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关键词:Auto CAD,环境工程,教学探索,海洋特色
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)05(c)-0000-00
Teaching Practice and Exploration of Environment Engineering CAD Based on Marine Characteristic
Qingguo Chen Mei Liu Jingya Sun Yibing Deng
(College of Marine Science and Technology, Zhejiang Ocean University, Zhoushan, Zhejiang 316000)
Abstract:Based on characteristics of environmental engineering CAD course and marine characteristically environmental engineering, the choice of teaching material and AutoCAD software version during the teaching procedure of environmental engineering CAD was introduced, the course teaching and examination methods, the adjustment of teaching content and combination of professional characteristics were also explored.
Keywords: Auto CAD, environmental engineering, teaching exploration, marine characteristic
CAD即计算机辅助设计(Computer Assist Design),特指计算机辅助绘图和设计软件。在众多CAD软件中,最著名和应用最为广泛的是美国Autodesk 公司开发的Auto CAD软件。该软件自1982年推出第一版本后,便受到用户推崇和推广,伴随着用户操作系统的更替(从DOS到WINDOWS系列),版本一直更新推出,功能也越来越强大,2003年至今,每年推出以下一年份命名的AutoCAD版本,现在最新版本的为AutoCAD2014 [1]。作为当今辅助设计的主导软件之一,Auto CAD被广泛用于环境、建筑、机械、电子、航空和纺织等行业,是大学工科专业教学的重要内容[1,2]。从近几年的就业信息来看,具有较高AutoCAD应用技能已成为工科专业毕业生找到一份理想工作必备条件。
作者所在的浙江海洋学院是一所海洋特色的高等院校,主要针对环境科学、环境工程本科专业的学生开设了环境工程CAD 课程。根据本校开设环境工程CAD课程的教学现状,探索在Auto CAD 软件教学过程中运用相适应的教学方法,在环境工程的专业知识背景下,让学生通过有限学时的学习能够熟练掌握并应用Auto CAD软件进行环境工程领域专业图纸的绘制与设计,提出自己的心得和建议。
1.教材与CAD软件版本的选择
由于环境工程CAD可选用的专业教材较少,而通用Auto CAD教材专业性不强,多与机械、土木工程内容相关[3],所以在教学过程中要根据本专业的特点,适当增减内容,以便更符合本专业学生的教学。还有,专业教材中使用Auto CAD的版本远跟不上Auto CAD软件的更新速度,教学过程中要注重不同Auto CAD不同版本之间的差异性教学,教学中以Auto CAD 2008版本为基础,鼓励学生在课下自学并使用最新的软件版本,并在使用过程中自主发现新旧版本之间的差异性,这样往往更能激发学生学习的兴趣。另外,可以向学生介绍与Auto CAD兼容的、在企业中应用十分广泛的中国国产CAD软件中望CAD、浩辰CAD、尧创CAD等,并鼓励有兴趣的同学下载并尝试使用,并选择符合自己使用习惯的CAD软件。这样可以拓展学生使用CAD软件的渠道。
2.适宜的课程教学与考核方法
本专业开设的环境工程CAD教学共48学时,分为理论教学(16学时)和上机实验(32学时)两部分。理论教学由于客观条件限制,是在教室中讲授。在教学过程中发现学生在理论教学的学习热情远低于上机实验。在理论课堂如果一直演示讲解,即使是运用动画、声音等多媒体技术,学生也易于疲劳,教学效果不理想。因此,采用互动式教学、试错法教学与演示教学相互结合,提高学生的学习积极性。通过提问一些带有探索性的问题,吸引学生的注意力,调动学生的积极性[4],学生提出想法后让学生在课堂中现场操作演示,往往学生在操作过程中会有问题,就让大家提出如何改正,帮助他完成演示操作,其他同学有其他可以完成的操作方法,也可在现场演示操作,并比较不同方法的优劣。通过这个互动过程,学生会对所涉及的命令操作印象深刻。在随后上机实验中补充类似的题目让他们完成,巩固这些命令操作,效果很显著。
在上机实验室,在学生基本掌握要求的绘制命令时,布置一两道稍有难度实例绘制题,让其在规定的时间内完成,这样不仅可以激发学生专研兴趣,还培养其解决实际问题的能力。
学生的考试成绩的构成是理论考试和上机操作各占50%。上机操作包括平时上机操作表现及1次综合练习操作的成绩及1次课后大作业。课后大作业是给定相关数据,进行环境工程专业的图纸的设计及绘制。这样既可以对学生掌握的基本概念和基本理论知识进行测试,又可以对Auto CAD软件的操作熟练程度及整体构图能力进行考核。
3.教学内容的调整
以往环境工程CAD教学内容以二维图形绘制为主,局限在CAD 软件的基本功能和基本操作上,三维绘图设计不讲或少讲。这是由于大部分目前使用的工程图仍是二维平面图形,而且三维立体图形的教学与学习难度也较大,学生学习的积极性也不高。但近几年,随着计算机硬件和软件的飞速发展, 用人单位对三维设计和建模人才的需求也越来越旺盛。根据近两年学生去相关企事业单位实习的反馈意见,实习单位大多需要学生会利用AutoCAD进行三维绘制和建模。 在AutoCAD2008以后的版本,绘制三维立体图形的功能越来越强大,也越来越方便和快捷,因此需要在教学过程中增加三维绘图设计内容,并注重对学生三维设计思想和能力的培养,提高学生的三维空间想象能力和拓宽视野[3]。
4.教学内容与环境工程专业紧密联系。
由于环境工程CAD与普通Auto CAD教学要求不同,具有环境工程专业特色。在进行软件各功能教学时,尽量使用与环境工程相关的常用的简单实例进行介绍,例如以指北针、风玫瑰、标高、水泵符号为例,介绍相关的绘制编辑命令、图层、块、图案填充、标注等操作。
在学生上机或布置课下作业时,选择环境工程专业主要涉及的大气、水、固体废弃物等[6]污染治理与控制典型实例练习绘制。例如除尘器装置、污水处理工艺各构筑物的与流程、垃圾焚烧装置平面图与剖面图绘制。使本专业的学生通过本课程的学习具备典型环保设备或单元构筑物的绘制能力。
5.体现海洋特色
由于浙江海洋学院是一所海洋特色的高等院校,环境科学系本科生培养方向,除了普通环境科学系本科生的培养要求外,他们其实还兼具海洋化学方向的人才培养目标。因此,在环境工程CAD的教学过程中,可以增加涉及海洋化学工程与技术方面的实例工程绘制。例如海水淡化、海洋资源综合利用如海水提溴、海水提镁、海水烟气脱硫等所涉及的装置及工程图。这样既可以拓宽学生的知识面,提升学生的工程设计能力,也可以使我们学生的专业培养真正体现海洋特色。
6.结语
环境工程CAD教学效果的提高,需要教师在教学实践中不断地探索、发现、总结新的教学方法和手段,在本课程的教学中引入先进的教学理念。只有这样,才能达到社会需求的环境类人才的培养目标。
参考文献
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[4] 商丹红. 环境工程CAD课程教学方法之浅谈[J]. 科技信息, 2013, (19): 138.
摘要:随着舟山市海洋经济的飞速发展,海洋倾废活动日益频繁,导致海洋污染状况逐步加重,舟山市近海海洋倾废问题引起各界人士的关注,本文通过分析舟山市近海海洋倾废现状和海洋倾废中存在的问题,提出了加强倾废区的划定及废弃物的预处理;加强对倾废区的检测与管理;完善倾废许可证制度及倾废收费政策;建立联合执法体制,明确执法管理主体四条建议与意见.
关键词:舟山海洋倾废探析
海洋倾废是指在海洋上,利用船舶、航空器、平台和其他运载工具,向海洋处置废弃物或其他物质;向海洋弃置船舶、航空器、平台和其他人工构造物以及向海洋处置由于海底矿产资源的勘探开发及勘探开发相关的海上加工所产生的废弃物和其他物质。它有效地利用了海洋巨大的自净能力及广阔的区域面积,并节省了较多的经济开支,是海洋空间良好资源环境及生态效益的重要体现。虽然海洋的自净能力是巨大的,但毕竟还是有限的,它与海洋的空间大小、海岸地形、微生物的种类与数量、水文条件、水温、含氧量及污染物的种类和数量等都是密切相关的。
由于早期向海洋倾废具有相当的盲目性和随意性,20世纪50年代之前,一些国家把海洋当作廉价的倾废场所,由于当时没有考虑到废弃物对海洋环境的影响,未能采取相应的保护措施,结果经常造成海洋局部生态环境的破坏,酿成了许多悲剧与灾难。在我国,随意向海洋倾倒有毒物质的事件也时有发生,例如广东某工厂将铬渣倒入到珠江中,就曾造成广州市水源的严重污染。过量的海洋倾废,会造成海洋环境和水产资源的重大损失,而且也会危及人们本身的健康。
一、舟山市近海海洋倾废现状
舟山市目前拥有定海污水处理厂、舟山海洋生物工业园区、浙江海力生集团有限公司、展茅镇污水处理厂等六个入海排污口,长江、钱塘江和甬江等主要河流在舟山海域附近入海。从2005年以来,通过对选取的重点陆源排污口进行监督、监测,发现各排污口以及其邻近海域的环境质量状况不容乐观,超标和违规排放现象较为普遍,海洋油污染现象日趋严重,各工业企业的达标排放与纳污海域的环境容量未能紧密联系在一起,各排污口在纳污口污染物总量控制方面仍存在不足。
经过十多年的发展,舟山市沿海形成了包括中石油、中石化、浙江海力生集团、浙江海洋生物工业园区在内的工业码头。这些港口、码头均需要定期维护疏通而进行关系到海运经济发展的水下工程,譬如疏浚、清淤等。疏浚物占每年向海洋倾倒废物的80%-90%,这就催生了巨大的海洋倾废市场。舟山市目前一共有六个入海排污口,长江、钱塘江和甬江等主要河流在舟山海域附近入海。2005年,舟山海域附近的长江、钱塘江和甬江等主要河流携带入海的污染物总量依然保持较高水平,主要污染物入海量约为617万吨,其中包括可以反映水体受还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等污染程度的化学耗氧量591万吨,约占总量的95.8%;营养盐19万吨,约占总量的3.1%;石油类3.9万吨。各入海排污口环境质量情况相对较差。浙江海力生集团有限公司排污口的水质不劣于第四类,沉积物不劣于第三类,生物不劣于第三类。环境质量等级较差,水质无机氮和活性磷酸盐超标。2007年,各排污口状况依旧不佳。其中,定海区污水处理厂排污口的水质不劣于第四类,沉积物不劣于第三类,生物不劣于第三类。环境质量等级较差,无底栖贝类。海洋生物工业园区排污口的水质不劣于第四类,沉积物不劣于第三类,生物不劣于第三类。展茅镇污水处理厂排污口的水质不劣于第二类,沉积物不劣于第一类,生物不劣于第一类。环境质量等级极差,无底栖贝类。六大排污口管理不当,施工不规范,致使海水质量均处于差等,严重污染了周边海洋环境,同时也对过往船只带来了安全隐患。
二、海洋倾废存在的问题
随着我国海洋经济的快速发展,特别是沿海经济的整体腾飞,港口、码头等海岸工程纷纷开建或扩容,用海工程施工过程中有大量港口疏浚物及淤泥需要倾倒,给海洋环境带来新的更大的压力。与此同时,一些倾废口所属单位、个别船只管理不规范,也给海洋倾废管理提出了更多的难题。
1.倾废船自身管理不规范
舟山近海作业的倾废船只的船长多为船主临时雇来的,船员则多为船主随意在劳动力市场招来的。船主、船长、船员间主要为经济利益的关系,彼此之间的管理与被管理关系被弱化,并且,在利益的驱使下,一些船只上的各项规章制度及管理条例不够健全,且很难完全得到遵守、执行。随着舟山开发建设进程的加快,需处理的废物废渣等也多了起来,但一些施工单位、倾废船舶等不按规定倾废,甚至还和执法部门打起游击战,常常趁着夜色将废弃物倾倒入海。
2.倾废仪安装不规范
我国目前多采用倾废仪作为执法监督仪器。倾废仪作为现代化海洋监察管理手段,促进我国海洋倾废管理和海洋环境保护工作。它是一种新的计量工具,根据国家计量法的有关规定,该仪器的生产、安装必须履行相应的法律程序,出具的数据必须通过国家的计量认证,而目前该仪器尚未完成以上工作,以至仪器的安装生产、数据记录的法律效力明显不足,这点应当引起国家海洋行政主管部门的重视,并站在依法行政的高度来看待和处理该问题,尽快从法律上予以补充。
3.海上执法部门间配合不规范
在海洋倾废管理方面,主要有海洋、海事、边防等三个部门。由于各个部门管理的侧重点不同,而且三者之间互不隶属,彼此间未能形成日常工作协调机制,虽说三者均在海上从事执法工作,但对于不在自己职责范围内的违法行为都不敢随便插手,以免造成越位执法、违法执法情况。这也就造成了彼此间很少移交案件的局面。
三、对策与建议
1.加强倾废区的划定及废弃物的预处理
海洋倾倒区的划定是海洋清倾废管理的关键。根据舟山市近海区域情况进行合理区划,把倾倒区域划分为几种型式,阐明其自然条件优势,将废弃物按成分的不同进行分类,将其分别倾倒在指定区域。废弃物倾倒前进行必要的预处理与检验,尤其是占倾废物比重最大的疏浚物的预处理与检验,通过固化或增加比重改变其物理状态除去其有害成分,以降低对环境的危害程度,使其在海上倾倒成为可能。
2.加强对倾废区的检测与管理
舟山近海倾废区经科学选划并正式启用后,为了及时掌握和发现由于倾废活动造成对舟山近海海洋环境的影响情况,舟山市海洋行政主管部门要定期或不定期的对倾废区进行检测。对海洋倾废区的检测和管理是舟山市近海海洋倾废管理的一个重要组成部分。通过常规检测和专项监测对倾废区的水深、水质、海底地形、地貌以及沉积物质量和海洋生物资源状况等作出评价,进而了解废弃物倾倒后的状态、沉降、扩散对环境质量可能产生的有害影响。
3.完善倾废许可证制度及倾废收费政策
舟山海洋管区要严格履行海洋倾倒废弃物审批手续。凡在舟山市管辖海域内进行海洋倾废活动的船只都必须安装倾倒航行数据记录仪。未配备该仪器的倾倒船,市海洋行政主管部门停止为其办理倾倒许可证,禁止其倾废作业。而海洋倾废收费,是排污收费制度框架下的一种收费形式,是促进企业改进生产技术、减少污染物海上排放的经济手段,同时,收取的费用依据有关规定用于近海环境污染的防治,从减少污染源和对污染源的治理两个方面,保护舟山近海环境不受各种污染物的影响。
4.建立联合执法体制,明确执法管理主体
加强基层海洋执法队伍建设。加强各个海上执法部门间的沟通与联系,建立日常海上执法联合工作机制,形成通力合作的同时独立负责的良好局面,大力提高工作效率。加大培养力度,强化执法人员对海洋倾废相关法律及制度的学习,提高执法技能和技巧。根据《行政许可法》“谁许可谁监督”的原则,理顺相互间的管理关系,明确全市海洋倾废仪的监督、管理机构,指定相关部门负责海洋倾废的日常监督检查和管理。
参考文献:
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[5]虞志英,张勇.疏浚物倾抛对海洋环境影响的研究述评[J].海洋与湖沼,1999,30,(40)
引言
我国拥有漫长的海岸线,海洋资源极为丰富。科学、合理地开发海洋资源,是我国发展经济,建设有中国特色的社会主义伟大事业的重要任务内容。特别是改革开放以来,我国以建设海洋强国为目标,积极推动海洋资源开发建设,取得了极为显著的效果,在搞活沿海地区经济方面发挥出巨大的积极作用。开发海洋资源,发展海洋经济,前提是要精准掌握海洋环境动态变化情况及相关内在规律。这正是海洋环境监测工作的重要职责。我国海洋监测工作起步于建国初期,与共和国同步成长,经过半个多世纪的发展,日臻成熟,已经成为我国环境监测体系中的重要组成部分。
1 当前我国海洋环境监测工作中存在的主要问题
五十多年来,我国海洋环境监测工作实现了长足的进步,在国家经济建设、环境资源开发与保护和抵御自然灾害方面取得的显著成效。但在实际工作中,在体制机制、技术措施方面还存在许多问题,限制了海洋环境监测工作质量的提高。具体存在如下几方面问题。
1.1 管理体制有待完善
海洋环境监测工作是一项跨领域的综合性学科,具有很强的时效性、技术性和综合性。由于涉及范围广,影响因素多,运用资源巨大,海洋环境监测工作的顺利开展,离不开科学、完善、高效的管理体制和运行机制。当前我国海洋环境监测工作管理体制尚未完善,在具体工作中还存在很多缺陷和不足。对高效顺畅开展海洋监测工作造成了一定程度的负面影响。建立健全管理体制,是我国海洋监测事业面临的一项关键性工作,对于海洋监测事业今后的健康发展具有着十分重要的深远影响。管理体制的建立,需要坚实的制度保障。目前,我国海洋环境监测工作在职能明确、人员考核、监测网络建设、海洋灾害及海洋污染事故损害评估方面亟待完善和规范。
1.2 监测人员业务素质有待加强
海洋环境监测是一项技术性要求极高的工作。海洋环境监测主要是对海水、水文、地质、大气等进行监测,收集、整理并分析相关信息,以供相关工作决策参考。具体工作中需要使用大量现代化高科技监测设备,对于工作人员的业务水平要求较高。此外,海洋监测工作费用较多,工作容错率较低,进一步提高了对业务人员的技能水平要求。当前我国海洋环境监测工作环境恶劣,工作经费紧张,不仅影响了监测设备及时更新换代,更对培养技术人才,打造稳定的监测人员队伍十分不利。许多监测工作人员没有经历过系统的专业培训,业务水平不高,对于监测手段、设备不熟悉,影响了海洋环境监测工作的高效开展。
1.3 技术手段有待加强
海洋环境监测属于综合性应用学科,各种监视、勘测工作都依赖于科学的技术方法和先进的监测设备才能得以顺利进行。几年来,我国海洋环境监测技术研发工作取得了一定程度的进展,例如容量总量控制区监测技术、病虫害检测技术、难降解有机物分析技术、生理与遗传学指标监测技术、赤潮毒素与贝毒监测技术等都达到了世界先进水平。但总体而言,和不断提升的工作需求相比,和发达国家相比,我国海洋环境监测技术还存在很大差距。特别是我国海洋监测机构工作经费、研发经费缺乏,严重滞缓了我国海洋监测技术的发展。许多技术尚处于开发阶段,短期内不能正视投入使用,发挥应有效用。
1.4 监测网络需要进一步拓展
随着我国经济发展水平的提高,特别是海洋经济建设工作的深入推进,海洋监测工作需求日益增加,但海洋监测网络建设工作相对滞后,整个海洋监测网络发展水平甚至呈现出逐年下降势头。这和海洋资源开发建设事业大局正相违背。目前,我国沿海各大城市已经开始逐渐建立、完善海洋环境监测机构,重组全海网成为一种必然趋势。
2 海洋环境监测工作的发展对策
2.1 坚持依法治国方针,推动海洋环境监测制度体系建设
各级政府及相关管理部门要高度重视海洋环境监测工作的制度体系建设。国家海洋局、环境保护部等海洋管理职能部门要充分发挥管理部门的行政职能,牢固树立依法治国理念,从源头着手,通过立法的方式,完善海洋环境监测工作管理体制和运行机制,通过法律的手段为海洋环境监测工作的顺畅开展夯实制度保障。要依法明确海洋环境监测工作的职能和地位,切实落实国家关于海洋环境监测工作的各项方针、政策、办法、措施。依法规范海洋环境监测行为,确保海洋环境监测工作和谐有序开展。要建立全国性的海洋环境监测管理体系,将各地区海洋环境监测工作纳入国家的统一管理之下。管理部门要加大管理、监督、引导、协调力度,各地区的海洋环境监测机构和管理单位要在国家海洋管理部门的调度和管理下积极配合,协调运作,形成工作合力,以提高各地海洋环境监测工作效率,避免重复工作、浪费资源或监测缺位情况的出现,营造和谐的海洋环境监测秩序。在具体细节上,要不断完善海洋环境监测工作执行细则和办法等相关配套制度,比如海洋监测报告制度、海洋监测人员持证上岗制度、海洋环境监测有偿服务制度等,以此不断完善,形成科学完善、切实高效的海洋环境监测制度体系。
2.2 打造一支作风优良、技术过硬的海洋环境监测人才队伍
针对我国目前海洋环境监测人员业务素质水平不高,队伍稳定性差的情况,要下大力气抓好监测人才队伍建设。首先要对现有监测人员加大专业知识技能培训力度,根据监测工作的具体需求,系统开展相关学科的培训、教育工作。同时,通过一系列具有吸引力的措施引进一些高素质的专业技术人才,形成梯队建设,推动我国海洋环境监测队伍的良性发展。要加强海洋环境监测队伍间横向的交流和学习,利用各自技术优势实现互补,从而提高我国海洋环境监测队伍的整体技术水平。
2.3 落实监测工作质量控制措施
通过科学的管理方法,加强海洋环境监管工作质量管理。相关监测工作管理部门要充分认识到海洋环境监测工作的重要意义,加强对海洋环境监测的重视程度,采取有效措施,不断强化监测工作管理力度,提高监测工作质量。通过完善制度体系建设,把质量控制的理念贯彻到各地海洋环境监测中去,融入到监测工作的具体执行过程中去,形成监测工作质量控制常态化管理,实现持续提高监测工作质量的目的。
3 结束语
我国海洋环境监测工作任重道远。随着我国经济体制改革和产业结构调整的深入推进,海洋资源开发与管理在国家建设体系中的重要性与日俱增。各级政府和管理部门应充分认识到我国海洋环境监测工作中存在的问题,加大深层次原因的分析探究,制定、实施针对性解决措施,不断完善监测工作制度体系建设,加大资源投入,推动海洋环境监测技术的升级换代,做好监测人员队伍建设,从而推动我国海洋开发与利用工作的不断前进。
关键词:溶解氧;影响因素;研究综述
中图分类号:o613.3 文献标识码: a
随着海洋经济不断发展,海洋污染日益严重,富含n、p等营养物质的生活、工业废水大量排入海洋造成某些海域富营养化,直接导致某些海区海水缺氧现象日益严重。溶解氧(do)代表溶解于海水内氧气的含量,绝大部分的海洋生物均需依赖溶解氧来维持生命。溶解氧水平不仅是衡量水体自净能力的一个重要指标,也反映了海洋生物的生长状况和海水的环境质量,对海洋渔业发展有重大影响。
然而,当前低氧已经成为世界范围内沿岸物理交换不良水域的一个主要环境问题,典型的例子当属长江口外的季节性大范围底层低氧现象[1]。vaquer-sunyer等人研究发现,许多海洋生物在溶解氧3mg/l~4mg/l时就受到显著影响[2]。此外,溶解氧水平在很短时间内就会发生剧烈变化,因此海洋溶解氧一直是保持海洋生态平衡最重要的环境因素之一。
为及时有效应对溶解氧含量过低对海洋环境产生的恶劣影响,针对溶解氧含量的分布特征及影响因素研究,一直是海洋环境监测和海洋动力学、海洋化学研究的重要内容之一,国内外众多学者针对重点海域、湖泊及生物养殖区溶解氧的分布特征及影响因素给予大量关注,整理归纳,主要有以下几片海域。
长江口海域溶解氧分布特征及影响因素研究
张莹莹、张经等[3]对长江口及其毗邻海域某断面上的溶解氧的分布特征的研究结果表明,在6月的航次中,do值随着离岸距离的增加逐渐增加,底层do值低于表层;8月份调查海区底层明显出现低氧状态,形成原因主要是海水层状结构稳定水交换较弱和有机物分解耗氧;长江径流n、p污染物的不断输入为低氧区域表层浮游植物的生长提供了丰富的营养盐,从而加剧了氧亏损。石晓勇、陆茸等[4]对长江口邻近海域的秋季溶解氧分布特征及主要影响因素进行了研究,结果显示,溶解氧平面分布整体上呈近岸高、外海低,表层高、底层低的分布趋势,在约20m深度存在溶解氧跃层。调查海域溶解氧不饱和状态由表层至底层逐渐加剧。该海域秋季溶解氧分布主要受陆地径流和外海水等物理过程控制,生物活动仅在底层溶解氧低值区有较大的影响。
黄东海海域溶解氧分布特征及影响因素研究
胡小猛、陈美君等[5]分析了黄东海海域的do分布和季节变化规律,结果表明:基于太阳辐射导致的海水温度时空差异,影响黄东海do分布及其季节变化的主要因素是黄海暖流和大陆入海径流。杨庆霄、董娅婕等[6]描述了黄、东海溶解氧的时空分布和变化规律,研究发现黄、东海溶解氧分布呈北高南低,西高东低,黄海比东海海域分布稍均匀;由于长江径流的影响和陆架深水区受太平洋和台湾海峡黑潮水影响,致使溶解氧的水平和垂直分布差别较大。
珠江口海域溶解氧分布特征及影响因素研究
罗琳、李适宇等[7]对1996年和1999年夏季珠江口的溶解氧进行了调查分析,结果表明:夏季伶仃洋水体溶解氧的表底层浓度存在显著差异;表层营养盐n的浓度为表层溶解氧浓度的主要影响因素;底层主要影响因素是咸淡水交汇形成的盐度差的层化作用,潮汐混合通过影响层化作用从而影响溶解氧的浓度。叶丰、黄小平等[8]分析了珠江口在极端干旱情况下溶解氧的状况,调查发现,在珠江特低径流量的情况下,珠江口邻近海域底层明显出现低氧状态;δdo与δt和δpoc呈极显著的正相关,而与δs呈极显著的负相关关系;底层低氧环境的形成主要与极端干旱气候下低径流导致河口水体滞留时间延长及颗粒态有机物质在沉降过程中的分解耗氧有关。
其他海区溶解氧分布特征及影响因素研究
younjoo j. lee[9]的研究发现夏季纽约岛海峡区域会经常性出现氧不足现象,推断主要原因为有机颗粒物分解所致;其余季节底层溶解氧含量主要受水温影响。nikolay p. nezlin等[10]对upper newport bay的溶解氧动力学的研究发现,河口起始处表层海水富含溶解氧,而底层海水是低溶解氧区,但海洋潮汐作用使得表底层海水进行交换,进而溶解氧浓度趋于一致。
结论
海水中溶解氧含量受生物、化学、物理等多种因素控制,总结前期国内外学者研究成果,水域
解氧含量的影响因素主要在以下方面:(一)海气交换过程:海水中的氧气和大气中的氧气进行交换,表层水受其影响最大;(二)生物作用:当水体中浮游植物密度很大、叶绿素a含量很高时,强烈的光合作用使水体氧含量升高;相反,当浮游植物大量死亡,其氧化耗氧作用大大超过光合作用时,水体中溶解氧含量将急剧下降而使海水形成缺氧状态。(三)温度影响:当海水温度较低时,水体中的氧含量会随氧气在水中的溶解度增大而升高;反之,高温水体中氧含量会因其溶解度减小有所降低。(四)水交换作用:受海水动力过程(如潮汐、海流和上升流等)表底层海水交换,与陆源水、外海水之间的混合作用形成盐度层化,进而引起溶解氧含量变化。(五)有机物质的合成和分解,直接导致海水溶解氧含量的降低,但受限于水中n、p含量。因此,为保护海洋环境,确保水域溶解氧在正常范围内,对潮流流速小、水动力条件差、水交换能力弱且受沿岸影响严重的海域给予特别关注尤其重要。
参考文献
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许岩1,宋钦浩2,陈文博1,杨婷婷1,郭庆祝3
(1.大连市水产技术推广总站,辽宁 大连 116023;2.大连市渔政监督管理局,辽宁 大连 116021;
3.大连渔港监督局,辽宁 大连 116015)
摘要:选用2011年大连湾附近海域的监测数据,分别采用不同的评价方法对大连湾海域的水质现状加以评价。并依据2007—2011年该海域连续五年的监测数据,对其污染趋势加以分析。结果表明:大连湾海域内主要污染物为无机氮,湾内各监测点均处于富营养化状态,受有机物污染严重。陆源排污是该海域受到严重污染的主要原因。五年来除无机磷外其余各因子均有不同程度的污染加重的趋势,其中以石油类的加重趋势最为显著。
关键词 :营养状态;有机污染;大连湾海域
大连湾隶属大连地区,是黄海沿岸的第一大湾,属半封闭式港湾。其水域面积174 km2,岸线长125 km。附近有多家工业企业排放工业废水及生活污水,加之本身的水动力条件较差,使得大连湾海域的海洋环境遭到严重破坏。正确评价大连湾海域的海水质量状况和变化趋势,对于保护海洋环境,合理地开发利用海洋资源,是非常必要的。本文选用2011年监测资料,参考有关文献,阐述了大连湾海域的水质状况,并利用连续五年对该海域海水质量的监测数据对其主要污染物的变化趋势加以分析研究。
1大连湾海域水质监测概况
1.1监测站位及频率
图1大连湾海域监测站位布设图
具体监测站位布设见图1。分别于5,8,10月对各站位进行枯水期、丰水期和平水期的例行监测。
1.2水质监测方法
水质采样、监测方法均严格按照《海洋监测规范》(GB 17378—2007)执行[1]。
2水质现状评价
2.1单因子指数法
2.1.1评价方法评价标准采用国家《海水水质标准》(GB 3097-1997) [2],按照二类水质质量标准进行评价Pi=Ci/Csi
式中:Pi—第i种因子的污染指数;Ci—第i种因子的实测质量浓度,mg/L;Csi—第i种因子的评价标准,mg/L。其中无机氮为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮3项之和。
2.1.2评价结果讨论
图2各监测因子标准指数折线图
由评价结果可以看出,大连湾附近海域化学需氧量总体状况良好,各监测站位均优于国家一类水质质量要求。无机磷、pH、溶解氧均符合二类水质质量标准。无机氮超标现象严重,超标率高达80%。各监测因子标准指数折线图见图2。
2.2营养状态质量指数法
2.2.1评价依据营养状态质量指数 ( NQI ) 的计算公式[3]:
NQI = CCOD/C′COD+CT-N/C′T-N+CT-P/C′T-P
式中:
CCOD、CT-N、CT-P分别为水体的化学耗氧量、总氮、总磷的实际测量浓度;C′COD、C′T-N、C′T-P分别为水体的化学耗氧量、总氮、总磷的评价标准,C′COD为3.00 mg/ L,C′T-N为0.60 mg/L,C′T-P为 0.03 mg/ L。
2.2.2营养级分级标准根据营养质量指数 ( NQI) 值,将海域营养水平划分为三级,具体分类见表1。
表1营养水平划分依据
2.2.3各监测站位NQI值见表2。
表2各监测站位NQI值
按照营养等级的划分原则,大连湾内各监测站位全部处于富营养水平,水质状况恶劣。其NQI值范围为1.65~11.8。最大值出现在3号站位,高达11.8。此处位于湾内水动力交换条件较差的区域,由陆源排放入海的氮、磷等营养物质使水质严重恶化。由湾口处开始NQI值逐渐下降,营养水平有所好转。最小值出现在远离岸边的9号站位,水质状况明显改善。由此可见大连湾海域的污染物主要来自于陆源排污。
2.4有机污染评价指数法
2.4.1有机质和营养盐污染程度A值计算公式[3]:
式中:
A为有机污染指数;
CODi、INi、IPi和DOi分别为相应要素的实际测量值;
CODio、INio、IPio和DOio分别为相应要素水质标准,分别为3.00 mg/L,0.30 mg/L,0.030 mg/L和5.00 mg/L。
2.4.2有机污染水平等级见表3。
表3有机污染水平等级表
2.4.3有机质和营养盐污染程度评价结果见表4。
表4有机质和营养盐污染程度评价结果
大连湾海域各监测站位有20%有机物污染严重,其污染程度已达5级, 30%站位受到有机物的轻度污染,其余50%站位处于污染程度分级的2级,开始受到污染状态。总体上来看,大连湾海域受有机物污染较为严重。这与该海域沿岸工厂分布密集有关。工业企业向该海域排放大量的工业废水,严重影响其海水环境质量。加之该海域是各类油轮,货轮等的主要停靠码头,船舶排放的污水也是不容忽视的污染之一。此外,近年来海水养殖液的迅猛发展也使得海洋环境遭到一定程度的破坏。
3大连湾海域水质污染趋势研究
趋势分析方法:采用Spearman秩相关系数法进行趋势分析[4]。
式中:di=Xi-Yi;di—变量Xi和变量Yi的差值;Xi—周期1到周期N按浓度值从小到大排列的序号;Yi—按时间顺序排列的序号。N——N=5
将秩相关系数rS的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp(Wp=0.9)进行比较。若rS为正值表明监测值成上升趋势;若rS为负值,则表明监测值呈下降趋势。如果|rS|大于Wp,则表明该变化趋势显著意义。各监测指标rS值见表5。
表5大连湾海域各监测指标rS值
由秩相关统计可知,大连湾海域水质主要污染物化学需氧量、无机氮和油类在2007年到2011年之间均有逐年加重的趋势,其中石油类的增加趋势显著(rS=0.9)。石油类的最大浓度出现在2011年8月。最大点出现在4号站位。该区域是油轮及货轮锚地,船舶含油污水大量排放入海。无机磷的污染有逐年下降的趋势(rS=-0.5),这与大连市近年来加强对生活污水的处理以及推广清洁生产等有很大关系。
4结果讨论
总体上看,大连湾海域受无机氮的污染较为严重,超标比例高达80%。
根据营养状态质量指数法,大连湾内各监测站位均处于富营养水平,湾内污染物主要来自于陆源排污。
由有机污染评价指数法可知,大连湾内受有机物污染较为严重。这主要是由于大连湾沿岸石油,化工,冶金,造船等工业较为密集,大量生活污水和工业废水排放入海所致。
由2007年—2011年连续五年的监测数据显示,大连湾海域各监测因子除磷酸盐外均处于污染加重的趋势,其中石油类的增加趋势最为显著。
5建议
我们应该加大环境保护工作的力度,合理划分海洋环境区,确定海域水质目标。进行海域环境容量研究,控制污染物入海量,严格实施总量控制和排污许可证制度。加强陆源污染物管理与治理,严格控制和减少陆源排污。
参考文献:
[1]
GB 17378-2007,海洋监测规范 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2007
[2] GB 3097-1997,海水水质标准 [S]. 北京: 环境科学出版社,1997