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(diǎn)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(shí),大氣中常有少量的二氧化氮產(chǎn)生。
閃電時(shí)氮?dú)馀c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(dǎo)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(dǎo)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(fēng)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(zhǎng)期和過(guò)量的吸收鋁,會(huì)中毒,甚至死亡。
2、酸雨能加速土壤礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的流失
在酸雨的作用下,土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素鉀、鈉、鈣、鎂會(huì)流失出來(lái),并隨著雨水被淋溶掉。所以長(zhǎng)期的酸雨會(huì)使土壤中大量的營(yíng)養(yǎng)元素被淋失,造成土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的嚴(yán)重不足,從而使土壤變得貧瘠。改變土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)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(lái),使活性鋁的增加而有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁減少。土壤中活性鋁的增加能?chē)?yán)重地抑制林木的生長(zhǎng)。
3、酸雨能誘發(fā)植物病蟲(chóng)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(dǎo)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(xì)菌和放線(xiàn)菌均會(huì)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(dǎo)致強(qiáng)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(guān), 被人們稱(chēng)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(shí)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(qiáng)監(jiān)督管理
1、 制定嚴(yán)格的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),健全排污許可證制度,實(shí)施SO2排放總量控制。
2、經(jīng)濟(jì)刺激措施。其手段有征收SO2排污費(fèi),排污稅費(fèi)、產(chǎn)品稅(包括燃料稅)、排放交易和一些經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助等,充分運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)大氣污染的治理。
3、建立酸雨監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和SO2排放監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),以便及時(shí)了解酸雨和SO2污染動(dòng)態(tài),從而采取措施,控制污染。
4、推行清潔生產(chǎn),強(qiáng)化全程環(huán)境管理,走可持續(xù)發(fā)展道路。目前我國(guó)的環(huán)境管理制度、法規(guī)、政策和措施主要以達(dá)標(biāo)為最終要求,在當(dāng)今的社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)燃燒技術(shù)
1、調(diào)整工業(yè)布局,改造污染嚴(yán)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(jiǎn)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(dāng)燃煤的含硫量大于1 5%時(shí),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(jìn)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(duì)煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)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(dá)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(dá)95%。
4、型煤固硫。型煤是經(jīng)過(guò)成型處理后的煤制品,分為民用和工業(yè)用兩類(lèi)。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(jī)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(shí)加入固硫劑,煤在燃燒時(shí)不排出SO2,從而實(shí)現(xiàn)燃煤固硫,固硫率可達(dá)50%左右。目前,民用型煤固硫在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)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(shí)現(xiàn)民用燃料氣體化,逐漸實(shí)現(xiàn)城市集中供熱。
6、增加無(wú)污染或少污染的能源比例。開(kāi)發(fā)可以替代燃煤的清潔能源,如太陽(yáng)能、核能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、天然氣等清潔能源,將?huì)對(duì)減排SO2作出很大貢獻(xiàn)。但目前的技術(shù)水平還不能保證從太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿全@得大規(guī)模穩(wěn)定的工業(yè)電力。因此,替代能源的主要開(kāi)發(fā)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是水電和核電。
(三)改善交通環(huán)境,控制汽車(chē)尾氣
1、制訂各類(lèi)汽車(chē)的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn),限制汽車(chē)行駛速度,盡快實(shí)施機(jī)動(dòng)車(chē)定期淘汰制度。
2、城市要著力發(fā)展公共交通,適當(dāng)限制私人汽車(chē)數(shù)量,保證交通暢順,才能減少汽車(chē)尾氣的污染。
3、大力推廣使用無(wú)鉛汽油,改進(jìn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)”,即用天然氣、氫氣、酒精、甲醇、電等清潔燃料作為汽車(chē)動(dòng)力的汽車(chē),可大大降低NOx的排放量。
(四)加強(qiáng)植樹(shù)栽花,擴(kuò)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(qiáng)吸收SO2和粉塵的如石榴、菊花、桑樹(shù)、銀杉等花草樹(shù)木,可以?xún)艋諝?,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(kāi)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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