时间:2023-06-06 09:32:53
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇海洋环境科学,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
海洋环境科研要为提高海洋环境管理和宏观决策、实现碧海行动计划目标和实现经济、社会可持续发展服务。其任务是:进行基础理论研究,探索污染物在海洋环境中迁移转化的规律,为制定海洋环境保护法规、标准和控制海洋污染提供科学依据,为应用技术开发提出理论依据和方法;进行应用技术研究,在改善经济结构过程中,寻求对污染实行源头和全过程控制的最佳模式和高效、低耗污染防治方法;开展海洋环境综合性、预测性研究,从发展战略上,进行人口、资源、发展与环境的关系研究,为制定海洋环境保护规划和海洋经济和海洋环境的宏观决策,提供科学依据。
实施碧海行动计划的技术支持涉及的内容包括环境监控的软件建设、污染治理及生态恢复工程的实用技术和设备的筛选、重大环境问题的研究等。其核心是利用高新技术的力量使碧海行动计划顺利实施,采取科学有效的措施改善及恢复海域的生态环境。
第一节*-*年的技术支持行动计划
一、海洋环境监测能力建设计划
(一)监测站位方案
根据国家海洋监测规范(GB17378-1998)和《*省近岸海域监测站位布设原则》的要求,*省沿海7市地共设立101个监测点位,覆盖各个环境功能区,基本能够控制和反应*近海环境质量状况。*省环境监测中心站将着眼于*近海环境质量监测,结合近岸海域环境功能区划和确定的污染治理重点区、生态保护区和敏感区,本着内密外疏的原则,合理布设和优化*近岸海域环境监测点位。
(二)监测能力建设
1.不断完善沿海市、县两级海域监测体系,全面开展全省近岸海域水质、沉积物和海洋生物等有关项目的监测分析工作。
2.随着海水水质监测工作的开展,有计划地培养海洋环境监测专业人员,及具备相应技术指导和技术监督能力的人员。
二、建立*近岸海域环境管理信息系统
为了合理利用海洋资源,保护海洋环境质量,提高海岸和海洋工程环境影响评价的质量和工作效率,*省环保局于1997年1月下达了《*近岸海域环境管理信息系统》课题,由*省环保局和*海洋大学共同承担,建立了《*省近岸海域环境管理信息系统》。“信息系统”作为一种现代化手段,将使环境管理部门及时了解*近岸海域环境质量状况、变化趋势、现存和潜在的环境问题等,有助于科学管理和正确决策。“*近岸海域环境管理信息系统”包括环境基础信息数据库系统、环境基础信息空间数据库系统和数值模型库系统,有助于*海洋环保工作总体工作水平的提高。应进一步完善改进“信息系统”,使其更便于操作,更具实用性。
三、筛选支持示范工程的实用技术和设备
以推广啤酒废水处理技术为重点,筛选并推广化工、制药、染料等行业废水处理技术和设备。
由于海洋污染主要是T-N、T-P污染,*省拟推广以下实用技术和设备。
(一)氮肥企业的稀氨水回收
1、生产尿素但无碳氨生产装置的企业
采用深度水解技术,将尿素解吸残液水解为NH3和CO2,与稀氨水一起经解吸塔解吸出NH3和CO2,用于尿素生产。
2、具有碳氨生产装置的企业
将各车间、工段产生的稀氨水(含氨2-3%),集中于氨回收罐,经处理,塔顶气冷凝后得到含氨>20%的浓氨水,用于生产碳酸氢铵。
3、硝酸铵及硫酸铵生产企业
采用膜分离技术,将NH3从稀氨水中分离出来,用稀硝酸或稀硫酸吸收后,用于生产。NH3脱出率可达99%。
(二)推广磷肥行业清洁生产技术,废水不外排
(三)城市污水处理厂采用高效脱氮、脱磷工艺技术
四、建设海洋环境自动监测系统与赤潮灾害监测系统
充分利用“十五”期间的海洋环境保护科研成果,以环保和海洋部门为主,基本建成海上溢油与赤潮灾害监测系统。
在莱州湾、胶州湾等赤潮高发地区设置海洋水质与赤潮观测站,增加监视次数,在赤潮发生期间,进行赤潮跟踪监测。建立环境要素数据库,建立赤潮发生次数、赤潮生物种类、赤潮发生面积和持续时间、藻毒素分布等数据库。适时开展赤潮预测预报研究,建立环境状况与赤潮灾害发生模型,进行环境状况与赤潮灾害发生变化趋势的预报预测。
五、建立包含氮、磷等非保守物质的水质预测模型,开展水质预测(氮、磷)和估算容量总量
建立海域水质模型是一项研究污染物迁移、转化规律和进行污染物控制以及保护海域水质的重要手段。通过水质模型,定量计算水体的负荷量与水质的关系,可以对污染源进行有效的控制。“十五”期间,水质模型的研究要在保守物质的输运扩散模型研究的基础上,以氮、磷等非保守物质为研究对象,在胶州湾、莱州湾等重点海域开展生态动力学模型(富营养化模型)研究;开展非点源污染物通量研究,建立入海污染物与海域水质的输入响应模型,为实现氮、磷的容量总量控制提供科学依据。
六、面源(地表、地下径流)和河口污染控制技术研究
面源污染控制由农业部门和环保科研部门共同承担,主要研究农业中使用的化肥、农药等未利用部分在地表水、地下水中的迁移转化规律及最终入海量,为海域环境管理提供依据。
入海河口污染控制技术由水利部门和环境科研、设计部门共同承担,主要研究在保证河口的水利作用条件下,河水及底泥的入海污染控制技术。
七、养殖自身污染控制技术研究
建立完善养殖系统自身污染的监测体系。重点开展自养(贝藻)与异养(鱼虾)复合养殖系统的研究,水产废弃物的综合利用研究(包括水产废弃物在养殖动物饲料中的应用及水产废弃物中生物活性物质的提取等),养殖饵料改良、提高饵料利用率研究,养殖废水处理、养殖场底泥消化处理研究等。
第二节*-2015年的技术支持行动计划
一、海域受损生态系统恢复工程研究
建立近海海域环境污染损失估算与分配模型,进行地区环境污染、生态系统恢复研究。在已有研究成果及其应用效果总结的基础上,通过实验室内模拟试验和海域小规模试验研究,提出并研究设计受损生态系统恢复工程建设体系,工程建设内容,工程投资及工程建成后效益评估预测方法。
二、大气沉降控制工程研究
在已有研究成果基础上,研究大气沉降污染发生、迁移、沉降、污染机理和规律,通过对国内外已有大气沉降污染研究成果的收集与分析,筛选控制大气沉降污染的技术和方法。通过对这些技术、方法的试验研究及结果分析,提出并设计控制海域大气沉降污染的工程。研究陆源污染产生的SO2、NOx、TSP等的污染防治和及其在大气中的迁移、转化、沉降规律,以及最终入海量,找出大气沉降与海水污染的相关性,提供大气污染沉降入海的防治措施、投资估算和预测评估工程建成的环境效益及经济效益分析。
三、面源和河口污染控制工程研究
在*省近岸海域几条主要入海河流的入海口之前建立城市污水处理厂,并进行提高氮、磷去除效果的工艺和管理技术的研究,有效削减市政污水中氮和磷对海域的污染影响,对近岸海域水质的改善将发挥重要作用。
关键词:烟台港西港区;沉积物;环境质量
烟台港西港区是烟台港的新建港口,位于烟台市西北35公里处,扼渤海南侧湾口,背靠山东半岛,该港远离市区,邻近经济开发区,与蓬莱市接壤。近年来,港口的建设规模越来越大,势必会对周围海域的环境造成一定影响,而以往的研究多侧重于对黄渤海以及其它港口[1-4]的调查,对烟台港新西港区海域的环境研究较少,本文在2011年8月份和2012年5月份对烟台港西港区海域沉积物进行调查研究,分析了重金属、石油类、有机碳等的含量变化,旨在为西港区海域的底质环境质量进行一定的评价研究。
1. 调查站位及项目
分别在2011年8月份(丰水期)和2012年5月份(平水期)在该海域设沉积物站位16个,具体站位布置如图1。测定了该海域沉积物中的重金属(总汞、铜、铅、镉、铬、砷)、石油类、六六六、滴滴涕、多氯联苯、硫化物、有机碳的含量,并利用沉积物质量指数法进行评价。
2. 调查结果与分析
2.1 沉积物重金属的含量
2011年8月份,调查海域沉积物中砷变化范围7.14~9.72 mg/kg,平均值8.39 mg/kg;汞变化范围0.0349~0.0600 mg/kg,平均值0.0495mg/kg;镉变化范围0.0890~0.132mg/kg,平均值0.106mg/kg;铅变化范围15.2~21.9mg/kg,平均值17.4mg/kg;铬变化范围20.4~29.2mg/kg,平均值24.3mg/kg;铜变化范围7.40~11.7 mg/kg,平均值9.31 mg/kg。2012年5月份,调查海域沉积物中砷变化范围6.31~9.47 mg/kg,平均值8.17 mg/kg;汞变化范围0.0182~0.124 mg/kg,平均值0.0485 mg/kg;镉变化范围0.0810~0.137 mg/kg,平均值0.106mg/kg;铅变化范围12.8~24.1 mg/kg,平均值17.0 mg/kg;铬变化范围20.6~26.8mg/kg,平均值23.3mg/kg;铜变化范围7.85~9.66mg/kg,平均值8.64 mg/kg(表1)。
表1 沉积物重金属平均含量(mg/kg)
Tab. 1 Average content of heavy metals in sediments (mg/kg)
总体上调查海域丰水期和平水期沉积物中重金属含量变化不大,丰水期略高于平水期。(图2)。这可能是由于丰水期水量大,重金属总量高,因此沉积下来的量也多造成的[5]。
2.2 有机碳的含量
2011年8月份,沉积物中有机碳变化范围0.119~0.537%,平均值0.271%;平面分布上东部海域含量较高。2012年5月份,沉积物中有机碳变化范围0.130~0.521%,平均值0.275%;平面分布上东部海域含量较高。
2.3 石油类的含量
2011年8月份,沉积物中石油类变化范围70.9~160mg/kg,平均值114mg/kg;平面分布上近岸中部海域含量较高。2012年5月份,沉积物中石油类变化范围12.3~247mg/kg,平均值53.0mg/kg;平面分布调查海域近岸含量较高。
2.4硫化物的含量
2011年8月份,调查海域沉积物中硫化物变化范围66.8~166mg/kg,平均值117mg/kg;平面分布上近岸中部海域含量较高。2012年5月份,调查海域沉积物中硫化物变化范围48.0~186mg/kg,平均值102mg/kg;平面分布调查海域近岸含量较高。
2.5有机氯农药的含量
2011年8月份,调查海域沉积物中六六六变化范围6.71~11.2μg/kg,平均值8.58μg/kg;滴滴涕变化范围1.93~4.17μg/kg,平均值3.38μg/kg;2012年5月份,调查海域沉积物中六六六变化范围6.25~10.7μg/kg,平均值8.44μg/kg;滴滴涕变化范围2.31~4.10μg/kg,平均值3.02μg/kg。多氯联苯均为未检出。
3. 调查海域沉积物质量评价
根据海洋沉积物质量标准,分析调查海域2011年8月份各沉积物因子标准指数,有机碳、石油类、硫化物、砷、总汞、镉、铅、铬、铜、六六六、滴滴涕、多氯联苯均符合一类海洋沉积物质量标准。2012年5月各沉积物因子有机碳、石油类、硫化物、砷、总汞、镉、铅、铬、铜、六六六、滴滴涕、多氯联苯也均符合一类海洋沉积物质量标准。
总体数据分析表明,该海域所有评价因子均满足执行标准要求,超标率为零,沉积物质量状况良好。
4. 结论
(1) 调查海域丰水期和平水期沉积物中重金属含量变化不大,丰水期略高于平水期。
(2) 丰水期和平水期沉积物中有机碳含量平面分布相似,均为东部海域含量较高。丰水期沉积物中石油类和硫化物的含量平面分布上近岸中部海域含量较高,平水期近岸含量较高。
(3) 分析该海域各沉积物因子标准指数,各项目均符合一类海洋沉积物质量标准,沉积物质量状况良好。■
参考文献
[1] 刘成,何耘,王兆印。黄河口的水质、底质污染及其变化[J]。中国环境监测,2005,21(3):58~61。
[2] 周立,郑祥民, 殷效玲。苏州河沉积物中重金属的污染特征极其评价[J]。环境化学,2008,27(2):269~270。
[3] 夏鹏,臧家业,王湘芹。连云港近岸海域表层沉积物中重金属的地球化学特征及其源解析[J]。海洋环境科学,2011,30(4):520~524。
近些年来,作者在对海洋环境污染防治法律实施的调查中发现,其中海洋环境污染民事责任制度、防治法律体制架构、生态补偿机制、生态吸附机制等都存在很多的问题,对此,必须采取有效的完善措施,下面进行详细的分析。
一、当前海洋环境污染防治法律问题分析
(一)海洋环境污染民事责任制度的问题
众所周知,公众对海洋环境污染防治有着一定的作用,在一些特定的情况下,公众可以通过行使自身的权利,来对破坏海洋环境的现象进行诉讼,并由相关部门对其进行审核以及采取有效的治理措施 。然而,就现阶段海洋环境污染民事责任制度的运行情况来看,还存在很多不合理的地方,尤其是对公众权利内容不够全面,使得一些居民发现海洋存在着污染的情况却无能为力,从而使始作俑者更肆无忌惮的对海洋进行破坏,因此,对海洋环境污染民事责任制度中公众参与内容的完善势在必行。
(二)海洋环境污染防治法律体系架构的问题
海洋环境污染防治法律体系架构应有着针对性的防治方向,结合不同海洋区域的实际情况,对相应的法律体系架构进行完善,并将其严格的实施下去,从而保证海洋环境污染防治的有效性 。然而,就现阶段海洋环境污染防治法律体系架构的实际运行情况来看,整体架构缺乏合理性,法律体系架构过于雷同,未能结合实际的海洋区域进行相应的设计。
另外,缺乏对陆源污染的重视,陆源污染作为海洋环境重大污染方式之一,其中蕴含着多种破坏因素,而陆源污染问题却没有在海洋环境污染防治法律体系中进行充分的体现,影响到海洋环境污染防治法律体系的科学性。2013年新《海洋环境保护法》的修改内容较少,仅仅修改了第四十三条、第五十四条内容,删除了第八十条的内容,海洋污染环境问题日益严重,程度加深,污染方式多样,海洋资源的稀缺,以及经历了十余年的经济发展与近年来的深化改革,调整海洋环境保护法律关系和适用范围及风险评价、责任追究制度上应当进行立法调整。
(三)海洋环境生态补偿机制以及生态修复机制的问题
海洋资源能够给人们带来巨大的经济效益,同时也带动相关产业的快速发展,而要想促进海洋资源的可持续发展,则必须对海洋环境生态补偿机制以及生态修复机制进行完善 。而就现阶段海洋环境生态补偿机制及生态修复机制的运行情况来看,整体运行效率并不高,而且,机制的落实力度严重不足,很多海洋环境污染防治的相关条例过于形式化,不利于海洋环境防治工作顺利的进行。
二、海洋环境污染防治法律制度的完善措施
(一)海洋环境污染民事责任制度的完善
通过以上的分析了解到,海洋环境污染防治法律在运行的过程中,民事责任制度还有待完善,具体应从以下几方面进行完善。
首先,应赋予公民对海洋环境污染的诉讼权利,这样在海洋环境防治的工作中,公民就可以利用自身的权利来行使请求权,从而提升海洋环境污染防治的效率 。公民的环境权主要包括知情权、使用权、环境权、参与权等,公民在海洋环境防治的工作中起到重要的作用,例如,居民赖以生存的海洋受到污染,给居民的海洋生产造成极大的影响,在居民所得到的赔偿不公平的情况下,可以通过诉讼权来维护自身的权益,这样不仅可以保障居民得到公平的补偿,同时对保护海洋环境不再受到污染和破坏也有着重大的意义,在海洋环境防治中发挥出重要的作用。
其次,应不断的完善海洋环境民事责任制度。通过大量的实践发现,海洋环境侵权属于一种特殊的侵权行为,责任原则上通常采用无过错责任原则,当然,为了提高民事责任制度运行的有效性,应重视免责情况的运用,不仅要严格的执行下去,同时要根据其发展趋势不断的对免责制度进行完善,其中对于一些由于不可抗力出现的重大过错,应属于正当的免责事由。
(二)海洋环境污染防治法律体系架构的完善
经过多年的发展,海洋环境污染防治法律体系架构已经得到不断的改进和完善,而在实际中,海洋环境污染防治法律体系架构仍存在一些不完善的地方,随着人们对海洋环境污染的重视,一些问题也逐渐浮出水面,为了避免这些问题导致海洋环境污染防治法律体系架构运行的不合理,应对其进行不断的完善 。
首先,应站在海洋环境保护的角度上对其体系架构进行完善。海洋环境污染防治是全球的重点工作,而且,在法律上每个国家都采取了不同的做法,在这里我们可以借鉴一些先进国家海洋环境污染防治办法,再结合我国的实际情况以及海洋环境的进化现状,对一些重点海域制定相关的单行法、行政法,不断的对海洋环境污染防治法律体系架构进行完善。例如,渤海、东海、黄海、南海等在不同的海域都存在相同的污染源,而污染来源却有着很大的差异性,应根据这些海域污染的差异性有针对性的对其制定防范措施,从而保证各个海域环境污染防治法律体系运行的合理性。例如,在针对我国南海环境保护中,对其制定了《中国南海海域海洋环境保护条例》,在经过多年的发展中,《中国南海海域海洋环境保护条例》也得到了不断的改进和完善,进一步提升海洋环境保护质量。
其次,应重视陆源污染对海洋环境造成的影响,并有针对性的对其《条例》进行不断的完善。所谓陆源污染主要是在陆地上所产生的污染,进入到海洋之后对海洋环境造成破坏的污染源,陆源污染与大气污染、海洋污染等构成海洋的三大污染源,陆源污染不仅具有较多的种类,而且,数量也比其他两种污染源多,并且给海洋环境造成的污染也是最为严重的,因此,在对海洋环境污染防治法律体系架构进行完善的过程中,必须重视陆源污染的防治条例的完善。作者认为,在对《条例》进行改善的过程中,应充分结合陆源污染的实际情况对其进行细致化、具体化、原则化,要将其与《海洋环境保护法》一致,进一步完善《条例》,增强可操作性。同时,在海洋环境污染防治法律体系中,有一些与陆源污染息息相关的法制体系,如《大气污染防治法》、《水污染防治法》等,都应对其进行相应的修订和完善,这样才能充分提升海洋环境污染防治法律实施的效率,为海洋环境保护发挥出重大的作用。
最后,应加强民事法律的落实力度。以往针对海洋环境污染防治虽然制定了相应的民事法律,然而,在实际调查中发现,民事法律的落实力度十分不足,针对这类情况必须采取有效的完善措施,不仅要对民事法律进行完善,更应加强民事法律的落实力度。
(三)海洋环境生态补偿机制以及生态修复机制的完善
所谓海洋环境生态补偿机制,主要是指海洋资源的受益人或使用人,在合法的基础上利用相应资源的时候所支付相应费用的制度 。在近些年来,我国海洋环境生态补偿机制实施的过程中,补偿机制不够全面,还依旧存在一些补偿问题,例如,一些海洋区域的海洋工程等造成海洋生态环境的改变,其污染实施者却未能对其实施生态补偿,制度的缺陷将会给海洋生态环境造成严重的破坏,也会让更多的实施者大肆而为之,针对这种现象,必须完善海洋环境生态补偿机制。加强对《海洋环境保护法》、《生态补偿法》的修订,结合海洋生态环境的实际情况,对海洋工程、船舶污染、陆源污染、海岸工程、倾倒废弃物污染等实施生态补偿制度,在完善法制体系的过程中,应严格遵循着谁受益谁补偿的原则,并根据海洋区域的实际资源使用情况确定受补偿主体、资金来源、补偿程序、补偿主体、补偿方式、补偿标准等,提升海洋环境生态补偿机制的实施效率。
海洋环境生态修复机制,主要指的是利用人工的方式来进行海洋环境的修复。海洋极易受到多方面因素的影响而出现生态改变,针对于一些小污染小破坏,通过海洋自身的自然修复能力,能够实现良好的修复效果,而针对于一些大污染大破坏,仅仅通过海洋自然修复能力修复是十分缓慢,甚至是出现无法修复的问题,将会给海洋环境造成极大的危害,因此,在这里需要对海洋环境的生态修复机制进行完善,才能利用修复机制的实施来加快海洋环境的修复。海洋环境生态修复机制的运行,应将其作为海洋环境修复的辅助方式,以海洋自然修复能力为主体对受损的海洋环境及其资源进行修复,再进行适当的人工辅助,将受损的海洋环境及其资源进行恢复,对海洋生态系统进行完善。另外,在对海洋环境生态修复机制进行完善的过程中,应结合各个地区的实际发展情况进行完善,当然,在此过程中,可以借鉴一些先进地区或是先进国家的海洋环境生态修复机制,例如,建设人工鱼礁、为海洋生物建设繁殖场所、栖息场所、建设海底森林等,更好的填补我国当前海洋环境生态修复机制的空白,从而有效的提升海洋环境生态修复机制的实施效率,为海洋环境修复工作打下夯实的基础。
(四)海洋环境污染防治法律其他配套工作的完善
除了以上提到的几方面海洋环境污染防治法律的完善之外,还应注重一些配套工作的完善,才能提升海洋环境污染防治法律的运行质量。首先,应重点考虑海洋环境污染与相关环境保护法之间社会效益的均衡性,如排污权、环境权之间的平衡,根据不同海洋区域的特点,对于一些没有超标的排污所造成的损害来说,其赔偿机制应当建立在社会化赔偿机制之上,如公害赔偿的商业保险、赔偿基金等,为保证海洋环境做好充足的工作。其次,应该加强执法改革,从以往对海洋环境执法的情况来看,在行政管理体制上还存在一些不合理的地方,因此,应不断地对海洋行政管理体制进行优化。另外,由于海洋大多都是跨越国家的,因此,在海洋环境防治法律上,应加强国际之间的合作,相互之间签署国际协定、公约等进一步保护海洋环境、防止海洋污染,从而为海洋环境污染的防治工作提供可靠的法律支持。
三、总结
综上所述,在海洋资源开发利用的过程中,会对海洋环境造成一定的破坏,而为了避免或降低对海洋环境破坏的程度,需对海洋环境污染防治法律进行完善,希望通过以上的分析,能够引起相关部门的重视,积极做好我国海洋环境污染防治法律的完善工作,促进我国海洋资源的可持续发展。
0 引言
海洋对人类的影响越来越重要。但是随着世界经济发展、科技进步和人民生活水平的不断提高,人类对资源的需求与日俱增,人口、资源、环境问题矛盾进一步突出,社会经济快速发展带来的陆源污染物大量入海,无机氮、活性磷酸盐超标严重,赤潮、浒苔绿潮的发生造成海洋污染事故频繁发生,生态系统遭到破坏,均给东海环境造成了巨大压力。因此进行海洋环境研究,落实法制建设,加大监测工作,严格控制和减少陆源污染物的排放,研制污染物的打捞装置,推进海洋生态文明建设。对海洋资源开发利用进行保护和管理,已经受到各国的高度重视。
1 海洋环境问题
海洋环境问题包括两个方面:一是海洋污染,二是海洋生态破坏。海洋污染,通常是指人类改变了海洋原来的状态,使海洋生态系统遭到破坏。有害物质进入海洋环境而造成的污染,会损害生物资源,危害人类健康,妨碍捕鱼和人类在海上的其他活动,损坏海水质量和环境质量等。海洋生态破坏:除海洋污染外,人类的生产活动,例如工程建设和渔业生产(围垦和滥捕等),以及自然环境的变化,都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞,导致海洋生物资源数量减少,质量降低,也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证,破坏了海岸环境和海岸带生态系统。
2 东海环境的主要问题
东海海域面积约77万平方公里,东海大陆架平均水深72米,全海域平均水深达349米。根据国家海洋局的《中国海洋环境质量公报》和《东海区海洋环境公报》显示,到2015年,陆源污染物依然是污染损害东海近岸海域海洋环境的主要原因,同时近岸局部海域水体无机氮、活性磷酸盐的超标,赤潮、浒苔绿潮的发生,也影响了东海水体环境和生态系统的健康。
2.1 陆源污染严重,损害近岸海域生态系统
今年世界海洋日的主题是“健康的海洋,健康的地球”,为了构建健康的海洋环境格局,首先要认识到造成海洋污染的因素。陆源污染物入海依然是东海海洋环境污染的主要影响因素,在近岸海域,约为90%的污染物来自陆地,2015年《东海海洋环境公报》的数据显示:东海沿岸实时监测的陆源入海排污口共139个,污水排放总量约51.8亿吨,而这些沿岸排污口超标排放现象严重。东海区海域80%~90%的污染物来自入海河流。2015年,东海区监测的 36条主要江河中,携带入海污染物量较大的有长江、钱塘江、闽江和瓯江[1]。携带入海的污染物总量达到1158万吨,超量严重。
2.2 近岸局部海域无机氮、活性磷酸盐超标较为严重
《2014年东海区海洋环境公报》显示,2014年内3次海水营养盐、pH、溶解氧、化学需氧量、石油类、重金属等的监测表明,监测海域海水环境质量总体较好,近岸局部海域无机氮、活性磷酸盐超标较为严重。与2009至2013年平均值比较,2014年夏季二类和劣四类海水面积分别减少5%和 11%,三类、四类水质海域面积分别增加65%和26%。劣四类海水主要分布在灌河口、长江口、杭州湾、象山港、闽江口等海域。东海区20个主要海湾的监测表明,无机氮和活性磷酸盐等营养盐是各港湾主要超标因子,其中15个港湾海水无机氮或活性磷酸盐超《海水水质标准》第四类标准。从本次调查结果来看,海域无机氮和活性磷酸盐浓度相对较高[2]。
2.3 赤潮、浒苔绿潮的发生
《公报》指出,2015年东海区海洋环境灾害与风险发生次数均有所下降。全年发现15起赤潮,2014年发现27起,与2009年至2014 年的平均值比较,赤潮发现次数和累计影响面积均明显下降。全年发现有毒有害赤潮5起。虽然赤潮发现的次数在逐年减少,但它仍然成为影响东海海域突出的环境问题。由于大量的工业废水、生活污水、农业污水、养殖污水等排放入海,近岸海域污染日趋严重,海水富营养化程度不断加剧[3]。水体出现富营养化现象时,浮游生物,藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡,发生“赤潮”。赤潮生物的大量繁殖和死亡威胁海洋生物生存,破坏海洋渔业资源,造成渔业经济损失。近几年,浒苔绿潮发生频繁,江苏近岸部分海域浒苔覆盖面积约185平方公里。受大风和潮汐影响,该市沿岸海域出现浒苔堆积漂浮情况,造成海洋环境的破坏[4]。
3 当前污染治理的主要建议
3.1 海洋环境保护法制建设
《海洋环境保护法》是我国第一部保护海洋环境的法律。在《海洋环境保护法》实施的期间,缺少相关的实施细则及法规的配合,东海海洋环境标准仍存在空白之处。由于东海具有区域性与综合性并存的特点,而现行的《海洋环境保护法》缺少一些可操作性条款,完善相关的实施细则、配套法规以及对环境标准制定出台,以解决东海的环境问题,是现在面临的紧迫问题。在中央政府统一协调组织下,建立东海各省市协调机制并成立专门的机构,明确其职责和权力,相对淡化国家主管部门,进一步完善相关法律法规,以期待海域的排放污染物总量控制指标问题实现从原则规定到具体实施的转化,为环境执法提供更加充分的法律依据。同时,执法部门应在加强自身建设的同时,加强部门间的横向联系,努力把法制工作落到实处。
3.2 严格治理陆源污染物的排放
建立实施陆源排放总量控制制度。应根据东海海域的环境总体目标、可以容纳不同主要污染物的容量情况、入海污染物总量的现状、削减能力等因素,合理分配和确定该区域污染源的允许排放总量,制定切实可行的污染物总量控制计划,并逐级实施排污计划。关停和淘汰污染严重、技术落后的企业,促使企业自觉推行清洁生产,从源头上切断污染源,最大限度地减少生产废水及各种固体废物向海洋排放,彻底根治污染源[5]。继续推行海洋节能减排政策,完善涉海工程排污申报和排污许可证制度。促进近岸海域海洋环境质量的改善,实现海洋生态环境良性循环。同时应加快沿海城市生活污水和垃圾处理基础设施建设。加快城市各污水处理厂的升级改造,增加污水排放达标率,提高处理后污水回用率,减少氮和磷等污染要素的入海量。加快城市生活垃圾的无害化处理设施建设,禁止沿海地区生活垃圾直接排入海洋。
3.3 加大海洋监测工作
“十二五”期间,我国海洋环境质量总体基本稳定,污染主要集中在近岸局部海域,典型海洋生态系统多处于亚健康状态。监测获得海洋区域水体的的实时、动态、连续的水质数据,及时把握水质环境的变化规律。2015年国家海洋局组织各级海洋部门,共布设监测站位约11000个,比2014年的 8700余个监测站位有所增加。重点开展管辖海域海水质量、生物多样性状况趋势等监测,密切跟踪赤潮等海洋环境灾害发生发展态势,2015年,全国发现赤潮共35次,东海次数最多,为15次。在东海区要进一步推进实时在线监测工作,建立在线监测技术体系,创新和集成海洋环境监测技术,优化现有监测技术,充分挖掘在线监测技术潜力,实现多种技术手段的综合运用,以达到提高监测工作效能,切实保障监测数据信息质量的效果[6]。加大监测力度以达到降低污染的影响。
3.4 污染物的清理,浒苔打捞和无害化处置工作
开展浒苔卫星遥感监视监测和漂移规律研究等工作,密切关注海上浒苔动态,周密部署浒苔打捞处置。使用海监指挥船、浒苔打捞处置综合平台和艘渔船进行浒苔打捞工作。利用综合打捞平台,打捞的渔船,购置小型无人机等调查仪器,制作打捞网具工具,进行无害化处置和资源化利用工作。已使得东海海域浒苔蔓延情况得到有效遏制[7]。
3.5 深入推进海洋生态文明建设
我国海洋开发总体水平仍然不高,海洋环境污染日益严重,海洋灾害造成的损失越来越大,大量的江河的污染度早已超过了其对污染的承受能力。推进海洋生态红线划定和海洋资源环境承载力监测预警工作,加大对陆源污染物监管监测,不断提升海洋环境业务化监测能力[8],强化应对海洋环境风险管理,对东海区海洋环境质量改善具有积极作用。
4 结论
东海区的环境健康情况以及灾害的影响程度不仅影响着该海区周边区域城市的发展,同时直接关系到整个海洋的健康情况,控制陆源污染物的排放以及治理赤潮、浒苔绿潮更加紧迫,政府在加大法制力度的同时,不断加大海洋监测力度,研究污染物打捞处理机制,以推进海洋生态文明建设。同时人民的生活以及城市的建设,都要做到与海洋环境的可承受力相适应,发展经济要与环境保护可持续发展。
关键词:溢油 模拟风化 物理性质
Abstract: The article introduced a more practical Oil spill simulation device. The research had been well studied about the property test of light diesel oil and fuel oil (heavy oil) in the simulated weathering experiments which are simulated in the typical sea weather condition. It was gained rich experience through the research and offered much information for those who are striving to the study of simulated weathering experiments of oil spill.
Key words: oil spilling simulated weathering experiment physical property
前言:
随着各国对石油需求的日益增长,石油海上开采、运输也呈快速的增长。然而,由于战争、自然、人为事故等原因,海上溢油事故也频繁发生。据统计,从1974年到2004年,全球共发生船舶溢油事故9266起,其中:超过700吨的事故有442起。在我国沿海,1976-2000年间共发生大小船舶溢油事故2353起,总溢油量约3万吨1}
溢油事故污染的带来的危害触目惊心。油污所含的有毒化合物不只是污染海滩和港口,同时也会造成大量海洋生物的死亡,还有未死亡的生物都将因油污而累积相当的毒性化合物,并可以经由食物链食物网传递给人类。
然而,溢油污染带来的最严重的威胁还是在于它能够改变或破坏海洋环境中正常存在的生态系统。溢油污染对生态系统的初步影响是造成生物物种多样性、丰度、均匀度下降,进一步则是敏感物种消退,另一些物种大量繁殖,群落结构受到扰动。受到溢油污染后的生物群落的变化和恢复过程通常呈现的是多种因素共同作用的结果。溢油作为一种外来的扰动因素,对生态系统的发展强行加注了一种相对统一的发展模式,生态系统会经历一些优势种之间强烈的相互作用,种群数量出现大幅度的波动,系统变得敏感脆弱,生态恢复需要很长的时间。2}
一直以来,溢油风化的模拟试验都是海洋环境保护的重要课题。本文为了能真实地反映溢油风化过程,建立了典型溢油风化的实验室模型,注入燃料油和柴油进行试验。详细记录风化条件,并对不同风化时间间隔的溢油采样进行适当的理化项目的检测。
1、溢油仿真模拟装置
溢油仿真模拟装置,分为溢油池以及水流模拟装置。其中的水流模拟装置包括拨水板以及侧面推进器,拨水板设置在该溢油池内,侧面推进器设置在该溢油池的侧面,所述的拨水板以及侧面推进器的运动使得溢油池内的水流产生不同方向的流动。运行时使池中的海水形成平流、局部环流或湍流。拨水板设置不同位置和孔径的孔,使溢油池的海水流动剧烈程度从上到下依次减弱,加上拨水板以及侧面推进器能控制速度,所以此模拟装置可以较真实地模拟海洋中海水的流动状态。溢油池位于室外,自然条件和气候条件真实。
注:1.1 装置主体:增强的双层耐海水腐蚀氯丁橡胶;
1.2 装置主体尺寸:长约500cm,宽约300cm,高120cm;
1.3 试验用水:海水,水位高90cm;
1.4 装置其他配置:拨水板、侧面拍打装置、监控装置;
2、溢油样
溢油样为燃料油(重油)和0#轻柴油 .每个溢油池注入一种油样,注入体积约50L.
3、风化时间
溢油在海洋环境中一般都经历蒸发、溶解、乳化、吸附沉淀、光氧化、微生物降解这6个风化过程。风化过程是十分复杂的,加上难以掌握的复杂多变的海洋环境,几天的实验时间显然对研究工作是远远不够的。3}本次试验时间定为1个月。选择的季节为夏季。因为试验所在地区的夏季环境较为复杂(晴天、阴天、雷雨、台风),这使得得出的结果更接近现实情况。
4、物理性质测定方法
本次试验选择了外观状态、密度、运动粘度、折射率、倾点、油中水分含量、凝点、色度项目的检验。
测试项目 检验方法
外观状态 ――
密度(20℃) GB/T 2540-1981《石油产品密度测定法(比重瓶法)》
运动粘度(50℃) GB/T 265-1988 《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》
GB/T 11137-1989 《深色石油产品运动粘度测定法(逆流法)和动力粘度计算法》
折射率 SH/T 0724-2002《液体烃的折射率和折射色散测定法》
倾点 GB/T 3535-2006 《石油产品倾点测定法》
油中水份含量 GB/T 11146-1989《原油水含量测定法(卡尔・费休法)》
凝点 GB/T 510-1983《石油产品凝点测定法》
色度 GB/T 6540-1986《石油产品凝点测定法》
5、模拟风化试验气候条件记录
每天记录试验条件及气候条件,如水温、空气温湿度、风向风速、降水、天气状况等 。
6、溢油采样及前处理
采样目的为采得具代表性之溢油,包括适宜采样点,含最少量之水,及维持样品完整性。另外,所采集样品位置需为不同区域且应是最厚油层处。
采样时间:由于溢油中容易挥发的轻组分集中在前期蒸发,物理性质也变化较大,因此溢油样品刚倒下去的前两天取样时间间隔不应太长,特别是刚开始0.5小时可以取样。逐渐放宽到间隔2小时,4小时,1天,3天,5天。
采样工具:不锈钢表面取样器.这种采样工具适合表面样品的采集,容积100ml,杆长50cm。另外,对于柴油油样,由于油层较薄,为了方便采样,将油水混合物盛于250mL分液漏斗中,弃去水层后,取得油样。
采样体积:保证每一样品数量够分析,尽量不浪费,采样的溢油样(油水混合物)约为0.3L。
样品保存:取样后保存在0.5L棕色玻璃瓶(或塑料瓶)中,同时在瓶上贴上每个样品的标签,标签包含样品编号、溢油种类、取样日期、取样人签名等信息。
采集的样品需要及时试验。且样品部分项目的测试须经过前处理。前处理目的是为了除去连同采上来的海水而得到代表性之溢油。在运动粘度项目的测定中,水分过多,会分相。达不到测试标准要求。而在油中水的测试项目中,如果水分过多,结果误差很大。取一定量溢油样品注入预先洗净烘干的50ml离心管中。用离心机进行低速离心(低速离心是为了尽量保持溢油样品的完整性),以分离水分和溢油样品。
参考文献:
[1]基于溢油模拟的船舶溢油污染风险评估 施欣 陈维皓 赵文朋 周舫震《系统仿真学报》2007年13期
关键词:海洋 交叉 学科 工程
中图分类号: G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0103-02
20世纪在对海洋科学的研究上,研究者仍然借用自然科学的理论工具,对海洋进行多方面的研究和探测,先后对海洋物理学、海洋化学、海洋力学、海洋地球科学、海洋生物及海洋工程学等分支学科,及介于上述学科之间的交叉领域的边缘学科;依托海洋科学的海洋技术已成为各国重点发展的高新技术领域。近几十年来,随着海洋事业的全面发展,人类围绕海洋的开发利用和保护以及海洋权益的分割等,出现了不同层次的矛盾和冲突;解决海洋发展的问题,不仅涉及到自然学科的理论和技术,更涉及到了其他学科,如工学、医学、政治学、经济学、法学、管理学、社会学等众多学科领域,也就是说海洋科学的发展已经与13类学科交织成众多的交叉学科和研究领域;如相关文献的海洋学史、海洋科学史、海洋经济学、海洋文化学、海洋管理学、海洋政治地质学、海洋药物、海洋生物医学、海洋环境保护、海洋光学、海洋探测和海洋信息技术等各类研究领域。本文主要讨论海洋科学与其他学科交叉形成的新领域对高校学科影响及发展特色。
海洋科学作为理学的二级学科,是研究发展在海洋中各种自然现象、性质和过程及其变化规律的知识体系,是一门多学科综合性科学;它的研究对象是占地球表面71%的海洋、包括海水、海水中的物质、生物、海底沉积、海底岩石圈、海面的大气边界层和河口海岸带等,它是地球科学的重要组成部分,其主要内容包括海洋中物理、化学、生物和低脂过程,面向海洋资源的开发利用,海洋军事活动等应用研究,数学、力学、物理、化学、生物等基础学科是不断地想海洋科学参透与交叉,信息技术、空间技术、生物技术等在海洋科学的应用不断拓展,形成了新的学科前沿方向和研究热点。
1 海洋科学对人文社科领域的影响
人类在海洋中的生产活动的行为方式和生活方式,塑造了与在陆地生活的不同人文理念,从而形成了以海洋为背景特色的文学艺术特点,其中最为特色的就是妈祖文化,2009年10月,妈祖信仰入选联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录,可见海洋文化已经对人类活动有久远的影响。海洋人文的多元化和多样性,从学科的角度主要关注在哲学、文学、历史学、民族学、民俗学和宗教学等方面;传统农业文明和游牧文明是以陆基为本体基础的世界观;海洋人文社会科学的提出,与沿袭传统感知陆地思维的学科理论方法、学术规范,具有狭窄的局限性和鲁棒性,而对海洋问题的自然―社会―经济一体化跨学科综合方法来索解,梳理海洋人文、社会现象的条理和秩序,逐步建立海洋人文社会学科体系,建设好海洋政治学、海洋经济学、海洋社会学、海洋法学、海洋管理学、海洋史学等交叉分支学科;各个学科在一级学科的领域自设海洋交叉二级学科;学习发达海洋国家在前沿领域的理论、概念和方法,吸收他们的建设成果和经验,结合本土化海洋实践的成果和经验,检验和创新新理论,丰富和促进学科建设;需要政府和人文社会科学界的大力支持,加大研究资金投入,鼓励针对我国面临国际重大海洋问题的合共研究和公关,以应用研究推动基础理论研究;扶持海洋人文社会学科研究,将中国海洋文明以独特的演进过程加以考察,总结历史和现实的海洋实践,为国家实施海洋发展战略、促进海洋开发、处理海洋事务服务。
但是海洋人文社会学科仍然是弱势边缘学科,与地域、文化、民俗等因素息息相关,但前景光明;近年来,“海洋社会科学研究”被列入《中华人民共和国海洋行业标准》,因此需要各个高校和科研单位根据各自的优势,发展与海洋社会科学的研究。当前海洋科学在经济学和管理学的融合主要体现在海洋经济和海洋管理;典型的案例是广东海洋大学海洋经济与管理研究中心;而且广东省作为经济大省及拥有多个沿海开放城市,在涉海人文社科领域的研究比较重视和超前,如以广东海洋大学为海洋特色的院校,在教学科研等平台大力投入,建成了一个国家级实验教学示范中心-水产科学与技术实验教学示范中心,广东省海洋文化产业研究中心、人文社科重点研究基地等;另外还有海南大学的以热带生物及南海发展为特色的涉海研究领域,建立有国际旅游岛开发研究院、绿色智慧岛协同创新中心、南海法律研究中心等科研基地;而江苏省作为海洋大省,在海洋人文领域的研究一直处于劣势,当前以淮海工学院的徐福文化研究所为代表特色文化研究。
2 海洋科学对工程领域发展的影响
本文涉及的工程领域指的是随着纳米技术、计算机技术、集成电路、互联网、物联网及云计算等新科学技术对传统海洋的影响,传统海洋科学的研究手段因此受到挑战。海洋科学与工学中的一级学科形成了众多的交叉科学,如海洋力学、海洋装备与工程、海洋工程材料技术、水下声学技术、海洋试验技术、海洋遥感技术、水下导航技术、水下运载技术、海底观测技术、航海技术、水动力技术、水下通信与信息系统、海洋信息技术、海岸工程、海洋船舶工程与结构、水下兵器、海洋环境、海洋气象科学等;当然对海洋科学与工学领域学科的交叉学科,仍然没有学术的科学命名及定义,在研究范畴仍然很模糊;在相关领域的研究仍然是以海洋为研究对象,以新技术为技术为手段,研究对海洋领域的认识和改造,提高对以海洋为研究内容的技术手段的发展。
典型的研究机构有中国海洋大学的物理海洋教育部重点实验室、海底科学与探测技术教育部重点实验室、海洋化学理论与工程技术实验室、海洋信息技术教育部工程研究中心等;厦门大学的近海海洋环境科学国家重点实验室、水生通信与海洋信息技术教育部重点实验室、热带海洋研究所,及江苏省海洋信息技术中心等。
另外海洋运输学科也是工程领域中关键的内容,主要集中在海运船舶与工程、港口与海岸工程、海洋物流等领域,这类学科有着明显的地域特色,人才需求主要分布在沿海开放或长江流域的城市;这类学科的海洋工程应用特别明显,设计船舶领域中多项学科,如材料学、船舶设计、水下通信、水下运输、水下探测;海岸工程涉及土木工程、建筑设计、港通方面,典型的院校如哈尔滨工程大学的船舶工程学院,西北工业大学的航海学院,厦门大学、江苏科技大学等。
3 海洋科学对农医学科的影响
海洋中有数以万计的动植物,在对海洋生物的研究中至少可以获得以下三种效益:第一研究海生生物的生命形式,了解基本生理过程,能够通过生物的生命体征研究地球海洋的演变和特征,有利于对人类的海洋活动和水生生物发展;第二对于各种海洋生物的有效化学物质的研究,作为有用的生理药物学研究工具,能够更深入了解各种生命过程中的分子基础;第三发现可作为药物的新化学物质,开辟新的药物源;因此催生了新的交叉学科,即海洋药物和海洋生物医学。
海洋水产及养殖、海洋捕捞是海洋农学的主要内容,但是由于长期的过度捕捞及海洋环境的恶化,渔业资源日趋衰退,因此近海水产养殖相关方向仍是主要关键内容;沿海各省都有海洋与渔业局等相关单位,统一部署和发展海洋渔业发展,国内学者对海洋渔业资源的研究主要集中在生物群落结构、稠作业类型资源监测和资源评估等方面。典型的研究机构有中国海洋大学的教育部重点实验室,如海洋生物遗传学与育种、海水养殖、海洋药物;农业部水产动物营养与饲料重点实验室、海洋食品工程技术研究中心等;厦门大学的海洋生物医学工程研究中心、海洋微生物新药工程研究中心等;广东海洋大学水产经济动物病害控制省点实验室等;江苏省海洋生物技术重点实验室和海洋资源开发研究院等。
4 结语
海洋科学对其他学科及研究领域的影响还很多,但是从学科建设的角度来讲,海洋跨学科或交叉学科对学科发展有着无法限量的前景,尤其对涉海高校或者沿海城市高校的发展是一个难得契机;随着国家对海洋战略的重视,当前国际政治与形式在海洋环境的不断变化,海洋科学交叉研究的余显必要性、迫切性和重要性。
参考文献
[1] 王续琨,庞玉珍.海洋科学的学科结构和发展对策[J].大连理工大学学报:社会科学版,2006(27):29-33.
[2] 李果,郑卫东.高校海洋学科发展要素探析[J].中国农业教育,2010(2):29-32.
[3] 陈涛.海洋社会学学科发展面临的挑战及其突破[J].中国海洋大学学报:社会科学版,2012(2):1-7.
[4] 杨国桢.论海洋人文社会科学的兴起与学科建设[J].中国经济史研究,2007(3):107-114.
【关键词】 进口虾 虾养殖污染 红树林破坏 浅海滩涂 扩大内需 食品安全
日本在上世纪80年代中期就已经意识到海水养殖特别是虾养殖对海洋环境的污染和破坏,为规避过度养殖对海洋环境的影响而控制养殖量,在日本所消费虾的90%以上依赖进口。日本虾产品进口因其在虾养殖国所造成的对环境的破坏而成为备受争议的进口农产品之一。上世纪80年代中期日本各界就认识到在东南亚各虾产品养殖出口国对所在国红树林及海洋环境等的破坏,呼吁各养殖国采取可持续发展的养殖方法和适当缩小养殖规模。本文通过分析日本各界对虾养殖国的环境污染的认识研究、中国的虾养殖状况和各界对虾养殖环境影响的认识分析,寻找在对日本出口虾价格低迷,对美国出口虾受贸易保护措施制裁的形势下中国应采取的应对措施。
一、日本虾产品养殖、消费及进口状况
1、日本海水养殖虾数量少
日本是群岛海洋国家,渔业生产以海洋渔业为主。自1977年世界开始实施200海里水域经济专属制度后,日本的远洋渔业生产受到很大打击,捕捞量逐年下降,虾产品捕捞量也由最高时1963年8.7万t减少至2007年2.49万t。为弥补远洋渔业生产的不足,日本转向发展本国200海里水域内的渔业生产,海水养殖生产迅速发展,海水养殖产量从1975年的60万t增至1994年的134.4万t。但其后逐年递减至2006年的118万t。海水养殖量递减的原因,并非养殖生产不顺,而是为了避免因增产带来养殖密度过大,环境恶化,养殖物品质下降和引发鱼病等。为使海水养殖生产持续稳定,近年日本将海水养殖产量控制在120万t左右。日本海水养殖占海洋渔业的20%左右,以鱼类(占22%,2006年数据,以下同),贝类(占36%),海藻类(占41%)养殖为主。虾产品养殖量极少,1997年2241t、2007年1675t,1998年捕捞天然虾2.7万t,养殖2000t,进口28万t,合计31万t。不足部分长期从东南亚等国进口。
2、日本进口虾来源国结构变化
日本水产品进口量居全球第一,是虾进口大国,虾进口量由1961年0.457万t,增至1972年13.5万t、1994年31.9万t。90年代后虾产品进口量在30万t以上,1997年以后出现大幅度波动,介于25至30万t之间,2008年进口量为26.26万t。
上世纪60年代初至80年代初期,日本先后从中国、韩国、印度、印度尼西亚、泰国等进口天然捕捞虾产品。由于虾捕捞多采用海底拖网,致使天然虾被“涸泽而虾”,天然资源剧减。80年代中期开始在中国台湾省,东南亚等地人工养殖。日本先后从中国台湾,印度尼西亚,泰国,印度,中国大陆进口低价养殖虾,日本市场虾价大跌,90年代中期的虾价降至60年代初期的一半左右,虾成为物美价廉的大众消费品代表。但短短数年后,台湾虾养殖业,就因高密度养殖而导致虾池污染、虾池池底老化而爆发虾病,致使养殖虾大量病死,台湾虾养殖业此后一蹶不振。
继台湾地区之后,泰国、印度、印度尼西亚、越南、中国大陆相继成为日本进口虾来源国。虽然养虾池老化问题仍然没能解决,但靠弃旧辟新、丢弃被污染和老化了的虾池另辟新池,得以维持养殖虾产量。东南各国主要养殖黑斑节虾。中国以南美白对虾等淡水虾为主。
二、日本各界对虾进口来源国虾养殖污染的认识
1、日本出版的虾养殖污染的相关书籍
日本人在上世纪80年代中期就意识到虾养殖对海洋环境的污染、对岸边红树林的破坏、对虾养殖农户的影响等。各界人士纷纷着书立说、实地考察、研讨对策。代表书籍有《虾和日本人》、《日本的虾・世界的虾》、《透过虾能看到亚洲》、《有机虾的旅行》、《亚洲虾养殖的兴起和外部不经济的发生》、《亚洲的虾养殖和贸易》、《虾和日本人〈2〉生活中的国际化》等。
《虾和日本人》通过对印度尼西亚养殖虾的养殖、流通、加工过程的考察,描述了日本人喜食虾,消费数量庞大的虾;分析了东南亚各养虾国砍伐岸边红树林开辟养虾场,向养虾池投放大量抗生素等事实;分析了虾进口国和养殖国之间利益转移不均衡的矛盾,强调了日本人大量进口和食用养殖虾对虾养殖国人民生活的影响。
2007年版《虾和日本人〈2〉》把20年前的数据更换为现在数据,介绍了养殖虾品种由黑斑节虾向其他品种扩展,揭示了东南亚以外的国家也加入养虾行列,红树林被砍伐、生态环境破坏加剧及虾养殖池被更多投放药物的事实。介绍了虾养殖农户生活和20年前比几乎没有改善的现状。泡沫经济崩溃后日本虾进口量停滞,已非世界最大虾消费国,取而代之美国成为世界最大虾进口国,中国也由世界最大虾养殖国跃居为世界前六位的虾进口国。尽管在东南亚等国由自然循环型粗放养殖方式向集约型转变,养殖品种也由单一品种黑斑节虾向南美白对虾等多元化,但20年前论及的问题至今仍没解决。即为造养虾池而破坏红树林、过密养殖引发虾病、养虾池排水致海水污染、岸边农田盐化、养虾农户收入低、食品安全无保障等问题。
2、日本各界对虾养殖国污染的关注
日本政府的相关部门、大学和民间组织,定期召开关于虾养殖国问题研讨会,派遣研究人员去虾养殖国考察,组织养殖虾问题研究会等。如1998年成立的“虾问题研究会”,围绕亚洲虾养殖问题展开各种活动,探讨日本进口养殖虾引发争论的原因,可持续的虾养殖方法,分析研究红树林破坏和虾养殖的关系等,1998年出版的月刊《水情报》中“虾和红树林”专集,1999年和2004年分别召开的亚洲虾养殖和环境研讨会,探讨越南,菲律宾,泰国,印度尼西亚等国虾养殖和海洋环境破坏等问题,如红树林修复,养虾池管理,养虾池生产形态,以及提高养殖户生活水平、改善沿岸山林地带环境等。“思考21世纪水产业之会”,“红树林植树大作战联络协议会”,“水产综合研究中心”等都对虾养殖国的海水环境和对红树林的破坏表示担忧。
3、虾养殖的危害
虾养殖由最初的粗放式养殖,逐渐发展至半集约式、集约式养殖。半集约式养虾池约8年左右,集约式养虾池约3年就得淘汰。虾养殖户把养殖废水直接排放到江河湖海里,投放大量饵料和营养剂。海水养殖虾会使水体富营养化,使水质和底质恶化;高密度养殖易导致虾病蔓延,为防虾病而投入的化学药品和抗生素,会使部分病原生物产生抗药性;黑斑节虾等养殖会使岸边农田土壤盐化,殃及岸边树林和农田,被盐化的土壤即使不再作养虾池也不能再作农田使用;过度汲取地下水会导致地表下沉,增大水资源管理的难度;在沿海低地建养虾池,使近岸红树林,盐碱地和沼泽地以及农业用地遭到破坏。养虾池的开发严重破坏大片滩涂湿地,破坏生物的栖息环境,减少动植物种类和数量,破坏岸边生态平衡,致使许多环境发生变化。
三、日本对海洋环境保护和规避污染的措施
日本是虾产品消费大国,在世界虾进出口贸易中,日本占虾进口总量的50%,美国占30%,但日本虾产品自给率只有10%左右。日本为加强食品安全保障,提高水产品自给率,水产厅2007年修订了《水产基本计划》,设定水产品自给目标及可持续生产目标,计划2012年鱼和贝类自给率达到65%。日本为了保障虾的生产和供应量,采取了加大在海外资金和技术投入力度,扶植海外虾生产供应地,同时在国内研发零污染完全密封循环式海水养虾技术。
日本2005年开始用“封闭循环式内陆海水养殖”技术养殖对虾,在远离大海的山村和都市的高楼中养殖,由于“内陆海水养殖”养植物生长快,并且不会造成水污染,且因在完全封闭的系统中养殖,不必使用预防疾病的各种抗生素,不会造成海洋污染。
日本2007年研发并投产了“完全密封循环式屋内型”虾养殖设备,该设备采用回收养殖排泄物和残饵,不换水技术,不污染海水。用塑料人工砂等净化设备降低养殖成本。由于养殖设备小,占用场所小,不受所在地限制,不受外来虾病的侵袭,不用投放各种抗生素,养殖虾产品安全性高。
日本2008年6月开始在印度尼西亚增加大黑虎虾养殖量,加大了投资力度,在养殖池底覆盖高密度聚乙烯树脂板,利用设置在池内的管道吸除底部沉积死虾和粪便所形成的淤泥,顽固的淤泥定期将由潜水员潜入池底清除。养殖期结束时更换池水,防止淤泥粘附在池底,净化养殖池水质,提高虾的存活率和成长速度,日本希望能藉此技术增加养殖虾产量。
四、中国的虾养殖及污染对策
1、起步于浅海滩涂的虾养殖
虾产品占中国水产品出口总额的13.5%,日本是中国虾产品第一出口市场,占虾产品出口总额的20%。中国从70年代中期开始在黄海海岸浅海滩涂进行养殖,80年代初期逐渐向其他沿海地区推移。2007年虾养殖量超过100万吨,产量居全球第一。养殖品种以淡水虾为主,南美白对虾占对虾养殖总产量的78% 。
纵观70年代末至今的虾养殖史,可谓是和各种虾病害和污染格斗的历史。早在80年代初期即发生虾池污染,黑白斑病、斜管虫、纤毛虫等各种病害,90年代遭遇经济效益不理想、养虾专业户严重亏损,陆源污染和赤潮等灾害。南美白对虾还因近亲繁殖种苗,种质退化;产量供大于求,价格低迷;违禁药物屡禁不止,影响对虾质量;经销商・虾养殖户和饲料厂间赊销饲料严重,影响饲料企业发展;对虾养殖人员素质低下,没有经过专门技术训练,甚至存在文盲养虾,影响养殖技术的提高等问题。
尽管中国虾养殖业和东南亚各国几乎同步经历了虾病害,过度使用药物,污染环境,破坏红树林等问题,但在日本的相关书籍中很少被提及。这应该和中国养殖虾中近80%是淡水虾,可以在内陆湖泊和池塘养殖,不存在大农场主圈地驱逐当地渔民而引发渔民失海、失地,虾农生活贫困的问题,尽管养殖虾供大于求及因残存农药超标虾价逐年下降,但“2007年对虾出口额为8亿美元,全国水产养殖人员达2100万,渔民人均收入从1978年的93元增加到2007年的6937元,增长了73倍。中国对虾养殖业的发展,带动了饲料工业、虾产品加工业等相关产业的发展,极大提高了人民群众的生活水平”。
2、由外部污染研究向虾养殖自身污染研究转变
90年代之前主要强调源于虾池外部的污染,90年代开始重视虾养殖自身污染及对环境的影响。90年代末期开始有大量文章论述海水养殖自身污染和对沿岸生态环境的影响。
3、中国养殖虾面临的世界环境
上世纪90年代中期以来,日本受经济衰退和人们饮食高级化和对安全食品追求的影响,虾产品需要递减,日本政府为提高农产品自给率修订了食品进口政策,通过制定“食品中残存农药肯定列表制度”、“进口加工品原材料的原产地证书制度”等,减少虾进口量,加大进口虾安全基准检疫,大大提高了国外水产品挤入日本市场的门槛,日本水产品进口量逐渐减少。日本也以中国虾产品残存农药超标而压低虾价格。虾进口量由1994年的31万9千t减少至1998年的26万6千t,在日本虾已失去了高级感,由高级食品失宠为一般食品,据日本大型婚宴公司经理介绍,最近在婚礼和宴会上用虾做的菜肴数量减少,有很多人把虾剩下。
中国在向日本出口虾市场中还面临和越南、泰国、印度尼西亚、印度等国的竞争,同时也面临着和俄罗斯、加拿大等冷水虾的竞争。
由于日本减少进口量,印度尼西亚等国已将出口至日本的虾转而出口到美国。然而2008年9月美国商务部认定中国虾产品出口企业中,虾产品生产和出口企业对美出口存在倾销行为,倾销幅度为27.9%到112.8%,向中国相关企业征收27.9%到112.8%的反倾销税,反倾销税对养殖虾出口企业影响严重。
4、中国应采取的对策和措施
首先要尽量减少虾养殖的自身污染和对近岸海洋环境的影响,尽量采用生物治理的办法,如学习日本经验引进刺沙蚕,采取鱼虾贝,鳖虾立体混养方式;施放益生菌等微生物制剂控制有害细菌、分解有机质、调节水质,防治病害发生。无论是淡水还是海水虾养殖,都要实行完全封闭循环式养殖虾池,在减少外源对虾池污染的同时,重视虾养殖自身污染和对近岸海洋环境的影响,使养殖废水净化处理达标后再排放或完全循化利用。
其次“以食品安全为总领,建立与国际标准接轨的食品质量卫生安全标准体系,提高专业化标准化生产水平,提高产品质量”。不但在生产、加工、运输的各个环节符合HACCP和进口国有关虾产品市场准入标准,还要符合中国国内虾产品的质量安全管理规定,保护国内消费者的利益。
在考虑“以市场需求为导向,提高目标市场消费者满意度,根据目标市场消费者的消费心理和消费偏好提供适销对路的产品”的同时,不能急于改变“以南美白对虾独撑出口的局面”而“尝试出口养殖斑节虾”因日本人喜食的斑节虾在养殖过程中产生的对环境的破坏力在上世纪80年代末已被日本人充分地论证过。
再次要加大内需,减少盲目的不当出口竞争,保持虾产品的适当价格。随着中国经济的发展和人均可支配收入的增加,中国也成为世界虾产品的主要消费市场。在国内市场销售,减少物流和运输环节,丰富国内消费市场水产品种类,避免出现成本倒挂和破坏环境的,以虾产品换取外汇的行为。
【参考文献】
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关键词: 全球古气候变化;树木年轮;冰芯;珊瑚
中图分类号:P46 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)19-0011-02
0 引言
全球环境正面临一个十分严峻的形势。全球气候变暖、臭氧层空洞、酸雨危害、生物多样性锐减、荒漠化加剧等问题引起了全世界的重视。为此,全球变化成为一个十分迫切的研究课题。为了预测未来的气候变化,需要对过去气候变化历史有一个清晰的认识。
1 古气候资料
古气候研究利用钻孔测得过去的温度、海洋沉积物孔隙水变化、冰川范围变化的测量、以及涉及化学、物理和生物参数变化的代用测量资料。上述参数反映了过去环境的变化,而在这些环境中代用资料增加或存在。古气候研究依靠多种资料,以便能对结果进行交叉检验并更好地认识不确定性。目前广泛接受和经检验的观点是,许多生物有机体(如树木、珊瑚、浮游生物和动物)改变其生长或种群动态,以适应不断变化的气候。活的和死的(化石)标本或有机体的集合在过去的生长过程中很好地记录了这些因气候引发的变化。在时间尺度上与仪器资料相叠加进行标定的基础上,使用树木年轮宽度和树木年轮密度年代学测量网络来推断过去温度的变化。虽然这些方法被大量采用,但是在以下方面存在一些担忧:如现有测量值的分布;这些测量值如何在全球取样;这些方法存在多达程度上存在空间和季节偏差,或者在与最近气候变化的关系上所存在的明显分歧[1]。
2 古气候变化
古气候学研究利用对气候敏感的指示物的变化,推断过去数百年至数百万年时间尺度的气候变化。这些代用数据(如树木年轮宽度)可能会同时受到局地温度和其它因子(如降水)的共同影响,并通常代表特定的季节而非全年。
20世纪后半叶北半球平均温度很可能比近500年中任何一个50年时段的平均温度都高,并且可能至少在最近1300年中是最高的。最近一些研究表明,北半球温度的变率比TAR提出的要大,尤其是在12至14世纪、17世纪和19世纪这些偏冷的时期。20世纪之前的偏暖时期处在TAR给出的不确定性范围之内。主要由于极冰退缩,在末次间冰期(约12.5万年前),全球平均海平面高度可能比20世纪高出4至6米。冰芯资料显示,那个时期平均极地温度比现在高出3至5℃,这是由地球轨道差异导致的。格陵兰冰盖和北极其它冰原所造成的观测到的海平面上升可能不超过4米,南极对海平面上升或许也有所贡献。支持这些结论的资料最为广泛,遍及夏季温带陆地地区。这些结论以代用资料(如树木年轮的宽度和密度、冰的各种要素的同位素组成、珊瑚生长带的化学成份)为基础,这需要进行分析以获取温度信息和相关的不确定性。温度和降水是关键的不确定性要素,在某些情况下难于分开,或代表特定的原因而非代表所有的年份。目前,有自TAR以来改进后的及扩充后的资料,例如包括更多站点的测量资料、改进后的对钻孔温度资料的分析以及对冰川、珊瑚和沉积物进行更广泛的分析。然而,自1850年以来,无论是在时间和空间上古气候资料比仪器记录更为有限,所以使用统计方法来构建全球平均值,且这些也容易引起不确定性。目前的资料太有限而不能在仪器资料时期之前对南半球的温度进行类似的评估。
TAR之后的一些研究表明,由于使用特定替代资料、处理的具体统计方法或调节尺度以反映过去的温度,所以北半球多个世纪的变率大于TAR给出的变率。增加的变率意味着主要是在12-14世纪、17世纪和19世纪期间的气候更加凉爽,由于火山爆发或太阳活动,这些现象可能与自然强迫有关。例如,与目前的情况相比,各种温度重建意味着17世纪太阳活动的减少和火山灰活动的增加。一次重建揭示11世纪比TAR给出的温度略温暖一些,但仍处于TAR所引用的不确定性范围内。过去的一千年期间冰芯CO2的记录对自然气候变率带来另一种制约。北半球在工业化前从基于代用资料的温度重建(
参考文献:
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[关键词]温室效应;海洋酸化;生态效应;海洋生物;CO2
中图分类号:V448.25+1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0399-01
引言:海洋占地球总表面积的71%,海洋本身对污染物有着巨大的搬运、稀释、扩撒、氧化、还原和降解等净化能力。大气中CO2的主要来源于生物的呼吸作用、火山爆发、石油煤炭泥炭等化石燃料的燃烧,可以通过绿色植物的光合作用以及海洋的吸收得到大气中CO2的平衡。CO2排放过量会导致温室效应,即导致全球气候变暖。据统计,第一次工业革命以来, 海洋吸收了人类生活以及工业生产排放总量的三分之一。目前, 海洋每年吸收CO2的量约为人类排放量的四分之一(即约每小时吸收100 万吨以上的CO2), 对缓解全球变暖起着重要的作用。然而,海水吸收过量的CO2,会使海洋的pH下降,即海洋酸化(ocean acidification,OA)。海洋酸化对海洋生态的稳定以及海洋生物的多样性有着巨大的威胁,而这一影响是不可估量的。历史中人为造成的局部海洋酸化,都会使此处海洋生物面临灭顶之灾。海洋酸化已经成为全人类亟待解决的环境问题。
一、 CO2的过量排放对海洋生态影响的探讨
二氧化碳排放过量,首当其冲的就是温室效应,学者们对近年来温度上升的幅度一直争论不休,但一致确认的是近年来全球温度确实提高了,并且仍会升高。温室效应会使两级以及山地的冰川水溶化,溶化的冰水流入海洋,势必会造成海平面上升。另外,升高的温度也使近岸海水水体膨胀,进一步加速温室效应导致的海平面上升。海平面上升对全人类来说是一场前所未有的灾难。上升的海水会使岛屿、沿海蓄水层以及平原低地面临被淹没的威胁。另外,海平面上升势必会改变潮汐规律,低潮滩成潮汐滩、中滩变外滩,线的内滩面积缩小。此外,海平面上升,还会改变环境因子,如盐度等,这对海洋生物的生长都是极为不利的。
为缓解温室效应,海洋可谓做出了不朽的贡献,空气中的二氧化碳除了被绿色植物吸收进行光合作用外,绝大多数都被海洋所吸收,随即而来的就是海洋酸化问题。第一次工业革命以后,上层海水的H+上升了30%,上层海水的平均pH下降了0.1。照此以往,一百年后,海洋平均pH将会下降0.3~0.5个单位,正常海洋pH为8.2,下降为7.6。海洋固有一套化学平衡,若pH改变势必会造成这些化学平衡的改变,虽然人们对此现象仍然知之甚少,但是海洋酸化对人类生存以及人类社会发展的威胁已经不言而喻。
海洋中CO2、、一直处于动态平衡中,其中占90%,占10%,CO2占不足1%。海洋酸化后,海洋中多出来的H+会打破这种平衡,多余的H+会和结合,生成和CO2,致使CO2增多、减少、增多,这些改变势必会对海洋生物的生长以及海洋生物的多样性造成影响。
二、 浅析海洋酸化对海洋生物的影响
钙化作用是指海洋生物利用海洋中的CaCO3形成自身的骨骼或者保护壳,这种石灰质的外壳一般是由方解石或者文石组成。前文已述,海洋中的CO2、一直处于动态平衡中,海洋中的CaCO3之所以不会溶解是因为海洋中的处于饱和状态。然而海水酸化以后,多余的H+会和结合生成和CO2,致使CO2增多、p少、增多,平衡被打破,钙化生物就会出现不同程度的溶解。
海胆是海洋浅海生物的代表,同样也是钙化生物的典型代表之一。它作为发育生物学的模式生物已经有了一个世纪的历史,因为海胆以及海胆有幼体具有骨针、齿、棘、壳等钙化结构,因此也用来做钙化作用的实验研究。从海洋整体来说,近岸的海水pH更容易受到海洋酸化的影响,近岸海洋生物受到海洋酸化的影响较深海海洋生物更加明显。同时,近岸海域也是渔业经济发展、海产品养殖的关键地点。海洋酸化对海洋生态系统的危害势必会严重影响到渔业经济以及海洋旅游业的发展。有实验研究显示,海水酸化对海胆的授精作用影响不大,但却对其幼体的生长发育有着严重影响,根据海胆所属种属的不同,受影响程度也有所不同。海洋酸化会使海胆的浮游幼体出现身体不对称的畸形状,也会出现浮游幼体骨针钙化不完整,海胆浮游幼体的体长也较正常pH下发育的幼体体长要短。
三、 结语
随着实验研究的不断深入,越来越多的实验数据证明,CO2的过量排放就是众多海洋生态问题的罪魁祸首。但是,这方面的研究还是远远不够的,因为目前大多数实验研究只是简单模拟海洋情况,而真正的海洋要复杂的多。所以,建立一个模型,对于发现事物本质有着重要的作用。同时还需要物资和人力资源的大量投入,建立现场实验,做长期实验。另外,对海洋生物对海洋酸化的响应机制的研究也是十分重要的,只有这样才能全面准确的推断出各种物种在其真实生存环境下对海洋酸化的响应。各国政府也应对此事高度重视,在节能减排的前提下发展经济,正视CO2过量排放对海洋生态和海洋生物的影响。尽早制定相关惩罚制度和节能减排的措施,积极促进人类社会与海洋生态系统的和谐相处。
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关键词:原油,分散剂,分散度
中图分类号:TU99 文献标识码:A
随着海洋石油开采业和航运业的发展,海上溢油事故不断发生[1]。据统计,我国海上溢油事故年均500 起,大片石油漂浮在海面,并随波浪和海风向海岸漂移,威胁着人类生活和海洋生态环境。分散剂能将大片浮油乳化成细小粒子分散于水中,减少其粘附海岸带的几率,同时增大了微生物与原油接触的表面积,更有利于生物降解。2010年,墨西哥湾深水地平线漏油事件中已成功应用分散剂处理溢油,并经生态研究表明,适当使用分散剂对人类生活和海洋生态均产生良好环境效应[2]。由此看来,分散剂已在溢油应急处理中得到很好的应用。但实际上人们经常为了提高处理效果而过量投加分散剂,这有可能严重影响生态环境。而且,溢油后何时投加分散剂最有利于溢油处理,以及受什么条件制约,都有待进一步研究。
本文主要研究分散剂投加量、温度、原油风化程度对原油乳化率的影响,为今后分散剂的使用提供参考。
1实验材料和方法
仪器和药品
1)仪器:FA2004N型电子天平;KS4000i型控温摇床;722S可见分光光度计。
2)药品:三氯甲烷(AR),无水硫酸钠(AR)。
实验材料
1)海水:由蒸馏水与海水素配制,pH=7.9,盐度30‰,经高温灭菌处理后使用。
2)油品:油品参数如表1所示。
表1油品参数
油品 来源 密度(20℃,g/cm3) 运动粘度(20℃mm2/s) API值
轻质原油 青岛石化厂 0.856 25.57 33.8
重质原油 黄岛油库 0.987 86.55 11.9
3)分散剂:所用分散剂经国家海洋局北海分局化学消油剂核准公告。
测定方法
1)乳化率测定原理和方法
原理:乳化率的测定依据《溢油分散剂 技术条件》[3](GB18188.1-2000)。
测定方法:向125mL分液漏斗内加入50mL人工海水,1.0g原油及20%分散剂(分散剂的质量为原油质量的20%),振荡乳化后静置10min,取20mL下层乳化液,用等体积三氯甲烷振荡萃取后静置30min,可见分光光度计下测定并计算乳化率,所有实验一式三份,取平均值。
2)标准曲线
准确称取500mg标准油,溶于25mL三氯甲烷中,得到20000mg/L原油储备液。分别取储备液1、2、3、4、5ml,稀释至10mL,对应浓度为2000、4000、6000、8000、10000 mg/L,测定650nm处的吸光度。以吸光度为横坐标,浓度为纵坐标,绘制标准曲线,如图1。
图1 标准曲线
2实验结果与讨论
2.1 分散剂投加量对乳化率的影响
分别取分散剂投加量为15%,20%,25%,30%,35%和40%。其他条件不变,按测定方法进行实验,结果如图2。
图2分散剂投加量对乳化率的影响
由图2知,分散剂投加量增加的初始阶段,两种原油的乳化率均随着分散剂投加量的增加而迅速增大,但投加量达到30%以后,对乳化率的影响不再显著。
分散剂主要作用是将油乳化成粒径很小的油粒,其中的表面活性剂成分附着在油滴表面,使亲水基团向外,从而避免了油重新结合成大粒或粘附到悬浮物上,也增大了原油与微生物接触的表面积,更有利于后续的生物降解。固然,分散剂用量的增加会提高乳化率,但并不是没有限度的。用量不足达不到处理效果,用量过多效果不明显,且易造成二次污染,加重海洋生态环境的破坏。1967年,托里峡谷号油轮溢油事故过量使用分散剂,导致海洋生物大量死亡,生态环境严重受到破坏。因此,使用分散剂时要慎重。
而分散剂只对中低粘度油有效,对蜡质及高粘度油几乎不起作用,本实验中所用重质原油性质偏向于后者,因此乳化效果较差。由此看来,油的物理性质也是影响乳化率的一个重要因素。
2.2 温度对乳化率的影响
参照青岛海水水温变化情况,确定四个实验温度14℃、19℃、24℃和29℃。其他条件不变,按测定方法进行实验,结果如图3。
图3温度对乳化率的影响
由图3知,两种原油的乳化率均随着温度的增加而增大,且重质原油的乳化率小于轻质原油的。海水的温度直接影响原油的粘度,从而改变油水界面张力[4],即:温度越低,原油粘度和油水界面张力越大,反之则越小。而重质原油粘度比轻质原油大,受温度的影响更大。因此,当温度比较低时,可适当提高分散剂的用量。
2.3 风化程度对乳化率的影响
不同风化程度原油制备:将原油倒入烧杯中, 70℃加热直至减少最初量的5%、10%、15%和20%,密封备用。其他条件不变,按测定方法进行实验,结果如图4。
图4原油风化程度对乳化率的影响
由图4知,两种原油的乳化率均随着风化程度的增大而减小,轻质原油的变化幅度更大。当风化程度增加到20%时,原油基本不能被乳化。
挥发和乳化是改变原油性质的重要风化过程[5]。原油中小分子量的烃类物质不断挥发使油密度和粘度增加,更容易形成油包水的巧克力形式的乳状液,从而导致乳化率减小。张秀芝[6]等在波浪槽模拟试验中也指出:原油风化5 h之后,乳化率陡然下降,直至基本不能乳化。因此,风化程度对原油的乳化影响很大,应当在溢油发生后迅速作出应急对策。
3实验结论
通过上述研究可以得出以下结论:
1)不同条件下,两种原油的乳化率变化趋势基本一致,轻质原油比重质原油更容易被乳化。
2)适当增加分散剂的投加量有助于提高原油的乳化率。但考虑分散剂对经济和环境的影响,使用时要慎重。
3)海水温度越低,对原油粘度和油水界面张力影响越大,乳化率越小。低温时可适当增加分散剂的投加量提高乳化率。
4)风化程度越大,原油乳化率越小。原油风化程度的大小决定了原油是否具有可分散性,应当在溢油发生后迅速做出应急对策。
参 考 文 献:
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[关键词]卧龙湖 遥感影像 Quickbird SPOT5
中图分类号:TN919.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0292-01
卧龙湖的地理位置和生态功能尤为重要,它是抵挡科尔沁沙漠南侵和防风固沙的重要屏障;同时,具有蓄洪防旱、调节气候、降解环境污染,调节水生态循环等重要功能,这就使卧龙湖湿地的生态情况成为政府和群众关注的焦点。因此,本研究利用2007年、2011年2个时段的遥感影像,以卧龙湖湿地为研究区域,提取2个时段的范围线,并对提出的范围线结果进行分析[1]。
1 数据源和数据处理
1.1 数据源的选择
本研究采用2007年和2011年二个时期的遥感影像,2007年采用Quickbird遥感影像,分辨率为0.6*0.6米;2011年采用SOPT5遥感影像数据,分辨率为2.5*2.5米。同时收集了康平县2011年现状数据,进行矢量化。
1.2 遥感影像数据处理
使用的遥感影像数据为航空影像数据在数据预处理上,主要是通过几何校正、正射校正、裁剪与拼接,最后与矢量数据进行配准。
1)几何校正
遥感影像校正的主要步骤[5]:1、完成模型和投影参数设置2、采集地面控制点3、进行图像重采样(本研究选择最邻近像元重采样法)
2)正射校正
由于此次研究区内地势起伏,所以采用多项式进行影像的几何纠正就能满足精度的要求,利用数字高程模型进行正射纠正。
3)裁剪与拼接
遥感影像图与项目区的范围可能不吻合,所以根据项目区对影像图要进行裁剪与拼接处理,此项操作在ERDAS9.2软件中进行处理。
2 遥感调查方法与演变分析
本研究主要采用人机交换式解译的方法提取范围。首先对二个时相的影像进行阈值选择然后二值化[2],初步得出解译结果,然后通过各项材料进行空间叠加分析,对解译的难点和重点进行外业调查取证,最终得出准确的范围线。通过2个范围的面积与范围的范围客观比较,得出最终结论。
2.1 范围线的提取
首先确定合适的阈值对图像进行二值化处理,将水面与陆地分开;然后对二值化图像进行边缘增强,最后对边缘增强图像二值化并将栅格数据转化为矢量数据,得到卧龙湖湿地范围[3]。通过二值化处理成滤波增强,卧龙湖湿地二个时相的范围已经初步提出,根据外业调查与内业核对,最终确定了范围线,在ARCGIS软件里面对栅格数据进行数量化处理,同时利用软件空间分析能力,对卧龙湖二个时相的范围进行叠加分析[4]。(演变示意图)
2.2 卧龙湖演变分析
通过ARCGIS的空间处理后,将2个时期的卧龙湖湿地矢量化,最后进行叠加分析,从分析的结果上看,2011年的范围线比2007年的范围线有明显的扩张,最主要的扩张地区在卧龙湖湿地的东部。
经过内业判读资料收集与外业调研,之所以卧龙湖湿地范围扩张,主要有以下二个原因[6]:
1. 自然因素的变化 2006年开始,卧龙湖湿地所在区域进入了丰水年,年降水量逐年增加;同时,由四道号等水库放水,经多条河流排入卧龙湖水量也大量增加,这为卧龙湖湿地的水量恢复带来了新的机遇。
2. 人为因素的变化 至2001年卧龙湖湿地成为省级自然保护区以后,加强了对湿地的保护力度,虽然2001-2003年期间卧龙湖湿地几近干涸,但是从没有放松对该地区的保护工作,拆除了一部分拦水堤坝,打通了卧龙湖湿地的主要输水通道与河流,为卧龙湖湿地恢复制造了条件。
3. 旅游规划的因素[7] 从分析结果分析,卧龙湖湿地发展主要位于东部地区,这个区域紧靠康平县康平镇中心地带,主要是为了带动旅游业的发展,为了在开发旅游业的同时保护好卧龙湖湿地,将这部分空间划分为三个生态区:旅游密集区,内湖旅游区和外湖保护区。旅游密集区主要是旅游人活动区域,主要是康平镇与卧龙湖湿地的接触连接地带,这部分对湿地威胁相对较小。内湖旅游区也可以叫做缓冲区,主要把经济旅游区与保护核心区分开,主要可以从事研究、环境教育和培训等活动。内湖保护区又叫核心保护区,进行全封闭状态,避免人为干扰与破坏,使其进行自然恢复状态,保持良好的生态环境。
3 结论
1) 本研究运用了高分辨率遥感影像对卧龙湖湿地二个时间的数据进行了处理与分析,使用了人机交换方法,采用了图像滤波增强提取二值化图像的技术,最终得出了卧龙湖湿地变化的分析结果,通过实际情况的调查,结果准确可靠。
2) 分析了卧龙湖湿地演变的原因,主要环境因素和认为干预,卧龙湖湿地生态敏感脆弱,具有可逆性,所以,要在进行经济发展的同时,加强保护措施,特别是防止人为因素造成而导致对卧龙湖湿地的伤害
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关键词:SPSS软件; 因子分析; 聚类分析; 环境污染
引言
近年来,随着城市经济高速发展,城市规模逐步扩大、布局不断调整。一方面,城市化的发展孕育了城市现代文明,改变了人们的传统观念,促进了经济、文化、科技的全面发展。另一方面,随着发展的需要,从环境获取资源的数量越来越多,排放到环境中的气体、液体和固体废弃物也迅猛增加,既造成环境污染,又造成自然资源的破坏和再生能力的下降;同时随着城市人口密集度的增加,产生的废弃物也愈来越多,一定程度上会加重环境污染。因此,如何解决好经济的可持续发展和环境问题的冲突,是一个亟待研究的重要课题。
一.环境污染数据统计与分析
(一)数据来源
本文以全国31个地区为研究对象,遵循科学性、合理性、可操作性和可比性原则,选取八项指标进行研究分析。具体为:x1:工业废水排放量(万吨)、x2:工业废气排放量(亿标立方米)、x3:工业二氧化硫排放量(万吨)、x4:工业固体废物排放量(吨)、x5:工业烟尘排放量(万吨)、x6:生活污水中化学需氧量排放量(万吨)、x7:工业废水中化学需氧量排放量(万吨)、x8:生活污水排放量(万吨)。数据均来源于《中国统计年鉴》(2010年版)。
(二)应用SPSS对数据进行因子分析和聚类分析
1.因子分析的前提条件
对变量进行巴特利特球度检验和KMO检验方法进行分析,可知:巴特利特球度检验统计量的观测值为136.341,相应的概率P-值接近0。如果显著性水平α为0.05,由于概率P-值小于显著性水平α,则拒绝原假设,认为相关系数矩阵与单位阵有显著差异。同时,KOM值为0.780,根据KMO度量标准可知,原有变量可以进行因子分析。
表1
2.提取因子
首先,对原变量采用主成分分析法提取因子并选取特征根值大于1的特征根,得到因子分析的初始解,经分析得出:工业废水排放量、工业二氧化硫排放量等变量的绝大部分信息(大于81%)被因子解释,变量的信息丢失较少,但其他变量的信息丢失较为严重(近40%)。因此,本次因子提取的总体效果不理想。指定提取2个因子,得到的分析结果不理想。指定提取3个因子,得到的分析结果是:此时所有变量的共同度均较高,各个变量的信息丢失都较少。所以,提取三个因子的总体效果较理想。其次,采用最大方差法,根据其中第三大列Rotation Sums Of Squared Loadings描述了因子解的情况,三个因子共解释了原有变量总方差的83.535%,总体上,原有变量的信息丢失较少,因子分析效果较理想。第四大列:描述了最终因子解的情况。因子旋转后,重新分配了各个因子解释原有变量的方差,改变了各因子的方差贡献,使得因子易于解释。
3.因子命名
根据提取因子,得出因子载荷矩阵,采用方差最大法对因子载荷矩阵进行正交旋转,并按第一因子载荷降序的顺序输出旋转后的因子载荷,从而得出:第一个因子主要解释了工业烟尘排放量、工业二氧化硫排放量、工业废气排放量、工业废水中化学需氧量排放量,可解释为气体因子。第二个因子主要解释了生活污水排放量、生活污水汇总化学需氧量排放量、工业废水排放量,可解释为液体因子。第三个因子主要解释了工业固体废物排放量,可解释为固体因子。
4.计算因子得分
采用回归法估计因子得分系数,并输出因子得分系数。可写出因子得分函数为:
F1=-0.074工业废水+0.364工业废气+0.338工业二氧化硫-0.079工业固体废物+0.450工业烟尘-0.140生活污水需氧量+0.201工业废水-0.265生活污水
F2=0.345工业废水-0.147工业废气-0.084工业二氧化硫+0.154工业固体废物-0.249工业烟尘+0.418生活污水需氧量+0.031工业废水+0.535生活污水
F3=0.004工业废水-0.054工业废气+0.057工业二氧化硫+1.017工业固体废物-0.053工业烟尘+0.081生活污水需氧量-0.125工业废水+0.157生活污水
表2是各地区因子得分情况。按第一因子(包括河北省在工业烟尘排放量、工业二氧化硫排放量、工业废气排放量、工业废水中化学需要氧量排放量)降序排列,可发现:河北省得分最高,为2.09,其次为河南1.89,北京得分最低为-1.44。河北省在第一主因子方面污染严重主要是因为河北省能源资源丰富,但是由于经济增长率持续加快,产业结构属偏重型,如今能源消耗已大于能源生产总资源,工农业的发展和人口的增加所带来的环境污染问题严重影响了天津市的生态环境和可持续发展战略的实施。
按第二因子(生活污水排放量、生活污水汇总化学需氧量排放量、工业废水排放量)降序排列,可发现:广东省得分最高,为3.38,其次为江苏省为2.03,最低为内蒙古,为-1.48。广东省在第二主因子方面污染严重主要是因为:广东省水系发达,水资源丰富,但由于工业废水和城市污水的排入,污染严重,水质性缺水的威胁加剧。
按第三个因子(工业固体废物排放量)降序排列,可发现:重庆得分最高,为3.05,其次是山西,为2.68,最低的是青海,为-0.75。重庆在第三因子方面污染严重主要是因为:重庆是中国重要的现代制造业基地,国家高技术产业基地,随着经济和技术的飞速发展,如果没有良好的处理措施,必然会造成过多的固体废物存在。
5.聚类分析
为了更全面细致地反映我国各地区环境污染程度的层次差异,我们利用因子得分,采用系统聚类方法对我国各地区的环境污染程度进行分类。通过分析,可将31个地区分五类:
(1)环境污染最严重的有:河北、内蒙古、辽宁、山东、河南
(2)环境污染较严重的有:山西
(3)环境污染严重的有:江苏、广东
(4)环境情况好的有:重庆、贵州、云南、新疆
(5)环境情况较好的有:北京、天津、吉林、黑龙江、上海、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、广西、海南、四川、、陕西、甘肃、青海、宁夏
三.对策和建议
(一)政府及有关部门严格把好建设项目的审批关。
(二)加强环境的综合治理,对老工业、污染严重的企业项目要从实际出发,结合技术改造,加快治理力度。
(三)要进一步加强环境保护的宣传工作,推广发展循环经济,鼓励环保产业发展,引起全社会对环境污染的广泛重视。
参考文献:
[1]《中国统计年鉴》(2010年版)
[2]卢文岱主编,SSPSS for Windows统计分析(第三版),电子工业出版社,2009.11
[3] 胡一鹏,罗辉霞,雍慧. 影响区域大气环境污染因子及预测方法初探[J]. 湖北生态工程职业技术学院学报, 2006,4(3):16-20.