[科普中國]-海洋自凈作用

污染物進入海洋后經(jīng)物理、化學(xué)和生物學(xué)作用使有毒物質(zhì)濃度降低、毒性減少或消失從而改善水質(zhì)的過程。千百年來，人類把海洋當(dāng)成巨大的傾泄垃圾和排放污水的場所。這些物質(zhì)在海洋里經(jīng)過稀釋、擴散、沉淀、揮發(fā)、氧化還原反應(yīng)以及生物降解、轉(zhuǎn)化作用使污染物質(zhì)濃度及毒性下降，最終消失，使整個海洋本身尚未出現(xiàn)嚴重惡化和污染。浩瀚的海洋有巨大的自凈能力，但并不是無限的；超過自凈能力的局部海區(qū)已經(jīng)水質(zhì)惡化，水產(chǎn)資源受到破壞。1

海洋自凈過程的分類海洋自凈過程按其發(fā)生機理可分為：物理凈化，化學(xué)凈化和生物凈化。三種過程相互影響，同時發(fā)生或相互交錯進行。一般說來，物理凈化是海洋自凈中最重要的過程。

物理凈化主要是通過稀釋、擴散、吸附、沉淀或氣化等作用而實現(xiàn)的自然凈化。海水的快速凈化主要依靠海流輸送和稀釋擴散。在河口和內(nèi)灣，潮流是污染物稀釋擴散最持久的營力。如隨河流徑流攜入河口的污水或污染物，隨著時間和流程的增加，通過水平流動和混合作用(主要是湍流擴散作用)不斷向外海擴散，使污染范圍由小變大，濃度由高變低，可沉性固體由水相向沉積相轉(zhuǎn)移，從而改善了水質(zhì)。

化學(xué)凈化主要由海水理化條件變化所產(chǎn)生的氧化還原、化合分解、吸附凝聚、交換和絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)的自然凈化。如有機污染物經(jīng)氧化還原作用最終生成二氧化碳和水等。汞、鎘、鉻、銅等金屬，在海水酸堿度和鹽度變化影響下，離子價態(tài)可發(fā)生改變，從而改變毒性或由膠體物質(zhì)吸附凝聚共沉淀于海底。海水中含有的各種配合體或螯合劑也都可以與污染物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，改變它們的存在狀態(tài)和毒性。價態(tài)的變化直接影響這些金屬元素的化學(xué)性質(zhì)和遷移、凈化能力。影響化學(xué)凈化的因子有pH、Eh、溫度和海水中化學(xué)組分及其形態(tài)等。如大多數(shù)重金屬在強酸性海水中形成易溶性化合物，有較高的遷移能力；而在弱堿性海水中易形成羥基絡(luò)合物如Cu(OH)+、Pb(OH)+、Cr(OH)等形式沉淀而利于凈化。一般說來，可溶性的化學(xué)物質(zhì)凈化能力較弱，難溶性物質(zhì)因其易沉入底而凈化能力較強。

生物凈化微生物和藻類等生物通過其代謝作用將污染物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化成低毒或無毒物質(zhì)的過程。如將甲基汞轉(zhuǎn)化為金屬汞，將石油烴氧化成二氧化碳和水。

微生物在降解有機污染物時，要消耗水中的溶解氧。因此，可根據(jù)在一定期間內(nèi)消耗氧的數(shù)量多少來表示水體污染的程度。目前已知微生物能降解石油、有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯以及其他各種有機污染物。其降解速率因微生物和污染物的種類和環(huán)境條件而異。還有許多種類微生物能轉(zhuǎn)化汞、鎘、鉛、砷等金屬。

由于海洋遼闊，自凈能力也大，人們一直把它看成是天然的最大凈化池而任意傾廢或排污，但海洋的自凈能力并不是沒有限制的。為了合理利用海洋環(huán)境自凈功能，保護和改善海洋環(huán)境，研究和掌握海洋環(huán)境自凈機理，是海洋環(huán)境科學(xué)研究的一項重要任務(wù)。2

影響海洋自凈的因素海洋環(huán)境的自凈是一個復(fù)雜的自然過程，自凈能力越強，則對污染物的凈化速度越快。影響自凈能力的因素有多種，如地形、海水的運動、溫度、鹽度、酸堿度、氧化還原電位、生物活動以及污染物本身的性質(zhì)和濃度等。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門大學(xué)