海洋环境化学－厦门大学_其他相关课程课件_课程课件下载_食品课堂_食品伙伴网学习中心.ppt

第十二章 海洋环境保护�� 12.1 污染源调查 12.2 海洋环境质量评价� 12.3 海域功能区划与环境标准� 12.4 自净作用与环境容量� 12.1 污染源调查 一、 污染源的含义� 二、 污染源的调查� 三、 污染源评价� 一、 污染源的含义 1. 含义 2. 分类 1）按污染类型分： (1)工业污染源； (2)农业污染源； (3)交通运输污染源； (4)生活污染源。� 2）按排放途径分： (1)直接排放： 工业废水和城市污水的 直排放，海上船舶排放，资 源开放排放，邻海带入； (2)非直接排放： 经过河流将污染物携带 入海，大气搬运，沉降、降 水、海—气交换进入海洋。 二、 污染源的调查 1. 实测法 2. 估算法� 1. 实测法 通过测定河水或废水中污染物质的浓 度、河流的迳流量或废水总排放量，计算 污染物质的入海通量。 Gx=Ci·Qi×10-6� 式中 ： Gx—某污染物的入海通量(吨／年)； Ci—某污染物实测平均浓度(毫克／升)； Qi—废水排放量(米3／年)。� 实测法 ¨ 河水： ¨ 调查地点：主要河流入海口，断面调查，采样 点的布设应根据断面宽度、迳流、排污情况和 地理环境条件等而定。� ¨ 采样方法，测定项目：同海洋污染调查。 ¨ 采样时间：每年丰水，枯水，平水期。 ¨ 数据获得：参考资料或现场实测。� 实测法 ¨ 废水： ¨ 调查地点：排污口； ¨ 监测项目：视工厂污水性质而取舍。 ¨ 采样时间：有代表性，一般每二小时采样一次， 每四次样品需混合后分析测定，求其污染物质 平均浓度。 2. 估算法 ¨ 定义：估算法是根据生产单位的物料平衡方法 计算污染量。即根据产品原料，生产工艺流程 加以估算，或是根据单位产品污染物排放量及 产量估算。 ¨ 海域污染调查，首先要对整个区域污染源进行 普查，对工矿企业规模、性质、排污数量和污 染物质种类进行概略调查，然后确定对该水域 影响较大的重点对象作重点调查(包括实地采样 测定)。� ¨ 在实际调查中常常在普查的基础上，采用实测 法和估算法，以互相补充和校正。� 三、 污染源评价� 1. 定义： 主要指评估污染源对环境质量的影响。 即通过比较，分析确定主要污染物和主要污 染源，为污染源的治理或制订治理规划和污 染防治对策提供依据。 2. 评价方法： 等标污染负荷和污染负荷比。 2. 评价方法： i. 某污染物的等标污染负荷(P )定义为: 1） 等标污染负荷 i Pi=（Ci/Coi）� Qi� (12.1.2)� 式中： Pi — 某污染物的等标污染负荷 (m3/s or: m3/d, m3/a) Ci— 某污染物实测平均浓度 (water；mg/l；gas： mg/m3)； Coi—某污染物的工业排放标准 (water；mg/l；gas： mg/m3) ； Qi— 含某污染物质的废水量 (m3/s or: m3/d, m3/a)� ii. 某个污染源（如工矿企业）的等标负荷(Pn)，即为所排放的若干污染 物的等标污染负荷之和。� n Pn = � Pi (12.1.3) i=1� iii. 某个评价区的总等标污染负荷(Pm)� n Pm = � Pn (12.1.4)� m=1 2. 评价方法： 2） 污染负荷比（ Ki ） Ki=Pi /Pn (12.1.5)� Kn=Pn /Pm (12.1.6)� Km=Pm/P (12.1.7)� Ki： 第i种污染物的等标负荷比； Kn： 第n个污染源的等标负荷比； Km： 第m区的等标负荷比； P ： 整个研究区域内各评价区的等标负荷（Pm）之和。 ¨ 主要污染物的确定： 等标污染负荷最大的一个或几个污染物。 ¨ 主要污染源或主要污染区的确定： ¨ Kn最大者为某评价区最作用污染源， Kn大小为污染 源的污染程度排序， Kn越大，污染程度越重。 41，某水域有三个排污口，其污水排放量和污染物 质浓度如下： 排污口 排放量 (m3/d) 污染物浓度(mg/L) COD 酚 油类 S2-� Hg2+� A 500 150 0.7 15 1.3 0.07 B 1200 120 0.8 18 1.5 0.08 C 3500 20 0.1 0.5 0.1 0.01 100 0.5 10 10 污水排放标 准 试求： (1)三个排污口COD年排放量， (2)等标污染负荷(Pn)，污染负荷比Ki； (3)讨论该水域主要污染源、污染物。 0.05� 12.2 海洋环境质量评价� 一、环境质量 � 二、环境质量评价的类型 � 三、海洋环境质量评价� 一、环境质量的界定因素 (1)环境组成元素和物质状态结构及浓度的 时空变化； (2)对工农业生产的影响； (3)对人类健康的反映和表现。 二、环境质量评价的类型� 1. 环境质量回顾评价� 2. 环境质量现状评价� 3. 环境质量的影响评价� 三、海洋环境质量评价� 1. 单因子标准指数法� 2. 综合标准指数法 3. 污染程度的划分� 4. 环境质量评价图� 1. 单因子标准指数法 1. 单因子标准指数计算式： Si, j=Ci / Cs, � 2. 溶解氧（DO） ：� SDO = (Csat- Ci)/(Csat - Cs) 3. pH： SpH�= (Ci - 7.0) / (Cmax或min�-7.0) ¨ � 平均值：不考虑航次、层数，取所有数据 的平均值：� ¨ Ci=1/nΣCi � ¨ 式中：Ci为污染物各次实测浓度，n为测定的 次数。� ¨ � ¨ � 考虑最大值� ¨ 平均值没有考虑污染物浓度超过标准所 引起的影响，甚至超标的影响被掩盖， 为克服这些缺点，Ci值有的采用以下公 式计算。� ¨ Ci =((C2max+ C 2men)/2)1/2� ¨ 式中：Cm为监测数据的最大值；Cmen为 监测数据的平均值； ¨ � 考虑极大值和平均值� ¨ 根据上式计算值，有时会过份强调极大 值作用，可选用另一种统计Ci的公式为： � ¨ Ci=(Cmax·Cmen�)1/2� 2. 综合标准指数法 ¨ Sj= 1 / n� Si ,j� � 表12.2.1 某海区环境质量划分标准� 污染程度分级 评价标准值 综合评价值 单因子污染指数值 I级，清洁 ＜50 ＜0.50 �级，尚清洁 ≥50～＜75 ≥0.50～＜0.75 �级，轻度污染 ≥75～＜100 ≥0.75～＜1.00 �级，中度污染 ≥100～＜125 ≥1.00～＜1.25 �级，重度污染 ≥125 ≥1.25� 4. 环境质量评价图 ¨ 等值线图 ¨ 经纬度网格图 12.3 海域功能区划与环境标准 一、海域环境功能区划� 二、环境标准 三、安全浓度� 一、海域环境功能区划 ¨ 含义 ¨ 内容 ¨ 功能区划分类 海域环境功能区划的含义 ¨ 近岸海域环境功能区划的含义是在综合 分析污染源排放，环境变异与海域环境 污染的内在联系及其时空分布的前提下， 以本地区政府按照经济、社会、环境三 个效益统一的原则，区划近岸海域开发 利用功能为基础，通过优化决策，在时 间和空间上确定与本地区社会经济发展 相协调的近岸海域环境保护目标。 海域环境功能区划的内容 ¨ (1)海域环境现状分析与评价 (自然环境调查，社会经济状况调查，污 染源调查，海域水环境质量调，海域水 文调查)； ¨ (2)近岸海域环境质量预测； ¨ (3)近岸海域环境功能区划； ¨ (4)保护对策。�� 表12.3.1 海域环境功能区划分类� 功能类别 内容 执行水质类别 一类海区 适用于海洋自然保护区，珍稀海 洋生物保护区 国家一类海水水质标准 二类海区 适用于人类食用直接有关的海洋 加工业用水区，如盐业、食品工 业、海水淡化业等 国家一类海水水质标准 三类海区 适用于渔业、一级海水养殖场、 海水浴场等 国家二类海水水质标准 四类海区 适用于二级海水养殖场、海滨旅 游区、一般工业区用水 国家二类海水水质标准 五类海区 适用于海洋港口、航道、海洋开 发作业区、围垦种植区、城市排 污区 国家三类海水水质标准� 二、环境标准 ¨ 国家为了保护人群健康和维护生态平衡， 根据国家的环境政策和有关法令，规定 环境中污染物的容许含量和污染源排放 污染物的数量和浓度等技术规范为环境 标准。 1. 环境标准的分类 1. 按用途分类： 环境质量标准、污染物排放标准、污染 控制技术标准，基础方法标准等； 2. 按运用范围分类： 国家标准，地方标准、行业标准。 3. 按环境要素分类： 有水质标准、空气质量标准、环境噪声 标准等。 2. 水质标准 ¨ 水质标准是环境标准的一部分。 ¨ 根据水的不同用途和各地区的具体情况， 各国先后都制定了水质标准。世界卫生 组织于1971年制定了饮用水国际标准。 3. 中国的水质标准 ¨ 目前我国水质标准一般都是按水的不同用途分 别制定标准。 ¨ 《生活饮用水卫生标准》(1962年颁布，1973年 修订)； ¨ 渔业用水水质标准(TJ35—79)； ¨ 海水水质标准(GB3097—97)； ¨ 地面水环境质量标准(GB3838—88)等。 ¨ 海水水质标准按海水用途、海水水质要求分为 四类；而地面水环境质量标准依据地面水水域 使用目的和保护目标，标准分为五类。 三、安全浓度� ¨ 制定环境质量标准是从保护生态系统不 被破坏考虑，因此需要综合研究污染物 质浓充与生态系统的关系，以确定污染 物质最高允许浓度。为了解污染物质对 生物的影响，尤其有毒物质对生物影响。 搞清有毒物质对生物毒性大小，就必须 进行生物试验，这些试验为制定水质标 准的提供依据。� ¨ 毒性试验方面比较重要的是半致死浓度 和安全浓度。 1. 生物安全浓度的确定 ¨ 1. 2. 3. 4. 5. 如何通过简单的毒性实验确定生物的安全浓 度的确定？ 确定污染物和生物对象； 确定培养时间； 设置一定的毒性浓度范围梯度，将同等数量 和生理条件的生物置于培养液中，培养相同 的时间，观察生物成活率； 作毒物浓度与生物存活率的半对数坐标图； 通过关系曲线求出半致死浓度，并据此求出 生物安全浓度。 安全浓度C =（TLm96×0.3）/ (TLm48/TLm96)2 表7.1.5 金属元素的半致死浓度相对毒性� 48hLC50（ppm） 元 素 192hLC50（ppm） 鱼 甲壳动物 双壳类软体动 物 多毛虫环节动物 Cd 17 3～10 3.8 100 Cr - 100 10.3 10 Cu 3.3 2.4 0.128 0.27 Hg 0.29 5.7 0.006 - - 2.46 25 110 0.34 30 Pb Zn 8.4 12.4 自净作用与环境容量� 一、水体的自净作用� 二、环境容量� 一、水体的自净作用 1. 定义：水体的自净作用是指被污染的水体中 污染物质有害部分浓度自然降低的现象。 2. 净化的类型 3. 净化能力的衡量� 2. 水体自净作用的机理可分为三种类型：� � ¨ 物理净化—水体混合（稀释和扩散作用），悬浮物 质的沉降作用，海气交换。 ¨ 化学净化—氧化还原反应，酸碱中和，分解化合， 吸附、凝聚等作用。� ¨ 生物净化—天然水中的污染物质，由于生物活动而 使它发生氧化分解，转化为无毒或降低浓度，消除 污染的影响。微生物对有机物的氧化分解作用尤其 重要。 ¨ 水体自净作用是个相当复杂的过程，物理、化学和 生物的过程是相互作用，而且往往是同时发生的。 ¨ back� 3. 净化能力的衡量 ¨ 环境自净能力的大小，主要决定于自净作用 的速度。 ¨ 净化能力有的直接以污染物质浓度的下降速 率表示，有的以与污染物质有关的参数变化 率表示。关于自净能力，河流的自净作用研 究得比较多。这方面的工作又比较集中于有 机物的生物净化作用上，所以常常选用与有 机物质有关的参数如BOD、COD、DO、 DOC等为指标。 一级反应的反应常数作为净化能力的衡量 ¨ Ct = C0exp(-kt)� ¨ k = (1/t )ln(C0/Ct)�� � 式中： C0, Ct：初始(t=0)和t时污染物质的浓度； k：净化常数； 经过t时间后，污染物净化量� ¨ ΔC=C0(1 - e-kt�) (12.4.2)� k是温度的函数；令Ct = C0/2 时所经历的时间(τ1/2) 为半净化期，则：� ¨ τ1/2= ln 2 / k = 0.693 / k 二、环境容量� 1. 环境容量的提出 2. 环境容量的定义 3. 环境容量计算模型举例 2. 环境容量的定义 ¨ 环境容量：指某环境单元所允许承纳污染物质的总量。 ¨ 环境容量(M)包括：�基本环境容量K(稀释容量)；�变 动环境容量R(自净容量)� M = K+R ¨ 海洋环境容量：在充分利用海洋的自净能力和不造成污 染损害的前提下，某特定海域所能容纳的污染物质的最 大负荷量。� 3. 环境容量计算模型举例 1. 水的环境容量模型： Wv = V (W-b) + C 2. 海水环境容量：�� Ω水 = Qr (CB- Cb) 3. 海湾石油环境容量模型：� M =（1/τ） q0·Ci+ C � 1. 水的环境容量模型 关于水的环境容量模型表示为： Wv = V (W-b) + C 式中: Wv—某环境单元中地表水的环境容量； V—地表水的体积； W—某污染物的环境标准； b—某污染物的环境本质值； C—水体的同化能力� 2. 海水环境容量 Ω水 = Qr (CB- Cb) � 式中： ¨ Ω水—海水环境容量; ¨ Qr-—一个潮周期的交换水量； ¨ CB—海水标准； ¨ Cb—海水本底浓度。� 3. 石油的海洋环境容量 M =（1/τ） q0·Ci+ C 式中： M—海湾石油最大允许容容量； τ —海湾海水交换一次所需时间； q0—海水总体积； Ci —海水石油标准； C—同化能力。 � Thanks for your attention!