利用海洋自身的消毒能力

前面我们曾经做过一个往水盆中滴墨水的小实验。当一滴墨水滴进一大盆清水里，它就很快散开、消失了，显然，墨水被清水稀释冲淡了。大海是地球上最大的水盆，少量污水或污染物进去，也会很快被庞大的水体稀释掉。更何况海水是流动的，它可以把一个地方的污水带到另一个地方去，而波浪、潮汐、海流等水动力又加速着污水稀释和消散的进程。可以想像，如果海洋没有这种能力，那么沿岸地区常年累月有大量污水排入，肯定会污染得比现在严重得多。

其实，在大海里，不仅有水体流动、混合等物理的作用，还有化学和物理化学作用及生物作用。它们都可以在不同程度上使有毒有害的污染物变成低毒低害或无毒无害，从而减轻或消除了污染物可能造成的种种危害。这就是大海生来就具备的一种“消毒”能力。环境科学家统常把这种能力称为海洋的“天然净化能力”或“自净能力”。

实质上，这种“消毒”能力也就是污染物在海洋环境中的净化过程。我们可以把它们分成以下几类：

物理净化：包括污染被水流稀释（冲淡）和混合而使其浓度降低；或者从水体中挥发到大气中而使水中的污染物减少；或者沉淀到海底从而除去了水中的污染物。例如，根据计算，1972～1980年排到大连湾的石油有17万吨，砷约1.2万吨，有机物67万吨。这些污染物在湾内的物理净化作用下，己有10.5万吨石油，万吨砷和绝大部分有机物被搬运到湾外。在很大程度上减轻了大连湾的污染程度。

近年来，欧美、日本和我国分别对布里斯托尔湾、塞汶河、大阪湾、东京湾、渤海湾、胶州湾等进行了物理净化作用的研究。

化学和物理化学净化过程：包括污染物质入海后与海洋中的其他物质（或因子）相遇，或者各种不同来源不同性质的污染物质相遇发生氧化－还原、酸碱反应、分解化合、吸附、凝聚等作用而使其浓度降低或降低其毒性。比如，有机污染物经过氧化—还原作用能最终变成二氧化碳和水。汞、镉、铅、铜等重金属，在海水酸碱度变化的影响下，可以通过价态变化改变其毒性，或者被海水中的胶体物质吸附凝聚而沉淀到海底。

生物净化：污染物质在海洋中被生物吸收、代谢，尤其是被微生物分解而使浓度降低或者变有毒有害为低毒低害甚至无毒无害。目前已知，微生物能降解石油、有机氯农药、多氯联苯以及许多种类的有机污染物。还有许多种微生物能转化汞、镉、铅、砷等金属。

海洋的消毒能力是十分巨大的。凭借着这种能力，海洋“消化”了千万年来由于人类活动排进去的大量废物，成了免费的“污水处理厂”和“污物净化池”。因此，我们应该把海洋的自净能力当作一种宝贵的资源来看待。

然而，大海的“消毒”能力并不是无限的。正如少许几滴墨水滴进一盆清水不会有什么问题，但大量滴进去，就会使清水变黑。同样，无限地、任意地向海洋排放污染物，超过了它的“消毒”能力，海洋照样会受到损害。

例如，美国最大的河流密西西比河本来是墨西哥湾海洋生物的主要营养物来源。早期美国工业的发展也将许多工业废水排入河道，最后汇入湾内，但由于该河水量很大，污染物在入海前已基本得到净化，因此对墨西哥湾内海洋生物影响轻微。可是现在，密西西比河却向湾内输送大量的氰化物、酚、砷、铅、铜、铬、锌、汞以及八十多种有机化合物，导致墨西哥湾的佛罗里达沿岸自1952年以来几乎年年爆发赤潮，海洋捕捞和海水养殖业蒙受巨大损失。

又如，二十世纪六十年代初，我国大连湾沿岸工业也比较集中，但那时湾内水质仍然比较清洁，就连对污染十分敏感的海蜇在岸边也随手可拾。但后来，沿岸城市和工业迅猛发展，排入大连湾的污染物急剧增加，水质恶化，底泥发臭。1984年以来，几乎年年发生赤潮，湾内许多养殖场纷纷关闭或外迁。(www.xing528.com)

可见，无论是墨西哥湾还是大连湾，它们固有的“消毒”能力对于大量污染物的入侵已经招架不住了。

当然。不同的海区，或者同一海区的不同部分，海洋的“消毒”能力是不同的。一般来说，开敞的海区比闭塞的海湾自净能力要大，这是因为在开敞的海区，水动力比较活跃，污染物更容易往外海扩散和输送，而海湾一般水流不畅，与外海水交换的能力较差，污染物很难输送出去。因此，即使受到同样程度的污染物入侵，海湾更容易受到污染。

既然海洋具有一定的自净能力，至关重要的就是我们人类如何合理地利用它。

首先，应该把污染物的排放限制在自净能力允许的范围内。这就要求根据污染物的排放标准控制每一种污染物排到海里去的浓度，同时要根据每一个海区的自净能力规定一定时期内所有污染物排入的总量。因为如果只控制各种污染物的排放浓度，而不考虑整个海区最多能接纳多少污染物，还是有可能造成污染损害的。我们把既充分利用海洋的自净能力，又不致于造成环境损害，一个海区所能容纳的污染物质的最大能力称作这一海区的“环境容量”。某一海区环境容量越大，它可以接纳的污染物就越多。相反，环境容量越小，它可以接纳的污染物就越少。因此，环境容量的大小是衡量一个海区自净能力强弱的综合指标。

此外，正确地选择污水的排污口位置，科学地安排污水的排放方式也是合理利用海洋自净能力的有效措施。

利用海洋自净能力最好的办法是用管道将污水输送到离海岸一定距离的海底，然后用多孔扩散器排放。这就是目前国内外广泛提倡的“污水排海工程”。它的主要依据是，离岸较远的外海，海流、波浪、混合等动力作用比沿岸强烈，对污染物的稀释扩散能力也更强。将污水用管道“引”到这样的地方，再通过多孔扩散器喷出，进一步提高了污水的扩散能力，就可以达到净化水质，保护环境的目的。

早在十九世纪末，英国就建造了世界上第一条海底污水排放管线。它是一条放流管，未端开敞，不带扩散器，污水也不进行事先处理。到二十世纪二十年代，开始建造一些带多孔扩散器的污水排海工程。例如1925年英国某地的污水排海工程就安装了一个有6个喷孔的扩散器。现代的污水排海工程有了很大发展，放流管长度一般从几十米到几公里，排污点水深从十几米到几十米，未端装有不同形状的扩散器，另外，还事先对污水作一定程度的初步处理。目前，世界上已有几百处污水排海工程，主要分布在美国东西海岸，欧洲北海沿岸，地中海沿岸和香港等地。我国上海、深圳，大连等地也都正在建造或准备建造这类污水排海工程。

用污水排海工程排放污水，不仅能较好地利用海洋的自净能力，还有许多其他优点。首先，它的排污点选择有一运的灵活性，可以跨过沿岸的海滨风景区、海水浴场、海水养殖场等保护区，它还可以把本来排在岸边或海湾内的污水引到湾口或湾外，达到保护沿岸或湾内水质的目的。尤其是污水排海工程建成后，日常的运转费用较低。它的总投资要比建造一座相同处理能力的污水处理厂更经济。

例如，大连市拟将市内的一条排污河——马栏河的污水截流，经过污水厂初步（一级）处理后用管道排入附近的黑石礁湾。估计近期每天的污水量为七万吨，远期可达12万吨。设计的排污点离岸1.5公里，水深20.6米，未端的扩散器长度为249米，上有83个喷口，每个喷口间距3米，直径94～102毫米。经过可行性研究表明，采用这样的排污方式可以较好地利用本地区的海洋自净能力，达到既让污水有出路，又保护沿岸风景旅游区和水产养殖的双重目的。