導(dǎo)語：如何才能寫好一篇海洋環(huán)境特性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：納米材料；二氧化鈦溶膠；海芋；生理特性；空氣污染

中圖分類號(hào)：TB383；S682．36；Q945．78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439－8114（2011）08－1628-06

Influence of TiO2 Nanosol on the Physiological Characteristics and Environmental Effects of Alocasia macrorrhiza under Urban Air Pollution Conditions

NIE Lei1，2

（1． Department of Biology and Environmental Engineering， Guangzhou City College， Guangzhou 510405， China；

2． Guangzhou Research Institute of Landscape Gardening， Guangzhou 510405， China）

Abstract： The effects of TiO2 sol nanocomposite on air pollution purification capacity and stress physiological parameters of urban landscape plant Alocasia macrorrhiza（Linn．） Schott were studied． The results showed that A． macrorrhiza could purify the urban off－gases pollution to some extent． TiO2 sol nanocomposite treatment could enhance the air pollution purification capacity of plant． Meanwhile， nanocomposite treatment could enrich the leaf chlorophyll content， reduce cytoplasm membrane permeability， decrease lipid peroxidation of membranes under polluted conditions， and therefore improve the stress resistance． Under the stress of air pollution， the midday depression of photosynthesis of leaf aggrawated． The daily average net photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance（Gs） and transpiration rate （Tr） were all decreased significantly； while intercellular CO2 concentration （Ci） was increased． By treated with TiO2 sol nanocomposite（0．2％～0．8％），Pn，Gs and Tr were increased at different extent； while Ci was decreased， especially in the treatment of 0．4％ TiO2 sol nanocomposite． The interaction mechanism of photocatalyst and phytocatalyst on air pollution purification was preliminary discussed．

Key words： Nanocomposite； TiO2 sol； Alocasia macrorrhiza（Linn．）Schott； physiological characteristics； air pollution

近年來，我國部分地區(qū)如珠江三角洲等地，區(qū)域性大氣污染問題日益凸顯，在城市空氣污染日趨嚴(yán)重情況下，城市綠化植物的生長狀況普遍較差，不但難以發(fā)揮凈化環(huán)境的功效，而且自身也無法生存［1］。自1972年本田－藤島效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來，以二氧化鈦（TiO2）為代表的光半導(dǎo)體材料的應(yīng)用研究，已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展。研究表明，納米級(jí)的TiO2半導(dǎo)體顆粒表面在光激發(fā)狀態(tài)所生成的超氧陰離子和氫氧自由基等活性氧類物質(zhì)，具有很強(qiáng)的光氧化活性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于空氣凈化、水處理、環(huán)境衛(wèi)生與保護(hù)、殺菌消毒、農(nóng)產(chǎn)品貯藏與保鮮、建筑等技術(shù)領(lǐng)域［2］。然而，有關(guān)納米TiO2光半導(dǎo)體材料對(duì)植物生理、包括光合作用影響方面的國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道較少。本文通過在城市綠地植物上應(yīng)用納米TiO2溶膠試驗(yàn)，探討了納米材料對(duì)城市綠化植物海芋［Alocasia macrorrhiza（Linn．）Schott］的光合作用等生理特性及凈化污染空氣效應(yīng)的影響，以期為納米TiO2半導(dǎo)體材料在城市綠化植物的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1．1樣地概況

于2009年6～7月，在廣州市廣園快速路旁的廣州市園林科學(xué)研究所苗圃（E 113°16′27″，N 23°09′44″）選擇樣地，樣地環(huán)境空氣污染嚴(yán)重，污染類型為尾氣污染，主要污染物為氮氧化合物、碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、鉛等。

1．2材料

供試材料為天南星科（Araceae）海芋屬［Alocasia（Schott）G． Don］的海芋，苗齡約2年，以盆栽形式種植，常規(guī)水肥管理，分別放置在廣園快速路旁（＜5 m）及距離道路較遠(yuǎn)（＞100 m）、環(huán)境良好的大棚內(nèi)培養(yǎng)，時(shí)間在3個(gè)月以上。納米TiO2光半導(dǎo)體材料系采用日本光鈦?zhàn)又晔綍?huì)社生產(chǎn)的Ponation銳鈦礦型二氧化鈦溶膠，其納米二氧化鈦含量為1．5％，銳鈦晶含量≥99％，納米二氧化鈦粒徑小于5 nm，pH值在2～3之間，外觀為藍(lán)色半透明溶膠，對(duì)人畜安全無害、無腐蝕性，具有良好的成膜和附著性能。

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1．3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在樣地上設(shè)置8種處理，分別是D0（大棚環(huán)境內(nèi)海芋葉面噴施清水，作為大棚對(duì)照）、D1（大棚環(huán)境內(nèi)海芋葉面噴施0．2％納米TiO2溶膠）、D2（大棚內(nèi)海芋葉面噴施0．4％納米TiO2溶膠）、D3（大棚內(nèi)海芋葉面噴施0．8％納米TiO2溶膠）和L0（路旁環(huán)境的海芋葉面噴施清水，作為路旁對(duì)照）、L1（路旁環(huán)境的海芋葉面噴施0．2％納米TiO2溶膠）、L2（路旁海芋葉面噴施0．4％納米TiO2溶膠）、L3（路旁海芋葉面噴施0．8％納米TiO2溶膠）。每處理設(shè)置20盆海芋，用去離子水分別配制不同濃度（0．2％～0．8％，pH值6．2～6．4）的納米TiO2溶膠溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。于2009年6月23～25日連續(xù)3 d，在當(dāng)日的17∶00左右，對(duì)植物材料采用噴霧器進(jìn)行葉面噴施，每次均噴至葉片滴液為度，每盆每次噴灑量為500 mL，對(duì)照噴施等量的去離子水。

1．4測(cè)定方法

1．4．1部分植物生理指標(biāo)測(cè)定葉片光合色素含量按照文獻(xiàn)［3］的方法測(cè)定；葉片丙二醛（MDA）含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸法［4］測(cè)定；細(xì)胞膜透性用相對(duì)電導(dǎo)率表示，采用電極法［3］測(cè)定；根系活力采用氯化三苯基四氮唑法［5］測(cè)定。

1．4．2光合作用日進(jìn)程的測(cè)定納米TiO2溶膠處理結(jié)束后的第三天（晴天），對(duì)試驗(yàn)標(biāo)記的葉片進(jìn)行測(cè)定，采用美國Li－COR6400便攜式光合測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)葉室，在自然條件下測(cè)定標(biāo)記范圍內(nèi)上數(shù)第三片葉的凈光合速率（Pn）、大氣CO2濃度（Ca）、細(xì)胞間隙CO2濃度（Ci）、氣孔限制值（Ls，為1-Ci／Ca計(jì)算所得）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）等光合指標(biāo)。測(cè)定時(shí)間為8∶00～18∶00，每隔2 h測(cè)定1次，連續(xù)測(cè)定3 d。

1．4．3環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)的測(cè)定采用DLY－3型空氣離子測(cè)定儀測(cè)定群落環(huán)境空氣中的正、負(fù)離子濃度，參照日本空氣凈化協(xié)會(huì)采用的安培空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其公式為Ci＝n－／1 000q，式中，Ci為空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)，n－為空氣負(fù)離子濃度，q為單極系數(shù)（空氣中正離子與負(fù)離子之比）［6］。

1．4．4環(huán)境空氣含菌量的測(cè)定按照文獻(xiàn)［7］的配方，配制真菌、細(xì)菌、酵母菌和放線菌綜合培養(yǎng)基。將暴露在群落空氣中取了菌樣的培養(yǎng)皿倒轉(zhuǎn)，置于30℃恒溫箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)25 h后檢查細(xì)菌菌落數(shù)，培養(yǎng)36 h后檢查霉菌菌落數(shù)，培養(yǎng)72 h后檢查放線菌菌落數(shù)。計(jì)算每立方米空氣中的微生物菌落數(shù)，計(jì)算公式為5 000 N／A?T，式中，A為培養(yǎng)皿的面積（cm2）；T為培養(yǎng)基暴露在空氣中的時(shí)間（min）；N為培養(yǎng)皿中的菌落平均數(shù)，計(jì)算結(jié)果單位表示為n／m3。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行Duncan’s多重比較檢驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表述為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”。

2結(jié)果與分析

2．1納米TiO2溶膠對(duì)海芋生理指標(biāo)的影響

納米TiO2溶膠處理對(duì)海芋生理指標(biāo)的影響結(jié)果見圖1，由圖1A可知，與大棚對(duì)照（D0）相比，在空氣污染條件下，路旁對(duì)照（L0）的海芋葉綠素相對(duì)含量下降了31．2％。在納米TiO2溶膠處理下，葉片的葉綠素相對(duì)含量有了顯著的升高；如在空氣污染（路旁）條件下，0．2％、0．4％、0．8％的納米TiO2溶膠處理的葉片葉綠素相對(duì)含量分別比路旁對(duì)照增加了28．1％、32．7％和51．0％；而在正?？諝鈼l件（大棚）下，0．2％、0．4％、0．8％的納米TiO2溶膠處理的葉片葉綠素相對(duì)含量分別比大棚對(duì)照增加了33．3％、30．2％和14．4％。由此可見，外源納米溶膠處理明顯抑制了空氣污染脅迫下葉綠素含量的下降（P＜0．05），其中以0．8％納米TiO2溶膠處理的效果最為顯著。由此證明，納米材料處理能有效地保護(hù)葉片葉綠素的完整結(jié)構(gòu)，可防止葉綠素在空氣污染逆境下的加速降解。

噴施納米TiO2溶膠10 d后，測(cè)定海芋的根系活力，結(jié)果（圖1B）發(fā)現(xiàn)，隨著噴施濃度的增加，根系活力呈上升趨勢(shì)，其中大棚條件下，0．8％納米TiO2溶膠處理與大棚對(duì)照相比，根系活力增加了36．5％；而在污染空氣下，0．4％納米TiO2溶膠處理較路旁對(duì)照上升了27．3％。

植物體內(nèi)的丙二醛（MDA）是由于植物衰老或在逆境條件下受傷害，其組織或器官膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的，是衡量質(zhì)膜穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。MDA含量增多，將導(dǎo)致膜的滲漏，從而使植物走向死亡，因此MDA含量與植物逆境生理密切相關(guān)。MDA是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物之一，對(duì)膜和許多生物功能分子均具有破壞作用，其在體內(nèi)的積累是活性氧自由基毒害作用的表現(xiàn)。從圖1C可見，大棚培養(yǎng)的海芋噴施納米TiO2溶膠后，各處理與對(duì)照相比，葉片組織中的MDA含量差異不顯著，說明納米TiO2光催化產(chǎn)生的活性氧自由基對(duì)葉片細(xì)胞沒有破壞作用，葉片細(xì)胞仍然可保持較高的穩(wěn)定性。而在空氣污染條件下，0．2％和0．4％的納米TiO2溶膠處理能明顯降低葉片MDA的含量（P＜0．05），而0．8％的納米TiO2溶膠處理與對(duì)照差別不大。由此表明，適宜濃度的納米材料處理能明顯降低葉片的MDA含量，從而有助于提高植株的抗逆性。

惡劣的尾氣污染條件下海芋生長不良，葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性偏高。而在納米TiO2溶膠處理下，葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性較路旁對(duì)照顯著降低（P＜0．05），在0．2％和0．4％納米TiO2溶膠處理下，葉片的相對(duì)電導(dǎo)率僅為路旁對(duì)照的81．4％和78．5％（圖1D），而在0．8％納米TiO2溶膠處理下，相對(duì)電導(dǎo)率卻有所上升（5．1％），說明適宜濃度的納米TiO2溶膠處理有助于維持植物葉片細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，可抑制電解質(zhì)外滲造成的質(zhì)膜傷害。在正?？諝鈼l件下，各納米TiO2溶膠處理對(duì)于葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性的影響不顯著，差異最大的0．4％納米TiO2溶膠處理的葉片細(xì)胞相對(duì)電導(dǎo)率較大棚對(duì)照下降了8．5％，變化趨勢(shì)與MDA相似。

2．2空氣污染下納米TiO2溶膠對(duì)海芋葉片光合參數(shù)日變化的影響

不同濃度納米TiO2溶膠處理對(duì)海芋葉片光合參數(shù)日變化的影響結(jié)果見圖2，由圖2可知，與大棚對(duì)照相比，路旁對(duì)照的日均Pn、Gs、Tr均呈現(xiàn)出不同程度的下降，而Ci則有所增加。大棚對(duì)照的Pn日變化為不明顯的雙峰型，空氣污染條件下葉片Pn的日變化則表現(xiàn)為明顯的不對(duì)稱雙峰型，在12∶00左右表現(xiàn)出明顯的“光合午休”現(xiàn)象。從圖2A可見，上午8∶00～10∶00期間，Pn迅速增加，第一個(gè)高峰均出現(xiàn)在10∶00左右，是全天Pn的最高值，其中大棚對(duì)照處理可達(dá)5．75 μmol／（m2?s），路旁對(duì)照也達(dá)到了4．83 μmol／（m2?s）；而在10∶00以后Pn開始下降，10∶00～12∶00下降較快，12∶00以后又出現(xiàn)緩慢回升，大棚對(duì)照和路旁對(duì)照在14∶00再次達(dá)到高峰，此時(shí)的Pn分別為3．85 μmol／（m2?s）和3．24 μmol／（m2?s）。從不同處理Pn日均值變化來看，經(jīng)過納米TiO2溶膠處理的可以緩解因空氣污染脅迫下光合速率的下降，L2和L3處理下的Pn甚至超過了大棚對(duì)照，其中以L3的效果最為明顯。Gs和Tr的變化曲線與Pn的變化趨勢(shì)基本一致（圖2B、圖2C）。在Ci的日進(jìn)程曲線中（圖2D），各處理在8∶00與18∶00的Ci值最高，從8∶00～10∶00 Ci值均呈下降趨勢(shì)；而從14∶00～18∶00，Ci值又呈上升趨勢(shì)。10∶00與14∶00的Ci值出現(xiàn)了兩個(gè)低谷，說明空氣污染脅迫增大了海芋Ci的最小值和日均值；而經(jīng)過納米TiO2溶膠處理后，Ci日均值和最小值均降低。氣孔限制值Ls變化情況與Pn、Gs和Tr基本一致，在空氣污染脅迫下葉片Ls值降低，而在納米TiO2溶膠處理下，葉片Ls值有所上升。

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2．3納米TiO2溶膠對(duì)海芋凈化污染空氣效應(yīng)的影響

海芋具備一定的凈化空氣污染、改善道路空氣質(zhì)量的能力。經(jīng)測(cè)定，樣地所在的廣園中路道路裸地的空氣負(fù)離子平均值僅為25個(gè)/cm3，因汽車尾氣污染原因，空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)Ci值僅為0．10（圖3A）。種植海芋后，Ci值達(dá)到0．15以上，空氣質(zhì)量有所改善。納米TiO2溶膠處理植物葉片6 h后測(cè)定，Ci平均值均有不同程度的升高，其中L2處理下的Ci值達(dá)到了0．25。

道路旁海芋環(huán)境空氣中的含菌量達(dá)到2 650個(gè)菌落／m3（圖3B），較大棚條件下增加了58．2％。參照北京市城區(qū)空氣微生物污染調(diào)查結(jié)果得出的空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，已屬于重度污染區(qū)。而納米TiO2溶膠處理能明顯降低空氣中的含菌量，與未經(jīng)納米TiO2溶膠處理的路旁對(duì)照相比，0．2％、0．4％、0．8％的納米TiO2溶膠處理后，空氣中的含菌量分別降低了17．6％、22．4％和10．5％。

3討論

當(dāng)前我國大氣環(huán)境形勢(shì)非常嚴(yán)峻。尤其在珠江三角洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，區(qū)域性大氣污染問題日趨凸顯，大中城市空氣污染開始呈現(xiàn)煤煙型和汽車尾氣復(fù)合型污染的特點(diǎn)，大氣污染治理的難度加劇。城市綠化植物作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量起著極大的作用。綠化植物不僅能改善氣候、調(diào)節(jié)氣溫、增加濕度、平衡碳氧、減弱溫室效應(yīng)、美化環(huán)境，還能吸濾有害氣體、凈化空氣、吸附塵粒、殺菌，對(duì)大氣污染有明顯的凈化作用。然而隨著城市空氣污染日趨嚴(yán)重，城市綠化植物生長狀況普遍較差，在高強(qiáng)度的空氣污染逆境下，綠化植物不但難以發(fā)揮凈化環(huán)境的功能，甚至無法生存［8］。

納米科技是21世紀(jì)的主流技術(shù)之一，納米TiO2顆粒具有半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)。當(dāng)半導(dǎo)體顆粒接受太陽光照射時(shí)，會(huì)發(fā)生光催化作用，價(jià)帶上的電子激發(fā)到導(dǎo)帶生成高活性電子（e－），在價(jià)帶上形成帶正電荷的空穴（h＋），通過不斷的電荷分離，完成光能到電能的轉(zhuǎn)化。這一過程類似于綠色植物光合作用的原初反應(yīng)，被稱為“人工模擬光合作用”［9］。作為光合色素，葉綠素含量的降低是光合作用減弱的主要原因之一。納米TiO2溶膠處理后抑制了受污染損傷的海芋葉片葉綠素含量的降低，緩解了葉片因傷害而出現(xiàn)的癥狀，其中以0．8％濃度的納米TiO2溶膠處理后的效果最好，其緩解作用顯著。不過納米材料抑制空氣污染脅迫下葉綠素含量的下降，究竟是通過保護(hù)葉綠素免遭破壞，還是促進(jìn)其合成，具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。

本試驗(yàn)所用溶膠材料的主要活性物質(zhì)為銳鈦礦型納米TiO2光半導(dǎo)體顆粒。試驗(yàn)結(jié)果證明，納米TiO2溶膠能促進(jìn)植物光合作用速率的增加?？梢酝茰y(cè)，當(dāng)紫外光照射在納米TiO2顆粒上時(shí)，價(jià)帶的電子被紫外光所激發(fā)，躍遷到導(dǎo)帶，形成自由電子（e－），經(jīng)過反應(yīng)產(chǎn)生氫，而在價(jià)帶形成一個(gè)帶正電的空穴（h＋），并氧化水后產(chǎn)生氧，也就是在紫外線的作用下納米TiO2顆粒能夠獨(dú)立光水解形成電子、質(zhì)子以及氧氣，這樣分解出來的電子、質(zhì)子，并行于植物光反應(yīng)階段的電子傳遞，由此提高光合作用的速率。本試驗(yàn)結(jié)果與張萍等［10］在黃瓜上的試驗(yàn)及洪法水等［11］用金紅石型TiO2對(duì)菠菜光合作用中心的研究結(jié)果類似。

由試驗(yàn)的凈光合速率日進(jìn)程可知，潔凈空氣條件下，海芋葉片的Pn呈不明顯的雙峰型，而在空氣污染脅迫下，各處理均表現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱雙峰型，出現(xiàn)明顯的“光合午休”現(xiàn)象，說明空氣污染脅迫使海芋對(duì)高溫強(qiáng)光的適應(yīng)能力受到影響。影響“光合午休”的原因主要有兩種，一種是氣孔因素，即氣孔的關(guān)閉，Ls增大引起CO2供應(yīng)不足；另一種是非氣孔限制因素，即葉肉細(xì)胞光合活性降低引起同化力不足而限制了光合作用。根據(jù)Farquhar等的觀點(diǎn)，以及目前國內(nèi)外學(xué)者常用的光合速率降低分析方法［12］，我們判斷引起葉片凈光合速率降低的主要原因，是當(dāng)Ci減小、Ls增大時(shí)，氣孔部分關(guān)閉。而當(dāng)Ci增加、Ls減小時(shí)，非氣孔限制成為光合下降的主要原因。從本研究中可以看出，在12∶00海芋表現(xiàn)“光合午休”時(shí)，不同處理的Ci值均較10∶00 Ci值有不同程度的提高，但是12∶00 Ls值較10∶00 Ls值均有一定程度的下降，說明海芋的“光合午休”是由空氣污染所導(dǎo)致的非氣孔因素引起的，這與付曉萍等的［13］研究結(jié)果類似。從日變化整體看，空氣污染脅迫下葉片的日均Pn、Gs、Tr和Ls顯著降低，Ci顯著升高，也反映了空氣污染脅迫下海芋光合能力的下降主要由非氣孔因素即葉肉細(xì)胞的光合活性降低所致。納米TiO2溶膠處理不同程度地提高了空氣污染脅迫下海芋葉片的Pn、Tr、Gs和Ls，而Ci顯著下降，說明納米TiO2溶膠緩解了空氣污染脅迫造成的葉肉細(xì)胞光合活性的下降，提高了空氣污染脅迫下的海芋光合能力。較高的Gs說明具有較高的光合底物傳導(dǎo)能力，為葉片同化更多的光合產(chǎn)物提供了生理基礎(chǔ)，而Tr的提高增強(qiáng)了植株吸水及運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力，有利于植株光合作用的進(jìn)行和抗逆性的提高。

在城市主干道旁惡劣的尾氣污染環(huán)境下，海芋葉片的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量數(shù)值明顯偏高，葉綠素含量偏低，說明植株膜脂過氧化程度加劇，細(xì)胞膜的相對(duì)透性增加。而納米TiO2溶膠處理對(duì)維持海芋葉片細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、降低膜通透性、保持葉綠素含量方面有較好的效果，能有效降低葉片自由基的積累，有助于維持植株細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。納米TiO2溶膠處理還可以增強(qiáng)植物的根系活力，這與葉片細(xì)胞氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的增加具有一定的相關(guān)性，可能是這三者共同的作用促進(jìn)了植株吸收水分能力的提高?？傮w而言，0.4%的納米TiO2溶膠處理后，對(duì)提高海芋在空氣污染脅迫下的抗逆性、光合作用指標(biāo)及凈化污染空氣的效應(yīng)具有明顯的作用。

納米TiO2溶膠對(duì)植物脅迫的調(diào)節(jié)可能具有兩重性，一方面低濃度對(duì)植物具有保護(hù)作用，另一方面納米TiO2在太陽光照射下光催化產(chǎn)生活性氧自由基，當(dāng)自由基的量超過機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的清除能力時(shí)，自由基會(huì)直接攻擊細(xì)胞膜系統(tǒng)，造成膜脂過氧化，使細(xì)胞膜透性增加。試驗(yàn)結(jié)果證明，0．2％、0．4％、0．8％濃度的納米TiO2光半導(dǎo)體溶膠處理大棚海芋植株后，與對(duì)照海芋植株相比，葉片組織中MDA含量和膜滲透性變化不顯著，說明噴施納米TiO2溶膠后活性氧并未對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)造成傷害，葉片細(xì)胞質(zhì)膜仍然保持較高的穩(wěn)定性［14］。不過納米光觸媒產(chǎn)品在生物安全方面的效應(yīng)，尤其對(duì)植物安全性的影響，目前還不是很清楚。有研究表明，鋁納米顆粒有明顯的植物毒性，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)未包被的鋁納米顆粒顯著抑制玉米、黃瓜、甘藍(lán)和紅蘿卜等植物根系的延長，而包被有菲（Phen）的鋁納米顆?？梢燥@著減小這種抑制。原因是菲的包被破壞了納米顆粒表面本身具有的羥自由基，從而改變了納米材料的表面特性［15，16］。我們?cè)跐舛群Y選初步試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，1．5％的納米TiO2溶膠對(duì)于海芋有一定的負(fù)面影響，會(huì)出現(xiàn)葉片卷曲發(fā)黃直至枯萎，相關(guān)的機(jī)理有待進(jìn)一步的分析。同時(shí)，納米光觸媒處理植物葉片后，可有效提高海芋在改善環(huán)境空氣質(zhì)量方面的能力，其原因是由于植物觸媒與光觸媒之間存在加成效應(yīng)，還是納米材料通過提高植株抗逆性而進(jìn)一步發(fā)揮出植物的凈化污染能力，或者是兩者之間并無直接相關(guān)，而在各自發(fā)揮著自身的凈污能力，其機(jī)理還有待通過進(jìn)一步的探索和試驗(yàn)分析來解釋。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境；生態(tài)保護(hù)；持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：P67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-2589（2012）32-0126-02

我國有18 000多千米的大陸海岸線，是中華民族繁榮穩(wěn)定發(fā)展的搖籃；在這富饒的海岸帶上，我國國土利用程度最高，經(jīng)濟(jì)水平最發(fā)達(dá)，人口最密集。與此同時(shí)，由于海岸帶是陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)合部，近海岸陸地受海洋生態(tài)系統(tǒng)影響較大，部分陸地物種不得不依存于海洋生態(tài)系統(tǒng)所存在，因此保證海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，它不僅影響著海洋生態(tài)系統(tǒng)自身的生物鏈，還影響著與其相關(guān)的陸地資源，故要大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)海洋資源合理利用是本文研究的重點(diǎn)。

一、海洋資源發(fā)展的趨勢(shì)

陸地資源是目前利用率較高的自然資源，但一些地區(qū)受限于地形地勢(shì)等環(huán)境因素的限制，開發(fā)成本較高，開發(fā)前景不明朗，因此，在注重土地資源合理利用的同時(shí)，把目光關(guān)注海洋資源，盡可能讓土地資源和海洋資源都能發(fā)揮出極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是，現(xiàn)代海洋資源在開發(fā)過程中展現(xiàn)其巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，不可避免地衍生出一系列環(huán)境問題。例如，海洋生物多樣性與海洋漁業(yè)日益發(fā)展的矛盾，海洋石油資源開發(fā)與海洋環(huán)境污染的矛盾，近海岸圍海養(yǎng)殖、圍填海與海洋生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性的矛盾。這些海洋生態(tài)環(huán)境的破壞和污染，或多或少的影響著沿海地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展。這就要求實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，從“先開發(fā)后保護(hù)”到“開發(fā)和保護(hù)并舉”的發(fā)展趨勢(shì)。

隨著海洋資源的開發(fā)利用，基于海洋產(chǎn)業(yè)所衍生的工業(yè)鏈已經(jīng)成為中國沿海經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。改革開放以來，我國的沿海地區(qū)逐漸形成了大力發(fā)展重點(diǎn)海域，合理利用海洋資源的海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。沿海地區(qū)占13%國土總面積卻擁有40%的人口，沿海經(jīng)濟(jì)占全國GDP中的比重高達(dá)60%。因此，在大力開發(fā)陸地資源的同時(shí)開發(fā)海洋資源是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是全面建設(shè)小康社會(huì)的重要經(jīng)濟(jì)來源。

二、海域環(huán)境狀況

20世紀(jì)70年代以前，由于海洋開發(fā)不明顯，我國的海洋環(huán)境未受到較大破壞和污染，海洋生態(tài)系統(tǒng)較好。70年代末期至90年代，沿海經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，近海岸地區(qū)海洋開發(fā)日益頻繁，海洋生物鏈?zhǔn)д{(diào)，海水污染嚴(yán)重給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大壓力，與此同時(shí)，海洋石油工業(yè)蓬勃發(fā)展，石油泄漏事件偶爾發(fā)生，海洋環(huán)境問題日益加劇。至20世紀(jì)末，我國約有4萬平方公里海域污染較重，20萬平方公里的近岸海域受到污染，海洋生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞，生物多樣性不斷減少，自然災(zāi)害次數(shù)增多。因此，我國需要大力加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)，并利用實(shí)時(shí)人為監(jiān)控、合理制定區(qū)域規(guī)劃等方法對(duì)與海洋資源息息相關(guān)的沿海作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)監(jiān)管，把災(zāi)害指數(shù)盡可能的降到最低，減少經(jīng)濟(jì)損失，在不影響海洋環(huán)境的前提下合理開發(fā)利用海洋資源，確保海洋資源的可再生循環(huán)利用。

最近十年以來，我國海洋環(huán)境惡化的勢(shì)頭受到了有效地制約。海洋污染總體上呈下降趨勢(shì)，全國近海岸海域污染程度略有減輕，但是局部海域尤其是重點(diǎn)海域污染仍未得到有效控制，我國海洋生態(tài)環(huán)境仍不樂觀。海洋石油作業(yè)區(qū)和大部分河口、海灣地區(qū)有機(jī)物污染、油污染和重金屬污染較為嚴(yán)重，局部區(qū)域污染對(duì)近海岸的魚蝦類的總量和質(zhì)量影響較大，直接或間接地影響了沿海地區(qū)人民的日常生活，因此，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境和沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展是未來十年的一項(xiàng)重要任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

三、局部海域生態(tài)環(huán)境惡化的原因

1.海上污染

海洋石油工業(yè)操作失誤導(dǎo)致石油污染；化學(xué)品運(yùn)輸過程中有害物質(zhì)泄漏；近海岸地區(qū)大量違規(guī)傾倒廢棄物；圍海養(yǎng)殖密度過大，造成海洋生物鏈?zhǔn)д{(diào)，局部海水含氧量下降，導(dǎo)致海洋環(huán)境失衡。

2.近海岸陸源污染

盲目開發(fā)近海岸陸地旅游資源，導(dǎo)致局部生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)；內(nèi)陸地區(qū)在主要入海河流大量傾倒工業(yè)廢水和生活污水，導(dǎo)致出海和海灣地區(qū)水體變質(zhì)，污染嚴(yán)重；盲目引進(jìn)某些外來物種，使本地物種安全受到侵害。

3.不合理的開發(fā)和管理

漁業(yè)資源的過分捕撈，超過了其可再生的能力，導(dǎo)致魚類總量下降；盲目追求經(jīng)濟(jì)效益對(duì)沿海地區(qū)進(jìn)行過量圍填海，建設(shè)大量工業(yè)用地或海景房，打破原有的區(qū)域生態(tài)平衡，破壞海岸帶生態(tài)環(huán)境。

4.全球海洋環(huán)境的影響

海水是動(dòng)態(tài)的，不斷流動(dòng)的，某個(gè)地區(qū)的海洋環(huán)境發(fā)生變化勢(shì)必對(duì)其他地區(qū)或多或少影響著。例如，周邊鄰國污染物泄露流入我國海域；全球溫度的升高，導(dǎo)致南北極冰川融化，海平面升高，影響了海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

四、海洋污染和防治的采取措施

為了確保海洋生態(tài)環(huán)境和海洋經(jīng)濟(jì)相互協(xié)調(diào)，共同發(fā)展，我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵性。因此，我們應(yīng)采取以下措施來遏止海洋環(huán)境持續(xù)惡化的勢(shì)頭。

1.加強(qiáng)沿海地區(qū)的法制建設(shè)

根據(jù)不斷出現(xiàn)的實(shí)時(shí)海洋生態(tài)環(huán)境問題繼續(xù)完善《海洋環(huán)境保護(hù)法》，彌補(bǔ)在海岸帶管理方面的某些空白，只有不斷地完善和加強(qiáng)法制建設(shè)，加大執(zhí)法力度，嚴(yán)格按照制度處理相關(guān)問題，才能提高我國海洋保護(hù)的依據(jù)性和可協(xié)調(diào)性，為海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)的后盾。

2.控制陸源污染物和海上污染物的擴(kuò)散

對(duì)工業(yè)廢水的排廢量進(jìn)行控制，嚴(yán)格審批入海口和排污口；提高污水處理廠的脫氮、脫磷工藝水平，引進(jìn)先進(jìn)儀器，淘汰落后的污水處理工藝流程；實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn)，降低農(nóng)藥和化肥的利用率；嚴(yán)格管理海上石油作業(yè)的安全性，嚴(yán)格審查攜帶化學(xué)品的過往船只的安全性，盡可能把發(fā)生事故的概率降到最低。

3.加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)

全方位海域監(jiān)測(cè)和部分區(qū)域監(jiān)測(cè)有效地結(jié)合起來，利用人工定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和遙感衛(wèi)星總體監(jiān)測(cè)等方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染源或不合理的海洋資源利用項(xiàng)目，做到及時(shí)治理，把污染源扼殺在萌芽中，減少經(jīng)濟(jì)損失。進(jìn)一步加大入海排污口、近海旅游度假區(qū)和典型海洋生態(tài)脆弱區(qū)的監(jiān)測(cè)力度。從根本上，處理一切不利于海洋生態(tài)環(huán)境的狀況發(fā)生，有效的保護(hù)海洋環(huán)境。

4.海洋資源的合理開發(fā)

合理開發(fā)海洋資源，對(duì)一些不利于海洋生態(tài)系統(tǒng)的項(xiàng)目工程，少開發(fā)或不開發(fā)，科學(xué)的論證海域使用的合理性，從源頭上嚴(yán)格審批海洋資源利用的方案，對(duì)正在進(jìn)行的污染和破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的項(xiàng)目加大監(jiān)管力度，從而有效地保護(hù)海洋環(huán)境。

5.提高公民保護(hù)海洋意識(shí)

普及海洋知識(shí)，舉行海洋保護(hù)專題講座，印發(fā)海洋保護(hù)宣傳冊(cè)，把最切實(shí)的海洋環(huán)境問題傳達(dá)給公眾，提高公民的保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)的自覺性。從思想上重視就能在行動(dòng)上制約。

五、海洋生物多樣性的保護(hù)

海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與否和海洋生物多樣性緊密相關(guān)，海洋生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定則生物多樣性趨于平衡，反之，則生物多樣性減少，目前的由于海洋生態(tài)系統(tǒng)不斷受到外來人為因素的影響，生態(tài)系統(tǒng)的平衡性已被逐漸打破，海洋生物種類也因此逐年減少，其后果直接影響到當(dāng)代人的利益，然而更為重要的是對(duì)后代人產(chǎn)生了積累性不良后果。因此，我們當(dāng)代人應(yīng)肩負(fù)起保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，維護(hù)海洋生態(tài)平衡，保證海洋生物可再生循環(huán)繁衍的歷史使命，遏制住海洋生態(tài)環(huán)境不斷惡化的趨勢(shì)，從保持海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性這一前提出發(fā)，建立滿足海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的海洋生態(tài)環(huán)境，即為大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)與海洋環(huán)境污染防治相協(xié)調(diào)的同時(shí)，要特別突出海洋生態(tài)保護(hù)的重要性。因此，應(yīng)采取進(jìn)一步的措施和方案致力于加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境和生物多樣性的保護(hù)。

1.形成嚴(yán)格的捕撈制度

在大力發(fā)展?jié)O業(yè)及其附屬產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，嚴(yán)格控制漁業(yè)捕撈強(qiáng)度，做好漁業(yè)資源的增殖和養(yǎng)護(hù)，對(duì)特定魚類根據(jù)其繁殖特性進(jìn)行分季節(jié)分批次的捕撈，禁止非法大規(guī)模持續(xù)性捕撈，保證漁業(yè)資源的可持續(xù)性，與此同時(shí)，調(diào)整和完善海洋生物資源的養(yǎng)護(hù)條件，建立漁業(yè)資源保護(hù)區(qū)，確保海洋生物資源平穩(wěn)，有效的利用。

2.建立海洋管理試驗(yàn)區(qū)

以改善海岸帶生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性為目標(biāo)，可建立海洋管理試驗(yàn)區(qū)，在盡可能不影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的前提下，合理規(guī)劃布局，開發(fā)利用海洋資源，建立一套海洋管理的指標(biāo)體系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)區(qū)所呈現(xiàn)出來的問題，不斷完善海洋管理，同時(shí)深入加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)和海域監(jiān)督管理，提高海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.海洋自然保護(hù)區(qū)建設(shè)

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，海洋資源開發(fā)和生物多樣性保護(hù)的矛盾日益嚴(yán)重，我國已有文昌魚、斑海豹等多個(gè)稀有物種瀕臨滅絕，因此，應(yīng)大力加強(qiáng)海洋自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)，合理規(guī)劃布局自然保護(hù)區(qū)，提高自然保護(hù)區(qū)的管理水平，極大限度確保稀有物種的正常繁殖。

4.防護(hù)林建設(shè)和赤潮防治的監(jiān)測(cè)

防護(hù)林建設(shè)不僅在防護(hù)海潮效果明顯，在改善海洋生態(tài)環(huán)境，維護(hù)海洋生態(tài)平衡也具有極為重要的作用。赤潮是在特定的環(huán)境條件下，海水中某些浮游植物、原生動(dòng)物等爆發(fā)性增殖引起水體變質(zhì)的災(zāi)害，災(zāi)害形成時(shí)間長，范圍廣，因此應(yīng)高度重視避免赤潮災(zāi)害的發(fā)生，即為建設(shè)海域赤潮監(jiān)測(cè)監(jiān)視預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)重點(diǎn)海域和赤潮多發(fā)海域?qū)嵤﹪?yán)密的監(jiān)視監(jiān)測(cè)，減少赤潮災(zāi)害所帶來的損失，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

六、展望

在現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，我們既要大力開發(fā)海洋經(jīng)濟(jì)也要加大海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，實(shí)現(xiàn)合理、有條不紊、互不沖突的發(fā)展。針對(duì)重點(diǎn)海域，要進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，確保海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。從先污染再治理轉(zhuǎn)變?yōu)橄纫?guī)劃再開發(fā)，科學(xué)的總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)，保證海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)的可行性，減少海洋環(huán)境保護(hù)成本。與此同時(shí)，我們應(yīng)制定沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)的科學(xué)發(fā)展方針，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，按照“統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展、統(tǒng)籌國內(nèi)發(fā)展和對(duì)外開放”的要求，不斷深化海洋生態(tài)保護(hù)的思想意識(shí)，走一條海洋生態(tài)環(huán)境和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和諧與穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展之路。

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篇3

技術(shù)特點(diǎn)

本系統(tǒng)水下無線通信采用的是水聲通信技術(shù)，相比較水下電磁波和水下光通信技術(shù)，聲波在水中衰減最小，因此聲波是目前水中信息傳輸?shù)闹饕d體，并且水聲通信是當(dāng)前唯一可在水下進(jìn)行遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)耐ㄐ判问剑?］。本系統(tǒng)綜合應(yīng)用浮標(biāo)和海床基，相比較浮標(biāo)、海床基、船舶和潛標(biāo)單站監(jiān)測(cè)方式，是一種無線觀測(cè)鏈的監(jiān)測(cè)方式。這種方式可提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量、擴(kuò)展監(jiān)測(cè)范圍和監(jiān)測(cè)信息，并可在監(jiān)控終端準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)程、長期水下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也符合海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)具有覆蓋面廣、站位分散、數(shù)據(jù)間斷和頻繁少量的特點(diǎn)。

技術(shù)原理

第二代GSM技術(shù)利用SMS(短消息)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和雙向控制，系統(tǒng)通過發(fā)送和接收短消息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，依靠2個(gè)或以上的GSM通信模塊實(shí)現(xiàn)，開發(fā)相對(duì)簡單，傳輸成本相對(duì)較高;第二代GPRS技術(shù)引入智能天線、雙頻段等技術(shù)，有快速登陸、永遠(yuǎn)在線、高速傳輸和按流量計(jì)費(fèi)而節(jié)約成本的優(yōu)勢(shì);第三代技術(shù)是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通信技術(shù)，速率一般在幾百kb/s以上，主要優(yōu)點(diǎn)是能極大地增加系統(tǒng)容量和提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并且利用不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游技術(shù)可將無線通信系統(tǒng)和Internet連接起來;第四代TD-LTE-Advanced技術(shù)可以在不同的固定、無線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，具有非對(duì)稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，比通常意義上的3G快50倍，下載速度最高可達(dá)100Mb/s、上傳速度最高可達(dá)20Mb/s，可極大的滿足海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸要求。目前第二代和第三代技術(shù)已趨于成熟，基站已基本形成對(duì)我國近海的全覆蓋，相應(yīng)的通信技術(shù)已在港口航道、海水浴場(chǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、能源開發(fā)等海洋領(lǐng)域廣泛應(yīng)用;第四代技術(shù)已形成，但國際標(biāo)準(zhǔn)仍未統(tǒng)一，尚不具備推廣應(yīng)用條件。水聲通信技術(shù)水聲通信是通過聲波在海水里傳播實(shí)現(xiàn)。工作原理是首先將文字、語音、圖像等信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，發(fā)射換能器又將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)，聲信號(hào)通過海水介質(zhì)以應(yīng)答或自動(dòng)方式傳遞到接收換能器，這時(shí)聲信號(hào)又轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，解碼器將數(shù)字信息破譯后，經(jīng)電接收機(jī)轉(zhuǎn)為文字、語音、圖像等信息。水介質(zhì)與空氣介質(zhì)的特性不同，水聲信道與空氣中的無線電信道具有許多明顯的差異。水下聲信道是時(shí)間散布快速衰落信道，具有多普勒不穩(wěn)定性［9］。水聲通信的衰耗因素較多，特別是在海水中傳播，聲傳播損失不僅與頻率有關(guān)，而且還受海水的鹽度、溫度、密度、深度以及傳播距離等因素的影響，造成中遠(yuǎn)程水聲信道帶寬極其有限。水中的聲速計(jì)算公式可見下式:c=1449．2+4．6T－0．055T2+(1．34－0．010T)(S－35)+0．016D(1)其中:T是海水溫度，S是鹽度，D是深度。海水中不均勻分布的聲速剖面造成聲線的彎曲，而聲波的界面反射和隨機(jī)散射又引起聲波接收信號(hào)的多途效應(yīng)。在實(shí)現(xiàn)高速通信時(shí)，有限的信道帶寬和信號(hào)的多途傳輸會(huì)引起嚴(yán)重的碼間干擾，造成接收數(shù)據(jù)的嚴(yán)重誤碼［10］。同一聲源發(fā)出的聲波，在不同的海區(qū)或不同的季節(jié)，傳播情況可能都不同。從信道中的各種限制因素到時(shí)變、空變性，水聲信道都遠(yuǎn)比無線電信道復(fù)雜。

基于通信技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)水下通信采用美國Linquest公司的UWM2000聲學(xué)調(diào)制解調(diào)器(全方向模式、波束寬度210°，在比較復(fù)雜的環(huán)境條件下允許有相對(duì)的運(yùn)動(dòng));水上移動(dòng)通信采用GSM通信模塊。系統(tǒng)可對(duì)剖面流速、流向、溫度等環(huán)境參數(shù)和儀器姿態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，通信技術(shù)可在赤潮、溢油、危險(xiǎn)化學(xué)品泄露等海洋突發(fā)污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，管理者可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)指揮和快速?zèng)Q策;也可在海水浴場(chǎng)、海水養(yǎng)殖區(qū)、海洋保護(hù)區(qū)等功能區(qū)監(jiān)測(cè)和入海污染物質(zhì)輸運(yùn)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，獲取定點(diǎn)、實(shí)時(shí)和連續(xù)的監(jiān)測(cè)資料。本系統(tǒng)若結(jié)合地理信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將改變現(xiàn)有的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)狀況。通過無線通信方式形成一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中監(jiān)測(cè)信息，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)和管理［11］。

篇4

【關(guān)鍵詞】多環(huán)芳烴（PAHs）；來源；內(nèi)陸環(huán)境；大氣

海洋環(huán)境是重要的自然資源和生活空間。但由于人們對(duì)海洋的不合理開發(fā)和頻繁的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及陸地各種污染物的傾倒，使海洋環(huán)境遭受破壞。其中海上運(yùn)輸工具的使用、海底石油的開采等，使海洋環(huán)境中有機(jī)污染物的污染程度大大增加，它們通過海水、沉積物和海洋生物的富集作用危害海洋生態(tài)環(huán)境，通過食物鏈最終危及人類健康。多環(huán)芳烴（PAHs）是一類廣泛存在于環(huán)境中具有致癌、致畸、致基因突變的有機(jī)污染物，中國、美國、歐盟、世界衛(wèi)生組織等國家和國際組織均將PAHs定為環(huán)境優(yōu)先控制污染物加以監(jiān)測(cè)和防控。本文調(diào)查了海洋環(huán)境中PAHs的濃度水平，重點(diǎn)分析了PAHs及來源，試圖為海洋環(huán)境的合理開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1.海洋環(huán)境中PAHs濃度水平

1976年，聯(lián)合國教科文組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在西班牙召開的會(huì)議上明確指出，要重視海洋石油污染問題，并要求對(duì)石油污染進(jìn)行研究和對(duì)污染后果的嚴(yán)重性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。20世紀(jì)八九十年代，人們開始將石油污染同海洋生物體內(nèi)PAHs的積累結(jié)合起來，至今環(huán)境工作者對(duì)海水、沉積物和生物體內(nèi)PAHs的污染狀況作了較為系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

1.1海水中PAHs的濃度水平

PAHs具有難溶于水的特性，在海水中的濃度較低，Ross等分析了1993～2001年間舊金山入?？?8個(gè)不同地點(diǎn)水柱中25種PAHs的來源及時(shí)空變化，發(fā)現(xiàn)水中PAHs的質(zhì)量濃度范圍為7～120ng/L。Pandit等研究了印度的Creek港口的空氣和海水中PAHs的質(zhì)量濃度，發(fā)現(xiàn)海水中PAHs的質(zhì)量濃度為84.3～377.5ng/L。Tell-iKarakoc等[6]研究發(fā)現(xiàn)馬爾馬拉海的Izmit海灣環(huán)境中PAHs的質(zhì)量濃度為11.6～13.68Lg/L。PAHs在海水中的分布與其化學(xué)性質(zhì)一致，低分子量的PAHs通過揮發(fā)作用進(jìn)入大氣環(huán)境，高分子量難揮發(fā)的PAHs由于沉積作用從大氣進(jìn)入表層水體中。小于3環(huán)的PAHs幾乎能在2d內(nèi)從水中消失，而4環(huán)以上PAHs則在水體中的最長存留時(shí)間達(dá)9d之久，最后有10%～94%的PAHs沉于水底并被沉積物所吸附，但分散劑的存在使其在水體中的滯留時(shí)間增長。

1.2海洋沉積物中PAHs的污染狀況

PAHs以水體中的懸浮物和大氣氣溶膠為主要載體，進(jìn)入海洋環(huán)境并在生物體和沉積物中富集，PAHs一旦結(jié)合在沉積物上，很難發(fā)生光化學(xué)降解或微生物氧化分解，因而累積于沉積物中。Booij等研究發(fā)現(xiàn)，95%的PAHs在海洋沉積物中能穩(wěn)定2個(gè)月之久，且以大于4環(huán)的PAHs居多。海洋沉積物對(duì)PAHs的富集能力極強(qiáng)，有的海洋沉積物中PAHs的積累量是其背景值的1000倍，是同一環(huán)境中貝類富集量的5～10倍，Nakata等研究證實(shí)，海洋沉積物中的PAHs的積累量占沉積物中難降解污染物總量的97%以上。

1.3海洋生物體內(nèi)PAHs的污染狀況

由于PAHs具有高的脂溶性，所以易被水體中的生物吸收，海洋沉積物中的PAHs能通過各種途徑進(jìn)入海洋生物體中，在海洋生物體各組織中積累，并通過食物鏈對(duì)海岸居民及海產(chǎn)品食用者造成威脅。不同生活習(xí)性的海洋生物對(duì)PAHs的富集能力不同，與底泥直接接觸的底棲動(dòng)物對(duì)PAHs的富集能力往往強(qiáng)于與水體直接接觸的水生生物，低營養(yǎng)級(jí)的生物積累PAHs的能力更強(qiáng)，如海蚯蚓和蟹中PAHs的富集量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同一環(huán)境中生長的魚類、烏賊和海豚體內(nèi)的積累量，蚌體內(nèi)PAHs的質(zhì)量比是蟹體內(nèi)PAHs的3～5倍，這是由于這些生物體與受PAHs污染的沉積物的接觸程度不同造成的。

2.PAHs的來源分析

PAHs主要來源于天然源和人為源。人為源是海洋環(huán)境中PAHs的主要來源，包括石油開采，油輪和機(jī)動(dòng)船舶正常和不正常的廢物排放；沿海城市生活污水、工業(yè)廢棄物、汽車尾氣、化石燃料的不完全燃燒等。不同污染源產(chǎn)生PAHs的類型和濃度不同，對(duì)海洋環(huán)境的貢獻(xiàn)率也不一樣。因此，正確判斷PAHs的來源，可以有效控制PAHs的污染，更好地保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。

2.1源解析方法

目前，海洋環(huán)境中的PAHs源識(shí)別技術(shù)主要有比值法、特征化合物法、多元統(tǒng)計(jì)法等。比值法是目前PAHs源識(shí)別的最主要方法，該方法利用PAHs中各成分如菲/蒽、熒蒽/芘[57]、熒蒽/（熒蒽+芘）[FluA/（FluA+Pyr）]、茚并[1，2，3Ocd]芘/（茚并[1，2，3Ocd]芘+苯并[ghi]）In/（In+BghiP）、暈苯（Cor）/苯并[ghi]（B[ghi]P）等來推斷環(huán)境中PAHs的來源。Budzinski等認(rèn)為石油中菲的含量比蒽高，成巖作用輸入的PAHs具有菲/蒽比值高的特點(diǎn)，而化石燃料不完全燃燒輸入的PAHs菲/蒽比值較低，菲/蒽比值小于15（或小于10）和熒蒽/芘比值大于1提示PAHs污染可能來自燃燒過程，反之則提示PAHs污染可能是化石燃料不完全燃燒輸入的。Sicre等＼提出當(dāng)熒蒽/芘的質(zhì)量濃度比值大于1時(shí)，PAHs主要來源于化石燃料燃燒，而比值小于1則指示污染來源于石油類產(chǎn)品的輸入。芘/BaP是用以區(qū)分汽油燃燒（尾氣）的，通常認(rèn)為該比值小于1可歸結(jié)為燃煤排放，比值介于1～6屬于尾氣排放。FluA/（FluA+Pyr）比值小于0.4則意味著污染來源于石油，大于0.5表明污染來源主要木柴、煤的燃燒，位于0.4與0.5之間則意味著污染源石油及其精煉產(chǎn)品的燃燒。In/（In+BghiP）之比小于0.2表明主要是油類排放污染，大于0.5則主要是木柴、煤燃燒污染，此間為化石燃料燃燒污染。Greenberg等提出BghiP/Cor是車輛的較好標(biāo)志物，汽油、柴油燃燒后，其比值分別為1.5、2.5，而一般燃煤排放的BghiP/Cor大于1，汽車尾氣中的BghiP/Cor小于1。另外，也可根據(jù)低分子量（178～202）母體PAHs/高分子量（226～302）母體PAHs之比，與烷基化PAHs/母體PAHs比值（Alky-lPAHs/Paren-tPAHs）來識(shí)別樣品中PAHs的組成及有關(guān)來源的信息，如受油類排放PAHs污染的樣品，具有高lky-lPAHs/Paren-tPAHs比值。

2.2污染源研究

海洋環(huán)境石油烴類污染、內(nèi)陸環(huán)境污染源的輸入以及大氣中PAHs的干濕沉降是決定海洋環(huán)境中PAHs的種類、含量及分布特征的主要因素。

2.2.1海洋環(huán)境中石油烴類污染源輸入

石油烴類污染主要來源于石油的開采、煉制、儲(chǔ)運(yùn)、使用和加工過程，海洋石油污染物主要是由沿岸城市工業(yè)和生活污水排放、航道排污以及船舶油漏等造成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年通過各種渠道泄入海洋的石油和石油產(chǎn)品，約占全世界石油總產(chǎn)量的0.5%。傾注到海洋的石油量達(dá)200萬～1000萬t，由于航運(yùn)而排入海洋的石油污染物達(dá)160萬～200萬t，其中1/3左右是油輪在海上發(fā)生事故導(dǎo)致石油泄漏造成的，有些沿海地區(qū)海水含油量已超過規(guī)定的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的2～8倍。石油類污染對(duì)水質(zhì)和水生生物危害很大，漂浮在水面上的油類可迅速擴(kuò)散，形成油膜，阻礙水面與空氣接觸，使水中溶解氧減少，導(dǎo)致水生生物因缺氧而死亡。油類不僅含有低環(huán)的PAHs，還能通過各種環(huán)境因素轉(zhuǎn)變?yōu)镻AHs等致癌物質(zhì)。生物體內(nèi)PAHs的積累程度及在體內(nèi)的蓄積時(shí)間與海域環(huán)境的石油污染程度有關(guān)，油船在海上作業(yè)的活動(dòng)程度也對(duì)該海域環(huán)境PAHs的成分、含量及分布具有重要影響。油類污染的PAHs往往以烷基化PAHs及低分子量PAHs為主。

2.2.2內(nèi)陸環(huán)境污染源的輸入

隨著沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人口迅速增長，人類活動(dòng)所產(chǎn)生的大量污染物質(zhì)通過降水和徑流作用進(jìn)入沿海水域，陸源污染物入海量居高不下，造成海洋沉積物中PAHs的濃度升高。海洋環(huán)境中的PAHs除了石油類物質(zhì)的輸入外，交通、養(yǎng)殖等行業(yè)產(chǎn)生的PAHs也是不可忽視的因素。據(jù)研究資料顯示，靠近交通要道、城市和工業(yè)區(qū)的近海沉積物中PAHs的含量均比較高；工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)、靠近油田和其他污染源的PAHs質(zhì)量濃度可高達(dá)50Lg/L，而大洋和未污染湖水中PAHs含量往往低于1Lg/L。煉鋼廠、煉鋁廠、船只修理場(chǎng)附近，沉積物中、近海海洋養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境中PAHs的濃度明顯高于其他人類活動(dòng)較少的海域環(huán)境。Paine等的研究也發(fā)現(xiàn)，靠近冶煉廠的沉積物中BaP的質(zhì)量比高達(dá)110Lg/g，而遠(yuǎn)離冶煉廠的只有0.135Lg/g。

2.2.3大氣中的PAHs通過干濕沉降輸入

人類活動(dòng)所進(jìn)行的燃煤等過程使PAHs首先在大氣中積累，進(jìn)入大氣環(huán)境中的PAHs經(jīng)過較長距離的空間遷移后，通過雨雪的淋溶和沖刷作用進(jìn)入地表或水體環(huán)境，PAHs的沉降作用存在很大的時(shí)空可變性，其中風(fēng)速和風(fēng)向影響其在大氣中的滯留時(shí)間，空闊的海面環(huán)境為PAHs的遠(yuǎn)距離遷移提供有利條件，這一方面能降低PAHs的局部濃度，但又使污染的范圍擴(kuò)大，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成更大的危害。大氣顆粒物的干濕沉降是大氣中3～6環(huán)PAHs的主要遷移過程，也是表層水體中PAHs的重要來源。大氣顆粒物中PAHs的含量隨季節(jié)變化突出，一般冬季大于夏季，決定了表層水體中PAHs的含量冬天較高的現(xiàn)象。

3.結(jié)論

綜上所述，海洋環(huán)境為人類生存提供了重要的自然資源，海洋污染會(huì)直接影響海產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，并通過食物鏈影響人體健康。而PAHs是海洋環(huán)境破壞的重要因素，因此，研究海洋環(huán)境中PAHs濃度水平及來源具有重要意義。隨著海洋開發(fā)和利用的日益深入，針對(duì)PAHs的研究必將更深、更廣，這樣才能為海洋環(huán)境的合理開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

篇5

【關(guān)鍵詞】石油污染；化學(xué)法；物理法；生物修復(fù)法

中圖分類號(hào)：F407.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0 前言

從石油開采之初到科技迅猛發(fā)展的今天，石油污染問題就從未停止過。不管是進(jìn)行石油勘探、運(yùn)輸，還是進(jìn)行石油產(chǎn)品加工，石油對(duì)環(huán)境的污染都不曾間歇。石油勘探初期給環(huán)境帶來的污染就有好幾種：

（1）鉆井液體材料污染，一般為高分子材料，不易被降解，能夠長期殘留在地下層對(duì)地下水進(jìn)行污染。

（2）含油礦渣污染，在鉆井過程中會(huì)產(chǎn)生很多的巖渣，這些廢棄物中包含了大量的石油。

（3）重金屬和放射性物質(zhì)，在地下巖層中的一些重金屬和放射性物質(zhì)隨著鉆井所產(chǎn)生的礦渣一起被帶到地面，如不處理將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重且久遠(yuǎn)的影響。

在石油運(yùn)輸?shù)倪^程中，由于各種事故的發(fā)生，常常伴隨著石油泄漏的產(chǎn)生。一旦石油泄漏，給環(huán)境帶來的污染是非常嚴(yán)重的。特別是海上石油泄漏，一般海上發(fā)生石油泄漏少則幾十噸，多則上千噸。當(dāng)這些泄漏的石油進(jìn)入大海時(shí)，部分海面就被石油所覆蓋，從而給海洋環(huán)境造成污染。

1 石油對(duì)環(huán)境的污染及治理辦法

石油對(duì)環(huán)境的污染包含了陸地土壤和地下水的污染以及江河、海洋環(huán)境污染。并且這些污染的形式和影響都存在很大差別。同時(shí)這些污染不但給環(huán)境帶來了困擾，也給人類帶來了直接的經(jīng)濟(jì)損失。特別是石油運(yùn)輸出現(xiàn)事故時(shí)， 一般一次事故的處理及賠償費(fèi)用少則幾千萬，多則可達(dá)幾十億，有的甚至近百億（如1989 年，艾克森石油公司運(yùn)輸石油的一艘輪船發(fā)生事故，最后損失80 億美元）。在石油給環(huán)境帶來的問題上，人們針對(duì)不同的污染，提出并采取了很多相關(guān)措施。

1.1 石油對(duì)陸地環(huán)境的污染及治理辦法

1.1.1 石油對(duì)陸地環(huán)境的污染

石油對(duì)陸地環(huán)境的污染主要包括陸地土壤的污染和地下水層的污染，同時(shí)存在對(duì)空氣的污染。石油對(duì)土壤污染和地下水層的污染的來源主要是開采過程的鉆井作業(yè)、井噴事故和石油儲(chǔ)存罐的泄漏。在陸地上如果石油在土壤中的濃度過高，那么土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)會(huì)就受到很大的影響，即土壤中的有毒有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，從而對(duì)陸地上的動(dòng)植物產(chǎn)生不良后果。石油之所以能夠?qū)Νh(huán)境造成嚴(yán)重的污染，主要是由于石油是由各種有機(jī)物組成，其主要成分有四種：飽和烷烴、芳香烴、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)。這些有毒有機(jī)物在土壤中不易被降解，殘留在土壤中會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長期影響。被石油污染的土壤能對(duì)植物直接起毒害作用，因?yàn)槭褪蔷哂姓承缘挠袡C(jī)物，它可以粘附在植物的根系表面，阻斷植物根部的呼吸，致使植物根部腐爛從而導(dǎo)致植物死亡。同時(shí)石油中的有毒有害的芳香烴和重金屬被植物富集后，最后進(jìn)入人體會(huì)對(duì)人的身體健康造成危害。

1.1.2 陸地土壤被污染后的處理辦法

由于石油對(duì)土壤的污染日趨嚴(yán)重化，國內(nèi)外的研究人員對(duì)被污染的土壤做了多方面的研究。其中包括石油進(jìn)入土壤的遷移方式的研究以及被污染的土壤的修復(fù)研究，陸地土壤被石油污染后一般的處理方式包括以下三種：化學(xué)法、物理法、生物修復(fù)法。在這三種方法中，化學(xué)法容易引入二次污染物，對(duì)環(huán)境造成二次污染。如果采用物理法則會(huì)使處理成本非常高，同時(shí)處理的效果也不是特別好。近幾年，很多學(xué)者將目光放在了生物修復(fù)法上。主要是基于生物修復(fù)法既不會(huì)給環(huán)境帶來像化學(xué)試劑那樣的二次污染，又不會(huì)像物理法那樣高成本。石油對(duì)地下水層的污染也是不可忽視的問題。國內(nèi)外的學(xué)者同樣都重視這個(gè)問題。國外很多國家的環(huán)保局很早就對(duì)石油污染地下水進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。同時(shí)國內(nèi)的很多學(xué)者在這方面也作出了非常大的貢獻(xiàn)。

1.2 石油對(duì)江河、海洋環(huán)境的污染及處理方法

1.2.1 石油對(duì)江河、海洋環(huán)境的污染

在江河和海洋中，由于船舶在行駛過程中漏油以及油輪事故發(fā)生等，常常使得江河和海洋環(huán)境受到石油的污染，這樣就給水生動(dòng)植物帶來了危害甚至是滅亡。石油中的有毒有害成分還會(huì)被植物直接吸收富集，當(dāng)水中的魚食用掉這些植物時(shí)，有毒物質(zhì)就會(huì)富集在魚的體內(nèi)。而且，魚在水中通過腮的呼吸也會(huì)使水中的石油成分進(jìn)入身體中，導(dǎo)致有毒物在魚體內(nèi)富集。并且石油中的芳香烴還會(huì)降低水生動(dòng)物的繁殖能力以及壽命。在江河和海洋環(huán)境中，通常易被石油污染的是海洋環(huán)境。因?yàn)閹缀趺磕甓加写笮陀洼喌穆┯褪录诤Ｉ习l(fā)生，海上鉆井也時(shí)常發(fā)生泄漏事故， 海底大陸架也會(huì)發(fā)生天然的石油泄漏事件。因而很多科學(xué)家對(duì)海洋環(huán)境的污染做了大量工作:石油污染預(yù)防監(jiān)控分析、石油污染對(duì)沿海區(qū)域環(huán)境影響和石油污染的處理方法等。

1.2.2 江河和海洋環(huán)境被石油污染后的處理辦法

對(duì)于水上產(chǎn)生石油污染時(shí)，通常也采用三種方法處理：物理法、化學(xué)法、生物修復(fù)法。物理法主要包括：圍欄法、硬刷撇油器法、吸油材料法、活性碳吸附過濾法、激光處理法等。化學(xué)法主要有：膠凝劑處理法、分散劑處理法、破乳劑處理法等。生物修復(fù)法主要是微生物法和植物法。在這三種方法中，物理法和化學(xué)法是相對(duì)成熟的方法，而且在常見的石油泄漏事故中常常采用。而生物修復(fù)法由于不是十分成熟，常常在石油污染中起輔助作用。但更多的學(xué)者認(rèn)定，生物修復(fù)技術(shù)將是石油污染處理的未來技術(shù)。很多學(xué)者也對(duì)不同的微生物菌類降解石油做了研究，并且發(fā)現(xiàn)微生物對(duì)石油的降解效果較好，而且降解的最終產(chǎn)物往往都是無毒無害的（如：CO2和H2O）。所以從長遠(yuǎn)來看，生物修復(fù)技術(shù)作為海上石油污染處理技術(shù)的前景是很廣闊的。

2 總結(jié)

全球石油污染的嚴(yán)重化，引起了社會(huì)各界人士的關(guān)注。隨著石油污染的環(huán)境范圍越來越廣，它給自然界帶來的危害也越來越嚴(yán)重。在治理石油污染上采取了很多方法：物理法、化學(xué)法、生物修復(fù)法等等，特別是生物修復(fù)法在近幾年來備受關(guān)注。在石油污染處理中，無論是土壤還是海洋石油污染處理都有三種方法：物理法、化學(xué)法和生物修復(fù)法。但是土壤和海洋本身存在很大的物性差異，因而需要區(qū)別對(duì)待。對(duì)于土壤的石油污染物理處理法主要空氣爆破法，而海洋環(huán)境中物理法主要是圍欄法將石油圍起來，防止石油隨波浪擴(kuò)散，然后再將石油回收起來。所以對(duì)于土壤和海洋環(huán)境的石油污染處理中的三種方法的概念是不一樣的。石油污染的最好處理辦法是從根源處理，以預(yù)防為主。從石油開采、運(yùn)輸、工業(yè)化生產(chǎn)到石油產(chǎn)品的使用，都應(yīng)該注意做好石油污染的防治措施。同時(shí)一旦發(fā)生石油污染，就要采取相應(yīng)的緊急應(yīng)對(duì)措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟慶玲.空氣曝氣和生物曝氣技術(shù)修復(fù)石油類污染地下水的研究[D]. 吉林大學(xué) 2012

篇6

【關(guān)鍵詞】海洋；環(huán)境污染現(xiàn)狀；漁業(yè)；影響

【引言】海洋環(huán)境污染問題，在人類不斷發(fā)展活動(dòng)的過程中變得越來越嚴(yán)重。海洋環(huán)境污染的主要原因有重金屬、近海水產(chǎn)養(yǎng)殖、生活垃圾、海上溢油、赤潮災(zāi)害等。特別是我國近岸海域生態(tài)系統(tǒng)受到非常嚴(yán)重的損害，海洋生態(tài)環(huán)境一種處于惡化狀態(tài)，并且生物的多樣性也同樣遭受著破壞，所以當(dāng)前應(yīng)該在了解海洋污染實(shí)際狀況的基礎(chǔ)之上，采取有效措施進(jìn)行遏制具有十分重要的意義。

1海洋環(huán)境污染現(xiàn)狀分析

1.1重金屬造成的污染

重金屬在海洋中的主要來源包括人為來源以及天然來源：人為來源，主要含有農(nóng)業(yè)劣質(zhì)化肥的使用、工業(yè)污水的排放、海洋以及礦山油井的開采等；天然來源，主要含有大氣沉降、地殼巖風(fēng)化、火山噴發(fā)等。一直以來，我國沿海地區(qū)快速地發(fā)展著工農(nóng)業(yè)，促使海洋的重金屬污染變得越來越嚴(yán)重[1]。因?yàn)榇蟛糠值闹亟饘僭卦诤恿鬏斎胫?，因此河口水域的重金屬污染相?duì)就更加嚴(yán)重。

1.2海水養(yǎng)殖造成的污染

近海養(yǎng)殖對(duì)海洋漁業(yè)環(huán)境污染來源，主要含有：投放的藥物以及化學(xué)藥劑、磷以及氮等營養(yǎng)鹽、糞便以及殘餌等有機(jī)物。近海養(yǎng)殖對(duì)海洋漁業(yè)環(huán)境的影響相比于其他人類活動(dòng)的影響，并沒有很大，然而不重視近海養(yǎng)殖所造成的污染，沿岸生態(tài)環(huán)境將會(huì)受到這些排放的有機(jī)物以及營養(yǎng)物的明顯破壞。近海養(yǎng)殖主要利用網(wǎng)圍以及網(wǎng)箱等養(yǎng)殖方式，這種高密度的養(yǎng)殖方式必須要投入非常多的餌料，養(yǎng)殖生物也會(huì)產(chǎn)生非常多的排泄物，而過剩的大部分餌料以及養(yǎng)殖生物排泄物將會(huì)對(duì)海洋漁業(yè)資源環(huán)境造成嚴(yán)重污染[2]。

1.3石油類造成的污染

海洋石油污染不但包含著石油開采井噴事故、海上石油勘探泄漏、油庫事故、以及油輪事故等，同時(shí)也含有含油廢氣沉降、工業(yè)廢水排放、海上采油廢水的排放、船舶以及港口作業(yè)含油污水的排放等。與此同時(shí)，石油在裝卸以及運(yùn)輸、油輪的大型化趨勢(shì)，也會(huì)促使發(fā)生海上溢油事故的概率增加[3]。

1.4赤潮造成的污染

赤潮是我國海洋災(zāi)害中主要的一種，事實(shí)上就是海洋生態(tài)的一種災(zāi)害，同時(shí)也是具有災(zāi)害性的一種水色異常現(xiàn)象[4]。在我國海洋經(jīng)濟(jì)中，海洋水產(chǎn)業(yè)是其中的支柱型產(chǎn)業(yè)，而頻發(fā)赤潮會(huì)對(duì)我國的海洋水產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重影響，這樣也會(huì)對(duì)我國健康發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響。另外，赤潮也會(huì)對(duì)人類的身體健康早晨直接或間接危害，有毒的赤潮不但會(huì)對(duì)水源造成污染，并且會(huì)促使人類食用水產(chǎn)品發(fā)生中毒事故[5]。同時(shí)，赤潮的出現(xiàn)也會(huì)對(duì)海洋生態(tài)的惡化造成不良影響，也會(huì)威脅到海洋生物的活動(dòng)，甚至?xí)偈购Ｑ笊飻?shù)量減少，嚴(yán)重?fù)p害到生態(tài)系統(tǒng)。

1.5生活垃圾造成的污染

我國近海海域的垃圾以塑料類、泡沫類和木制品類為主。相關(guān)研究結(jié)果顯示：近海海面垃圾主要以海面塑料類垃圾為主，海底面垃圾大多數(shù)都屬于塑料類垃圾，而海洋垃圾主要來源是人類海岸活動(dòng)。捕撈以及航運(yùn)等海上活動(dòng)所造成的海面漂浮垃圾以及海灘垃圾[6]。因此，我國近海海域存在非常嚴(yán)重的海洋垃圾泛濫現(xiàn)象。

2.海洋環(huán)境污染對(duì)漁業(yè)的影響

2.1重金屬污染造成的影響

在海洋環(huán)境污染中，重金屬污染是其中一種比較重要的污染，因?yàn)槿嗽谑艿街亟饘俟廴竞髸?huì)患有水俁病，人體在受到鎘污染后會(huì)患有骨痛病。重金屬元素的主要特點(diǎn)就是難降解，以及具有非常大的毒性，并且這些重金屬汞、鎘等在水體中，能夠通過生活用水或者是飲用水直接作用于人體，也可以被水生動(dòng)植物吸收，之后在食物鏈的作用下對(duì)人類的健康造成直接危害。同時(shí)，水生生物也會(huì)受到重金屬的嚴(yán)重危害，魚類的免疫能力會(huì)在高濃度的重金屬溶液影響下降低，重金屬錳、鋅、銅的積累會(huì)嚴(yán)重影響到魚類的體長以及性別。

2.2生活垃圾污染造成的影響

在海洋中塑料制品不能夠被分解，而海洋中的生活垃圾主要是塑料類垃圾，不僅會(huì)對(duì)海底、海面、沙灘的環(huán)境造成污染，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重威脅到海洋的生物。例如：在海水或者沙灘中常常會(huì)出現(xiàn)塑料包裝袋，會(huì)吸引海龜以及海豹等海洋哺乳動(dòng)物的注意，它們會(huì)將塑料垃圾作為主要的。如果這些海洋哺乳動(dòng)物不能夠掙脫纏繞物，這樣將會(huì)出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。還有一些塑料垃圾會(huì)被海龜以及海鳥等生物誤食，常常會(huì)堵塞生物的胃以及食道，這樣容易促使生物饑餓而死亡。同時(shí)，在珊瑚表面常常會(huì)附著塑料袋，這樣會(huì)直接影響到生物寄居在珊瑚的生存狀況。生活垃圾一樣也會(huì)污染海邊風(fēng)景保護(hù)區(qū)、污染近海養(yǎng)殖業(yè)以及污染水質(zhì)，促使經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)巨大的損失。

2.3海上溢油污染造成的影響

一旦發(fā)生海上溢油事故，石油就更加容易進(jìn)入海洋并且快速地?cái)U(kuò)散，同時(shí)在海面上也會(huì)出現(xiàn)厚厚的油層，將會(huì)導(dǎo)致油層內(nèi)的海水缺氧，生物在這個(gè)水域會(huì)由于缺氧而死亡。海面的油層也會(huì)對(duì)潛水?dāng)z食的鳥類造成威脅，一旦鳥類羽毛上附著了油污，就會(huì)發(fā)揮其保溫以及防水的作用。如果鳥類有攝取溢油，就會(huì)促使其內(nèi)臟受損，鳥類最后就會(huì)由于中毒、寒冷以及饑餓而死亡。海浪也會(huì)將油污沖到岸邊，這樣將會(huì)對(duì)海灘造成污染，對(duì)近海養(yǎng)殖業(yè)造成破壞，也會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。海洋生物體內(nèi)由于長期積累非常多的石油有害物質(zhì)，一旦人們誤食被污染的貝類、蝦以及魚等，將會(huì)促使健康受到威脅。倘若某一區(qū)域被污染，海水的漲落將會(huì)促使這一區(qū)域污染出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)性的擴(kuò)散現(xiàn)象，也會(huì)受到定向風(fēng)以及盛行風(fēng)的影響，促使污染物流入更遠(yuǎn)的水域中，就會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)以及海洋環(huán)境造成不良影響。

2.4赤潮污染造成的影響

赤潮污染，不僅僅會(huì)對(duì)海洋生態(tài)的平衡造成破壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)漁業(yè)資源以及水資源造成危害，也會(huì)影響到人類的身體健康。海洋，實(shí)質(zhì)上屬于復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中的一種，海洋的能量流動(dòng)以及物質(zhì)循環(huán)位于比較穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中，赤潮污染將會(huì)破壞這種平衡狀態(tài)。在發(fā)生赤潮的初期，水體中的耗氧量以及葉綠素a等將會(huì)在藻類的光合作用下會(huì)有明顯增加，導(dǎo)致部分海洋生物不可以正常生長繁殖，甚至出現(xiàn)部分生物死亡等狀況，這樣將會(huì)對(duì)海洋生態(tài)的平衡造成破壞。在魚類的鰓上附著赤潮生物產(chǎn)生的粘液，將會(huì)促使魚類窒息而死亡。在發(fā)生赤潮的后期，出現(xiàn)大量死亡赤潮生物的不良狀況，在水體嚴(yán)重缺氧以及細(xì)菌的分解作用下，也會(huì)產(chǎn)生其他有害物質(zhì)，促使海洋生物中毒或缺氧死亡。另外。部分赤潮生物也會(huì)通過自身的作用產(chǎn)生毒素，將水中的生物毒死。養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)藻類會(huì)受到浮游植物的危害，其會(huì)污染紫菜以及海帶等經(jīng)濟(jì)藻類，將會(huì)降低養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

結(jié)語

綜上所述，海洋環(huán)境出現(xiàn)的污染對(duì)我國漁業(yè)的發(fā)展造成嚴(yán)重的影響，相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門應(yīng)該針對(duì)海洋環(huán)境污染的現(xiàn)狀制定出有效措施，加強(qiáng)監(jiān)督以及管理海洋環(huán)境以及漁業(yè)，可以實(shí)施分級(jí)以及統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)管理的方式進(jìn)行管理，這樣對(duì)于臨時(shí)出現(xiàn)的不良狀況就能夠及時(shí)得到處理。另外，還應(yīng)該采取應(yīng)急措施以及緊急預(yù)案，預(yù)防出現(xiàn)突發(fā)狀況，有效地降低損失。

【參考文獻(xiàn)】

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篇7

關(guān)鍵詞：浮力調(diào)節(jié)；升降平臺(tái)；潛標(biāo)系統(tǒng)

0 引言

海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和資源調(diào)查中，經(jīng)常需要對(duì)海洋水體中不同剖面參數(shù)（如溫度、鹽度、流速、內(nèi)波和光學(xué)特性量等）的測(cè)量，作為海洋開發(fā)研究與軍事海洋學(xué)研究的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的海洋監(jiān)測(cè)平臺(tái)，一般都是通過建立海洋觀測(cè)站，或是通過海洋調(diào)查船來投放監(jiān)測(cè)潛標(biāo)并保證運(yùn)行，通常只能在較為離散的海洋剖面獲取數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)剖面觀測(cè)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，并且工作時(shí)間有限，在復(fù)雜的海洋環(huán)境中系統(tǒng)投入、運(yùn)行以及維護(hù)的成本很高，回收難度較大。

1 系統(tǒng)工作方式

深海垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)的組成主要有：主浮體、錨泊系留裝置、升降平臺(tái)、水聲通訊機(jī)和通信浮標(biāo)等，其組成及工作狀態(tài)示意圖見圖1。

主浮體為整個(gè)錨泊系統(tǒng)提供正浮力，保證海洋遠(yuǎn)海深水狀態(tài)下的動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定性；

錨泊系留裝置利用重力錨和抓力錨將系留纜固定在海底，通過主浮體的浮力使系留纜和包塑鋼纜繃直；

升降平臺(tái)沿包塑鋼纜進(jìn)行定點(diǎn)垂向往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，搭載海洋環(huán)境測(cè)量傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋水文環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量；

水聲通訊機(jī)和通信浮標(biāo)的作用是將升降平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)和測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量到的數(shù)據(jù)，通過水聲通訊和衛(wèi)星通訊方式發(fā)送至岸站接收，實(shí)現(xiàn)潛標(biāo)“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”功能。

2 系統(tǒng)功能

深海垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)具備的功能如下：

（1）潛標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)保證在海洋遠(yuǎn)海深水狀態(tài)下的動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定性，具有小阻力水平安裝平臺(tái)特性，能夠?yàn)楹Ｑ髢x器設(shè)備正常工作提供穩(wěn)定的平臺(tái)；

（2）可搭載儀器艙、安全報(bào)警裝置等設(shè)備，能對(duì)外提供電源接口和通訊接口；

（3）能夠根據(jù)深度傳感器數(shù)據(jù)來判斷所處的海區(qū)深度，進(jìn)行升降模式切換、浮力調(diào)節(jié)控制和平臺(tái)在垂直剖面上運(yùn)行速度的自適應(yīng)調(diào)整及定點(diǎn)懸停；

（4）即能夠通過水聲通訊和衛(wèi)星通訊與外界進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，又能夠進(jìn)行大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

（5）系統(tǒng)具有低功耗和高可靠度，能在100～1500m深度范圍內(nèi)可靠工作1年或升降運(yùn)行800km行程。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 主浮體

主浮體的主要功能是為整個(gè)系統(tǒng)提供足夠的正浮力，并保證在海洋遠(yuǎn)海深水狀態(tài)下的動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定性，外形采用流體動(dòng)力學(xué)理論設(shè)計(jì)，頭部為標(biāo)準(zhǔn)的球頭，尾部為圓錐臺(tái)，為低阻力帶翼細(xì)長水滴形和水平系留方式，采用在金屬框架上填充玻璃微珠浮力材料，耐壓強(qiáng)度大于10MPa。

3.2 錨泊系留裝置

潛標(biāo)系統(tǒng)采用單點(diǎn)繃緊型系留裝置，利用重力錨和抓力錨將系留纜固定在海底，通過主浮體及玻璃浮球的浮力使系留纜繃直，升降平臺(tái)沿著此段包塑鋼纜進(jìn)行垂向往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。

錨泊系留裝置由包塑鋼纜、Kevlar纜、三叉系留索、阻擋裝置、錨裝置、玻璃浮球、聲學(xué)釋放器及連接卸扣、轉(zhuǎn)環(huán)、錨鏈等組成。包塑鋼纜與三叉系留索相連，聲答釋放器串聯(lián)在系留索靠近錨的位置，距海底適當(dāng)距離。

3.3 升降平臺(tái)

升降平臺(tái)是潛標(biāo)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制中樞，即要為海洋環(huán)境測(cè)量傳感器提供搭載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋水文環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，又要通過浮力調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)垂向往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，提供剖面測(cè)量路徑。升降平臺(tái)外部為低水阻、密封的耐壓殼體，能實(shí)現(xiàn)水下工作時(shí)對(duì)內(nèi)部設(shè)施設(shè)備的保護(hù)。

升降平臺(tái)如圖3所示，分為浮力調(diào)節(jié)平臺(tái)和能源供給平臺(tái)兩部分。浮力調(diào)節(jié)平臺(tái)為整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制中樞，主要包括浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、方向翼和RCM，其中浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)是升降平臺(tái)的核心，由電機(jī)、控制器、電磁閥、傳感器、液壓泵、油箱、耐壓殼體和油囊等組成，其功能是按照既定的工作流程，在設(shè)定的工作深度，通過控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作，使油囊密閉空腔充油或排油來改變平臺(tái)的浮力，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)低功耗的升降運(yùn)動(dòng)。

能源供給平臺(tái)的主要功能是給整個(gè)平臺(tái)提供電源，內(nèi)含高能量密度的亞硫酰氯柱式電池，確保平臺(tái)能在海上運(yùn)行不小于1年，升降運(yùn)動(dòng)總行程不低于800km。兩部分通過導(dǎo)索件固連在一起；導(dǎo)索件中間有導(dǎo)索座，保證升降平臺(tái)可以沿包塑鋼纜靈活上下移動(dòng)。

4 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件的主要功能是控制平臺(tái)根據(jù)預(yù)置的的海區(qū)深度參數(shù)，在該深度范圍內(nèi)進(jìn)行往返的垂直運(yùn)動(dòng)，當(dāng)平臺(tái)運(yùn)行到到達(dá)指定的剖面時(shí)，進(jìn)行水文數(shù)據(jù)采集并記錄，一個(gè)周期內(nèi)的軟件工作時(shí)序由圖4所示。

系統(tǒng)軟件編譯環(huán)境為KEIL UVISION 4，采用C語言和匯編語言混合編寫。在軟件實(shí)現(xiàn)方面，因?yàn)榛赟TM32的嵌入式芯片是面向應(yīng)用層的成熟芯片，具有功能齊全的庫函數(shù)，因此在USART通信、AD轉(zhuǎn)換、SPI、SD存儲(chǔ)等軟件接口均可直接調(diào)用庫函數(shù)，經(jīng)過簡單的配置就可實(shí)現(xiàn)軟件功能。

5 工作情況

深海垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，為了檢驗(yàn)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，2016年2月在南海進(jìn)行了功能性試驗(yàn)，實(shí)際布放的海區(qū)深度約為1600m，考慮工作安全性，通過錨系配置，使?jié)摌?biāo)實(shí)際工作水深為200～1500m。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過長時(shí)間多個(gè)剖面的工作，潛標(biāo)系統(tǒng)按既定流程垂直上浮、下潛，整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行速度較為穩(wěn)定，主要功能部件工作正常，搭載的水文測(cè)量儀器等設(shè)備工作正常、可靠，未出現(xiàn)故障，可有效進(jìn)行水文數(shù)據(jù)采集和海洋監(jiān)測(cè)，滿足深海垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求。

6 結(jié)束語

對(duì)于我國這樣一個(gè)有著300萬平方公里的海洋I土的國家而言，海洋監(jiān)測(cè)有著非同一般的的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)意義，只有通過建立起一整套覆蓋多海域、不同深度、立體的觀測(cè)體系，才能獲得準(zhǔn)確、全面的水文觀測(cè)數(shù)據(jù)。目前，在定點(diǎn)水文觀測(cè)站、水下滑翔機(jī)等已經(jīng)初步具備工程應(yīng)用條件的監(jiān)測(cè)平臺(tái)中，深海垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)優(yōu)勢(shì)明顯，其功耗低，可承擔(dān)長時(shí)間工作任務(wù)，可在不同深度進(jìn)行懸停測(cè)量，且無人值守，不易受氣候、洋流影響，并可搭載多種儀器設(shè)備、布放回收可靠，是獲得海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)的有效手段。隨著我國海洋科研的發(fā)展，垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)潛標(biāo)的需求將不斷增長，將在資源勘探、氣象監(jiān)測(cè)、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐良波，朱旭，郭文生.定點(diǎn)垂直升降剖面測(cè)量系統(tǒng) [J]. 數(shù)據(jù)采集與處理.，2008（z1）：54-59.

篇8

Abstract： The corrosion of structure in the marine environment includes two aspects of concrete and reinforcement， whose mutual influence would have serious consequences. In order to reduce or avoid the bridge damage， viable anticorrosion measures must be taken. In view of the corrosion factors， the anticorrosion measures which refer to material， design and construction were put forward in this paper.

關(guān)鍵詞： 腐蝕機(jī)理；防腐；海洋；鋼筋混凝土

Key words： corrosion mechanism；corrosion protection；ocean；reinforced concrete

中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）09-0087-02

0 引言

從19世紀(jì)20年明水泥到今天，水泥混凝土的材料和技術(shù)，經(jīng)歷了巨大的變化。從最初的普通強(qiáng)度發(fā)展到現(xiàn)在的高強(qiáng)度高性能混凝土，由于混凝土的材料性能的不斷改善。使其具有取材廣泛、施工方便、維護(hù)簡單、成本較低、耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，使得鋼筋混凝土逐漸成為了海洋環(huán)境下橋梁建設(shè)的首選形式。

事實(shí)上，由于橋梁結(jié)構(gòu)長期處于海洋環(huán)境中，未得到妥善防護(hù)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的劣化速度非?？欤硗?，跨海橋梁一旦發(fā)生損壞，在修復(fù)過程中一旦受到自然條件的制約，就會(huì)顯得十分困難，代價(jià)也是很昂貴的。因此，研究海洋環(huán)境中橋梁結(jié)構(gòu)的防腐問題對(duì)于維修既有跨海橋梁及提高新建跨海大橋耐久性是很有必要的。

1 混凝土腐蝕機(jī)理

海水環(huán)境中的混凝土腐蝕主要受多組分的侵蝕性離子的影響，包括硫酸鹽、氯鹽及鎂鹽腐蝕，每種侵蝕性離子對(duì)混凝土的侵蝕機(jī)理各有不同。

1.1 硫酸鹽侵蝕混凝土機(jī)理 混凝土硫酸鹽侵蝕破壞機(jī)理是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，其實(shí)質(zhì)是SO■■進(jìn)入混凝土的孔隙內(nèi)部，與水泥石的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且在混泥土內(nèi)部的毛細(xì)孔內(nèi)形成大量的結(jié)晶水的難溶物，體積就會(huì)增大產(chǎn)生膨脹內(nèi)應(yīng)力，使得水泥石結(jié)構(gòu)脹裂而破，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降，乃至破壞。

1.2 氯鹽侵蝕混凝土機(jī)理 微觀表象下，混凝土是多孔材料的，當(dāng)熔鹽吸濕面后會(huì)滲透到密實(shí)的混凝土空隙中，當(dāng)表面的混凝土接觸含鹽溶液后，就會(huì)因?yàn)槊?xì)血管的作用，使含氯鹽的溶液上升到混凝土迎空面，其中當(dāng)水分蒸發(fā)后，就會(huì)使溶液濃度加大，當(dāng)濃度達(dá)到飽和后，就會(huì)加速化學(xué)的侵蝕反應(yīng)。此外，當(dāng)適度和溫度達(dá)到一定量的時(shí)候，鹽類就會(huì)轉(zhuǎn)化為體積膨脹的結(jié)晶水化物。這樣即使溶液中氯鹽含量較高，或者反復(fù)干濕后，鹽晶都會(huì)在混凝土空隙中產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓力，使混凝土崩碎、開裂或者表面剝蝕。

1.3 鎂鹽侵蝕混凝土機(jī)理 海水中的可溶性鹽可以與水泥石的組分發(fā)生離子交換反應(yīng)，由于反應(yīng)生成物為可溶物或沒有膠結(jié)能力的松軟物質(zhì)，破壞了原有水泥石的結(jié)構(gòu)。在海洋環(huán)境下，該類腐蝕主要是Mg2+腐蝕。Mg2+侵蝕入混凝土結(jié)構(gòu)后時(shí)，會(huì)分解水泥石中的Ca（OH）2或直接分解膠凝物質(zhì)，由于生成物Mg（OH）2和SiO2·H2O均無膠凝特性，從而使得水泥石結(jié)構(gòu)被破壞。

2 鋼筋腐蝕機(jī)理

處于海洋環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，海水、海風(fēng)和海霧中的氯離子會(huì)直接滲入混凝土并達(dá)到鋼筋表面，破壞鈍化膜，在其表面形成腐蝕電池，使得鋼筋銹蝕。開始在鋼筋表面產(chǎn)生局部銹蝕，在其后的階段中，由于更多的局部銹蝕點(diǎn)的出現(xiàn)使得銹蝕開始布滿鋼筋表面，最后導(dǎo)致鋼筋整個(gè)表面的銹蝕。由于鐵銹是疏松、多孔的結(jié)構(gòu)，而且極易透氣和滲水，同時(shí)鐵銹的體積會(huì)增大至原來的2～4倍，銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹使鋼筋混凝土產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，當(dāng)環(huán)向拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在鋼筋與混凝土界面處將出現(xiàn)內(nèi)部徑向裂縫。這又使得氧氣、水分等更容易進(jìn)入，隨著銹蝕的進(jìn)一步加劇，鋼筋銹蝕量的增加，徑向內(nèi)裂縫向混凝土表面發(fā)展，直到混凝土保護(hù)層開裂產(chǎn)生順筋方向的銹脹裂縫，甚至保護(hù)層剝落，嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。

3 混凝土防腐技術(shù)研究

通過以上腐蝕機(jī)理的分析可知，混凝土腐蝕是受周圍環(huán)境介質(zhì)，主要是硫酸鹽、氯離子、鎂鹽和其他侵蝕離子等的侵蝕，而造成溶析、碳化、膨脹開裂而破壞失效的。對(duì)于鋼筋混凝土來說，因混凝土保護(hù)層遭到侵蝕，有害介質(zhì)滲透進(jìn)入，加快了鋼筋的銹蝕，而鋼筋的銹蝕又加快了混凝土的破壞，二者相互作用加速，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

因此，提高海域地區(qū)混凝土橋梁的抗蝕性與耐久性，一方面是從混凝土材料本身入手，另一方面由設(shè)計(jì)施工方面采取必要的防護(hù)措施。

3.1 配合比優(yōu)化設(shè)計(jì) 首先，在保證混凝土達(dá)到一定密實(shí)度和工程可以安全利用的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，減少水泥用量不僅可以相對(duì)地減少水化產(chǎn)物中Ca（OH）2等易受侵蝕的水化產(chǎn)物的含量，還可以降低混凝土的成本。其次，降低水灰比同時(shí)加入高效減水劑有效降低混凝土的單位用水量，進(jìn)而減小混凝土的坍落度提高混凝土的和易性，是提高混凝土密實(shí)度最有效的措施。同時(shí)降低混凝土的水灰比，減小混凝土的坍落度，也可以有效降低混凝土后期因塑性變形而產(chǎn)生收縮裂縫的可能性。再次，對(duì)于混凝土而言過低的水膠比常常影響混凝土的工作性能，高效減水劑的應(yīng)用既可以保證混凝土在低水膠比的條件下獲得好的工作性，還能使混凝土獲得更高的強(qiáng)度和耐久性。此外，為了提高混凝土的密實(shí)性，使混凝土具有較好的抗?jié)B效果，混凝土配制中經(jīng)常摻入具有一定抗侵蝕性能的混凝土膨脹劑，以期其發(fā)生一定的膨脹而堵塞混凝土中的孔隙，使混凝土密實(shí)。

3.2 設(shè)計(jì)構(gòu)造優(yōu)化

3.2.1 混凝土強(qiáng)度 為了提高接觸水部位的混凝土強(qiáng)度，就需要我們?cè)诮?jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善。通過試驗(yàn)我們不難看出，當(dāng)高強(qiáng)度等級(jí)混凝土抗?jié)B抗凍能力比低強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)時(shí)，可以提高混凝土的抗腐蝕能力。

3.2.2 混凝土保護(hù)層 混凝土保護(hù)層主要是防止腐蝕的重要屏障。因此在不影響結(jié)構(gòu)安全的前提下，我們可以加大混凝土的鋼筋保護(hù)層厚度，這樣能夠增加橋梁的使用年限。對(duì)于潮差和浪濺區(qū)，控制結(jié)構(gòu)的保護(hù)層厚度大于8mm，對(duì)于大氣區(qū)，保護(hù)層厚度也應(yīng)大于5mm。

3.2.3 混凝土表面防護(hù)技術(shù) 混凝土表面防護(hù)技術(shù)可以將混凝土結(jié)構(gòu)表面與外部環(huán)境形成可靠的物理隔絕，阻止氯離子侵蝕和混凝土碳化深入混凝土內(nèi)部，消除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形成腐蝕破壞的必要條件，同時(shí)由于表面隔離，也可以避免過多的水分進(jìn)入混凝土表層，從而達(dá)到抑制凍融的目的。

3.3 施工管理優(yōu)化 裂縫是混凝土受侵蝕的最直觀的原因，采取適當(dāng)?shù)幕炷翜囟瓤刂疲档突炷羶?nèi)部水化的溫度，有效防止因?yàn)榻档蜏囟榷a(chǎn)生的裂縫，有效阻止海水中有害物質(zhì)的侵入。

因此就需要我們加強(qiáng)混凝土振搗和養(yǎng)護(hù)管理。防止混凝土因?yàn)樵缙诘拈_裂而導(dǎo)致影響后續(xù)的耐久性嫩。

4 結(jié)論

混凝土在海洋環(huán)境下采用多種防腐技術(shù)策略，在一定程度上能夠保證混凝土結(jié)構(gòu)處于較強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境時(shí)候，也能避免其被有害介質(zhì)侵蝕。但是還需要我們采用具體的方法。如根據(jù)環(huán)境及所需保護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況進(jìn)行具體的分析和設(shè)計(jì)。因此，基于費(fèi)用及控制效果的考慮，綜合采用控制腐蝕性的方法，還要達(dá)到節(jié)約投資，又能使結(jié)構(gòu)免于腐蝕侵害，增加設(shè)計(jì)使用的壽命。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

【關(guān)鍵詞】油氣集輸管道海洋環(huán)境腐蝕防護(hù)

中圖分類號(hào)：P641.4+62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

我國國土面積大、海岸線長、海域廣闊，為我國海洋石油事業(yè)的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件，我國廣闊的海域采出的石油通過建造輸油管道和輸氣管道到達(dá)陸地形成一個(gè)龐大的油氣管道集輸網(wǎng)，管道的集輸主要是依靠鋼材來進(jìn)行的，采用的都是優(yōu)質(zhì)鋼材，并且進(jìn)行防腐處理，可是由于海洋油管所處的環(huán)境變化多樣、運(yùn)輸?shù)挠蜌赓Y源所含成分復(fù)雜，再加上長時(shí)間的使用不可避免的要遭受土壤、海水、空氣的腐蝕，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)在我國石油運(yùn)輸事故中有20%左右的事故是由于集輸管道的腐蝕造成的，所以分析海洋石油的集輸環(huán)境、運(yùn)輸?shù)氖统煞?、含量的變化?duì)海洋輸油輸氣管道腐蝕的防治有重要意義。

海洋環(huán)境對(duì)油氣集輸管道的腐蝕類型及影響因素

腐蝕類型

電偶腐蝕

海水是一種極好的電解質(zhì)，電阻率較小。因此，在海水中不僅有微觀腐蝕電池的作用，還有宏觀腐蝕電池的作用。在海水中由于2種金屬接觸引起的電偶腐蝕有重要破壞作用。大多數(shù)金屬或合金在海水中的電極電位不是一個(gè)恒定的數(shù)值，而是隨著水中溶解氧含量、海水的流速、溫度以及金屬的結(jié)構(gòu)與表面狀態(tài)等多種因素的變化而變化。在海水中，不同金屬之間的接觸，將導(dǎo)致電位較低的金屬腐蝕加速，而電位較高的金屬腐蝕速度將降低。海水的流動(dòng)速度和陰、陽極電極面積的大小都是影響電偶腐蝕的因素。

縫隙腐蝕

管道金屬部件在電解質(zhì)溶液中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之問形成的縫隙，其寬度足以使介質(zhì)進(jìn)入縫隙而又處于停滯狀態(tài)。若縫隙內(nèi)滯留的海水中的氧為彌合鈍化膜中的新裂口而消耗的速度大于新鮮氧從外面擴(kuò)散進(jìn)上的速度，則在縫隙下面就有發(fā)生快速腐蝕之趨勢(shì)。腐蝕的驅(qū)動(dòng)力來自氧濃差電池，縫隙外側(cè)與含氧海水接觸的面積起陰極作用。因?yàn)榭p隙下陽極的面積很小，故電流密度或局部腐蝕速率可能是極高的。這種電池一旦形成就很難加以控制?？p隙腐蝕通常在全浸條件下或者在飛濺區(qū)最嚴(yán)重。在海洋大氣中也發(fā)現(xiàn)有縫隙腐蝕。凡屬需要充足的氧氣不斷彌合氧化膜的破裂從而保持鈍性的那些金屬，在海水巾都有對(duì)縫隙腐蝕敏感的傾向。

點(diǎn)蝕

金屬材料在海洋環(huán)境介質(zhì)中，經(jīng)過一定的時(shí)問后在表面上個(gè)別的點(diǎn)或微小區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)蝕孔或 麻點(diǎn)，且隨著時(shí)間的推移，蝕孔不斷向縱深方向發(fā)展，形成小孔狀腐蝕坑，這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)腐蝕，簡 稱點(diǎn)蝕。暴露在海洋大氣中的金屬上的點(diǎn)蝕，可能是由分散的鹽?；虼髿馕廴疚镆鸬?。表面特性或冶金因素，如夾雜物、保護(hù)膜的破裂、偏析和表面缺陷，也能引起點(diǎn)蝕。

2、影響因素

（1）外部環(huán)境–海水的影響

海水是一個(gè)成分很復(fù)雜的混合物，也是一種極好地電解質(zhì)，海洋石油集輸所用管線是良好的導(dǎo)電體，因此在油氣集輸管線上不可避免的會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用，在多種金屬介質(zhì)接觸的作用下海底油氣管線會(huì)產(chǎn)生很大的腐蝕，然而管線的腐蝕速度并不是一成不變的，海洋流體流速是時(shí)刻在變化的，在海洋流體流速的影響下，流體中含有的顆粒物質(zhì)和氧分子會(huì)不斷的沖刷管道金屬表面，破壞表層的保護(hù)膜，甚至使其完全脫落，在流速的作用下流體中的氧分子緊貼在管道外壁上，形成腐蝕帶并不斷擴(kuò)展，不斷破壞管道表層；另外海水中氣體含量也會(huì)對(duì)集輸管道的腐蝕產(chǎn)生影響，在海水流動(dòng)過程中伴隨著低壓區(qū)的產(chǎn)生，如果低壓區(qū)發(fā)生在管道附近氣體就會(huì)不斷的沖擊管線表面破壞表面的防腐層，進(jìn)而造成腐蝕，稱之為氣蝕。另外海水的溫度、pH值、CO2、含鹽量、微生物含量等都會(huì)對(duì)油管的腐蝕產(chǎn)生影響。海水的溫度對(duì)海底油氣管線腐蝕的影響是間接地，由于腐蝕需要一定的溫度條件，溫度不同管線的腐蝕速度也不一樣，一般來說海水溫度每增加一度，海洋流體中金屬管線的腐蝕速率就會(huì)增加10%，海水溫度也受到地域的影響，尤其是近海和淺海更為顯著。海洋中的微生物對(duì)腐蝕的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前面這幾種，因?yàn)槲⑸锊粌H數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)而且在效率上占有優(yōu)勢(shì)，微生物在自身生理與外界環(huán)境之間會(huì)吸收外界的養(yǎng)分排出氨、C、等這些都可以對(duì)海底油氣管線產(chǎn)生不利影響，此外如果管線處在微生物繁殖興盛的地方，氣腐蝕速度還會(huì)加倍的增加。

（2）內(nèi)部環(huán)境的影響–成分的影響

油田的采出物是油氣水的多相物，過程中會(huì)伴隨著很多衍生物，、C作為油氣開采的伴生物或者是組分之一，使油管中的腐蝕問題時(shí)有發(fā)生，在外部因素的影響中C對(duì)油氣管線的腐蝕機(jī)理不同于C在內(nèi)部的影響機(jī)理，雖然在水里C的腐蝕性對(duì)管道很強(qiáng)，管道內(nèi)部的C存在則使得污垢在管道內(nèi)壁產(chǎn)生集結(jié)，造成額外的能量損耗。由于海洋石油的油管內(nèi)輸送的是油氣水多相混合物，在水中溶解會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕，其自身分離的離子會(huì)吸附在金屬表面與管道金屬成分發(fā)生微電化學(xué)反應(yīng)，削弱金屬成分間的分子間作用力、促進(jìn)金屬的腐蝕、溶解。此外，由于管線自身的一些缺陷，如加工處理時(shí)造成金屬表面不平整、金屬管道內(nèi)壁上有微裂紋等等，在海水、石油中的固體顆粒都會(huì)對(duì)微裂紋產(chǎn)生接觸沖擊、直接磨損影響管線的穩(wěn)定，在長時(shí)間的沖擊下或者是在大的波動(dòng)下就會(huì)造成破裂，這些都是一種對(duì)海洋集輸管線的腐蝕。

防腐蝕的措施

1、加強(qiáng)表面處理

油氣集輸管道的使用壽命在很大程度上取決于防腐質(zhì)量，防腐質(zhì)量又在很大程度上取決于涂層與基體的粘接力。而這種粘接力又取決于管道的表面處理質(zhì)量。在除銹質(zhì)量、涂層厚度和施工條件諸因素中，除銹質(zhì)量對(duì)整個(gè)防腐質(zhì)量和管道使用壽命的影響最大。長期生產(chǎn)實(shí)踐證明：除銹質(zhì)量好的比除銹質(zhì)量差的或未經(jīng)除銹處理的防腐涂層的使用壽命要長3．5倍。因此，在防腐旖工之前，必須將鋼管表面的氧化皮、鐵銹徹底除掉。

2、電化學(xué)保護(hù)

金屬材料在海水中所遭受盼腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕，根據(jù)腐蝕的電化學(xué)原理，金屬在電解質(zhì)溶液中的電極行為取決于它的電極電位。對(duì)電化學(xué)腐蝕，有可能采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行防護(hù)。一般而言，電化學(xué)保護(hù)可以分為陽極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種，油氣集輸管道在在海洋環(huán)中，大多是外加電流陰極保護(hù)。由電化學(xué)腐蝕原理可知，腐蝕電他的陰極是不發(fā)生腐蝕的，面只有陽極才發(fā)生腐蝕。因此，就要將被保護(hù)金屬變成陰極，就可以防止金屬的腐蝕。這種防蝕方法叫做陰極保護(hù)。油氣集輸管道通常都要采取徐層來進(jìn)行保護(hù)。然而在實(shí)際工程中，由于施工條件、施工質(zhì)量等原因，涂層不能做到完整無損．常常在涂層漏敷處發(fā)生腐蝕。目前國內(nèi)外對(duì)海洋環(huán)境中的油氣集輸管道都采用涂層和陰極保護(hù)聯(lián)合使用的方法。這是防止腐蝕最為合理的手段。

3、使用專用緩蝕劑

專用緩蝕劑能夠經(jīng)濟(jì)地、有效地達(dá)到腐蝕控制的作用，對(duì)油氣輸送和油氣生產(chǎn)過程中的腐蝕起到抑制的作用，尤其海洋環(huán)境中的油氣集輸管道。對(duì)于油、、氣、水共存的海洋環(huán)境而言，緩蝕劑必須無起泡傾向、乳化傾向小或者無乳化作用。如果緩蝕劑還容易出現(xiàn)起泡的現(xiàn)象，那么必然會(huì)增加氣液分離的經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)難度。同樣，如果緩蝕劑存在較大的乳化傾向， 那么必然會(huì)增加油水分離的經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)難度。在低溫條件下，緩蝕劑應(yīng)該具有不沉積、流動(dòng)性能好的特點(diǎn)，只有這樣才可以通過泵注，同時(shí)也不會(huì)引起管道堵塞。在環(huán)境保護(hù)較高的環(huán)境下，緩蝕劑應(yīng)該易于生物降解、毒性小，在生物體內(nèi)無殘留。而在油氣水混輸過程中，根據(jù)輸送工藝的要求，緩蝕劑應(yīng)該與甲醇等防凍劑配合，起到緩蝕劑水相防腐。

總結(jié)

目前我國海洋石油正在處于一個(gè)全面發(fā)展的階段，渤海、黃海以及南海都是我國海洋石油發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域，海洋油氣管線的防腐有重要意義，雖然海管的防護(hù)處理已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，可是目前仍然有很多問題存在，如小容器的噴涂防腐、水域管道腐蝕情況的評(píng)估與預(yù)測(cè)等都是急需解決的問題，所以海洋石油集輸管道的防腐以及防護(hù)任務(wù)仍然很重，就目前海洋石油的發(fā)展形勢(shì)來說海洋石油集輸管道防腐處理以及保護(hù)措施的研究也具有廣闊的研發(fā)前景。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：秦皇島市 水產(chǎn)養(yǎng)殖 生態(tài)循環(huán)

中圖分類號(hào)：S96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150632070

座落在渤海灣的秦皇島市依燕山山脈而建，氣候宜人，風(fēng)景優(yōu)美。改革開放以來，位于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈中心的秦皇島市，貫徹海洋開發(fā)戰(zhàn)略，海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)取得了較大發(fā)展，但是秦皇島市也面臨著海洋生態(tài)環(huán)境被污染破壞的危機(jī)?；诖?，本文立足于秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀，力求構(gòu)建秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)模式，以期為秦皇島市海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供思路。

1 秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展現(xiàn)狀

秦皇島市擁有162.7km總長的海岸線和2114km2（0～20m等深線）的海域面積，海洋生物種類繁多、資源豐富，主要有鯧魚、鱸魚、對(duì)蝦、扇貝等。現(xiàn)有資料顯示，秦皇島市目前有捕撈作業(yè)漁場(chǎng)1萬km2，其中能夠進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖的淺海5.33萬hm2，另有0.33萬hm2灘涂適合漁業(yè)發(fā)展。近年來，秦皇島市將水產(chǎn)養(yǎng)殖的著力點(diǎn)放在了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建設(shè)和諧“海洋牧場(chǎng)”方面，已打造示范區(qū)近0.567萬hm2，取得了突出的成效。2014年，在秦皇島市，作為水產(chǎn)養(yǎng)殖支柱的扇貝養(yǎng)殖規(guī)模達(dá)38846hm2，工廠化海水養(yǎng)殖達(dá)到813560立方水體。全年漁業(yè)總產(chǎn)量達(dá)35萬噸，創(chuàng)歷史新高，尤其是水產(chǎn)品出口額達(dá)3.98億美元，居河北省首位。上述數(shù)據(jù)顯示，秦皇島市的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)過快速發(fā)展已成為其經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要產(chǎn)業(yè)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，關(guān)注水產(chǎn)養(yǎng)殖熱潮，更應(yīng)注意其帶來的負(fù)效應(yīng)，那就是對(duì)海洋生態(tài)的破壞與污染，這樣的案例時(shí)有發(fā)生。例如，2009年6月，秦皇島市周邊海域的海水突然呈渾濁的黃色，這一異常導(dǎo)致全市3.75萬hm2淺海的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)受損，真實(shí)的凸顯了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾。

從秦皇島市海洋漁業(yè)發(fā)展過程來看，水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響主要表現(xiàn)在養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大致使海洋不堪重負(fù)，水產(chǎn)養(yǎng)殖病害頻發(fā)。如2014年，據(jù)相關(guān)部門監(jiān)測(cè)，秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖中的流行病害發(fā)病情況幾乎貫穿全年，即使在氣溫較低的冬季也有流行病害報(bào)告，給養(yǎng)殖戶帶來很大損失；另外，環(huán)境污染帶來的赤潮頻發(fā)，水產(chǎn)養(yǎng)殖種質(zhì)退化等問題也威脅著秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，這說明水產(chǎn)養(yǎng)殖的生態(tài)循環(huán)模式亟需構(gòu)建。

2 秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的污染影響

2.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生的營養(yǎng)物對(duì)海洋生態(tài)的影響

當(dāng)前世界上水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要方式為投放餌料養(yǎng)殖，秦皇島市的水產(chǎn)養(yǎng)殖也是如此。但是，餌料投喂在滿足養(yǎng)殖動(dòng)物需求的同時(shí)，也有部分餌料因多種原因未被使用而沉積在水中。這使得餌料投放后產(chǎn)生的無用廢料成為污染海洋環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。有研究發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)殖鮭魚時(shí)，只有81%左右的飼料能被鮭魚吃掉，其余的飼料則變?yōu)閺U棄物留在水中；同樣，在養(yǎng)殖對(duì)蝦時(shí)，其餌料的實(shí)用率同鮭魚養(yǎng)殖接近。這種情況比比皆是，造成了餌料的極大浪費(fèi)。另外，養(yǎng)殖動(dòng)物在消化飼料后排放的糞便也構(gòu)成了海洋污染物之一。由此可見，水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的營養(yǎng)物，即未食用的飼料、排泄的糞便、懸浮顆粒物及其他有機(jī)物被隨意排出到臨近水域后，造成海水水體變質(zhì)，富營養(yǎng)化情況突出，從而造成海水污染，而這一污染又造成了沿海水域赤潮的發(fā)生，變成了惡性循環(huán)。

2.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖所用的藥物對(duì)海洋生態(tài)的影響

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用藥物已成為養(yǎng)殖常態(tài)，正如有學(xué)者在其研究中指出的，養(yǎng)殖戶為達(dá)到治病增產(chǎn)的目的，在養(yǎng)殖中使用的藥物多達(dá)20多種。這些經(jīng)常使用的藥物多數(shù)為化學(xué)合成的藥物，一部分在投入水中后進(jìn)入養(yǎng)殖動(dòng)物體內(nèi)，另一大部分則直接遺留在水中，長此以往，對(duì)海洋水體環(huán)境帶來了很大的傷害。尤其是養(yǎng)殖戶對(duì)化學(xué)藥品的過度使用，不僅殺死水產(chǎn)養(yǎng)殖中的病蟲害，而且對(duì)海水中的一些有益菌也會(huì)造成傷害，導(dǎo)致海洋生態(tài)失衡。

藥物對(duì)海洋生態(tài)的影響很多都是很難逆轉(zhuǎn)的。比較常見的抗生素類藥物的使用往往會(huì)給海洋環(huán)境帶來持續(xù)的、多方位的影響。如廣東等地沿海曾出現(xiàn)過為治理蝦的流行病而投放硫酸銅，致使硫酸銅中的銅金屬元素污染長期存在的典型案例。

2.3 水產(chǎn)養(yǎng)殖造成的底泥富營養(yǎng)對(duì)海洋生態(tài)的影響

毫無疑問，水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)底泥中的C、N、P等的含量和耗氧量是偏高的，從養(yǎng)殖區(qū)底泥中，經(jīng)常能找到養(yǎng)殖動(dòng)物未食用的飼料殘?jiān)约盎瘜W(xué)藥品等物質(zhì)，這些污染物沉積在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)底泥中，造成微生物的異?；钴S，耗氧量隨之增多。正是在這種缺氧狀況中，脫氮和反硫化反應(yīng)突出，從而促使NH3和H2S這些毒物得以產(chǎn)生，并加速藻類的生長，促使養(yǎng)殖區(qū)水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)。這種情況在使用深海網(wǎng)箱進(jìn)行集約化養(yǎng)殖的過程中最為常見。在秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖中，底泥富營養(yǎng)化也比較突出。從《秦皇島市海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》中可見，秦皇島市海水中被活性磷酸鹽、無機(jī)氮污染的情況比較嚴(yán)重；秦皇島市海洋局的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，底泥富營養(yǎng)化是造成海洋污染的重要原因。

3 秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)模式的構(gòu)建路徑

3.1 多元立體綜合性養(yǎng)殖方法

考慮到秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，可通過多元綜合化養(yǎng)殖的方式構(gòu)建水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)模式。具體而言，是利用某些養(yǎng)殖動(dòng)物的生物特性，將其進(jìn)行共同養(yǎng)殖，實(shí)現(xiàn)種間協(xié)調(diào)促進(jìn)。這種養(yǎng)殖模式需要注意以下幾點(diǎn)，共同養(yǎng)殖的動(dòng)物之間不能互相捕食；養(yǎng)殖的數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格控制比例；養(yǎng)殖動(dòng)物之間在飼料與環(huán)境要求上互補(bǔ)，可循環(huán)利用。如，將對(duì)蝦與魚類、對(duì)蝦與貝類進(jìn)行混合養(yǎng)殖，都能起到良好的效果。

借助不同物種間存在的相互作用，進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖體系的優(yōu)化，可以增加水體容量，降低其對(duì)海洋環(huán)境的破壞作用。如，通過扇貝與藻類的間養(yǎng)不僅可以增產(chǎn)增收，還能凈化水體環(huán)境；又如，將扇貝與海帶進(jìn)行間養(yǎng)，二者的產(chǎn)量均有顯著提高，病害發(fā)生率卻顯著降低。秦皇島市的扇貝養(yǎng)殖規(guī)模大，養(yǎng)殖戶眾多，可以考慮這種方式，通過復(fù)合生態(tài)養(yǎng)殖模式的構(gòu)建，降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 構(gòu)建工廠化的海洋牧場(chǎng)

近年來，秦皇島市在其海洋漁業(yè)的整體規(guī)劃中已引入了“海洋牧業(yè)”這一概念，政府多方籌措，投入大量資金，通過向海洋定期投礁的方式，進(jìn)行增殖放流，著手打造優(yōu)質(zhì)的“海洋牧場(chǎng)，”對(duì)本市漁業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用顯而易見?？梢哉f，“海洋牧場(chǎng)”是建立水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)模式的未來發(fā)展趨向與途徑。但在海洋牧場(chǎng)建設(shè)的過程中，也可能會(huì)出現(xiàn)養(yǎng)殖動(dòng)物的遺傳性污染與流行病高發(fā)的難題，對(duì)于這一情況，筆者建議秦皇島市應(yīng)減少散戶淺海筏式養(yǎng)殖，可通過發(fā)展“工廠化”的海洋牧業(yè)養(yǎng)殖方式，采用網(wǎng)箱進(jìn)行集約化養(yǎng)殖，開發(fā)養(yǎng)殖新設(shè)施，將工廠集約化養(yǎng)殖與海洋牧業(yè)完美融合，揚(yáng)長避短，打造精品，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的綜合治理，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 實(shí)行短期養(yǎng)殖及養(yǎng)殖區(qū)域互換的養(yǎng)殖方式

在秦皇島市網(wǎng)箱養(yǎng)殖的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，與長期養(yǎng)殖相比，營養(yǎng)鹽、硫化物等有害物因養(yǎng)殖時(shí)間短、沉積不多，所以短期水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)養(yǎng)殖區(qū)域的水體污染更小。因此，實(shí)行短期養(yǎng)殖不失為一個(gè)解決海洋污染的新途徑。同時(shí)，海洋區(qū)域具有自我修復(fù)與凈化功能，為減少養(yǎng)殖業(yè)帶來的污染，可嘗試進(jìn)行養(yǎng)殖區(qū)域經(jīng)常更換的養(yǎng)殖方式，給養(yǎng)殖海域自我修復(fù)與凈化的時(shí)間，從而減少污染的發(fā)生。

3.4 發(fā)展生物修復(fù)技術(shù)，改造水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)

面對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖造成的海洋環(huán)境污染，選用生物技術(shù)這種污染進(jìn)行水體凈化與原位修復(fù)，無疑是確保秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)模式構(gòu)建的最佳途徑。生物凈化與修復(fù)技術(shù)的核心在于通過海洋微生物或部分水草等水生植物的成長發(fā)育與新陳代謝的過程，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)的良性循環(huán)。例如，在水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)踐中，有研究者建議在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)通過投放光合菌等微生物來凈化水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的改造，幫助養(yǎng)殖動(dòng)物生長，抑制流行病，取得了良好的效果。基于此，在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中使用人工微生物已成為發(fā)展生物修復(fù)技術(shù)的首選。

4 結(jié)語

從秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀看，雖然養(yǎng)殖業(yè)是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，作為經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)也因污染環(huán)境的負(fù)效應(yīng)而受人詬病。因此，打造秦皇島市水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)模式勢(shì)在必行。本文從多個(gè)角度對(duì)生態(tài)循環(huán)模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖路徑進(jìn)行了設(shè)想，水產(chǎn)品的養(yǎng)殖必須建立在安全質(zhì)優(yōu)環(huán)保的基礎(chǔ)上才是人民群眾與政府需要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式，在這方面，秦皇島市還需要繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)

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