酸湖

酸雨直接造成的危害

酸湖是酸雨直接造成的危害之一，干湿酸沉降可直接降入湖水内，形成酸湖。

酸湖简介

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。有人估计，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。当然，不同湖泊酸化的敏感性还有所不同，它取决于影响降水的气象条件，湖泊水文，流域特征和湖区土壤和基岩状况。

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。

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 = [HCO3] + 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。

形成原因

湖底基岩一般为碳酸盐, 不断以碳酸氢盐形态慢慢溶入湖水中, 故一般湖水为弱碱性或中性。酸雨引入湖中的氢离子, 首先中和碳酸氢根离子形成弱酸性的碳酸, 这时湖水的pH值下降很慢, 有时需要数年时间; 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值就下降很快了, 可能一年之内便可酸化。

酸化指标

然目前中国水体, 包括湖泊酸化并不严重, 例如中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。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。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。

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 [Alk];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 0.5 毫克当量/升 , 是敏感水体; △A=0.5-1.0 毫克当量/升 , 为中等敏感水体; △A＞1.0 毫克当量/升 , 为不敏感水体。

酸化评价

对于重酸雨区四川和贵州两省, 评价天然水体敏感性结果是: 敏感的占26.4 %, 中度敏感的占53.0% , 不敏感的占18.3% 。

西南酸雨地区绝大多数天然水体对酸沉降不太敏感, 这是与该地区土壤基岩的性质有关。近期内它们也不会被完全酸化。少数敏感水体, 主要是山地小面积水体, 酸化趋势严重, 表明酸沉降对该地区水体酸化的潜在危害是存在的。

其中易酸化水体仅占两省总面积的1.2%。出现在贵州东南角, 这一地区天然水体对酸沉降是极敏感的, 这与他们所临近的土壤基岩有关; 其次, 少数山地小面积水体, 特别是山顶水塘, 除了接受天上降水之外没有其它来源, 且水体积小, 缓冲能力差, 对酸沉降也是极敏感的, 应与充分注意。

湖中生物

湖水pH值在9.0～6.5之间的中性范围时，对鱼类无害；在5.0～6.5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。

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。

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