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环境海洋学

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  环境地学的一个分支,研究污染物进入海洋的途径,污染物在海洋中的分布、迁移、转化的规律和对海洋生物,以及对人体的影响;并在此基础上提出保护和改造海洋的措施。
  学科的兴起 海洋是自然资源的宝库。海洋沿岸是建设城市、发展工农业生产和旅游事业,以及建立休养地的好地方。海上航线是天然的交通大道。随着海洋资源的开发,沿海城市和生产的发展,沿海港口频繁的贸易往来,海洋环境的污染日趋严重。例如,由于人类的活动,海洋中的重金属和放射性物质在逐年增加,海洋中本来不存在的有机化合物──DDT、多氯联苯等,不仅在近海发现,而且在3000米的深海处和南极冰块中发现。这些无机物、有机物、放射性物质在海洋中不断积累,直接影响海洋生物的正常生长和繁殖,并对人类的健康造成直接的危害和潜在的影响。水俣病就是人们食用了含甲基汞的海洋水产品引起的。石油是海洋中最常见的污染物之一,石油污染可引起环境因素的改变,进而引起生物生活环境的变迁。
  现代人类活动给海洋环境质量带来的上述各种不利影响,越出了传统的海洋科学的研究范围。为了保护海洋生态系统,要求了解、控制和消除这些有害影响。因此,从20世纪50年代以来,在零星的和不系统的研究基础上,逐步汇集成一门新兴的环境海洋学。它是环境科学的组成部分,又是海洋科学的组成部分。不少国家设有专门机构研究海洋污染问题,如中国的海洋环境保护研究所,美国环境保护局所属的柯伐利斯环境研究所、娜拉岗塞特环境研究所、勃里士海湾环境研究所,英国自然环境委员会所属的扑利茅斯海洋环境研究所。国外出版的海洋污染研究方面的专门刊物如:《海洋污染通报》。此外,如《环境污染》、《环境科学与技术》、《环境质量》等刊物,都大量刊载海洋污染研究方面的文章。中国出版的海洋污染研究方面的专门刊物有《海洋环境科学》,此外,《海洋与湖沼》、《海洋学报》、《环境科学》、《海洋科学》等刊物也大量刊载海洋污染研究方面的文章。
  研究范围和对象 海洋环境具有自己的特点。海洋处于生物圈的最低部位,所容纳的废弃物无法排往他处。海洋之间彼此连成一片,相互沟通,都在以极快的速度蓄积污染物。凡是对人类最重要的水域──表层海水、沿岸海域、江河出口,往往都最先受到污染。海洋污染在某种意义上说,比河流、湖泊和大气污染更具有广泛性和复杂性,这就是污染源广,持续性强,危害性大,扩散范围不易控制。
  鉴于上述特点,环境海洋学研究的范围是全球海洋,但重点是沿岸的海域、港湾、河口。研究的对象是海水、底质、生物以及在这三种介质中积蓄的污染物。
  研究内容和步骤 环境海洋学的研究是从以下五个方面的问题展开的:①某一海域的污染物种类和数量,它们进入的方式和特点;②污染物入海后的扩散、沉积和迁移的物理和化学过程;③污染物被海洋生物吸收的方式;④污染对海洋生物和人类产生的效应,以及使环境发生的变化;⑤海域中污染物的最后归宿。为了回答上述五个方面的问题,研究的主要内容可归结为:①海洋环境中物质通量的研究。污染物除通过船舶和沿海工厂直接排入海洋外,还通过河流、地面径流、风和冰川等途径输送入海洋。通量是指某种污染物在一定时间内通过各种途径排入海洋的量。通量研究的目的是正确估计陆源物质给海洋造成的负荷。②污染物进入海洋后的迁移、转化规律的研究。包括水迁移的动力学问题;污染物由于生物化学作用造成的化学形态的变化;污染物被海洋生物吸收后的迁移;悬浮物对污染物的吸附特性和共沉淀规律等。在研究过程中特别要注意几个界面的变化(河-海界面,海-气界面,固-液界面,海-底界面)。③海洋污染的生物学效应研究。这是环境海洋学研究的核心。从生态系统的观点研究污染物对海洋生物的毒性、毒理的作用,特别要注意低含量、长时间所造成的慢性作用。④防治措施的研究。海洋环境一旦遭受严重污染,是难以治理和恢复的,重点在于预防。研究在合理利用海洋自净能力的基础上,提出控制污染物入海量的可行措施,制定和选择沿岸工农业生产布局的最佳方案。
  研究步骤:①背景调查:目的是确定陆源污染物的输入、扩散途径以及在沿岸和公海区域典型动植物中的蓄积量,以便估价它们对生命活动的威胁。②动态监测:其任务是提供海洋环境因素方面的情报资料;定期测定海水、底质和某些指示生物体中各种污染物的含量以及其他水质参数;在海水、底质或某种指示生物体内污染物超过最高容许浓度时发布警报。③基础研究:在上述基础上,研究污染物的转化机理和迁移规律。
  现状和展望 经过20多年的努力,全球海洋污染的基本状况,特别是各滨海国家领海范围的污染状况已经有了清楚的了解。对主要污染物的输入途径、转移规律,尤其是食物链上各营养级生物对污染物的吸收、积累和迁移的机理,认识也较为深刻。生物学效应的研究,在微观上已深入到细胞水平探索有毒物质对海洋生物的毒性毒理作用;在宏观上开始综合分析污染对生态系统影响的基本规律,并由室内实验过渡到现场实验,即所谓现场“控制生态系统污染实验” (CEPEX)。新技术的应用,例如多项参数的自动探测仪、遥感、遥测、地球资源卫星等的应用,以及数学模拟的研究等,为海洋污染的调查研究开拓了新的前景。防治措施由单纯采取阻止陆源污染物入海的“浓度标准”,发展到合理利用海洋自净能力,以环境容量为标准的“总量控制”的综合防治。
  广袤无垠的海洋,具有极大的自净能力,人类目前对它远未达到充分利用的程度。把海洋的自净能力视为资源加以合理开发,将是环境海洋学深入研究的一个方向;低浓度的污染物长时间对海洋生态系统的结构和功能影响的研究是环境海洋学重要的研究内容。
  环境海洋学是由海洋科学中新生长的一门边缘学科,它的发展既要继续吸收母体学科的营养,同时又将对海洋科学的进一步发展起促进作用。

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