海洋自凈能力指的是海洋環境通過自身的一系列物理、化學及生物過程,使得污染物質的濃度得以降低甚至消除的能力。
自凈原因
海洋具備自我凈化能力的主要原因是:
- 微生物的分解作用;
- 海水體量巨大,稀釋后多數物質的毒性會降至安全水平;
- 水中污染物的沉淀、底泥吸附以及底質中污染物的分解;
- 污染物在水中的稀釋、擴散以及生物化學分解。
影響因素
海洋自凈能力受到多種因素的影響,包括地形、海水流動、溫度、鹽度、酸堿度(pH)、氧化還原電勢(Eh)以及生物豐富度等。此外,污染物本身的特點和濃度也是影響因素之一。
表現
海洋自凈能力的表現可通過污染物濃度的下降率和相關參數的變化率來衡量。快速的自凈主要依賴于海域的動力條件,如風力、環流和水交換能力等因素所導致的稀釋和擴散。長期來看,化學環境和生物降解菌群的豐富度對自凈起到重要作用。海洋自凈能力也可理解為水體環境所能承受的污染負荷上限。利用海洋自凈作用可以適度減少人工污水處理的需求,從而節約環保投資。
自凈過程
海洋自凈是一個復雜且動態的過程,其中物理、化學和生物凈化過程相互交織。物理凈化通常是海洋自凈過程中最為關鍵的部分。
物理凈化
物理凈化涉及污染物質的稀釋、擴散、混合和沉淀,從而使濃度降低。污水中的可沉性固體會在水流較弱處沉積形成污泥,而懸浮體、膠體和溶解性污染物則因混合和稀釋而濃度降低。污水的稀釋程度通常以稀釋比來表示,對于河流而言,這是參與混合的河水流量與污水流量的比例。在湖泊、水庫和海洋中,影響污水稀釋的因素還包括水流方向、風向和風力、水溫和潮汐等。
化學凈化
化學凈化主要是通過海水物理化學條件的變化引起的氧化還原、化合分解、吸附凝聚、交換和絡合等化學反應實現的。例如,有機污染物經過氧化還原作用最終轉化為二氧化碳和水。金屬元素如汞、鎘、鉻、銅等在海水酸堿度和鹽度變化的影響下,其離子價態會發生改變,從而改變其毒性或被膠體物質吸附并沉淀于海底。海水中存在的各種配合體或螯合劑也能與污染物發生絡合反應,改變其存在狀態和毒性。金屬元素的價態變化對其化學性質和遷移、凈化能力產生直接影響。影響化學凈化的因子包括pH、Eh、溫度和海水中化學組分及其形態等。
生物凈化
生物凈化是由微生物和藻類等生物通過代謝作用將污染物質降解或轉化成低毒或無毒物質的過程。例如,甲基汞可以轉化為金屬汞,石油烴可以被氧化成二氧化碳和水。微生物在降解有機污染物的過程中會消耗水中的溶解氧,因此可以通過測定一段時間內氧氣的消耗量來評估水體污染的程度。已知有許多種微生物能夠降解石油、有機氯農藥、多氯聯苯和其他有機污染物。不同微生物和污染物種類以及環境條件會影響其降解速率。還有一些微生物能夠轉化汞、鎘、鉛、砷等金屬。盡管海洋廣闊,自凈能力強,但它并非無限的資源,因此有必要對其進行合理開發利用。
局限性
雖然海洋具有強大的自凈能力,但在人類活動密集的近海地區,由于水交換能力受限,可持續利用的自凈能力非常有限。因此,應該將自凈能力視為一種寶貴的環境資源進行合理開發和利用。
經濟意義
從經濟角度來看,海洋自凈能力是一種可持續利用的重要自然資源。
環境管理意義
在環境管理方面,海洋自凈能力是制定污水排海標準和海域環境目標管理決策的基礎。
參考資料 >
萊州灣西南部的物理自凈能力.百度學術搜索.2024-11-01
鐵山港灣水體自凈能力及其與環境因子的關系初探.百度學術搜索.2024-11-01
北海灣水體自凈能力的探討.百度學術搜索.2024-11-01