水环境和海洋环境保护实用教案

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1、水是人类(rnli)一切文明之源第1页/共141页第一页，共141页。 地球上水储总量达到 138.6亿亿立方米，但其中的97.5% 是咸水。可直接应用的河流湖泊中的水量只占淡水总量的 0.5%。 世界上每年约有 65% 的水资源集中在 10 个国家里，而人口共占世界总人口的 40% 的80 个国家却严重(ynzhng)缺水，另 26 个国家的水资源也很少。世界(shji)水资源概况第2页/共141页第二页，共141页。 人类的主要(zhyo)淡水来源是河流、湖泊和水库。全年流经河流的淡水总量约68%为地表径流,其余为稳定地下水流. 最大的淡水来源是降水.约20%降在陆地上.地球各地的降水差别

2、很大.大陆降水中约有65%被蒸发掉,余下的部分或留在地表,或储存于底下. 淡水与环境的其他方面息息相关.世界(shji)水资源概况第3页/共141页第三页，共141页。第4页/共141页第四页，共141页。世界水质污染(wrn)严重n 据统计，全世界 污水排放量已达到 4000亿立方米，使 5.5万亿立方米水体受到污染，占全世界径流总量的 14% 以上(yshng)。全世界约有 10亿多人由于饮用水被污染，受到疾病传染的威胁。n 世界卫生组织（WHO）调查，人类疾病的 80% 与水有关。国际自来水协会称，每年有 2500万5 岁以下儿童因饮用被污染的水而生病致死。第5页/共141页第五页，共1

3、41页。 过去300年中,人类用水量增加了35倍多:69%用于农业, 23% 用于工业, 8%为居民用水. 各地用水的差异较大. 缺水国家的标准：如果一个国家所拥有的可更新的淡水供应量在每人每年 1700 吨以下，那么这个国家就会定期(dngq)或经常处于少水的状况；如果每人每年水供应量在 1000 吨以下，那就会感到水紧缺。一个新的水资源紧缺(jn qu)时代到来第6页/共141页第六页，共141页。 目前平均年每人供应水 1000 立方米以下的国家有 15 个，马耳他年人均只有 82 立方米，其缺水(qu shu)情况位居缺水(qu shu)国家之首。预计到 21 世纪中，这些国家的水将比

4、石油还贵。 色列买一瓶矿泉水要花 1.25 美元，而这 1.25 美元能买 4 瓶牛奶。第7页/共141页第七页，共141页。 淡水质量:污水和土壤侵蚀带来过量营养物;污水传播疾病的病原体;来自(li z)工业、开矿及农业的重金属和合成有机物在海洋生物体中造成生物富集。 WHO和UNEP列举的特殊关注的情况： 人类粪便携带各种细菌和病毒； 由于灌溉不善造成高盐份； 氮污染，主要来自(li z)肥料和动物粪便。第8页/共141页第八页，共141页。 1972 年的联合国向全世界发出警告： “水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机就是水。” 1977 年联合国大会进一步强调： “

5、水，不久将成为一个深刻的社会危机”。 1992 年，一些专家指出， 到 21 世纪，水、粮食和能源这三种资源(zyun)中，最重要的是水。 1997 年联合国再次大声疾呼： “目前地区性的水危机可能预示着全球性危机的到来”。 今年3月22日是“世界水日”，其主题是“21世纪的水”。第9页/共141页第九页，共141页。我国水质污染(wrn)的状况 废污水排放量 1998 年全国废污水排放总量共 593 亿吨（不包括火电直流冷却水）；其中(qzhng)工业废水占 69%，生活污水占 31%。 河流水质根据 1998 年水质监测资料，对全国109700 公里河长进行评价的结果，类水河长占 5.4%

6、，类水河长占 24.4%，类水河长占 33.0%，类水河长占 13.7%，类水河长占 6.6%，超类水河长占 16.9%。第10页/共141页第十页，共141页。 1991年至1993年监测(jin c)结果表明，辽宁沿海地区的大连、锦州、葫芦岛等地海水入侵总面积已达766km2，其中侵及耕地大约3.86万ha，并使海侵区580眼机电井报废，减少水田面积大约(dyu)20万ha，每年减产粮食1300万kg；给工农业生产和人民生活造成了较严重的影响。第11页/共141页第十一页，共141页。赤潮海洋(hiyng)在流血！ 1989 年 8 月 10 月间黄骅附近(fjn)海域发生的大面积赤潮使对

7、虾养殖遭受了灭顶之灾，造成直接经济损失达 2 亿多元。 1998 年 9 月 18 日至 10 月 3 日，渤海锦州湾东部发生赤潮，面积达 3000 平方公里；天津新港外发生赤潮，面积达 800 平方公里。据事后统计，该次赤潮灾害造成的直接经济损失约为 5.6l 亿元。第12页/共141页第十二页，共141页。 2000年春节前后，河北省白洋淀十几个村养殖专业户的鱼大量死亡，本次白洋淀鱼类大面积死亡事故系保定市排放了未经处理的污水所致(su zh)。此次白洋淀受污染水域涉及安新县 4 个乡镇 38 个村庄 679 个养殖户，受污染水域 46187 亩，造成经济损失 2385.92 万元，其中养

8、殖业 907.58 万元，天然渔业资源 1478.34 万元。第13页/共141页第十三页，共141页。水：我国可持续(chx) 发展的战略重点 洪水：我国的心腹大患 1998年的特大洪水使全国29各省（市、区）遭受了不同程度的灾害，受灾面积3.18亿亩，成灾面积1.96亿亩，受灾人口2.23亿人，死亡3004人，倒塌(dot)房屋497万间，各地估报直接经济损失1666亿元。 缺水：经济发展的瓶颈 全国城市每天缺水 1600 万立方米，估计每年工业产值损失 2000 亿元 ，仅胜利油田1995年因黄河断流减产30亿元。 污水：污染环境的毒瘤 90年代初期中国环境污染造成的损失为1085亿元，

9、占当年GNP3%以上。（1993年） 90年代中期中国环境污染造成的损失为1875亿元，占当年GNP的3.27%。（1995）第14页/共141页第十四页，共141页。90年代初期(chq)：水污染对各行业造成的经济 损失为326.2亿元020406080100120140160180人体健康污灌对农业损失渔业损失工业缺水损失亿元第15页/共141页第十五页，共141页。90年代中期：水污染对各行业(hngy)造成的经济损失为1428.3亿元第16页/共141页第十六页，共141页。水是地球上一切生命赖以生成、也是人类生活和生产中不可缺少的基本(jbn)物质之一。20世纪以来，由于世界各国工农

10、业的迅速发展，城市人口的剧增，缺水已是当今世界许多国家面临的重大问题，尤其是城市缺水状况，越来越加剧。 第一章 水环境保护(hunjng boh)第17页/共141页第十七页，共141页。1.11.1水资源开发利用现状(xinzhung)(xinzhung) 1.1.1 水资源及其重要作用 （1）水资源 水资源定义通常是指可供人们经常可用的水量，即大陆上有大气降水补给的各种地表、地下淡水体的储存量和动态水量。 从表1-1可以(ky)看出，水资源的可利用量不到1%，仅是河流、湖泊等地表水和地下水的一部分。只有约20%的淡水是人类易于利用的，而能直接取用的河、湖泊水仅占淡水总量的0.3%。可见，可

11、供人类直接利用的淡水资源是十分有限的。 第18页/共141页第十八页，共141页。 （2 2）水循环 地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互作用下，不断地蒸发(zhngf)和蒸腾到大气中，并在空气中形成云，在大气环流的作用下传播到不同的地域，再以降水或降雪等形式回到海洋或陆地的表面。水循环见下图1。第19页/共141页第十九页，共141页。（3 3）水资源的重要(zhngyo)(zhngyo)作用 调节气候 水磨塑造地球表面的形态 水具有物质运输的功能 水是一切生物(shngw)必不可少的物质 水是人类生成和生产的最基本的物质基础 影响水资源丰缺的主要因素 第20页/共141页第二十页，共1

12、41页。 （4 4）影响(yngxing)(yngxing)水资源丰缺的主要因素 地理位置 由于降水是水资源的最主要来源，所以(suy)人们常常以年平均降水量与年平均蒸发量之比（P/E）来判断一个地区湿润程度。表1-2 列出了1978年全球不同纬度的平均年降水量与年蒸发量比值（P/E）。由此可见，全球不同纬度地带的降水与蒸发比值相差很大。 地形条件 在同一地区，海拔越高，气温越低，大气湿度越大，降水量越大。 第21页/共141页第二十一页，共141页。土壤(trng)(trng)和植被 土壤和植被也是影响一个地区水分入渗、蒸发、径流、降水各个循环环节的重要因素。 人类活动 人类对于水资源的影响

13、，其方向有积极的和消极两种可能。人们兴修水利，拦蓄径流，植树造林，保持水土，跨流域调水，可以改善一个地区的水资源状况。但是不合理地开发利用水土资源，使植被遭到破坏，土壤受到侵蚀，气候逐年变得干燥，土地荒漠化，生态条件恶化以及过多水体(shu t)污染排放，必然造成水资源的衰减。 第22页/共141页第二十二页，共141页。1.1.21.1.2世界水资源的利用(lyng)(lyng)状况 （1）世界水资源概况 世界各地自然条件不同(b tn)，降水和径流相差也很大。世界各大洲年平均降水量和年平均径流量的情况见表1-3。 （2）世界水资源供给与利用 通常人们将全球陆地入海径流总量作为理论上的水资源

14、总量，即全球水资源总量为47000km3，这一水资源数量在全球分布是不均匀的，各国水资源丰缺程度相差很大。世界用水量逐年增长，1900-1975年间，每年以3%5%的速度递增，即每20年左右增长一倍。到2000年，世界总水量将达到6000亿m3，占世界总水量的15%。第23页/共141页第二十三页，共141页。 在人类消耗的淡水资源中生活用水量只占总用水量的一小部分，目前全世界的生活用水量只占河川径流量的7%，但随着人类生活水平的不断提高，生活用水量在不断的增长。 在工业用水中，主要是能源(nngyun)部门的冷却用水量大（图2）。农业用水的耗水量主要是灌溉用水（图3）。 图2工业(gngy)

15、冷却用水图3 农业(nngy)生产用水第24页/共141页第二十四页，共141页。（3 3）水危机产生(chnshng)(chnshng)的原因 自然条件的影响(yngxing) (具体内容)城市与工业区集中发展 (具体内容)水体污染 (具体内容)用水浪费 (具体内容)盲目开发地下水 (具体内容)第25页/共141页第二十五页，共141页。1.1.31.1.3我国水资源的利用(lyng)(lyng)状况（1）我国水资源概况（2）我国水资源特点 我国水资源的时空分布特点，可通过降水、蒸发、径流等水平衡要素的分布反映(fnyng)如下： 水资源总量较丰富，人均和地均拥有量少（具体内容） 水资源时空

16、分布不均 （具体内容）（3）我国水资源利用的主要问题 我国水资源人均和亩均水量少 水资源时空分布不均匀，水土资源组合不平衡 水土流失严重，许多河流含沙量大 我国水资源开发利用各地不平衡第26页/共141页第二十六页，共141页。1.1.4 1.1.4 水资源利用(lyng)(lyng)与保护 随着人口的增长，城市化、工业化以及灌溉对水需求的日益增加，21世纪将出现毒多用水紧缺问题。在可供淡水有限的情况下，应积极采取措施保护宝贵的资源。一般采用以下几种措施： （1）提高水的利用效率，开辟第二水源 降低工业用水量，提高水的重复利用率 实行科学灌溉，减少农业用水浪费 回收利用城市污水，开辟第二水源

17、（2）调节水源流量，增加可靠供水 建造水库(shuk) ；跨流域调水 ；地下蓄水 ；海水淡化 ； 拖移冰山 ；恢复河、湖水质 ；合理利用地下水 。 （3）加强水资源管理 （4）完善下水道建设，发展城市污水处理厂 第27页/共141页第二十七页，共141页。1.21.2水体(shu t)(shu t)污染和重要污染物 1.2.1水体污染 （1）水体概念 水体含义：水体系河流、湖泊、沼泽(zhoz)、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。在环境科学领域中，水体不仅包括水，而且还包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。从自然地理的角度看，水体是指地表水被覆盖的自然综合体。 第28页/共141页第二

18、十八页，共141页。水体(shu t)(shu t)的分类 水体可以按“类型”区分，也可以按“区域”区分。按“类型”区分时，地表贮水体可分为海洋水体和陆地水体。陆地水体又可分为地表水体和地下水体。按区域划分的水体，是指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、鄱阳湖，是三个不同的水体，但按陆地水体类型划分，它们同属于湖泊(h p)；又如长江、黄河、珠江，它们同为河流，而按区域划分，则分属于三个流域的三条水系。第29页/共141页第二十九页，共141页。（2 2）水体(shu t)(shu t)污染 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体

19、的物理特性、化学特性和生物特性发生不良的变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害(wihi)(wihi)较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。 第30页/共141页第三十页，共141页。（3 3）水质(shu zh)(shu zh)（污染）指标 COD：即化学需氧量，指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示。 BOD：即生物化学需氧量，简称生化需氧量，表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位(dnw

20、i)体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。 TOD：当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧 化为CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量 （TOD）。 TOC：表示的是污水中有机污染物的总含碳量。 DO：水中氧溶解的量。该指标是水生生物生存的基本条件，一般含量低于4mg/L时鱼类就会窒息死亡。第31页/共141页第三十一页，共141页。悬浮物：指水中呈固体状的不溶解物质。细菌污染指标：在水处理工程中，对污水进行细菌分析(fnx)主要用两种指标表示水体被细菌污染的程度：1ml水中细菌（杂菌）的总数与水种大肠菌的多少。水中含有大肠菌，即说明已被污染。有毒物质指标：我国已制定了“地

21、面水中有害物质的最高允许浓度”的指标，列出汞、隔、铅、铬铜、锌、镍、砷、氰化物、氟化物、挥发性酚、石油类、六六六、DDT等40种有毒物质。第32页/共141页第三十二页，共141页。1.2.2 1.2.2 水体(shu t)(shu t)中主要污染物来源及危害 （1）无机(wj)无毒物 无机(wj)无毒物主要指排入水体中的酸、碱及一般的无机(wj)盐类。其大致可以分为三种类型：一是属于砂粒、矿渣一类的颗粒状的物质；二是酸、碱无机(wj)盐类、三则是氮、磷的植物营养物质。 （2）无机(wj)有毒物 这类污染物可分为两类： 重金属如Pb、Hg、Cd、Cr 等与非金属的无机(wj)毒性物 质如氰化物

22、、砷、硒等。图8 喝了含砷的地 表水而中毒(zhng d)的孩子第33页/共141页第三十三页，共141页。（3 3）有机(yuj)(yuj)无毒物 有机无毒物主要指需氧有机物。有机污染物排入河流后，主要引起两个方面的影响，一是生态效应，一是溶解氧效应。 （4）有机有毒物 这类物质多属于人工合成的有机物质，往往含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差别悬殊。常见的有：农药、酚类化合物、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）、表面活性剂等。 （5）水体中的其他污染物 另外(ln wi)的污染物像石油类污染物（见图9、图10），还有如火电站和原子能发电站大量的热废水排入水体造成的热污染；原子能反应堆、

23、原子能电站等排泄物又引起水体的放射性污染。第34页/共141页第三十四页，共141页。 图9 9、图10 10 海洋(hiyng)(hiyng)油污染第35页/共141页第三十五页，共141页。1.2.31.2.3水体(shu t)(shu t)自净作用 自然环境包括(boku)水环境堆污染物质具有一定的承受能力，即所谓的环境容量。水体能够在其环境容量的范围以内，经过水体的物理、化学和生物作用，使排入污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，称为水体的自净作用。按作用机理，水体的自净过程可分为物理自净、化学自净和生物自净三个方面。 （1）物理自净 （具体内容） （2）化学

24、自净 （具体内容） （3）生物自净 （具体内容）第36页/共141页第三十六页，共141页。 1.31.3水体(shu t)(shu t)中污染物的转化 1.3.1水体中有机物的生物降解 有机物在水中的降解主要通过化学氧化、光化学氧化和生物化学氧化来实现，其中生物化学氧化作用具有最重要的意义。 1.3.2水体中重金属的转化 重金属化合物在水中不能被微生物降解，只能发生形态 间 的 相 互 转 化 及 分 散 和 富 集 过 程 。 这 些 过 程 通 称(tngchng)重金属迁移。重金属在水体中的迁移主要与沉淀、络合、螯合、吸附和氧化还原等作用有关。 第37页/共141页第三十七页，共141

25、页。1.3.3 1.3.3 水体(shu t)(shu t)富营养化 （1）富营养化(f yn yn hu)的发生 水体富营养化(f yn yn hu)的发生主要是由于水体中氮、磷等营养元素的增多所引起的。从现象看，其发生与水体中藻类的多寡密切相关。图11 云南滇池(din ch)发生蓝藻图12 水体发生富营养化第38页/共141页第三十八页，共141页。（2）富营养化程度的判断标准 一般地说，总磷和无机氮分别超过20mg/m3和300 mg/m3就认为水体处于富营养化状态。（3）富营养化的危害与防治 富营养化发生后，将先引起水底有机物消耗速度超过其生长速度，处于腐化污染状态，并逐渐向上层扩展

26、，在严重时可使一部分水体区域完全变为腐化区。这样，由富营养而引起有机体大量生长的结果，倒过来又走向反面，藻类、植物及水生物、鱼类趋于衰亡以至绝迹。这些(zhxi)现象可能周期性地交替出现，破坏水城地生态平衡并且加速湖泊等水域地衰亡过程。第39页/共141页第三十九页，共141页。对水体富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)防治的方法可归纳于下表 防止方法 治理方法 对废水作深度处理除去 N、P 使用化学药剂或引入病毒杀澡 排水改道引流（如引作灌溉水） 打捞澡类 改变水体的水文参数（流速、含水量、温度等） 人工曝气 不用含磷洗涤剂 疏浚底泥 引水（不含营养物）稀释 第40页/共

27、141页第四十页，共141页。1.41.4污水处理技术(jsh)(jsh)概述 1.4.11.4.1污水处理概述 一般废水的处理方法大致可分为物理(wl)(wl)法、化学法、物理(wl)(wl)化学法以及生物法四大类。另外，按照处理程度，废水处理方法可分为三级，一级处理是去除废水中的漂浮物、悬浮物和其他固体物，调节废水的PHPH值，减轻废水的腐化和后续处理工艺的负荷，一般经过一级处理后，悬浮物固体的去除率为70%70%80%80%，而BOD5BOD5的去除率为25%25%40%40%左右。废水的净化程度不高，一般达不到排放标准。对于二级处理来说，一级处理就是预处理。( (见图1313、图14)

28、14)第41页/共141页第四十一页，共141页。图13 预处理图14 一级处理(chl)第42页/共141页第四十二页，共141页。 二级处理可以大幅度地去除废水中的悬浮物、有机污染物和部分(b fen)金属污染物。长期以来，将生物处理作为污水二级处理的主体工艺。一般通过二级处理后，废水中的BOD5可去除80%90%，废水基本具备排放标准的要求。但还有部分(b fen)微生物不能降解的有机物、氮、磷、病原体及一些无机盐等尚不能除去。（见图15、图16）图15、图16 二级处理(chl)系统第43页/共141页第四十三页，共141页。 三级处理又称深度处理，它是将二级处理未能去除(q ch)的

29、部分污染物进一步净化处理，常用超滤、活性炭吸附、离子交换、电渗析等。（见图16、图17）图16、图17 三级处理(chl)系统第44页/共141页第四十四页，共141页。1.4.21.4.2污水的物理(wl)(wl)处理法 物理处理方法是利用物理作用，将废水中的悬浮物、油类、可溶性盐以及其他固体质分离出来，从而保护后续处理设施能正常运行，降低其他处理设施的处理负荷。废水的物理处理方法主要可分为(fn wi)两类，即隔滤（如格栅、筛网、过滤、离心等）与分离（如沉淀、上浮等），这里将主要介绍水质调节，过滤、沉淀法和离心分离法。 （1）调节 （具体内容） （2）过滤（具体内容） （3）沉淀 （具体内

30、容） （4）离心分离（具体内容）第45页/共141页第四十五页，共141页。1.4.31.4.3废水的化学(huxu)(huxu)处理法 水的化学处理是向废水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收废水中的某些污染物质，或使其转化为无害的物质。它的处理对象主要是水和废水中的无机或有机的（难以生物降解的）溶解物质或胶体物质。主要的方法有化学混凝法、中和法，化学沉淀法和氧化还原法等。 （1）中和 对酸性废水中和处理可以有以下几种方法：酸性废水和碱性废水混合、投药中和过滤(gul)中和。 对对碱性废水，可以采用以下途径进行中和：向碱性废水中鼓入烟道气；向碱性废水中注入压缩二氧化碳气体；向碱性废水

31、中投入酸或酸性废水等 。第46页/共141页第四十六页，共141页。（2 2）化学(huxu)(huxu)混凝 化学混凝所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。 混凝剂按无机和有机类可分成以下几种，无机混凝剂主要包括铝盐（如硫酸铝、明矾、聚合氯化铝等）、铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁）等，有机混凝剂主要包括人工合成的混凝剂与天然高分子物质（如甲壳素等）。 混凝沉淀处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离几个部分(b fen)，其示意如下图所示。第47页/共141页第四十七页，共141页。（3 3）化学(huxu)(huxu)沉淀 向废水中投加某些化学药剂，使其与废水中的污染物发生化学反

32、应，形成难溶的沉淀物的方法称为化学沉淀法。 化学沉淀法的工艺流程和设备与化学混凝法相类似，它包括： （1）化学药剂（沉淀剂）的配制和投加设备； （2）混合、反应设备； （3）使沉淀物与水分离(fnl)的设备（如沉淀池、浮上池等）。 化学沉淀法按照投加的化学剂种类分为：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、铁氧体沉淀法等。第48页/共141页第四十八页，共141页。 （4 4）氧化(ynghu)(ynghu)还原 废水中的污染(wrn)物质可以通过氧化还原反应，转变为无毒无害（如 CO2、H2O等）或微毒的新物质而得到去除，这种方法称为氧化还原法。 在废水处理中，若有毒污染(wrn)物处于

33、氧化型，用还原剂将其转变为无毒的还原型，叫做还原处理法；若有毒污染(wrn)物处于还原型，用氧化剂将其转变为无毒的氧化型，叫做氧化处理法，有时一个化合物既可以用氧化法处理，又可用还原法处理。第49页/共141页第四十九页，共141页。1.4.41.4.4废水的物理化学(w l hu xu)(w l hu xu)处理法 （1 1）吸附 吸附法是利用多孔固体物质(wzh)(wzh)作为吸附剂，以吸附剂的表面吸附废水中的某种污染物的方法。 （2 2）离子交换 利用离子交换剂的可交换离子与水相中离子进行当量交换的过程称为离子交换，也叫离子交换反应。提供离子交换的物质(wzh)(wzh)叫离子交换剂 。

34、 （3 3）电渗析 电渗析最初发展于海水淡化。这对去除废水中的无机营养物（磷、氮）是很有前途的一种方法，而在废水处理流程中可以作为最后一个步骤。 第50页/共141页第五十页，共141页。 （4 4）反渗透 反渗透技术主要用来分离水中的分子态或离子态溶解物质。它是利用某种特殊的半透膜具有能渗析水而溶质被阻留的特性来进行工作的。 （5 5）超过滤 超过滤法简称超滤法，它是与反渗透法很相似的一种膜分离技术。它同样是利用半渗透膜的选择透过性质，在一定的压力条件下，使水可以通过半渗透膜，而胶体、微小颗粒等不能通过，从而达到分离或浓缩的目的。 （6 6）萃取（液液）法 将不溶于水的溶剂投入污水之中，使污

35、水中的溶质溶于溶剂中，然后利用溶于水的密度差，将溶剂分离出来 。 再 利 用 溶 剂 于 溶 质 的 沸 点 差 ， 将 溶 质 蒸 馏(zhngli)(zhngli)回收，再生后的溶剂可循环使用。常采用的萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。 第51页/共141页第五十一页，共141页。海水淡化(dn hu)、苦咸水脱盐和纯净水生产1960年，世界(shji)脱盐工厂的容量为每天18.9万吨，1990年达到每天1325万吨。第52页/共141页第五十二页，共141页。家用(jiyng)纯水机第53页/共141页第五十三页，共141页。 1.4.5 1.4.5废水(fishu)(fishu)的生

36、物处理法 （1）好氧生物处理 常用的人工好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工化，是使微生物群体在反应器（曝气池）内呈悬浮状，并与废水接触而使之净化的方法，所以又称悬浮生长法。生物膜法又称固定生长法，是土壤自净（如灌溉田）的人工化，是使微生物群体附着于其它物体表面上呈膜状，并让它和废水接触而使之净化的方法。生物处理主要(zhyo)用来去除废水中溶解的和胶体有机物，悬浮物质则可用沉淀等方法加以去除。 第54页/共141页第五十四页，共141页。（a a）活性污泥法 活性污泥法是处理城市生活污水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活

37、性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类（磷和氨的化合物）也能部分地被去除，类似城市生活污水的工业废水也可用活性污泥法处理。 活性污泥法从本质上分析与天然水体（江、湖）的自净过程相似，二者都为好氧生物处理，只是它的净化强度大，因而(yn r)活性污泥法是天然水体自冷作用的人工化和强化。 第55页/共141页第五十五页，共141页。（b b）生物膜法 生物(shngw)膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物(shngw)处理方法。生物(shngw)膜法从本质上与土壤处理的过程相似，是污水灌溉和土壤处理的人工化和强化。生物(shngw)膜法的主要设施是生物(shngw

38、)滤池、生物(shngw)转盘和生物(shngw)接触氧化池。生物(shngw)滤池有间歇生物(shngw)滤池、普通（单层）生物(shngw)滤池、塔式（多层）生物(shngw)滤池等多种型式。 生物(shngw)膜法的主要特点是微生物(shngw)附着介质“滤料”表面上，形成生物(shngw)膜，污水同生物(shngw)膜接触后，溶解有机污染物被微生物(shngw)吸附转化为H2O、CO2 、NH3 和微生物(shngw)细胞质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气。 第56页/共141页第五十六页，共141页。（2 2）厌氧生物(shngw)(shngw)处理 好氧生物处理法是在有氧条

39、件下，由好氧微生物降解废水中有机污染物质得处理方法。污泥及某些工业废水，其有机物含量大大高于城市污水，是不宜直接采用好氧法处理的，一般须进行厌氧处理，即在无氧条件下，借兼性菌和厌氧菌降解有机污染物，分解的主要(zhyo)产物是以甲烷为主的沼气。 我国农村推广的沼气池，也是利用厌氧处理的原理，以粪便、草禾茎秆等作为原料抽取沼气，并提高肥效的一种方法。第57页/共141页第五十七页，共141页。（3 3）组合(zh)(zh)工艺处理法 处理某一种特定的废水，有效的措施是能够尽量克服这些限制；这就要求开发一种能够充分利用各自优势并符合特定水质特征的经济可行的组合工艺。近年来，多项单元技术的优化组合技

40、术处理难降解有机废水的研究十分活跃。 （a）厌氧（表氧）好氧生物处理系统（具体内容） （b）化学氧化生物组合技术（具体内容） 另外，近年来，物化与生物技术的组合也发展的比较快，特别(tbi)是在印染废水的处理上，已经得到大范围的使用，并取得了较好的效果。多项单元技术的优化组合是当今水处理的发展方向，适合实际废水组合工艺的开拥有广阔的前景。 第58页/共141页第五十八页，共141页。 1.4.6 1.4.6污水(w shu)(w shu)生态处理 （1）人工湿地污水处理系统 湿地系指不问其为自然或人工、长久或暂时之沼泽地，湿原，泥炭地或水域地带；带有或静止或流动，或为淡水，半咸水或为咸水水体者

41、，包括低潮时水深不超过6的水域。 人工湿地是一种由人工建造和监督控制的，与沼泽地类似的地面。湿地能净化污水，是自然环境中自净能力(nngl)很强的区域之一。它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。 （见图18）第59页/共141页第五十九页，共141页。（2 2）土地(td)(td)渗滤 土地渗滤也叫土壤含水层处理，它使水源水通过堤岸过滤或沙丘渗滤以利用土壤中生长的大量微生物对水中污染物质进行降解去除以净化水质的方法。由于污染物经过表土层及下包气带时产生一系列的物理、化学和生物作用，许多微生物和化学物质通

42、过吸附、分解、沉积、离子交换、氧化、还原及其他化学（在土壤表层）被去除，这些过程延迟了某些化学物质进入(jnr)地下的速率，使一些污染物质降解为无毒无害的组分，一些污染物质由于过滤吸附和沉淀而截留在土壤中，还有一些被植物吸收或合成到微生物里，使污染物浓度降低。（见图19） 第60页/共141页第六十页，共141页。（3 3）生物(shngw)(shngw)塘 生物塘系统由三部分需氧层、污泥层和厌氧层组成。系统表面裸露，厌氧层由压实的土壤构成。底部是深厌氧层，中间是污泥层，最上部是由需氧菌和藻类构进水成的需氧层。 处理运行时污水自下部进入深厌氧层 ,可沉降的固体即沉淀下来，由于厌氧菌的存在，污水

43、在这里进行酸性发酵，产生的沼气和废水一起上升通过中间的污泥层进入上部需氧层。需氧层设置表曝器，强制循环曝气，在这里,污水中可溶性成分得以氧化分解,分解物逐渐下沉。由于表曝机的强制表面循环作用 ,需氧层中的需氧菌和藻类也能参与循环反应(fnyng) ,这样导致表面水流速度下降，曝气产生的固体污泥因重力作用下沉至污泥层和深厌氧层进行进一步的分解和稳定处理。（见图20）第61页/共141页第六十一页，共141页。图18 人工(rngng)湿地图19 土地(td)渗滤图20 生物(shngw)塘第62页/共141页第六十二页，共141页。1.5 1.5 水污染综合(zngh)(zngh)防治 1.5.

44、1水污染综合防治的必要性和迫切性 一是水资源紧缺、供需(n x)不平衡的矛盾突出，而水环境污染严重使这一矛盾更加突出，迫切需要解决：二是以点源治理为基础的排污口净化处理，不能有效地解决水污染问题，必须从区域或水系的整体出发进行水污染综合防治，由点源治理的尾部控制过渡到源头控制，才能从根本上控制水污染 第63页/共141页第六十三页，共141页。1.5.2 1.5.2 水污染综合(zngh)(zngh)防治的基本原则 转变经济增长方式，提高资源利用率与水污染治理相结合 合理利用环境的自净能力与人为措施相结合 污染源分散治理与区域污染集中控制相结合 生态工程(gngchng)与环境工程(gngch

45、ng)相结合 技术措施要与管理措施相结合第64页/共141页第六十四页，共141页。1.5.3 1.5.3 水体(shu t)(shu t)污染综合防治的主要对策 水环境功能分区是进行水污染综合防治的依据 制定水污染综合防治规划 实行排污许可证制度，对主要污染源逐步由浓度向总量控制(kngzh)过渡 乡镇企业的水污染综合防治对策第65页/共141页第六十五页，共141页。第二章 海洋(hiyng)环境保护第66页/共141页第六十六页，共141页。第二章 海洋(hiyng)(hiyng)环境保护 中国近海海域分为四大海区:渤海、黄海、东海(dn hi)和南海，总面积达470多万km2，其中渤海

46、、黄海、东海(dn hi)面积为123万km2，南海为350万km2，它们南北相连，全国海域共有岛屿6500多个，大陆岸线约1.8万km，岛屿岸线长约1.4万km。第67页/共141页第六十七页，共141页。 2.1.1 2.1.1 生物资源特征(tzhng)(tzhng) （1 1）种类多、分布广 （2 2）区域性强 （3 3）结构复杂（具体内容） 2.1.2 2.1.2 矿产资源特征(tzhng)(tzhng) （1 1）油气资源（石油、天然气） （2 2）海滨砂矿 （3 3）其它矿产资源（滨海煤田和油页岩、钴结壳、海底热液矿床、海岸带其它矿床资源、金刚石矿、明矾石矿、叶腊石矿、滑石矿、菱

47、镁矿、石墨矿、铜铅锌矿、钨铜矿、高岭土矿、地下卤水矿等）2 .1 2 .1 我国的海洋资源(hi yn z yun)(hi yn z yun)特征第68页/共141页第六十八页，共141页。 2.1.3 2.1.3 化学(huxu)(huxu)资源特征（1）海盐资源（2）其它盐类资源（3）淡化海水资源2.1.4 能源资源特征 包括海洋能和风能2.1.5 港口资源特征 全国宜建港的海湾不多，特别是那些适宜建深水大港的岸段是非常宝贵的资源，应倍加爱护(ih)，充分、合理地开发利用。 （见表1-4）第69页/共141页第六十九页，共141页。2.1.6 2.1.6 旅游资源(zyun)(zyun)特

48、征（1 1）海岸景观主要分布在辽东半岛、浙江、福建、广东、广西等地， 海蚀景点 砂质海岸景点 河口海岸景点 热带海岸景点 泥质海岸景点 （2 2）岛屿(doy)(doy)景观主要有长山列岛、庙岛群岛、崇明岛、平潭岛、厦门岛、东山岛、南澳岛、万山群岛、上下川岛、海陵岛、东海岛、涠州岛、西沙群岛、南沙群岛等。第70页/共141页第七十页，共141页。（3 3）奇特(qt)(qt)景观 海市蜃楼 涌潮景点 震迹景点 （4）生态景观 大连蛇岛自然保护区、 庄河仙人洞自然保护去（森林生态）、云台山森林生态自然保护区 盘锦大苇田，河北昌黎海岸林带， 山东(shn dn)的车由岛（海鸥）， 禽类自然保护区

49、（具体内容）第71页/共141页第七十一页，共141页。（5 5）海底(hi d)(hi d)景观 主要分布在广东、广西和海南三地，已知的有电白的放鸡海域、北海的白虎头海礁海区、涠州岛海域、琼海的海洋养殖(yngzh)和三亚的东西玳瑁洲海域等。 （6）山岳景观 主要有辽宁的大孤山、琅山；河北的东联峰山，山东的文峰山、昆嵛山、崂山；江苏的云台山、狼山；浙江的普陀山、天台山、括苍山、雁荡山；福建的太姥山、鼓山、科山、清源山、洪济山等。 第72页/共141页第七十二页，共141页。2.2 2.2 我国近岸海域(hiy)(hiy)的环境状况 2.2.1 2.2.1 我国海洋环境(hunjng)(hun

50、jng)污染现状 据19981998年全国环境(hunjng)(hunjng)状况公报，19981998年近海岸海域水体污染严重，局部海域环境(hunjng)(hunjng)质量仍呈恶化趋势，总之，我国近海海域环境(hunjng)(hunjng)质量总体上未见好转，主要污染指标是无机氮、活性磷酸盐与重金属（按海水水质标准GB3097-1997GB3097-1997）。（见图1-211-21图1-231-23） 重大污染事件以赤潮为最，其次为溢油。19981998年的溢油事故，我国近岸海域监测到2020余起，其中1 1起为大型溢油事故。（见图1-241-24图1-251-25） 第73页/共14

51、1页第七十三页，共141页。（1 1）全国近岸海域水质综合(zngh)(zngh)评价结果 监测表明，目前全国近岸海域(hiy)监测站位上的监测值以超三类海水占优势。据统计，在11个沿海省（市、自治区）近岸海域(hiy)的291个监测战位中，有124个为超三类海水，占42.5%；一类海水站位占有率为26.5%，二、三类海水站位占有率均为15.5%。（见图26） 全国近岸海域(hiy)海水超标污染项目有无机氮、无机磷、石油类、COD、悬浮物、挥发酚、铜、大肠菌群等八项，其中无机氮、无机磷、石油类超标率高、污染面广，是全国近岸海域(hiy)的主要污染物。第74页/共141页第七十四页，共141页。

52、（2 2）全国四大海区水质(shu zh)(shu zh)状况比较 四大海区比较而言，一类海水比率最高的为黄海的近岸海域，占35.1%，其次为渤海和东海，分别占30.4%和24.2%，南海近岸海域一类海水率最低，只有13.9%；超三类海水率最低的为黄海近岸海域，为27.2%,最高的为南海近岸海域,占57.0%。相对来说，全国黄海近岸海域水质(shu zh)状况最好，而南海近岸海域的污染相对较重（见表1-5） 第75页/共141页第七十五页，共141页。（3 3）全国近岸海域(hiy)(hiy)重点海湾水质评价结果分析 海湾名海湾名称称一类一类海水海水（% %）二类二类海水海水（% %）三类三类

53、海水海水（% %）超三类超三类海水海水（% %）超标污染因超标污染因子子渤海湾渤海湾6.86.82.32.329.529.561.461.4N N、P P、CODCOD、SSSS、石油、石油、挥发酸挥发酸莱州湾莱州湾0 00 050505050CODCOD、铜、石、铜、石油油胶州湾胶州湾0 00 00 0100100无机氮、无机氮、SSSS、无机磷无机磷杭州湾杭州湾0 00 00 0100100SSSS、石油、石油、无机氮、无无机氮、无机磷机磷湄州湾湄州湾100100伶仃湾伶仃湾0 09.19.10 090.990.9无机氮、无无机氮、无机磷机磷表1-6 全国近岸海域重点海湾(hiwn)水质状

54、况第76页/共141页第七十六页，共141页。 由综合评价结果可以看出，在全国近岸的重点海湾中，污染最重的为胶州湾、杭州湾、伶仃洋及渤海湾，其中胶州湾、杭州湾测点超三类海水达100%，超标污染物有无机氮、无机磷、悬浮物和石油类（见上表）。其中胶州湾是典型的封闭性海域，水体交换能力差，它接纳了青岛市的大量工业及生活污水，以致对水质造成了很大的影响。杭州湾水质污染主要是由于沿岸河流如钱塘江、曹娥江等携带大量污染物入海所致。伶仃洋是珠江入海口，由于沿岸一些工矿企业直接向海洋排放大量污水，造成了伶仃洋的严重污染。超三类的站位占90.0%，主要污染类型为营养盐类污染，无机氮的超标量最大。此外，渤海湾也受

55、到了一定城度的污染，超三类的站位占61.4%，石油类和营养盐类普遍超标。水质状况(zhungkung)最好的是湄州湾，虽然是半封闭海湾，水体交换能力并不强，但由于沿岸没有较大河流流入，且工业污染较少，水质保持了良好状况(zhungkung)，基本没有受到污染。 营养盐类和石油类污染物超标是全国近岸海域污染的主要因子，这些污染物致使全国大部分近岸水质变成三类和超三类。第77页/共141页第七十七页，共141页。（4 4）全国近岸海域(hiy)(hiy)的底质现状 海洋底质是反映海水污染程度的一项内容，海底沉积物主要来自海水中的部分溶解性物质。 据不完全统计，全国近岸海域(hiy)海底中的总汞含量

56、均值范围为0.100.60mg/kg，最大值出现在浙江省近岸海域(hiy)。底质中铜的含量均值范围为2.6817.23mg/kg，最大值出现在天津近岸海域(hiy)。底质中砷的含量均值范围是1.7310.60mg/kg，最大值出现在广西近岸海域(hiy)。底质中铅的含量均值范围是8.9422.93mg/kg，最大值出现在广西近岸海域(hiy)。底质中总铬在辽宁、山东两省均值的含量范围为2.6135.88mg/kg，最大值出现在山东省近岸海域(hiy)。底质中石油类的含量均值范围为0.37177.9mg/kg，最大值出现在天津近岸海域(hiy)。 从这五省市不完全的底质监测资料可以看出，从整体上

57、看底质污染状况尚不太重。如果用19791981年渤、黄海监测数据的评价方法，超标的只有以下各项：铅（天津、辽宁和山东）；汞（天津和浙江）；砷（广西），其它均在标准之内。第78页/共141页第七十八页，共141页。 但是，局部河口海湾或排污口附近海域底质污染较重。据海洋局海洋环境监测中心对锦州湾、大连湾、员当湖（厦门西海域）湛江港、马栏河口、上海南区和西区排污口及大鹏湾等8个重点河口、排污口附近海域底质统计表明(biomng)，在这些测点上底质的重金属污染是相当严重的。其中湛江港的铜、铅、锌、镉、汞超标，葫芦岛锌厂的汞、铅、锌、镉超标很高。 第79页/共141页第七十九页，共141页。2.2.2

58、2.2.2海洋(hiyng)(hiyng)环境污染与破坏的原因分析 （1） 排污量不断增长，海洋纳污能力(nngl)有限制 图1-27显示了沿海地区工业废水直接排入海量对比。 图1-27 沿海地区工业废水直接排入海量对比 010002000300040005000600070008000900010000辽宁天津河北山东江苏上海浙江福建广东广西海南入海量/万吨1992年1997年 工业废水直接排入海量仍呈增长趋势（图1-27）。与此同时，海上石油开采和海洋运输业都发展较快，海上污染的排污量也相应增加，但近岸海域的环境容量（纳污能力）是有限的，这是造成海洋环境污染的重要(zhngyo)原因。 第

59、80页/共141页第八十页，共141页。图1-28 沿海地区工业废水排放达标率对比020406080100辽宁天津河北山东江苏上海浙江福建广东广西海南废水达标排放率%1992年1997年 图 1-29 沿 海 地 区 工 业 废 水 处 理 率 对 比020406080100辽 宁 天 津 河 北 山 东 江 苏 上 海 浙 江 福 建 广 东 广 西 海 南工业废水处理率%1992年1997年 第81页/共141页第八十一页，共141页。 （2 2）以工业(gngy)(gngy)污染物为控制对象，收效不大 引起海域富营养化的无机氮和总磷主要不是由于工业污染，而现行措施都以工业污染为主要控制对

60、象，因而收效不大。 （3）没有以生态理论为指导制定综合防治对策 （a）向陆域和海域无限制地索取，对海洋资源的开发(kif)强度（规模和速度）超出了海域的承载能力，沿海地区陆域经济增长加快，经济增长的模式仍是粗放经营； （b）人口持续增长，消费水平提高，消费方式不变，经济、人口增长的后果是资源消耗量大（利用率不高），废物排放量大。 第82页/共141页第八十二页，共141页。2.2.3 2.2.3 海洋环境污染与生态破坏(phui)(phui)的危害 （1 1）海洋环境污染的危害、近海环境污染对水产资源的不良影响 （a a）内湾水产资源遭到破坏 渤海海域的三大湾 辽 东 湾 、 渤 海 湾 、

61、莱 州 湾 ， 原 本 是 经 济(jngj)(jngj)鱼虾类最重要的产卵场、索饵场和高幼场，由于污染严重，如今这里的渔业资源几乎遭到毁灭性破坏。 （b b）外海渔场也遭受不同程度的损害 （c c）回游性鱼虾产卵场、滩涂贝类、河性鱼虾类等水产资源也都受到损害或破坏。第83页/共141页第八十三页，共141页。 海域(hiy)(hiy)环境污染对人体健康的影响 海洋环境污染对人体健康的影响，主要是污染物通过食物链迁移、转化、富集进入人体，直接危害人体健康。 食用带石油味的鱼虾后，轻者恶心，重者呕吐、腹泻。 沿海渔民头发中汞、砷、铅、镉等的含量均高于相应地区的农民，其中以汞最为显著。 渤、黄海(

62、hun hi)沿岸渔民恶性肿瘤死亡率高于全国普查的恶性肿瘤死亡率。第84页/共141页第八十四页，共141页。 海洋环境污染对旅游(lyu)(lyu)资源的影响 石油污染严重损害了滨海旅游资源。 滨海城市的一些海水浴场也发现了油污染，而大肠菌群数超标和富营养化使海水浴场的水质降低，已达不到国家规定的海水浴场的水质标准，对在海水浴场游泳的人群必将造成不良影响。 赤潮、溢油等海洋污染事件的危害 以渤海为例，20世纪90年代以来(yli)，发生赤潮达数十次，影响面积数千平方千米，造成经济损失数十亿元。此外，渤海几乎每年都发生由于拆船、撞船、沉船、井喷、漏油等原因造成的溢油事件，海域石油污染严重，给水

63、产养殖和海滨旅游事业带来巨大威胁。第85页/共141页第八十五页，共141页。（2 2）海域(hiy)(hiy)生态破坏的损害 海域生态破坏的损害主要有：捕捞(blo)过度、导致渔业资源衰退；滩涂不合理开发及乱砍滥伐红树林造成的不良后果。 过度捕捞(blo)对渔业资源的损害（具体内容） 滩涂不合理开发造成的不良影响 （具体内容） 乱砍滥伐红树林造成的不良后果（具体内容）第86页/共141页第八十六页，共141页。2.3 2.3 海洋环境(hi yn hun jn)(hi yn hun jn)保护综合防治对策及海洋环境(hi yn hun jn)(hi yn hun jn)管理 2.3.12.3

64、.1综合防治对策 基本原则 （1 1）以经济建设为中心，坚持可持续发展战略 （2 2）以生态理论为指导 （3 3）以防为主，坚持源头控制原则 （4 4）合理利用海洋(hiyng)(hiyng)环境自净能力，与人为措施相结合 （5 5）按功能区实行总量控制与海域环境浓度控制相结合 （6 6）全面规划，突出重点，系统分析，整体优化 （7 7）技术措施与管理措施相结合 主要内容 （1 1）海洋(hiyng)(hiyng)环境调查评价 （2 2）近岸海域环境功能区划 （3 3）海域环境保护战略目标及总量控制目标 （4 4）海洋(hiyng)(hiyng)污染防治对策 （5 5）海洋(hiyng)(hi

65、yng)生态环境保护对策第87页/共141页第八十七页，共141页。2.3.22.3.2我国近岸海域环境功能(gngnng)(gngnng)区划简况 按照海水用途，海水水质要求分为3类：第一类适用于保护海洋生物资源和人类的安全利用（包括盐场、食品加工、海水淡化、渔业和海洋养殖等用水），以及海洋自然保护区，在环境(hunjng)功能区划中这是重点（或特别）保护区；第二类适用于海水浴场及风景游览区；第三类适用于一般工业水、港口水域和海洋开发作业区。第88页/共141页第八十八页，共141页。2.3.32.3.3近岸海域环境功能(gngnng)(gngnng)区划的步骤和方法 （1）海域(hiy)环

66、境质量调查 （2）海域(hiy)环境质量预测 （3）现状使用功能的矛盾分析及其协调 现状使用功能与海洋长远开发的矛盾 现状使用功能与城市发展规划的矛盾 各类修改意见的汇总 不同方案的经济分析第89页/共141页第八十九页，共141页。2.3.42.3.4中国近岸海域环境(hunjng)(hunjng)功能区划方案 在对全国近岸海域的环境质量基本概况进行大量调查评价的基础上，进行了环境预测，并充分考虑到近岸海域的使用现状及其历史过程，按照统一的原则和方法，汇总编制出全国近岸海域环境功能区划方案。该方案对中国近岸海域四大海区，共划分为792个环境功能区。其中渤海海区80个，黄海海区192个，东海海区107个，南海海区413个。 按四类划分法分类统计(tngj)，共划分出一类区78个，二类区259个，三类区31个，四类区241个。汇总各大海区的近岸海域的环境功能区划分个数如下： 第90页/共141页第九十页，共141页。中国近海域(hiy)(hiy)环境功能区结果分析 从本次区划结果可明显看出： 中国近岸海域环境污染发展十分迅速，高类区增长很快，尤其是经济开放地区海域，污染已十分严重，难以控