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近年来,随着沿海地区经济的快速发展和人口的激增,我国近岸海域不仅面临由传统污染物引起的水环境富营养化和耗氧有机污染等问题,而且还面临着有毒物污染、尤其是有机毒物污染等问题。但是目前以水质基准为依据的近海水环境管理还具有一定的缺陷,很难实现对有毒污染物的有效管理。针对上述问题,本文以天津市近岸海域为研究对象,立足于环境监测数据,通过近海水环境质量模拟和污染物浓度估值,提出了一套完整的近岸海域生态风险计算和评价的方法体系,为近海水环境的有效生态管理提供了理论依据和技术手段。
首先,采用Delft3D模型中的网格生成模块对模拟区域进行网格划分和正交化处理,并将某化工企业排放污水水质、近海水质本底值等基础数据作为模拟模型的参数输入;然后借助Delft3D模型中的水动力、水质模块等对该化工企业排污后天津市近海水环境质量进行模拟,预测得到该化工企业排污后各个监测点的汞浓度增量值;最终通过将各个监测点汞浓度的增量值与近海本底值进行叠加,实现了近海水环境质量的模拟和预测。
其次,在近海水环境质量模拟预测得到各个监测点的汞浓度基础上,本文采用地统计学原理分析各个监测点汞浓度数据的空间结构特征,在实验变差函数曲线的基础上,采用高斯理论模型对其进行了拟合;然后,采用普通克里格插值方法对整个研究海域的汞浓度进行了估值;最后,将估值结果在GIS软件中表达,实现了汞浓度估值的可视化。
最后,本文选择对汞比较敏感的鱼类作为评价终点,根据近海水环境质量模拟结果和近海污染物浓度估值结果得到鱼类在近海中的最大环境暴露浓度;在此基础上,按照平均致死量法计算不同暴露时间下汞对鱼类的半致死浓度LC50;最后根据风险最大化原则,按照生态风险评价模型计算和评价汞对鱼类的生态风险大小,最终提出了一套完整的近岸海域生态风险计算和评价的方法体系。