淮河

[拼音]：haiyang wuranwu de qianyzhuanhua)

[外文]：marine pollutant transfer

在海洋環境中汙染物通過參與物理、化學或生物過程而產生空間位置的移動，或由一種地球化學相（如海水、沉積物、大氣、生物體）向另一種地球化學相轉移的現象稱為汙染物的遷移；汙染物由一種存在形態向另一種存在形態轉變則稱為汙染物的轉化。遷移與轉化是兩個不同的概念，但遷移過程往往同時伴隨發生形態轉變，反之亦然。例如工業廢水中的六價鉻在遷移入海過程中可以被還原為三價鉻，三價鉻在河口水域由於介質酸鹼度的改變形成氫氧化鉻膠體，後者在海水電解質作用下發生絮凝，沉降在河口沉積物中。上例說明：由於化學反應和水流搬運，鉻在遷移中價態和形態均發生了變化，並由水相轉入沉積相。

遷移轉化過程

海洋環境是一個複雜的系統，它包括海洋本身及其鄰近相關的大氣、陸地、河流等區域，且可按其地理和生態特徵分為若干亞系統。汙染物向海洋環境和在海洋環境中的遷移轉化過程主要有以下 3種：

（1）物理過程。汙染物被河流、大氣輸送入海，在海氣介面間的蒸發、沉降；入海後在海水中的擴散和海流搬運；以及顆粒態汙染物在海洋水體中的重力沉降等，都屬於物理遷移過程。

（2）化學過程。由於環境因素的變化，汙染物與環境中的其他物質產生化學作用，如氧化、還原、水解、絡合、分解等，使汙染物在單一介質中遷移或由一相轉入另一相，都屬於化學遷移過程。它常常伴隨有汙染物形態的轉變。

（3）生物過程。汙染物經海洋生物的吸收、代謝、排洩和屍體的分解，碎屑沉降作用以及生物在運動過程中對汙染物的搬運，使汙染物在水體和生物體之間遷移，或從一個海區或水層轉到另一海區或水層，以及在海洋食物鏈中的傳遞，都屬於生物轉運過程。微生物對石油等有機物的降解作用和對金屬的烷基化作用則是重要的生物轉化過程。

汙染物在海洋環境系統中的物理、化學和生物遷移轉化過程可以按不同區域和不同介面分類（見表）。

表中第Ⅰ類過程發生在汙染物入海前，影響和決定入海汙染物的性質和形態特徵。第Ⅱ類各介面過程支配著汙染物進入海洋或從海洋輸出的場所(大氣或沉積物)和速率。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類過程支配和決定汙染物在海洋中的分佈和最終歸宿。第Ⅴ類過程決定汙染物在海洋生態系中的分佈，是制定最終環境質量標準的基礎。1976年國際海洋汙染物遷移討論會將最重要的遷移過程總結歸納為:空氣-海洋；河流-海洋；顆粒物-海洋；沉積物-海洋和生物-海洋等五個介面。並提出研究內容主要是：汙染物的形態及其遷移過程中的轉變；介面輸出、輸入速率，通量和機制；各類汙染物在海洋環境中的最終歸宿。

汙染物在海洋環境各介面的遷移

（1）空氣－海洋介面。大氣輸送是陸源汙染物入海的重要途徑之一。陸源重金屬微量元素（如汞、鉛等），包括某些石油烴和有機氯在內的有機物，放射性核素和微生物等都可從大氣沉降到海面，富集在海洋表面微層中（小於 0.1毫米厚度的薄層）。當微表層氣泡破碎時，汙染物也可從海水回到大氣。微表層對控制海－氣間物質的交換速率起著支配作用。大部分物質在海－氣介面都以二個方向進行遷移，但淨通量是輸入海洋。大氣輸送往往是某些汙染物的主要入海途徑，如已知重金屬汙染物鉛和汞從海面氣溶膠進入大洋的量大於河流輸入量。另一方面，通過海-氣交換作用，也可使近海傾廢區的某些汙染物通過大氣向陸地輸送。

（2）河流－海洋介面。河口海域是人類活動影響最大的區域。全世界的汙染物質大部分是經過河流入海的。河-海介面物理混合過程較快，且由於酸鹼度、鹽度等環境因素的改變、化學過程也較為複雜。每年經河流進入海洋的淡水量約4×1016升，包括溶解和顆粒態金屬和有機汙染物在內的懸浮物質和溶解鹽類約2×1013千克，其中18％左右是溶解鹽類，82％左右是懸浮固體物質。

河流輸送的溶解態和懸浮態汙染物的行為取決於物質的理化性質和複雜的環境因素的相互作用。例如環境酸鹼度、鹽度、氧化－還原狀況、有機物和膠體的含量等都對汙染物遷移有影響，而且隨不同河口和地理環境而異。許多河口海域的氧化－還原電位和溶解氧含量在水平和垂直方向上都有差異，這就使變價元素在同一海域的不同部位有不同的價態（如As3+和As5+， Cr3+和Cr6+，M2+n和M4+n等），遷移能力也隨之發生變化。一些重金屬離子(如 Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+)可以被河流中膠體或顆粒物吸附，或在河口區的氫氧化物膠體吸附，或在海水電解質作用下產生絮凝、沉降，富集在河口沉積物中。另一些重金屬離子形成氫氧化物沉澱（如氫氧化鉻）。腐殖質等有機物質和有機汙染物（如洗滌劑）可以改變膠體和顆粒物質的電位和離子交換效能，鹽度可以影響絮凝作用的速率，從而影響汙染物的遷移和歸宿。一般說來，與淡水一道進入海灣和河口的顆粒物質，其中只有一部分到達深海，大部分都滯聚在河口海域和沿岸沉積物中。

（3）顆粒物－海洋介面。顆粒物質不僅在河流向海洋輸送汙染物質中起主要作用，而且在汙染物進入海洋後向海底的遷移過程中也起著重要作用。在河口海域，一方面顆粒物可以吸附離子或分子態汙染物使之從水體轉入沉積物，另一方面吸附了汙染物的河生顆粒物質在河口海域，由於顆粒物表面積縮小或吸附平衡改變，或與海水中高濃度的鈣、鎂離子交換，被吸著的汙染物離子或分子也可以解吸，從顆粒物重新進入水體。海洋中大多數顆粒物的粒徑範圍為1～100微米，在水中的沉降速率與粒徑大小成正相關。據測定，100微米粒徑石英球在10℃時的沉降速率為0.7釐米/秒。海洋顆粒物質的成分主要是無機碎屑和生物屍體、糞粒、骨骼，它們的丰度決定於從海面和大陸邊緣進入海洋的無機物質的量和海洋生物的數量及活動。在顆粒物沉降過程中，還伴隨著對海水中溶解元素的吸附和解吸作用。

（4）沉積物－海洋介面。沉積物是大多數海洋汙染物的最後歸宿和儲藏庫。在這個介面發生著複雜的物理、化學和生物過程。其中微生物氧化還原作用是重要因素。到達海底的顆粒態汙染物也可以由於底層流和波浪的作用再懸浮而回到水體，或被底層流搬運而再遷移，再遷移的汙染物在底層流減弱後可以在另一地點再沉積。進入沉積物的部分汙染物經過長期的成岩作用可以最終埋藏在沉層沉積物中，表層沉積物中有機結合態汙染物可被氧化、分解而進入間隙水。由於汙染物濃度在間隙水中高於上覆水，濃度梯度產生的擴散作用可使汙染物從間隙水向上覆水擴散而形成對水體的“二次汙染”。沉積物的緩慢蓄積過程還受到底棲生物（如掘穴動物）擾動作用的影響。底棲動物不僅可以攪動沉積物改變理化環境，如改變溶解氧含量和氧化還原電位，而且還可以泵吸海水，增強沉積物-間隙水間的交換作用。底棲動物對某些汙染物的攝入、積累和排洩作用也是深海汙染物的一種重要遷移過程。

（5）生物－海洋介面。海洋生物通過不同的方式從海洋環境中吸收和累積汙染物，並經同化和轉化，在海洋食物鏈中的傳遞，以及向體外的排洩等作用，構成了汙染物的生物遷移轉化系統。海洋生物對許多種重金屬元素和有機氯農藥的濃縮係數可達103～105。汙染物進入生物體後，有的不經過同化作用，也沒有改變形態即向體外排洩，有的經過同化作用，改變了形態後再排洩。如有的生物吸收有毒的離子態金屬，排出無毒或低毒的有機結合態金屬。底棲生物如貽貝和牡蠣對重金屬、烴類、石油和農藥都有較大的積累作用。已被用來作為海洋汙染的指示生物。

意義

研究海洋汙染物的遷移轉化過程不僅可以瞭解汙染物從汙染源排入海洋環境的輸送途徑、遷移轉化過程和最終歸宿，還可以瞭解海洋汙染物對海洋水產資源的影響，為海洋傾廢區域的選擇提供依據；對研究海底石油等礦產資源開發造成對海洋環境質量的影響，為海水水質標準的制訂、海洋環境影響評價和海洋環境管理等提供科學依據。而且遷移轉化規律的研究還具有海洋地球化學的理論意義。

參考書目

聯合國海洋汙染科學問題專家組：《海洋健康狀況評價》，海洋出版社，北京，1984。(GESAMP，The Reviewof the Health of the Oceans，UNESCO Press，Paris，1982.)

H.L.Windon，R.A.Duce，Marine Pollutant Transfer，Lexington Books，D.C.Heath & Co.，Lexington，Mass，U.S.A.，1976.