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《中国海洋大学》 2004年
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胶州湾石油轻污染物环境容量模型研究及其应用

李克强  
【摘要】:论文在应用胶州湾石油烃分布动力学模型基础上,针对胶州湾石油烃污染物环境容量问题,就其中浮游植物模块、物理水动力输运模块和大气挥发模块相关参数进行了改进,并结合胶州湾营养盐循环收支模型,完善了胶州湾石油烃污染物环境容量模型。其中,通过在胶州湾进行现场培养实验,为模型提供了浮游植物生长的石油烃影响因子;通过物理水动力模拟,为模型提供了石油烃物理水动力自净容量;通过模型研究,定量给出了胶州湾石油烃污染物的自净容量及在不同污染水平下,胶州湾石油烃污染物环境容量和剩余环境容量的大小,并据此研究,探讨了石油烃污染物对胶州湾生态系统的影响。具体实验成果及内容如下: ●通过实验室培养和现场培养两种方法,讨论了在不同石油烃浓度下石油烃对胶州湾浮游植物生长的影响,实验结果表明,在低浓度石油烃时,石油烃会促进浮游植物生长,并建立了石油烃条件下海洋浮游植物生长模型,为石油烃污染物环境容量模型提供了浮游植物生长的石油烃影响因子;并通过实验探讨了石油烃对浮游植物吸收营养盐的影响,实验结果似乎表明,在一定石油烃浓度范围内,石油烃对浮游植物吸收PO_4-P有一定的促进作用,浓度越大促进作用越强,石油烃对浮游植物吸收NO_3-N有一定的抑制作用,浓度越大抑制作用越强。 ●应用胶州湾污染物三维输运的对流扩散数值模型,对胶州湾石油烃输运进行了数值模拟。模拟结果与监测值能较好的吻 中国海洋大学硕士学位论文 合,说明此模型结构合理:结果表明,胶州湾石油烃水动力 自净有明显的季节变化,主要受河流输入季节变化影响,同 时,潮汐变化和季风都不同程度的对水动力交换有影响,表 计并 现出秋冬季节交换量大 动力交换有大小潮之分 春夏季节交换量小的特征,每月水 大潮交换量大,小潮交换量小; 算了1997年胶州湾水动力自净容量,大约为100吨左右; 计算了胶州湾污染物半交换时间,半交换时间为28天左右 并提出了潮汐影响因子和季风影响因子, 境容量模型提供了污染物水动力输运参数 为石油烃污染物环 .在胶州湾石油烃分布动力学模型与营养盐循环收支动力学 模型的基础上完善了胶州湾石油烃污染物环境容量模型,就 其中浮游植物模块和物理水动力模块、大气挥发模块进行了 改进,并将石油烃影响因子和水动力输运参数引入模型中, 模型运行结果表明,此模型可以较好的模拟胶州湾石油烃和 浮游生物季节变化,说明,该模型逻辑结构、动力学方程和 模型参数基本合理。 .根据石油烃污染物环境容量模型建立了胶州湾海域石油烃 污染物海洋环境容量计算方法。据此模型,分别计算了胶州 湾石油烃污染物的自净容量,比较了各自净过程对胶州湾石 油烃污染物去除的贡献,以及在不同海水水质标准条件下胶 州湾石油烃污染物标准自净容量、环境容量和剩余环境容 量。结果表明,大气挥发、微生物降解和水动力输出自净过 程是胶州湾具有一定石油烃污染物自净能力的主要原因,其 相对自净容量分别为48%,28%和23%,而生物富集、地球 化学相对自净容量都小于1%,可以忽略其对胶州湾石油烃 污染物自净容量的贡献。在一、二类,三类和四级国家海水 水质标准下,环境容量(ECo)分别为1 .skt/a、gkt/a、1 skt/a。 并推断,今后胶州湾在保持一、二类海水水质标准条件下可 胶州湾石油烃污染物环境容量模型及其应用 再接纳6O0t左右石油烃污染物。 .在调查的基础上,分析了渤海海域石油烃污染状况,并据此, 参照胶州湾石油烃污染物环境容量模型建立了渤海石油烃 污染物环境容量模型,估算了渤海海域石油烃污染物环境容 量和剩余环境容量。在一、二类,三类和四类国家海水水质 标准下,环境容量分别为29k tzy,1 77kt/y和298kt/y,各 海域在一、二类国家海水水质标准下石油烃污染物环境容量 分别为,渤海湾skt/a,辽东湾8.skt/a,莱州湾 4.gkt/a,渤 海中部10kt/a。结果表明,模型基本符合渤海海域石油烃污 染物调查结果。在现有石油烃污染物水质状况下,渤海海域 有能力执行一、二类国家油类海水水质标准,尚有一定的纳 污能力。具体讲,在一、二类国家海水水质标准条件下,渤 海海域可再接纳13kt左右石油烃污染物。 总之,本文完善了胶州湾石油烃污染物环境容量模型, 据此建立了海水中石油烃污染物环境容量的计算方法,在综合 考虑各自净过程的基础上计算了胶州湾海域石油烃污染物环境 容量,并在调查的基础上估算了渤海海域石油烃污染物环境容 量,为胶州湾及渤海海域石油烃污染物排海总量控制提供了依 据,并为石油烃污染物海洋环境治理提供了科学基础。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X55

【引证文献】
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