1、 毕业设计文献综述 海洋科学 近岸海域海水富营养化评价研究 摘 要 我国是海洋大国，海域广阔，海洋资源丰富。近年来，随着海洋资源开发利用的不断深入和经济的不断发展，海洋环境污染和海洋生态破坏日益加剧，尤其是近岸海域富营养化已是我国沿海主要环节问题之一。近岸海域水体富营养化的程度日趋严重，本研究通过对水体富营养化的评价来解决水环境污染问题。主要从近岸海域海水富营养化的机理、危害以及解决措施、富营养化现状，通过分析各种环境影响评价的方法以及它们的利弊，来为将来的海洋环境管理事业等，更加客观的认识富营养化提供依据 。 关键词 富营养化 ,环境评价 ,评价方法 Evaluation research
2、the water eutrophication near inshore areas Abstract Our country is maritime power, sea is wide, Marine resources abundant. In recent years, as Marine resources development and utilization deepening and the continuous development of the economy, Marine environmental pollution and Marine ecological d
3、estruction growing inshore areas, especially the eutrophication in China already is one of the major coastal link problems. The offshore Marine areas the extent of eutrophication increasingly serious, by researching the eutrophication evaluation to solve water environmental pollution problems. Mainl
4、y from the offshore Marine areas of water eutrophication mechanism, the harm and the solving measures, current eutrophication status, through the analysis of various environmental impact assessment methods and their advantages and disadvantages, to the Marine environmental management for future care
5、er, more objective understanding eutrophication, provides the basis. Key words eutrophication ， Environmental assessment， Evaluation method 引言： 人类对富营养化的关注最初起源于 20 世纪 50 年代，并逐步开展了研究，经过半个世纪的探索，已相继取得一些进展。由于人类的活动，大量含有氮、磷等营养物质的污水排入到海洋中，导致了这些水体中营养物质含量负荷超载，引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长，使得海水质量下降。因此，解决海水富营养化问题已成为保障海洋经济
6、发展的当务之急。论文在已有海域富营养化评价的相关研究分析基础上，进行比较、 分析、综述，以期为海域水体富营养化的评价提供更加科学的评价方法。 1. 海水富营养化概述 1.1 海水富营养化的形成机理 导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的国度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促进自养型生物旺盛生长， 特别是蓝
7、藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体 也很难自净和恢复到正常的状态。 1.2 营养物质的来源 水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未
8、加工处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家禽粪便以及农施化肥，其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。 （ 1）氮源 农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促使某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖，致使有些河段影响航运，在这些水生植物死亡后，细菌将其分解，从 而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一步耗氧，使大批鱼类死亡。最近，美国的有关研究部门发现，含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循环变成“短
9、路循环”，即尿素和氨氮的大量排入，破坏了正常的氮、磷比例，并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类所取代。 （ 2）磷源 水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明，在过去的 15年内地表水的磷酸盐含量增加了 25 倍，在美国进入水体的磷酸盐有 60%是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。 另方面还有其内源作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐
10、，从而增加磷的含量，特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。但 是，当底层水含氧量低而处于还原状态时 (通常在夏季分层时出现 )，保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致。 1.3 水体富营养化的危害 （ 1）富营养化造成水的透明度降低，阳光南依穿透水层，从而影响水体中植物的光合作用和氧气的释放，同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的
11、过饱和。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡。 （ 2）富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解水产的有害气体，以及一些浮游生物产生的 生物毒素（如石房蛤毒素）也会伤害水生动物。 （ 3）富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病等等。 1.4 富营养化的防治对策 富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为： a.污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质，既有天然源，又有人为源；既有外来源，又有内源性。这就给控制污染源带来了困难； b.营养物质去除的高难度，至今还没有任何单一的生
12、物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除 30-50%的氮、磷 。 2.富营养化评价方法 2.1 环境质量指数评价法 环境质量指数评价法是将大量监测数据经统计处理后求得其代表值，以环境卫生标准 (或环境质量标准 )作为评价标准，把它们代入专门设计的计算式，换算成定量和客观地评价环境质量的无量纲数值，这种数量指标就叫“环境质量指数”，也称“环境污染指数”。 环境质量指数可分为单要素的环境质量指数和总环境质量指数两大类。单要素的环境质量指数，有大气质量指数（ air quality index）、水质指数（ water quality index）、土壤
13、质量指数（ soil quality index）等；它们或是由若干个单独某一个污染物或参数反映环境质量的“分数值”，或是用该要素若干污染物或参数按一定原理合并构成反映几个污染物共同存在下的“综合质量指数”。若干个单要素环境质量指数按一定原理综合成“总环境质量指数”用于评价这几个主要环境因素作用下形成的“总环境质量”。 2.2 环境质量数理统计评价法 大量监测数据蕴藏着环境质量的空间发布及其变化趋势，是环境质量评价的基础资料。数理统计方法是对环境监测数据进行统计分析，求出有代表性的统计值，然后对照卫生标准，作出环境质量评价。数理统计方法是 环境质量评价的基础方法，其得出的统计值可作为其他评价方
14、法基础数据资料，因此，一般来讲其作用是不可取代的。数理统计方法得出的统计值可以反映污染物的平均水平及其离散程度、超标倍数和频率、浓度的时空变化等。数理统计法师环境质量评价的基础方法，其得到的统计值可作为其他评价方法的基础资料。 2.3 环境质量专家评价法 专家评价法是出现较早且应用较广的一种评价方法。它是在定量和定性分析的基础上，以打分等方式做出定量评价，其结果具有数理统计特性。其最大的优点在于，能够在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下，可以做出定量估计。 专家评价法的主要步骤是：首先根据评价对象的具体情况选定评价指标，对每个指标均定出评价等级，每个等级的标准用分值表示；然后以此为基准，由专家
15、对评价对象进行分析和评价，确定各个指标的分值，采用加法评分法、乘法评分法或加乘评分法求出个评价对象的总分值，从而得到评价结果。 专家评价的准确程度，主要取决于专家的阅历经验以及知识丰富的广度和深度。要求参加评价的专家对评价的系统具有较高的学术水平和丰富的实践经验。总的来说，专家评分法具有使用简单、直观性强的特点，但其理论性和系统性尚有欠缺，有时难以保证评价结果的客观性和准 确性。 2.4 环境评价经济判断法 对环境损害（费用）与效益进行价值评估的方法，又称环境影响的经济评价技术，有时也简称为货币化技术或环境经济评价技术。它是指利用一定的手段，对环境资产 (包括组成环境的要素、环境质量 )所提供
16、的物品或服务进行定量评估，并以货币形式表达出来。 2.5 环境质量不确定性评价法 就目前的认识，不确定性包括随机性、模糊性、“灰性”和“未确知性”。相应的处理不确定性信息的方法包括概率论与数理统计、模糊数学、灰色系统理论和未确知数学方法。不确定性数学方法在环境评价中有着广泛应用。环境评价的不确定 性评价方法分为环境评价的统计分析方法、环境评价的模糊数学方法、环境评价的灰色系统方法和环境评价的未确知数学方法。 3.讨论与分析 3.1 环境质量指数法的特点 能适应综合评价某个环境因素乃至几个环境因素的总环境质量的需求。此外，大量监测数据经过综合计算成几个环境质量指数后，可提纲挈领地表达环境质量，既
17、综合概括，又简明扼要。环境质量指数可用于评价某地环境质量各年 (或月、日 )得变化情况，或比较环境治理前后环境质量的改变即考核治理效果，以及比较同时期各城市（或各监测点）的环境质量。它也适用于向管理部门和公众提供关于 环境质量状况的信息。环境质量指数的计算，有比值法和评分法两种。比值法是以 Ci/Si 的形式作为各污染物的分指数。评分法是将各污染物参数按其监测值大小定出评分，应用时根据污染物实测的数据就可求得其评分。从几个分指数可以构成一个综合质量指数，常用的方法有简单叠加、算术均数和加权平均等。 3.2 环境质量专家评价法特点 （ 1）利用专家的知识和经验对环境质量及其变异做出评价判断； （
18、 2）既可以做出定性评价，也可以对难以用数学模型定量化的因素做出定量、半定量的评价。 （ 3）可以包括不同领域的专家，充分发挥专家集体的智慧。 3.3 环境质量不确定性评价的特点 在传统的模糊综合评价法中，一般是集中多个专家给出主观的评判意见，通过一定的方法量化、综合而得到结果。但由于这些定性指标本身的模糊性复杂化和专家的局限性，专家对指标的评价只能是大致的，其中含有一定的不可靠和不完全信息。因此有必要考虑这些因素。研究这种情况下的综合评价方法。证据推理方法不仅其合成公式很有效，而且可通过构造基本概率分配函数 (也称 mass 函数 )，较好地表示决策的不完全、不确定信息，用来反映专家意见的不
19、确定性。 4.结语 综上所诉，对于各种环境评价方式的分析比较，一 般情况下，环境质量评价法用得比较多，因为它的计算什么都相对比较简单；专家评价法的灵活性比较大，而且可以通过集体讨论得出比较合理的解决方法，所以可以根据实际用不同的方法进行解决。通过本次评价研究，可以对海水富营养化污染有进一步的了解，并通过分析讨论后，作出更合理、有效的解决和保护措施，为将来的海洋环境管理事业和海洋环境富营养化问题提供更加客观的依据。 参考文献 1 金相灿，刘鸿亮，等，中国湖泊富营养化 M.北京：中国环境科学出版社， 1992 2 殷福才，张之源 .巢湖富营养化研究进展 J.湖 泊科学， 2003,15（ 4）：
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