环境地学论文-有关各圈层污染控制及其间相互关系的探讨.docx

有关各圈层污染控制及其间相互关系的探讨赵婷婷20121810100012015年5月28日星期四题目：请论述大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈以及生物圈的污染来源和相应的污染控制方法，以及各圈层之间的污染相互关系。一、 污染来源1、 大气圈大气污染是指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、装置和设备。按大气污染物质的来源，可分为天然污染源和人为污染源。1） 天然污染源：火山喷发；森林火灾；自然风尘；沼泽地区；海洋飞沫等。2） 人为污染源：工业企业排放源（点源）；家庭炉灶与取暖设备排放源（面源）；交通运输污染源（线源）；农业污染源（面源）。2、 水圈水体污染是指人类生产和生活活动向水体中排放的污染物总量及排放速度超过了水体的自净能力，导致的水体的物理、化学以及生物特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康。污染源主要有：人为向水体中排放的固体悬浮物：工业废渣、生活垃圾等；人为向水体中排放的有机物和病原体；人为向水体排放的好氧有机物；人为向水体排放重（类）金属元素；人为向水体排放的持久性有机污染物。3、 岩石圈人们在各种生产活动过程中，作用于岩石圈表层导致区域地貌发育速率改变，具体表现为对风化、侵蚀、搬运和堆积过程的影响。一方面，人类活动（采矿、战争等）自身作为一种侵蚀营力直接对地表造成侵蚀而改变地表形态。主要以人类废弃物（工业垃圾、生活垃圾）和人工建造物为主。另一方面，人类通过某些活动改变了自然过程中外营力的作用方向、强度，造成原物质、能量之间的动态平衡关系产生变异而形成：往往为天然堆积物，其物质在堆积过程中仍受自然分异的规律制约。4、 土壤圈人类活动可使外界的大量物质快速集中地投入到土壤圈的局部，从而在土壤中累计造成了土壤污染。污染源：农业污染源：化肥、杀虫剂秸秆燃料、地膜丢弃；城市生活污染源：生活污水固体废弃物病原菌及病毒；工业污染源：工业废气工业废液工业废渣； 大气污染：扬尘酸沉降；意外事故污染：战争、毒气意外工业事故等5、 生物圈1）环境物质在生物体内进行吸收、转运、储存等一系列反应，对生物圈造成了污染：食物链污染；气体污染物通过动植物的呼吸作用进入生物圈；皮肤直接与污染物（酸雨、污染的空气、污染的排泄物等）接触进入生物体内。2）生物入侵：是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。可能导致水质恶化、河道阻塞等危害。二、 污染控制方法1、 大气圈大气污染的防护措施 1） 大气自净1） 干沉降2） 湿沉降3） 物理化学与生物化学过程4） 向平流层扩散的过程2） 人为污染源1） 工业企业排放源（点源）；合理安排工业布局和城镇功能分区。应结合城镇规划，全面考虑工业的合理布局。工业区一般应配置在城市的边缘或郊区，位置应当在当地最大频率风向的下风侧，使得废气吹响居住区的次数最少。居住区不得修建有害工业企业。2） 家庭炉灶与取暖设备排放源（面源）；加强对居住区内局部污染源的管理。如饭馆、公共浴室等的烟囱、废品堆放处、垃圾箱等均可散发有害气体污染大气，并影响室内空气，卫生部门应与有关部门配合、加强管理。 控制燃煤污染。a采用原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40一60的无机硫。优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。b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。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。c开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.3） 交通运输污染源（线源）；加强绿化。植物除美化环境外，还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘，吸收大气中的有害气体等功能。4） 农业污染源（面源）。加强工艺措施。a加强工艺过程。采取以无毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取闭路循环以减少污染物的排除等。b加强生产管理。防止一切可能排放废气污染大气的情况发生。c综合利用变废为宝。例如电厂排出的大量煤灰可制成水泥、砖等建筑材料。又可回收氮，制造氮肥等。2、 水圈1） 物理法 人工增氧曝气：即河流曝气充氧技术。一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种方式，前者主要有鼓风曝气和机械曝气两种形式，后者如FOXIN多功能水质净化船。 堰塘净化技术：机载河流、排水渠上筑堰或另建旁路堰塘降低水流速度，即自然沉降去除悬浮物。 换水稀释技术：即用同一水系上游水或相邻流域的外流水冲淡并稀释受污染河水的方法。 基质渗滤与微滤技术：即采用格栅、砾-砂-土壤层的过滤技术或者长毛绒微滤机过滤去除水体中的悬浮物。2） 化学法 强化絮凝技术：即在一级处理工艺基础上，通过投加化学絮凝剂等措施去除污水中各种污染物，它可在短时间内以较少的投资和较低的运行费用大幅度削减污染负荷，缓解河流和湖泊水环境污染问题。 人工填料和砾石等接触氧化法 薄层流净化法3） 生物法 微生物强化技术（投菌法）：通过投加微生物以加速有机污染物降解，该方法适用于河流净化的微生物，主要有硝化菌、有机污染物高效降解菌和光合细菌（PSB）. 生物控藻技术：即针对已经发生富营养化的水体，采取物理、化学及生物措施去除水体中的藻类微生物。或者机制藻类的生长发育和繁殖的技术，如机械除藻、高频电磁脉冲或超声波除藻、使用杀藻剂、利用滤食性生物控制藻类生长等。 河水植物精华技术：包括浮床植物技术。生物浮岛是一种像筏子是的人工生物浮体，在这个漂浮的人工浮体上种植植物。主要机能：利用植物的生长从污染水体中吸收利用大量污染物（主要是氮、磷等营养元素）；创造生物（鸟类、鱼类）的生息空间；改善景观；消波效果对岸边构成保护作用。3、 岩石圈使用清洁能源，以代替矿物、石油等的开采。保护原始海滩、原始森林，杜绝乱砍滥伐、过度放牧、过度开采等不合理的人类工程。4、 土壤圈1） 土壤污染修复的基本原则：确保土壤正常生活的生物活性不受损坏；确保土壤正常组分、结构和性状的稳定性；对于土壤重金属污染的生物修复必须采用非食源性生物修复。2） 修复机理：一是将局部集中地污染物通过适当的途径扩散到广阔的环境中，二是通过各种物理化学手段固化或净化土壤中的污染物以减轻污染物对生物的危害。3） 核心：筛选和培育对重（类）金属元素具有超累积型的植物。4） 方法： 植物修复：利用自然生长植物或遗传工程培育植物修复被土壤污染的土壤技术。 植物固化作用：利用非食性植物吸收、富集土壤中重（类）金属元素并合成有机物（如木材、纤维、花卉等），然后通过收获将有机物及其所包含的重（类）金属元素从土壤系统中分离出去以降低土壤污染物的总量，还有效的防治土壤中的重（类）金属元素进入区域地表水系统和生态系统，达到减少土壤污染确保区域生态环境质量、食品安全和人类健康的目的。5、 生物圈1） 针对食物链造成的污染，一是要控制污染物的形成与排放，减小其对环境造成的影响，对于人类及动植物摄入食品，要严格进行检查与控制有害物质。二是要保护各类物种，遵循自然选择的规律。减少使用农药、化学杀虫剂等毒害物质。2） 防治外来入侵：建立健全相关法律法规，提高进入境的动植物与微生物检验检疫技术，加强对无意引进和有意引进外来入侵物种的安全管理；开展全国范围的外来入侵物种调查，建立外来物种数据库；在强化国际合作研究的基础上，分析外来物种对生态的影响，提高防范意识，加强防治技术。三、 各圈层之间的相互关系地球本身是一个非均质的球体，地球在长期运动和物质分异过程中，按照物质密度的大小，分离成若干有不同状态和不同物质组成的同心（地心）球层。各圈层在地球上出现的时间有先有后，每一个圈层本身都有各自的特点和运动、演化规律，构成一个复杂的子系统。在整个地球的表面分布着三个圈层：大气圈、水圈和起伏不平的岩石圈。在大气圈的底部，水圈的大部和岩石圈的上部，是各种生物的生存场所。像这样，由各种生物和它们的生活环境所组成的、环绕地球表面的这一薄层叫做生物圈。换句话说，生物圈就是指地球上的全部生物和它们的无机环境的总和。 岩石圈是指地壳的固体部分，它是一切陆生生物的“立足点”。在岩石圈上，有郁郁葱葱的森林，一望无际的草原，绚丽多彩的奇花异草，还有五颜六色的昆虫和种类繁多的飞禽走兽在岩石圈的土壤表层下面，生活着蝼蛄、蚯蚓等动物，还分布着大量的微生物和植物的根系。总之，地球上的大多数生物都生活在岩石圈上。 水圈包括地球上的全部海洋和内陆水域。俗话说“海阔凭鱼跃”，在水圈中，几乎到处都有生物。但是，大多数海洋生物还是聚集在距海平面150m以内的水层。海洋是生命的摇篮，据估计，生活在海洋里的动物至少有十五万种，最大的动物蓝鲸就生活在海洋里。海洋中还生活着大量的植物，仅藻类就多达四万种。 大气圈在岩石圈和水圈的上方，由各种不同的气体组成，其中含量最多的气体是氮和氧。大气圈中的生物主要分布在底层，就是大气圈与岩石圈、水圈的交界处。人们常说“天高任鸟飞”，但是实际上大多数鸟类只能在1000m以下的空中飞行，只有极少数鸟类能飞到5000m以上的高空。大气圈中除了有鸟类和昆虫等能够飞翔的生物以外，还有细菌等微生物，此外，一些植物的花粉和孢子也漂浮在大气圈中，随风传播。 生物圈中的各种生态系统，由于地域相隔，表面看来好似毫不相干，实际上都存在着一定的联系。河流连通着海洋；森林通过强大的蒸腾作用增加降雨，又通过茂密的枝叶和根系来保持水土，因此，森林也影响着河流；海洋蒸发的水蒸气随大气飘向陆地上空，又能变成雨或雪。在寒温带的冬季，绿色植物的光合作用几乎完全停止，但是人们并没有感到缺氧，这是因为其他温暖地区的植物在不断释放出大量的氧气，氧气能够随着大气的流动而流向四方。由此可见，整个生物圈在结构和功能上是一个整体，它是地球上最大的生态系统。 地球的各个组成圈层是相互联系的，每一个圈层在接受其他圈层影响的同时，也对其他圈层产生作用，各个圈层之间以一定的方式相互作用组成更为复杂的子系统。地球系统就是这些相互作用着的复杂的子系统的集合，而不是单个组成部分的堆积。 地球环境系统简单的划分是将其分为地圈和生物圈。地圈是各种地球物理状态的整体综合，包括岩石圈（岩石）、土壤圈、水圈（液态水和冰）以及从地球表面至上空10km的对流层到10-50km的平流层与更高的电离层所组成的大气圈。地圈可以进一步划分为以大气圈和水圈为主体的物理气候系统和以岩石圈为主体的固体地球系统两个基本部分。物理气候决定着地球表层水分和能量的交换和分布，形成全球的气候；固体地球系