一、酸雨是如何形成的
1、酸(suan)雨多成于化石燃料的燃燒:
含有硫的煤燃(ran)燒生(sheng)成(cheng)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(ke)氧化(hua)成硫酸
2H2SO3+O2→2H2SO4
2、氮氧化(hua)物溶于水形成酸:雷雨閃電時,大氣中(zhong)常有少量的二氧化(hua)氮產生。
閃(shan)電時氮氣與氧(yang)氣化合生成一氧(yang)化氮
N2+O2=放電=2NO
一(yi)氧(yang)化(hua)氮(dan)結構上不穩定,空氣中氧(yang)化(hua)成二氧(yang)化(hua)氮(dan)
2NO+O2=2NO2
二氧化氮和(he)水作(zuo)用生(sheng)成硝酸
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3、酸雨(yu)與大理石反應:
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
4、此外還有其他(ta)酸(suan)性氣(qi)體溶于水導致酸(suan)雨,例如(ru)氟化氫,氟氣(qi),氯氣(qi),硫化氫等其他(ta)酸(suan)性氣(qi)體。
二、酸雨的危害
1、酸雨(yu)可導致土壤酸化
土壤中(zhong)(zhong)含有(you)大量(liang)鋁(lv)的(de)氫氧(yang)化物(wu)(wu),土壤酸化后(hou),可加速土壤中(zhong)(zhong)含鋁(lv)的(de)原(yuan)生和次生礦物(wu)(wu)風化而釋放(fang)大量(liang)鋁(lv)離子,形(xing)成植物(wu)(wu)可吸收的(de)形(xing)態鋁(lv)化合物(wu)(wu)。植物(wu)(wu)長期和過量(liang)的(de)吸收鋁(lv),會中(zhong)(zhong)毒,甚至死亡。
2、酸雨能加(jia)速土壤礦物質營(ying)養元素的流(liu)失
在酸雨的(de)(de)作用下,土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)營(ying)養元(yuan)素鉀(jia)、鈉、鈣(gai)、鎂會(hui)流(liu)失出(chu)來,并隨著雨水(shui)被淋溶掉(diao)。所(suo)以(yi)長期的(de)(de)酸雨會(hui)使(shi)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)大(da)量的(de)(de)營(ying)養元(yuan)素被淋失,造成土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)營(ying)養元(yuan)素的(de)(de)嚴(yan)重(zhong)不足,從(cong)而(er)使(shi)土(tu)壤(rang)(rang)變得貧瘠。改變土(tu)壤(rang)(rang)結構,導(dao)致土(tu)壤(rang)(rang)貧瘠化,影響植物正常發育(yu)。此外,酸雨能使(shi)土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鋁(lv)從(cong)穩(wen)定態(tai)中(zhong)(zhong)釋放出(chu)來,使(shi)活(huo)性鋁(lv)的(de)(de)增加(jia)而(er)有機絡合(he)態(tai)鋁(lv)減少。土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)活(huo)性鋁(lv)的(de)(de)增加(jia)能嚴(yan)重(zhong)地抑制林木的(de)(de)生(sheng)長。
3、酸雨能誘(you)發植物病蟲害,使農作(zuo)物大幅(fu)度減產
特別是小(xiao)麥,在酸雨影響下,可減產13%至34%。大豆、蔬菜(cai)也容易受酸雨危害,導致蛋白質(zhi)含量(liang)和產量(liang)下降。
4、酸雨可(ke)抑制(zhi)某些土壤微生物的繁殖(zhi),降低(di)酶活性,土壤中的固(gu)氮(dan)菌、細菌和放線菌均會(hui)明顯受到酸雨的抑制(zhi)。
5、酸雨能使非金屬建筑(zhu)(zhu)材(cai)料(混凝土、砂(sha)漿和(he)(he)灰砂(sha)磚)表面硬化(hua)水泥溶(rong)解(jie),出現(xian)空洞和(he)(he)裂縫,導致強度降低,從而損壞建筑(zhu)(zhu)物。建筑(zhu)(zhu)材(cai)料變臟,變黑(hei), 影響城(cheng)市市容質量和(he)(he)城(cheng)市景觀, 被人們稱之為“黑(hei)殼”效應。
6、酸雨(yu)可(ke)(ke)使兒童免疫功能下(xia)降(jiang),慢性咽炎、支氣管哮(xiao)喘發病率增加,同時可(ke)(ke)使老人眼部、呼吸道患(huan)病率增加。
三、如何預防酸雨
(一)完善環境法規,加強監督管理
1、 制(zhi)定嚴格的大氣(qi)環境質量標準(zhun),健全排(pai)污許可證制(zhi)度,實施(shi)SO2排(pai)放總量控(kong)制(zhi)。
2、經(jing)濟(ji)刺激(ji)措施。其手段(duan)(duan)有征收SO2排(pai)污(wu)費,排(pai)污(wu)稅(shui)費、產(chan)品稅(shui)(包括燃料(liao)稅(shui))、排(pai)放交易和一些經(jing)濟(ji)補助(zhu)等(deng),充分運用經(jing)濟(ji)手段(duan)(duan)促進大氣污(wu)染的(de)治理(li)。
3、建立酸雨監測(ce)(ce)網絡(luo)和SO2排放監測(ce)(ce)網絡(luo),以(yi)便及(ji)時了解(jie)酸雨和SO2污(wu)染動態(tai),從而采(cai)取措施,控制污(wu)染。
4、推行清(qing)潔(jie)生產,強化全程環(huan)境管理(li),走可(ke)持(chi)續(xu)發展道路。目前(qian)我國的環(huan)境管理(li)制(zhi)度、法規、政策(ce)和措施主要以達標為最終要求,在當今(jin)的社會經(jing)濟(ji)發展條件下顯然是不(bu)合適的。
(二)調整能(neng)源結(jie)構,改進燃燒技術
1、調整(zheng)工業(ye)布局,改造污(wu)染嚴重的(de)(de)企(qi)業(ye),淘(tao)汰落后的(de)(de)工藝與(yu)陳(chen)舊(jiu)的(de)(de)設備,限制(zhi)高(gao)(gao)硫煤的(de)(de)生產和(he)使用(yong),限制(zhi)、淘(tao)汰現有煤耗高(gao)(gao)、熱效低、污(wu)染重的(de)(de)工業(ye)鍋爐和(he)爐窯。
2、使用低(di)硫(liu)(liu)煤(mei)(mei)、節(jie)(jie)約用煤(mei)(mei)。減少SO2排放(fang)最簡(jian)單的(de)方法(fa)就(jiu)是(shi)改(gai)用低(di)硫(liu)(liu)煤(mei)(mei)。煤(mei)(mei)中含(han)硫(liu)(liu)量(liang)一般在0 2~5 5%之間,當(dang)燃(ran)(ran)煤(mei)(mei)的(de)含(han)硫(liu)(liu)量(liang)大于1 5%時,就(jiu)應加一道洗(xi)(xi)煤(mei)(mei)工序,以(yi)降(jiang)低(di)硫(liu)(liu)含(han)量(liang)。據有關資料介(jie)紹,原煤(mei)(mei)經洗(xi)(xi)選后,SO2排放(fang)量(liang)可(ke)減少30~50%。所謂(wei)節(jie)(jie)約用煤(mei)(mei),就(jiu)是(shi)要改(gai)進燃(ran)(ran)燒(shao)方式,提(ti)高煤(mei)(mei)的(de)燃(ran)(ran)燒(shao)效(xiao)率。
3、加大(da)煙(yan)(yan)道氣脫硫脫氮技術。對煤(mei)燃(ran)燒后形成(cheng)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣在排放到(dao)大(da)氣中之前(qian)進行煙(yan)(yan)氣脫硫。流化床燃(ran)燒就(jiu)是一種很好的(de)(de)(de)脫硫方式,新(xin)型的(de)(de)(de)流化床鍋爐有極高(gao)的(de)(de)(de)燃(ran)燒效率,幾乎達到(dao)99%,而(er)且還能去除80~95%的(de)(de)(de)SO2和NOx。目(mu)前(qian)主(zhu)要用(yong)石(shi)灰(hui)法(fa)。這(zhe)種方法(fa)用(yong)石(shi)灰(hui)石(shi)或(huo)石(shi)灰(hui)漿液在煙(yan)(yan)氣吸(xi)收塔(ta)內循環,石(shi)灰(hui)跟煙(yan)(yan)氣中的(de)(de)(de)SO2發(fa)生(sheng)反應,生(sheng)成(cheng)亞(ya)硫酸鈣,亞(ya)硫酸鈣被爐膛內的(de)(de)(de)氧氣氧化成(cheng)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(shi)灰石(shi)法脫去(qu)二氧化硫(liu)的效率為85%~90%,石(shi)灰法的脫硫(liu)反應比(bi)石(shi)灰石(shi)法快而完全(quan),脫硫(liu)效率可達95%。
4、型(xing)(xing)(xing)煤(mei)固硫(liu)。型(xing)(xing)(xing)煤(mei)是經(jing)過成型(xing)(xing)(xing)處(chu)理(li)后的煤(mei)制品,分為民用(yong)和工業用(yong)兩類。民用(yong)型(xing)(xing)(xing)煤(mei)主(zhu)要是煤(mei)球和蜂窩煤(mei),工業型(xing)(xing)(xing)煤(mei)主(zhu)要鍋爐、窯爐、蒸汽(qi)機床等采(cai)用(yong)的各種成型(xing)(xing)(xing)煤(mei)制品。所謂(wei)型(xing)(xing)(xing)煤(mei)固硫(liu),就是在(zai)型(xing)(xing)(xing)煤(mei)加工時(shi)加入固硫(liu)劑,煤(mei)在(zai)燃燒(shao)時(shi)不(bu)排出SO2,從(cong)而(er)實(shi)現燃煤(mei)固硫(liu),固硫(liu)率可達(da)50%左(zuo)右(you)。目前,民用(yong)型(xing)(xing)(xing)煤(mei)固硫(liu)在(zai)我國已經(jing)開展(zhan),而(er)工業型(xing)(xing)(xing)煤(mei)固硫(liu)則使(shi)用(yong)很(hen)少(shao)。
5、調(diao)整民用燃料結構,減輕能源污染。逐(zhu)漸實現(xian)民用燃料氣體化,逐(zhu)漸實現(xian)城市集中(zhong)供熱。
6、增(zeng)加無污(wu)染(ran)或少污(wu)染(ran)的(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)比例。開(kai)發(fa)可以替(ti)代(dai)燃煤的(de)(de)清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan),如(ru)太陽能(neng)(neng)、核(he)能(neng)(neng)、水能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、地(di)(di)熱(re)能(neng)(neng)、天(tian)然氣等清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan),將會對減排SO2作出很大(da)貢獻(xian)。但(dan)目前的(de)(de)技術水平還不能(neng)(neng)保證從太陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、地(di)(di)熱(re)能(neng)(neng)等獲(huo)得大(da)規模穩定的(de)(de)工業電力。因此,替(ti)代(dai)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)主要開(kai)發(fa)目標應(ying)當(dang)是(shi)水電和核(he)電。
(三)改(gai)善交通環境,控(kong)制(zhi)汽車尾氣(qi)
1、制訂各類汽(qi)車的廢氣排(pai)放標準(zhun),限制汽(qi)車行(xing)駛速度,盡快實施機動車定期淘汰(tai)制度。
2、城市要著(zhu)力(li)發(fa)展公共交(jiao)通(tong),適(shi)當限(xian)制私人汽車(che)數(shu)量(liang),保證交(jiao)通(tong)暢順,才能減(jian)少汽車(che)尾氣的污染(ran)。
3、大力推(tui)廣使(shi)用無鉛汽(qi)(qi)油,改進汽(qi)(qi)車(che)發(fa)動機技術,安裝(zhuang)尾氣凈(jing)化(hua)器及節能(neng)裝(zhuang)置。
4、呼吁使用“綠色(se)汽(qi)車”,即用天然氣(qi)、氫(qing)氣(qi)、酒精、甲醇、電等清潔燃(ran)料作為汽(qi)車動力的汽(qi)車,可大大降低NOx的排放量。
(四)加強植(zhi)樹(shu)栽花,擴大綠化面(mian)積
植(zhi)物具(ju)有調(diao)節氣(qi)候,保持水(shui)土,吸收有毒氣(qi)體等作(zuo)用。因此,根據城(cheng)市環境(jing)規劃,選擇(ze)種植(zhi)一(yi)些較強吸收SO2和粉(fen)塵的如石榴(liu)、菊花、桑樹(shu)(shu)、銀杉等花草樹(shu)(shu)木,可(ke)以凈化(hua)空(kong)氣(qi),美化(hua)城(cheng)市環境(jing),這也(ye)是(shi)防止酸雨的有效途(tu)徑。
(五(wu))區域SO2排放總量(liang)控制
既根(gen)據地(di)區環境容量(liang),限制區域(yu)SO2的總排放(fang)量(liang)。開展(zhan)區域(yu)SO2排放(fang)量(liang)控制研究,找出酸沉降控制優化方案。
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