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文檔簡介
石油污染對(duì)海洋生物資源的影響摘要石油是海洋環(huán)境最為重要的污染物之一,對(duì)石油污染的研究及其對(duì)海洋生物資源的影響的研究迫切和重要。它不僅威脅著海洋生態(tài)安全,而且其致癌物通過在海洋生物體內(nèi)濃縮蓄積給人類也會(huì)造成嚴(yán)重的健康危害。研究發(fā)現(xiàn)底棲生物的耐受力最強(qiáng),一些植物也能在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到污染前的水平,魚類和浮游動(dòng)物對(duì)這種毒害較為敏感。因此嚴(yán)峻的海洋石油污染的現(xiàn)實(shí)已經(jīng)使其治理工作迫在眉睫。關(guān)鍵詞:石油污染;海洋生物;危害;防治對(duì)策1溢油基本知識(shí)溢油是指排入海洋環(huán)境的油。1990年,國際油污防備、反應(yīng)和合作公約對(duì)油的定義是指任何形式的石油,包括原油、燃料油、油泥、油渣和煉制產(chǎn)品。我們所說的溢油主要指原油及其煉制品,并不包括動(dòng)物油和植物油。原油是多組分混合物。組成原油的基本元素為碳和氫,碳的百分含量為80?87%,氫的百分含量為10?15%。68%的原油中飽和烴的含量超過50%,其次是芳烴,但只有4%的原油中芳烴超過50%,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及可溶性石蠟含量較少。另外,原油中還含有一些微量金屬元素,如磯、竦、鐵、鋁、鈉、鈣、銅及鈾等。盡管原油的基本組成元素為碳和氫,但它們的物理特性相差很大。在溢油事故中,確定溢油類型及其理化特性是指定應(yīng)急對(duì)策的重要因素。海洋環(huán)境中的溢油來源是多方面的[1-3],主要有陸源污染、海運(yùn)污染、大氣污染和自然界污染等。按照國際海事組織的統(tǒng)計(jì),每年流入海洋環(huán)境的油類總量約為235萬噸(1995年),陸源油量占海洋油污染總量的51%,船舶排放油量(包括事故)占海洋油污染中總量的23%,機(jī)動(dòng)車輛、工廠、冶煉過程不完全燃燒而產(chǎn)生的廢煙、廢氣經(jīng)空氣沉降入海洋水體而產(chǎn)生的石油烴占12%。除此人為污染外,還有海洋細(xì)菌、微藻等海洋生物和陸地生物合成的石油烴,加上海洋地球化學(xué)沉積作用而產(chǎn)生的石油烴約占14%。在油污染源中,雖然陸源油污染占的比重較大,但其入海的來源構(gòu)成還未統(tǒng)計(jì)的很清楚,大規(guī)模的陸源溢油事故的發(fā)生頻率與船舶溢油事故相比小得很多。隨著海上石油運(yùn)輸量的逐年增大,船舶溢油事故,特別是油輪的擱淺和碰撞事故造成單次事件的溢油量較大,容易對(duì)海洋環(huán)境造成污染,也最容易引起媒體和公眾的關(guān)注。2溢油污染國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國內(nèi)研究狀況對(duì)于海洋中石油污染物的研究,先前限于研究測(cè)定某特定海區(qū)或港灣的總的石油烴的含量、分布及調(diào)查狀況。近年來,多有利用石油烴類的地球化學(xué)意義解析港灣、河口等的烴類的來源、分布和轉(zhuǎn)化。張枝煥等研究了天津地區(qū)主要河流表層沉積物中的飽和石油烷烴的分布特征和來源[4],田蘊(yùn)、王新紅等36]對(duì)廈門西港沉積物中的烴類的含量、分布和來源等進(jìn)行了探討,另外,石油烷烴和芳烴類基于兩相間的吸附、解析、遷移轉(zhuǎn)化、歸宿等方面的研究也已有涉及。2.2國外研究狀況國外石油污染物的研究較全面和系統(tǒng)深入,現(xiàn)有的Nordtest和Eurocrude方法在實(shí)際溢油鑒別事件和環(huán)境領(lǐng)域追蹤石油烴的遷移等方面都多有應(yīng)用。并成功地進(jìn)行了一系列案例分析,顯示了這些方法在溢油鑒別中作為可靠手段的巨大潛力,包括輸油管漏油,組成相似的溢油,生物體中殘留油的分析,北極地區(qū)溢油事件,甚至在自然環(huán)境中國風(fēng)化十幾年、甚至二十幾年的溢油的源進(jìn)行剖析。對(duì)海洋環(huán)境中石油污染物的來源,分布,風(fēng)化,生物體內(nèi)的累積、遷移、歸宿等都展開了研究。對(duì)石油烴對(duì)環(huán)境的污染影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究對(duì)象以水、沉積物、懸浮顆粒物、生物體和大氣為主,其中對(duì)水體系的研究最為完善、成熟,對(duì)微表層、深海水等都有涉及。一些新的分析方法和新技術(shù)也一直在探索,如生物標(biāo)志物法,碳同位素法等。3溢油的危害3.1.溢油對(duì)鳥類的危害在所有的水域野生生物中,溢油污染對(duì)鳥類的影響最為顯著。以1967年“托里坎榮”油輪事故為例,該次溢油事故造成了英吉利海峽兩岸4萬?10萬只鳥類的死亡。溢油對(duì)鳥類的直接影響包括溢油對(duì)鳥類食物鏈的影響和對(duì)鳥類棲息環(huán)境的影響⑺。除此以外,溢油接觸到鳥類羽毛,就會(huì)滲入羽毛的絨羽層,從而使其失去保溫和防水性能,使水上生活的鳥類失去浮力而下沉,也會(huì)使鳥類喪失飛翔能力。鳥類沾染油污后,將大大加速能量消耗,最終耗盡脂肪儲(chǔ)備而死亡,而油污進(jìn)入鳥類消化系統(tǒng)后,將對(duì)其消化功能造成破壞,甚至造成鳥類停止產(chǎn)卵,影響鳥類的種群繁衍。3.2對(duì)海洋動(dòng)物的影響3.2.1對(duì)魚類的影響對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響由于大多數(shù)油類物質(zhì)具有很強(qiáng)的親脂性,因此其對(duì)生物的神經(jīng)毒害作用是十分明顯的。柴油曝油后的仔魚急躁不安,并有狂游、沖撞現(xiàn)象,尤其以高濃度曝油仔魚的癥狀最為明顯,經(jīng)過一段時(shí)間后,曝油仔魚游動(dòng)趨于緩慢,身體失去平衡,翻轉(zhuǎn)打旋,抽搐痙攣,逐漸麻痹昏迷致死。對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響魚鰓是魚類進(jìn)行氣體交換的重要器官,而且具有吸收外源污染物質(zhì)的作用,作為正常的生理過程,大量的水通過魚鰓,毒物聚集在鰓中,導(dǎo)致魚類的窒息死亡罔。賈曉平等[9]通過鏡檢發(fā)現(xiàn),不同濃度組曝油仔魚的鰓部不同程度的分布著散性油滴,阻礙了仔魚的正常呼吸。成魚鰓室表面的粘液雖然能防止油的浸潤,但同時(shí)也能吸附大量的油類物質(zhì)在其表面造成魚的鰓部發(fā)炎和呼吸障礙。在油污染的后期很多魚類雖然能在污染區(qū)正常生存,但患爛鰓病的概率很高。這與魚類鰓室表面的碳?xì)浠衔飳?duì)覆蓋在表面的粘液的溶解作用有很大關(guān)系。因?yàn)檫@層黏液對(duì)動(dòng)物的具有重要的環(huán)境阻尼,滲透壓調(diào)節(jié)和疾病寄生蟲的防護(hù)作用I8】。對(duì)生殖系統(tǒng)的影響目前的一些研究顯示了相抵觸的結(jié)果,TOMAS和BUDIANTARAU。]報(bào)導(dǎo)了在萘(naphthalene)和燃油中暴露后的細(xì)須石首魚血漿中雌二醇和睪酮濃度降低,且這一結(jié)果與卵巢組織對(duì)激素刺激的應(yīng)激性降低有關(guān),遂提出一些多環(huán)芳烴能干擾目標(biāo)組織的激素膜受體。然而MELISSA等[11]的研究發(fā)現(xiàn),在萘、B-萘黃酮(B-naphthoflavone)和惹烯(retene)中暴露后的鯽(Carassiusauratus)的睪酮生成卻得到促進(jìn)。PACHECO和SANTOS】12]的研究表明,暴露在柴油水溶性成分中3h的歐洲鰻鱺(Anguilla)的血漿皮質(zhì)醇濃度顯著升高。目前的研究尚不能就有機(jī)物污染對(duì)魚類生殖過程的影響達(dá)成一致[13]。石油烴確能導(dǎo)致魚類的雌雄比例失調(diào),對(duì)幼體有致畸作用,并降低其成活率。3.2.2對(duì)珊瑚蟲的影響珊瑚礁的分布很廣,世界三大洋中珊瑚礁的總面積相當(dāng)于20個(gè)歐洲那么大。珊瑚蟲對(duì)海洋環(huán)境的變化十分敏感。例如,海水失鹽分過多,可導(dǎo)致珊瑚蟲大批死亡,地震能使大片的珊瑚變成荒漠。珊瑚礁毀滅的眾多原因之中,最為引人注目的是石油污染物侵襲??茖W(xué)家們研究指出,珊瑚蟲與其他海洋動(dòng)植物的重要不同點(diǎn)之一是對(duì)石油污染特別敏感。這是因?yàn)樗麄儾煌隰~類、海豹、海象、海豚、鯨類等,既不能逃跑來擺脫石油污染,也不能隱藏于任何一個(gè)安全的角落,就連定居于巖礁之間的蝴蝶魚也休想幸免遇難。3.2.3對(duì)海洋生物幼體的影響海水中致命的輕芳香烴物質(zhì)及其衍生物質(zhì)(PAN),對(duì)不同的海洋動(dòng)植物其影響也不相同。特別是海洋生物的幼體,對(duì)石油污染都十分敏感,這是用為它們的神經(jīng)中樞和呼吸器宜都很接近其表表皮,表皮都很薄,有毒物質(zhì)很容易侵入體內(nèi),而且幼體運(yùn)動(dòng)能力較差,不能及時(shí)逃離污染區(qū)域。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,導(dǎo)致浮游小蝦死亡的PAN濃度,只相當(dāng)于在滿滿的一盆水中,滴進(jìn)兩滴石油時(shí)的濃度。當(dāng)然,也不排斥有的底棲生物對(duì)石油有較強(qiáng)的抵抗能力,例如濱螺,它能分泌一種粘液保護(hù)住暴露的機(jī)體,減輕外界的直接影晌,在石油污染濃度不超過1%時(shí),不至于被污染而死亡。海洋生物學(xué)家還指出,PAN物質(zhì)能夠沉入深海之中,特別是在基風(fēng)雨、大風(fēng)天氣過后。例如《艾羅》號(hào)油船遇險(xiǎn)之后,在一次風(fēng)暴之中,桑特拉和陳布魯莫爾在80m深處發(fā)現(xiàn)了油滴。還發(fā)現(xiàn)石油滴粘附于海洋懸浮的微粒上,像降落傘一樣慢慢地降落到海底。當(dāng)海面布滿油時(shí)其海底常發(fā)現(xiàn)有致命的芳香烴有毒物質(zhì)聚集,而且這些有毒物質(zhì)還常隨海流擴(kuò)散。有毒的“黑流”所經(jīng)之處便留下一片“死亡”的痕跡-蠕蟲、??捌渌涹w動(dòng)物遺體遍布。3.2.4對(duì)蟹類的影響美國海洋生物學(xué)家們研究了1969年發(fā)生于美國東部海域的一次中等程度的石油泛濫事件的后果指出,直到1976年石油泛濫海區(qū)蟹子的總數(shù)量還沒有恢復(fù)到1969年以前的水平。而且石油污染對(duì)蟹類幸存者的損害有種種表現(xiàn),例如動(dòng)作滯緩、發(fā)育畸形、生長緩慢等,直到石油泛濫后的4-5年內(nèi),在蟹類生物細(xì)胞組織中,仍發(fā)現(xiàn)遺存著石油衍生物質(zhì)的痕跡.直到1976年在巴澤茲灣(美國東北部)底部的石油污染沉積物中,仍然保存著十分顯著的污染痕跡。柴油曝油后,仔蝦曝油24h后,活動(dòng)能力和攝食能力明顯下降,此后,身體逐漸失去平衡,不停地翻轉(zhuǎn)打旋,逐漸昏迷而死亡US油污染地區(qū)存活的螃蟹會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)器官衰退、挖穴能力降低、逃難反應(yīng)遲鈍、脫皮次數(shù)增加、在非交配季節(jié)展示交配色澤等異常行為,污染區(qū)沉積物中石油烴的濃度超過200*10-6mg/kg時(shí),幼蟹一般熬不過冬季,這主要是由于這些地區(qū)中螃蟹挖穴深度沒有正常情況時(shí)候那么深,幼蟹呆在淺穴中通常會(huì)被凍死。螃蟹攝入有機(jī)物時(shí),會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)器官中毒,這樣挖穴就出現(xiàn)了異常US3.2.5對(duì)哺乳類動(dòng)物的影響海洋哺乳類(如海豹、鯨、海獅、海象、極熊、海獺等)在體表粘上溢油的石油(特別是重質(zhì)原油)時(shí),經(jīng)過一定時(shí)間后可以自己清除掉。全身沾上石油的某種海豹,在海水中一天時(shí)間即可全部自凈。某種海獺和極熊在油污后雖然自身立即清洗皮毛,但由獷將石油攝入體內(nèi)而致病或死亡。進(jìn)入體內(nèi)的石油分布在體內(nèi)各個(gè)組織。對(duì)海豹來說主要反映在內(nèi)分泌方面的影響,極熊則是血液和腎功能受到嚴(yán)重?fù)p害。3.3對(duì)海洋植物的影響植物抵抗油污染的能力是相當(dāng)驚人的,即使在高度損害的情況下它們的恢復(fù)速度要比其他的生物快的多。坦皮港口發(fā)生的日本商船漏油事件嚴(yán)重影響了大型藻類的數(shù)量,但是在很短時(shí)間內(nèi)大型海藻就出現(xiàn)了增殖[16]。研究表明,0.1?10.0mgL-1濃度石油烴對(duì)旋鏈角毛藻生長皆表現(xiàn)為促進(jìn)作用,而且促進(jìn)作用隨石油烴濃度的增加先增加,然后降低。這說明無論是低濃度,還是高濃度石油烴對(duì)其生長都表現(xiàn)為促進(jìn)作用【切。高濃度石油烴污染物(CPH>1.05mg/L)對(duì)裸甲藻、新月菱形藻、三角褐指藻、小球藻和亞心形扁藻的生長有抑制作用,對(duì)于中肋骨條藻,石油烴污染物濃度在高于1196mg/L時(shí)抑制其生長。但低濃度石油烴污染物則易促進(jìn)赤潮藻類(裸甲藻、新月菱形藻、中肋骨條藻)的生長[18]。這并不能說明植物適于在油污染海域生長,它們的耐受能力可能與它們對(duì)石油烴的生物富集能力有關(guān),當(dāng)超過其耐受能力的時(shí)候,對(duì)藻類的生長仍然是負(fù)面的。硅藻可以耐受8mg/L的燃料油,但是同屬于硅藻植物的Dilylumbrightwelli、Coscinodiscusgrani和Chaetoceroscurvisetus都在24h內(nèi)死于含0.08mg/L燃料油的海水中[19]。3.4對(duì)底棲生物的影響許多研究已證明,海洋軟體雙殼類(如牡蠣、貽貝等)從環(huán)境中富集石油烴能力要大于魚類,而其代謝、釋放石油烴的能力卻遠(yuǎn)小于魚類[20]。牡蠣、貽貝能吸收大量的石油在它們的鰓部和腸子內(nèi),對(duì)油污染有極強(qiáng)的抵抗力,許多細(xì)小油珠可被它們吸收而從海面上消失。但是扇貝幼貝在攝食餌料時(shí),幾乎無選擇地也同時(shí)攝食海水中的懸濁油分,進(jìn)入胃中的油滴破乳后互相結(jié)合成大油滴,最終由于充滿胃中不能排泄體外而導(dǎo)致幼貝死亡。在受污染的水域,魚類和甲殼類石油烴含量水平大多在10~20mg/kg間,少數(shù)超過30mg/kg,貝類的一般較高,大多在50?100mg/kg間。重污染水域中,貝類曾有超過1000mg/kg的記錄。魚類和甲殼類的富集系數(shù)一般在n*102范圍,而貝類的一般在n*103?n*104范圍⑵]。但是當(dāng)海水中油含量達(dá)0.01mg/L時(shí),就會(huì)導(dǎo)致牡蠣組織部分壞死;當(dāng)煤油濃度為0.001?0.004mg/L時(shí),紡織螺對(duì)食物的趨化能力降低[22]。雖然底棲生物能在油污染中存活,可是它們將長時(shí)間不能食用,因?yàn)橛袡C(jī)物已經(jīng)儲(chǔ)存在它們的脂肪層,其中有些化合物有很強(qiáng)的抗生物分解、排泄能力,即使將它們?cè)谇逅蟹胖?個(gè)月,也不能除盡體內(nèi)的油類物質(zhì)。3.5對(duì)浮游生物的影響對(duì)浮游生物數(shù)量的影響Wiccman(1982)、崔毅,陳碧鵑(2000)、黃韌,楊豐華等(2001)研究表明海洋生物對(duì)海水中石油烴的濃縮能力與生物種類、生長時(shí)期有關(guān)[23?25],同時(shí)也取決于所棲息環(huán)境的石油烴含量水平。當(dāng)水體石油含量達(dá)到或超過浮游植物的安全濃度,將對(duì)其造成危害。石油對(duì)浮游植物的毒性影響主要取決于石油碳?xì)浠衔锏暮考捌渌砘蜃幼饔玫某潭?。浮游植物具有生命周期短繁殖率?種群補(bǔ)充快的自身特點(diǎn),在低濃度石油污染的情況下浮游植物可能會(huì)迅速增殖而掩蓋局部或暫時(shí)的數(shù)量減少,從而不易從生物數(shù)量上檢測(cè)出石油污染。石油對(duì)浮游生物的間接危害也很嚴(yán)重,如1952?1962年整個(gè)北大西洋和北海海面受油污損害的海鳥達(dá)45萬只,油污殺死了大量海鳥,海鳥種類和數(shù)量減少的同時(shí),作為其餌料的上層魚類數(shù)量就會(huì)增加,上層魚類的增加又引起浮游植物數(shù)量的減少。石油污染后,通常情況是某些耐污生物種類的個(gè)體數(shù)量會(huì)猛增,而對(duì)污染敏感的種類個(gè)體會(huì)大量減少,甚至消失,結(jié)果導(dǎo)致群落物種多樣性指數(shù)下降。Yuri(2002)研究指出,單細(xì)胞海洋藻類如Isochrysissp.,Nannochloropsis-like和N.closterium對(duì)原油的敏感性相似仲]。石油烴對(duì)海洋浮游生物生長的影響Wolfe(1999)和Singh(1990)通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論石油烴對(duì)海洋浮游植物生長的影響可以表現(xiàn)為促進(jìn)作用,也可表現(xiàn)為抑制作用,這決定于石油烴濃度及浮游植物種類叫,28]。Michelel(2000)研究表明F.vesiculosus對(duì)NO.2燃料油的生長限制劑量為1uL/L[29]。Levine(1984)研究指出F.vesiculosus對(duì)油類有最高敏感性,可以用其作為高效的指示物種。石油對(duì)F.vesiculosus的氮和磷富營養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)組有較小的毒害作用[29,30]。Michelel(2000),Sjtun和Lein(1993)指出,因?yàn)轱L(fēng)化的石油比原油含有較少的輕鏈烷烴,石油的降解和風(fēng)化程度將影響石油對(duì)微藻的毒害影響[31]。倪朝輝,翟良安(1997)研究表明硅藻可以耐受8mg/L的燃料油,但是同屬于硅藻的Dilylumbrihgtwelli,Cosainodiscusgrani和Chacloceros,curuisrlus都在24h內(nèi)死于含0.08mg/L燃料油的海水中M]。早在1936年,Gohsoff就指出原油水溶物的濃度為12%對(duì)大多數(shù)的硅藻有刺激生長作用;石油濃度為25%有抑制生長作用;只有50%濃度才終止藻類的正常繁殖[33]。Alexis和Alkistis(1997)研究指出,希臘海灣靠近石油泄漏處的浮游植物的種群的發(fā)生與石油泄漏關(guān)聯(lián),靠近石油泄漏處的浮游植物比海灣其他地方少[34]。王悠,唐學(xué)璽,李永祺,等(2000)認(rèn)為作為石油主要成分多環(huán)芳烴的一種,蒽在低濃度(1.5?6ug/L)時(shí)對(duì)金藻8701(Isochrysisgalbana8701)和骨條藻(Skeletonemacostatum)生長呈現(xiàn)出較明顯的/毒物興奮效應(yīng),細(xì)胞密度增加,蛋白質(zhì)、葉綠素a、類胡蘿卜素含量有所增加[35]。這與巴登[36]等認(rèn)為一定濃度的石油組分及其他營養(yǎng)成分對(duì)藻類等生物的生長有促進(jìn)作用的觀點(diǎn)一致。Bate(1985)、Roseth(1996)和E-lSheekh(2000)的初步研究表明,石油烴可引起浮游植物粒度增大印?39],例如石油烴可使S.micraspin和S.armatu細(xì)胞粒度增大。王修林等(2004)研究指出,0.1?10.0mg/dm-3濃度石油烴對(duì)旋鏈毛角藻生長有促進(jìn)作用,而且促進(jìn)作用隨石油烴濃度的增加先增加,然后降低[4。]。張蕾,王修林,韓秀榮等2002年研究表明:高濃度的石油烴污染物(cph>1.05mg#dm-3)對(duì)赤潮藻種的裸甲藻,新月菱形藻、中肋骨條藻,常見餌料藻三角褐指藻,小球藻和亞心型扁藻的生長有抑制作用,對(duì)中肋骨條藻石油烴污染物濃度高于1.96mg/dm-3時(shí)抑制其生長。張蕾等(2002)的結(jié)論指出不同浮游植物,促進(jìn)其生長的石油烴濃度不盡相同由]。Roseth等(1996)指出石油烴對(duì)海洋浮游植物的生長影響不僅可通過降低CO2的吸收、阻止細(xì)胞分裂、減小光合作用和呼吸作用速率[37,38],由此導(dǎo)致生長速率降低[42],而且使細(xì)胞中ch-la、類脂色素、糖脂、甘油三酸脂等含量降低43]。海洋浮游生物的呼吸速率與電子傳遞系統(tǒng)(ETS)活力有關(guān),而ETS又與溫度、氧濃度有密切關(guān)系[44]。湛波等(2001)油田生產(chǎn)水的生物毒性試驗(yàn)表明,鹵蟲無節(jié)幼體分期和體長與油田生產(chǎn)水毒性密切相關(guān),表現(xiàn)為無節(jié)幼體發(fā)育齡期遲緩,分解不正常,體長增長慢[45]。引發(fā)赤潮湛波,黃韌,楊豐華等(2001)和朱根海(1998)提出了石油烴污染物在某種程度可導(dǎo)致某些單細(xì)胞浮游植物出現(xiàn)暴發(fā)性生長成為海洋優(yōu)勢(shì)種藻,從而引發(fā)赤潮的發(fā)生[45,46]。日本香川所發(fā)生的夜光藻赤潮是重油污染該海域2個(gè)月后發(fā)生的,而在英吉利海峽觀察到的夜光藻赤潮也是由于油輪觸礁,海水受到污染出現(xiàn)的盅]。適當(dāng)濃度石油烴的存在,在不顯著改變其細(xì)胞粒度的條件下可大大增加最大生長速率,從而可能有利于旋鏈角毛藻赤潮的形成[43]。(4) 影響浮游植物光合作用,破壞海洋初級(jí)生產(chǎn)力如果落入海中的石油數(shù)量很大,幾個(gè)小時(shí)至多幾天,便延伸為厚度10-6cm的石油膜[47]。油膜大面積覆蓋海水表面,嚴(yán)重影響了海水對(duì)大氣中氧氣和二氧化碳的吸收再],海水中的氧化速度、氧氣更換速度大大降低。嚴(yán)重妨礙了海水的復(fù)氧功能,海水的自凈功能受到影響,促使很多水生生物因缺氧而死亡。進(jìn)入海洋環(huán)境的石油,在氧化和溶解過程中會(huì)引起海水的某些化學(xué)物質(zhì)變化,導(dǎo)致海水中機(jī)質(zhì)含量的增高。此外,石油的生物降解大量耗氧,1kg石油形成的浮在水面上的油膜完全氧化需要消耗40*104L海水中的溶解氧"],且降解速度緩慢,對(duì)毒性強(qiáng)的組分不能降解。因此,一起大規(guī)模的石油污染事件往往能夠引起較大面積海域的嚴(yán)重缺氧,對(duì)浮游生物造成直接顯著的危害。海洋中存在大量的浮游生物,海面被油膜覆蓋,不透明的油膜降低了光的通透性,使進(jìn)入表層海水的日光輻射量減少,影響了浮游生物的光合作用,浮游植物又是海洋中甚至整個(gè)地球上氧氣的主要供應(yīng)者(占70%左右),海洋產(chǎn)氧量減少,最終結(jié)果將導(dǎo)致海洋生態(tài)平衡的失調(diào)。(5) 影響浮游生物生活習(xí)性首先,影響浮游生物垂直分布,浮游生物分布僅限于真光帶,其垂直分布與水中光照深度以及海水運(yùn)動(dòng)有關(guān)。垂直分布深度與光照深度成正比。有不少浮游甲殼動(dòng)物如磷蝦到了生殖季節(jié)經(jīng)常上升至表層進(jìn)行產(chǎn)卵,中華哲水蚤(Calanussinicus)在7月上旬生殖季節(jié),在中午前后大量停留在表層。石油污染改變了海洋的光照,進(jìn)而影響到浮游生物的垂直分布,可能改變其種群在空間上的數(shù)量變動(dòng)。其次,影響晝夜垂直移動(dòng),浮游植物晝夜變化有隨著日照強(qiáng)度增強(qiáng)而增高的趨勢(shì),海在洋浮游生物普遍存在晝夜垂直運(yùn)動(dòng),在浮游甲殼類如磷蝦、橈足類中特別顯著。晝夜垂直移動(dòng)和光度變化相符合,Harris(1959)Hardy(1954)證明了光度變化是引起浮游動(dòng)物晝夜垂直移動(dòng)現(xiàn)象的主要因素。烏克蘭南海海洋研究所在日全蝕的特殊條件下,對(duì)浮游動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤觀察,發(fā)現(xiàn)當(dāng)天色明顯變暗以后,許多浮游動(dòng)物如小蝦會(huì)錯(cuò)把白天視當(dāng)成夜晚,本能的從海水深處游向表層。被石油薄膜大面積覆蓋著的海域,浮游小蝦會(huì)不分晝夜的滯留于海水表層.這表明,石油薄膜可能起到了類似日全蝕的作用,改變浮游動(dòng)物的正?;顒?dòng)習(xí)慣[5。]。(6) 影響浮游生物營養(yǎng)吸收NH43+-N是浮游生物最重要的營養(yǎng)鹽之一,以其吸收、再生通量為例。NH43+-N的吸收有比較強(qiáng)的光依賴性。光對(duì)NH43+-N的吸收影響在低光照條件下表現(xiàn)為促進(jìn)作用,在高光強(qiáng)度下表現(xiàn)為抑制作用[51]。石油可能造成浮游生物相對(duì)較大的NH43+-N庫和相對(duì)較小的循環(huán)通量。另外無機(jī)氮化物的相互轉(zhuǎn)化與浮游植物的繁殖周期及茂盛程度密切相關(guān)[51]。石油對(duì)浮游植物的危害會(huì)影響到無機(jī)氮化物的轉(zhuǎn)化[52]。4海洋石油污染的防治措施目前,常用的海洋石油污染的治理方法主要有物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。物理處理法主要是用物理方法和機(jī)械裝置消除海面及海岸帶油污染,又可分為①清污船和回收裝置。回收裝置種類較多,可根據(jù)海況和氣象條件的不同,選用不同的裝置。②圍油欄。當(dāng)石油泄漏到海面后,首先用圍油欄將其圍住,防止其擴(kuò)散,然后再處理、回收。圍油欄具有滯油性、隨波性強(qiáng)等性能。一般常用于港口碼頭。③吸油材料。具有親油憎水性,可在其表面吸附石油,然后通過回收吸油材料方式回收石油。其原料包括高分子材料、無機(jī)多孔物質(zhì)和纖維等?;瘜W(xué)處理法主要包括以下幾種:①燃燒法。通過燃燒將大量浮油在短時(shí)間內(nèi)徹底燒凈,但不完全燃燒會(huì)放出濃煙,產(chǎn)生大量芳烴化合物,仍會(huì)污染海洋和大氣。②乳化劑。可以將油粒分散成小油滴。使其易于和海水充分混合利于降解。但只能處理低濃度油,且使用時(shí)有必要考慮其本身的毒性。③凝油劑??蓪⒂湍鄢刹砦镄纬梢环N回收的凝聚物的物質(zhì),用機(jī)械方法除去。④集油劑??稍黾佑捅砻鎻埩Γ黾佑湍ず穸?然后用物理方法除去。該法需定期用藥,且用量較大。⑤沉降劑??墒故臀匠两档胶5祝@樣會(huì)將油污染帶到海洋底部,危害底棲生物。生物處理法目前,大多數(shù)采用的是分離海洋微生物來進(jìn)行海洋石油污染的生物修復(fù)研究。海洋石油烴降解菌早在一個(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)被分離到。最近文獻(xiàn)綜述統(tǒng)計(jì)有79個(gè)屬的細(xì)菌能利用烴類物質(zhì)作為唯一的碳源和能源,9個(gè)屬的藍(lán)藻、103個(gè)屬的真菌、14個(gè)屬的海藻能降解或轉(zhuǎn)化烴類物質(zhì)[53]。5鑒別溢油品種鑒別溢油品種需要多種方法進(jìn)行綜合分析,從不同的角度利用多種表現(xiàn)形式的溢油“指紋”,相互比對(duì)來達(dá)到鑒別的目的。歸納起來,現(xiàn)有溢油鑒別技術(shù)主要有紅外光譜法,熒光法,紫外光譜法,鎳/釩比值法,氣相色譜法,液相色譜法,雙離子阱傅立葉變化離子回旋共振質(zhì)譜法,超臨界液體色譜法,雷達(dá)遙感法等,在實(shí)際鑒別分析時(shí),還可以應(yīng)用遙感遠(yuǎn)距離探測(cè),也有用示蹤法。前者的應(yīng)用受到許多條件限制,而后者只適用于某些特殊場(chǎng)合,并不作為常用的溢油鑒別方法。6展望清除水體油污措施發(fā)展趨勢(shì):當(dāng)前吸油材料的研發(fā)焦點(diǎn)在于吸油聚合物的性質(zhì)。不吸水的聚合物對(duì)從水中分離和收集石油很有效果。由于其獨(dú)特的吸附性質(zhì),這種聚合物吸附后能變成各種形態(tài),如纖維、薄膜、片材或柵欄,易于浮于水面對(duì)其回收。非織造材料以其優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)而成為石油泄漏回收的理想材料,但是有近95%用過的吸附材料被填埋到地下,5%則被焚燒,這既造成了污染又增加了石油的回收成本。所以對(duì)一次性被丟棄的非織造吸附材料的清潔和再利用應(yīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。溢油回收領(lǐng)域的另一發(fā)展趨勢(shì)是研發(fā)具有可生物降解和富集漏油作用的吸附材料。目前等離子加工技術(shù)在非織造布領(lǐng)域很有潛力,等離子處理設(shè)備一般速度為10?50m/m
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