[科普中国]-海洋环境容量

海洋环境容量是指在充分利用海洋的自净能力和不对其造成污染损害的前提下，某一特定海域所能容纳的污染物的最大负荷量。它是根据海区的自然地理、地质过程、水文气象、水生生物以及海水本身的理化性质等条件，进行科学分析计算后得出的。海洋环境容量是充分利用海洋自净能力的一个综合指标，容量的大小即为特定海域自净能力强弱的指标。

释义海洋环境容量，是指特定海域对污染物质所能接纳的最大负荷量。通常，环境容量愈大，对污染物容纳的负荷量即愈大；反之愈小。环境容量的大小可以作为特定海域自净能力的指标。

环境容量主要应用在质量管理上。污染物质浓度控制的法令只规定了污染物排放的容许浓度，但却没有规定排入环境中污染物的数量，也没有考虑环境的自净和容纳能力。因此，在污染源比较集中的海域和区域，尽管各个污染物源排放的污染物达到浓度控制标准，但由于污染物排放总量过大仍然会使环境受到严重污染。因此，在环境管理上只有采用总量控制法，即把各个污染源排入某一环境的污染物总量限制在一定数值之内，才能有效地保护海洋环境以及消除和减少污染物对海洋环境的危害1。

分类环境容量通常可分为绝对环境容量和年环境容量两种形式。前者主要表征的是自然环境固有的特性，无法计算；后者主要表征的是污染物的特性，可以计算。通常所说的环境容量一般是指年环境容量。其实环境容量定义还隐藏着三层含义：污染物只要不超过一定的阈值就不会对环境造成影响；在不影响环境特性的前提下，任何环境容纳污染物的容量都是有限的；环境容量可以定量化。

在给出海洋环境容量的准确定义后，其概念主要应用于海洋环境质量管理。它在海洋环境管理中实行对个别污染物排放浓度的控制。当计算海洋中某项污染物总量是否超标时，只有采取总量控制的办法，才能有效地消除或减少污染的危害，避免排入的污染物过量。环境容量大小不仅取决于自然客观属性，而且取决于人为主观属性。

自然客观属性是指特定环境本体所具有的性质或条件，如海洋环境空间的大小、位置、形态等地质条件，潮流、温度等水文条件，以及污染物的理化性质等。

自然客观属性的不同在一定程度上决定了不同环境对特定污染物自净能力的不同。例如：如果排入某一海域的污染物只规定各个污染源容许排放的浓度，而不考虑环境的最大负荷量，则有可能出现虽然排放点污染物的排放量符合标准，但特定海域的污染物总量却超过标准的情况，造成污染损害；倘若将流入某一海域的污染物总量限制在允许容纳量之内，并在此总量下限制来自各个污染源的污染物负荷量，就可以使海域环境质量维持良好状态。

海洋环境容量的实际应用由于各国海水质量标准不一，因此将实际应用的海洋环境容量定义为：在维持目标海域特定海洋学、生态学等功能所要求的国家海水水质标准条件下，一定时间范围内所允许的化学污染物最大排海量。

由于海水中化学污染物空间分布的实际不均匀性，海洋环境容量的大小应当与国家海水水质标准所界定的“指示水团”水域有密切的关系。根据“指示水团”水域的不同，可分别定义基准海洋环境容量、极小海洋环境容量和极大海洋环境容量。基准海洋环境容量是指在整个目标海域海水中化学污染物平均浓度符合一定等级国家海水水质标准条件下的海洋环境容量；极小海洋环境容量是指在整个目标海域海水中最高化学污染物平均浓度符合一定等级国家海水水质标准条件下的海洋环境容量；极大海洋环境容量是指在整个目标海域海水中最低化学污染物平均浓度符合一定等级国家海水水质标准条件下的海洋环境容量。

需要指出的是，基准海洋环境容量大于极小海洋环境容量，却小于极大海洋环境容量。在实际污染物排海总量控制管理中，应根据目标海域功能区划的实际要求和污染物的浓度分布特征，合理选用基准海洋环境容量、极小海洋环境容量或极大海洋环境容量。

另外，为了表示在一定等级国家海水水质标准条件下，目标海域所能容纳污染物的剩余能力，根据海洋环境容量实用定义，将目标海域达到一定等级国家海水水质标准时，额外需要或需要除去的排海污染物数量定义为剩余环境容量。剩余环境容量大于零表示目标海域可以容纳更多的污染物，而剩余环境容量小于零表示实际污染物排海总量已超过海洋环境容量。

根据国家海水水质标准所界定的“指示水团”水域不同，剩余环境容量同样也可划分为基准剩余环境容量、极小剩余环境容量和极大剩余环境容量。

海洋环境容量的计算水环境质量评价是水环境管理和水环境容量计算的基础，水环境质量评价方法是水环境质量评价的核心，有其独特的重要性。目前常用的环境质量评价模型可以分为以下三种类型：

（1）环境质量指数模型，如单因子环境质量指数评价方法、环境质量综合指数评价方法等；

（2）环境质量分级模型，如总分法、加权求和法、模糊数学法和灰色数学法等；

（3）环境质量综合评价的半定量模型，如生态图法、层次分析法和人工神经网络法等。

由此可以看出水质评价理论模型很多，但实际上很多评价方法的评价结果不够稳定，因而在水质管理实践中真正能够得以广泛采用的还是简单的单项水质标准，以此来评价水质级别。使用单因子环境质量指数评价法来评价海域的环境质量时，通常都采用百分之百的保证率，即常用“一次超标法”：无论有多少监测数据，只要任何一个因子有一次出现超标现象就认为该海域己超过拟定的环境质量标准。

海洋环境容量研究中本底浓度必须一致，才能科学地开展海洋环境容量计算，实施污染物总量控制。在某一特定海域内，根据污染物的地球化学行为计算环境容量的方法，因污染物不同而异。一般有以下几种：

（1）可溶性污染物以化学需氧量或生化需氧量为指标计算其污染负荷量，通常采用数值模拟中的有限元法和有限差分法，即通过潮流分析计算浓度场；

（2）重金属的污染负荷量以其在底质中的允许累积量表示；

（3）轻质污染物（如原油）的污染负荷量则通过换算水的交换周期求得2。

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学