胶州湾主要化学污染物海洋环境容量

• 序

• 前言

• 第一章 胶州湾主要化学污染物排海总量

• 第二章 胶州湾主要化学污染物时空变化特征

• 第三章 胶州湾浮游植物生物量及群落结构分析

• 第四章 胶州湾海洋环境质量分析

• 第五章 化学污染物海洋环境容量理论基础

• 第六章 胶州湾化学污染物水物理迁移自净容量:三维对流-扩散输运模型与计算

• 第七章 胶州湾氮、磷营养盐海洋环境容量:迁移-转化箱式模型与计算

• 第八章 胶州湾石油烃污染物海洋环境容量:迁移-转化箱式模型与计算

• 第九章 胶州湾重金属污染物海洋环境容量:迁移-转化箱式模型与计算

• 第十章 胶州湾海洋生态环境质量变化趋势预测

• 附录

• 跋

本书以中国北方典型半封闭海湾—胶州湾为为目标海域，针对当前普遍关注的中国近海海域海水水质恶化、赤潮灾害频发等重大海洋生态环境问题，在分析胶州湾化学污染物排海总量、海水水质、海洋生态环境质量等历史演变的基础上，阐述了一系列有关海洋环境容量基本概念和一般计算方法等。

本书是以中国北方典型半封闭海湾——胶州湾为目标海域，针对当前普遍关注的中国近海海域海水水质恶化、赤潮灾害频发等重大海洋生态环境问题，在比较系统地分析胶州湾化学污染物排海总量、海水水质、海洋生态环境质量等历史演变的基础上，根据海洋科学、环境科学等基本原理，系统地阐述了一系列有关海洋环境容量基本概念和一般计算方法等。同时．根据化学污染物在多介质海洋环境中迁移一转化模型原理，建立了基于化学污染物在多介质海洋环境中迁移转化箱式模型为基础的海洋环境容量计算方法。在此基础上，计算了胶州湾氮、磷营养盐，石油烃，铅等主要化学污染物海洋环境容量、剩余环境容量等。然后，根据胶州湾主要化学污染物排海总量与青岛市社会经济发展之间关系的定量分析，预测了2020年前胶州湾海洋生态环境质量变化趋势。

环境容量环境容量概述

一个特定的环境（如一个自然区域、一个城市、一个水体）对污染物的容量是有限的。其容量的大小与环境空间的大小、各环境要素的特性、污染物本身的物理和化学性质有关。环境空间越大，环境对污染物的净化能力就越大，环境容量也就越大。对某种污染物而言，它的物理和化学性质越不稳定，环境对它的容量也就越大。环境容量包括绝对容量和年容量两个方面。

环境容量绝对容量

环境的绝对容量(WQ)是某一环境所能容纳某种污染物的最大负荷量，达到绝对容量没有时间限制，即与年限无关。环境绝对容量由环境标准的规定值(WS)和环境背景值(B)来决定。数学表达式有以浓度单位表示的和以重量单位表示的两种。以浓度单位表示的环境绝对容量的计算公式为：

WQ=WS-B

其单位为 ppm。例如某地土壤中镉的背景值为0.1ppm，农田土壤标准规定的镉的最大容许值为1ppm，该地土壤镉的绝对容量则为0.9ppm。

任何一个具体环境都有一个空间范围，如一个水库能容多少立方米的水；一片农田有多少亩，其耕层土壤（深度按20厘米计算）有多少立方米(或吨)；一个大气空间（在一定高度范围内）有多少立方米的空气等。对这一具体环境的绝对容量常用重量单位表示。以重量单位表示的环境绝对容量的计算公式为：

WQ=M(Ws-B)

当某环境的空间介质的重量M以吨表示时，WQ的单位为克。如按上面例子中的条件，计算10亩农田镉的绝对容量，可以根据土壤的密度，求出耕层土壤的重量(M吨)，并把它代入上式，即可求得。如土壤容重1.5克/厘米3，10亩农田对镉的绝对容量为1800克。

环境容量年容量

年容量(WA)是某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准规定的最大容许值的情况下，每年所能容纳的某污染物的最大负荷量。年容量的大小除了同环境标准规定值和环境背景值有关外，还同环境对污染物的净化能力有关。若某污染物对环境的输入量为A(单位负荷量)，经过一年以后，被净化的量为A′，(A′/A)×100%=K,K称为某污染物在某一环境中的年净化率。以浓度单位表示的环境年容量的计算公式为：WA=K(WS-B)。以重量单位表示的环境年容量的计算公式为：WA=K·M(WS-B)。年容量与绝对容量的关系为：WA=K·WQ。如某农田对镉的绝对容量为0.9ppm,农田对镉的年净化率为20%,其年容量则为0.9×20%=0.18ppm。按此污染负荷，该农田镉的积累浓度永远不会超过土壤标准规定的镉的最大容许值1ppm。

环境容量一般可以分为三个层次：

（1）生态的环境容量：生态环境在保持自身平衡下允许调节的范围；

（2）心理的环境容量：合理的、游人感觉舒适的环境容量；

（3）安全的环境容量：极限的环境容量。

指某个地区（空间）可以维持某一特定种的最高的种群水平。按照种群生长的逻辑斯蒂理论，是指上限值K（一个种群的生长），一般的是指由平均气候条件、生境的构造、食物供给量等所决定的可以维持的最大个体数目，在后者的情况下，不把无敌、竞争种等看作决定环境容量的因素，而是把它们看作是限制个体数量的重要原因。

环境容量资源具有可流失性和稀缺性的特点。

（1）可流失性是指环境容量资源以其功能提供服务，而其功能价值又是同时间因素结合在一起的，既可被利用，也可随时间流失；

（2）稀缺性是指环境容量资源总量有限，不能满足人类的需求，随着人口的增长和社会生产力的发展，人们对环境容量资源的需求越来越大。环境容量资源稀缺性的特点日益突出。

环境容量主要应用于环境质量控制，并作为工农业规划的一种依据。任一环境，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则越少。污染物的排放，必须与环境容量相适应。如果超出环境容量就要采取措施，如降低排放浓度，减少排放量，或者增加环境保护设施等。在工农业规划时，必须考虑环境容量，如工业废弃物的排放，农药的施用等都应以不产生环境危害为原则。在应用环境容量参数来控制环境质量时，还应考虑污染物的特性。非积累性的污染物，如二氧化硫气体等风吹即散，它们在环境中停留的时间很短，依据环境的绝对容量参数来控制这类的污染有重要意义，而年容量的意义却不大。如在某一工业区，许多烟囱排放二氧化硫，各自排放的浓度都没有超过排放标准的规定值，但合起来却大大超过该环境的绝对容量。在这种情况下，只有制定以环境绝对容量为依据的区域环境排放标准，降低排放浓度，减少排放量，才能保证该工业区的大气环境质量。积累性的污染物在环境中能产生长期的毒性效应。对这类污染物，主要根据年容量这个参数来控制，使污染物的排放与环境的净化速率保持平衡。总之，污染物的排放，必须控制在环境的绝对容量和年容量之内，才能有效地消除或减少污染危害。