人类活动对水圈的影响

现代社会的活动正在对人类产生严重的影响水文循环.的动态稳态被扰动放电有毒化学物质放射性物质,以及其他工业废弃物的渗漏矿物化肥除草剂,农药进入地表和地下水生系统。无意的和故意的放电石油,污水处理不当,以及热污染也严重影响了水圈的质量。

目前的讨论集中在三个主要问题上富营养化酸雨,而所谓的积累温室气体.它们都是人类干预水文循环及其深远影响的例证。

富营养化

从历史上看,水生系统被分为贫营养和富营养两类。营养不良的水域是由营养物质而且它们的浓度很低成分.因此有机物的产量很低光合作用在这样的水域里。相比之下,富营养化水域营养供应充足,通常氮和磷浓度高,相应的,高浓度的浮游生物由于生物生产力高。这种水生系统的水通常是浑浊的,湖泊和沿海海洋系统可能在深处缺氧。富营养化的过程被定义为由于营养物质或有机物输入到水生系统的增加而导致的高生物生产力。为湖泊,这种增加的生物生产力通常会导致下降体积是因为有机的积累碎屑.自然富营养化发生在水生系统被有机物填满的时候;它不同于由人为干预引起的文化富营养化。后者是由来自污水、农业和工业的过量营养物质和有机物人为丰富的水生系统的特征。自然富营养化的湖泊每年每平方米可产生75-250克碳,而由于人类活动而富营养化的湖泊每年每平方米可产生75-750克碳。通常,文化上富营养化的水生系统可能在底层水体中表现出极低的氧浓度。在分层系统中尤其如此,例如,在夏季的湖泊中,分子氧的浓度可能低于每升1毫克阈值用于各种生物和化学过程。

水生系统可能由低营养向富营养化转变,或者由于人类活动而增加的营养物质和有机物可以加速自然富营养化系统的富营养化速度。然而,如果过多的营养物质和有机物供应被切断,养殖富营养化的过程可以逆转。

不仅淡水水生系统发生文化富营养化,沿海海洋系统也可能受到这一过程的影响。在全球范围内,今天河流向海洋输入的有机物是人类出现前时代的两倍通量氮和磷的含量增加了一倍多。这种碳、氮和磷的过量负荷正在导致海洋系统的文化富营养化。在美国东部几个污染严重的地区河口(例如,切萨皮克湾和特拉华湾)和西欧的一些河口(例如,比利时和荷兰的斯海尔特河),所有被河流带入河口水域的溶解二氧化硅都被去除浮游植物增长(主要是硅藻)这是由于营养物质和有机物质过量流动造成的。在北海现在二氧化硅缺乏,氮和磷过剩,这反过来又导致硅藻生产力下降和增加蓝藻生产力-由养殖富营养化带来的生物变化。

酸雨

发射二氧化硫还有氮氧化物大气主要靠人类活动化石燃料燃烧导致了酸化以及淡水水生系统。酸雨是一个在世界范围内问题,并已充分证明了东方北美以及西欧国家。

酸雨的定义是pH值低于5.2,这是由于反应涉及气体除了二氧化碳.反应:产生这种物质的整体反应降水这些是方程吗化学方程式。化学方程式。化学方程式。

化学方程式。

平均pH值可计算为−log一个H+一个H+的活动氢离子).一个研究东部降水的化学研究美国1979年10月至1980年9月期间的研究表明,低pH值是雨水与大气酸性气体平衡的结果,.仅与大气中的二氧化碳平衡,pH值为5.7。显著降低是与主要来自化石燃料燃烧源的含氮和含硫气体大气成分反应的结果。

硝酸而且硫酸美国东部降水的浓度与pH值密切相关——雨水的pH值越低,硝酸盐和硫酸盐的浓度就越高。直到20世纪后期,在西欧和北美的降雨中还观察到这种低pH值和硝酸盐和硫酸盐浓度的增加。此后,这些地区的降水pH值明显增加空气质量规定。世界上其他地区自20世纪末开始工业化,却没有颁布足够的法律空气污染在中国等对照地区,降水pH值也出现了类似的下降。

干与湿沉积还可以去除雨水中产生的氢离子氧化而且水解这些酸性气体。这种过量的氢离子会导致淡水水生系统的酸化,特别是那些缺乏氢离子的系统缓冲能力(例如,湖泊坐落在水晶中岩石地形)。此外,雨水的pH值较低,因此土壤水,可以导致动员的增加.美国东部和加拿大东南部淡水湖的酸化和水中铝浓度的增加被认为是湖泊生态系统发生重大变化的原因。特别是很多湖泊都是这样的地区缺乏实质性的今天的人口,尽管他们在20世纪初养活了大量的鱼类。酸雨也可能是造成主要破坏的因素之一森林美国东部和西欧的土壤。