第二章海洋開發(fā)產(chǎn)業(yè)

第一節(jié)港口航運產(chǎn)業(yè)第三個問題：港口(運營階段)水域污染問題

現(xiàn)在是1頁\一共有66頁\編輯于星期四一、水體污染指標(biāo)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）?，F(xiàn)在是2頁\一共有66頁\編輯于星期四江與河的區(qū)別：我國國內(nèi)：

通常把注入內(nèi)?；蛘吆吹暮恿鹘泻?；注入外?；虼笱蟮暮恿鹘薪?；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(guān)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。現(xiàn)在是3頁\一共有66頁\編輯于星期四水體：相對穩(wěn)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(zhì)、溶解物質(zhì)、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(zhì)和水生生物污染。重金屬污染物易于從水相轉(zhuǎn)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(zhì)用來描述水體中的水：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)?，F(xiàn)在是4頁\一共有66頁\編輯于星期四污水水質(zhì)指標(biāo)：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(zhì)。污染表現(xiàn)：形成淤泥、降低水體的透明度、影響生物生長發(fā)育、阻礙機械運轉(zhuǎn)。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(nèi)沉淀的部分，稱為可沉固體。生活污水中沉淀下來的物質(zhì)通常稱為污泥；污泥含水率是設(shè)計污水處理構(gòu)筑物時必須考慮的因素。工業(yè)廢水中沉淀的顆粒物則稱為沉渣?，F(xiàn)在是5頁\一共有66頁\編輯于星期四

2.有機物生活污水和許多工業(yè)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(xué)成份主要是碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，在微生物作用下，會不斷地分解并轉(zhuǎn)化為無機物而成為植物的養(yǎng)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(biāo)：總有機碳(TOC)、總需氧量(TOD)。現(xiàn)在是6頁\一共有66頁\編輯于星期四總有機碳（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?？偤难趿浚═OD）：指水中可氧化物質(zhì)在高溫燃燒條件下進行氧化所消耗的氧量。當(dāng)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?？偤难趿浚═OD）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(xué)氧化測量）?，F(xiàn)在是7頁\一共有66頁\編輯于星期四3.生化需氧量（Bi-chemical

oxygen

demand）生物化學(xué)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(zhì)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(biāo)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(zhuǎn)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(xù)較長時間。主要依靠硝化細(xì)菌使氨氧化為亞硝酸和硝酸，對環(huán)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。

現(xiàn)在是8頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是9頁\一共有66頁\編輯于星期四耗氧速度在開始時最快，5日內(nèi)能降低生化需氧量68%左右。因此，將污水在20℃溫度下培養(yǎng)5日，作為BOD檢驗的標(biāo)準(zhǔn)，測得結(jié)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(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)；是水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)

；用于處理廠設(shè)計、能判定處理廠處理效果；是污水處理管理指標(biāo)?，F(xiàn)在是10頁\一共有66頁\編輯于星期四4.化學(xué)需氧量（Chemical

oxygen

demand）用化學(xué)氧化劑氧化生活污水或工業(yè)廢水中有機污染物所耗用的氧量即為化學(xué)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(jiān)測，氧化劑采用（K2Cr2O7）重鉻酸鉀，測得的數(shù)值為化學(xué)需氧量（CODＣr）。針對水環(huán)境背景，氧化劑用（KMnO4）高錳酸鉀(對50以下的小數(shù)值也敏感)，測得的數(shù)值稱為高錳酸鹽指數(shù)CODＭn?，F(xiàn)在是11頁\一共有66頁\編輯于星期四5.pH值pH值也是水的污染指標(biāo)之一。生活污水一般呈弱堿性，pH值約7.2—7.6之間。工業(yè)廢水的pH值變化大，強酸性工業(yè)廢水對混凝土材料有腐蝕作用，并對水生生物及細(xì)菌的生長與活動均有直接影響。采用物理化學(xué)處理時，pH值是重要的操作條件。

6.細(xì)菌數(shù)污水和有些工業(yè)廢水中含有大量細(xì)菌，每毫升污水中的細(xì)菌數(shù)目常以百萬計。細(xì)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?，F(xiàn)在是12頁\一共有66頁\編輯于星期四7.有害物質(zhì)工業(yè)廢水中的某些污染物質(zhì)對人及生物常是有害的，如煉焦工業(yè)廢水中的酸類化合物，機械加工業(yè)廢水中的氧化物等，以及廢水的鋁、銅、鉻、砷等物質(zhì)都是有毒害的。這些物質(zhì)的含量是廢水處理與利用的重要指標(biāo)。8.其他

①蒸發(fā)殘留物（total

solid）水樣經(jīng)蒸發(fā)烘干后的殘留量。溶解性物質(zhì)量等于蒸發(fā)殘留物減去懸浮物質(zhì)量?，F(xiàn)在是13頁\一共有66頁\編輯于星期四②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(wěn)定消化過程。③總氮：總氮=有機氮+無機氮

氮是細(xì)菌繁殖不可缺少的物質(zhì)元素，當(dāng)工業(yè)廢水中氮量不足時，生物處理時補充氮；氮是引發(fā)水體富營養(yǎng)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(fā)封閉性水體富營養(yǎng)化污染的元素?，F(xiàn)在是14頁\一共有66頁\編輯于星期四二、河口海岸污染特性1.污染源廣河口港、海港區(qū)域人類活動產(chǎn)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(xù)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(fù)雜由于污染源廣、持續(xù)性、污染的物質(zhì)種類多、入海復(fù)雜，加之海洋自然環(huán)境條件的多樣性，決定了控制污染的復(fù)雜性。現(xiàn)在是15頁\一共有66頁\編輯于星期四

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(yè)廢水和廢棄物。②農(nóng)藥及農(nóng)業(yè)廢棄物十

十；

十；一。農(nóng)藥（有機汞、有機磷、多氯聯(lián)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(yè)污水和廢棄物等、食品、橡膠。

現(xiàn)在是16頁\一共有66頁\編輯于星期四④海上設(shè)施建設(shè)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(jié)核礦。⑤

原子能生產(chǎn)和應(yīng)用？；十

十；一。

原子能設(shè)施、核動力船以及醫(yī)藥、工業(yè)和科研等排入水域的裂變衍生物、冷卻水、引爆放射性物質(zhì)、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(chǎn)品、炸彈、殺蟲劑、固體廢物、疏浚泥、放射性物質(zhì)等?，F(xiàn)在是17頁\一共有66頁\編輯于星期四三、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(chǎn)量的5‰（包括原油、燃料油、潤滑油等）。污染數(shù)量：河流及沿海工業(yè)50%；其余為運油船只的洗艙水、事故溢油、海上采油或運轉(zhuǎn)事故等。污染區(qū)域：主要在港灣、沿海、港口水域、海洋油田附近。發(fā)生在離岸l0nmile以內(nèi)的占80%，發(fā)生在距離港口25nmile以內(nèi)者占75%。污染次數(shù)：據(jù)美國石油研究機構(gòu)調(diào)查，油污染事件泄油240t以上者，90%是油船或燃油船舶造成?，F(xiàn)在是18頁\一共有66頁\編輯于星期四1.港區(qū)石油污染的沿岸排放及泄露來源①沿岸廠礦企業(yè)排水口、城市下水道排放大連港區(qū)水域約100個排污口。沿海煉油廠，一旦事故發(fā)生會造成嚴(yán)重污染；正常生產(chǎn)，每加工l噸原油為排放廢水量2t--4t，按達標(biāo)l0mg/L排放，一年幾百萬噸的成品油生產(chǎn)能力，排放量也(千噸量級)。②河流攜帶入海：河口港上游經(jīng)濟帶、海灣港的腹地經(jīng)濟區(qū)。③港口設(shè)施的漏泄碼頭油庫、輸油管道等港口設(shè)施跑冒滴漏也是港口油污染的一個來源。

現(xiàn)在是19頁\一共有66頁\編輯于星期四2.港區(qū)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(chǎn)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(huán)境問題轉(zhuǎn)化為生物入侵而不是油污染問題?，F(xiàn)在是20頁\一共有66頁\編輯于星期四④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(tài)。

⑤廢氣中未完全燃燒的油（不完全在港區(qū)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l(wèi)0t--20t。3.海上采油導(dǎo)致的油污染海上油氣開發(fā)及井噴事故等也是油污染的一個重要來源。發(fā)展達到規(guī)模的油田，會有專門的原油運輸碼頭，從而給區(qū)域環(huán)境造成壓力?，F(xiàn)在是21頁\一共有66頁\編輯于星期四（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(guān)，并受風(fēng)、海浪、海流等動力因素的影響。海面的油膜最終在風(fēng)、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(dāng)于海流速度60%，風(fēng)速2%--4%。漂移擴大了與海水接觸，降低毒性物質(zhì)累積。石油及其產(chǎn)品所含的氮、硫、氧化合物對擴散起重要作用，它們被認(rèn)為是表面活性劑?，F(xiàn)在是22頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是23頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是24頁\一共有66頁\編輯于星期四溢油的回收現(xiàn)在是25頁\一共有66頁\編輯于星期四溢油溫度低于油的傾點則類固態(tài)的油存在很長時間傾點是指油品在規(guī)定的試驗條件下，被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度。

現(xiàn)在是26頁\一共有66頁\編輯于星期四2.蒸發(fā)石油中較輕的成份在海面上通過蒸發(fā)（受石油成份的蒸氣壓、濃度、油膜表面積、厚度、風(fēng)、溫度等影響）進入大氣。汽油在海面上迅速蒸發(fā)消失，重燃料油幾乎不蒸發(fā)，總的蒸發(fā)過程可以持續(xù)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(xué)組成、比重、粘度、表面張力、溶解度等所支配，整個過程會持續(xù)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(huán)境會產(chǎn)生有害的影響?，F(xiàn)在是27頁\一共有66頁\編輯于星期四4.乳化石油進入水中因海洋動力因素的攪拌作用而產(chǎn)生乳化。當(dāng)海面產(chǎn)生波浪破碎時，海面浮油能很快地吸收相當(dāng)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(fā)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(zhì)。這些半固體相當(dāng)穩(wěn)定，外觀似冰淇淋。較輕石油的蒸餾產(chǎn)物容易形成“水包油”，“水包油”在海水中不穩(wěn)定，易消失。溢油發(fā)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(huán)境中消失，其毒性也繼續(xù)存在。

現(xiàn)在是28頁\一共有66頁\編輯于星期四油包水的乳化油包水的乳化會遲滯溢油消散過程現(xiàn)在是29頁\一共有66頁\編輯于星期四放大1000倍的油包水乳化（水滴）現(xiàn)在是30頁\一共有66頁\編輯于星期四5.氧化作用氧化作用（速率取決于它的化學(xué)特性）主要發(fā)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(xì)菌、真菌、某些藻類能夠降解某些石油化合物。細(xì)菌的降解作用取決于若干環(huán)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(zhì)的溶解量和細(xì)菌寄生的懸浮粒子數(shù)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）?，F(xiàn)在是31頁\一共有66頁\編輯于星期四

7.物理分解海面浮油老化后產(chǎn)生豌豆粒大小焦油塊；直徑為2Oμm--80μm，1OOm水深處也能發(fā)現(xiàn)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(jù)日本的試驗結(jié)果，石油在水中大約10天開始形成粘性瀝青狀油粒，經(jīng)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(jīng)過較長時間。

現(xiàn)在是32頁\一共有66頁\編輯于星期四

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(nèi)，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?！，F(xiàn)在是33頁\一共有66頁\編輯于星期四結(jié)合水或其它沉積物會使密度大而加速油下沉現(xiàn)在是34頁\一共有66頁\編輯于星期四

10.海灘堆積海上浮油在風(fēng)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(wěn)定，這是因為在厭氧條件下，石油的生物降解作用很難發(fā)生了?，F(xiàn)在是35頁\一共有66頁\編輯于星期四（三）油污染對海洋環(huán)境的危害1.對海洋生物的危害（物理危害、毒性危害）當(dāng)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(chǎn)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(fā)物毒性；影響生物洄游路線和近海養(yǎng)殖區(qū)；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(huán)節(jié)導(dǎo)致生態(tài)破壞；水生物資源營養(yǎng)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(zhì)。

現(xiàn)在是36頁\一共有66頁\編輯于星期四

2.對沿岸的影響（影響濱海景觀及旅游業(yè)）

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(qū)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(nèi)灣中，溢油的危害最為嚴(yán)重?，F(xiàn)在是37頁\一共有66頁\編輯于星期四

在低于高潮位的沿海區(qū)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(fēng)，油污則會滯留在岸上。沙質(zhì)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(guī)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(qū)沿岸清除；與旅游無關(guān)的海岸任殘留自然消失為好。

現(xiàn)在是38頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是39頁\一共有66頁\編輯于星期四3.對生態(tài)環(huán)境的影響產(chǎn)生大面積嚴(yán)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(guī)模的溢油污染事件能引起大面積海域嚴(yán)重缺氧，在封閉的港口和海灣區(qū)域情況更為明顯，為厭氧藻類的瘋長提供了條件，容易引發(fā)赤潮等生態(tài)災(zāi)害。4.對水域安全的影響可能引起水面火災(zāi)，危及橋梁、船舶的安全。

現(xiàn)在是40頁\一共有66頁\編輯于星期四四、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(dǎo)致厭氧菌分解。分解碳化物→產(chǎn)生甲烷，分解氮化物產(chǎn)生→氮吲哚、糞臭素、硫化氫、硫醇使水體發(fā)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(xì)菌，其中許多是致病細(xì)菌（斑疹傷寒、痢疾、副傷寒、腸胃炎以及霍亂等腸道傳染?。?。

同時，污水還傳染其它一些致病菌體，致病細(xì)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(chǎn)物，損害他們的生存能力。

現(xiàn)在是41頁\一共有66頁\編輯于星期四2.病原微生物傳染病原微生物主要來自生活污水、醫(yī)院污水、垃圾及地面徑流等，一般與其它細(xì)菌和大腸桿菌共存，所以通常用細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌（檢測方法可以嚴(yán)格地將糞便大腸桿菌與大量的統(tǒng)稱的大腸桿菌區(qū)別開來）指數(shù)及細(xì)菌值數(shù)為病原微生物污染的間接指標(biāo)。病菌、病蟲卵造成的傳染病死亡率在發(fā)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(xì)菌且不影響細(xì)菌的生長，污水排放管道附近的貝類養(yǎng)殖區(qū)特別注意。

現(xiàn)在是42頁\一共有66頁\編輯于星期四五、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(dāng)有機污染物進入水體后，細(xì)菌和其它微生物將首先利用水中的溶解氧進行有氧降解?？諝庵械难鯕狻⑺w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(shù)量過多，水中的溶解氧迅速消耗，降到一定限度，水體環(huán)境就成了缺氧或無氧狀態(tài)有機物分解轉(zhuǎn)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(chǎn)物使水體受到進一步污染。

現(xiàn)在是43頁\一共有66頁\編輯于星期四2.生化需氧量生化需氧量是指單位體積水中需氧物質(zhì)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(huán)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(xué)方法(COD化學(xué)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(xì)菌首先要取代淡水細(xì)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(qū)逐漸演變成厭氧條件。結(jié)果是適應(yīng)這種厭氧條件的動物區(qū)系得到發(fā)展，或使該沉積區(qū)變成無動物區(qū)?，F(xiàn)在是44頁\一共有66頁\編輯于星期四3.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(yán)重，目前水污染造成的死魚事件，大多數(shù)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(tài)環(huán)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?？梢酝ㄟ^減少排放量、達到排放標(biāo)準(zhǔn)、人工復(fù)氧、研究區(qū)域水體的自凈能力進而合理制定排放標(biāo)準(zhǔn)、加強監(jiān)測、預(yù)報等措施減少需氧有機物的污染。

現(xiàn)在是45頁\一共有66頁\編輯于星期四六、港口水域典型污染物之四——富營養(yǎng)化1.富營養(yǎng)化水體中植物的營養(yǎng)物（如磷酸鹽、氨氮和硝酸鹽）過量會導(dǎo)致某些藻類和其它水生植物會過度繁殖，耗盡溶解氧，導(dǎo)致魚類大量死亡，此即為富營養(yǎng)化現(xiàn)象。在地表淡水系統(tǒng)的磷酸鹽，海水系統(tǒng)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(dǎo)致整條食物鏈的消失。現(xiàn)在是46頁\一共有66頁\編輯于星期四2.富營養(yǎng)物質(zhì)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(nóng)田上施肥及沿海養(yǎng)殖。施放化肥農(nóng)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(yǎng)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(rèn)為是危險狀態(tài)。極限負(fù)荷量有兩種表示方法，即單位體積負(fù)荷量(g/m3·a)和單位面積負(fù)荷量(g/m2·a)。貧營養(yǎng)湖與富營養(yǎng)湖的臨界負(fù)荷量是：總磷為0.29g/m2·a—0.5g/m2·a，總氮為5g/m2·a–l0g/m2·a。

現(xiàn)在是47頁\一共有66頁\編輯于星期四4.赤潮水體富營養(yǎng)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(xiàn)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(chǎn)生紅褐色的“赤潮”。根據(jù)“赤潮”的顏色，判斷引發(fā)的生物種類?，F(xiàn)在是48頁\一共有66頁\編輯于星期四①赤潮發(fā)生的原因水體中過量營養(yǎng)鹽（主要是氮、磷）是產(chǎn)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(zhì)，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(huán)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(fā)生赤潮（是否富營養(yǎng)化）方法很多：例如：化學(xué)耗氧量（p-pm）×無機磷（μg/L）×無機氮（μg/L）/1500≥1?，F(xiàn)在是49頁\一共有66頁\編輯于星期四②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(fā)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(nèi)含有毒素，導(dǎo)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(zhì)使水體變稠，因粘液的關(guān)系堵塞其鰓瓣窒息而死?，F(xiàn)在是50頁\一共有66頁\編輯于星期四c.由于生產(chǎn)過量，食物鏈（網(wǎng)）失去調(diào)控，赤潮生物尸體在有氧分解耗盡水體中的溶解氧而出現(xiàn)水體缺氧甚至無氧狀態(tài)；在缺氧的環(huán)境條件下分解，又將產(chǎn)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(yán)重危害，甚至被殺絕。最終可能出現(xiàn)一個從水體的富營養(yǎng)化發(fā)展成赤潮，又從赤潮生物的死亡分解將營養(yǎng)鹽回歸給水體實現(xiàn)水體體的富營養(yǎng)化，其余環(huán)節(jié)全部喪失。水體將經(jīng)常處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)，有機物分解多屬厭氧分解，從而產(chǎn)生大量的硫化氫等氣體，使水體變得惡臭，俗稱“臭水”?，F(xiàn)在是51頁\一共有66頁\編輯于星期四d.赤潮對漁業(yè)的危害：內(nèi)灣養(yǎng)殖業(yè)可因赤潮而使養(yǎng)殖對象全軍覆沒；外海捕撈業(yè)也因赤潮改變水體的物理、化學(xué)特征和破壞其餌料基礎(chǔ)，而導(dǎo)致捕撈對象集群受擾或回游路線的改變，使?jié)O船找不到魚群。e.在赤潮發(fā)生時，往往會散發(fā)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(fā)生在港灣和其附近水域，則會對航運交通和港口的運營產(chǎn)生不利影響并通過船舶傳播赤潮生物（壓載水和船體攜帶）。

現(xiàn)在是52頁\一共有66頁\編輯于星期四七、港口水域典型污染物之五——熱污染

1.溫排水與熱污染發(fā)電、煉鋼等工業(yè)的損耗熱量通過冷卻水排放到外面，稱為“溫排水”。生產(chǎn)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(huán)境水溫7℃--l0℃。給環(huán)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(yán)重時可降至為零；②使水中某些毒物的毒性提高；現(xiàn)在是53頁\一共有66頁\編輯于星期四③魚類生存困難（不同的魚種都有一個最佳水溫區(qū)間）不能繁殖或死亡；④破壞水生生態(tài)平衡的溫度環(huán)境條件，加速某些細(xì)菌的繁殖；⑤助長水草叢生、厭氣發(fā)酵、惡臭。3.溫排水?dāng)U散的研究溫排水比海里環(huán)境溫度平均要高出7℃--l0℃，密度比環(huán)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(fù)雜形式進行的，如下圖所示?，F(xiàn)在是54頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是55頁\一共有66頁\編輯于星期四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(dǎo)致的垂直對流混合將可達到相當(dāng)?shù)纳疃?，在淺水區(qū)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(tài)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。

現(xiàn)在是56頁\一共有66頁\編輯于星期四現(xiàn)在是57頁\一共有66頁\編輯于星期四八、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(zhì)，人一次口服0.1g左右的氰化鉀會致死；當(dāng)水中含0.3mg/L—0.5mg/LCN-時，便可致死魚，世界衛(wèi)生組織訂出魚的中毒限量為游離（CN-）0.03mg/L。自然環(huán)境中普遍存在微量氰化物的來源，主要來自肥料和有機質(zhì)；高濃度的主要來自電鍍廢水、焦?fàn)t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(huán)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(dāng)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(dāng)現(xiàn)在是58頁\一共有66頁\編輯于星期四土壤中氰化物濃度低時，植物對氰化物有較好的同化作用?！琛谥参矬w內(nèi)也可能轉(zhuǎn)化為‘氰糖苷’，解除‘氰’的毒害作用，并轉(zhuǎn)化為植物體所需要的成份。②水環(huán)境下凈化a.揮發(fā)：氰化物與水中CO2作用產(chǎn)生HCN逸出，在缺少微生物及pH值低的條件下，揮發(fā)約占自凈量90%。b.氰化物的生物化學(xué)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(xué)氧化作用的結(jié)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?！琛谝恍┧参矬w內(nèi)也可能轉(zhuǎn)化為氰糖苷，解除‘氰’的毒害作用,并轉(zhuǎn)化為植物體所需要的成份?，F(xiàn)在是59頁\一共有66頁\編輯于星期四2.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(jīng)系統(tǒng)；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(jīng)系統(tǒng)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(tài)、價態(tài)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?，F(xiàn)在是60頁\一共有66頁\編輯于星期四水生生物富集重金屬的程度及部位，因重金屬種類和生物品種而不同。淡水魚和淡水植物富集約1000倍，淡水無脊椎動物1×106倍；海洋植物100倍，海洋動物可達2×106倍。鱒魚肉富集鎘330倍，骨頭為1600倍，腎臟為4400倍。③重金屬的來源及防治重金屬是構(gòu)成地殼的物質(zhì)、分布廣，超過本底含量就可能是污染造成的。主要來源是采礦、冶煉等工業(yè)企業(yè)排放以及煤和石油的燃燒。防治途徑：嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)、使重金屬和水中懸浮物一同沉淀處理、利用非食用植物富集某些重金屬元素的能力