余氯对海洋生态系统供给功能影响的研究

论文摘要

随着沿海经济的迅猛发展,海洋工程越来越多的开展,近海海域生态环境日趋恶化,不但使海洋生态系统服务功能遭受不同程度的损害和流失,也对沿岸渔业经济发展和人体健康造成诸多不利影响。本文正是从生态系统服务功能的角度研究洋山工程对海洋生态的影响,选取LNG工程产生的余氯排放水为例,通过毒理实验研究余氯对海洋生物的毒理效应并探讨了资源损失评估方法,期望为今后评估涉海工程对海洋生态环境的影响及海洋渔业资源损失计算标准的制定提供参考,从而更好地保护生态系统的稳定。通过本文研究,主要得到以下几点结果:1.为研究海洋工程对海洋生态系统服务功能的影响,本文首先分析洋山工程建设对海洋生态系统有不利影响的作业内容,并结合工艺分析,进一步筛选影响海洋生态系统服务功能的因子,主要是悬浮物、冲击波和填埋。悬浮物和冲击波导致渔业资源数量明显下降,从而影响生态系统供给功能,随着施工范围缩小,其影响压力降低,至2007年,渔业资源数量基本回升至工程前的水平。由此推测,工程对海域生态供给功能的影响主要来自其施工阶段。营运期的影响主要是港口区和航道区限制了渔民捕捞作业,使得该水域渔业产量有所下降。在生态系统调节功能方面,工程没有向环境注入大量废水和废弃物,实测结果显示,2002-2006年,洋山水域营养盐的含量未见明显增高。在景观方面,洋山工程的实施严重影响了原有景观,但也催生出东海大桥等新的景观,旅游收入有了明显增长。在生态系统支持功能方面,施工阶段悬浮物和冲击波明显地影响海洋生物（浮游动物、浮游动物和底栖动物）数量,然而目前数量已经恢复,或有明显恢复的趋势,这表明工程营运期对海洋生物数量影响不大。总之,洋山工程的实施对洋山水域产卵场和索饵场功能维持的影响是在可接受范围内的。2.实验室条件下模拟某LNG工程冷排水中余氯排放,并通过毒理实验研究海洋中余氯对大黄鱼（Larimichthys crocea）仔鱼和幼鱼的毒理效应。结果表明,仔鱼在余氯浓度为0.14 mg·L-1和0.20mg·L-1时出现一定死亡,其它低浓度下死亡率为0;幼鱼死亡受余氯影响不显著。2009年调查资料显示,仔鱼和幼鱼的平均密度为8.75×106 ind.·km-2和5.39×103 ind.·km-2。根据环境影响评价报告书的余氯扩散场预测数模,0.01 mg·L-1、0.05 mg·L-1和0.10 mg·L-1三个余氯浓度的最大扩散面积分别为0.248km2、0.047km2和0.010km2,内插值法求出水体中对应的仔鱼死亡率分别为0.00%、0.00%和6.68%,幼鱼死亡率分别为4.13%、4.72%和0.92%。结合渔业资源损失评估公式W=D×V×M估算,该LNG工程余氯排放对临近海域仔鱼和幼鱼的损失量分别为5.84×105 ind.和6.77×103ind.。2010年同期调查数据表明,该海域仔鱼和幼鱼的尾数密度分别为40.63×106 ind.·km-2和13.89×103 ind.·km-2,远高于2009年同期的资源密度,因此认为该LNG工程余氯排放短期内对海洋鱼类影响不显著。3.在实验室条件下模拟某LNG工程冷排水中的余氯排放,并通过毒理实验研究海洋中余氯对南美白对虾（Penaeus vannamei Boone,1931）幼体的毒理效应。结果表明,南美白对虾幼体在设定的0.00 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.08 mg·L-1、0.14 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.26 mg·L-1浓度条件下,存活率分别为100%、100%、88.89%、61.25%、56.25%和20.83%,表现出存活率随着余氯浓度的升高而降低的趋势,得到其拟合趋势线为y= -2.7257x2+3.2307x+101.24。2009年9月虾类幼体的尾数密度平均值为125.41×103 ind.·km-2。根据环境影响评价报告书的余氯扩散场预测数模,0.01 mg·L-1、0.05 mg·L-1和0.10 mg·L-1三个余氯浓度的最大扩散面积分别为0.248km2、0.047km2和0.010km2,内插值法求出水体中对应的虾类幼体的致死率分别为0.00%、5.56%和20.32%。结合渔业资源损失评估公式W=D×V×M估算,该LNG工程余氯排放对临近海域幼虾的损失量分别为58.23×103ind.。2010年同期调查数据表明,该海域幼虾的尾数密度分别为9.17×103 ind.·km-2,远低于2009年9月该海域调查所得虾类幼体的尾数密度,但根据调查资料,2010年9月该海域调查所得的虾类幼体比（7.76%）远低于2009年9月（69.38%）。由此推测,该海域2010年9月虾类幼体数量显著减少并不是余氯排放引起的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 生态系统服务功能的研究现状
• 1.2.2 余氯的不稳定性质
• 1.2.3 余氯对海洋生物毒理效应的研究现状
• 1.2.4 渔业资源损失评估的研究现状
• 1.3 本文研究的内容
• 1 洋山工程对杭州湾海洋生态系统服务功能影响评价
• 1.1 材料与方法
• 1.2 工程影响因子背景分析
• 1.2.1 影响海洋生态系统的工程内容和性质
• 1.2.2 影响海洋生态系统主要因子筛选
• 1.3 影响海洋生态系统服务功能要素的变化
• 1.3.1 石油烃、COD、总磷和总氮
• 1.3.2 渔业资源
• 1.3.3 鱼卵仔鱼
• 1.3.4 浮游动物
• 1.4 结果与讨论
• 1.4.1 对供给功能的影响
• 1.4.2 对调节功能的影响
• 1.4.3 对文化功能的影响
• 1.4.4 对支持功能的影响
• 2 冷排水中余氯对鱼类毒理效应和资源损失量估算方法研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 渔业资源调查方法
• 2.1.4 数据统计方法
• 2.2 结果
• 2.2.1 余氯对大黄鱼的影响
• 2.2.2 工程排水口附近鱼卵仔鱼分布和密度
• 2.2.3 工程排水口附近鱼类数量分布和平均密度
• 2.2.4 调查水域余氯扩散情况
• 2.3 讨论
• 2.3.1 工况浓度排放条件下余氯对大黄鱼仔幼鱼的毒性
• 2.3.2 量化计算的参数分析
• 2.3.3 损失量计算
• 2.3.4 损失量计算的验证
• 3 冷排水中余氯对虾类毒理效应和资源损失量估算方法研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 渔业资源调查方法
• 3.1.4 数据统计方法
• 3.2 结果
• 3.2.1 余氯对南美白对虾的影响
• 3.2.2 工程排水口附近虾类数量分布和平均密度
• 3.2.3 调查水域余氯扩散情况
• 3.3 讨论
• 3.3.1 工况浓度排放条件下余氯对南美白对虾幼体的毒性
• 3.3.2 量化计算的参数分析
• 3.3.3 损失量计算
• 3.3.4 损失量计算的验证
• 4 总结
• 4.1 结论
• 4.1.1 洋山工程对杭州湾海洋生态系统服务功能的影响
• 4.1.2 冷排水中余氯对鱼类的毒理效应和损失量估算
• 4.1.3 冷排水中余氯对虾类的毒理效应和损失量估算
• 4.2 研究展望
• 4.2.1 本文创新点
• 4.2.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢