湖泊酸化 第四组.ppt

湖泊酸化,湖泊酸化,第四组,陈娟娟,王纯纯,唐 果,张振东,案例导入,20世纪70年代开始，美国东北部和加拿大东南部地区出现了大面积酸雨区美国受酸雨影响的水域达3.6万平方公里，23个州的17059个湖泊有9400个酸化变质纽约州阿迪龙达克山区在1975年近50％的湖泊无鱼，其中200个是死湖，听不见蛙声，如死一般寂静加拿大受酸雨影响的水域达5.2万平方公里，5000多个湖泊明显酸化安大略省萨德伯里周围1500多个湖泊池塘漂浮死鱼，湖滨树木枯萎,案例分析,化石燃料产生的SO2、NOX被氧化后产生硫酸、硝酸，通过湿沉降/干沉降进入水体， 还有矿山废水的排放导致湖泊酸化的主要原因是酸雨的降落，酸雨的形成原因是SO2、NOX的排放导致的,,天然排放源,二氧化硫氮氧化物来源：,人工排放源,,天然排放源 1.海洋：海洋雾沫，它们会夹带一些硫酸到空中,2.生物：土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫 3.火山爆发：喷出可观量的二氧化硫气体 4.森林火灾：雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫5.闪电：高空雨云闪电，有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮 N2+O2=放电=2NO 2NO+O2==2NO2 氮氧化物即为一氧化氮和二氧化氮之和，与空气中的水蒸气反映生成硝酸。

6.细菌分解： 即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和氮气等气体,,人工排放源:,1.工业过程，如金属冶炼：某些有色金属的矿石是硫化物、铜、铅、锌便是如此,将铜、铅、锌硫化物矿石还原为金属过程中将逸出大量二氧化硫气体，部分回收为硫酸,部分进入大气,,2.交通运输,如汽车尾气在发动机内，活塞频繁打出火花,象天空中闪电，氮气变成二氧化氮3.工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,,酸雨形成的化学过程 :,(1) 酸雨多成于化石燃料的燃烧： 酸雨形成的化学过程含有硫的煤燃烧生成二氧化硫 S+O2=点燃=SO2 二氧化硫和水作用生成亚硫酸 SO2+H2O→H2SO3 亚硫酸在空气中可氧化成硫酸 2H2SO3+O2→2H2SO4,,(2)氮氧化物溶于水形成酸：雷雨闪电时，大气中常有少量的二氧化氮产生 闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮 N2+O2=放电=2NO,,一氧化氮结构上不稳定，空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2 二氧化氮和水作用生成硝酸 3NO2+H2O=2HNO3+NO,知识链接,干湿酸沉降可直接降入湖水内；也可降入河内再流入湖内；也可落到植被上，雨水冲刷形成径流，注入河湖；也可渗入土壤，进入地下水，流入湖内；最终导致湖泊酸化。

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] + 2[CO3] + [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) , 便发生了酸化煤和石油燃烧等释放到大气中的SO2通过气相或液相反应成硫酸，其化学过程如下：,2SO2+O2=2SO3,SO3+H2O=H2SO4,SO2+H2O=H2SO3,H2SO3+1/2O=H2SO4,高温燃烧的氮氧化物，遇水后生成硝酸，主要反应有：,2NO+O2=2NO2,2NO2+H2O=HNO3+HNO2,矿山废水中的酸性物质，也可能造成湖泊水体的酸化。

矿山废物中的黄铁矿及其他含硫矿物暴露于空气和睡中，在铁细菌和硫细菌的催化作用下发生氧化反应而产酸该反应机理比较复杂，以FeS2为例，其主要反应过程简示为：,,,,,2、换水、补水：通过工程措施，引外部水 资源对湖泊进行补水、换水，以期达到改善湖泊水质的目的 3、水质修复：通过一定的措施，尤其是生态措施，对湖泊水质进行修复 措施,FeS2（固）+7/2O2+H2O=Fe2++2SO42-+2H+,2Fe2++1/4O2+H+=Fe3++1/2H2O,Fe3++3H2O=Fe(OH)(固)+3H+,FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,湖泊酸化危害：,湖泊水体酸化可能对水生生物造成严重危害通常鱼类生长的最适合PH值范围是5-9；PH值在5.5以下鱼类生长受阻碍，产量下降；PH值在5以下，鱼类生殖功能失调，繁殖停止由于酸雨的影响，鱼类在许多湖泊中消失水体酸化的另一方面影响，在于酸性条件下沉积物、土壤中有毒金属元素的活化，导致湖泊水环境中重金属浓度升高和生物活性增强例如，有研究发现酸化湖泊中，沉积物和土壤中的钙、镁和铝离子交换氢离子，使水中的铝离子与氢离子浓度正相关，并且可能达到对水生生物的显著毒性水平（0.2mg/L）。

影响矿山弃废物酸化的因素包括环境物理化学条件、微生物因素以及环境介质的性质，如硫化铁晶体结构、矿山风化程度、温度、氧浓度、水分压、细菌种群和活性、介质碱性矿物种类和丰度措施,｛,水质保护,恢复已酸化的湖泊,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，使幼鱼数量增加等恢复已酸化的湖泊:,对于业已酸化的土壤，如何恢复？方法之一也是投入石灰在酸雨的作用下，被酸化了的土壤会有铝离子溶出，影响农作物的健康生长投入有碱性的石灰，土壤酸性被中和，,,已溶出的铝离子重新沉淀，土壤—作物正常营养循环又得以恢复但增加石灰只是一种辅助措施，有如给发烧病人吃阿斯匹林一样，只治表，不治里标本兼治的办法是从排放源减少硫负荷,,1、截污：截断湖泊周围的污染源是保护水质的根本措施，截污可以降低入湖污染物总量，从而降低湖泊的污染负荷水质保护:,2、换水、补水：通过工程措施，引外部水 资源对湖泊进行补水、换水，以期达到改善湖泊水质的目的 3、水质修复：通过一定的措施，尤其是生态措施，对湖泊水质进行修复 措施,,导致湖泊酸化的主要原因是酸雨的降落，酸雨的形成原因是SO2、NOX的排放导致的因此，其治理措施要从酸雨的降落原因下手,但是,,1.开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等,减少二氧化硫排放减少SO2污染的最直接的方法就是改用含硫量低的燃料，例如，用煤气、天然气、低硫油代替原煤，推广型煤和洗选煤的生产和使用，当煤的含硫量达到1.5﹪以上时，加入一道洗煤工艺，可使SO2排放量减少30﹪～50﹪，灰分去除约20﹪，这称为“清洁煤工艺”或洗煤加工业,,,2.使用燃煤脱硫技术，烟道气脱钙脱硫。

这是燃烧后脱硫脱钙的方法，它是向烟道内喷入石灰或生石灰石，使SO2转化CaSO4来脱硫的也有专家提出在烟道部位采用静电富集，然后再作为工业原料，或采用能量束轰击，使污染物转化为单质3.少开车，多乘坐公共交通工具出行,一些国家为了拯救被酸化的湖泊和河流，每年要花费几千万美元向水域里投放碳1979年，为了减少二氧化硫的排放量，由联合国欧洲经济委员会发起，在日内瓦签署了《控制长距离越境空气污染公约》我国也于1998年公布了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（简称“两控区”）的划分方案，以控制我 国酸雨和二氧化硫污染不断恶化的趋势4.工业生产排放气体处理后再排放,5.改进燃烧装置,,谢谢观赏！,。