「酸雨」酸雨的形成原因

2024-11-14 14:43:59 百科达人 169阅读 回答者:来也
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  • 什么是酸雨?
  • 酸雨是什么
  • 什么是酸雨?
  • 什么是酸雨???
  • 什么是酸雨?
  • 酸雨的特点
  • 什么是酸雨?

    酸雨是大气污染的直接结果。工业燃烧把大量的二氧化硫等气体排入大气,造成局部地区大气中二氧化硫富集,在水凝结过程中溶解于水中形成亚硫酸,然后经过某些污染物的催化作用生成硫酸,随雨水降落下来,形成酸雨。酸雨中除硫酸外,还有由NOX(主要是NO、NO2)形成的硝酸以及盐酸、碳酸等等。

    酸雨对人们的健康危害极大。含酸的空气,使呼吸道疾病增加。1975年梅雨季节,日本关东一带下的酸雨,虽然是细雨霏霏,却使数万人眼痛难忍。酸雨使湖泊、河川及地表水酸化,严重地影响了水生生物的生长和生存。瑞典全国9万多个湖泊中,有2万多个受到酸雨的危害,4000个湖泊因水质酸化,鱼类绝迹。加拿大约有6万个湖泊,正面临着变成水的“荒漠”的危险。

    同时,酸雨还破坏森林和植被,破坏土壤的肥力。一方面酸雨使土壤中的钙、镁、钾等养分离子淋溶,导致土壤酸化,贫瘠化,影响植物生长,另一方面,多数土壤微生物,尤其是固氮菌等,生长在碱性、中性和微酸性的土壤中,酸雨的加入,造成土壤微生物群落的混乱,并影响营养元素的循环和供应,严重危害农作物和其他植物的生长。1981年美国参议院有人作证,酸雨使农作物损失10亿美元,林业损失17.5亿美元。1984年3月8日,设在华盛顿的世界观察研究所发表的研究报告指出,因酸雨引起的世界范围的森林毁坏,就木材损失估算,价值有几十亿美元。在我国,有关酸雨的报道也屡见报端。1982年6月中旬,苏州市降了一场酸雨,使得郊区栽种的西瓜秧全部烂死。

    此外,酸雨还危害城市的建筑物,危害机器、桥梁、名胜古迹和艺术品。希腊雅典的古神庙、德国鲁尔区的石雕都被酸雨腐蚀得面目全非。北京故宫里的汉白玉石雕已有数百年的历史,从1925年拍摄的照片来看,浮雕的花纹还十分清晰,但到今天,它已被含酸的空气和雨水腐蚀的模糊不清了。

    酸雨是什么

    酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水,主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。酸雨为酸性沉降中的湿沉降,酸性沉降可分为湿沉降与干沉降两大类,前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随着雨、雪、雾或雹等降水形态而落到地面者,后者则是指在不下雨的日子,从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。酸雨又分硝酸型酸雨和硫酸型酸雨。 酸雨: 酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。中国的酸雨主要因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨,少为硝酸雨,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。我国一些地区已经成为酸雨多发区,酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。

    什么是酸雨?

    什么是酸雨?

    被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨。什么是酸?

    纯水是中性的,没有味道;柠檬水,橙汁有酸味,醋的酸味较大,它们都是弱酸;小苏打水有略涩的碱性,而苛性钠水就涩涩的,碱味较大,苛性钠是碱,小苏打虽显碱性但属于盐类。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关;而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关;然后建立了一个指标:氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是,纯水(蒸馏水)的pH值为7;酸性越大,pH值越低;碱性越大,pH值越高。(PH值一般为0-14之间)未被污染的雨雪是中性的,pH值近于7;当它为大气中二氧化碳饱和时,略呈酸性(水和二氧化碳结合为碳酸),pH值为5.65。pH值小于5.65的雨叫酸雨;pH值小于5.65的雪叫酸雪;在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH值小于5.65时叫酸雾。

    检验水的酸碱度一般可以用几个工具:石蕊试液\酚酞试液\PH试纸(精确率高,能检验PH值)PH计(能测出更精确的PH值)。

    什么是酸雨率?

    一年之内可降若干次雨,

    有的是酸雨,

    有的不是酸雨,

    因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0%;

    最高值为100%。如果有降雪,

    当以降雨视之。

    有时,

    一个降雨过程可能持续几天,

    所以酸雨率应以一个降水全过程为单位,

    即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。

    除了年均降水pH值之外,

    酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。

    什么是酸雨区?

    某地收集到酸雨样品,

    还不能算是酸雨区,

    因为一年可有数十场雨,

    某场雨可能是酸雨,

    某场雨可能不是酸雨,

    所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中,

    但一般认为:

    年均降水pH值高于5.65,

    酸雨率是0-20%,为非酸雨区;pH值在5.30--5.60之间,

    酸雨率是10--40%

    为轻酸雨区;

    pH值在5.00--5.30之间,

    酸雨率是30-60%,为中度酸雨区;pH值在4.70--5.00之间,酸雨率是50-80%,为较重酸雨区;pH值小于4.70,

    酸雨率是70-100%,为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实,北京、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨,但年均pH值和酸雨率都在非酸雨区标准内,故为非酸雨区。

    什么是酸雨???

    酸雨是指引空气污染而造成的酸性降水,通常认为大气降水与二氧化碳气体平衡时的酸度PH5.6为降水天然酸度,并将其作为判断是否酸化的标准,当降水的PH低于5.6时,降水即称为酸雨。

    降水为什么会变酸呢?

    这主要是空中云层吸收大气污染物并在雨滴内不断反应形成酸性物质的结果;酸雨对环境所造成的危害是极其严重的,被称为来自空中的“杀手”,它不但使森林枯死,影响农作物和淡水水生物的减产和死亡,而且还会腐蚀建筑物及一切暴露于空气中的设施及历史文物古迹等甚至危害人体健康,危及城市的生态平衡。

    我国目前酸雨污染面积占国土面积30%左右,并在一些地区以惊人的速度发展,仅川、黔、两广四省区的农业和森林每年造成的直接损失达18亿元;造成我国酸雨形成的主要来源是以燃煤为主能源消耗过程中排放的大量二氧化硫污染物。因此,要治理酸雨污染,首先要控制二氧化硫排放总量。

    什么是酸雨?

    酸雨被称为“空中死神”,是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。20世纪70年代,瑞典政府曾组织了一个科学调查小组,在斯德哥尔摩召开的人类环境会议上提出一份“跨国界的大气污染:大气和降水中的硫对环境的影响”的报告,认为酸雨给人们带来的危害将不低于核辐射。从此,酸雨成为举世瞩目的环境污染问题。

    平常的雨水都呈微酸性,PH值在5.6以上,这是因为大气中的二氧化碳溶解于洁净的雨水以后,一部分形成呈微酸性的碳酸的缘故。然而燃烧煤和石油的过程会向大气大量释放二氧化硫和氮氧化物,当这些物质达到一定的浓度以后,会与大气中的水蒸气结合,形成硫酸和硝酸,使雨水的酸性变大,PH值变小。PH值小于5.6的雨水,我们称之为酸雨。

    污染物质小档案

    二氧化硫

    在矿物燃料煤、石油中,往往含有一些硫的化合物。在燃烧煤或石油的过程中,一些硫的化合物会转化成二氧化硫。二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体。在大气中,在金属氧化物粉尘的催化作用下,二氧化硫跟其他物质发生化学反应,被降水吸收,就形成了酸雨。

    氮氧化物

    氮氧化物种类很多,造成大气污染的主要是一氧化氮和二氧化氮,因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。

    就全球来看,空气中的氮氧化物主要来源于天然源,但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧,即人为源,如汽车等流动源,工业窑炉等固定源。

    21世纪以来,全世界酸雨污染范围日益扩大,由北欧扩展到中欧,又由中欧扩展到东欧,几乎整个欧洲地区都在降酸雨。目前,全世界有三大酸雨区:北美地区、欧洲地区、中国南方地区。

    酸雨会严重地破坏生态环境,使土壤酸化,农作物减产,林木枯死;使湖泊河流的水质酸化,水中的水生物死亡。酸雨还会腐蚀各种建筑物,使钢铁锈蚀,使水泥或大理石溶解,使各种历史遗迹受到不可弥补的损坏。据调查,在欧洲,除了“黑三角地带”80%的森林遭到了毁灭性的破坏以外,瑞典约有4500个湖泊里的鱼由于酸雨的影响而绝迹。中国四川峨眉山的林木有80%也遭到了酸雨的损害,著名的四川乐山大佛也因酸雨而“遍体鳞伤”。

    近年来,一些国家披露,因酸雨污染致死的儿童和老人,在德国已有4000余人,英国达5000人,美国有20000多人。酸雨使美国和加拿大毗邻处一年中致病死亡50000余人。日本的酸雨一度引起人体皮肤疾患,诱发和加剧了哮喘和呼吸道病变。

    酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。虽然目前还不能有效地控制酸雨的发生,但世界各国都在积极地进行着建立酸雨监测系统的工作。治理酸雨包括两个方面:一是医治已经酸化的环境,如瑞典、美国和德国等国已尝试用碳酸钙挽救酸雨危害的水体和森林。二是严格控制和减少酸雨气体的排放,其重要措施是安装废气净化装置和改进燃烧方式。1979年,为减少二氧化硫的排放量,由联合国欧洲经济委员会发起,在日内瓦签署了长距离跨边界大气污染条约。自1982年起,挪威、芬兰、瑞典、丹麦、奥地利等国提出,到1993年,本国排硫量在1980年的基础上降低30%,加拿大则提出在同期内降低50%的更高标准。由于汽车是氧化氮的主要释放源之一,所以安装催化转化器和改进引擎有重大意义。中国从20世纪70年代开始对酸雨进行监测,并在控制燃煤、改燃煤为天然气、减少高硫煤等方面采取着行动。

    联合国也曾多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。1993年,在印度召开的“无害环境生物技术应用国际合作会议”上,专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化,增强自然资源的持续发展和应用,保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为:利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一,但煤中含有硫,燃烧时放出二氧化硫等有害气体。煤中的硫分无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在,其中主要是黄铁矿。生物学家利用微生物脱硫,将2价铁变成3价铁,把单体硫变成硫酸,取得了很好效果。例如,日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌,它是一种铁氧化细菌,能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株,它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌,可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计,捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%,有机硫的23.4%。目前,科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术,可除去70%的无机硫,还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单,设备价廉,特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合“源头治理”和“清洁生产”的原则,因而是一种极有发展前途的治理方法,越来越受到世界各国的重视。

    酸雨的特点

    1)酸雨简介

    酸雨正式的名称是为酸性沉降,它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类。前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随着雨、雪、雾或冰雹等降水形态而落到地面者;后者则是指在不下雨的日子,从空中降下来的落尘所带的酸性物质。酸雨(acid rain)是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨水被大气中存在的酸性气体污染。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨,少为硝酸雨,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

    2)酸雨的形成

    (1)天然排放源。1.海洋:海洋雾沫,它们会夹带一些硫酸到空中。2.生物:土壤中某些机体,如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物,继而转化为二氧化硫。3.火山爆发:喷出可观量的二氧化硫气体。4.森林火灾:雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫。5.闪电:高空雨云闪电,有很强的能量,能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮N2+O2=2NO,2NO+O2=2NO2放电氮氧化合物即为一氧化氮和二氧化氮之和,与空气中的水蒸气反应生成硝酸

    3NO2+H2O=2HNO3+NO。6.细菌分解:既使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐,土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮,二氧化氮和氮气等气体。(2)人工排放源。煤、石油和天然气等化石燃料燃烧,无论是煤,或石油,或天然气都是在地下埋藏若干亿年,由古代的动植物化石转化而来,故称做化石燃料。科学家粗略估计,1990年我国化石燃料约消耗近700百万吨;仅占世界消耗总量的12%,人均相比并不惊人;但是我国近几十年来,化石燃料消耗的增加速度实在太快,1950年至1990年的四十年间,增加了30倍,不能不引起足够重视。煤中含有硫,燃烧过程中生成大量二氧化硫,此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮,继而转化为二氧化氮,造成酸雨。

    3)酸雨的危害

    酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。硫和氮是植物生长不可或缺的营养元素,弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质,供动、植物吸收。但如果酸度过高,例如pH值降到5以下,就可能使生态系统遭受损害。在土壤盐基饱和度低的地区或土层薄的岩石地区,酸性雨水降落地面后得不到中和,就会使土壤、湖泊、河流酸化。当湖水或河水的pH值降到5以下时,流域内的土壤和水体底泥中的金属(例如铝)就会被溶解进入水中,毒害鱼类,使其繁殖和发育受到严重影响。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化,耐酸的藻类、真菌增多,而有根植物、细菌和无脊椎动物减少,有机物的分解率降低。因此,酸化的湖泊、河流中鱼类减少。酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化。众所周知,大理石的主要成分是碳酸钙(CaCO3),因而极易被酸腐蚀。世界上的一些知名建筑都在遭受着酸雨的侵蚀。例如,有两座高157米尖塔的著名德国科隆大教堂,石壁表面已腐蚀得凹凸不平,“酸筋”累累,通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近15年间甚至腐蚀掉了10个厘米。已经进入《世界遗产名录》的著名印度泰姬陵,由于大气污染和酸雨的腐蚀,大理石失去光泽,乳白色逐渐泛黄,有的变成了锈色。中国北京国子监街孔庙内

    的“进士题名碑林”(共198块)距今已有700年历史,上面共镑刻了元、明、清三代51624名中第进士的姓名、籍贯和名次,是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料,已被列为国家级文物重点保护单位。近年来,许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象,具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。

    4)我国的酸雨形式

    中国从八十年代开始对酸雨污染进行观测调查研究。在八十年代,中国的酸雨主要发生在重庆,贵阳和柳州为代表的西南地区,酸雨的面积约为170万平方公里。到九十年代中期,酸雨已发展到长江以南,青藏高原以东及四川盆地的广大地区,酸雨地区面积扩大了100多万平方公里。以长沙,赣州,南昌,怀化为代表的华中酸雨区现在已经成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区平均降水pH值低于4.0,酸雨的频率高达90%以上,已达到了“逢雨必酸”的程度。以南京,上海,杭州,福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区。值得注意

    的是,华北的京津,东北的丹东,图们等地区也频频出现酸性降水。年均pH值低于5.6的区域面积已占我国国土面积的40%左右。我国的酸雨化学特征是pH值低,硫酸根(SO42-),铵(NH4+),和钙(Ca2+)离子浓度远远高于欧美,而硝酸根(NO3-)浓度则低于欧美。研究表明,我国酸性降水中硫酸根与硝酸根的摩尔之比大约为6.4:1,因此,中国的酸雨是硫酸型的,主要是人为排放SO2造成的。所以,治理好我国的SO2排放对我国的酸雨的治理有着决定性的作用。

    5)我国酸雨的防治

    综合我国酸雨的情况,我国要治理好酸雨就必须从源头上控制SO2的治理和排放。而二氧化硫主要是通过化石燃料的燃烧释放到大气当中。燃烧前脱硫技术主要是指燃料的脱硫技术,对于以燃煤为主要能源的我国来说,又主要指煤的脱硫技术。煤的脱硫主要有化学法,物理发,和微生物法,目前工业中应用最广泛的是煤的重力分选法,其他脱硫方法如浮选法,微波脱硫法,磁力脱硫法,微生物脱硫法,以及煤的气化,液化等,仍处于实验室到半工业阶段。煤中的硫可分为有机硫和无机硫,其中有机硫又可分为原生有机硫和次生有机硫两大类。有机硫与煤中的有机物质形成复杂的分子结构,采用机械破碎,重力分选等物理方法不能将它脱除,需用化学方法或电磁辐射破坏碳硫间的化学键后才能脱除,成本较高。而无机硫主要由硫化铁硫,单质硫,硫酸盐硫组成,可用物理方法(如重力分选法)脱除40%~90%的硫。目前应用最广泛的燃烧中脱硫技术是型煤固硫技术和循环流化床脱硫技术。对于型煤固硫技术主要方法如下1.在钙基固硫剂中添加钢渣。2.采用化学处理方法。3.添加硅酸盐。4.采用“定向开花”技术。5.研制复合固硫剂。6.生物质工业型煤.而循环流化床脱硫技术是在床内加入廉价的脱硫剂(通常用石灰石或白云石),在800~900.C的低温燃烧过程中,脱除烟气中SO2和SO3,以达到固硫的目的。我国的循环流化床的容量较小,研制大容量循环流化床锅炉仍有许多问题有待解决。

    随着科技的进步,脱硫技术将进一步趋向于成熟,我国的酸雨问题有望从根本上得到解决。

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