酸与对农业的影响

1、 陈嘉璐陈嘉璐 张张 倩倩酸雨酸雨是目前世界上十大环境问题之一。我国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、北美之后南部地区已成为继欧洲、北美之后世界第三世界第三大酸雨区大酸雨区。酸雨对。酸雨对农业生态环境和农作物产农业生态环境和农作物产量量产生严重的影响，并带来巨大的经济损失。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

2、的重要因素之一。控制酸雨的危害，主要控制各种来源的制各种来源的SO2SO2排放。排放。酸雨是指酸雨是指pH pH 值小于值小于5 .6 5 .6 的大气降水的大气降水, , 包包括雨水、冻雨、雪、雹和露等括雨水、冻雨、雪、雹和露等, , 能够造成能够造成土壤及水体酸化土壤及水体酸化, , 破坏植物及水生生物的破坏植物及水生生物的生存环境生存环境, , 对人体健康、生态系统和建筑对人体健康、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一个国际性的问题。我国是世界第三大重酸雨区酸雨区, , 酸雨主要分布在长江以南地区酸雨

3、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但近年来随着区县工业的迅猛发展, , 酸雨酸雨区面积逐年扩大且呈北移趋势。因此区面积逐年扩大且呈北移趋势。因此, , 研研究酸雨形成的影响因素及酸雨对农业的危究酸雨形成的影响因素及酸雨对农业的危害害, , 有重要的现实意义。有重要的现实意义。 土壤土壤 水体水体 植物植物酸雨对农业的危害酸雨对农业的危害土壤酸化土壤酸化这是酸雨污染土壤环境的这是酸雨污染土壤环境的首要环节首要环节。模拟酸雨试验表明模拟酸雨试验表明, , 土壤酸化一般土壤酸化一般由由表土向心土和底土层表土向心土和底土层发展发展 , , 并与酸并与酸雨浓度、数量及持续时间呈

4、正相关。雨浓度、数量及持续时间呈正相关。当酸雨淋溶加大当酸雨淋溶加大( 2 000 mm) ( 2 000 mm) 、pHpH值较小值较小( 3 .5) ( 3 .5) 时时, , 不仅耕层土壤不仅耕层土壤酸化程度随降雨酸度增大而加剧酸化程度随降雨酸度增大而加剧, , 亚亚表土也开始酸化。表土也开始酸化。促进活性铝的溶出。促进活性铝的溶出。土壤活性铝的溶土壤活性铝的溶出与土壤酸化程度之间的关系极为密切。出与土壤酸化程度之间的关系极为密切。于天仁研究发现于天仁研究发现, , 土壤经酸雨淋溶后土壤经酸雨淋溶后, , 当土壤当土壤pH pH 值降至值降至5 5 以下时以下时, , 活性铝的活性铝的溶

5、出浓度就会明显提高溶出浓度就会明显提高; ; 土壤土壤pH pH 值进值进一步降低时一步降低时, , 活性铝的溶出浓度就会急活性铝的溶出浓度就会急剧增加。这是由于在酸性条件下剧增加。这是由于在酸性条件下, , 土壤土壤中固相的铝盐溶解度较大、生成的可溶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。性铝络合物也较多的缘故。盐基离子大量淋失。盐基离子大量淋失。在酸雨作用下在酸雨作用下, , 随着随着pH pH 值下降值下降, , 土壤中的正电荷增加、土壤中的正电荷增加、负电荷减少负电荷减少, , 有的土壤甚至出现净正电有的土壤甚至出现净正电荷。这样荷。这样, , 不仅使土壤对钾、钙、镁

6、等不仅使土壤对钾、钙、镁等养分离子的吸附量显著减少养分离子的吸附量显著减少, , 而且由于而且由于这些阳离子与土壤的结合能力随这些阳离子与土壤的结合能力随pH pH 值值的降低而急剧下降的降低而急剧下降, , 所以其吸附的牢固所以其吸附的牢固程度也大为降低程度也大为降低, , 使上述离子易于随渗使上述离子易于随渗漏水淋失漏水淋失, , 导致土壤肥力下降导致土壤肥力下降。活化土壤有毒重金属元素。活化土壤有毒重金属元素。由于锰、铬、由于锰、铬、铜、铅、镉、锌等有毒重金属离子在低铜、铅、镉、锌等有毒重金属离子在低pH pH 值条件下溶解度升高值条件下溶解度升高, , 故酸雨在使土壤酸故酸雨在使土壤酸

7、度提高的同时能够活化土壤中的某些重金度提高的同时能够活化土壤中的某些重金属元素。属元素。降低土壤酶活性。降低土壤酶活性。研究发现研究发现, , 酸雨对土酸雨对土壤中促进有机态养分转化与循环的微生物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酶的活性具有相当的抑制作用, , 当酸雨量当酸雨量较大较大(2000 mm) (2000 mm) 、酸度较高、酸度较高(pH3 .5) (pH3 .5) 时时, , 土壤酶活性受到明显抑制。土壤酶活性受到明显抑制。 土壤土壤 水体水体 植物植物酸雨对农业的危害酸雨对农业的危害调查发现调查发现, , 在降水在降水pH pH 值为值为4 .1

8、-4 .3 4 .1 -4 .3 的北美东部阿迪龙达克山区的北美东部阿迪龙达克山区, , 有有1/ 2 1/ 2 以上湖泊中的以上湖泊中的pH pH 值低于值低于5 .0 5 .0 。说明。说明酸性降水能够引起水体酸化。酸化的水酸性降水能够引起水体酸化。酸化的水体会体会改变水生态系统的结构与功能改变水生态系统的结构与功能, , 增增强某些金属元素强某些金属元素( (如铝如铝) ) 的的生物毒性生物毒性, , 破坏水生生物的生存环境破坏水生生物的生存环境, , 降低生物多降低生物多样性和水体生产力样性和水体生产力, , 最终给渔业与水源最终给渔业与水源的开发利用带来难以逆转的危害。的开发利用带来

9、难以逆转的危害。 水体水体水体酸化对藻类的影响主要表现为使其种类数水体酸化对藻类的影响主要表现为使其种类数减少、多样性降低以及生产力大幅度下降。减少、多样性降低以及生产力大幅度下降。研研究的结果表明究的结果表明, ,藻类的种类数藻类的种类数, , 随酸度提高而减随酸度提高而减少少, , 多样性明显下降多样性明显下降 。研究发现。研究发现, , 当当pH pH 值为值为4 .5 4 .5 及及3 .0 3 .0 时时, , 在酸化水中培养在酸化水中培养30 d 30 d 后后, , 只只有人工培育的小球藻、栅藻和绿球藻能生存并有人工培育的小球藻、栅藻和绿球藻能生存并繁殖繁殖, , 池塘原水中的自

10、然藻种均消失。即使是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比较耐酸污染的斜生栅藻, , 当当pH pH 值值6 .0 6 .0 时时, , 抑制作用就很明显抑制作用就很明显, , 其其48 h 48 h 的的Ec50 Ec50 值为值为pH4 .45 pH4 .45 。另据研究表明。另据研究表明, ,酸化水体中藻类的细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胞密度、生物量和叶绿素含量也明显降低, , 其其生长潜力仅为正常湖泊的生长潜力仅为正常湖泊的18 % 18 % 左右。左右。 水体水体研究发现研究发现, , 当水体中当水体中pH5 .0 pH 5 .5 pH

11、 5 .5 时时, , 水体中挠足类动物占优势水体中挠足类动物占优势; ; 而而pH5 .5 pH5 .5 时时, , 水体中轮虫增多水体中轮虫增多, , 有取代挠有取代挠足类的趋势。足类的趋势。 水体水体水体酸化对水生态系统的影响能够水体酸化对水生态系统的影响能够最明显地从鱼最明显地从鱼类受害中得以反映类受害中得以反映 。调查发现。调查发现, , 北美东部的阿迪北美东部的阿迪龙达克山区龙达克山区90% pH 90% pH 值值 5 .0 5 .0 的酸化湖泊中已不的酸化湖泊中已不再生存蹲、湖蝉、胭脂鱼及其他鱼种再生存蹲、湖蝉、胭脂鱼及其他鱼种; ; 瑞典瑞典85 85 000 000 个大中

12、型个大中型( ( 面积在面积在1 hm2 1 hm2 以上以上) ) 湖泊中湖泊中,18 ,18 000 000 个个( ( 比例为比例为21 .2 %) 21 .2 %) 被酸化。李辛夫研究被酸化。李辛夫研究表明表明, , 水质酸化对鱼类早期发育的影响十分明显。水质酸化对鱼类早期发育的影响十分明显。当当pH pH 值值 6 .5 6 .5 时时, , 金鱼胚胎孵化率下降金鱼胚胎孵化率下降; ; 当水当水体中体中pH pH 值降至值降至3 .5 3 .5 时时, , 金鱼胚胎金鱼胚胎12 h 12 h 内全部内全部死亡。当死亡。当pH pH 值为值为6 .56 .5时时, , 白鳃胚胎孵化率下

13、降白鳃胚胎孵化率下降18 % ; 18 % ; 当水体中当水体中pH pH 值值 5 .8 5 .8 时时, , 白鳃胚胎白鳃胚胎36 36 h h 内全部死亡。内全部死亡。 水体水体对酸化水体中微生物、浮萍、软体动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物及水生昆虫的研究发现, , 不同生物不同生物对水体酸化的适应性阙值有一定差异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但均表现为随着水体中pH pH 值下降值下降, , 生物种类及数量明显减少、生活力急生物种类及数量明显减少、生活力急剧下降剧下降, , 当当pH pH 值降至值降至3 .0 3 .0 时时,

14、, 上述上述生物几乎全部死亡生物几乎全部死亡 。 土壤土壤 水体水体 植物植物酸雨对农业的危害酸雨对农业的危害植物植物酸雨酸雨对植物种子萌发有抑制作用对植物种子萌发有抑制作用。随着酸雨。随着酸雨pHpH值值的下降的下降, , 白菜种子发芽率、根长、活力指数、发白菜种子发芽率、根长、活力指数、发芽指数递减。酸雨芽指数递减。酸雨对植物生长的影响对植物生长的影响主要表现为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、氧化物酶活性逐渐或急剧上升

15、、MDA MDA 含量增加、含量增加、细胞膜透性明显增大细胞膜透性明显增大, , 表明酸雨诱导了活性氧生表明酸雨诱导了活性氧生成成, , 使抗氧化酶系统失调使抗氧化酶系统失调, , 造成活性氧产生和清造成活性氧产生和清除之间的不平衡除之间的不平衡, , 从而加速膜脂过氧化作用从而加速膜脂过氧化作用, , 破破坏膜透性坏膜透性, , 降解叶绿素降解叶绿素, , 导致光合作用下降。酸导致光合作用下降。酸雨雨对果实也有影响对果实也有影响。酸雨使植物营养生长和生殖。酸雨使植物营养生长和生殖生长都受到抑制生长都受到抑制, , 进而使果实变小、品质下降。进而使果实变小、品质下降。 酸雨危害的防治对策酸雨危

16、害的防治对策（1 1）健全和完善国家有关环境保护的法规）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和条令，制定全国酸雨控制区和SO2SO2污染控污染控制综合防治规划和措施，严格实行制综合防治规划和措施，严格实行“二控区二控区”内的内的SO2SO2排放总量，千方百计减少排放总量，千方百计减少SO2SO2排放量。排放量。（2 2）限制高硫煤的开采和使用。严令禁止）限制高硫煤的开采和使用。严令禁止含硫大于含硫大于3%3%的煤矿的开采，改造含硫量大于的煤矿的开采，改造含硫量大于1.5%1.5%的煤矿的煤矿（3 3）重点治理火力发电厂）重点治理火力发电厂SO2SO2对环境的污染，对环境的污染，同时综合防治化工、冶金、有色、建材等行同时综合防治化工、冶金、有色、建材等行业生产过程中排发放业生产过程中排发放SO2SO2对环境的污染。对环境的污染。（4 4）研究和开发）研究和开发SO2SO2污染防治技术和设备。例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。如，因地制宜地筛选适用清洁煤炭能源技术。（5 5）大力发展煤炭替代能源。例如，加速开发）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水电，积极发展核能以及