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1、人类与海洋环境人类与海洋环境第1页，本讲稿共36页海水中的物质海水中的物质l80多种元素。多种元素。l常量元素有常量元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F 11种种。l氯化钠氯化钠 27.2、77.7 氯化镁氯化镁 3.8、10.9 硫酸镁硫酸镁 1.7、4.9 硫酸钙硫酸钙 1.2、3.6 硫酸钾硫酸钾 0.9、2.5 碳碳酸钙酸钙 0.1、0.3 溴化镁及其他溴化镁及其他 0.1、0.3。l海水中的气体主要由氮、氧和二氧化碳组成海水中的气体主要由氮、氧和二氧化碳组成。第2页，本讲稿共36页海水温度随深度变化的曲线海水温度随深度变化的曲线第3页，本讲稿共36页地球不同纬
2、度的海水温度和盐度地球不同纬度的海水温度和盐度第4页，本讲稿共36页海水中氧含量的垂直分布海水中氧含量的垂直分布第5页，本讲稿共36页 第一节：海洋污染物第一节：海洋污染物l营养盐和有机物营养盐和有机物l石油及其产品石油及其产品l金属和酸、碱金属和酸、碱l农药及其他合成有机物农药及其他合成有机物l放射性物质放射性物质l工业废水和生活污水工业废水和生活污水l固体废物和热污染固体废物和热污染第6页，本讲稿共36页营养盐和有机物l农田排放的农田排放的N、P。l各种污水。各种污水。第7页，本讲稿共36页石油及其产品石油及其产品l原油的开采与运输。原油的开采与运输。l石油化工企业排放入海。石油化工企业排
3、放入海。l船舶对海洋、港口的污染。船舶对海洋、港口的污染。第8页，本讲稿共36页金属和酸、碱、盐金属和酸、碱、盐l重金属：镉、铬、汞、铅、铜、锌。重金属：镉、铬、汞、铅、铜、锌。l非金属：砷、磷、硫。非金属：砷、磷、硫。l酸：硫酸、磷酸、硝酸。酸：硫酸、磷酸、硝酸。l碱：氢氧化钠、氢氧化钾。碱：氢氧化钠、氢氧化钾。l盐：碳酸盐、醋酸盐。盐：碳酸盐、醋酸盐。第9页，本讲稿共36页农药及其他合成有机物农药及其他合成有机物l农药：农药：DDT、六六六、狄氏剂、有机磷农药。、六六六、狄氏剂、有机磷农药。l除草剂：百草枯、蔬草灭。除草剂：百草枯、蔬草灭。l其他：多氯联苯、洗涤剂。其他：多氯联苯、洗涤剂。
4、第10页，本讲稿共36页放射性物质放射性物质l核工业：锶核工业：锶-90、铯、铯-137、钚、钚-239和碘和碘-131。l自然：氡自然：氡-222l工业：钴工业：钴-60第11页，本讲稿共36页工业废水和生活污水工业废水和生活污水l工业污水：造纸、电镀、印染。工业污水：造纸、电镀、印染。l生活污水生活污水：（：（有机物、洗涤剂、油污、酚）。有机物、洗涤剂、油污、酚）。l医院污水医院污水：（：（有机物、消毒剂、大肠杆菌）。有机物、消毒剂、大肠杆菌）。第12页，本讲稿共36页固体废物和热污染固体废物和热污染l固体废物：城市垃圾、工程残土、疏浚底泥。固体废物：城市垃圾、工程残土、疏浚底泥。（各种污
5、染物、海滨环境）（各种污染物、海滨环境）l热污染：发电、冶金、化工企业排放冷却水。热污染：发电、冶金、化工企业排放冷却水。（破坏近岸海域生态）（破坏近岸海域生态）第13页，本讲稿共36页第二节：富营养化与赤潮第二节：富营养化与赤潮l“赤潮赤潮”，又称红潮，是海洋生态系统中的一，又称红潮，是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由赤潮藻在特定环境条件下种异常现象。它是由赤潮藻在特定环境条件下爆发性地繁殖造成的。根据引发赤潮的生物种爆发性地繁殖造成的。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同，海水呈现红、黄、绿、褐色类和数量的不同，海水呈现红、黄、绿、褐色等不同颜色。被喻为等不同颜色。被喻为“红色幽灵红色幽
6、灵”。第14页，本讲稿共36页赤潮的历史赤潮的历史l古今中外颇多记载。古今中外颇多记载。l最近几年比过去发生的频率更高。最近几年比过去发生的频率更高。第15页，本讲稿共36页赤潮的成因赤潮的成因l海水富营养化：海水富营养化：工业废水、生活污水、农田排水。工业废水、生活污水、农田排水。l海水理化因素：海水理化因素：温度、盐度、风力。温度、盐度、风力。l海水养殖污染：海水养殖污染：过量的饲料、排泄物。过量的饲料、排泄物。第16页，本讲稿共36页赤潮的发生过程赤潮的发生过程l起始阶段起始阶段l发展阶段发展阶段l维持阶段维持阶段l消亡阶段消亡阶段第17页，本讲稿共36页起始阶段起始阶段l海域内有一定数
7、量的赤潮藻物种，海域内有一定数量的赤潮藻物种，海水环境的物理、化学条件适合这海水环境的物理、化学条件适合这些赤潮藻生长、繁殖。些赤潮藻生长、繁殖。第18页，本讲稿共36页发展阶段发展阶段l当海域内的某种赤潮生物种群有了一定个体数当海域内的某种赤潮生物种群有了一定个体数量时，且温度、盐度、光照、营养等外环境达量时，且温度、盐度、光照、营养等外环境达到该赤潮生物生长、增殖的最适范围，赤潮生到该赤潮生物生长、增殖的最适范围，赤潮生物即可进入指数增殖期，就有可能较快地发展物即可进入指数增殖期，就有可能较快地发展成赤潮。成赤潮。第19页，本讲稿共36页维持阶段维持阶段l即赤潮藻维持在规模较大的阶段。台即
8、赤潮藻维持在规模较大的阶段。台风、阴雨，水体稳定性差或因营养盐风、阴雨，水体稳定性差或因营养盐被消耗殆尽，赤潮现象就可能很快消被消耗殆尽，赤潮现象就可能很快消失。失。第20页，本讲稿共36页消亡阶段消亡阶段l当营养盐被消耗殆尽，或遇强风、海当营养盐被消耗殆尽，或遇强风、海流冲击扩散。此时海水状况最差，对流冲击扩散。此时海水状况最差，对渔业危害最严重。渔业危害最严重。第21页，本讲稿共36页赤潮的影响赤潮的影响l赤潮对海洋生态平衡的影响：赤潮对海洋生态平衡的影响：赤潮初期，高叶绿素、高溶解氧；后期限有毒和有机物质增赤潮初期，高叶绿素、高溶解氧；后期限有毒和有机物质增多。多。l赤潮对海洋渔业和水产
9、资源的影响：赤潮对海洋渔业和水产资源的影响：赤潮造成海水缺氧、藻类窒息鱼鳃、产生各种有毒物质，赤潮造成海水缺氧、藻类窒息鱼鳃、产生各种有毒物质，使鱼类大量死亡。使鱼类大量死亡。l赤潮对人类健康的影响：赤潮对人类健康的影响：贝毒，贝类或鱼类摄食一些含毒藻类积聚毒素被人食用贝毒，贝类或鱼类摄食一些含毒藻类积聚毒素被人食用后出现的中毒现象。记忆缺失性贝毒、西加鱼毒、腹泻后出现的中毒现象。记忆缺失性贝毒、西加鱼毒、腹泻性贝毒、神经性贝毒、麻痹性贝毒、氨代螺旋酸贝类毒性贝毒、神经性贝毒、麻痹性贝毒、氨代螺旋酸贝类毒。第22页，本讲稿共36页赤潮赤潮第23页，本讲稿共36页赤潮赤潮第24页，本讲稿共36页
10、第三节：污染物在海洋中的迁移与转化第三节：污染物在海洋中的迁移与转化l迁移：污染物在环境中所发生的空间位置的移迁移：污染物在环境中所发生的空间位置的移动及其所引起的富集、分散和消失的过程。动及其所引起的富集、分散和消失的过程。l转化：污染物在环境中通过物理的、化学的或转化：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程。程。第25页，本讲稿共36页迁移转化分类迁移转化分类第26页，本讲稿共36页迁移形式迁移形式l机械迁移：机械迁移：水的机械迁移作用；水的机械迁移作用；气的机械迁移作用；气的机械迁移作用；重力的机械迁移作用。重
11、力的机械迁移作用。l物理物理-化学迁移：溶解化学迁移：溶解-沉淀、吸附沉淀、吸附-解吸、化学反应。解吸、化学反应。l生物迁移：通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实生物迁移：通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移现的迁移。第27页，本讲稿共36页转化的形式转化的形式l物理转化：蒸发、渗透、凝聚、吸附、放射性。物理转化：蒸发、渗透、凝聚、吸附、放射性。l化学转化：光化学氧化、氧化还原和络合水解。化学转化：光化学氧化、氧化还原和络合水解。l生物转化：生物的吸收和代谢。生物转化：生物的吸收和代谢。第28页，本讲稿共36页迁移和转化举例迁移和转化举例l各种污染物随海流移动；各种污染
12、物随海流移动；l轻质石油的挥发；轻质石油的挥发；l三价和六价铬的转化；三价和六价铬的转化；l三价和五价砷的的转化；三价和五价砷的的转化；lDDT光分解为光分解为DDE和和DDD；l无机汞变为甲基汞；无机汞变为甲基汞；l重金属元素在酸性条件下以离子状态存在；重金属元素在酸性条件下以离子状态存在；l硫、氮的氧化物成光化学烟雾。硫、氮的氧化物成光化学烟雾。第29页，本讲稿共36页第四节：海洋的环境容量与第四节：海洋的环境容量与自净能力自净能力 第30页，本讲稿共36页环境容量环境容量l在充分利用海洋的自净能力和不造成污染损害在充分利用海洋的自净能力和不造成污染损害的前提下，某一特定海域所能容纳的污染
13、物质的前提下，某一特定海域所能容纳的污染物质的最大负荷量。容量的大小即为特定海域自净的最大负荷量。容量的大小即为特定海域自净能力强弱的指标。能力强弱的指标。第31页，本讲稿共36页海洋自净能力l海洋自净能力海洋自净能力(marine self-purification capacity)，是指海洋环境通过自身的物理过，是指海洋环境通过自身的物理过程、化学过程和生物过程而使污染物质的浓度程、化学过程和生物过程而使污染物质的浓度降低乃至消失的能力。降低乃至消失的能力。第32页，本讲稿共36页海洋拥有自净能力的原因：海洋拥有自净能力的原因：l依靠海水中的微生物分解；依靠海水中的微生物分解；l海水水体
14、很多，稀释后大部分物质的毒性可达海水水体很多，稀释后大部分物质的毒性可达到不影响环境的标准；到不影响环境的标准；l水中污染物的沉淀、底泥吸附和底质中污染物水中污染物的沉淀、底泥吸附和底质中污染物的分解等。的分解等。第33页，本讲稿共36页物理净化物理净化 l物理净化是指污染物质由于稀释、扩散、混合物理净化是指污染物质由于稀释、扩散、混合 和沉淀等过程而降低浓度。和沉淀等过程而降低浓度。第34页，本讲稿共36页化学净化化学净化 l主要由海水理化条件变化所产生的氧化还原、主要由海水理化条件变化所产生的氧化还原、化合分解、吸附凝聚、交换和络合等化学反应化合分解、吸附凝聚、交换和络合等化学反应实现的自然净化。实现的自然净化。l有机物有机物CO2+水水lCr6+-Cr3+第35页，本讲稿共36页生物净化生物净化 l微生物和藻类等生物通过其代谢作用将污染物微生物和藻类等生物通过其代谢作用将污染物质降解或转化成低毒或无毒物质的过程。质降解或转化成低毒或无毒物质的过程。l甲基汞甲基汞汞。汞。l石油石油CO2+水。水。第36页，本讲稿共36页