海洋污染分析論文

1、海洋污染分析摘要海洋污染(marine pollution )通常是指人類(lèi)改變了海洋原來(lái)的狀態(tài)，使海洋 生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。近幾十年，隨著世界工業(yè)的發(fā)展，海洋的污染也日趨加 重，使局部海域環(huán)境發(fā)生了很大變化，有害物質(zhì)進(jìn)入海洋環(huán)境而造成的污染， 會(huì)損害生物資源，危害人類(lèi)健康，妨礙捕魚(yú)和人類(lèi)在海上的其他活動(dòng)， 損壞海水 質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量等。關(guān)鍵詞石油污染、重金屬、放射性污染、熱污染和固體廢物污染、農(nóng)藥污染、有機(jī)肥料污染正文海洋的污染主要是發(fā)生在靠近大陸的海灣。由于密集的人口和工業(yè)，大量的廢水 和固體廢物傾入海水，加上海岸曲折造成水流交換不暢，使得海水的溫度、pH、含鹽量、透明度、生物種類(lèi)和數(shù)量等性狀發(fā)

2、生改變，對(duì)海洋的生態(tài)平衡構(gòu)成危害。 目前，海洋污染突出表現(xiàn)為石油污染、赤潮、有毒物質(zhì)累積、塑料污染和核污染 等幾個(gè)方面；污染最嚴(yán)重的海域有波羅的海、地中海、東京灣、紐約灣、墨西哥 灣等。就國(guó)家來(lái)說(shuō)，沿海污染嚴(yán)重的是日本、美國(guó)、西歐諸國(guó)和前蘇聯(lián)國(guó)家。我 國(guó)的渤海灣、黃海、東海和南海的污染狀況也相當(dāng)嚴(yán)重，雖然汞、鎘、鉛的濃度總體上尚在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)，但已有局部的超標(biāo)區(qū)；石油和COD在各海域中 有超標(biāo)現(xiàn)象。其中污染最嚴(yán)重的渤海，由于污染已造成漁場(chǎng)外遷、魚(yú)群死亡、赤 潮泛濫、有些灘涂養(yǎng)殖場(chǎng)荒廢、一些珍貴的海生資源正在喪失。海洋污染物依其海洋污染來(lái)源、性質(zhì)和毒性，可分為以下幾類(lèi)：1.石油及其產(chǎn)品石油及

3、其煉制品（汽油、煤油、柴油等）在開(kāi)采、煉制、貯運(yùn)和使用過(guò)程中進(jìn) 入海洋環(huán)境而造成的污染統(tǒng)稱(chēng)為石油污染。石油入海后即發(fā)生一系列復(fù)雜變 化，包括擴(kuò)散，蒸發(fā)，溶解，乳化，光化學(xué)氧化，微生物氧化，沉降，形 成瀝青球，以及沿著食物鏈轉(zhuǎn)移等過(guò)程。（1）擴(kuò)散入海石油首先在重力、慣性力、摩擦力和表面張力的作用下，在海洋表面迅 速擴(kuò)展成薄膜，進(jìn)而在風(fēng)浪和海流作用下被分割成大小不等的塊狀或帶狀油膜， 隨風(fēng)漂移擴(kuò)散。擴(kuò)散是消除局部海域石油污染的主要過(guò)程。 風(fēng)是影響油在海面漂 移的最主要因素，油的漂移速度大約為風(fēng)速的百分之三。 中國(guó)山東半島沿岸發(fā)現(xiàn) 的漂油，冬季在半島北岸較多，春季在半島的南岸較多，也主要是風(fēng)的影響所

4、致。 石油中的氮、硫、氧等非烴組分是表面活性劑，能促進(jìn)石油的擴(kuò)散。（2）蒸發(fā)石油在擴(kuò)散和漂移過(guò)程中，輕組分通過(guò)蒸發(fā)逸入大氣，其速率隨分子量、沸 點(diǎn)、油膜表面積、厚度和海況而不同。含碳原子數(shù)小于12的烴在入海幾小時(shí)內(nèi)便大部分蒸發(fā)逸走，碳原子數(shù)在1220的烴的蒸發(fā)要經(jīng)過(guò)若干星期，碳原子數(shù) 大于20的烴不易蒸發(fā)。蒸發(fā)作用是海洋油污染自然消失的一個(gè)重要因素。通過(guò)蒸發(fā)作用大約消除泄入海中石油總量的1/41/3（3）氧化海面油膜在光和微量元素的催化下發(fā)生自氧化和光化學(xué)氧化反應(yīng)，氧化是石油化學(xué)降解的主要途徑，其速率取決于石油烴的化學(xué)特性。 擴(kuò)散、蒸發(fā)和氧化過(guò)程在石油入海后的若干天 內(nèi)對(duì)水體石油的消失起重要作

5、用，其中擴(kuò)散速率高于自然分解速率。（4）溶解低分子烴和有些極性化合物還會(huì)溶入海水中。正鏈烷在水中的溶解度與其分子量成反比，芳烴的溶解度大于鏈烷。溶解作用和 蒸發(fā)作用盡管都是低分子烴的效應(yīng)，但它們對(duì)水環(huán)境的影響卻不 同。石油烴溶于海水中，易被海洋生物吸收而產(chǎn)生有害的影響。（5）乳化石油入海后，由于海流、渦流、潮汐和風(fēng)浪的攪動(dòng)，容易發(fā)生乳 化作用。乳化有兩種形式：油包水乳化和水包油乳化，前者較穩(wěn) 定，常聚成外觀像冰淇淋狀的塊或球，較長(zhǎng)期在水面上漂浮；后 者較不穩(wěn)定且易消失。油溢后如使用分散劑有助于水包油乳化的 形成，加速海面油污的去除，也加速生物對(duì)石油的吸收。（6）沉積海面的石油經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和溶解后，

6、形成致密的分散離子，聚合成瀝 青塊，或吸附于其他顆粒物上，最后沉降于海底，或漂浮上海灘。 在海流和海浪的作用下，沉入海底的石油或石油氧化產(chǎn)物，還可再上浮到海面，造成二次污染。對(duì)生物的危害油膜減弱了太陽(yáng)輻射透入海水的能量，會(huì)影響海洋植物的光合作用。油膜沾污海獸的皮毛和海鳥(niǎo)羽毛，溶解其中的油脂物質(zhì)， 使它們失去保溫、游泳或飛行的能力。石油污染物會(huì)干擾生物的 攝食、繁殖、生長(zhǎng)、行為和生物的趨化性等能力。受石油嚴(yán)重污 染的海域還會(huì)導(dǎo)致個(gè)別生物種豐度和分布的變化，從而改變?nèi)郝?的種類(lèi)組成。高濃度的石油會(huì)降低微型藻類(lèi)的固氮能力，阻礙其 生長(zhǎng)，終而導(dǎo)致其死亡。沉降于潮間帶和淺水海底的石油，使一 些動(dòng)物幼蟲(chóng)、

7、海藻孢子失去適宜的固著基質(zhì)或使其成體降低固著 能力。石油會(huì)滲入大米草和紅樹(shù)等較高等的植物體內(nèi)，改變細(xì)胞 的滲透性等生理機(jī)能，嚴(yán)重的油污染甚至?xí)?dǎo)致這些潮間帶和鹽 沼植物的死亡。石油對(duì)海洋生物的化學(xué)毒性，依油的種類(lèi)和成分 而不同。通常，煉制油的毒性要高于原油，低分子烴的毒性要大 于高分子烴，在各種烴類(lèi)中，其毒性一般按芳香烴、烯烴、環(huán)烴、 鏈烴的順序而依次下降。石油烴對(duì)海洋生物的毒害，主要是破壞 細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)和透性，干擾生物體的酶系，進(jìn)而影響生物體 的正常生理、生化過(guò)程。如油污能降低浮游植物的光合作用強(qiáng)度， 阻礙細(xì)胞的分裂、繁殖，使許多動(dòng)物的胚胎和幼體發(fā)育異常、生 長(zhǎng)遲緩;油污還能使一些動(dòng)物致

8、病，如魚(yú)鰓壞死、皮膚糜爛、患胃病以至致癌。2. 金屬和酸、堿。包括鉻、錳、鐵、銅、鋅、銀、鎘 、銻、汞、 鉛等金屬，磷、砷等非金屬，以及酸和堿等。它們直接危害海洋 生物的生存和影響其利用價(jià)值。重金屬污染物在海洋中的物理遷移過(guò)程主要是指海-氣界面重金 屬的交換及在海流、波浪、潮汐的作用下，隨海水的運(yùn)動(dòng)而經(jīng)歷 的稀釋、擴(kuò)散過(guò)程。由于這些作用的能量極大，故能將重金屬遷 移到很遠(yuǎn)的地方。重金屬污染物在海洋中的化學(xué)過(guò)程主要是指重金屬元素在富氧和缺氧條件下發(fā)生電子得失的氧化還原反應(yīng)，及其化學(xué)價(jià)態(tài)，活性及毒性等變化過(guò)程。重金屬在海水中能與無(wú)機(jī)和有機(jī)配位體 作用生成絡(luò)合物和螯合物，使重金屬在海水中的溶解度增大

9、。已 經(jīng)進(jìn)入底質(zhì)的重金屬在此過(guò)程中可能重新進(jìn)入水體，造成二次污 染。此外，重金屬在海水中經(jīng)水解反應(yīng)生成氫氧化物，或被水中 膠體吸附而易在河口或排污口附近沉積，故在這些海區(qū)的底質(zhì)中，常蓄積著較多的重金屬。重金屬污染物在海洋中的生物過(guò)程主要是指海洋生物通過(guò)吸附、吸收或攝食而將重金屬富集在體內(nèi)外，并隨生物的運(yùn)動(dòng) 而產(chǎn)生水平和垂直方向的遷移，或經(jīng)由浮游植物、浮游動(dòng)物、魚(yú) 類(lèi)等食物鏈（網(wǎng)）而逐級(jí)放大，致使魚(yú)類(lèi)等高營(yíng)養(yǎng)階的生物體內(nèi)富 集著較高濃度的重金屬，或危害生物本身，或由于人類(lèi)取食而損害人體健康。此外，海洋中的微生物能將某些重金屬轉(zhuǎn)化為毒性 更強(qiáng)的化合物，如無(wú)機(jī)汞在微生物作用下能轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的甲 基

10、汞。某些微量金屬元素是生物體必需元素，但是，超過(guò)一定含量就會(huì) 產(chǎn)生危害作用。海洋中的重金屬一般是通過(guò)食用海產(chǎn)品的途徑進(jìn) 入人體。汞（甲基汞）引起水俁?。ㄒ?jiàn)水俁灣汞污染事件）；鎘、 鉛、鉻等亦能引起機(jī)體中毒，或有致癌、致畸等作用；其他的重 金屬劑量超過(guò)一定限度時(shí)，對(duì)人和其他生物都會(huì)產(chǎn)生危害。重金屬對(duì)生物體的危害程度，不僅與金屬的性質(zhì)、濃度和存 在形式有關(guān)，而且也取決于生物的種類(lèi)和發(fā)育階段。對(duì)生物體的 危害一般是汞 > 鉛 > 鎘> 鋅> 銅；有機(jī)汞 > 無(wú)機(jī)汞、六價(jià)鉻 > 三價(jià)鉻; 一般海洋生物的種苗和幼體對(duì)重金屬污染較之成體更為敏感；此 外，兩種以上的重金屬

11、共同作用于生物體時(shí)比單一重金屬的作用 要復(fù)雜得多，歸納起來(lái)計(jì)有三種形式，即兩種以上重金屬的混合 毒性等于各重金屬單獨(dú)毒性之和時(shí)稱(chēng)為相加作用，若大于各單獨(dú) 毒性之和則為相乘作用或協(xié)同作用，若低于各單獨(dú)毒性之和則為 拮抗作用。兩種以上重金屬的混合毒性不僅取決于重金屬的種類(lèi) 組成，且亦與其濃度組合及溫度、pH等條件有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，鎘和銅有相加或相乘作用，硒對(duì)汞有拮抗作用。生物體對(duì)攝入體內(nèi)的重金屬有一定的解毒功能，女口：體內(nèi)的巰荃蛋白與重金屬結(jié)合成金屬巰基排出體外。當(dāng)攝入的重金屬劑量 超出巰基蛋白的結(jié)合能力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀。3. 農(nóng)藥污染由于農(nóng)藥的施用通常采用噴霧的方式，農(nóng)藥中的有機(jī)溶劑和部 分農(nóng)藥

12、漂浮在空氣中，污染大氣；農(nóng)田被雨水沖刷，農(nóng)藥則進(jìn)入 江河，進(jìn)而污染海洋。這樣，農(nóng)藥就由氣流和水流帶到世界各地， 殘留土壤中的農(nóng)藥則可通過(guò)滲透作用到達(dá)地層深處，從而污染地 下水。4. 放射性物質(zhì)金屬和酸、堿。包括鉻、錳、鐵、銅、鋅、銀、鎘、銻、汞、鉛等金屬，磷、砷等非金屬，以及酸和堿等。它們直接危害海洋生物 的生存和影響其利用價(jià)值。核工廠向海洋排放低水平放射性廢物。建在海邊或河邊的原子能工 廠，包括核燃料后處理廠，核電站和軍用核工廠在生產(chǎn)過(guò)程中，將低 水平放射性廢液直接或間接排入海中。最典型的例子是美國(guó)漢福特工 廠和英國(guó)溫茨凱爾核燃料后處理廠。 前者I960年排入太平洋的放射 性廢物達(dá)36萬(wàn)居里

13、，主要是51 Cr、65 Zn、239 Np和32 P，后 者自50年代初起，每天大約把 100萬(wàn)加侖含有137 Cs、134 Cs、 90 Sr、106 Ru、Pu、241 Am 和3 H等核素的放射性廢水排入愛(ài)爾 蘭海,年排放總量近20萬(wàn)居里,該廠137 Cs的排放總量逐年增加， 1975年高達(dá)141360居里，已成為愛(ài)爾蘭海、北海和北大西洋局部 水域的放射性主要污染源。核電站向水域排入的低水平放射性液體廢 物，其數(shù)量要比核燃料后處理廠少的多。據(jù)對(duì)32座加壓水動(dòng)力堆核電站1978年液體放射性廢物的排放量調(diào)查，除3 H夕卜，大多數(shù)沒(méi)有 超過(guò)1居里。但設(shè)在沿海的原子能工廠，由于定點(diǎn)向近海排廢，所 以對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題應(yīng)予重視。5. 有機(jī)廢液和生活污水海洋是一種生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存，相互制約的復(fù)雜 生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)都是處于相對(duì)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)平 衡的。當(dāng)赤潮發(fā)生時(shí)這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初 期，由于植物的光合作用，水體會(huì)出現(xiàn)高葉綠素 a、高溶解氧、高化 學(xué)耗氧量。這種環(huán)境因素的改變，致使一些海洋生物不能正常生長(zhǎng)、 發(fā)育、繁殖，導(dǎo)致一些生物逃避甚至死亡，破壞了原有的生態(tài)平衡。6 .