太平洋大垃圾带的模型分析及治理建议0

减小字体 增大字体 作者:陈斌,项一男  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2010-12-30 00:24:43

近年来,由于海洋塑料垃圾的堆积,美国西海岸附近形成了一个得克萨斯州面积大小的、以塑料为主的“海洋垃圾带”,被称为“太平洋大垃圾带”。随着太平洋大垃圾带的危害范围不断扩大,人们开始愈加关注这一地带。

1 垃圾来源

经调查,塑料垃圾在所有海洋垃圾中占据相当大的比例。这些塑料垃圾10%来自渔民捕鱼过程中的渔网,10%是海上航行的货船丢弃的,其余80%的塑料垃圾则来自陆地的人类活动。

美国的塑料原料产量、塑料制品产量和塑料包装制品产量都长期居世界首位,其中,塑料原料产量约4700万吨,塑料在使用后只有1 880万吨(40%)得到了回收循环利用,2209万吨(47%)被抛弃。而被抛弃的2209万吨中有600万吨(27.16%)左右被抛向了大海,300万吨浮在了海面上形成了海洋垃圾。

2垃圾扩散

2.1问题分析

为了研究太平洋环流区垃圾输移的运动规律.老虑到风场及潮流作用下污染物的输运,包括塑料的降解和再悬浮机制。本模型在无结构的网络上对水流和污染物输运方程进行有限体积的积分离散,应用Osher计算水量、动量及污染物输运等通量,提高了数值模拟的精度。

2.2模型假设

不考虑海潮、风暴等自然因素对数据采集、实验等的影响。

对于黎曼问题,计算中所取的单元体只属于计算域内部,不考虑边界情况。

对于污染物的输移扩散,要给定两种边界条件:浓度时间序列和CR=CL。

2.3模型建立

2.3.1数值方法

这个问题是一个固体液体移动实物,属多相流。因此,选择计算流体动力学理论,并选取这个方程。

将水流方程:和悬浮物输运方程联合求解,则水流运动方程和悬浮物输运方程统一写成

2.4模型的应用价值

该模型用于研究太平洋环流区域垃圾输移的运动规律,分析过程中考虑到风场及潮流对污染物的输运产生的影响。运用该模型有助于我们对太平洋大垃圾带中垃圾的密度、广度和分布进行定量分析和预测,进而制定相关的预防污染和治理污染的措施。

3 治理建议

经过上述分析计算,根据得出的结论给政府提出了以下治理建议。

(1)及时清理人海口周边垃圾,定期排查。人海口处的垃圾是陆地垃圾流人海洋进而形成海洋污染的罪魁祸首,及时对其进行清理,有助于防止在暴雨季节雨水将垃圾冲刷人海。

(2)实施流域水面垃圾分段拦截,建立层层拦截和日常巡查责任制。在上文的Osher格式法分析中可以看出,污染物沉降速度不一,且受洋流、风速、海温等地理因素影响较大,导致其分布密度变化较大。以往各国在治理海洋垃圾污染时往往使用一次拦截的方式,但这样往往会产生大量“漏网之鱼”。政府应该对治理区域的相关地理状况进行分析之后找到合理地点设立多个拦截网,实现层层拦截。

(3)规范海上垃圾处置与管理,建立海上垃圾清运保洁队伍。上文提到,有10%的海洋塑料垃圾来自于丢弃渔网,另有10%来自于过往船只的垃圾丢弃行为。这种局面的出现不仅仅是由于渔船和其他船只上的人们缺乏环保意识,更重要的原因是他们不知道什么是更好的处置方法。另外,垃圾产生后的及时清理制度也不完善。因此,规范海上垃圾处置与管理日益重要。

(4)加快滨海旅游区卫生基础设施建设,增加垃圾回收点数量。海洋污染会对滨海旅游区带来巨大损失,与此同时,滨海旅游区也在源源不断的把大量产生的垃圾排人海洋,进而形成恶性循环。为解决该问题,需要加快滨海旅游区的卫生基础设施建设,使产生的垃圾得到及时合理的处理。

(5)完善相关法律,提高公众环境意识。目前,大部分国家在保护海洋环境方面的法律体系并不完善,使得海洋生态保护有时无法可依,因此,必须完善相关法律。除此之外,政府还应通过各种途径宣传海洋保护,提高公众保护海洋生态的自觉性。

[编辑:王劲松]

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