海洋自净能力指的是海洋环境通过自身的一系列物理、
化学及生物过程,使得污染物质的浓度得以降低甚至消除的能力。
海洋自净能力受到多种因素的影响,包括地形、海水流动、温度、盐度、酸碱度(pH)、氧化还原
电势(Eh)以及生物丰富度等。此外,污染物本身的特点和浓度也是影响因素之一。
海洋自净能力的表现可通过污染物浓度的下降率和相关参数的变化率来衡量。快速的自净主要依赖于海域的动力条件,如风力、环流和水交换能力等因素所导致的稀释和扩散。长期来看,
化学环境和生物降解菌群的丰富度对自净起到重要作用。海洋自净能力也可理解为水体环境所能承受的污染负荷上限。利用海洋自净作用可以适度减少人工污水处理的需求,从而节约环保投资。
物理净化涉及污染物质的稀释、扩散、混合和沉淀,从而使浓度降低。污水中的可沉性固体会在水流较弱处沉积形成污泥,而悬浮体、胶体和溶解性污染物则因混合和稀释而浓度降低。污水的稀释程度通常以稀释比来表示,对于河流而言,这是参与混合的河水流量与污水流量的比例。在湖泊、水库和海洋中,影响污水稀释的因素还包括水流方向、风向和风力、水温和
潮汐等。
化学净化主要是通过海水
物理化学条件的变化引起的氧化还原、化合分解、
吸附凝聚、交换和络合等化学反应实现的。例如,有机污染物经过氧化还原作用最终转化为
二氧化碳和水。金属元素如汞、镉、铬、铜等在海水酸碱度和盐度变化的影响下,其离子价态会发生改变,从而改变其毒性或被胶体物质吸附并沉淀于海底。海水中存在的各种配合体或螯合剂也能与污染物发生络合反应,改变其存在状态和毒性。金属元素的价态变化对其化学性质和迁移、净化能力产生直接影响。影响
化学净化的因子包括pH、Eh、温度和海水中化学组分及其形态等。
生物净化是由微生物和
藻类等生物通过代谢作用将污染物质降解或转化成低毒或无毒物质的过程。例如,
甲基汞可以转化为金属汞,石油烃可以被氧化成
二氧化碳和水。微生物在降解有机污染物的过程中会消耗水中的溶解氧,因此可以通过测定一段时间内
氧气的消耗量来评估水体污染的程度。已知有许多种微生物能够降解石油、有机氯农药、
多氯联苯和其他有机污染物。不同微生物和污染物种类以及环境条件会影响其降解
速率。还有一些微生物能够转化汞、镉、铅、砷等金属。尽管海洋广阔,自净能力强,但它并非无限的资源,因此有必要对其进行合理开发利用。
虽然海洋具有强大的自净能力,但在
人类活动密集的近海地区,由于水交换能力受限,可持续利用的自净能力非常有限。因此,应该将自净能力视为一种宝贵的环境资源进行合理开发和利用。