海洋环境现状及生物修复技术研究

谢丽凤 吴卫飞

摘要：人类活动对海洋不合理开发使得海洋生态环境变得更为脆弱，资源枯竭、资源浪费以及海水污染等海洋环境问题日益突出。本文在分析了我国海洋环境状况及海洋污染成因的基础上，以生物修复技术为例，就生物修复原理及其应用进行了论述，为海洋环境污染修复提供参考。

关键词：海洋环境;治理;治理对策

中图分类号：X17 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）04-00-01

Abstract： The irrational development of oceans by human activities has made the marine ecological environment more fragile， and the marine environment problems such as resource depletion， resource waste and seawater pollution have become increasingly prominent. Based on the analysis of Chinas marine environment and the causes of marine pollution， this paper takes bioremediation technology as an example， discusses the principle of bioremediation and its application， and provides reference for marine environmental pollution remediation.

Keywords： Marine environment; Governance; Governance countermeasures

全球海洋总面积约为33600万km2，约占地球总面积的71%。随着21世纪“海洋世纪”的到来，人类活动对海洋不合理开发使得海洋生态环境变得更为脆弱，资源枯竭、资源浪费以及海水污染等海洋环境问题日益突出。改革开放以来，我国经济社会领域发展取得了举世瞩目的成就，海洋发挥的链接纽带、空间拓展和资源环境支撑作用功不可没。与此同时，我国的海水污染等海洋环境问题不断恶化，影响了经济社会发展和生态文明建设。加强海洋环境治理和修复，解决海洋环境污染问题具有积极的现实意义。

1 海洋环境状况分析

1.1 海水质量状况

根据国家海洋局2018年3月发布的《2017年中国海洋生态环境状况公报》公布的数据显示，我国海水质量总体有所改善，但近岸局部海域污染依然严重，冬、春、夏、秋季劣于第四类海水水质的近岸海域面积分别为48140km2、41140km2、33560km2、46800km2（见表1），占近岸海域面积的16%、14%、11%和15%。近海污染海域主要分布于辽宁湾、渤海湾、莱州湾、江苏沿岸、长江口、杭州湾、浙江沿岸、珠江口等近岸区域，海水中的主要超标因素为无机氮、活性磷酸盐和石油类。

1.2 海水富营养化

夏、秋两季，我国海洋海水呈富营养化状态的海域分别达到60560km2、95210km2（见表2），重度富营养化海域主要集中于辽东湾、渤海湾、长江口、杭州湾、珠江口等近岸区域。总体来看，2011-2017年我国管辖海域富营养化面积呈下降趋势。

2 海洋环境污染成因分析

2.1 陆源污染严重

國家环保部门监测的结果显示，我国的海洋污染物总量的85%以上来自于陆源污染物，主要包括工业“三废”、城镇生活垃圾、农用化肥、农药和畜禽粪便等等。2017年，国家环保部门在对全国371个陆源入海口排污口监测发现，工业排污口占29%，市政排污口占43%，排污河占24%，全年入海排污口未达标排放次数占监测总次数的43%，入海排污口排放的主要污染物有总磷、悬浮物、氨氮和CODcr。

2.2 海洋过度开发

近年来，随着海洋经济的快速发展，海岸带超负荷开发和围填海等人为因素，使得海洋自然岸线和滩涂湿地逐渐损毁和丧失，给近海岸生态系统的平衡造成了较大威胁。风暴潮、河流输沙减少以及不合理海岸工程加剧了海岸侵蚀，如，海南琼海博鳌印象和三亚亚龙湾东侧海岸侵蚀速度达到了6.0m/年。岸线后退、沙质粗化、海滩缩窄等海蚀问题严重。

2.3 海洋溢油污染

为了满足经济社会发展的现实需要，石油开采量、运输量呈现出日益增长态势，运输油船、输油管道、输油码头以及海上石油钻井平台的溢油风险日趋突出，给海洋生态环境构成了潜在威胁。近年来，频繁发生的海上溢油事故构成了海洋生态的巨大威胁。如，2011年蓬莱19-3油田溢油事故造成了5500多平方公里的海域水质受到污染。

3 海洋环境污染生态修复技术应用分析

传统陆上机械清淤、化学降解、换水以及抗生素等环境保护技术，因受限于海洋特殊地理、气候等特殊情况，还易于产生二次污染，难以实现大范围推广。海洋环境保护主要集中于石油（烃类）降解菌和养殖生态调节剂方面。“生物修复技术”在海洋环境保护中虽然还处于起步阶段，但已经表现良好的应用广阔的前景。如，美国、加拿大等联合制定海洋环境生物修复计划，积极推动生物修复技术应用。

3.1 大型海藻修复技术应用

海带、紫菜、裙带菜、龙须菜等大型经济类海藻作为海洋初级生产力，能够在海洋生态系统中发挥着固定光能、合成有机物、吸收二氧化碳，并能释放出氧气，达到净化水质和维持海洋生态平衡的效果。大型海藻在其生活周期中能够吸收海水的N、P、CO2等，并对Fe、Mn、Cu、Mo、Zn等重金属离子具有较强的吸收能力，经大型海藻吸收转化成为无毒金属配位化合物（螯合物），从而达到缓解海水富营养化、减少海水中重金属污染浓度，实现海洋生态平衡的效果。例如，斑紫菜、川蔓藻等大型海藻对无机氮磷均具有较好的去除效果，还可以利用其遮光作用、营养竞争以及化感作用等抑制赤潮藻类大肆繁殖。但大型海藻类生物修复技术在海洋污染中的应用，因其附加值较低，在海洋环境保护及污染防治未受到足够重视。需要在现有技术基础上，培育出基因工程海藻，提升海洋重金属离子吸收能力，利用外源基因表达产物作为保健品或药物开发，提升大型海藻类修复海洋污染附加值。

3.2 金属硫蛋白基因工程

金属硫蛋白作为一类分子量相对较低，又富含半胱氨酸的金属结合蛋白。其生物活性涉及生物机体微量元素储存、运输、代谢、重金属解毒，拮抗电离辐射，从而达到消除自由基，被用来治理受到重金属污染的海水。目前，我国已经构建出哺乳类金属硫蛋白突变体beta-KKS-beta基因，金属硫蛋白双alpha结构域嵌合型突变体基因，以及利用农杆菌或质粒转化技术在小球藻、聚球藻、鱼腥藻等藻类中遗传转化，获得多株转基因藻类。这些金属硫蛋白基因对Cu、Zn、Cd、Pb等重金属离子具有很强的耐受性和选择性吸收，能够有效吸收海洋水体中的有害金属离子。

3.3 转金属硫蛋白基因工程海带培育

实践中，利用电导法遗传转化技术，将金属硫蛋白基因转化到海带，利用金属硫蛋白基因固定重金属离子，增强海带对受污染水体中的重金属离子富集、吸收能力，并将其转化成为无毒有机结合蛋白，分离纯化制备金属硫蛋白粉剂，可作为保健药物原料，达到修复受污染海洋水体及药物开发，实现良好的环境效益和经济效益。

参考文献

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[2]金振辉，刘岩，陈伟洲等.海洋环境污染生物修复技术研究[J].海洋湖沼通报，2008（4）：104-108.

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[4]李博伦，宁清同.生态修复与恢复原状的比较分析[J].山西省政法管理干部学院学报，2019，32（01）：1-4+70.

收稿日期：2019-02-25

作者简介：谢丽凤（1985-），女，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为海洋环境影响评价，海洋环境治理修复研究。