[科普中国]-海洋污染物

简介

海洋污染物

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。主要是由于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。通常有以下几类： 石油及其产品、重金属、农药、有机物和生活污水、放射性物质、热污染以及固体碎片。石油及其产品主要来自开采、运输、炼制和使用等过程中的流失而直接排放或间接输送入海，它们对海洋生物和海滨环境危害最大。重金属主要来自工、农业废水和大气，易蓄积于海洋生物体内。农药来自农田径流和大气搬运，其中有机氯农药会使海鸟蛋壳变薄。工业和生活污水中含有大量有机物和营养盐，过量流入海洋易引起赤潮。热污染一般指发电厂冷却水。固体碎片主要指各种难降解的塑料，它们对海洋中哺乳动物危害最大。

分类按照污染物的来源、性质和毒性，可有多种分类法，当前，通常分为以下几类：

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。

金属和酸、碱包括铬、锰、铁、铜、锌、银、镉、锑、汞、铅等金属和磷、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。

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。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。1

放射性物质主要来自核武器爆炸、核工业和核动力船舰等的排污。有铈-114、钚-239、锶-90、碘-131、铯-137、钌-106、铑-106、铁-55、锰-54、锌-65和钴-60等。其中以锶-90、铯-137和钚-239的排放量较大，半衰期较长，对海洋的污染较为严重。1

有机废物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。

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。1

现状药物污染成为海洋污染****源

要解决海洋水体污染，最重要的是要研究新型的有机污染物，并且提高分析检测的技术以及加强对生物地球化学的研究。

其实，海洋水体的新型有机污染物出现已经有20年了，越来越受到关注的是药物污染，其中包括一些抗生素对于水体的污染。因为科学家已经发现，很多细菌可以生长在不同的抗生素上面，即便是药性非常强的盘尼西林上面也能够生长细菌。

在水污染研究领域，不断有新型污染问题出现。比如水处理过程中，因为消毒而产生的副产物毒性是刚刚出现的国际研究热点。

而且污染导致的问题有了越来越多的发现。比如英国的科学家发现，河流中在污水排放口附近就会出现雄鱼雌化的现象，这就是我们关注的环境激素的影响。海洋污染是近年来才开始受关注的问题，因为海洋也难逃生态系统受污染的全球格局，几乎所有海域都受到不同程度的影响。但是对于海洋里的有机物污染，我们仍然有很大的知识空缺需要去填补。

我国是抗生素生产的超级大国，比如青霉素产量占全世界产量的75%，头孢菌占80%，链霉素占90%。我们人均使用抗生素的量，也是美国使用量的10倍。大量抗生素的生产和使用，最终都通过生态循环系统进入到水体，也进入到了海洋。以海河流域为例，罗义教授的课题组就发现磺胺的抗性基因在水和土壤中的含量水平都很高，成了一个新型的污染物。更糟糕的是，抗性基因在环境中并没有一个排放标准的上限。这一课题组正在调查抗性基因在水环境的存在情况，以及污水处理系统中抗性基因的准概况，希望能够为制定抗性基因的环境基准和排放标准提供参考数据。2

监测海洋污染物的监测包括水质监测、底质监测、大气监测和生物监测等。都可分为沿岸近海监测和远洋监测。前者因海域污染较重且复杂多变，设立的监测站密，各站项目齐全且每月至少监测一次；后者主要测定那些扩散范围广和因海上倾废和因事故泄入海洋的污染物质，通常设站较稀，监测次数较少。此外，还有利用生物个体、种群或群落对污染物的反应以判断海洋环境污染情况的。

性质一种物质入海后，是否成为污染物，因物质的性质、数量（或浓度）、时间和海洋环境特征而异。有些物质，入少，对海洋生物的生长有利；量大，则有害。如城市生活污水中所含的氮、磷，工业污水中所含的铜、锌等元素就是如此。

海洋污染物的治理立法1991年1月1日生效的新《国际海事危险物品（IMDG）法典》附录Ⅲ中包括“防止以包装形式海运的有害物质污染的规定”。 有害物质是指《法典》中标为海洋污染物的产品，很容易从字母索引中的上标P、PP或·和货运单中的MP识别。有害物质的三种分类法定义如下: P—海洋污染物 含有10%或以上海洋污染物的溶液或混合物被认为是有害物质。 PP—严重海洋污染物 某些海洋污染物有极端的污染潜力，并在单独的货单上标识为严重海洋污染物。含有1%或以上的这些特定海洋污染物的溶液或混合物被列为“PP”类。3

海洋微生物资源的开发与利用21世纪人类社会面临“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战 ，随着陆地资源的日趋减少 ，开发海洋 ，向海洋索取资源 ，尤其是海洋微生物资源越来越受到人们关注。将从海洋微生物多样性、海洋药物及保健功能的生物活性物质、海洋极端酶、海洋微生物在消除海洋污染物等方面给予介绍 。4

影响在多数情况下受污染的水域往往有多种污染物。因此，一种污染物入海后，经过一系列物理、化学、生物和地质过程，其存在形态、浓度、在时间和空间上的分布，乃至对生物的毒性将发生较大的变化。如无机汞入海后，若被转化为有机汞，毒性显著增强；但若有较高浓度硒元素或含硫氨基酸存在时，毒性会降低。有些化学性质较稳定的污染物，当排入海中的数量少时，其影响不易被察觉，但由于这些污染物不易分解，能较长时间地滞留和积累，一旦造成不良的影响则不易消除。海洋污染物对人体健康的危害，主要是通过食用受污染海产品和直接污染的途径。随着人们对污染物的认识，科学和技术的发展，以及不同海域环境条件的差异，主要的海洋污染物将随着时间和海域而发生变化。

海洋石油污染及其危害海洋石油污染是国际上普遍关心的一个问题。由于石油开采和炼制以及与之有关工业的发展，海上石油勘探、开采事业的兴起，海上交通运输的繁忙和油船事故屡有发生，所有这些人为的活动，使大量石油进入海洋，对海洋生物和渔业造成严重影响。在我国，近海石油污染也比较严重，是我国的主要海洋污染物。因此，对海洋石油污染情况调查及其危害。5

污染物排海胶州湾入海污染源总量控制决策支持系统的研究是为了控制胶州湾日益严重的胶州湾氮磷和石油烃污染，使得胶州湾沿岸的工业农业等经济在环境不受到继续破坏的条件下能够健康稳定的长期可持续性发展而设立的命题。本文在综合胶州湾的物理化学和生物性质之上，分析了胶州湾的海水自净能力，并利用总量分配模型通过经济效益函数将削减总量合理的分配给各个排污口。着重分析了胶州湾的污染来源，将海洋污染排放量和社会经济污染排放量二者通过入海口检测系统检测到的污染源浓度和入海总量联系起来。综合分析了工业，农业和生活污水的来源问题。工业污水主要是各个不同的行业的污水排放量综合。具体聚类分析将不同的行业总结成不同的污染指数的企业行业，通过提高企业的环保技术水平和征收排污税的方式使得各个工业经济个体在经济利益最大化同时考虑了环保措施。农业污水主要是农业用地的化肥农药过度使用使得农业污水大量排放入海。通过政府的政策指引，例如规定粮食最低价格和补贴等方式对农民进行政策上的引导，农民可以通过经济方面的考虑来减少化肥农药的使用量，也可以通过市场上原材料的价格和土地的价格来影响农民的污染物排放量行为。在人口模型中，本文简单的通过人口数量和人均排放污染物系数来估算城市人口的污染量排放。鉴于经济模块的污染物排放量，本文也分析了海洋入海污染物的海水自净能力分析，主要是分为海洋的物理自净能力，海洋的化学自净能力和海洋的生物自净能力，自净能力是海洋的一种对污染物消耗转化的能力，对于消耗不完的污染物，就会影响海洋的生物群落和海水质量，本文中的海洋质量评价系统针对海洋调查中的各个因子和海洋环境水质标准的比较，利用模糊数学评价方法对海洋水质进行评价等级。同时利用人工神经网络的方法对海洋中的水质进行了模拟预测。本文通过对以上的经济中的工业系统，农业系统，生活人口系统，以及海洋系统当中的海水评价，海水自净能力分析系统以及海洋污染物剩余总量的合理分配系统的整合设计了胶州湾入海污染物总量控制的管理决策支持系统，旨在辅助相关的环保部门利用该系统能够进行科学的决策行为，对于设定的经济政策社会影响以及对环境污染的影响都能做到有理有据，对于市场某些生产要素因子价格的变动可以预测农民的经济行为，能够大致估计化肥农药的污染量。本文利用环境库兹涅茨曲线分析了工业的污染排放量与人均收入，产业结构，规模和技术四个社会因子的影响关系，采用U型曲线来分析胶州湾的经济形势。对于农业的分析，用环境库兹涅茨曲线回归农药化肥的用量和人均GDP的关系。本文设计了满足个体理性约束、激励相容性约束、公平的、有效的陆源污染物排海权交易机制和双向拍卖排污权交易机制。6