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持续高温对水环境有哪些影响?
2013-08-20 09:44:44 来源:中国环境报 作者: 【 】 浏览:1121次 评论:0
 持续高温天气条件下,水体温度升高,引起水质的物理性状和化学性质发生改变,并对水生生物和水生态系统造成不利影响。应对持续高温天气带来的水环境问题,可以从以下几方面着手:提高水体的流动性;控制水华发生;重建、恢复和维护水生植被;治理水体污染。
 和谁对话?

 

    刘永定,中国科学院水生生物研究所研究员,曾获法兰西金棕榈学术教育统帅勋章,是国家环境应急专家,国家重大科技专项水专项湖泊主题专家,曾任国家973 项目“湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究”首席科学家、国家863“滇池入湖河流水环境治理技术与工程示范”责任专家组组长、国家环境重点课题“滇池蓝藻水华污染控制技术”课题首席科学家,在藻类生物学、富营养化过程及生态修复方面取得丰硕成果。

    为什么对话?

    近段时间以来,中央气象台已连续20 多天发布南方地区高温预警。南方大部分地区的最高气温都超过37℃,局部地区气温高达40℃~42℃。我们想知道,这样持续的高温天气会对水环境造成什么样的影响?有哪些环境问题需要应对?如何应对?

 

    对话人 刘永定 中国科学院水生生物研究所研究员
    采访人 中国环境报记者 李莹

 

    点击一
    焦点关注 高温会对水环境造成哪些影响
    关键思路 水温超过33℃~35℃时,大多数水生生物就不能生存

 

    记者:温度与水环境到底有着什么样的关系?
  
  刘永定:应该明确的前提是,我们这里说的高温天气是持续高温天气。虽然当下已经过了立秋时节,但是“立秋处暑,热死老鼠”,仍然需要关注已经发生和仍然会持续一段时间的高温天气产生的影响。
  
  关于持续高温天气对水环境的影响,泛而言之,它影响到水循环、给排水、工农业用水、人居用水和人体健康等方方面面。我们这里主要看对水体环境的影响。高温是一个物理因素的变化,本质上与水体受到“热污染(Thermal Pollution)”有共通之处。就像过量的营养物质输入水体,导致富营养化发生,有天然富营养化和人为富营养化一样,对水体的物理“污染”,也有来自自然界和人为的原因,持续高温天气可以看作是一种来自自然界的环境压力。只是人们往往习以为常,理所当然地漠然处之。关于“热污染”,我国从上世纪80年代开始进行这方面的研究,比先进国家晚起步约30年。
  
  温度是影响水生生态系统最重要的因素之一,对天然水体来说,水温随季节、天气而变化。持续高温天气条件下,水体温度升高,引起水质的物理性状和化学性质发生改变,并对水生生物和水生态系统造成不利影响。水温超过33℃~35℃时,大多数水生生物就不能生存。
  
  记者:您可否具体分析一下,持续高温天气使水体性质发生了哪些变化?
  
  刘永定:水体(江河湖库池塘海洋)大致都有4个主要组成部分:物理框架即基底(湖盆、河床、岸带等)、水、水中的生物、水中的非生物。
  
  持续高温会使水的物理性能发生变化,包括:蒸发量加大,改变水体的容量;水的热容量大,持续高温中昼夜温差更小,节律改变;高温会降低水体的粘度和密度,并能加速颗粒物的沉降速度,进而影响到水体携带淤泥的能力。
  
  持续高温会使水中非生物成分的状态发生变化,如:溶解氧的浓度下降;水温与溶解氧有很大的相关性,而溶解氧是生物新陈代谢必需的物质条件。当水温从0℃升至40℃时,水温与溶解氧呈负相关关系。持续高温还对水体物质存在的形态和物质转化产生影响,水温升高会使水体富营养化程度加重。因为温度升高可以促进有机物分解,导致溶解氧下降,无机盐浓度升高,增加底泥中氮、磷的释放。某些有毒物质的毒性会随水温上升而加强。例如,水温升高10℃,氰化物毒性就增强一倍;而生物对毒物的抗性,却随水温的上升而下降。
  
  记者:持续高温天气会对水中生物产生哪些影响?
  
  刘永定:持续高温会对水体中各种生物产生不同的影响,而且水生生物对温度的敏感性通常高于陆地生物。这些影响有直接影响和间接影响之分。
  
  持续高温下,水生生物群落的种类组成会发生变化,浮游植物、浮游动物和鱼类中耐热的物种会占优势,喜冷性生物生长则受到抑制。据研究,在10℃~15℃时,冷水性鱼类为优势种群;超过20℃时,温水性鱼类为优势种群;当水温为25℃~30℃时,热水性鱼类为优势种群。水温超过33~35℃时,绝大多数鱼类不能生存。
  
  水体增温加速了水生态系统的演替或破坏。水生物种群之间的演替,主要以食物链(网)相联结,持续高温使某些生物发育进程改变,导致食物链的联接出现差错,使生物群落和生态系统组成发生变化,甚至是破坏。此外,持续高温会给水体中一些致病微生物提供生长的温床,造成某些疾病流行。 点击二
    焦点关注 持续高温带来哪些水污染
    关键思路 蓝藻加速繁殖,水生生物死亡,造成水体污染加剧
   
  记者:持续高温会带来哪些污染问题?
  
  刘永定:浮游植物耐热,水污染会加速它们的繁殖,尤其是蓝藻。在藻类生物界中,蓝藻是一类适应性很广泛、喜温性的生物。持续高温使耐热的生物蓝藻占据优势生长地位,而硅藻是在20℃的水中为优势种;水温32℃时则绿藻可能成为优势种;37℃时,只有蓝藻才能生长。
  
  在富营养型水体中,蓝藻的生长速度随着水温的升高而加快。蓝藻不可能在常温条件下大规模暴发,只有进入高温季节,水温在 25℃~35℃时,蓝藻的生长速度优势才会体现出来。所以温度是蓝藻水华暴发的主要因素之一。
  
  记者:蓝藻水华的暴发是否会形成一系列连锁反应?
  
  刘永定:是的。耐温的蓝藻在水体中过量生长,形成水华,造成水质恶化,危害其它水生生物的生存。水华对水体的影响主要表现为:
  
  一是消耗水体中的溶解氧。一方面抑制了浮游植物因光合作用所产生的氧气,另一方面也阻隔了空气中的氧气进入水体。
  
  二是产生有毒有害物质。会产生蓝藻毒素,还会导致羟胺及硫化氢等有毒有害物质的发生,严重败坏水质,直接危害动物,间接通过食物链影响人类健康。
  
  三是死亡的蓝藻释放大量有机质,散发腥臭味,刺激化能异养细菌的滋生。许多化能异养细菌并不是有益菌,而是致病菌,从而进一步导致继发感染细菌性疾病的发生。
  
  四是阻碍其它藻类的生长繁殖。水体中的蓝藻大量繁殖,会阻碍其它藻类的生长繁殖,降低水体的生物多样性。
  
  
  记者:您提到水温超过33℃~35℃时,绝大多数鱼类不能生存。是不是也会对水体造成污染?
  
  刘永定:随着水温的升高,会使水体中溶解氧的浓度下降。水生动物的抗病力会相对减弱,染病率增加,导致水生动物死亡。而大量水生动物死亡后,高温加速尸体在水中腐烂,又会进一步对水体造成污染。水生动物死亡后还会破坏食物链,从而造成整个水生生态系统的破坏。 
  
  点击三
    焦点关注 如何应对持续高温带来的水环境问题
    关键思路 提高水体的流动性;控制水华发生;重建、恢复和维护水生植被;治理水体污染

   
  记者:如何应对持续高温天气带来的水环境问题?
  
  刘永定:可以从以下几方面着手:
  
  第一,提高水体的流动性。通过放水、调水、曝气等方式,产生扰动。但要考虑到电网调度、弃水损失、机械条件等,需要综合权衡。较深的湖泊、水库可以在水库底部安装进气装置,使水库水体形成垂向的水流循环运动,使水库下层温度较低的水和水库上层水进行交换,降低上层水体水温。我国东部浅水水体很多,不会形成垂直流,安装曝气机进行表层曝气也有一定的效果。
  
  第二,控制水华发生。现在控制水华已经有很多效果很好的技术。可以通过物理的方法,利用水体循环扰动,改变湖泊、水库的水流条件,减少蓝藻发生。可以通过化学的方法,如播撒药剂抑制蓝藻生长。还有很多生物方法可以采用,如生物浮岛技术和水生动物控藻技术等,主要是削减水体中的氮、磷等营养元素,从根本上改善水质、降低富营养化程度、控制水华蓝藻的生产力。各地应结合自身水环境实际情况,因地制宜地采取措施。
  
  第三,重建、恢复和维护水生植被。水生植物与藻类之间存在营养竞争、空间竞争、相生相克等相互作用的关系,要重建、恢复和维护好水生植被,抑制藻类生长。
  
  第四,治理水体污染。经过多年努力,我们在治理水环境方面已经取得进步,但是任重而道远,要下更大的力气控制水体污染,改善水体水质。


责任编辑:dongzelaw
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