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環境酸化

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環境酸化是大氣遭受人為污染形成的酸性降水落到地表後所造成的土壤和水體酸化及環境功能衰退的現象。是全球性的環境污染問題之一。包括大氣、土壤、水體的酸化,是人類活動的產物。環境酸化首先是大氣環境的酸化,即大氣中含有大量的人類排放的酸性氣體。酸性氣體隨降雨、降雪或直接落入水體和土壤中可能造成土壤和水環境的酸化。環境酸化對人類生活極其賴以生存的生態環境具有嚴重的影響,而且酸化污染是區域污染,尤其是土壤和水體的酸化是酸沉降的長期影響結果。難於治理,是最引人注目的世界環境問題,也是我國重大的環境問題之一。 [1] 
土壤酸化可降低土壤微生物的活性,溶出土壤的營養元素,造成土壤貧瘠化;傷害植物,造成森林死亡;水體酸化,嚴重影響魚類的繁殖和發育;還腐蝕金屬、建築材料,損壞雕塑和古建築等。
中文名
環境酸化
外文名
environmental acidification
學    科
環境科學
釋    文
環境功能衰退

環境酸化簡介

環境酸化是大氣遭受人為污染形成的酸性降水落到地表後所造成的土壤和水體酸化及環境功能衰退的現象。是全球性的環境污染問題之一。包括大氣、土壤、水體的酸化,是人類活動的產物。環境酸化首先是大氣環境的酸化,即大氣中含有大量的人類排放的酸性氣體。酸性氣體隨降雨、降雪或直接落入水體和土壤中可能造成土壤和水環境的酸化。環境酸化對人類生活極其賴以生存的生態環境具有嚴重的影響,而且酸化污染是區域污染,尤其是土壤和水體的酸化是酸沉降的長期影響結果。難於治理,是最引人注目的世界環境問題,也是我國重大的環境問題之一。 [1] 

環境酸化大氣環境的酸化

大氣環境的酸化表現在酸沉降現象的發生。酸沉降現象早在100多年前就被注意到,1852年英國化學家R. Smith提出空氣中存在酸性物質並於1872年提出酸雨這一術語。酸沉降是描述從大氣向地表輸入各種酸性物質的過程,包括酸性濕沉降和酸性幹沉降。當降雨、降雪等具有酸性時稱為酸性濕沉降。直接為地表包括植被等所接受的酸性物質稱為酸性幹沉降。酸雨是指pH低於5.6的天然降水,在學術上通常將低於背景pH值的降水稱為酸雨,酸雨也是酸性濕沉降物的總稱,是人類社會工業化的產物,造成酸雨的酸性氣體主要是二氧化硫氮氧化物。同自然排放的這些酸性氣體相比,就總量而言,人類活動的排放佔據相當一部分,有資料估計佔排放量的2/3,最重要的是人類排放酸性氣體的不均勻性,使得局部地區尤其是城市地區產生了嚴重酸雨污染。 [1] 

環境酸化土壤酸化

雖然在天然狀態下,部分地區的土壤也呈現酸化,具有與之相適應的生態系統,但酸沉降將使其酸度更高。酸沉降的長期影響必須引起土壤酸鹼特性的改變,致使土壤pH值、陽離子交換容量和鹽基飽和度的降低,這已經是環境酸化研究者的共識。酸沉降消耗土壤中的陽離子使土壤逐漸酸化,而基岩的風化又不斷地向土壤輸送陽離子,同時土壤的反硝化、硫酸鹽的還原使土壤鹼性增強,硝化、陽離子被植被吸收可使土壤變酸。土壤作為酸沉降的直接受體,它的酸鹼特點是酸沉降、土壤物理、化學及生物過程的綜合作用結果。一般 來説,土壤本身對酸沉降具有較大的緩衝作用。土壤是人類賴以生存的基礎,逐漸變酸的土壤可以改變動植物已經適應的生存條件,從而影響農業生產、森林生長等。土壤酸化還可以影響營養元素的地球化學循環,造成有毒有害元素的活化等。同時大部分酸沉降首先降落到土壤上,然後經徑流匯入江河和湖泊等水體,所以土壤也是該地區水體是否易於酸化的重要影響因子。 [1] 

環境酸化水體酸化

酸沉降的最終歸宿是江河和湖泊等水體。水體酸化是酸沉降長期影響的必然結果,酸化水體的恢復也必然是一個漫長的過程,最早發現的水體酸化現象是20世紀50年代初英國謝爾菲德地區的沼澤地表水體酸化現象。酸化水體已經在加拿大、美國東部和瑞典、挪威和中國西南地區也出現了酸化水體。淡水是人類和動植物生存的必需的、有限的資源。水體酸化增高金屬的遷移率。水體中高含量的鉛可以損傷魚鰓,引起魚的大量死亡。高含量的鎘對魚骨架造成損害,妨害硅藻的生長,鎘還可以通過食物鏈富集而危害食物鏈上層的有機體。地下水酸化可以造成土壤和輸水管道系統的金屬溶出。 [1] 

環境酸化對生態系統的影響

環境的酸化對生態系統中Ca的平衡造成巨大影響。在海洋生態系統中表現為,隨着pH下降海水中CO32-濃度降低,富Ca海洋生物無法維持其體內CaCO3形成的硬質結構,造成珊瑚鈣化生長變緩、翼足目軟體動物外殼腐蝕穿孔等,影響其種羣繁衍。另外,在陸地生態系統中,由於酸雨的長期淋溶,大量的生物可利用Ca,從生態系統中流失,動植物無法獲得充足的Ca來滿足其生理需要。蝸牛、水蝨等土壤及湖泊中高Ca 動物的生長、繁殖受抑制,鳥類也由於缺Ca,造成種羣數量下降。陸地植物體內依賴於Ca的信號轉導系統也遭受嚴重干擾,進而影響光合、抗逆和繁殖等諸多生理過程,表現出不同程度的生產力、物種多樣性下降和森林的衰退。環境酸化導致不同生態系統中Ca循環失衡,大多表現出不利於富Ca生物體的存活,這可能是一個較為普遍的生態學模式。 [2] 
參考資料
  • 1.    李金惠. 環境酸化及其研究前沿[J]. 環境保護, 1996(10):31-33.
  • 2.    吳飛華, 裴真明, 鄭海雷. 環境酸化引起鈣失衡的生理生態學效應[J]. 生態學雜誌, 2009, 28(7):1373-1380.