1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 嘉兴市近海海域活性磷酸盐的测定和评价 所在学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 由于人们直接或间接地把污染物质排放入海洋，导致我省的沿海海域环境水质污染严重。其中活性磷酸盐和无机氮的严 重超标，更是对海水的水质造成了严重的威胁。杭州湾海域沿岸受工业废水和养殖废弃物的影响，活性磷酸盐和无机氮的污染严重，所以有必要对它们进行控制和治理。本研究对杭州湾海域海水进行采样，通过 磷钼蓝分光光度法对样品中的活性磷酸盐进行初步测定并对其结果作出相应的评价。 关键词 ： 杭州湾；海水；污染；活性磷酸盐； 磷钼蓝分光
2、光度法 II Determination and evaluation of Phosphate in Jiaxing coastal waters ABSTRACT Because of the mass emissions of pollutants are directly or indirectly, into the ocean, causing serious environmental water pollution in coastal waters of the province. Serious excess of inorganic nitrogen and phosph
3、ate, is causing a serious threat to marine water quality. Hangzhou Bay Sea coast from the effects of industrial waste and aquaculture wastes, inorganic nitrogen and phosphate pollution, it is necessary to control and govern them. This study was conducted on Hangzhou Bay sea water sampling through ph
4、osphomolybdenum blue spectrophotometric determination of phosphate in the sample and the evaluation of the results accordingly. Keywords: Hangzhou Bay;Sea water;Pollution;Activated phosphate;Phosphor molybdate blue spectrophotometric method 目录 1绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 认识海洋污染 . 1 1.2.1 海洋污染的内涵 . 1 1.2.
5、2 海洋污染的原因 . 2 1.2.3 污染源 . 2 1.2.4 海洋污染的特点及危害 . 3 1.2.5 海洋污染对公众危害的途径 . 4 1.2.6 海洋污染对公众影响的防治措施 . 5 1.2.7 “ 十二五 ” 规划中的环境方面的政策要求 . 6 1.3 我国海洋污染现状 . 7 1.4 活性磷酸盐的概述 . 8 1.5 富营养化对水体的影响 . 8 1.6 海洋富营养化及其他污染物间相互作用 . 9 1.6.1 近海营养化特征成因及后果 . 9 1.6.2 富 营养化与其他污染物的相互作用 . 10 1.7 我国海洋的富营养化越来越严重 . 11 1.8 赤潮的危害 . 11 1.
6、8.1 赤潮对海洋生态平衡的破 坏 . 12 1.8.2 赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏 . 12 1.8.3 赤潮对人类健康的危害 . 12 1.9 赤潮灾害风险评估方法 . 12 1.9.1 赤潮灾害风险评估理论 . 13 1.9.2 赤潮灾害风险评估指标体系 . 14 1.10 赤潮危害的防挡 . 15 1.10.1 赤潮灾害的发展现状及危害 . 15 1.10.2 目前对赤潮的研究和管理进展情况 . 16 1.10.3 预防赤潮发生应控制和治理陆地污染源排放 . 17 1.11 富营养化海水的治理措施 . 18 1.11.1 贝类对海洋过滤作用 . 19 1.11.2 海藻栽培对富营养
7、化水域的生态修复 . 20 1.11.3 红树植物用于海水污染植物修复 . 20 1.12 应用生物操纵法防治近海富营养化的可行性 . 21 1.13 海藻运用于富营养化海水养殖区的生物修复 . 23 1.13.1 我国海水养殖区的主要生态问题 . 23 1.13.2 海藻栽培的生物修复技术 . 23 1.13.3 海藻苗种供应是关键环节 . 25 1.13.4 海洋生态修复 -海藻能源产业链开发 . 26 1.14 研究及展望 . 26 2 实验部分 . 28 2.1 实验流程 . 28 2.2 分析方法 . 28 2.2.1 海水样品基本理化性质分析 . 28 2.2.2 海水样品中活性磷
8、酸盐的测定 . 28 2.3 实验内容 . 29 2.3.1 研究区域的选择 . 29 2.3.2 样品的采集 . 29 2.3.3 样品的预处理 . 29 2.3.4 实验仪器与试剂 . 30 2.3.5 实验方法 . 33 3 结果与分析 . 36 3.1 实验结果 . 36 3.2 结果分析 . 36 3.2.1 磷污染评价 . 36 3.2.2 磷污染原因分析 . 37 3.2.3 磷污染影响评价 . 37 4 结论 . 38 参考文献 . 39 致谢 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪论 1.1 引言 污染意味着种种有害的影响，而这些有害的影响通常是针对生物系统而进行评价的。由于生
9、物对于其栖息的环境变 化极为敏感，海洋环境质量下降是否产生显著的生物效应是判断海洋污染的基本指标。而针对海洋污染的定义有多种，目前在国际上得到广泛应用的有以下两种： 联合海洋污染专家组 (GESAMP)(1983)将海洋污染定义为：人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境 (包括河口湾 )以至造成损害生物资源，危害人类健康，妨碍包括捕鱼、损害海水使用质量和减损环境优美等有害影响。 联合国海洋法公约 (The UN Convention on the Law of the Sea)于 1982年根据 GESAMP的定义，将海洋污染定义为：人 类直接或间接把物质或能量引入海洋环境，其中包括河口湾，以
10、至造成或可能造成损害生物资源和海洋生物、危害人类健康，妨碍包括捕鱼和海洋的其他正当用途在内的各种海洋活动、损坏海水的其他使用质量和损减环境优美等有害影响 1。 我省近海海域环境水质污染严重，绝大部分环境功能区未能达到水质保护目标要求，污染程度位于全国沿海省 (市、自治区 )的第二位。海水中活性磷酸盐、无机氮超标严重。受其影响，近岸海域海水水质四类和劣四类的占 70.7%。杭州湾海域化学需氧量超标率较高，受沿海河流和港口污水及养殖业废弃物的影响，海水普遍受到 活性磷酸盐、无机氮的超标影响，已无一、二类水质 2。 1.2 认识海洋污染 不仅人类在海洋的活动可以污染海洋，而且人类在陆地和其他活动方面
11、所产生的污染物，也将通过江河径流、大气扩散和雨雪等降水形式，最终都将汇入海洋 3。 1.2.1 海洋污染的内涵 约占地球总而积 71的海洋是地球上最大的水体。浩瀚的海洋一方面为人类提供了丰富的资源和宝藏，但另一方面也是众多污染物质的汇集之地，形成了海洋污染。联合固教科文组织下属的政府间海洋学委员会对海洋污染明确定义为：由于人类活动，直接或问接地把物质或能量引入海洋环境 ，造成或可能造成损害海洋生物资源、危害人类健康、妨碍捕鱼和其他各种合法活动、损害海水的正常使用价值和降低海洋环境的质量等有害影响。一些自然因素，如水土流失、海底火山爆发以及自然灾害等，引起海洋的损害则不属于海洋污染的范畴。 海洋
12、面积辽阔，储水量巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳，而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋严重，使局部海域环境发生了很大变化，并有继续扩展的趋势。日益严重的污染给生态环境带来了极为不利的后果，海洋 环境污染的形势非常严重。 2 海洋的污染主要是发生在靠近大陆的海湾。由于密集的人口和工业，大量的废水和固体废物倾入海水，加上海岸曲折造成水流交换不畅，使得海水的温度、pH、含盐量、透明度、生物种类和数量等性状发生改变，对海洋的生态平衡构成危害。 污染最严重的海域有波罗的海、地中海、东京湾、纽约湾、墨西哥湾等。就国
13、家来说，沿海污染严重的是日本、美国、西欧诸困和前苏联国家。我国的渤海湾、黄海、东海和南海的污染状况也相当严重，虽然汞、镉、铅的浓度总体上尚在标准允许范围之内，但已有局部的超标区；石油和 COD 在各海域中有 超标现象。其中污染最严重的渤海，由于污染已造成渔场外迁、鱼群死亡、赤潮泛滥、有些滩涂养殖场荒废、一些珍贵的海生资源正在丧失 4。 1.2.2 海洋污染的原因 造成海洋污染的原因主要有 4： 一是船舶造成的污染：船舶造成的污染，是指因船舶操纵、海上事故及经由船舶进行海上倾倒致使各类有害物质进入海洋，海洋生态系统平衡遭到破坏。 二是海洋石油开发对海洋造成的污染：海域石油蕴藏量十分丰富，目前多数
14、开发者集中在近海海域勘探开发。随着海洋石油勘探开发的飞速发展，有的钻井船和采油平台，人为的将大量的废弃物和含油污水不 断地排入海洋，因此，海洋石油开发也是目前造成海洋污染的原因之一。 三是废弃物对海洋的污染：随着世界人口的急剧增长，以及人类物质生活的提高，各种工业垃圾和生活废物的数量正在成倍地增长，近 50 年来，人类向海洋倾倒的工业废水、废物以及生活垃圾等废物已为初期的 20 倍，这个增长幅度还在加大。 1.2.3 污染源 污染海洋的物质众多，从形态上分有废水、废渣和废气。根据污染物的性质和毒性，以及对海洋环境造成危害的方式，大致可以把污染物的种类分为以下几类 3,4： 一是石油及其产品：包
15、括原油和从原油中分馏出来的溶剂油、汽 油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等，以及经过裂化、催化而成的各种产品。目前每年排入海洋的石油污染物约 1 千万吨，主要是由工业生产，包括海上油井管道泄漏、油轮事故、船舶排污等造成的，特别是一些突发性的事故，一次泄漏的石油量可达 10 万吨以上，这种情况的出现，大片海水被油膜覆盖，将促使海洋生物大量死亡，严重影响海产品的价值，以及其他海上活动。 二是重金属和酸碱：包括汞、铜、锌、钴、镐、铬等重金属，砷、硫、磷等非金属以及各种酸和碱。由人类活动而进入海洋的汞，每年可达万吨，已大大超过全世界每年生产约 9 千吨汞的纪录，这 是因为煤、石油等在燃烧过程中，会使其
16、中含有的微量汞释放出来，逸散到大气中，最终归入海洋，估计全球在这方面污染海洋的汞每年约 4 千吨。 三是农药：包括有农业上大量使用含有汞、铜以及有机氯等成分的除草剂、灭虫剂，以及工业上应用的多氯酸苯等这一类农药具有很强的毒性，进入海洋经3 海洋生物体的富集作用，通过食物链进入人体，产生的危害性就更大。 四是有机物质和营养盐类：这类物质比较繁杂，包括工业排出的纤维素、糖醛、油脂；生活污水的粪便、洗涤剂和食物残渣，以及化肥的残液等。 五是放射性核素：是由核武器试验、核工业和核动力设施 释放出来的人工放射性物质，主要是锶 90、铯 137 等半衰期为 30 年左右的同位素。据估计目前进入海洋中的放射
17、性物质总量为 2 亿 6 亿居里，由于海洋水体庞大，在海水中的分布极不均匀，在较强放射性水域中，海洋生物通过体表吸附或通过食物进入消化系统，并逐渐积累在器官中，通过食物链作用传递给人类。 六是固体废物：主要是工业和城市垃圾、船舶废弃物、工程渣土和疏浚物等。据估计，全世界每年产生各类固体废弃物约百亿吨，若 1进入海洋，其量也达亿吨。这些固体废弃物严重损害近岸海域的水生资源和破坏沿岸景观。 七是废热：工业排出的 热废水造成海洋的热污染，在局部海域，如有比原正常水温高出 4 摄氏度以上的热废水常年流入时，就会产生热污染，将破坏生态平衡和减少水中溶解氧。 上述各类污染物质大多是从陆上排入海洋的，也有一
18、部分是由海上直接进入或是通过大气输送到海洋的。这些污染物质在各个水域分布是极不均匀的，因而造成的不良影响也不完全一样。 1.2.4 海洋污染的特点及危害 由于海洋的特殊性，海洋污染与大气污染和陆地污染有很多不同，有其突出的特点 4。 污染源广：除人类在海洋的活动外，人类在陆地和其他活动方面所产生的各种污染物，也将通过江河径流 入海或过大气扩散和雨雪等降水过程，最终都将汇入海洋。人类的海洋活动主要是航海、捕鱼和海底石油开发，过江河径流入海含有各种污染物的污水量更是大得惊人。污染源多而复杂，凡是陆地上有的污染物在海中几乎都能找到： “条条河流汇大海 ”，海洋是污染物的最终归宿。 持续性强：海洋是地
19、球上地势最低的区域，它不可能像大气和江河那样，通过一次暴雨或一个汛期使污染得以减轻，甚至消除。一旦污染物进入海洋后，很难再转移出去，不能溶解和不易分解的物质在海洋中越积越多，它们可以通过生物的浓缩作用和食物链传递，对人类造成潜在威胁。 扩散范围 广：全球海洋是相互连通的一个整体，一个海域出现的污染，往往会扩散到周边海域，甚至扩大到邻近大洋，有的后期效应还会波及全球。比如海洋遭受石油污染后，海面会被大面积的油膜所覆盖，阻碍了正常的海洋和大气间的交换，有可能影响全球或局部地区的气候异常。此外石油进入海洋，经过种种物理化学变化，最后形成黑色的沥青球，可以长期漂浮在海上，通过风浪流的扩散传播，在世界大
20、洋一些非污染海域里也能发现这种漂浮的沥青球。 防治难危害大：海洋污染有很长的积累过程，不易及时发现，一旦形成污染，需要长期治理才能消除影响，且治理费用较大，造 成的危害会波及各个方面，特别是对人体产生的毒害更是难以彻底清除干净。 海洋污染的危害极大，主要表现为：海洋污染造成的海水浑浊严重影响海洋植物 (浮游植物和海藻 )的光合作用，从而影响海域生物。重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累积，并通过海洋生物的富集作用，对海洋动物和以此为食的其他动物造成毒害。石油污染在海洋表面形成面积广大的油膜，阻止空气中4 的氧气向海水中溶解，同时石油的分解也消耗水中的溶解氧，造成海水缺氧，对海洋生物产生危
21、害，并祸及海鸟和人类。使海洋食品中聚积毒素，人食用后得病。 海洋污染使海洋生物死 亡或发生畸形，改变整个海洋的生态平衡。由于好氧有机物污染引起的赤潮 (海水富营养化的结果 )，造成海水缺氧，导致海洋生物死亡。使海产减少，危及人类的食物源。海洋污染使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力减低，加速温室效应。 1.2.5 海洋污染对公众危害的途径 海洋污染物对人体健康的危害，主要通过食用受污染海产品和直接接触受污染海水两种途径 1。 食用受污染海产品：根据海洋污染物的不同种类，存在于海产品中的安全隐患主要有： 有机化学毒物。主要指有机农药或杀虫剂、多氯联苯、多环芳烃等。这些物质对人的肝、肾等脏器和 神
22、经系统、内分泌系统、生殖系统等有急性和慢性毒性，并具有致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰等特性。如 2006年震动全国的 “ 多宝鱼事件 ” 就是养殖过程中使用硝基呋喃类药等禁药，人若大量长期摄人含有这些药物的食物会产生耐药性，而且可能会因药物引起不良反应，但因个体差异症状有所不同，对孕妇、婴幼儿等弱势群体的危害性会更强。另有报道称，从 2005年开始，南加州大学的研究人员就开始对洛杉矶、圣迭哥以及奥兰治附近的海水、海底沉积物以及数百种鱼类进行广泛检测，他们发现了大量人造污染物，包括医学药品、美容产品、阻燃剂以及 塑料添加剂等。而这些污染物进入海水后，似乎正在改变着海洋生物圈。研究人员对
23、600多条多数生活在污水出水口周围的大比目鱼进行检测，研究人员发现，雄性比目鱼体内雌激素水平异常高，这很可能是它们对一种或者多种能改变激素水平的化学物质的反应。另外，高达 90的雄性比目鱼出现产生蛋黄蛋白质的迹象，甚至有的直接产卵。测试结果还显示，这些化学污染物还改变了大比目鱼的甲状腺激素水平，降低皮质醇水平，导致鱼类更容易受到疾病攻击。 无机化学毒物。主要指重金属及其化合物，如广泛食用的双壳类软体动物对于重金属具有很高的积累能力，有 研究表明黄渤海区域 13种经济贝类体内重金属 (Cu、 Pb、 Zn、 Cd、 Cr)含量仅铜未超过双壳类软体动物评价标准，镉和铬均呈现不同程度的超标，锌、铅在
24、部分调查站位也超标。而香港理工大学公布的一项调查结果指出，珠江口一带的海产品含重金属镉的浓度偏高，鱼类的含铅量也高于正常水平。人通过食用被重金属污染的海产品，将会使体内某些酶失去活性而出现不同程度的中毒症状，如甲基汞中毒引发的水倍病、镉中毒引发的疼痛病。 放射性物质。主要来自临海而建的核电站的废液排放和核电站运转产生的核辐射，这种影响具有长期性和潜伏性，而近年来 我国核电站不断建设投产，目前中国有 4座核电站 11台机组运行，远期规划 2020年之前，将建成约 40台核电机组。其对环境的污染影响应给与充分重视，因为即使那些正常运行的反应堆，其对环境的影响也不容忽视，核反应堆运行时大量的冷却水除
25、了对附近的水域有热污染效应外，随着反应堆的老化，核素的泄漏也会愈加严重。 生物污染物。主要指各种有害的微生物，如病毒、细菌和寄生虫卵等。据估计，我国沿海鱼、虾、蟹的体内含有多达 86种寄生虫，食用未煮熟的含有幼虫的鱼后，可能损害到人的皮肤和肌肉组织、脑、眼、肝脏、肾脏、神经和泌尿系统等。 毒素。一是误食各种天然毒素，如河豚毒素，再者就是有害赤潮藻毒素，全球能够形成赤潮的微藻大约有 300种左右，而其中 30， 40种被证实含有毒5 素。研究上根据致人中毒的症状将赤潮藻毒素分为五大类：麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒和西加鱼毒等。近年来我国发现赤潮毒素的范围急剧扩展，因误食带有
26、赤潮毒素的海产品而中毒死亡的人数也不断增加。如2007年 6月香港食物安全中心就曾在一次例行检验中，在一个来自荃湾杨屋道街市的扇贝样本中，验出含有高水平的麻痹性贝类毒素。而此类麻痹性贝类毒素在自然情况下会存在于双 贝类体内，即使煮熟也不能清除。为此，该中心呼吁市民暂不要食用扇贝。 直接接触被污染海水：根据国家海洋局对工业污染直排口、市政及生活污水直排口、混合排污口及排污河口等四大类 43个排污口进行重点监测，结果显示其日均排放人海的污水量约为 850万 t，主要污染物总量约 6 650多 t。大部分排污口邻近海域的海洋生物普遍受到污染，生物体内的粪大肠菌群绝大部分超过海洋生物质量二类标准；大部
27、分海域大型底栖生物分布密度低，种类和数量少，生物多样性低，约 20km2的监测海域成为无底栖生物区。入海污染物的排放还严重影响了保护区、滨 海风景旅游区等海洋功能区的功能。而 2006年度中国海洋环境质量公报显示近 20亿 t的污水排入滨海旅游区海域，海水粪大肠菌群和病原体含量升高，海域环境遭到污染，健康风险增加。海面漂浮物增多，透明度下降，景观美学受损，娱乐、观光、休闲指数降低。如 2007年 7月国家环境保护总局公布的全国 16个沿海城市 28个海水浴场一周的水质报告显示，青岛第一海水浴场因粪大肠菌群超过 2000个 /L，水质差，不适宜游泳。青岛市环保局有关负责人解释，粪大肠菌是一种脆弱
28、而顽固的细菌，如果市民直接引用，可能会拉肚子，患痢疾。而早在 1998年世界卫生组织调查研究显示，在受细菌和病毒污染的海水中游泳，人会感染肠道、呼吸系统和眼睛疾病。 1.2.6 海洋污染对公众影响的防治措施 海产品只是整个海洋生态系的一部分，从这种角度看海产品的污染折射出的是海洋受到的污染问题，而防治海产品污染也可归结为如何防治海洋污染 1。 增强公众海洋环境保护意识和海产品安全意识：目前，社会公众对海洋环境的保护意识极其薄弱，用生活垃圾填海、不合理处置农业用药等使许多鱼类、贝类产卵场、栖息地被破坏，使海洋遭到严重损害。资料表明，受陆源排污影响，约 80的人海排污口邻近海 域环境污染严重。因此
29、，必须增强民众的海洋环保意识，本着 “ 可持续发展 ” 的思路开发海洋，严格按照国家颁布的各项法律、法规推进海洋开发工作，实现 “ 人与海洋的和谐发展 ” 。同时要加强公众对海产品安全的投入和宣传工作，增强公众相关防范意识。 建立健全海洋法律体系与管理体制： 1978年以来我国颁布实施了一系列海洋和涉海法规，但随着我国海洋开发利用的发展，必然会出现一些法律、法规未曾涉及的问题，如我国尚无结合 HACCP等国际化标准的海产品质量控制方面的相关法律、法规。而 2006年 11月 1日开始施行的防治海洋工程建设项目污 染损害海洋环境管理条例 (以下简称条例 )首次明确了 “ 海洋工程 ” 的法律概念，界定了 “ 海洋工程 ” 和 “ 海岸工程 ” 的范围，使海洋环境多了一道 “ 保护闸 ” 。另外该条例的亮点还在于保护与开发紧密结合，将两者处理得比较到位，不仅仅局限于污染防治，而是放眼海洋生态保护。从海洋工程污染的源头控制、过程监督、事故应对等方面都做了针对性的细化。我国应以此为典范进一步加强海洋法律体系的建设。另外对海洋环境的保护，尤其是对海洋的管理仍未形成合力。
