及其制品、糞便、生活污水、工業污水和廢棄物等、食品、橡膠。
目前十六頁\總數六十五頁\編于二點④海上設施建設及運營
十;十
十;
十。造地填土、鉆探、開采、污水、廢物、油罐滲漏、油、疏浚泥、石油、天然氣、錳結核礦。⑤
原子能生產和應用?;十
十;一。
原子能設施、核動力船以及醫藥、工業和科研等排入水域的裂變衍生物、冷卻水、引爆放射性物質、廢棄物、放射性廢物。
⑥軍事活動十
十;十
十;
十。有機物、生化武器、重金屬、石油及產品、炸彈、殺蟲劑、固體廢物、疏浚泥、放射性物質等。目前十七頁\總數六十五頁\編于二點三、港口水域典型污染物之一——石油
(一)石油污染物的來源每年排入海洋的石油占石油總產量的5‰(包括原油、燃料油、潤滑油等)。污染數量:河流及沿海工業50%;其余為運油船只的洗艙水、事故溢油、海上采油或運轉事故等。污染區域:主要在港灣、沿海、港口水域、海洋油田附近。發生在離岸l0nmile以內的占80%,發生在距離港口25nmile以內者占75%。污染次數:據美國石油研究機構調查,油污染事件泄油240t以上者,90%是油船或燃油船舶造成。目前十八頁\總數六十五頁\編于二點1.港區石油污染的沿岸排放及泄露來源①沿岸廠礦企業排水口、城市下水道排放大連港區水域約100個排污口。沿海煉油廠,一旦事故發生會造成嚴重污染;正常生產,每加工l噸原油為排放廢水量2t--4t,按達標l0mg/L排放,一年幾百萬噸的成品油生產能力,排放量也(千噸量級)。②河流攜帶入海:河口港上游經濟帶、海灣港的腹地經濟區。③港口設施的漏泄碼頭油庫、輸油管道等港口設施跑冒滴漏也是港口油污染的一個來源。
目前十九頁\總數六十五頁\編于二點2.港區石油污染的船舶來源①船舶事故污染:運輸l.0t原油平均損失87g。②船舶機艙水:萬噸級船舶,日產機艙水為0.5t--3t。機艙水含油約10%。到港艘次、噸位和在港停泊時間(如3-4天)估算每年隨機艙水入海的油量(千噸級)。③船舶壓艙水壓艙水注滿油艙的1/3左右。5萬噸油船裝油要排壓艙水1250Ot--150OOt,含殘油45t--75t。隨著大型油船專用清潔壓載艙的使用油船壓艙水的環境問題轉化為生物入侵而不是油污染問題。目前二十頁\總數六十五頁\編于二點④油船洗艙水油船艙底殘油占載重0.5%,油船改裝油品或進塢修理均將洗艙,洗艙水含油100OOmg/L-50OOmg/L,有時達200OOmg/L,且呈乳化狀態。
⑤廢氣中未完全燃燒的油(不完全在港區了)船舶煙囪排出的未完全燃燒的油料,一般為2‰--3‰。一艘大型船舶橫渡大西洋一個航次要消耗油料約6000t,通過煙氣逸出約有l0t--20t。
3.海上采油導致的油污染海上油氣開發及井噴事故等也是油污染的一個重要來源。發展達到規模的油田,會有專門的原油運輸碼頭,從而給區域環境造成壓力。目前二十一頁\總數六十五頁\編于二點
(二)石油入海以后的理化變化
1.擴散石油入海迅速在海面擴散成油膜,例如100-200L石油能形成0.1mm厚的油膜,足以覆蓋lkm2的海面(輕油比重油擴散快)。擴散速度和面積與石油成份有關,并受風、海浪、海流等動力因素的影響。海面的油膜最終在風、浪和海流作用下被分成許多的塊。有時形成一條油污帶,在近岸油還會隨潮水的漲落而移動。
油膜漂移速度約相當于海流速度60%,風速2%--4%。漂移擴大了與海水接觸,降低毒性物質累積。石油及其產品所含的氮、硫、氧化合物對擴散起重要作用,它們被認為是表面活性劑。目前二十二頁\總數六十五頁\編于二點目前二十三頁\總數六十五頁\編于二點目前二十四頁\總數六十五頁\編于二點溢油的回收目前二十五頁\總數六十五頁\編于二點溢油溫度低于油的傾點則類固態的油存在很長時間傾點是指油品在規定的試驗條件下,被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度。
目前二十六頁\總數六十五頁\編于二點2.蒸發石油中較輕的成份在海面上通過蒸發(受石油成份的蒸氣壓、濃度、油膜表面積、厚度、風、溫度等影響)進入大氣。汽油在海面上迅速蒸發消失,重燃料油幾乎不蒸發,總的蒸發過程可以持續幾個月甚至幾年。
3.溶解溶解作用指石油成份中的低分子烴、極性化合物從油膜中溶于水。溶解過程受海況、石油的理化特性,如化學組成、比重、粘度、表面張力、溶解度等所支配,整個過程會持續很長一段時間。石油烴溶于海水,被海洋生物吸收富集,因而對海洋環境會產生有害的影響。目前二十七頁\總數六十五頁\編于二點4.乳化石油進入水中因海洋動力因素的攪拌作用而產生乳化。當海面產生波浪破碎時,海面浮油能很快地吸收相當于其重量50%的海水,形成顏色像巧克力冰淇淋一樣的“水油乳化物”。含瀝青烯多的原油容易發生“油包水”乳化液,形成粘附的半固體塊,含50%--80%的水及一些固體物質。這些半固體相當穩定,外觀似冰淇淋。較輕石油的蒸餾產物容易形成“水包油”,“水包油”在海水中不穩定,易消失。溢油發生后使用分散劑有助于形成“水包油”的乳化,加速消除海面原油。乳化和擴散減少海面浮油量,但油沒有從海洋環境中消失,其毒性也繼續存在。
目前二十八頁\總數六十五頁\編于二點
油包水的乳化油包水的乳化會遲滯溢油消散過程目前二十九頁\總數六十五頁\編于二點放大1000倍的油包水乳化(水滴)目前三十頁\總數六十五頁\編于二點5.氧化作用氧化作用(速率取決于它的化學特性)主要發生在海洋表層,受光和微量元素的催化而加快而硫化物能降低石油烴的自氧化作用。每天有8小時光照,如能充分進行光解作用,2.5μm厚的油膜只要幾天時間即可消除。
6.生物降解多種細菌、真菌、某些藻類能夠降解某些石油化合物。細菌的降解作用取決于若干環境因素,例如溫度(冰點其降解石油的能力僅相對于25℃時的30%);海水中有機物質的溶解量和細菌寄生的懸浮粒子數量,對石油的降解有一定作用(開闊海域海水生物降解過程比河口和沿岸水域緩慢)。目前三十一頁\總數六十五頁\編于二點
7.物理分解海面浮油老化后產生豌豆粒大小焦油塊;直徑為2Oμm--80μm,1OOm水深處也能發現這些微粒。
8.瀝清塊的形成石油殘渣以瀝清球或塊的形式玷污海岸或漂浮于海面。瀝青塊的大小從幾毫米到幾厘米,有松軟的也有硬的,易碎,常常還摻雜著砂或其它碎屑。根據日本的試驗結果,石油在水中大約10天開始形成粘性瀝青狀油粒,經過200天形成直徑2mm--20mm堅硬易碎的油珠和瀝青塊。瀝青塊在海中的消失要經過較長時間。
目前三十二頁\總數六十五頁\編于二點
9.沉積作用漂浮的焦油塊被海洋生物附著沉入海底;重油在老化過程中密度提高沉入海底;新鮮石油同其它懸浮顆粒一道被濾食浮游生物攝入腸道內,而后隨同糞便被排泄出來沉入海底。沉入海底的石油或石油氧化物,在海流、海浪等動力條件的作用下,還可能再次懸浮于海面。港口海域、河口石油沉積物的濃度最高,通常大陸架石油沉積物要比大陸坡為高,大陸坡又高于深海。目前三十三頁\總數六十五頁\編于二點結合水或其它沉積物會使密度大而加速油下沉目前三十四頁\總數六十五頁\編于二點
10.海灘堆積海上浮油在風和海水作用下涌到岸上,堆積大量的石油或油塊,很容易滲入到海灘沉積物中;在使用分散劑的情況下,會增強石油透過沉積物顆粒間隙的滲透性能力。石油被深深埋入沉積物之中不能與任何含氧層接觸時,其組成穩定,這是因為在厭氧條件下,石油的生物降解作用很難發生了。目前三十五頁\總數六十五頁\編于二點
(三)油污染對海洋環境的危害
1.對海洋生物的危害(物理危害、毒性危害)當海水中油的含量為l.0mg/L或溶于水的石油成份的含量為1μg/L時就能對敏感生物產生危害。
提供了八種死法:油膜覆蓋窒息;觸油污引起中毒;因石油的揮發物毒性;影響生物洄游路線和近海養殖區;破壞高級生物的食物來源;降低生物對傳染病和外界刺激的抵抗能力;中斷生物群落繁殖,破壞食物鏈中的某個環節導致生態破壞;水生物資源營養價值受到破壞、富集石油中毒素,使生物和人類食用致癌物質。
目前三十六頁\總數六十五頁\編于二點
2.對沿岸的影響(影響濱海景觀及旅游業)
在受波浪侵蝕的海灘上石油會分解成小顆粒,在有阻攔的區域形成堆積;波浪小的海灘,石油則在高潮線附近形成沉積;在沒有巨大波浪的峽灣和內灣中,溢油的危害最為嚴重。目前三十七頁\總數六十五頁\編于二點
在低于高潮位的沿海區油污危害會輕些,因為海水在沉積層和油膜之間,因而滲入沉積物中的油很少。如果是向岸風,油污則會滯留在岸上。沙質海灘具有較好的自凈能力;海灘積油厚度達30mm存在幾個星期,一年可基本自凈。大規模溢油清除行為會傷害海岸表面、沉積物以及植被等,溢油清除后會生出一層很滑的綠藻。一般旅游區沿岸清除;與旅游無關的海岸任殘留自然消失為好。
目前三十八頁\總數六十五頁\編于二點目前三十九頁\總數六十五頁\編于二點3.對生態環境的影響產生大面積嚴重缺氧水域,1升石油完全氧化需要消耗40萬升海水中的溶解氧,一起大規模的溢油污染事件能引起大面積海域嚴重缺氧,在封閉的港口和海灣區域情況更為明顯,為厭氧藻類的瘋長提供了條件,容易引發赤潮等生態災害。
4.對水域安全的影響可能引起水面火災,危及橋梁、船舶的安全。
目前四十頁\總數六十五頁\編于二點四、港口水域典型污染物之二—病原微生物1.生活污水生活污水排入水體→有氧凈化消耗溶解氧→最終導致厭氧菌分解。分解碳化物→產生甲烷,分解氮化物產生→氮吲哚、糞臭素、硫化氫、硫醇使水體發臭。糞便80g—200g/人·天,一些疾病感染期,每克糞便可含106--108個病原體;每l毫升未處理的糞便污水中就含有幾百萬個細菌,其中許多是致病細菌(斑疹傷寒、痢疾、副傷寒、腸胃炎以及霍亂等腸道傳染病)。
同時,污水還傳染其它一些致病菌體,致病細菌和病毒都能在水中存活很久,足以能夠把病菌傳染給人或水生產物,損害他們的生存能力。
目前四十一頁\總數六十五頁\編于二點2.病原微生物傳染病原微生物主要來自生活污水、醫院污水、垃圾及地面徑流等,一般與其它細菌和大腸桿菌共存,所以通常用細菌總數和大腸桿菌(檢測方法可以嚴格地將糞便大腸桿菌與大量的統稱的大腸桿菌區別開來)指數及細菌值數為病原微生物污染的間接指標。病菌、病蟲卵造成的傳染病死亡率在發達國家及中國已從歷史上的第一、二位降到第七、八位。有些貝類(如貽貝和牡蠣)濾食并儲存海水中細菌且不影響細菌的生長,污水排放管道附近的貝類養殖區特別注意。
目前四十二頁\總數六十五頁\編于二點五、港口水域典型污染物之三—需氧有機物1.需氧污染物降解與溶解氧平衡當有機污染物進入水體后,細菌和其它微生物將首先利用水中的溶解氧進行有氧降解。空氣中的氧氣、水體中的綠色植物的光合作用補充一定的溶解氧。如果有機物有限且各種條件適宜,很快降解達到無機化而消除污染,水中溶解氧保持在一定的水平,完成水體自凈。如進有機物數量過多,水中的溶解氧迅速消耗,降到一定限度,水體環境就成了缺氧或無氧狀態有機物分解轉化為厭氧分解。水體中一些需氧生物如魚蝦、昆蟲、高級藻類和植物將難以生存,甚至絕跡,而有機物厭氧分解產物使水體受到進一步污染。
目前四十三頁\總數六十五頁\編于二點2.生化需氧量生化需氧量是指單位體積水中需氧物質分解過程中所消耗的氧量。測試水樣BOD5,先分析樣品含氧量,后封存樣品在溫度20℃環境中,放置5天,再測量水樣的含氧量。差值此即為BOD5。余下采用化學方法(COD化學需氧量)進行分析。濃度比較高的有機污物在海水中分解要比在淡水中時間要長一些(耐咸水細菌首先要取代淡水細菌)。如果污水排放口附近(水體流動較弱)沉積物中有大的有機顆粒,該沉積區逐漸演變成厭氧條件。結果是適應這種厭氧條件的動物區系得到發展,或使該沉積區變成無動物區。目前四十四頁\總數六十五頁\編于二點3.需氧有機物污染的危害需氧有機物由于造成水體缺氧,對水生生物中的魚類危害最嚴重,目前水污染造成的死魚事件,大多數是這類污染所致,(尤其在北方的冰凍期和南方的夏季);此外會干擾生物種群、影響整體生態環境等。港口航道水域需氧有機物來源多、量大,有時可能造成大范圍的污染。可以通過減少排放量、達到排放標準、人工復氧、研究區域水體的自凈能力進而合理制定排放標準、加強監測、預報等措施減少需氧有機物的污染。
目前四十五頁\總數六十五頁\編于二點六、港口水域典型污染物之四——富營養化1.富營養化水體中植物的營養物(如磷酸鹽、氨氮和硝酸鹽)過量會導致某些藻類和其它水生植物會過度繁殖,耗盡溶解氧,導致魚類大量死亡,此即為富營養化現象。在地表淡水系統的磷酸鹽,海水系統中氮(氨氮和硝酸鹽)是限制著植物生長的因素。如某些植物增殖迅速,許多未被吃掉最終死亡并被分解,從而消耗盡溶解氧;可加速有機物沉積,使水體底部迅速覆蓋有機淤泥層(能殺死底棲動物以及卵和幼蟲)。這些新的植物種屬會排擠原有的植物種屬以致最終使其它植物消亡,并進而導致整條食物鏈的消失。目前四十六頁\總數六十五頁\編于二點2.富營養物質的來源雖然處理不完全的生活污水、有機廢水、有機垃圾和家畜家禽的糞便等都是來源,但最大來源是農田上施肥及沿海養殖。施放化肥農作物吸收的不到10%,其余大部分都在降雨或灌溉時從土壤中溶出,并隨灌溉水或降水流失于附近的水體。
3.富營養化程度的劃分總磷和無機氮分別超過20mg/m3和300mg/m3就可以認為是危險狀態。極限負荷量有兩種表示方法,即單位體積負荷量(g/m3·a)和單位面積負荷量(g/m2·a)。貧營養湖與富營養湖的臨界負荷量是:總磷為0.29g/m2·a—0.5g/m2·a,總氮為5g/m2·a–l0g/m2·a。
目前四十七頁\總數六十五頁\編于二點4.赤潮水體富營養化后,浮游生物急劇繁殖(浮游生物種類不同反映出的顏色也不同)使海水呈現彩色,造成水中缺氧、魚蝦死亡。例如某種鞭毛蟲-藻類可以引起綠色“赤潮”。某些硅藻和浮游生物能產生紅褐色的“赤潮”。根據“赤潮”的顏色,判斷引發的生物種類。目前四十八頁\總數六十五頁\編于二點①赤潮發生的原因水體中過量營養鹽(主要是氮、磷)是產生赤潮的主要原因。重金屬中的鐵和錳等微量元素以及一些特殊的有機物質,如維生素B1、B2、葉綠素a、酵母等是赤潮生物大量繁殖的重要刺激因素。
水溫、上升流、pH值和鹽分等的適宜條件,是促進赤潮生物迅速繁殖的外界環境;而弱潮和緩流則是維持局部海域具有微生物繁殖適宜條件的前提。判斷是否會發生赤潮(是否富營養化)方法很多:例如:化學耗氧量(p-pm)×無機磷(μg/L)×無機氮(μg/L)/1500≥1。目前四十九頁\總數六十五頁\編于二點②赤潮的危害
a.破壞海域水體二氧化碳的平衡體系,使得水體的酸堿度發生較大的變化:大量浮游植物在光合作用過程中,消耗水體中大量的二氧化碳,海水pH值在8.0—8.2之間,赤潮時pH值可達8.5以上,有過9.3的觀測值。
b.許多赤潮生物體內含有毒素,導致攝食動物中毒而死;毒素釋放到水體,致死海洋動物;分泌粘液狀物質使水體變稠,因粘液的關系堵塞其鰓瓣窒息而死。目前五十頁\總數六十五頁\編于二點c.由于生產過量,食物鏈(網)失去調控,赤潮生物尸體在有氧分解耗盡水體中的溶解氧而出現水體缺氧甚至無氧狀態;在缺氧的環境條件下分解,又將產生大量的有害氣體;有毒的赤潮生物在其分解時毒素也將全部釋入水體,海洋動物就有可能受到嚴重危害,甚至被殺絕。最終可能出現一個從水體的富營養化發展成赤潮,又從赤潮生物的死亡分解將營養鹽回歸給水體實現水體體的富營養化,其余環節全部喪失。水體將經常處于嚴重缺氧狀態,有機物分解多屬厭氧分解,從而產生大量的硫化氫等氣體,使水體變得惡臭,俗稱“臭水”。目前五十一頁\總數六十五頁\編于二點d.赤潮對漁業的危害:內灣養殖業可因赤潮而使養殖對象全軍覆沒;外海捕撈業也因赤潮改變水體的物理、化學特征和破壞其餌料基礎,而導致捕撈對象集群受擾或回游路線的改變,使漁船找不到魚群。
e.在赤潮發生時,往往會散發令人討厭的臭味,影響海濱景觀和作為浴場的價值。
f.如果赤潮發生在港灣和其附近水域,則會對航運交通和港口的運營產生不利影響并通過船舶傳播赤潮生物(壓載水和船體攜帶)。
目前五十二頁\總數六十五頁\編于二點七、港口水域典型污染物之五——熱污染
1.溫排水與熱污染發電、煉鋼等工業的損耗熱量通過冷卻水排放到外面,稱為“溫排水”。生產一噸鋼用冷卻水90m3--150m3;火力平均輸出1×106kW就需要35m3/s---60m3/s的冷卻水,其水溫平均高于環境水溫7℃--l0℃。給環境帶來壞影響時稱為熱污染;具有積極的效果稱為熱富集;影響不明時就稱為熱影響。
2.熱污染的影響熱污染是能量污染,在(熱)污染帶:①使水中的溶解氧減少,嚴重時可降至為零;②使水中某些毒物的毒性提高;目前五十三頁\總數六十五頁\編于二點③魚類生存困難(不同的魚種都有一個最佳水溫區間)不能繁殖或死亡;④破壞水生生態平衡的溫度環境條件,加速某些細菌的繁殖;⑤助長水草叢生、厭氣發酵、惡臭。
3.溫排水擴散的研究溫排水比海里環境溫度平均要高出7℃--l0℃,密度比環境水要小,所以溫排水入海后趨于上層向四周擴散。這種溫排水在海中擴散冷卻的過程,是溫排水與海水之間的對流混合(溫水與海水之間的相對運動)、渦動混合(溫水與周圍冷海水間的混合稀釋)以及海面散熱(由海面向大氣放熱)三個物理過程所組成的復雜形式進行的,如下圖所示。目前五十四頁\總數六十五頁\編于二點目前五十五頁\總數六十五頁\編于二點
由于溫排水具有密度流的特點,沿水平方向的熱擴散比沿垂直方向的要大得多。熱量在垂直方向僅能擴散到海面以5m左右的深度,海浪大向下層擴散得深一些。冬季由于海面的散熱所導致的垂直對流混合將可達到相當的深度,在淺水區則可達到海底,所以冬季由溫水引起的海面溫水層不明顯。排水口布置使水平散熱范圍避免受海岸形態和防波堤等建筑物影響;在平直海岸情況下,使排水口在與海岸垂直為好;排水口處要有一定水深,以便使四周的冷水由下層擁入而參與摻混,而使使水溫的上升范圍縮小。
目前五十六頁\總數六十五頁\編于二點目前五十七頁\總數六十五頁\編于二點八、港口水域典型污染物之六——毒污染
1.非金屬無機毒(CN-、F-、S2-等)氰化物(CN-)是劇毒物質,人一次口服0.1g左右的氰化鉀會致死;當水中含0.3mg/L—0.5mg/LCN-時,便可致死魚,世界衛生組織訂出魚的中毒限量為游離(CN-)0.03mg/L。自然環境中普遍存在微量氰化物的來源,主要來自肥料和有機質;高濃度的主要來自電鍍廢水、焦爐和高爐的煤氣洗滌廢水及冷卻水、化工廢水和選礦廢水等。但是環境對氰化物有較強的凈化能力。①陸地植物凈化氰化物對陸生植物只有當濃度過高時才有不良影響。如油菜地土壤含氰大于0.45mg/kg時,水稻土壤含氰大于0.34mg/L時,在植物體中才急劇增長,而當目前五十八頁\總數六十五頁\編于二點
土壤中氰化物濃度低時,植物對氰化物有較好的同化作用。‘氰’在植物體內也可能轉化為‘氰糖苷’,解除‘氰’的毒害作用,并轉化為植物體所需要的成份。②水環境下凈化
a.揮發:氰化物與水中CO2作用產生HCN逸出,在缺少微生物及pH值低的條件下,揮發約占自凈量90%。
b.氰化物的生物化學氧化分解:天然水體中氰化物在游離氧化作用下形成NH4+和CO32-,是天然水體中微生物的生物化學氧化作用的結果;生物膜對較高濃度的氰具有較好的去除效果(球衣-菌為主的生物膜所同化),生物膜本身‘氰’的含量并未積累、吸附。‘氰’在一些水生植物體內也可能轉化為氰糖苷,解除‘氰’的毒害作用,并轉化為植物體所需要的成份。目前五十九頁\總數六十五頁\編于二點2.重金屬與類金屬無機毒(Hg、Cd、Pb、Cr、As)①重金屬的毒害作用重金屬主要是通過食物進入人體,能在人體的一定部位積累,使人慢性中毒,極難治療。例如:甲基汞主要破壞神經系統;無機汞破壞腎;鎘傷害腎臟和骨骼;鉛能引起貧血、腎炎、破壞神經系統和影響骨鉻等;鉻和砷毒性大且可以致癌。②重金屬的生物鏈富集作用重金屬類污染物無法消失,只有形態、價態的變化,并具有生物食物鏈的富集作用,即由很低的濃度,通過動物(及植物)食物(生物)鏈的作用,可以富集到極高的濃度。目前六十頁\總數六十五頁\編于二點
水生生物
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