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近年来,大气污染问题得到了我国各级政府和广大公众的高度关注。在大气污染防治中容易被忽视的是,大气污染物可随气团远距离输送至海洋上空,以干沉降和湿沉降的方式进入海洋,对海洋环境和生态系统产生影响。
大气沉降向海洋输入大量营养物质(如氮、磷),加剧了近岸水体的富营养化。目前,富营养化是我国近岸海域最突出的环境问题。通常认为,河流输入和污水直排是河口、海湾营养物质的主要来源,也是近岸海域富营养化的直接原因。而越来越多的证据表明,大气沉降对富营养化的贡献不容忽视。
以对近岸海域富营养化起主要作用的氮营养物质为例,大气沉降的氮主要来自土壤扬尘、工农业生产活动与交通运输等一次源和大气化学转化过程的二次源,它们在大气中以气态(NH3、NOx)和颗粒态(NH4+、NO3-、有机氮等)的形式存在。在全球尺度上,多年平均的大气氮沉降入海量已与河流氮输入量相当。在欧洲的波罗的海、地中海,美国的切萨皮克湾及我国黄海的局部海域,大气氮沉降入海量已超过河流输入量。大气沉降对海洋的影响具有明显的季节变化和事件性特征。春季的强沙尘暴天气、夏季的持续降雨过程均能在短时间内将大量氮、磷营养物质带入海洋。在我国北方的冬季采暖期,大气中含氮物质的浓度显著高于其他季节。频发的灰霾天气事件明显增加了大气营养物质的沉降入海量。这些都会加重或引起我国近岸海域表层海水的富营养化。
大气沉降也是海洋中重金属和有毒有机污染物的重要来源。这类物质化学性质稳定,能在环境中长久存在,并可通过富集效应对海洋生物与生态系统产生不利影响。在许多近岸海域,大气沉降是表层海水中重金属(如镉、锌、铅等)的主要来源。例如在英吉利海峡,海水中有高达65%的锌和58%的铅来自大气沉降。在地中海东北部,大气沉降带来的镉占其总输入量的80%以上。海水中的多环芳烃主要来自化石燃料的燃烧过程,且主要以大气沉降和河流输入的方式进入海洋;在离岸较远的开阔大洋,大气沉降则是海水中多环芳烃的主要来源。当这类污染物通过大气传输、沉降,并在海洋中累积到一定的浓度时,会干扰海洋生物正常的生理活动,如影响浮游植物光合作用、呼吸作用等生理过程,抑制浮游植物的生长。已有研究显示,在红海、地中海与中国黄海等海域,大气沉降对海洋浮游植物表现出毒性作用。
此外,海洋上空的大气污染物能够削弱到达海洋表面的太阳辐射,从而影响海洋浮游植物的光合作用效率。大气污染物中的氮氧化物、二氧化硫等酸性气体沉降入海能够促进海洋酸化,如在有些沿岸海域,大气中酸性气体对海洋酸化的贡献可达10%~50%。
目前,在中国大地上,正如火如荼地进行着一场捍卫人民美好生活的“蓝天保卫战”。面对严峻的近岸海域污染问题,要进行“陆—海—空”联合防治,既要削减河流和直排口的污染物入海量,也要借力“蓝天保卫战”,通过有效的大气污染物控制,削减大气污染物的沉降入海量,提高对海洋污染的防治效率。
作者系中国海洋大学教授
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