海水會被污染嗎?
海水會被污染.中國的好多海邊城市,由于城市污水排入海,已有程度不同的被污染.長江口,珠江口等河六入海口,都被程度不同的污染.
海水與海洋污染分別是什么?
海水的化學需氧量又稱化學耗氧量(chemical oxygen demand,CODMn),是利用高錳酸鉀作為氧化劑,將海水中可氧化物質(有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等,但主要是有機物)氧化分解,然后根據殘留的氧海水檢測化劑量計算出氧的消耗量,單位為毫克/升。
海水檢測
CODMn和生化需氧量(BOD)都是表示水質有機污染程度的重要指標。CODMn的值越小,說明海水污染程度越輕,水質越好,CODMn的值越大,說明水體污染程度越嚴重。相應的,水中溶解氧含量越低,水中需氧生物將因缺氧而死亡。根據《中華人民共和國國家標準海水水質標準》(GB3097―1997),我國的海水水質分為四類,對CODMn濃度的限值要求分別為:2毫克/升(Ⅰ類),3毫克/升(Ⅱ類),4毫克/升(Ⅲ類),5毫克/升(Ⅳ類)。
深海環境研究
深海通常是指1,000米以下的海洋,是地球系統中關鍵而又不為人知的部分。那兒面臨高壓、低溫或高溫、黑暗及低營養水平等極端環境,長期以來一直被認為是一片“荒蕪的沙漠”。早在1960年,美國“的里雅斯特”號載人潛水探測器就在馬里亞納海溝下潛了10910米,并由此拉開了人類深海探險活動的序幕,但最早實施深海環境研究計劃的國家卻是日本。1971年成立的日本海洋科學技術中心JAMSTEC(2004年重組為日本海洋地球科學與技術部)從1991年就開始實施了“深海之星(Deep Star)”項目,專注于研究深海環境的微生物。項目組成員建造了令人難以置信的深海科研設備,如載人深潛器“深海(SHINKAI)2000”、“深海(SHINKAI)6500”及1萬米級遙控無人探測器“海溝”號,從深海獲得了1,000多株嗜壓、嗜冷、嗜熱(110℃~150℃)、嗜堿及耐有機溶劑的極端細菌。1995年,JAMSTEC研究人員成功地探測了世界上最深的馬里亞納海溝,從傳回的圖像中可清晰地看到游動著數條小魚。然而,此前人們一直以為魚兒能生存的最深水深是8,370米呢!在從1萬米深海海底采回的泥漿中,科研人員檢測到180種微生物。
近年來,新一輪的深海環境研究計劃已經開始。
利用海水自凈能力治理海洋污染
城市生活污水通過適當方式向深海排放,在海洋的自凈能力范圍內,并不會對海洋水質和生態功能造成顯著影響,還可節約大量治污資金。因此,污水深海排放在一定程度上是可行的。在澳大利亞的悉尼市等沿海城市,大約有80%的生活污水在進行淺度處理后進行深海排放。一些濱海城市采用岸邊排放生活污水的方式是相當不合理的,因為近岸海域對污染物的降解速度遠不如深海快,還會直接污染到海灘和近海的海洋自然保護區、海濱風景名勝區等重要保護對象,對保護近海海洋環境十分不利。
利用海水自凈能力治理污染
當然,為了防止海洋環境污染,深海排放必須經過充分的工程設計和技術論證。《中華人民共和國海洋環境保護法》第三十條規定:在有條件的地區,應當將排污口進行深海設置,實行離岸排放。設置陸源污染物深海離岸排放的排污口,應當根據海洋功能區劃、海水動力條件和海底工程設施的有關情況確定,具體辦法由國務院規定。我國《防治海洋工程建設污染管理條例》第二十三條規定:污水離岸排放工程排污口的設置應當符合海洋功能區劃和海洋環境保護規劃,不得損害相鄰海域的功能。污水離岸排放不得超過國家或者地方規定的排放標準。在實行污染物排海總量控制的海域,不得超過污染物排海總量控制指標。
綠牡蠣事件
1986年1月,我國臺灣省高雄縣二仁溪口海域養殖戶發現,自己養殖的牡蠣呈現奇怪的綠色,人稱“綠牡蠣”事件。后經研究表明,附近的廢五金處理廠排放的含銅廢水,是導致牡蠣變綠的主要原因。二仁溪位于高雄縣、臺南縣與臺南市三個地區的交界處,這里人口稠密,工廠林立。廢五金處理廠在對廢電線電纜、電子零件、電路板等進行酸洗時,所產生的廢液中含有大量的銅離子。這些廢水與其他工業廢水大都未經處理就直接排至二仁溪,順流進入河口附近海域,長期的污染造成海水銅濃度過高,并被養殖牡蠣吸收富集。實測結果顯示,綠牡蠣事件并非臺灣地區獨有
該海域的牡蠣含銅量高達4,410μg/g(干重),富集系數超標50萬倍!一般當牡蠣體內累積的銅超過500μg/g(干重)時,肉眼看上去呈綠色,但是即使體內含銅量高達4,500μg/g(干重),牡蠣的生長仍然不受影響。隨后幾年,臺灣新竹香山、臺南安平附近海域養殖的牡蠣也相繼出現輕微變綠的現象,其銅含量大都介于600~800μg/g(干重)之間,變綠原因亦和銅污染有關。
綠牡蠣事件并非我國臺灣地區獨有,在英國、澳大利亞和美國都曾經因船舶污染或工業污染而使其附近海域的海水銅濃度增加,早在1886年,蘭克斯特(Lankester)就發現了肉體變綠的牡蠣,稱其為“患綠色病(greensick)的牡蠣”。
五日生化需氧量
生化需氧量又稱生化耗氧量(biochemical oxygen demand,BOD),表示水中有機污染物經好氧微生物分解時所需的溶解氧量(單位毫克/升),是評價水質的常用指標。生化需氧量越高,表示水中的需氧有機污染物質越多。
五日生化需氧量測定有機污染物經微生物氧化分解的過程一般分為兩個階段:第一階段,主要是有機物被轉化成二氧化碳、水和氨,即碳化階段;第二階段主要是氨被轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,即硝化階段。第二階段對環境質量影響較小。廢水的生化需氧量通常是指第一階段有機物生物進行化學氧化所需的氧量。
因為微生物活動與溫度有關,所以測定生化需氧量時,一般以20℃作為測定時的標準溫度。這時,一般生活污水中的有機物需要20天左右才能基本上完成第一階段的氧化分解過程,即要測定第一階段的生化需氧量至少需要20天時間,這在實際工作中常常比較困難。目前都以5天作為測定生化需氧量的標準時間,簡稱五日生化需氧量,用BOD5表示。
海洋中的生物泵
海洋浮游植物通過光合作用吸收大氣中的CO2,釋放出氧氣,并且成為海洋食物鏈中其他各級生物的有機質食物來源。海洋浮游生物同時產生。
大海中的生物泵示意圖
各種鈣質生物骨骼或殼體,死亡后的殘骸逐漸沉降到洋底――這就猶如一個“泵”,將上層海水中的CO2最終“抽提”輸送到洋底沉積物之中。這個通過光合作用將無機碳固定為有機物,之后在食物網內的轉化、物理混合、輸送及重力沉降等的綜合過程被稱為“生物泵”,其“引擎”受浮游植物吸收碳的速率(光合作用速率)的影響,它的初級生產力是生物泵運轉的“發動機”。
對于各種有機、無機形態碳之間的循環,以及碳從表層向深海的輸送,除了生物泵的作用外,還有物理泵的作用。物理泵的驅動力來自海洋緩慢的環流及冷水中CO2溶解度高于溫暖水體。在高緯度海域,特別是北大西洋和南大洋,冷的、密度較大的水團在沉降至海洋內部前吸收大氣的CO2,這些沉降的水團伴隨著其他海域的上升流流動。水團到達海洋表層時變暖,CO2溶解度降低,因而部分CO2會釋放回大氣中。但其綜合效應的結果是將大氣CO2泵入海洋內部。物理泵和生物泵共同作用,增加海洋內部的CO2濃度。
海洋生物的營養物質
海洋生物的營養物質是指生物需要的能促進細胞或生物體生長、保養、活動和繁殖的物質,這些物質除蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和水外,還包括無機鹽等,我們都稱之為營養物質。
海洋生物的營養物質示意圖
在海洋中,許多元素是生物生長所必需的營養元素,如H、C、O、N、P、Si、Mg、Cl、K、S、Ca、Fe、Co、Cu、Zn、Se等。在天然海水介質中,C02、S02-、HBO-3、Mg2+、C1-、K+、Ca2+等的含量很高,它們不會限制海洋生物的生長,通常不將其稱為營養鹽。而一些痕量元素,如Fe、Mn、Co、Zn、Se等,由于在海水中的含量很低,一般稱為痕量營養鹽。N、P、Si是海洋生物生長所必需的最重要元素,也是海洋進行初級生產和食物鏈的基礎,其在海水中的含量高低會影響海洋生物生產力與生態系統結構,反過來,生物活動又會對其在海水中的含量和分布產生明顯的影響,故通常將N、P、Si稱為主要營養鹽(或生源要素)。
海水中營養鹽的來源包括大陸徑流的輸入、大氣沉降、海底熱液作用、海洋生物的分解等。在海洋真光層中,浮游植物在生長和繁殖過程中不斷地吸收營養鹽,它們在代謝過程中的排泄物和生物殘骸,經過細菌的分解,又將一些營養鹽再生,重新回到海水中。從真光層沉降的顆粒組分,在中、深層水體部分中再次被分解,生成無機營養鹽,之后通過垂直平流、擴散作用重新回到真光層,如此不斷循環。
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