[科普中國]-海洋環(huán)境容量

海洋環(huán)境容量是指在充分利用海洋的自凈能力和不對(duì)其造成污染損害的前提下，某一特定海域所能容納的污染物的最大負(fù)荷量。它是根據(jù)海區(qū)的自然地理、地質(zhì)過程、水文氣象、水生生物以及海水本身的理化性質(zhì)等條件，進(jìn)行科學(xué)分析計(jì)算后得出的。海洋環(huán)境容量是充分利用海洋自凈能力的一個(gè)綜合指標(biāo)，容量的大小即為特定海域自凈能力強(qiáng)弱的指標(biāo)。

釋義海洋環(huán)境容量，是指特定海域?qū)ξ廴疚镔|(zhì)所能接納的最大負(fù)荷量。通常，環(huán)境容量愈大，對(duì)污染物容納的負(fù)荷量即愈大；反之愈小。環(huán)境容量的大小可以作為特定海域自凈能力的指標(biāo)。

環(huán)境容量主要應(yīng)用在質(zhì)量管理上。污染物質(zhì)濃度控制的法令只規(guī)定了污染物排放的容許濃度，但卻沒有規(guī)定排入環(huán)境中污染物的數(shù)量，也沒有考慮環(huán)境的自凈和容納能力。因此，在污染源比較集中的海域和區(qū)域，盡管各個(gè)污染物源排放的污染物達(dá)到濃度控制標(biāo)準(zhǔn)，但由于污染物排放總量過大仍然會(huì)使環(huán)境受到嚴(yán)重污染。因此，在環(huán)境管理上只有采用總量控制法，即把各個(gè)污染源排入某一環(huán)境的污染物總量限制在一定數(shù)值之內(nèi)，才能有效地保護(hù)海洋環(huán)境以及消除和減少污染物對(duì)海洋環(huán)境的危害1。

分類環(huán)境容量通?？煞譃榻^對(duì)環(huán)境容量和年環(huán)境容量兩種形式。前者主要表征的是自然環(huán)境固有的特性，無法計(jì)算；后者主要表征的是污染物的特性，可以計(jì)算。通常所說的環(huán)境容量一般是指年環(huán)境容量。其實(shí)環(huán)境容量定義還隱藏著三層含義：污染物只要不超過一定的閾值就不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響；在不影響環(huán)境特性的前提下，任何環(huán)境容納污染物的容量都是有限的；環(huán)境容量可以定量化。

在給出海洋環(huán)境容量的準(zhǔn)確定義后，其概念主要應(yīng)用于海洋環(huán)境質(zhì)量管理。它在海洋環(huán)境管理中實(shí)行對(duì)個(gè)別污染物排放濃度的控制。當(dāng)計(jì)算海洋中某項(xiàng)污染物總量是否超標(biāo)時(shí)，只有采取總量控制的辦法，才能有效地消除或減少污染的危害，避免排入的污染物過量。環(huán)境容量大小不僅取決于自然客觀屬性，而且取決于人為主觀屬性。

自然客觀屬性是指特定環(huán)境本體所具有的性質(zhì)或條件，如海洋環(huán)境空間的大小、位置、形態(tài)等地質(zhì)條件，潮流、溫度等水文條件，以及污染物的理化性質(zhì)等。

自然客觀屬性的不同在一定程度上決定了不同環(huán)境對(duì)特定污染物自凈能力的不同。例如：如果排入某一海域的污染物只規(guī)定各個(gè)污染源容許排放的濃度，而不考慮環(huán)境的最大負(fù)荷量，則有可能出現(xiàn)雖然排放點(diǎn)污染物的排放量符合標(biāo)準(zhǔn)，但特定海域的污染物總量卻超過標(biāo)準(zhǔn)的情況，造成污染損害；倘若將流入某一海域的污染物總量限制在允許容納量之內(nèi)，并在此總量下限制來自各個(gè)污染源的污染物負(fù)荷量，就可以使海域環(huán)境質(zhì)量維持良好狀態(tài)。

海洋環(huán)境容量的實(shí)際應(yīng)用由于各國海水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一，因此將實(shí)際應(yīng)用的海洋環(huán)境容量定義為：在維持目標(biāo)海域特定海洋學(xué)、生態(tài)學(xué)等功能所要求的國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件下，一定時(shí)間范圍內(nèi)所允許的化學(xué)污染物最大排海量。

由于海水中化學(xué)污染物空間分布的實(shí)際不均勻性，海洋環(huán)境容量的大小應(yīng)當(dāng)與國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所界定的“指示水團(tuán)”水域有密切的關(guān)系。根據(jù)“指示水團(tuán)”水域的不同，可分別定義基準(zhǔn)海洋環(huán)境容量、極小海洋環(huán)境容量和極大海洋環(huán)境容量?；鶞?zhǔn)海洋環(huán)境容量是指在整個(gè)目標(biāo)海域海水中化學(xué)污染物平均濃度符合一定等級(jí)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件下的海洋環(huán)境容量；極小海洋環(huán)境容量是指在整個(gè)目標(biāo)海域海水中最高化學(xué)污染物平均濃度符合一定等級(jí)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件下的海洋環(huán)境容量；極大海洋環(huán)境容量是指在整個(gè)目標(biāo)海域海水中最低化學(xué)污染物平均濃度符合一定等級(jí)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件下的海洋環(huán)境容量。

需要指出的是，基準(zhǔn)海洋環(huán)境容量大于極小海洋環(huán)境容量，卻小于極大海洋環(huán)境容量。在實(shí)際污染物排?？偭靠刂乒芾碇?，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)海域功能區(qū)劃的實(shí)際要求和污染物的濃度分布特征，合理選用基準(zhǔn)海洋環(huán)境容量、極小海洋環(huán)境容量或極大海洋環(huán)境容量。

另外，為了表示在一定等級(jí)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件下，目標(biāo)海域所能容納污染物的剩余能力，根據(jù)海洋環(huán)境容量實(shí)用定義，將目標(biāo)海域達(dá)到一定等級(jí)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，額外需要或需要除去的排海污染物數(shù)量定義為剩余環(huán)境容量。剩余環(huán)境容量大于零表示目標(biāo)海域可以容納更多的污染物，而剩余環(huán)境容量小于零表示實(shí)際污染物排?？偭恳殉^海洋環(huán)境容量。

根據(jù)國家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所界定的“指示水團(tuán)”水域不同，剩余環(huán)境容量同樣也可劃分為基準(zhǔn)剩余環(huán)境容量、極小剩余環(huán)境容量和極大剩余環(huán)境容量。

海洋環(huán)境容量的計(jì)算水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是水環(huán)境管理和水環(huán)境容量計(jì)算的基礎(chǔ)，水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法是水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的核心，有其獨(dú)特的重要性。目前常用的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型可以分為以下三種類型：

（1）環(huán)境質(zhì)量指數(shù)模型，如單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)方法、環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法等；

（2）環(huán)境質(zhì)量分級(jí)模型，如總分法、加權(quán)求和法、模糊數(shù)學(xué)法和灰色數(shù)學(xué)法等；

（3）環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的半定量模型，如生態(tài)圖法、層次分析法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

由此可以看出水質(zhì)評(píng)價(jià)理論模型很多，但實(shí)際上很多評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果不夠穩(wěn)定，因而在水質(zhì)管理實(shí)踐中真正能夠得以廣泛采用的還是簡單的單項(xiàng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以此來評(píng)價(jià)水質(zhì)級(jí)別。使用單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)法來評(píng)價(jià)海域的環(huán)境質(zhì)量時(shí)，通常都采用百分之百的保證率，即常用“一次超標(biāo)法”：無論有多少監(jiān)測數(shù)據(jù)，只要任何一個(gè)因子有一次出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象就認(rèn)為該海域己超過擬定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

海洋環(huán)境容量研究中本底濃度必須一致，才能科學(xué)地開展海洋環(huán)境容量計(jì)算，實(shí)施污染物總量控制。在某一特定海域內(nèi)，根據(jù)污染物的地球化學(xué)行為計(jì)算環(huán)境容量的方法，因污染物不同而異。一般有以下幾種：

（1）可溶性污染物以化學(xué)需氧量或生化需氧量為指標(biāo)計(jì)算其污染負(fù)荷量，通常采用數(shù)值模擬中的有限元法和有限差分法，即通過潮流分析計(jì)算濃度場；

（2）重金屬的污染負(fù)荷量以其在底質(zhì)中的允許累積量表示；

（3）輕質(zhì)污染物（如原油）的污染負(fù)荷量則通過換算水的交換周期求得2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門大學(xué)