一、酸雨是如何形成的
1、酸雨多成于化石燃(ran)料的燃(ran)燒:
含有硫的(de)煤燃燒(shao)生成二氧化硫
S+O2=點燃(ran)=SO2
二氧化硫和(he)水作用生成亞硫酸
SO2+H2O=H2SO3
亞硫酸(suan)在空氣中可氧化成硫酸(suan)
2H2SO3+O2→2H2SO4
2、氮氧化物溶于水形成酸:雷(lei)雨(yu)閃(shan)電(dian)時,大氣中常(chang)有(you)少量(liang)的(de)二氧化氮產生。
閃(shan)電時氮氣(qi)與氧氣(qi)化合(he)生(sheng)成(cheng)一(yi)氧化氮
N2+O2=放電=2NO
一氧化(hua)氮(dan)結(jie)構上(shang)不(bu)穩定,空氣中(zhong)氧化(hua)成二氧化(hua)氮(dan)
2NO+O2=2NO2
二氧化(hua)氮和水(shui)作(zuo)用生成硝酸
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3、酸雨與(yu)大理(li)石(shi)反應:
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
4、此(ci)外(wai)還有其他酸(suan)(suan)性氣(qi)(qi)(qi)體溶(rong)于水導致酸(suan)(suan)雨,例如氟化(hua)氫(qing),氟氣(qi)(qi)(qi),氯(lv)氣(qi)(qi)(qi),硫(liu)化(hua)氫(qing)等其他酸(suan)(suan)性氣(qi)(qi)(qi)體。
二、酸雨的危害
1、酸(suan)雨可(ke)導致(zhi)土壤酸(suan)化(hua)
土(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)大量(liang)鋁的氫氧(yang)化物(wu)(wu)(wu),土(tu)壤(rang)酸化后,可(ke)加(jia)速土(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)含(han)(han)鋁的原(yuan)生和(he)次生礦物(wu)(wu)(wu)風化而釋(shi)放大量(liang)鋁離子(zi),形成(cheng)植物(wu)(wu)(wu)可(ke)吸(xi)收(shou)的形態(tai)鋁化合物(wu)(wu)(wu)。植物(wu)(wu)(wu)長期和(he)過(guo)量(liang)的吸(xi)收(shou)鋁,會中(zhong)(zhong)毒,甚至(zhi)死亡。
2、酸雨能加速(su)土(tu)壤(rang)礦物質營養元素的流失(shi)
在酸雨(yu)的(de)作(zuo)用(yong)下,土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)營養元素(su)鉀、鈉、鈣、鎂會流失出(chu)來,并隨著雨(yu)水被淋溶掉。所以長(chang)期的(de)酸雨(yu)會使土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)大量的(de)營養元素(su)被淋失,造成土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)營養元素(su)的(de)嚴重(zhong)不足,從而(er)使土(tu)(tu)壤(rang)變(bian)得貧瘠。改變(bian)土(tu)(tu)壤(rang)結構(gou),導致土(tu)(tu)壤(rang)貧瘠化,影響植物正常發育。此外,酸雨(yu)能使土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)鋁從穩(wen)定態中(zhong)釋放出(chu)來,使活性(xing)鋁的(de)增(zeng)加(jia)而(er)有機絡合(he)態鋁減(jian)少(shao)。土(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)活性(xing)鋁的(de)增(zeng)加(jia)能嚴重(zhong)地抑制林木的(de)生長(chang)。
3、酸雨(yu)能誘發(fa)植物病蟲害(hai),使農作物大幅度(du)減產
特別是小(xiao)麥,在酸(suan)雨(yu)影響(xiang)下(xia),可減產13%至34%。大豆、蔬菜也容易(yi)受酸(suan)雨(yu)危害,導致蛋白質含量(liang)(liang)和產量(liang)(liang)下(xia)降。
4、酸雨(yu)可抑(yi)制某些土壤(rang)微生物(wu)的(de)繁殖(zhi),降低酶活性,土壤(rang)中的(de)固氮菌、細菌和放線(xian)菌均會明(ming)顯受(shou)到酸雨(yu)的(de)抑(yi)制。
5、酸雨能(neng)使非金屬建(jian)筑材(cai)料(liao)(混凝土、砂(sha)漿(jiang)和(he)灰砂(sha)磚)表面硬化水(shui)泥(ni)溶解,出現(xian)空(kong)洞和(he)裂縫,導致強度降低(di),從而損壞建(jian)筑物。建(jian)筑材(cai)料(liao)變(bian)臟,變(bian)黑, 影響城(cheng)市市容質量和(he)城(cheng)市景觀, 被人們稱之為“黑殼(ke)”效應。
6、酸雨可(ke)使(shi)兒童(tong)免疫功(gong)能下降,慢性咽炎、支氣管(guan)哮(xiao)喘發病率增加,同時(shi)可(ke)使(shi)老人眼部、呼吸道患病率增加。
三、如何預防酸雨
(一(yi))完(wan)善(shan)環境(jing)法規(gui),加強監督管(guan)理
1、 制(zhi)定嚴格(ge)的大氣環境(jing)質量(liang)標(biao)準,健全排(pai)污許(xu)可證制(zhi)度,實施SO2排(pai)放總量(liang)控制(zhi)。
2、經(jing)濟刺激(ji)措施。其(qi)手段有征收SO2排(pai)污(wu)費,排(pai)污(wu)稅費、產品(pin)稅(包括燃料稅)、排(pai)放(fang)交(jiao)易(yi)和一些經(jing)濟補助等,充分運(yun)用經(jing)濟手段促進大氣污(wu)染的治理。
3、建立酸雨監(jian)測網絡(luo)和SO2排放監(jian)測網絡(luo),以(yi)便及時了解(jie)酸雨和SO2污(wu)染(ran)動態,從而采取措施(shi),控制污(wu)染(ran)。
4、推行清潔生產,強化全程(cheng)環境管(guan)理,走可持續發展道路。目前我國的環境管(guan)理制度(du)、法(fa)規、政(zheng)策和措(cuo)施主(zhu)要以達標為最(zui)終要求,在當今的社會經濟發展條(tiao)件下顯(xian)然是不合適(shi)的。
(二)調整能(neng)源結構(gou),改進燃燒技術
1、調整工業布局,改造(zao)污染嚴重的(de)企(qi)業,淘(tao)汰(tai)落(luo)后的(de)工藝與陳(chen)舊的(de)設備,限制高硫(liu)煤的(de)生產和使用,限制、淘(tao)汰(tai)現有煤耗高、熱效(xiao)低、污染重的(de)工業鍋(guo)爐(lu)和爐(lu)窯。
2、使用(yong)低(di)硫(liu)煤(mei)、節(jie)約用(yong)煤(mei)。減(jian)少SO2排放(fang)最簡單的(de)方法就是(shi)改用(yong)低(di)硫(liu)煤(mei)。煤(mei)中含硫(liu)量(liang)一(yi)般(ban)在0 2~5 5%之間,當燃煤(mei)的(de)含硫(liu)量(liang)大于1 5%時,就應加一(yi)道洗(xi)煤(mei)工序,以降低(di)硫(liu)含量(liang)。據有關(guan)資料介(jie)紹,原(yuan)煤(mei)經(jing)洗(xi)選后,SO2排放(fang)量(liang)可(ke)減(jian)少30~50%。所謂節(jie)約用(yong)煤(mei),就是(shi)要改進(jin)燃燒(shao)方式,提(ti)高(gao)煤(mei)的(de)燃燒(shao)效率。
3、加大煙(yan)道氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)脫(tuo)(tuo)氮技術。對煤燃燒后形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)在排放到大氣(qi)(qi)(qi)中之前(qian)(qian)進行煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)。流化(hua)床燃燒就是一(yi)種很好的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)方(fang)式,新型(xing)的(de)(de)(de)(de)流化(hua)床鍋爐(lu)有(you)極高的(de)(de)(de)(de)燃燒效率,幾乎達到99%,而且還能去除80~95%的(de)(de)(de)(de)SO2和(he)NOx。目(mu)前(qian)(qian)主要用石(shi)灰(hui)法。這(zhe)種方(fang)法用石(shi)灰(hui)石(shi)或(huo)石(shi)灰(hui)漿液在煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)吸收塔內(nei)循環,石(shi)灰(hui)跟煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)SO2發生(sheng)反應(ying),生(sheng)成(cheng)亞(ya)(ya)硫(liu)酸(suan)鈣,亞(ya)(ya)硫(liu)酸(suan)鈣被爐(lu)膛內(nei)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)氧(yang)化(hua)成(cheng)硫(liu)酸(suan)鈣:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3?(1/2)H2O+(1/2)H2O
CaCO3十(shi)SO2十(shi)(1/2)H2O=CaSO3?(1/2)H2O十(shi)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(fa)(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)去二氧化硫的(de)效率為85%~90%,石(shi)灰法(fa)(fa)(fa)的(de)脫(tuo)(tuo)硫反應比石(shi)灰石(shi)法(fa)(fa)(fa)快而完全(quan),脫(tuo)(tuo)硫效率可達95%。
4、型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)固(gu)(gu)硫(liu)。型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)是經(jing)過成型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)處理后的(de)煤(mei)(mei)制品,分為民(min)用(yong)(yong)和(he)工業用(yong)(yong)兩(liang)類。民(min)用(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)主(zhu)(zhu)要是煤(mei)(mei)球和(he)蜂窩煤(mei)(mei),工業型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)主(zhu)(zhu)要鍋爐、窯爐、蒸汽機床等(deng)采用(yong)(yong)的(de)各種成型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)制品。所謂型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)固(gu)(gu)硫(liu),就是在(zai)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)加工時加入固(gu)(gu)硫(liu)劑,煤(mei)(mei)在(zai)燃燒時不排(pai)出SO2,從而(er)實現燃煤(mei)(mei)固(gu)(gu)硫(liu),固(gu)(gu)硫(liu)率可達(da)50%左右。目前,民(min)用(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)固(gu)(gu)硫(liu)在(zai)我國(guo)已經(jing)開展,而(er)工業型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)煤(mei)(mei)固(gu)(gu)硫(liu)則(ze)使用(yong)(yong)很少。
5、調整民用(yong)燃(ran)料結構,減輕能源污(wu)染。逐漸(jian)實現(xian)民用(yong)燃(ran)料氣體化,逐漸(jian)實現(xian)城市集中供熱。
6、增加(jia)無污染或(huo)少污染的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)比(bi)例(li)。開發可以替代燃煤的清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan),如太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)、核(he)能(neng)(neng)(neng)、水能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)(neng)、天然氣等清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan),將會對減排SO2作出(chu)很大貢獻(xian)。但目前的技術水平還不能(neng)(neng)(neng)保證從太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)(neng)等獲得大規模穩定的工業電力。因此,替代能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的主要開發目標應當是水電和(he)核(he)電。
(三)改(gai)善(shan)交通環境,控制(zhi)汽(qi)車(che)尾(wei)氣
1、制訂各類汽車(che)的廢氣排放(fang)標準,限制汽車(che)行駛速度(du),盡快實施機動車(che)定期淘汰制度(du)。
2、城(cheng)市要著力發展公(gong)共交通,適(shi)當限制私人(ren)汽車數(shu)量,保證交通暢(chang)順,才(cai)能減(jian)少汽車尾氣的污染。
3、大力推廣使用無鉛汽油,改進汽車(che)發動機(ji)技術,安(an)裝(zhuang)尾氣凈化器及節(jie)能裝(zhuang)置。
4、呼吁使用“綠色汽(qi)車”,即用天然氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)、酒精(jing)、甲醇(chun)、電等清潔燃(ran)料作(zuo)為汽(qi)車動力的汽(qi)車,可大大降低NOx的排放量。
(四)加強(qiang)植樹栽花,擴(kuo)大(da)綠化面(mian)積
植物具(ju)有調節氣(qi)候,保持水土,吸收(shou)有毒氣(qi)體等作用。因(yin)此,根(gen)據城市(shi)環境規劃,選擇種植一(yi)些較(jiao)強吸收(shou)SO2和粉塵的如石榴(liu)、菊(ju)花、桑(sang)樹(shu)、銀(yin)杉等花草樹(shu)木,可以凈(jing)化空氣(qi),美(mei)化城市(shi)環境,這也是防(fang)止酸雨的有效(xiao)途徑。
(五)區域SO2排放總量控制
既根據(ju)地(di)區環(huan)境容量(liang),限(xian)制(zhi)(zhi)區域(yu)SO2的總排放(fang)量(liang)。開(kai)展區域(yu)SO2排放(fang)量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)研究,找出(chu)酸沉降控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)優化方案。
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