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关于国黑臭水体论文范文资料

发布时间:2024-07-03 11:04:06

关于国黑臭水体论文范文资料

造成水体黑臭的主要原因有:外源污染、内源污染、自净能力差、缺乏长效机制。外源污染主要包括城市污水直排、工业废水偷排、合流制管网溢流污染、城市初期雨水、农业面源及沿岸乱扔的垃圾等;内源污染主要包括河底底泥释放、水生植物腐烂等,自净能力差主要包括水动力不足,流动性差、缺氧、水生态系统脆弱等;缺乏长效机制主要为部门职能存在冲突,管理不到位等;由于以上一种或多种原因综合的结果,导致水体黑臭。 针对各种原因采取的技术措施造成黑臭的原因:污水直排、面源污染等;内源污染:底泥释放;自净能力差;缺乏长效机制。针对污水直排治理措施:①截污纳管:末端截污或源头截污;②直排口污水原位处理;③旁路一体化设备处理。针对面源控制治理措施:①海绵城市措施:植被缓冲带、雨水花园等;②初期混合水调蓄池;③人工湿地。针对内源污染治理措施:①清淤疏浚;②生物底改;③水生植物残体清理;针对自净能力差治理措施:①人工增氧;②混凝沉淀;③微生物强化净化;④生态浮岛;⑤水生态系统构建;⑥水华藻类控制;⑦水生生物恢复;⑧清水或再生水补给。针对缺乏长效机制措施:①加强水体管理,实施“河长制”,实施“一河一策”;②水质成效考核付费;③增加执法力度,杜绝偷排污水。④健全监测体制

随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!

水污染及其控制方法

【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。

【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法

1、水体污染及其类型

水体污染[1]

水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。

水污染现状

近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。

水体污染的类型[1]

从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。

2、水体污染的危害

水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。

3、水污染控制技术

水污染控制原则

要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。

水污染处理技术[3-4]

随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。

废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。

4、水污染防治面临的困难[5-8]

水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强

人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。

管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施

现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。

有法不依, 执法不严现象根深蒂固

目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。

科研滞后, 缺乏有效的技术支持

由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。

5、对水污染防治的建议[9]

源头控污

加强环保宣传,提高环保意识

加强企业的环境管理,合理安排企业布局

加强法律法规建设,改善相应的执行机制

选择适合本地区的水污染控制技术

我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。

6、总结

水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。

参考文献:

[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.

[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,: 5-8.

[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,: 79.

[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,: 19.

[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.

[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.

[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.

[8] XXIX IAHR Congress. Environmental hydraulics and eco-hydraulics[ C] . Proceedings of Theme B. Beijing, TsinghuaUniversity Press, 2001.

[9] 周正, 周颖辉. 我国农村水污染现状及防治方法[J].NORTHERN ENVIRONMENT,2011: 99.

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水体中有机污染物含量过高时,在好氧微生物的作用下,有机物分解会大量消耗水中的氧气,使水体转化成缺氧或厌氧状态。在缺氧和厌氧条件下,水体中的铁、锰等金属离子与水中的硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等,致使水体变黑;有机物腐败、分解,产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质,致使水体变臭。由此,不难分析出影响水体黑臭的主要因素有:有机污染物浓度、营养物质浓度、污染时间(污染形成后经历的时间)、水力条件、温度条件等。黑臭水体治理的思路先行,避免为了治理黑臭而治理黑臭。黑臭水体治理思路可谓“百花齐放”,表面上看非朱即墨,实则殊途同归,总体可以概括为“系统分析、综合施策”。“系统分析“是指必须系统分析城市黑臭水体水质水量特征及污染物来源,包括点源污染源(排放口直排污废水、雨季溢水、初期雨水等)、面源污染源(各类降水所携带的污染负荷、农村畜禽养殖废水等)以及内源污染源(底泥污染物、漂浮物、悬浮物等),“系统分析”保障了“综合施策”的科学性与可操作性。“综合施策”既指综合控源截污、内源控制以及生态修复等黑臭水体治理技术,避免单一治理技术的局限性,即再好的单一治理技术也不能彻底解决水体黑臭问题,亦指综合水体污染程度、污染原因和污染阶段,因地制宜,因时制宜,选用相对适宜的治理方案。根据污染程度与治理目标的不同,将黑臭水体治理分为应急治理、水质改善和长效保持三个阶段。在应急治理阶段,针对黑臭严重水体,采取有效措施,短期内快速缓解和消除黑臭现象。主要技术实施要点为:(1)截污,控制外源污染物的进入;(2)投加絮凝剂、除藻剂等药剂,快速去除污染物;(3)底泥清淤,将大量污染物迁移出水体;(4)补水(地表水或再生水),快速迁移、稀释污染物质。在水质改善阶段,经过应急处理措施,黑臭现象缓解之后,进一步减轻水体污染负荷,采取工程措施净化水质,恢复水体景观功能。主要技术实施要点为:(1)人工增氧(曝气、纯氧增氧、化学增氧等),防止厌氧分解,提高水体中有机污染物质的降解速度;(2)投加底质改良剂或氮磷控制剂,降低内源污染释放(仅适用于滞流型水体、封闭和半封闭型水体);(3)旁路处理,对水体进行循环处理;(4)植物净化(植物塘、生态浮岛等),利用水生植物的净化功能改善水质。在长效保持阶段,黑臭水体治理后,可能会面临污染负荷再度升高等问题,使得水体水质恶化和黑臭反复,因此需要保证水质有效管理,确保水质改善效果的长效性。主要技术实施要点为:(1)清水补给,通过补水加快水体循环;(2)生态修复,提高水体自身的净化能力;(3)水华控制,消除黑臭后的水体,仍然是富营养化水体,藻类容易暴发,最终导致黑臭,应采取必要措施控制水华。

环保是现代生活中人类面临的最大问题.要解决这一问题必须从基础做起.首先,要大量宣传,提高人们的觉悟与认识,加强环保意识.其次,要进行废物回收利用,减少对森林树木的砍伐.还要加强对白色污染的处理,少使用塑料制品.最后,要对清洁方面作改进.使市容更整洁.为了地球的明天,我们必须从现在开始努力,要好好地保护环境.于此我们提出如下建议:实行垃圾分类袋装化.这样不仅能减少环卫工人的工作量,还能更好地起到废物利用,减少污染,节约资源.买菜时,少用塑料袋,尽量用竹篮子.用笔尽量用可换芯的,减少圆珠笔外壳的浪费与垃圾量.外出吃饭尽量不用一次性饭盒.播种绿色就是播种希望 垃圾过剩与环境问题 垃圾的回收及资源化综合利用 垃圾的回收及资源化综合利用(下)海浴室中的科学从喝纯水想起时下,饮用水正成为一种潮流.尽管媒介不只一次地介绍过饮用水的种种弊端,但"饮用水"族仍然日益扩大.饮用水不单单指纯水,还包括矿泉水,蒸馏水甚至太空水等等. 而我们喝着长大的自来水则成了相对的"非饮用水". 我们并不排除目前饮用水风靡,炒作起了一定的作用, 但它反映了当前水体污染的严重已经到了难以下口的程度.有报道说:"据报道979年对全国798座城镇的调查, 全国日污水排放量为国为民258万吨, 其中工业废水占用819,生活污水占据199. 1989年对全国代表大会854个城镇进行调查,每天的排放量达亿吨.其中工业废水达成协议亿吨. 这些废水绝大部分未经处理就直接排放, 污染了江河湖海.此外, 更有一个不争的事实摆在每个上海人面前.上海的母亲河黄埔江,50年代中期(1958年)之前是一条水质清澈,鱼虾成群的河道,1962年水质开始受到污染, 1963年开始出现为期22天的黑臭期,1988年上升到场29天,占全年约2/3, 水质不合格江段占,占全长的.水污染的危害是不是不言而喻的.水体污染,水质恶化对人体健康和人类生活,生产都带来了严重的危害.水是人类赖以生存的重要物质,洁净的人能给人们带来葱茏花木,鸟语花香,恬静舒适,美丽如画的优美环境,给人们带来宁静,愉悦和和平.但是今天污染了的水给人们带来的是痛苦,恐怖和灾难.为了使生活更美好,让秀丽的山水永驻人间,让清水长流不断,人们已越来越清晰地认识到防止水污染的重要性.播种绿色就是播种希望 垃圾过剩与环境问题 从喝纯水想起 垃圾的回收及资源化综合利用垃圾的回收及资源化综合利用浴室中的科学我国是一个缺水严重的国家。我国淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2200立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。建设部曾预计,中国缺水的高峰将在2030年,那时中国人口将达到16亿左右,人均水资源占有量将为1760立方米,进入联合国有关组织确定的中度缺水型国家的行列。据统计,截至2005年下半年,全国城市缺水总量达60亿立方米,全国660多个城市中有400多个存在不同程度的缺水问题,其中有136个缺水情况严重。同时,有50%的城市地下水受到不同程度的污染,一些城市已经出现水资源危机。随着中国城市公用事业市场化发展,中国水务市场已成为海内外追逐的投资热点,中国的水务市场将在相当长的一段时期持续保持15%的年增长率。什么是“白色污染”?“白色污染”主要是指塑料垃圾没有得到妥善管理和处理,对环境造成的“视觉污染”和“潜在危害”两种负面效应。“视觉污染”是指散落在环境中的塑料废弃物对市容、景观的破坏,如散落在自然环境、铁道两旁、江河湖泊的一次性发泡塑料餐具和漫天飞舞或悬挂枝头的超薄塑料袋,给人们的视觉带来不良刺激。“潜在危害”是指塑料废弃物进入自然环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题,主要包括以下几个方面。1.塑料地膜废弃物在土壤中大面积残留,长期积累,造成土壤板结,影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产。2.抛弃在陆地上或水体中的塑料废弃物,被动物当作食物吞食,导致动物死亡。3.进入生活垃圾中的塑料废弃物质量轻、体积大,很难处理。如果将其填埋会占用大量土地,且长时间难以降解。新华网内罗毕5月22日电(记者王敬中)联合国环境规划署22日在此间发布的最新研究报告指出,全球环境状况在过去30年里持续恶化,如国际社会不迅速采取有效措施,人类未来的发展与生存将会面临巨大威胁。这份题为《全球环境展望》的报告是联合国环境规划署组织1000多名科学家联合撰写的。报告对1972年以来的全球环境状况进行了评估,并对未来30年的环境发展趋势进行了预测。报告认为,人类无节制地开发和破坏自然资源是导致全球环境恶化的重要原因,其中包括温室气体和污染物的排放、乱砍滥伐森林、对湿地和滩涂的过度开发以及缺乏规划的城市建设等。报告指出,全球气候变暖导致洪水、旱灾等自然灾害频仍。上个世纪80年代,全球每年受灾害影响的人数平均为1.47亿,而到了90年代,这一数字上升到了2.11亿。同时,人类的淡水供应也面临巨大压力。目前,全球一半的河流水量大幅减少或被严重污染,世界上80个国家、或占全球40%的人口严重缺水。报告预测,如这一趋势得不到遏制,在30年内,全球55%以上的人口将面临水荒。报告说,自然环境的恶化也严重威胁着地球上的野生物种。目前,全球12%的鸟类和四分之一的哺乳动物濒临灭绝,而过度捕捞已导致三分之一的鱼类资源枯竭。报告还列举了其它严重的环境问题,如土地沙化、物种变异、大气层臭氧空洞的增大等。报告强调,目前人类正面临重要的抉择——是只顾发展经济还是走可持续发展的道路。发达国家人口只占世界人口的五分之一,但个人消费却占全球的90%,这种过度消费的方式必须改变。联合国环境规划署执行主任特普费尔指出,没有环境的保障,世界就不可能实现可持续发展。他呼吁国际社会迅速采取切实行动,保护人类赖以生存的环境,为自己、也为子孙后代造福。

黑臭水体论文参考文献

城市河流“黑臭”现象是一种生物化学现象,是水中有机质在分解过程中将消耗大量氧气致使水域呈缺氧状态。

河水发黑、发臭原因:

城市河道黑臭不仅破坏河流生态系统,损害城市景观,还严重影响居民的生活和卫生健康,可用黑臭水体监测系统实时在线监测河道水质情况。

治理方法如下:1、通过建立以流域环境容量为基准以实现流域生态平衡为目标的一河一策综合治理体系,实现流域内的水质达标、生态修复,主要应用的核心技术包括水域生态构建技术、原位生态修复技术、微生物绿色复合生物净水技术、底质改良技术、水质调控技术。2、高效绿色复合生物净水技术采用复合生物净水技术,由经过专项筛选的多种高效芽孢杆菌科学复配而成。在室外温度18℃以上的不同污染程度水体中(包括轻度污染和重度黑臭水体),复配菌种均具有较强的降解能力。菌种采用直投式,无需曝氧装置,专业针对大面积景观水体、城市自然河道、因水体退化引发黑臭河道的水质治理。投入菌种后,大量微生物把水中有机物当作食物吃掉,从而降解了水中的污染物,强化了水体自净力,抑制藻类繁殖,如同在水体内建造了一个隐形的净化水工厂,短时间内水质即可变清、去臭,全面提升了水质;同时结合生态植物体系加强水体自净能力,治理后可保持水体的生态平衡,提高水体透明度,实现城市自然水体零排放的新常态发展,打造节约型、可持续性城市健康水体。

造成水体黑臭的主要原因有:外源污染、内源污染、自净能力差、缺乏长效机制。外源污染主要包括城市污水直排、工业废水偷排、合流制管网溢流污染、城市初期雨水、农业面源及沿岸乱扔的垃圾等;内源污染主要包括河底底泥释放、水生植物腐烂等,自净能力差主要包括水动力不足,流动性差、缺氧、水生态系统脆弱等;缺乏长效机制主要为部门职能存在冲突,管理不到位等;由于以上一种或多种原因综合的结果,导致水体黑臭。 针对各种原因采取的技术措施造成黑臭的原因:污水直排、面源污染等;内源污染:底泥释放;自净能力差;缺乏长效机制。针对污水直排治理措施:①截污纳管:末端截污或源头截污;②直排口污水原位处理;③旁路一体化设备处理。针对面源控制治理措施:①海绵城市措施:植被缓冲带、雨水花园等;②初期混合水调蓄池;③人工湿地。针对内源污染治理措施:①清淤疏浚;②生物底改;③水生植物残体清理;针对自净能力差治理措施:①人工增氧;②混凝沉淀;③微生物强化净化;④生态浮岛;⑤水生态系统构建;⑥水华藻类控制;⑦水生生物恢复;⑧清水或再生水补给。针对缺乏长效机制措施:①加强水体管理,实施“河长制”,实施“一河一策”;②水质成效考核付费;③增加执法力度,杜绝偷排污水。④健全监测体制

关于黑羊论文范文资料

不幸成为了“黑羊”应该及时进行自救。根据查询相关资料信息“黑羊效应”就是一群好人欺负一个好人,不幸成为“黑羊”要学会进行自救,妥善地管理好自己的身心健康,不要让任何的心理创伤有恶化的可能。通过不断暗示,随着黑羊效应不多减弱进而消失,受害者的角色就转换成普通人员了。

我知道,黑羊是灰太狼扮的

农夫汤姆养了一群羊。放牧时,他总是放声高唱:我雪白的羊群啊,多么可爱可是有件事让他感到有些遗憾他的羊群里还有一只黑羊。汤姆盘算着要卖掉黑羊:这样我的羊群里就都是可爱的白羊了。冬天到了。一天,在一场暴风雪中,汤姆与羊群走散了。当暴风雪停息的时候,漫山遍野银装素裹,汤姆四处寻找,哪里还有羊群的影子?这时,汤姆看到远处有一个晃动的小黑点,跑过去,果然是那只黑羊!其他的白羊也在那里。汤姆高兴地抱起那只立功的黑羊:多亏有了你!春天,汤姆的羊群里又多了几只小黑羊,他的歌声依旧嘹亮

关于扫黑论文范文资料

大学生是社会中非常有知识,有水平和能力的群体,同时也是这个社会的未来,更是即将走入社会,成为社会中坚力量的一批人。作为年轻人,如果可以通过自己的努力,勇敢的与那些黑恶势力斗争,对于黑恶势力也是一种震慑。

黑社会作为和谐社会的一个巨大毒瘤,黑社会不仅给人民的生命财产安全带来了极大的危害,而且也影响到了整个社会的繁荣稳定,人们无不对它咬牙切齿、恨之入骨。各地开展扫黑除恶专项行动,还社会安宁。

1. 有黑扫黑,无黑除恶,无恶治乱,无乱育德,无伞固基。2. 积极行动起来,打一场扫黑除恶人民战争。3. 打早打小,露头就打,黑恶必除,除恶务尽。4. 砸烂“保护伞”,铲除“黑后台”。5. 有黑扫黑,无黑除恶,无恶治乱。6. 依法严惩黑恶势力,维护社会和谐稳定。7. 扫黑除恶,弘扬正气。8. 扫黑除恶出重拳,不获全胜不收兵。9. 依靠群众,发动群众,坚决打赢扫黑除恶攻坚仗。10. 坚决铲除黑恶势力,让黑恶势力无处可藏。

“扫黑除恶”是为了人民群众安居乐业之基,也是社会主义进入新时代的起步点

关于黑洞论文范文资料

移动是一个嗯,恒星的晚期,它压缩成一个黑洞,他可以洗,能够吸收各种东西,连光头也逃不出去

黑洞已不是完全“黑”的,也不单纯是个“洞”,它既可以通过吸积物质使质量增加,也可以向外发射物质,而使质量减小。在量子力学里,真空并不意味着没有任何场,粒子或能量。量子真空是一种能量为最低的状态,它只是被称作“真空”而已,实际上能量为零的状态是不存在的。真空不空时间和能量的测不准原理解释了为什么真空不空。由于质量与能量的等价性,真空中的能量涨落就可以导致基本粒子的生成。1928年,保罗.狄拉克发现,每一种基本粒子都有一种对应的反粒子,二者质量相同,其他性质呈“镜像”对称。两者相遇,就会相互湮灭,将质量转化为能量。因此,一个粒子和它的反粒子就表示相当于它的静质量的两倍的能量,反过来,一定的能量也可以被看作是一对正反粒子。于是,由于能量涨落而躁动的量子真空就成了所谓“狄拉克海”,其中遍布着自发出现而又很快湮没的正反粒子对。在不存在任何力的量子真空里,粒子对不断地产生和消灭,所以平均而言,就没有任何粒子或反粒子真正产生或是消灭。由于这些粒子瞬时存在而不能被直接观测到,所以被称为虚粒子(可以是虚光子,虚电子,虚质子等)。其实虚粒子和实粒子并没有本质的区别,只是虚粒子没有足够的能量,存在的时间极短。如果它能从外界获得能量,就可以存在足够长的时间而升格为实粒子。设想,有一电场,作用在真空上。当一对正负电子在正空中出现时,它们就会被电场沿相反的方向分离。如果电场足够强,它们就会分离的足够远,以致于不能再相互碰撞和湮灭。这时的虚粒子就成为实粒子,这时的真空就被称为是极化的。但是,真空是不容易被极化的,需要有很高的能量密度才能使虚粒子对分离和实粒子出现。而产生极化所需的能量的形式并不重要,它们可以是电能,磁能,热能,引力能等。遇到的问题不确定性原理告诉我们,真空中到处存在着虚粒子的海洋。这种紧张的量子行为的虚粒子海洋同样也出现在黑洞事件视界周围的空间区域。不确定性定理说明,如果一个粒子的位置被确定,它的速度就会变得不确定。如果一个粒子落入黑洞,它的位置已经被确定(在奇点),所以它的速度就不确定,甚至超过光速而逃出视界。由于所有形式的能量都等价于质量,所以我们当然会想到引力能也会被自发地转变成粒子。霍金发现,对于微黑洞来说,量子真空会被它周围的强引力场所极化(这一点是至关重要的),在狄拉克海里,虚粒子对在不断产生和消失,一个粒子和它的反粒子会分离一段很短的时间,于是就有四种可能性:两个伙伴重新相遇,并相互湮灭(过程I);反粒子被黑洞捕获,而正粒子在外部世界显形(过程II);正粒子被捕获而反粒子逃出(过程III);双双落入黑洞(过程IV)。霍金计算了这些过程发生的几率,结果发现过程II最为常见。由于有倾向地捕获反粒子,黑洞自发地损失了能量,也就是损失了质量。由于微黑洞的尺度与基本粒子相当,能量的“跃迁”可能足以使粒子运动一段大于视界半径的距离,其结果就是粒子逃出,在外部观测者看来,黑洞在蒸发,即发出粒子流。其实粒子并没有真的跳过视界“墙”,而是从一个由不确定性原理短暂地打通的“遂道”穿过。这样的过程反反复复在黑洞视界的周围发生,从而,形成一股不断的辐射流,黑洞发光了。霍金计算霍金的计算表明,黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。它赋予了黑洞一个真实的,在整个视界上同一的,直接由视界处的引力场强度来决定的温度。对史瓦西黑洞来说,温度与质量成反比。质量与太阳一样的黑洞,其温度是微不足道的,开氏(即绝对零度以上)十的负七次方度。不是零,但小的可怜;黑洞并不是完全的黑,但一点也不亮。很遗憾,这样低温的辐射实在太微弱了,是不可能在实验室中探测出来的。霍金的计算还有一个重要发现:黑洞的质量越小,温度越高,辐射也越强。显然,蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响,而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中,质量越大的黑洞,温度越低,蒸发的越慢;质量越小的黑洞,温度越高,蒸发的也越快。对于微黑洞来说,温度非常之高,可达千万开甚至上亿开,随着蒸发的加剧,质量丢失的很快,温度会迅猛地上升,随着温度上升的加快,质量丢失的就更厉害,这中过程会以疯狂的形式演变,最终黑洞被摧毁,以猛烈的爆发而告终,所有粒子都得到了大赦(对巨型黑洞来说发射粒子的过程十分缓慢,相当于蒸发;而对微黑洞来说,发射粒子的过程十分迅猛,相当于爆发)。对于星系中心的巨型黑洞来说,其蒸发的过程将远远超出宇宙的年龄,假定宇宙有足够长的寿命,并且不回缩,那么这类黑洞最终也还是要蒸发掉。不过这类黑洞目前还是吸积远大于蒸发,以吸积为主。只有当宇宙后来的温度降到比这类黑洞的温度还低时,它们才开始以蒸发为主。然而这个过程太慢长了,等到它们开始蒸发,也将远远超出宇宙的年龄,而它们要蒸发完毕,大约要十的九十九次方年。

黑洞的是近期科学家发现天体的一个重要的探索步骤。他是无形的存在,但是呢,现实并没有得到真正的论证。

黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。 根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。 那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。 这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。 更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背! “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。参考资料:

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