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2 海洋中石油烃污染的危害

2.1 海洋中石油烃的生态危害

1)影响光合作用。石油污染破坏海洋固有的 CO2吸收机制(形成碳酸氢盐和碳酸盐,缓冲海洋 pH 值),从而破坏了海洋中 O2、CO2的平衡;油膜使透入海水的太阳辐射减弱,阻碍阳光射入海洋,使水温下降,破坏了海洋中 O2、CO2的平衡,这也就破坏了光合作用的客观条件;分散和乳化油侵入海洋植物体内,破坏叶绿素,阻碍细胞正常分裂,堵塞植物呼吸孔道。

2)影响海气交换。油膜覆盖于海面,阻断 O2、CO2等气体的交换。O2的交换被阻碍,导致海洋中的 O2被消耗后无法由大气中补充,CO2交换被阻首先破坏了海洋中 CO2平衡,

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妨碍海洋从大气中吸收 CO2形成 HCO3、CO32 盐缓冲海洋 pH 值的功能,从而破坏了海洋中溶解气体的循环平衡。

3)消耗海水中的溶解氧。油膜覆盖影响海水复氧,石油分解,消耗水中溶解氧,造成海水缺氧,根据科学研究表明,1 kg石油形成的浮在水面的油膜完全氧化需要消耗 40 ×104L 海水中的溶解氧,即 1mg 石油氧化约需要 3 ~4 mg 溶解氧,引起海洋中大量藻类和微生物死亡,厌氧生物大量繁衍,海洋生态系统的食物链遭到破坏,从而导致整个海洋生态系统的失衡。

4)毒化作用。芳烃(PAHs)作为海洋环境最严重的有机污染物,广泛分布于海洋环境中,由于其潜在的毒性、致癌性及致畸变作用,对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害。石油泄漏到海面,几小时后便会发生光化学反应,生成醌、酮、醇、酚、酸和硫的氧化物等,对海洋生物有很大的危害。石油污染物进入海洋环境会对水生生物的生长、繁殖以及整个生态系统发生巨大的影响。石油中所含毒稠环芳香烃在平台或排污源附近,生物体受影响的程度比较严重,表现在生理代谢异常、组织生化改变等,从而扰乱物种的生物繁殖,改变生物群落的生态结构和生活特性,有些改变可能是不可逆的或致死性的。烃类经过生物富集和食物链传递能进一步加剧危害,危害人体健康。

5)引发海洋赤潮。在石油污染严重的海区,赤潮的发生概率增加,虽然赤潮发生机理尚无定论,但应考虑石油烃类的影响。研究表明,高浓度石油烃可对海洋浮游植物生长产生抑制作用,低浓度石油烃可产生促进作用。石油污染影响多种海洋浮游生物的生长、分布、营养吸收、光合作用及浮游植物参与二甲基硫(DMS) 的产生和循环的过程,可以引发赤潮。例如,渤海赤潮发生重点水域往往也是石油烃高浓度区,主要包括莱州湾、渤海湾、辽东湾等沿岸水域。

6)全球效应。石油污染必将加剧温室效应,也可能促使厄尔尼诺现象的频繁发生,从而间接加重“全球问题”。

7)破坏滨海湿地。石油开发等人为活动导致我国滨海湿地丧失严重。据初步估算,我国累计丧失滨海湿地面积约219 万 hm,占滨海湿地总面积的50%[7]。

2.2 海洋中石油烃的社会危害

1)石油污染对渔业的危害。由于石油污染抑制光合作用,降低溶解氧含量,破坏生物生理机能,海洋渔业资源正逐步衰退,我国近海渔业年产量逐年下降,部分鱼类濒临灭绝。烃

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类对于新兴的海洋养殖业的伤害也不可忽视,被污染水域使养池无法正常换水,恶劣水质使养殖对象大量死亡,滩涂贝类也因污染大量死亡。被烃类玷污的鱼、虾、贝类带有臭味,失去食用价值。

2)石油污染对工农业生产的影响。海洋中的石油易附着在渔船网具上,加大清洗难度,降低网具效率,增加捕捞成本,造成巨大经济损失。而对海滩晒盐厂,受污海水无疑难以使用。对于海水淡化厂和其他需要海水为原料的企业,受污海水必然大幅增加生产成本。

3)石油污染对旅游业的影响。海洋石油极易贴岸而玷污海滩等极具吸引力的海滨娱乐场所,影响滨海城市形象。

4)海洋石油污染会经食物链危害人的健康:石油的化学组成极其复杂,目前从其中已分析出 200 多种单纯的成份,限于技术上的难度,某些成份还很难分离出来,其中许多有害物质进入海洋后不易分解,不仅危害水生生物,并经生物富集,通过食物链进入人体,危害人的肝、肠、肾、胃等,使人体组织细胞突变致癌,对人体及生态系统产生长期的影响[7,8]。

3 海洋中石油烃的检测方法

目前,在石油烃检测方面比较成熟的方法主要有紫外分光光度法、重量法、荧光分光光度法、气相色谱法等。以上方法在具体应用中又各有其特点,下面就对其进行相关的比较与分析。

3.1 紫外分光光度法

紫外分光光度法是石油烃检测中常用的方法之一。所谓分光光度法,就是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析的方法。而紫外分光光度法,则是根据物质分子对波长为200nm~760nm(紫外区)这一范围内光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析的方法。在石油烃的检测中,石油醚是进行紫外分光光度法检测常用的萃取剂,同时,为了避免其他因素的干扰和影响,多采用双波长来进行测定。由于紫外分光光度法自身的特点,因此,比较适用于高浓度样品中石油烃含量的检测。

3.2 重量法

所谓重量法,指的是一种不需要标准样品就可以直接测定石油烃含量的方法。这种方法的具体实施步骤为:首先用萃取剂将石油烃从被测样品中萃取出来,其次利用实验手段迫使萃取剂挥发出去,最后得出石油烃在样品中的重量。重量法在石油烃检测中引起简便易行极受检测人员的欢迎,但是此法检测流程较长,灵敏度较低,只适用于含油量在10mg每升以上等样的检测。

3.3 荧光分光光度法

所谓荧光分光光度法,指的是利用物质吸收较短波长的光能后发射较长波长特征光谱的性质,对物质定性或定量分析的方法。此法与紫外分光光度法相比,灵敏度更高。但是,这一检测方法测定石油烃中苯系物的含量,无法测定直链烷烃和支链烷烃的含量,并且适用荧光分光

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光度法进行石油烃的测定,测定结果受样品中油品组成的影响也比较大。

3.4 气相色谱法

所谓气象色谱法,指的就是以气体作为流动相的色谱法。早在20世纪70年代,法林顿等就对气象色谱法法测定石油烃进行了研究,采用特殊的萃取技术并和其它检测技术,如红外光谱仪(IR)、质谱计(MS)等联用,以得到石油烃中有机污染组分更详细的信息。气相色谱法的优点为灵敏度高、能定性检测石油烃组分等,不足之处主要是进行测量时使用的样品复杂,不适于对总石油烃进行总量的测定[8,9,10]。

4 石油烃污染物的风险评价及管理法规

4.1 石油烃污染的生态风险

在长江口邻近海域进行的磷富营养化下石油烃污染影响的中尺度围隔实验结果表明,石油烃污染对海洋生态系统产生了一定程度的影响,对海洋生态系统结构以及对营养盐的吸收利用方面均存在不同程度的影响: (1)石油烃对浮游植物吸收利用N、P营养盐的速率均有一定程度的抑制作用,其中对浮游植物吸收PO4一P速率影响较NO3一N大。此外,石油烃对浮游植物吸收硅的速率有所促进,说明虽然石油烃总体上对浮游植物的生长有一定的抑制作用,但对硅藻的生长可能存在有一定的促进作用;(2)石油烃的加入导致了浮游生物生长减缓以及对营养盐吸收的抑制,但并不足以限制浮游生物的生长。(3)石油烃对海洋生态环境有一定的影响。石油烃的加入在总体上可抑制生物生长。其中石油烃对硅藻的生长有相对较强的促进作用,但石油烃对甲藻、浮游动物和浮游植物总体上来说均有抑制作用。石油烃使甲藻的种类和数量减少,但使硅藻的种类和数量增加,从而引发了浮游植物种群的演替[11,12]。

4.2 石油烃污染的健康风险

石油是一种含有多种烃类(正烷烃、支链烷烃、芳烃、脂环烃)及少量其他有机物(硫化物、氮化物、环烷酸类等)的复杂混合物。其中有2000多种毒性大且疑有“三致”效应的有机物质,如苯系化合物、多环芳烃中菲、葱、花及酚类等。因此它对生态环境具有极其严重的危害潜能,被许多国家纳入危险物质清单。研究发现:由于海流和风向等因素,石油烃的污染具有很大的空间差异性。石油烃污染场地内的危、二氢范、蕙、苯并(g,h,i)花、荧葱、荀、蔡、菲、花等9种非致癌PAHS的危害指数及其总的危害指数均远小于1,它们的非致癌风险较小,所造成的危害不大。;除苯并(k)荧葱外,苯并(a)葱、苯并(a)花、苯并(b)荧蕙、屈、二苯并(a,h)葱、荀并(l,2,3一c,d)花等6种致癌PAHs的致癌风险均超出了一般可接受的范围(10-6) 致癌风险与非致癌风险分布均与污染物的浓度分布相一致[11,12]。

4.3 海洋石油烃污染的风险控制

做好污染防治工作最积极有效方法之一就是最大限度地减小船舶污染事故对海域环境

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的危害并将其所造成的污染损失降至最低。防和治是污染防治的两把钥匙。污染防治首先要做好预防的工作,通过监管手段最大限度地减少事故发生几率,从源头上降低对海洋环境造成污染的可能性。其次,要做好污染应急工作,这也是污染治理的关键。要制定完善的应急预案、配备足够的应急设备、建立合格的应急队伍,建立完善溢油应急体系,并有专业人员指挥完成应急反应行动。此外,还需要相应地做好事故调查、污染取证、行政处罚、污染索赔等相关工作,使污染造成的损失得到合法有效补偿。

4.4 海水石油烃污染相关法律法规

我国自 1989 年 12 月的《环境保护法》颁布实施后,先后出台了《海洋环境保护法》、《勘探条例》等法律、法规,并于 1999 年对《海洋保护法》进行了修订。再加上有关海洋环境保护的部门规章以及地方性法规,我国海洋环境保护法律体系日益成熟[13,14,15]。

《环境保护法》第 21 条规定,海洋石油开发必须要按照相关法律规定以防止污染损害海洋环境,此规定为原则性规定。

《海洋环境保护法》是保护海洋环境的基本法,对防止因海岸工程建设、海洋石油勘探开发、船舶航行、废物倾倒等而损害海洋环境进行了规定。该法第 50 条规定为了避免溢油事故的发生,在海洋石油勘探开发及原油运输过程中必须采取有效措施;第54 条明确要求海洋石油勘探开发要制定溢油应急计划,并报国家海洋行政部门审查批准。《海洋环境保护法》第 66 条对船舶油污损害民事赔偿责任制度作出了原则性规定,并提出建立油污损害赔偿基金、船舶油污保险制度;对于因海洋石油勘探开发所造成的海洋环境污染,第 85 条规定了二万元以上二十万元以下的罚款。生产作业对海洋环境造成污染,对海上石油平台的含油废水、泥浆等的排放以及进行海上爆破、试油作业时的环境保护作出了规定。

1983 年 12 月为了配合《海洋环境保护法》的实施,国务院颁布了《勘探条例》。《勘探条例》的制定目的是为了防止海洋石油勘探开发活动对海洋环境所造成的污染损害。该条例第 3 条规定了国家海洋局及其派出机构主管海洋石油勘探开发环境保护管理工作。并对环境影响报告书的编写、溢油应急及其防治、海上油田平台所应配备的防污设备及备有防污记录簿等提出了要求。为防止海上石油生产作业对海洋环境造成污染,对海上石油平台的含油废水、泥浆等的排放以及进行海上爆破、试油作业时的环境保护作出了规定。为了配合该条例的实施,国家海洋局于 1990 年 12 月颁布了《海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法》,该实施办法对主管部门及其派出机构职能、应急计划的编写内容、含油污水及泥浆垃圾等的排放标准等作出了更加具体的规定。

1999 年 9 月颁布了《防止船舶污染海洋环境管理条例》。《防治条例》强化了污染处置力度,并确立了船舶油污损害赔偿制度。该条例第 36 条根据船舶溢油量或者所造成的经济损失对船舶污染事故作出了等级划分。该条例第五章对船舶溢油污染事故的应急处置作出了详细规定,并在第六章中规定了溢油污染事故的调查处理。

5.总结及展望

21世纪注定是海洋的世纪,我们必须从战略的高度上高度重视这方蓝色国土。海洋生物种类多样,资源丰富,支撑起经济社会发展的另一极。但是,令人心痛的是,在我们向海洋索取资源的同时,频发的海洋溢油事故给海洋生态环境带来了严重灾难。我们应重视海洋生态环境保护,实现经济社会与海洋生态环境的可持续发展。建设海洋强国是我国崛起必由

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之路,而海洋环境保护是我们义不容辞的任务。在合理开发海洋资源的同时,我们要重视海洋环境的保护,制定更加详细的法律法规,积极探索石油污染海洋的机制及治理方法,实现海洋资源的可持续发展。

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