第六组湖泊酸化

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖泊酸化,环治,3102,第六组,案例,北美死湖酸雨事件,20,世纪,70,年代开始，美国东北部及加拿大东南部地区的湖泊开始变质，水质酸化，,PH,一度低到,1.4,，污染程度较弱的湖泊,PH,值仍有,3.5,，依然带有极强的酸性。这样的情况使得动植物纷纷不堪忍受，大面积湖泊停止了呼吸，可谓一潭死水，实属惨不忍睹。,此地区的工业高速发达，代价自然就是,“,高度发达,”,的二氧化硫排放量，年平均,2500,多万吨。这样的污染程度由雨水带到陆地，大约,55%,（,9400,平方公里）的湖泊被污染而酸化变质。可这次并不是由于空气的停留而导致，相反这些污染气体在北美的上空飘一会儿继而跑到加拿大的上空飘一会儿，然后循环往复，最终导致最强的酸雨降在弗吉尼亚洲。另外，据纽约州的阿迪龙达克山区数据记载，,1930,年那里只有,4,的湖泊无鱼，,1975,年就有,50,的湖泊无鱼，其中,200,个都已成为是死湖。,北美遭到了破坏，加拿大的情况也不好过，其受酸雨影响的水域达5.2万平方公里，5000多个湖泊明显酸化。多伦多1979年平均PH值为3.5，安大略省萨德伯里周围1500多个湖泊池塘中也总是漂浮死鱼，湖滨树木已然枯萎,。,我国湖泊酸化现状！,在中国南方酸雨地区有近一半湖泊，受到不同程度的酸化污染。1996年的相关调查数据表明，我国已经成为世界上湖泊营养化最严重的国家之一。特别是一些大中城市和城市群周围的湖泊，大多处于重营养化状态，许多湖泊已经丧失供水、旅游、水产等服务功能。,重庆南山和缙云山各发现一个水塘,其水体pH值为4.7,属于已酸化了的小水体,这是一个警告,。,幸运地,是，,到目前为止我国尚未发现大面积水域酸化现象。,虽然目前我国水体,包括湖泊酸化并不严重,例如我国重酸雨地区四川和贵州省水体大致pH值在6.5-8.5 之间,没有发现大面积已酸化水体,且近期也不会被酸化。但是要防患于未然,，,因此首先要着眼于找出那些对酸化敏感的水体,先行防范。,被酸化的湖泊,何谓湖泊酸化？,天然水体中含有碳酸氢根离子；有的水质发浑,含有某些有机碱；因此它们有中和酸的能力。碱度就是酸中和能力。碳酸氢盐水体中的碱性主要来自于含钙和镁的矿物质的风化。因此水体碱度为碳酸氢根离子浓度,加上两倍的碳酸根离子的浓度,(,因为每个碳酸根离子可中和两个氢离子,),再加上氢氧根离子浓度,即,:,碱度,=HCO,3,+2CO,3,+OH-H,当酸性物质进入碳酸氢盐水体,首先中和氢氧根离子,然后中和碳酸根离子形成碳酸根离子,最后中和碳酸氢根离子形成碳酸,再增加氢离子,水体将明显酸性提高。因此,水体碱度大,酸中和能力大,其对酸性的缓冲能力大,可容纳更多额外增加的酸。据碱度定义,湖泊完全失去碱性叫酸化。当某水体接受氢离子量超过其本身中和离子量(通常是碳酸氢盐),便发生了酸化。,湖泊酸化的成因？,湖水的酸化主要是由于酸雨的降落而致，其他的原因之中，一个主要的环境因素是由于其对动植物生命的威胁，这种威胁正向向全球范围内不断扩散，同时，还会造成自然界恢复期的延长。,为减少酸雨形成初期的成因因素而展开的国际间合作，提供了一本涵盖了社会如何科学地全面应对环境污染问题的教科范本。成功的关键一步是，使酸雨给生态系统造成严重威胁的敏感区域，获得更广范围的抑制酸雨的科学性的一致意见。此一致性意见源于科学研究的双十年科研期间，始于1972年联合国的环境会议，持续于1990年的欧洲和联合国主要科研项目。,但这是唯一的成因吗？一则新的科研报告，针对溶解有机碳所扮演的角色进行了阐述，其主要来自有机体，也是使,湖泊,酸化的一个成因，同时，对发电站排放的废气也进行了分析，并称其影响湖水酸化的程度远比预计的要小。英国雷丁大学的马丁.厄尔兰德逊（Martin Erlandsson），与其同事，通过对二十年间湖水酸化的研究，来辨别有机酸化物和发电站排放物带来的历史性影响，并通过对这些的分析与研究，使湖泊酸化程度在瑞典范围内有所减少。他们将其科研成果在八月出版的生物科学（BioScience）中做了详细的描述。,科研报告：,上个世纪八十年代之前，在瑞典，对于湖泊内的溶解有机碳的数量没有什么处理和管理措施，导致了九十年代，虽然发电站的排放物保持稳定性，但有机碳的数量却在持续升高。原因不明，但在二十世纪，发电站的废气排放量在持续增长的同时，其却部分地抑制了工业初期对高水位湖泊内有机酸度的增加。,厄尔兰德逊及其同事，对工业初期，,66,个湖泊，进行了在不同溶解有机碳含量的环境下的酸度评估，发现有一定数量的湖泊都受到了发电站排出物的巨大影响。对一些湖泊内的沉淀物的研究，也揭示了工业初期有机碳水平至少比上个世纪九十年代还要高。但同时，又证明发电站的排放物，并非像想象中那样是湖泊酸化的主要原因。,溶解有机碳（简称,DOC,）在淡水中的浓聚物，无论是在历史上还是在现如今，都处于一种多变的状态下。如今，没有任何迹象显示，十年内，瑞典的溶解有机碳会有减少的趋势，即使在降水和地表水中，会有硫酸盐浓聚物，也都会被稳定化地处理掉。在这项研究结果中，并未有意暗示，早期工业对溶解有机物聚合物问题真正起到一定的作用，但在一定程度上，列举了溶解有机碳在不同参考水平下的状态。,对瑞典南部的四个湖泊进行的技术性研究，揭示了：,2009,年的有机物聚合物的含量，高出,1850,年指标的,15%,50%,甚至更高。其中的两处湖泊，在工业初期之前就已得到了重建，也因此，其对溶解有机物的抵制效果就更明显些，相对于工业化初期的酸沉降的,PH,值，其并没有得到完全地恢复。对于另两处湖泊，无论如何，其含有溶解有机物的水平则更高，古湖沼学的重建建议是，必须使其,PH,值恢复到正常水平。,此报告所要展示的就是，一个湖泊的酸化成因是由许多因素组成的，并尚未被完全了解。多重的成因仍继续存在着。,有机体对水体的影响,假如把鱼缸理解为一个小湖，最初设缸时由于缸中有碳酸盐，在缸中以碳酸氢盐形态存在，在我们一般的水体中比较多的是碳酸钙和碳酸氢钙，而当缸中养了鱼之后，鱼类排出的废物经过生化过程产生了亚硝酸和硝酸酸，鱼类的呼吸排出的二氧化碳产生碳酸，这些酸中的氢离子,首先中和碳酸氢根离子形成弱酸性的碳酸,这时的,pH,值下降很慢,可能需要几个月、半年或者更长时间，因为我们毕竟还在经常换水，适当的补充碳酸氢盐。但混养缸中，由于鱼只多，生化过程产生的氢离子大于补充的碳酸氢根离子，一但该过程中和完毕,碳酸氢根被耗尽时,再引入新的氢离子,pH,值就开始急剧下降,于是酸跌就发生了，水体会在很短的时间酸化。,酸化指标：,要评价某水体对酸化的敏感性,就要订出一项水体酸化敏感性指标。,参照国外和前人经验,我国学者提出一种,抗酸化容量,指标来评价天然水体的酸化敏感性。经过他们的研究,中国天然水体的,pH,值一般在,6.5-8.5,之间。此时,水体中碳酸氢根占碳酸溶解量的,60-95%,成为水体中的主要缓冲因素。首先,假定水体酸化临界值为,pH=6.5,测出水体实际,pH,值后,可得,pH,增加值,pH,即,pH=pH-6.5;,既而,测得水体的碱度,;,最后,由水体碳酸平衡公式,算出水体可承受的总酸量,A,。,据此指标,A 1.0,毫克当量,/,升,为不敏感水体。,湖泊酸化的危害有哪些？,鱼虾等能生活在酸湖之中吗?,湖水pH值在9.06.5之间的中性范围时，对鱼类无害；在5.06.5之间的弱酸性时，鱼卵难已孵化，鱼苗数量减少；当湖水pH值低于5.0时，大多数鱼类不能生存。因此，湖泊酸化会引起鱼类死亡。相对于忍耐湖水酸化的能力而言，虾类比鱼类更差，在已酸化的湖泊中，虾类要比鱼类提前灭绝。,图例,1.对水生生物的影响：,草本食物是一些鱼、虾类生活的基础。湖水酸化，水生生物种群将减少，例如某湖酸化后，绿藻从26种减至5种；金藻由22种减至5种；兰藻由22种减至10种。俗语说，大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃滋泥，其实滋泥中就含有大量水生生物；鱼虾离开了水草和水生生物，好比鸟兽离开了森林。因此，从生态食物链角度来看，湖泊酸化，也将使鱼虾难以生存。,水质酸化会抑制微生物的活活动，影响水生生态系统中有机物的分解，由于碎屑大量沉积，影响水生生物的营养与能量循环，从而使湖泊动物群落受影响，至使耐酸的种类增加，而不耐酸的种类则减少。酸性湖或河水会降低水质中含钙量，损坏鱼的脊椎和骨胳。,另外,还会引起沉积物中有毒重金属元素的活化，导致湖泊水环境中重金属浓度升高和生物活性增强。导致湖中生物逐渐死亡，生态系统活动被破坏，最后变成死湖。,湖泊酸化导致大量鱼类死亡,2.对人体的影响：,人类食用污染水体的水生动植物，引起一系列的疾病，威胁人体健康。,3,、对农作物的影响：,农作物经受污染水体的浇灌，导致农作物受到污染，农作物减产并危害人体的健康,湖泊酸化的防护措施,1,、原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约,40,一,60,的无机硫。,2,、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。,3,、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。,4,、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。,5,、加强监督管理的措施中，理解清洁生产，可持续发展的概念。,6,、合理的工业布局、城市规划有利于控制酸雨的发生。,7,、扩大绿化面积、公众的积极参与有利于防治酸雨。,8,、湖泊与长江连通，通过恢复江湖的自然联系，改善和恢复湖泊生态功能。,9,、水污染防治是一项复杂的系统工程，需要全方位防范、全面治理、全民参与。,湖泊的重要性,水是生命之源，湖泊是地球水资源的重要载体。它滋养了文明，润泽着万物，是人类赖以生存和可持续发展的自然依托。湖泊以仅为全球淡水万分之一的水量，以不到全球面积百分之一的水体，提供了全球生态系统服务价值的,40%!,不言而喻，湖泊的环境保护在全球环境保护中具有极其重要的地位与意义。,知识链接,SO,2,及其生成的酸雾、酸雨等酸性物质可扩散到一些地区和湖泊、使土壤和湖泊酸化而危害生物体的生存，这称为酸化效应。在一般土壤其污染物质主要集中于表层（,0-5cm,）、耕作土壤则集中于耕层（,0-20cm,）。土壤被酸化后，氮便不能在土壤中被转化为可供植物吸收的硝酸盐或铵盐，磷酸盐也会变成难溶性的沉淀。被酸化的土壤由于缺少可供植物吸收的氮、磷等，从而影响植物的生长，湖泊被酸化后则危害水生生物的生存。在石油化工联合企业附近降落的雨水常常呈酸性、,pH,达,3.7,，对土壤起酸化作用，这是大气污染对土壤性质的影响。,已酸化的湖泊恢复,技术,对于业已酸化的湖泊，如何恢复？方法之一是投入石灰石等碱性物质以中和酸性物质，从而改善了水生生物生存的条件，幼鱼数量明显增加。目前，这种方法尚未发现弊病，但是对生态的负面影响可能多少年后才能显示出来。,如何治理湖泊,:,听听孩子的声音,2009年底中日韩三国孩子给出了不同答案。每个国家派出2,5名中小学生代表，中国的5名学生分别来自甘肃、湖北、广东等地，主持人给出了8种行为.请学生选择对治理你家乡湖泊最为关键的一个建议，八种行为分别是：,增加鱼类和贝类，戏水和游戏，减少垃圾，避免出现蓝藻和水华，增加芦苇地，提高水质，了解湖泊知识，传递湖泊优点。,中国学生选择“减少垃圾”，理由是有很多居民将垃圾往湖里扔，直接导致湖水被污染，韩国学生选择“提高水质”，表示水质好了后就能恢复湖水的生态平衡，湖泊当然也就给治理好了.,日本学生选择“传递湖泊优点”，认为若有更多人知道湖泊的优点，就会有更多的人加入到保护湖泊的队伍中来。,三种答案并无对错之分，对中国孩子来说随处可见的乱扔垃圾现象是造成湖泊污染的最重要原因。,总结,湖泊酸化的定义,湖泊酸化的成因,湖泊酸化的危害及其防护措施,谢谢观赏！,