硫酸型酸雨教材

硫酸型酸雨——404酸雨的定義

一八七二年，英國(guó)科學(xué)家史密斯分析了英國(guó)倫敦市的雨水成份，發(fā)現(xiàn)市區(qū)雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽，呈酸性。於是史密斯在他的著作《空氣和降雨：化學(xué)氣候?qū)W的開(kāi)端》中提出“酸雨”這個(gè)名詞。

酸雨就是酸性的雨，酸雨的正確名稱(chēng)應(yīng)該是「酸性濕沉降」，其實(shí)，帶酸性的污染物是可以有兩種沉降方式的，它們是「濕沉降」及「乾沉降」酸雨的危害酸雨在國(guó)外被稱(chēng)為“空中死神”，其潛在的危害主要表明在四個(gè)方面：一、對(duì)水生系統(tǒng)的危害，會(huì)喪失魚(yú)類(lèi)和其它生物群落，改變營(yíng)養(yǎng)物和有毒物的循環(huán)，使有毒金屬溶解到水中，并進(jìn)入食物鏈，使物種減少和生產(chǎn)力下降。據(jù)報(bào)道，“千湖之國(guó)”瑞典因酸雨，從七十年代初到八十年代中，有１．８萬(wàn)個(gè)湖泊酸化。國(guó)內(nèi)報(bào)道重慶南山等地水體酸化，ＰＨ值小于４．７，魚(yú)類(lèi)不能生存，農(nóng)戶多次養(yǎng)魚(yú)，均無(wú)收獲。二、對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的危害，重點(diǎn)表現(xiàn)在土壤和植物。對(duì)土壤的影響包括抑制有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。對(duì)植物，酸雨損害新生的葉芽，影響其生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的退化。據(jù)報(bào)道，歐洲每年有６５００萬(wàn)公頃森林受害，在意大利有９０００公頃森林因酸雨而死亡。我國(guó)重慶南山１８００公頃松林因酸雨已死亡過(guò)半。三、對(duì)人體的影響。一是通過(guò)食物鏈?zhǔn)构?、鉛等重金屬進(jìn)入人體，誘發(fā)癌癥和老年癡呆；二是酸霧侵入肺部，誘發(fā)肺水腫或?qū)е滤劳?；三是長(zhǎng)期生活在含酸沉降物的環(huán)境中，誘使產(chǎn)生過(guò)多氧化脂，導(dǎo)致動(dòng)脈硬化、心梗等疾病概率增加。四、對(duì)建筑物、機(jī)械和市政設(shè)施的腐蝕。據(jù)報(bào)道，僅美國(guó)因酸雨對(duì)建筑物和材料的腐蝕每年達(dá)２０億美元。據(jù)估算，我國(guó)僅川黔和兩廣四省，１９８８年因酸雨造成森林死亡，農(nóng)作物減產(chǎn)，金屬受腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)在１４０億元。SO2的罪行1952年發(fā)生的“倫敦霧事件”，處于逆溫的泰晤士河流域濃霧覆蓋，連續(xù)四天，風(fēng)塵不動(dòng)，黑云壓城，使近地空氣中污染物濃度不斷增加，煙塵濃度達(dá)到平時(shí)的10倍，二氧化硫濃度達(dá)平時(shí)的6倍，4天內(nèi)使4000余人死亡1930年比利時(shí)“馬斯河谷事件”，1948年美國(guó)“多諾拉煙霧事件”，均是二氧化硫扮演主角，二氧化硫與粉塵聯(lián)合作用，使數(shù)千人患病甚至死亡pH值對(duì)于湖中生物的影響pH值對(duì)于湖中生物的影響重慶南山和縉云山各發(fā)現(xiàn)一個(gè)水塘,其水體pH值為4.7,屬于已酸化了的小水體,這是一個(gè)警告。幸運(yùn)地是,到目前為止我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)大面積水域酸化現(xiàn)象。資料:

在瑞典的9萬(wàn)多個(gè)湖泊中，已有2萬(wàn)多個(gè)遭到酸雨危害，4千多個(gè)成為無(wú)魚(yú)湖。美國(guó)和加拿大許多湖泊成為死水，魚(yú)類(lèi)、浮游生物、甚至水草和藻類(lèi)均一掃而光

酸雨造成最嚴(yán)重的影響之一是在森林和土壤。

硫酸隨著降雨落到地球而造成嚴(yán)重?fù)p害,土壤中的養(yǎng)分也會(huì)流失,因此樹(shù)木會(huì)因?yàn)榫S持生命所必須的鈣和鎂的流失而枯死。

并非所有的二氧化硫都會(huì)轉(zhuǎn)變成硫酸，事實(shí)上有一相當(dāng)?shù)牧繒?huì)漂浮在大氣中，當(dāng)最后沉降到地表時(shí)，會(huì)阻礙葉子的氣孔進(jìn)行光合作用。BACK我國(guó)重酸雨地區(qū)四川盆地受酸雨危害的森林面積達(dá)28萬(wàn)公頃，占林地總面積的三分之一，死亡面積1.5萬(wàn)公頃，占林地面積6%。同樣受酸雨侵襲的貴州省，受危害的森林面積達(dá)14萬(wàn)公頃，為四川盆地的二分之一。酸雨的形成

由于大氣中含有大量的CO2，故正常雨水本身略帶酸性,pH值約為5.6，因此一般是以雨水中的pH值小于5.6稱(chēng)為酸雨。

可是，有些特別情況下，雨水受自然界許多自然現(xiàn)象影響，可使pH值變化于4.9～6.5之間，因此以pH值小于5.0作為酸雨比較可靠。酸雨的來(lái)源NEXT自然物質(zhì)：火山爆發(fā)噴出大量之硫化物及懸浮固體物，自然水域表面釋放之硫化氫，動(dòng)植物分解產(chǎn)生有機(jī)酸，土壤微生物及海藻釋放之硫化氫、二甲基硫及氮化物

人為物質(zhì)：工業(yè)化后，燃料之大量使用，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生CO2、HCl、SO2、NOX及懸浮固體物，排放至大氣環(huán)境中，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)

二氧化硫（SO2）

來(lái)源：二氧化硫主要來(lái)源是燃燒燃料，發(fā)電廠燒煤或石油時(shí)會(huì)排出，煉油廠、煉鋼廠、硫酸工廠等在生產(chǎn)程序中也會(huì)排放不少該種氣體。

形成過(guò)程：SO2會(huì)在空氣中被氧化成硫酸根。首先，二氧化硫與氧產(chǎn)生反應(yīng)，造成三氧化硫。其過(guò)程非常復(fù)雜，有時(shí)還會(huì)涉及碳?xì)浠衔锛板i、銅、鐵等金屬離子。若有水蒸氣存在時(shí)，三氧化硫會(huì)溶在水蒸氣中，形成硫酸，在空氣中凝結(jié)成水點(diǎn)。或者，在空中被雨水溶解，成為雨水中的硫酸根。氮氧化物（NOx）來(lái)源：氮氧化物（NOx）是高溫燃燒下的產(chǎn)物，來(lái)源也跟二氧化硫相似，在燃燒燃料時(shí)被排出，另外，

交通工具如汽車(chē)的廢氣中也含有大量的氮氧化物。形成：

NO可與空氣中之O2或O2及金屬催化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成NO2、硝酸鹽或過(guò)氧硝酸乙醯脂(PAN)等物質(zhì)。

NO2可被微粒表面吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}或硝酸，硝酸再與氨(NH3)反應(yīng)生成硝酸銨(NH4NO3);或經(jīng)由水滴之直接吸收，將溶解之NO2轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-。汽車(chē)排放的有害氣體氯化氫（HCl）源自鹽酸工廠、焚化爐等的廢氣、汽油車(chē)的排氣等。

氯化氫（HCl）BACK酸雨的防治措施在世界上酸雨最嚴(yán)重的歐洲和北美許多國(guó)家在遭受多年的酸雨危害之后，終于都認(rèn)識(shí)到，大氣無(wú)國(guó)界，防治酸雨是一個(gè)國(guó)際性的環(huán)境問(wèn)題，不能依靠一個(gè)國(guó)家單獨(dú)解決，必須共同采取對(duì)策，減少硫氧化物和氮氧化物的排放量。經(jīng)過(guò)多次協(xié)商，1979年11月在日內(nèi)瓦舉行的聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議上，通過(guò)了《控制長(zhǎng)距離越境空氣污染公約》，并于1983年生效?！豆s》規(guī)定，到1993年底，締約國(guó)必須把二氧化硫排放量削減為1980年排放量的70％。歐洲和北美(包括美國(guó)和加拿大)等32個(gè)國(guó)家都在公約上簽了字。為了實(shí)現(xiàn)許諾，多數(shù)國(guó)家都已經(jīng)采取了積極的對(duì)策，制訂了減少致酸物排放量的法規(guī)。例如，美國(guó)的《酸雨法》規(guī)定，密西西比河以東地區(qū)，二氧化硫排放量要由1983年的2000萬(wàn)噸／年，經(jīng)過(guò)10年減少到1000萬(wàn)噸／年；加拿大二氧化硫排放量由1983年的470萬(wàn)噸／年，到1994年減少到230萬(wàn)噸／年，等等。目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有：1、原煤脫硫技術(shù)，可以除去燃煤中大約40％一60％的無(wú)機(jī)硫。2、優(yōu)先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。3、改進(jìn)燃煤技術(shù)，減少燃煤過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國(guó)歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進(jìn)石灰石和白云石，與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣隨灰渣排出。4、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。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中85％一90％的二氧化硫氣體。不過(guò)，脫硫效果雖好但十分費(fèi)錢(qián)。例如，在火力發(fā)電廠安裝煙氣脫硫裝置的費(fèi)用，要達(dá)電廠總投資的25％之多。這也是治理酸雨的主要困難之一。5.開(kāi)發(fā)新能源，如太陽(yáng)能，風(fēng)能，核能，可燃冰等，但是目前技術(shù)不夠成熟，如果使用會(huì)造成新污染，且消耗費(fèi)用十分高.人工防治1完善環(huán)境法規(guī)、加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法

針對(duì)酸雨惡化的趨勢(shì)，早在1990年12月，國(guó)務(wù)院環(huán)委會(huì)第19次會(huì)議上通過(guò)了《關(guān)于控制酸雨發(fā)展》的意見(jiàn)的決議[3]。提出在酸雨監(jiān)測(cè)、酸雨科研攻關(guān)、二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污費(fèi)4個(gè)方面開(kāi)展工作的建議。1992年經(jīng)過(guò)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)在部分省市進(jìn)行征收工業(yè)燃放二氧化硫排污廢試點(diǎn)工作。在我國(guó)的工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中，也逐步制定了二氧化硫排放限值。對(duì)推動(dòng)酸雨的污染治理起了積極的作用，為進(jìn)一步遏制酸雨和SO2污染的發(fā)展，1995年8月全國(guó)人大常委會(huì)通過(guò)了新修訂的《大氣污染防治法》，專(zhuān)門(mén)在全國(guó)范圍內(nèi)制定酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)“兩控區(qū)”）1996年全國(guó)人大批準(zhǔn)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展九五計(jì)劃和2010遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》以及《國(guó)務(wù)院關(guān)于環(huán)境保護(hù)的若干問(wèn)題的決定》都明確提出了“兩控區(qū)”對(duì)酸雨和SO2污染重點(diǎn)治理。有關(guān)部門(mén)應(yīng)制訂出更詳盡的酸雨氣體排放標(biāo)準(zhǔn)，明確法律責(zé)任。只要各級(jí)環(huán)保部門(mén)加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法，執(zhí)好法、用好法，使法律發(fā)揮充分的作用，就可將環(huán)境保護(hù)的國(guó)策真正落到實(shí)處。2優(yōu)化能源質(zhì)量、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)

我國(guó)酸雨屬于硫酸型酸雨，近期內(nèi)應(yīng)抑制大氣二氧化硫污染，是防治酸雨的短期措施。我國(guó)二氧化硫排放量約90%來(lái)自煤炭消費(fèi)，目前受到治理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)能力的限制，我國(guó)還不能在全部燃煤設(shè)施上進(jìn)行煙氣脫硫。因此要限制高硫煤的生產(chǎn)和使用，要大力推行煤炭的洗選。遠(yuǎn)期措施—從根本上解決問(wèn)題，國(guó)家應(yīng)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔無(wú)污染天然再生循環(huán)能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮埽?、燃?xì)猓ㄌ烊幻簹狻⒄託?、乙醇）、水電（新型海浪發(fā)電技術(shù)）等清潔能源，來(lái)取代、淘汰造成酸雨主因煤的使用。3抓好工業(yè)二氧化硫的排放治理

酸雨控制區(qū)SO2排放負(fù)荷按行業(yè)統(tǒng)計(jì)主要集中在電力、冶金、化工建材等行業(yè)。在眾多行業(yè)中,電力行業(yè)的SO2排放負(fù)荷最大。1995年底其SO2排放量占全國(guó)的總排放量的35%；2000年底其SO2排放量占全國(guó)總排放量50%左右，預(yù)計(jì)到2012年將占60%以上。因此盡快制訂電力行業(yè)的SO2排放總量控制計(jì)劃，在兩控區(qū)與大中城市禁止新建火電廠?；?、冶金等行業(yè)應(yīng)著眼生產(chǎn)的全過(guò)程控制，推行清潔生產(chǎn)，對(duì)工藝落后、排放SO2嚴(yán)重的“五小”企業(yè)堅(jiān)決關(guān)、停、并、轉(zhuǎn),在防止死灰復(fù)燃的同時(shí)，國(guó)家扶持獎(jiǎng)勵(lì)上馬清潔能源新技術(shù)。4加快開(kāi)發(fā)二氧化硫治理技術(shù)和設(shè)備

為實(shí)現(xiàn)酸雨和二氧化硫污染控制目標(biāo)，要加快國(guó)產(chǎn)脫硫技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、推廣、應(yīng)用，加快有關(guān)示范工程的建設(shè)，要加快對(duì)國(guó)外成熟的先進(jìn)治理技術(shù)、設(shè)備的引進(jìn)和消化吸收工作，盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。在項(xiàng)目和資金的安排上，重點(diǎn)向“兩控區(qū)”傾斜。生物防治

1993年在印度召開(kāi)的"無(wú)害環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用國(guó)際合作會(huì)議"上，專(zhuān)家們提出了利用生物技術(shù)預(yù)防、阻止和逆轉(zhuǎn)環(huán)境惡化，增強(qiáng)自然資源的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用，保持環(huán)境完整性和生態(tài)平衡的措施。專(zhuān)家們認(rèn)為：利用生物技術(shù)治理環(huán)境具有巨大的潛力。煤是當(dāng)前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃燒時(shí)放出SO2等有害氣體。煤中的硫有無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩種。無(wú)機(jī)硫大部分以礦物質(zhì)的形式存在，其中主要的是黃鐵礦（FeS2）。生物學(xué)家利用微生物脫硫，將2價(jià)鐵變成3價(jià)鐵，把單體硫變成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫桿菌，它是一種鐵氧化細(xì)菌，能有效地去除煤中的無(wú)機(jī)硫。美國(guó)煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株，它能從煤中分離有機(jī)硫而不降低煤的質(zhì)量。捷克篩選出的一種酸熱硫化桿菌，可脫除黃鐵礦中75%的硫。據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，捷克利用生物技術(shù)已平均脫去煤中無(wú)機(jī)硫的78.5%，有機(jī)硫的23.4%，目前，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)能脫去黃鐵礦中硫的微生物還有氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等。日本財(cái)團(tuán)法人電力中央研究所最近開(kāi)發(fā)出的利用微生物膠硫的新技術(shù)，可除去70%的無(wú)機(jī)硫，還可減少60%的粉塵。這種技術(shù)原理簡(jiǎn)單，設(shè)備價(jià)廉，特別適合無(wú)力購(gòu)買(mǎi)昂貴脫硫設(shè)備的發(fā)展中國(guó)家使用。生物技術(shù)脫硫符合“源頭治理”和“清潔生產(chǎn)”的原則，因而是一種極有發(fā)展前途的治理方法，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。目前我國(guó)對(duì)酸雨采取的防治措施主要有：

1．制定嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和能源消耗等，限制二氧化硫、氮氧化物等的排放，從根本上控制酸雨。

2．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。

3．區(qū)域集中供暖、供熱。

4．提倡節(jié)約能源，降低能耗。

5．改良發(fā)動(dòng)機(jī)和使用催化劑以減少氮氧化物的排放量。

6．轉(zhuǎn)換能源結(jié)構(gòu)，用清潔的水力、風(fēng)力、太陽(yáng)能等代替火力發(fā)電。

（1）我國(guó)酸雨污染嚴(yán)重，并且具有酸性降水頻度高、酸度大、覆蓋面積廣的特點(diǎn)。從大量的實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，酸雨已經(jīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、建構(gòu)筑物、材料產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，酸雨已經(jīng)成為不容忽視的災(zāi)害之一，應(yīng)給予足夠的重視。（2）中國(guó)對(duì)酸雨雖然己經(jīng)進(jìn)行了近2O年的研究，但是研究的資金投入、研究規(guī)模和研究的深度都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的。國(guó)內(nèi)對(duì)酸雨研究投入的資