海洋汙染防治
作  者╱
華健
出版社別╱
五南
出版日期╱
2020/05/01   (1版 1刷)
  
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I  S  B  N ╱
978-957-763-860-1
書  號╱
5E0A
頁  數╱
408
開  數╱
20K
定  價╱
550



本書從介紹海洋環境開始,廣泛討論人類如何對海洋造成各種汙染,以及這些汙染所可能對環境、經濟及社會帶來的影響。本書並嘗試對各種海洋汙染問題,提出防止與管制之道。
本書適合用作大專相關課程的教科書,也可用來幫助想為海洋盡一份心力的愛海夥伴,建立相關知識。

華健
現職:國立海洋大學輪機系副教授
學歷:美國堪薩斯州立大學(Kansas State University)農業工程博士
經歷:美國Geological Survey研究員、商船輪機員
成立:基隆市海洋保育協會、台灣海洋保育學會

作者序

第一章 海洋環境與海洋生態系   
1.1 海岸   
1.2 大洋   
1.3 人類在海岸地區的活動   
1.4 海洋資源   
第二章 海洋汙染簡介   
2.1 海洋環境現況摘要   
2.2 海洋汙染起源—地中海實例   
2.3 海灣汙染   
2.4 海洋生態系之破壞   
2.5 人類活動對海洋之影響   
2.6 汙染與食物鏈   
2.7 海洋汙染的來源   
2.8 海洋汙染為什麼是個問題?   
第三章 海洋汙染所造成的影響   
3.1 汙染物的命運   
3.2 促使海洋汙染物擴散的力   
3.3 海洋汙染物的影響   
3.4 汙染影響爭議   
第四章 海洋棄置   
4.1 廢棄物的特性   
4.2 海拋物的種類   
4.3 海拋影響評估   
4.4 國際間對海拋議題的共識   
4.5 海上焚化廢棄物   
第五章 垃圾對海洋造成的汙染   
5.1 塑膠垃圾對海洋構成的威脅   
5.2 海洋垃圾類型   
5.3 海洋垃圾的影響   
5.4 船舶垃圾管理   
5.5 解決海洋垃圾問題   
5.6 海洋垃圾與消費主義   
第六章 海洋油汙染   
6.1 人們關切海洋油汙染   
6.2 源自船舶的油汙染   
6.3 清除油汙   
6.4 溢油事件帶來的衝擊   
6.5 溢油後之恢復、復原及修補   
6.6 海上溢油應變體系   
6.7 船舶海洋溢油事件的賠償   
第七章 源自船舶空氣汙染   
7.1 海洋酸化   
7.2 源自海運的空氣汙染   
7.3 船舶空氣汙染防制   
7.4 以天然氣作為燃料   
7.5 海運與氣候變遷   
7.6 GHG減量政策工具   
7.7 其他潔淨能源策略   
第八章 防止船舶汙染海洋國際公約與立法   
8.1 海洋汙染問題永遠是個國際性的問題   
8.2 防止船舶防汙染國際公約沿革   
8.3 防止源自船舶的空氣汙染—附則陸(Annex VI)   
8.4 防止生物汙損船舶塗料汙染   
8.5 壓艙水管理公約   
8.6 船舶回收   
第九章 海洋環境管理   
9.1 管理海洋環境所需面對的問題   
9.2 再問何謂汙染與其防治之道   
9.3 汙染防治成本   
9.4 受保護區   
9.5 綜合管理計畫   
9.6 汙染和海洋休閒活動   
9.7 與環境相容的海洋公園   
9.8 動態海洋管理   

材料破損分析
化妝品概論與應

電化學原理與方

新能源材料與器

高分子材料導論
材料分析與檢測
實驗




在地球上,海洋大約覆蓋了357,555,000平方公里的面積,相當於地球總面積的百分之71。由於大部分面積都給水占去了,從人造衛星傳回來的照片上可明顯看到,整個地球充滿水的景象。而若稱地球為「水球」,也不為過。這一廣大水圈(hydrosphere)不僅涵蓋範圍廣,而且深度也相當可觀。最近實測得的海洋平均深度,大約是3,890公尺。如此算來,整個地球上,水的重量大約也有1.45×1018公噸之普,約相當於地球總重量的百分之0.02。而海水的體積,根據估計為1,264,440,000立方公里,約為淡水總體積的37倍。
1.1 海岸
思想起當年我們的祖先,發源於熱帶大陸,終於也想要造舟渡海。有一天,當他們初次見到大海,心想:好大之一片水!水的另一邊又是什麼?這反映了人類與生俱有的好奇心,而這也正是推動人類展開冒險犯難的原動力。人類初次來到陸地的邊緣,發現到海邊比起留在內陸,確實有許多好處,像是食物豐富、氣候宜人等等。因此,一些主要的城市也從小村落興起,例如上海、東京、紐約、加爾各答、開羅、拿不勒斯(義大利)、倫敦等。而接著,其間的貿易往來也更形顯著。全球最大的二十個城市除了莫斯科與墨西哥以外,全都位在海洋邊緣。
海岸的特性隨各地而異。如圖1.1所示配合以下定義,可用以表示在海岸不同區域範圍內的特性。背岸(backshore)為高於高潮線(high-tide mark),包括海蝕崖(sea cliff, dunes or berm)和前岸(fore shore)則是低潮時露出的範圍。濱後脊(berm crest)為平坦沙灘邊緣;海灘面(beach face)為高潮點以下沙灘坡面;灘崖(beach scarp)為幾近垂直的海灘,因海浪衝擊而成;低潮階地(low-tide terrace)則為於低潮時露出的平坦區域。
海岸可分成許多類型,例如侵蝕、沖積、火山等,但基本上決定今天海岸的主要因素有五﹕
• 自然過程,例如風、雨的能量,
• 海洋岩材,例如砂、岩、頁岩、石英、長石,
• 大型地球運動,例如隆起,
• 海面的改變,例如潮汐攜帶大量漂沙,
• 人類活動,如江河造壩、土地再生復原、疏濬、防止侵蝕工程、開發。
離岸沿海(offshore)指的則是自低潮點算起到破浪區之間,包含以下幾個部分:
• 臨濱(shore face)—低於低潮點的坡面,
• 沿岸凹槽(long shore trough)—與海岸線平行,位於低潮點與波浪區間的凹槽,及
• 緩沙壩(long shore bar)—與海岸線平行的凸緣,海浪在此劃破。
1.1.1 潮間帶
潮間帶(littoral zone, or inter-tidal zone)指的是介於高水位與低水位之間的部分,或可大致定義為從岸邊到水深約200m之間的範圍。亞濱海帶(sublittoral zone)則從低潮海域(low tide area)的海底延伸至大陸棚邊緣,其物理狀態主要決定於海洋當中的物質、波浪及水流。像美國加州南部海岸水流流速可達四節,但在墨西哥灣,大部分都相當平靜。波浪對水表面的影響較大,但海底的大山運動,也可同樣造成很大影響。
亞濱海帶的化學狀態在大部分地區都算是相當穩定,但受大洋的影響很大。當然其亦隨位置而改變,像近幾十年來被廣泛使用的汙水放流管,可從海岸延伸數公里至亞濱海帶。如此不但汙染了河口,也汙染了鄰海區。其不斷的傾泄「養料」入海,產生了大量不正常的藻類、有孔蟲類、海膽等個體群,這些都會耗盡在世界各地一些海水中的重要元素。
對於某一地區,其亞濱海帶的水溫大致穩定,另有一些突起地區,在幾天內溫度可相差到5℃,溫度隨地理位置也會有很大的不同,可從極地的2℃改變到紅海與波斯灣的30℃。可透光區(euphotic Zone)則大約在水深200 m範圍內,透光率取決於雲層、陽光角度、懸浮無機物及浮游生物量等因素。
1.1.2 陸棚與陸坡
海洋既覆蓋了地球表面將近百分之71,並且為一相連,不停運轉的水體,永無休止的波浪與潮湧,也就使我們永遠無從確定海洋的邊緣,究竟位於何處。除了這永無休止的運動之外,平均海面亦隨時間有所改變。潮來潮往,浪起浪落,與人的生命相較,此海面的波動或許微不足道,但以地球悠久的地質年帶來看,海洋邊緣的位置,又確曾有過相當大的改變。俗云「滄海桑田」,這句話正是在描述某些出現在大陸,卻有著豐富海洋生物化石的特殊景象。
如今我們若真要訂出一道海洋邊緣,以作為海洋與大陸的分界,那便是陸棚(continental shelf)的外緣了。從海底地形圖(圖1.2)可以找到,在大陸與海洋盆地之間,的確可看出一條明顯的界限;它的邊緣位於海岸線以外大約100公里處,連接大陸的較平坦區,習稱為「大陸棚」或「陸棚」。陸棚在世界各地的寬度與深度相差頗大,但視其與大陸地形、地質的連續性而定,最深處約500公尺。陸棚與海底之間,由陸坡(continental slope)連接。在太平洋,此坡可綿延4至10公里。到了陸升(continental rises),其原本降下的地形又接著升起。
每個大陸塊都有一部分浸在水下,而其「棚」則位於大陸與主要大洋的邊緣。陸棚占去地球上所有陸地面積的18%,相當於海洋盆底(sea floor)7.5%。陸棚最寬處達1,500公里,平均為50至100公里。一般在陸棚最外緣測得的深度約為130公尺。大約每1,000公尺就有約1公尺的落差,而亦有例外者,例如冰蝕地區的極地陸棚深度約達500公尺,而在很多珊瑚礁地區,深度僅約20公尺。到了陸坡處,大約每100公尺就有近1公尺的落差。
1.1.3 河口
河口雖然算不上是海洋環境之一部分,然因其一直讓人們充分利用,且可直接影響海洋環境,所以顯得特別重要。我們在討論海洋環境時,也都將它納入考慮。
我們都知道一些知名的河口,像是臺灣的淡水河口、關渡、山東的渤海灣及美國的舊金山灣(San Fransisco Bay)等。它的定義是:一個與海洋相通的半封閉沿岸水體,水體的海水可被陸地流入的淡水,淡化到可測得的程度。欲區分河口與海洋,可由前述海洋的參數,如鹽分、溫度、深度、透光率的量測,很容易辦到。
河口可能是海洋環境中受汙染最嚴重之一部分。因為它是汙染物即將進入海洋環境前,最主要必經的路。當然,除了汙染物,其他也有很多有機物進入或通過河口。
海灘受汙染後的重建及海岸復原,最有效的方法之一便是廣植紅樹林。紅樹林具穩定海岸沙土的效果,所賴在於其根部緊抓沉積土壤與貝類等生物,以對抗浪與流的侵蝕。紅樹林並可為蝦、蟹、蠣等動物提供住所和掩體。其種子在落海之前發芽,落下後隨海水漂浮,直到著根,接著快速生長,在環境合適、土壤未遭受汙染情況下,最多一年可長高逾60 公分。
爾來,世界各地大量紅樹林區因人為因素銳減,恐將影響沉積土與海水性質,進而改變海流狀態。東南亞、非洲、及南美部分地區,原本仰賴紅樹林保護的海岸線也因此遭受侵蝕。如此不僅造成陸地與海灘流失,同時也導致海洋生物繁殖場萎縮,進而導致蝦、蟹等漁獲降低。