关于莱茵河污染成因.docx

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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，莱茵河中的有毒物质减少了90%，莱法州大部分河段达到E类水质标准，符合饮用水水源的要求；生态功能得到恢复，水体微生物种群上升到正常水平，鱼类品种不断增加，其中包括鲑鱼等名贵鱼种，流域的社会经济得到健康和持续的发展。

莱茵河成为治理河流污染的典范。

目前,莱茵河中生活着63种鱼,曾经绝迹的继鱼重新出现,这些都反映了莱茵河治理的成就。

三、参考文献

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