关于莱茵河污染成因

期末论文 环境保护与健康生活 关于莱茵河污染成因及治理的分析 目录 一 水体污染介绍 一 区域概况 1 1 莱茵河介绍 二 污染成因 2 1 污染原因 2 2 化学工业仓库失火事件 三 污染现状 3 1 事故后果 四 危害对象 4 1 不同区段对生物的危害 4 2 断送食物链 4 3 葬送生态恢复的共作成果 4 4 对人类的危害 4 5 经济损失 五 危害程度 二 修复技术介绍 一 莱茵河如何获得新生 1 1 跨国合作机制 1 2 环境保护政策 1 3 行动计划 二 具体修复技术 河流异地法 2 1 河流异地法 2 2 污水处理厂工艺 三 配合措施 曝氧法 四 治理成效 三 参考文献 一 水体污染介绍 一 区域概况 1 1 莱茵河介绍 莱茵河全长 1390km 是欧洲第三大河 发源于瑞士境内的阿尔卑斯山圣哥 达峰下 自南向北流经瑞士 列支敦士登 奥地利 德国 法国和荷兰等国 于 鹿特丹港附近注入北海 其中大约 860km 在德国境内 被德国人视为 父亲河 流域面积 18 5 万 km2 其中德国约 10 万 km2 荷兰约 2 5 万 km2 平均流量 2200m3 s 流域内平均降水 1100mm 降水变化在 500mm 2000mm 之间 莱茵河水量丰富 常年自由航行里程超过 700km 是世界上最繁忙的航道之 一 莱茵河流域人口约 5400 万 日益增长的城市化特征 使人口逐渐向城市区域 聚集 聚集区基本上位于干流 或干流与运河连接的地区 莱茵河为约 2000 万人 提供饮用水水源 其水质保护一直为沿河国家 特别是下游国家所关注 二 污染成因 2 1 污染原因 自 1850 年起 由于莱茵河沿岸人口增长和工业化加速 越来越多的有机和无 机物排入河道 氯负荷迅速增加 德 荷边界比瑟站在 1900 年 1930 年和 1930 1960 年期间的检测结果表明 氯负荷连续翻倍 1930 年达 120kg s 1960 年为 250kg s 第二次世界大战后 随着工业复苏和城市重建 莱茵河流域逐渐发展成为欧 洲最主要的经济命脉 莱茵河水质更加恶化 在德国 大批能源 化工 冶炼企 业同时向莱茵河索取工业生产用水 同时又将大量废水再排进河里 莱茵河作为 繁忙的水上交通路线 还承受了水上交通带来的污染 同时 工业的发展需要 劳动力 将许多劳动人口吸收到莱茵河附近的城市中来 众多的城市人口直接 导致生活污水的增加 大量的工业垃圾和生活污水同时向莱茵河倾斜 到 20 世纪 70 年代初期 由于生态保护措施远远落后于经济发展速度 莱茵 河严重污染 被称为 欧洲的下水道 随着莱茵河水质的急剧恶化 水域中的生 物也急剧减少 垃圾堆放场周围的土壤和地下水受到污染 莱茵河周边生态环境 也遭到毁灭性的破坏 在污染最严重的时期 如 1971 年秋季低水时期 城市附近 的河水实测溶解氧 DO 降至 1mg L 由于缺氧 所有水生生物均从被污染的德荷 边界附近河段绝迹 莱茵河水完全失去了使用功能 此后莱茵河流域还相继发生了一连串环境污染的灾难 如 1986 年 11 月 1 日 瑞 士山度士化学工业仓库失火 杀虫剂仓库被毁 数以千万吨计的农业化学物质和 灭火用水混合起来流进了莱茵河 杀灭了所有生物 沿河 40 座水工程被迫停止从 河中取水 另一方面 莱茵河流域的洪水问题也十分突出 先后于 1882 1883 年 1988 年 1993 年和 1995 年发生了流域性大洪水 在 1993 年 1995 年的洪水 中 沿莱茵河许多城市被洪水淹没 1993 年的洪水造成荷兰沿河大堤溃决 约 25 万人被迫迁移 损失达数 10 亿欧洲货币单位 由于流域内土地开发利用 水利 和航运基础设施建设的发展 天然洪泛区域不断减少 洪水最高水位 时段洪峰 流量一涨再涨 沿河堤防和其他防洪工程并不能提供百分之百的安全保证 沿洪 泛区受堤防保护的居民区和工业区的危险性加大 潜在的洪灾损失普遍增大 2 2 化学工业仓库失火事件 巴塞尔位于莱茵河湾和德法两国交界处 是瑞士第二大城市 也是瑞士的化 学工业中心 三大化工集团都集中在巴塞尔 1986 年 11 月 1 日深夜 位于瑞士 巴塞尔市的桑多兹化学公司的一个化学品仓库发生火灾 装有约 1250 吨剧毒农 药的钢罐爆炸 硫 磷 汞等有毒物质随着大量的灭火用水流入下水道 排入莱 茵河 桑多兹公司事后承认 共有 1246 吨各种化学品被扑火用水冲入莱茵河 其 中包括 824 吨杀虫剂 71 吨除草剂 39 吨除菌剂 4 吨溶剂和 12 吨有机汞等 有毒物质形成 70km 长的微红色飘带向下游流去 翌日 化工厂用塑料塞堵下水 道 8 天后 塞子在水的压力下脱落 几十吨有毒物质流入莱茵河后 再一次造成 污染 不久后 德国巴登市的苯胺和苏打化学公司冷却系统故障 又使吨农药 流入莱茵河 使河水含毒量超标准 200 倍 这次污染使莱茵河的生态受到了严 重破坏 三 污染现状 3 1 事故后果 为了不让大火蔓延到附近易爆炸的化学品仓库 大量的水被喷向火焰 水与 化学品形成了高浓度的有毒液体 起先在积水区聚集 后来溢出 流进 100 英尺以 外的莱茵河中 使河水变为红色 水面上 漂浮着一条红色污染物带长达 35 英里 从 瑞士的桑多斯 沿法国与西德的边界 向下游荷兰漂去 最后注入北海 漂完全程 估计需要 10 天时间 沿河堤岸 有多处已被紫色的淤渣覆盖 水底下 早有工 业排污带进来的重金属在积累 整个河流处于污染的天罗地网之中 四 危害对象 4 1 不同区段对生物的危害 事故发生半个月后 现场一片死气沉沉 河底完全没有生物 变成死河 下 游 1 英里处 大多数动植物死亡 1 到 40 英里处 动植物遭到严重破坏 1 到 100 英里处全部鳗鱼和大多数其它鱼死亡 100 到 310 英里处 井水一直不能饮 用 310 英里处含汞量比平常高 3 倍 4 2 断送食物链 污染物所到之处 水中看不见的浮游生物死亡 因此剥夺了昆虫幼虫和水生 无脊椎动物的食物来源 小虾的大量死亡 威胁着饥饿的小鱼 进而使吃小鱼的大 鱼 例如蹲鱼和狗鱼等 也受到了饥饿的威胁 同时 还威胁到水鸟 像野鸭 鸥鸟 和鸿鹅等 本来 莱茵河是它们的主要越冬场所 4 3 葬送生态恢复的共作成果 60 年代末期 由于污染 菜茵河的水几乎没有一点氧气 后来 沿河国家为 加强环境保护 积极投资 仅西德就投资 210 亿美元 这使得菜茵河的生态状况 得到明显好转 河中鱼类由 1970 年的 4 种增加到 14 种 不同的动物由 1970 年的 25 种增加到 100 种左右 然而 污染事故使十年之功毁于一旦 许多鱼遭到灭 顶之灾 已经打捞上来数百吨死鳗鱼和狗鱼 其它生物 如蜗牛 水蚤 贝类和蟹 类 也将难以逃生 4 4 对人类的危害 这次事故 对人类影响很大 除了吸入污染的空气外 沿河 820 英里的许多 饮用水点被迫终止使用 支流的闸门关闭 水净化厂停车 西德与荷兰等国的沿河 居民 被迫定量供水 西德温凯尔村原是盛产葡萄酒的风景区 事故发生后 水不 能喝 也不能洗 游客一去空悠悠 人们担心 今天毒死鱼 明天会不会毒死人 其 潜在性的影响难以估计 4 5 经济损失 在 956 一号库房中贮存 1373 吨化学品 事故中损失 30 吨 其种类之多 达到 两张登记清单 共中有生产杀虫剂和除芳剂用的磷酸醋类和硝丛苯 有大量用于 生产杀真菌剂的有机汞化物和各类各样的着色剂与染料 估计火灾造成的损失 达 1 千万瑞士法郎 一般认为 要消除这次莱茵河的污染 需要 10 年左右的时间 五 危害程度 法国和前西德的一些报纸将这次事件与印度博帕尔毒气泄漏事件 前苏联 的切尔诺贝利核电站爆炸事件相提并论 科普知识 总结了 20 世纪世界上发 生的最闻名的污染事故 莱茵河水污染事故被列为 六大污染事故 之六 二 修复技术介绍 一 莱茵河如何获得新生 1 1 跨国合作机制 1950 年 7 月 由荷兰提议 瑞士 法国 卢森堡和德国等参与 在瑞士巴塞 尔成立了旨在全面处理莱茵河流域保护问题并寻求解决方案的 保护莱茵河国 际委员会 ICPR 20 世纪 60 年代 包括德国在内的莱茵河流域各国与欧共体代表签署合作公 约 为共同治理莱茵河其定法律基础 控制污染源是河流治污的关键 公约规定 排 放未经处理的工业废水的企业可被罚款 50 万欧元以上 不符合排放标准的企业 将被关闭 企业增强环保意识对莱茵河治污也起到了重要作用 数家大型制药 化工企业开始 如同开拓新市场一般 积极开发环保技术 德国拜耳公司将其 开发的污水处理技术出资给其他国家 成为该企业的利润新增长点 在企业参与 环保方面 德国化学工业协会发挥了很好的指导协调作用 1987 年 保护莱茵河国际委员会开始实施莱茵河生态系统整体恢复计划 该机构发起了一系列行动 包括拆除不合理的通航 灌溉及防洪工程 用草木绿 化河岸 在部分 改弯取直 的人工河段恢复其自然河道等 2000 年 在上述行动计划取得显著成效后 该委员会又制定了 莱茵河 2020 行动计划 旨在进一步改善并巩固莱茵河流域的可持续生态系统 这项计划的 主要内容是进一步完善防洪系统 改善地表水质 保护地下水等 从 1980 年到 2005 年 有关国家为莱茵河流域治理投入了 200 亿到 300 亿欧 元 从 2005 年到 2020 年 有关治理预计还将投入 10 亿欧元 保护莱茵河国际 委员会称 尽管这条河中的某些重金属和农药量仍处于警戒值 但 1985 年到 2000 年间 莱茵河中的有毒物质减少了 90 目前 莱茵河中生活着 63 种鱼 曾 经绝迹的鲑鱼重新出现 这些都反映了莱茵河的治理成效 1 2 环境保护政策 ICPR 自成立以来 先后签署了一系列的莱茵河环保协议 有关国家协调一致 采 取行动完成协议确定的目标 对莱茵河的环境治理起到了巨大作用 保护公约内 容如下 1 1999 年莱茵河保护国际 2 防治化学污染公约 1976 年签署 3 防治氯化物污染公约 1976 年签署 4 防治热污染公约 未签署 但已执行 1 3 行动计划 1 莱茵河 2000 年行动计划 RAP 1987 年 9 月 30 日 ICPR 成员国部长级 会议通过了莱茵河 2000 年行动计划 确定了 2000 年达到的目标 这个计划的特 点是 从河流整体的生态系统出发来考虑莱茵河治理 把大马哈鱼回到莱茵河作 为治理效果的标志 2 防洪行动计划 1998 年签署 1993 年 1995 年莱茵河发生洪水 沿岸 很多城市被淹 荷兰的堤防面临冲毁的危险 数千人被疏散 损失数十亿欧元 1998 年 1 月 22 日 莱茵河部长会议通过 莱茵河防洪计划 投资 120 亿欧元 该 行动计划的原则是通过水域管理 城镇规划 自然保护 农业和林业 预防等 综合措施解决洪水问题 主要目标是 减少灾害风险 2000 年维持风险不增加 2005 年风险减少 10 2020 年减少 25 降低下游淹没区洪水位 2005 年降低 30cm 2020 年降低 70cm 为洪水淹没区和受洪水威胁的地区绘制风险图 以增强 洪水意识 2000 年完成 50 2005 年全部完成 完善洪水预报系统 延长洪水预报 时间 2000 年达到 50 2005 年达到 100 二 具体修复技术 河流异地法 2 1 河流异地法 对于以有机污染为主的河流 二级生物处理法是最经济有效的治理方法之 一 对于污染严重或水量较大的河流 在河道附近设计拦截的管道工程 将高 污染径流水或河水引入临近的污水处理厂进行集中处理 再将处理水回流至河 道补充其生态水 或回用于适当的生产与生活之中 这种异地处理法相当于从 河流的上游进行阻截 另在它处大幅削减污染负荷 可有效地防止高浓度污染 向下游扩散 前西德在 20 世纪 在莱茵河沿岸修建了 100 多座污水处理厂 它们为莱茵 河削减了 60 以上的污染负荷 为改善莱茵河水质起到重要作用河流异地处理 法的处理效果完全取决于污水处理厂的工艺技术和运行状况 德国境内莱茵河沿岸 兴建了污水处理净化设施 特别是在鲁尔河段建设 了许多水利工程与污水处理厂 并采用向河中充氧的措施 以进行水污染的治 理和预防 上世纪 60 年代以来 德国在莱茵河沿岸城市和工矿企业陆续修建了 100 多个污水处理厂 排入莱茵河的工业废水和生活污水的 60 以上得到处理 每个支流入口也都建有污水厂 各工矿企业也都设有预处理装置 此外 德国 政府还成立了一个 黄金舰队 负责处理压舱水等含油污水 2 2 污水处理厂工艺 污水处理工艺流程见图 进水靠场外 1 个终端污水泵站以及污泥消化液回流 泵通过压力管线被泵入进水池 1 每条压力管线在处理厂内均可控制开启 发生故障时进水也可通过跨越 管线而直接排入新马斯河 进水首先进入细格栅 2 有 4 组用于去除漂浮物与纤维物质的细格栅 每组细格栅包括 2 个孔径 为 133 的转鼓 水流垂直进入 截留杂物靠水力挤压后收集 三 配合措施 曝氧法 有机污染严重的河流由于污染物分解耗氧 引 起河流水质恶化 自净能力 下降 水生生态系统遭 到严重破坏 因此 向处于缺氧 或厌氧 状态的 河 流进行曝气 可以及时补充水体溶解氧 加快水 生微生物对污染物的分解 帮 助河流生态系统恢复 到正常状态 从技术上看 河道曝气法综合了曝气 氧化 塘和氧化沟的原理 即采用推流式和利用曝气 充氧的方式实现液气的完全混合 有利于克服河水 的短流和提高缓冲能力 也有利于氧的传递和污泥 的絮凝 莱茵河在污染较为严重的河段采取人工充氧的措施 直接向水中充氧 增 加水中的 DO 对水量较小 河水温度较高且接纳大量污水的河段 则在水中安 装增氧机 以提高水中的含氧量 四 治理成效 1984 年莱茵河水环境治理已初见成效 莱法州梅茵兹市河段的水质已恢复 到 II III 类水质标准 1985 2000 年间 莱茵河中的有毒