一、酸雨是如何形成的
1,、酸雨多成于化石燃料的燃燒:
含有硫的煤燃燒生成二氧化硫
S O2=點燃=SO2
二氧化硫和水作用生成亞硫酸
SO2 H2O=H2SO3
亞硫酸在空氣中可氧化成硫酸
2H2SO3 O2→2H2SO4
2,、氮氧化物溶于水形成酸:雷雨閃電時,大氣中常有少量的二氧化氮產(chǎn)生,。
閃電時氮氣與氧氣化合生成一氧化氮
N2 O2=放電=2NO
一氧化氮結(jié)構(gòu)上不穩(wěn)定,空氣中氧化成二氧化氮
2NO O2=2NO2
二氧化氮和水作用生成硝酸
3NO2 H2O=2HNO3 NO
3,、酸雨與大理石反應(yīng):
CaCO3 H2SO4=CaSO4 H2O CO2↑
CaSO3 SO2 H2O=Ca(HSO3)2
4、此外還有其他酸性氣體溶于水導致酸雨,,例如氟化氫,氟氣,,氯氣,,硫化氫等其他酸性氣體,。
二,、酸雨的危害
1,、酸雨可導致土壤酸化
土壤中含有大量鋁的氫氧化物,,土壤酸化后,,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子,,形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物,。植物長期和過量的吸收鋁,會中毒,,甚至死亡,。
2、酸雨能加速土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的流失
在酸雨的作用下,,土壤中的營養(yǎng)元素鉀、鈉,、鈣、鎂會流失出來,,并隨著雨水被淋溶掉,。所以長期的酸雨會使土壤中大量的營養(yǎng)元素被淋失,造成土壤中營養(yǎng)元素的嚴重不足,,從而使土壤變得貧瘠,。改變土壤結(jié)構(gòu),導致土壤貧瘠化,,影響植物正常發(fā)育。此外,,酸雨能使土壤中的鋁從穩(wěn)定態(tài)中釋放出來,,使活性鋁的增加而有機絡(luò)合態(tài)鋁減少,。土壤中活性鋁的增加能嚴重地抑制林木的生長,。
3,、酸雨能誘發(fā)植物病蟲害,,使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)
特別是小麥,,在酸雨影響下,,可減產(chǎn)13%至34%,。大豆,、蔬菜也容易受酸雨危害,導致蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量下降,。
4、酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖,,降低酶活性,土壤中的固氮菌,、細菌和放線菌均會明顯受到酸雨的抑制,。
5,、酸雨能使非金屬建筑材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解,,出現(xiàn)空洞和裂縫,導致強度降低,,從而損壞建筑物。建筑材料變臟,,變黑,, 影響城市市容質(zhì)量和城市景觀,, 被人們稱之為“黑殼”效應(yīng),。
6,、酸雨可使兒童免疫功能下降,,慢性咽炎,、支氣管哮喘發(fā)病率增加,同時可使老人眼部,、呼吸道患病率增加,。
三,、如何預(yù)防酸雨
(一)完善環(huán)境法規(guī),加強監(jiān)督管理
1,、 制定嚴格的大氣環(huán)境質(zhì)量標準,,健全排污許可證制度,實施SO2排放總量控制,。
2,、經(jīng)濟刺激措施,。其手段有征收SO2排污費,,排污稅費,、產(chǎn)品稅(包括燃料稅),、排放交易和一些經(jīng)濟補助等,充分運用經(jīng)濟手段促進大氣污染的治理,。
3,、建立酸雨監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和SO2排放監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),,以便及時了解酸雨和SO2污染動態(tài),從而采取措施,,控制污染,。
4,、推行清潔生產(chǎn),強化全程環(huán)境管理,,走可持續(xù)發(fā)展道路,。目前我國的環(huán)境管理制度、法規(guī),、政策和措施主要以達標為最終要求,,在當今的社會經(jīng)濟發(fā)展條件下顯然是不合適的,。
(二)調(diào)整能源結(jié)構(gòu),,改進燃燒技術(shù)
1,、調(diào)整工業(yè)布局,改造污染嚴重的企業(yè),,淘汰落后的工藝與陳舊的設(shè)備,限制高硫煤的生產(chǎn)和使用,,限制,、淘汰現(xiàn)有煤耗高、熱效低、污染重的工業(yè)鍋爐和爐窯。
2、使用低硫煤、節(jié)約用煤,。減少SO2排放最簡單的方法就是改用低硫煤,。煤中含硫量一般在0 2~5 5%之間,,當燃煤的含硫量大于1 5%時,,就應(yīng)加一道洗煤工序,,以降低硫含量,。據(jù)有關(guān)資料介紹,,原煤經(jīng)洗選后,SO2排放量可減少30~50%,。所謂節(jié)約用煤,就是要改進燃燒方式,提高煤的燃燒效率,。
3,、加大煙道氣脫硫脫氮技術(shù),。對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。流化床燃燒就是一種很好的脫硫方式,,新型的流化床鍋爐有極高的燃燒效率,,幾乎達到99%,,而且還能去除80~95%的SO2和NOx,。目前主要用石灰法,。這種方法用石灰石或石灰漿液在煙氣吸收塔內(nèi)循環(huán),,石灰跟煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng),生成亞硫酸鈣,,亞硫酸鈣被爐膛內(nèi)的氧氣氧化成硫酸鈣:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3?(1/2)H2O+(1/2)H2O
CaCO3十SO2十(1/2)H2O=CaSO3?(1/2)H2O十CO2
CaSO3?(1/2)H2O+SO2+(1/2)H2O=Ca(HSO3)2
2CaSO3?(1/2)H2O+O2+3H2O=2CaSO4?2H2O
Ca(HSO3)2+O2+H2O→CaSO4?2H2O+SO2
石灰石法脫去二氧化硫的效率為85%~90%,,石灰法的脫硫反應(yīng)比石灰石法快而完全,脫硫效率可達95%,。
4,、型煤固硫。型煤是經(jīng)過成型處理后的煤制品,,分為民用和工業(yè)用兩類,。民用型煤主要是煤球和蜂窩煤,工業(yè)型煤主要鍋爐,、窯爐,、蒸汽機床等采用的各種成型煤制品。所謂型煤固硫,,就是在型煤加工時加入固硫劑,,煤在燃燒時不排出SO2,從而實現(xiàn)燃煤固硫,,固硫率可達50%左右,。目前,民用型煤固硫在我國已經(jīng)開展,,而工業(yè)型煤固硫則使用很少,。
5、調(diào)整民用燃料結(jié)構(gòu),,減輕能源污染,。逐漸實現(xiàn)民用燃料氣體化,逐漸實現(xiàn)城市集中供熱,。
6,、增加無污染或少污染的能源比例。開發(fā)可以替代燃煤的清潔能源,,如太陽能,、核能、水能,、風能,、地熱能、天然氣等清潔能源,,將會對減排SO2作出很大貢獻,。但目前的技術(shù)水平還不能保證從太陽能、風能,、地熱能等獲得大規(guī)模穩(wěn)定的工業(yè)電力,。因此,替代能源的主要開發(fā)目標應(yīng)當是水電和核電,。
(三)改善交通環(huán)境,,控制汽車尾氣
1、制訂各類汽車的廢氣排放標準,,限制汽車行駛速度,,盡快實施機動車定期淘汰制度。
2,、城市要著力發(fā)展公共交通,,適當限制私人汽車數(shù)量,保證交通暢順,,才能減少汽車尾氣的污染,。
3、大力推廣使用無鉛汽油,,改進汽車發(fā)動機技術(shù),,安裝尾氣凈化器及節(jié)能裝置。
4,、呼吁使用“綠色汽車”,,即用天然氣、氫氣,、酒精,、甲醇、電等清潔燃料作為汽車動力的汽車,,可大大降低NOx的排放量,。
(四)加強植樹栽花,,擴大綠化面積
植物具有調(diào)節(jié)氣候,保持水土,,吸收有毒氣體等作用,。因此,根據(jù)城市環(huán)境規(guī)劃,,選擇種植一些較強吸收SO2和粉塵的如石榴,、菊花、桑樹,、銀杉等花草樹木,,可以凈化空氣,美化城市環(huán)境,,這也是防止酸雨的有效途徑,。
(五)區(qū)域SO2排放總量控制
既根據(jù)地區(qū)環(huán)境容量,限制區(qū)域SO2的總排放量,。開展區(qū)域SO2排放量控制研究,,找出酸沉降控制優(yōu)化方案。
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