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1、,酸与对农业的影响,陈嘉璐 张 倩,酸雨是目前世界上十大环境问题之一。我国南部地区已成为继欧洲、北美之后世界第三大酸雨区。酸雨对农业生态环境和农作物产量产生严重的影响，并带来巨大的经济损失。随着我国经济建设的迅速发展，酸雨对生态环境的影响和造成的巨大经济损失也日趋严重，成为制约我国农业生产和社会经济发展的重要因素之一。控制酸雨的危害，主要控制各种来源的SO2排放。,酸雨是指pH 值小于5.6 的大气降水,包括雨水、冻雨、雪、雹和露等,能够造成土壤及水体酸化,破坏植物及水生生物的生存环境,对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接或潜在的危害。酸雨已成为一个国际性的问题。我国是世界第三大重酸雨区,酸
2、雨主要分布在长江以南地区,但近年来随着区县工业的迅猛发展,酸雨区面积逐年扩大且呈北移趋势。因此,研究酸雨形成的影响因素及酸雨对农业的危害,有重要的现实意义。,土壤水体植物,酸雨对农业的危害,土壤酸化这是酸雨污染土壤环境的首要环节。模拟酸雨试验表明,土壤酸化一般由表土向心土和底土层发展,并与酸雨浓度、数量及持续时间呈正相关。当酸雨淋溶加大(2 000 mm)、pH值较小(3.5)时,不仅耕层土壤酸化程度随降雨酸度增大而加剧,亚表土也开始酸化。,促进活性铝的溶出。土壤活性铝的溶出与土壤酸化程度之间的关系极为密切。于天仁研究发现,土壤经酸雨淋溶后,当土壤pH 值降至5 以下时,活性铝的溶出浓度就会明
3、显提高;土壤pH 值进一步降低时,活性铝的溶出浓度就会急剧增加。这是由于在酸性条件下,土壤中固相的铝盐溶解度较大、生成的可溶性铝络合物也较多的缘故。,盐基离子大量淋失。在酸雨作用下,随着pH 值下降,土壤中的正电荷增加、负电荷减少,有的土壤甚至出现净正电荷。这样,不仅使土壤对钾、钙、镁等养分离子的吸附量显著减少,而且由于这些阳离子与土壤的结合能力随pH 值的降低而急剧下降,所以其吸附的牢固程度也大为降低,使上述离子易于随渗漏水淋失,导致土壤肥力下降。,活化土壤有毒重金属元素。由于锰、铬、铜、铅、镉、锌等有毒重金属离子在低pH 值条件下溶解度升高,故酸雨在使土壤酸度提高的同时能够活化土壤中的某些
4、重金属元素。降低土壤酶活性。研究发现,酸雨对土壤中促进有机态养分转化与循环的微生物酶的活性具有相当的抑制作用,当酸雨量较大(2000 mm)、酸度较高(pH3.5)时,土壤酶活性受到明显抑制。,土壤水体植物,酸雨对农业的危害,调查发现,在降水pH 值为4.1-4.3 的北美东部阿迪龙达克山区,有1/2 以上湖泊中的pH 值低于5.0。说明酸性降水能够引起水体酸化。酸化的水体会改变水生态系统的结构与功能,增强某些金属元素(如铝)的生物毒性,破坏水生生物的生存环境,降低生物多样性和水体生产力,最终给渔业与水源的开发利用带来难以逆转的危害。,藻类,浮游生物,鱼类,其他生物,水体酸化对藻类的影响主要表
5、现为使其种类数减少、多样性降低以及生产力大幅度下降。研究的结果表明,藻类的种类数,随酸度提高而减少,多样性明显下降。研究发现,当pH 值为4.5 及3.0 时,在酸化水中培养30 d 后,只有人工培育的小球藻、栅藻和绿球藻能生存并繁殖,池塘原水中的自然藻种均消失。即使是比较耐酸污染的斜生栅藻,当pH 值6.0 时,抑制作用就很明显,其48 h 的Ec50 值为pH4.45。另据研究表明,酸化水体中藻类的细胞密度、生物量和叶绿素含量也明显降低,其生长潜力仅为正常湖泊的18%左右。,藻类,浮游生物,鱼类,其他生物,研究发现,当水体中pH 5.5 时,水体中挠足类动物占优势;而pH5.5 时,水体中
6、轮虫增多,有取代挠足类的趋势。,藻类,浮游生物,鱼类,其他生物,水体酸化对水生态系统的影响能够最明显地从鱼类受害中得以反映。调查发现,北美东部的阿迪龙达克山区90%pH 值 5.0 的酸化湖泊中已不再生存蹲、湖蝉、胭脂鱼及其他鱼种;瑞典85 000 个大中型(面积在1 hm2 以上)湖泊中,18 000 个(比例为21.2%)被酸化。李辛夫研究表明,水质酸化对鱼类早期发育的影响十分明显。当pH 值 6.5 时,金鱼胚胎孵化率下降;当水体中pH 值降至3.5 时,金鱼胚胎12 h 内全部死亡。当pH 值为6.5时,白鳃胚胎孵化率下降18%;当水体中pH 值 5.8 时,白鳃胚胎36 h 内全部死
7、亡。,藻类,浮游生物,鱼类,其他生物,对酸化水体中微生物、浮萍、软体动物及水生昆虫的研究发现,不同生物对水体酸化的适应性阙值有一定差异,但均表现为随着水体中pH 值下降,生物种类及数量明显减少、生活力急剧下降,当pH 值降至3.0 时,上述生物几乎全部死亡。,土壤水体植物,酸雨对农业的危害,植物酸雨对植物种子萌发有抑制作用。随着酸雨pH值的下降,白菜种子发芽率、根长、活力指数、发芽指数递减。酸雨对植物生长的影响主要表现为叶片出现不同程度的可见性伤斑、净光合速率下降、叶绿素含量明显下降、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐或急剧上升、MDA 含量增加、细胞膜透性明显增大,表明酸雨诱导了活性氧生成,
8、使抗氧化酶系统失调,造成活性氧产生和清除之间的不平衡,从而加速膜脂过氧化作用,破坏膜透性,降解叶绿素,导致光合作用下降。酸雨对果实也有影响。酸雨使植物营养生长和生殖生长都受到抑制,进而使果实变小、品质下降。,酸雨危害的防治对策（1）健全和完善国家有关环境保护的法规和条令，制定全国酸雨控制区和SO2污染控制综合防治规划和措施，严格实行“二控区”内的SO2排放总量，千方百计减少SO2排放量。（2）限制高硫煤的开采和使用。严令禁止含硫大于3%的煤矿的开采，改造含硫量大于1.5%的煤矿（3）重点治理火力发电厂SO2对环境的污染，同时综合防治化工、冶金、有色、建材等行业生产过程中排发放SO2对环境的污染。,（4）研究和开发SO2污染防治技术和设备。例如，因地制宜地筛选适用清洁煤炭能源技术。（5）大力发展煤炭替代能源。例如，加速开发水电，积极发展核能以及开发利用新能源和太阳能、风能等。（6）在农业生产中，尽量选用抗酸性强的农作物品种和树种，减少农、林业的经济损失。（7）提高土壤缓冲能力，缓解土壤酸化过程。例如，多种绿肥和有机肥，在酸化土壤地区可酌情施用石灰。（8）强化酸雨严重污染区的环境监督管理，严格实行SO2排放收费制。,
