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
一氧化氮結構上不穩定,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:
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營養元素的流失
在酸雨的作用下,土壤中的營養元素鉀、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元素被淋失,造成土壤中營養元素的嚴重不足,從而使土壤變得貧瘠。改變土壤結構,導致土壤貧瘠化,影響植物正常發育。此外,酸雨能使土壤中的鋁從穩定態中釋放出來,使活性鋁的增加而有機絡合態鋁減少。土壤中活性鋁的增加能嚴重地抑制林木的生長。
3、酸雨能誘發植物病蟲害,使農作物大幅度減產
特別是小麥,在酸雨影響下,可減產13%至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,導致蛋白質含量和產量下降。
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, 影響城市市容質量和城市景觀, 被人們稱之為“黑殼”效應。
6、酸雨可使兒童免疫功能下降,慢性咽炎、支氣管哮喘發病率增加,同時可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
三、如何預防酸雨
(一)完善環境法規,加強監督管理
1、 制定嚴格的大氣環境質量標準,健全排污許可證制度,實施SO2排放總量控制。
2、經濟刺激措施。其手段有征收SO2排污費,排污稅費、產品稅(包括燃料稅)、排放交易和一些經濟補助等,充分運用經濟手段促進大氣污染的治理。
3、建立酸雨監測網絡和SO2排放監測網絡,以便及時了解酸雨和SO2污染動態,從而采取措施,控制污染。
4、推行清潔生產,強化全程環境管理,走可持續發展道路。目前我國的環境管理制度、法規、政策和措施主要以達標為最終要求,在當今的社會經濟發展條件下顯然是不合適的。
(二)調整能源結構,改進燃燒技術
1、調整工業布局,改造污染嚴重的企業,淘汰落后的工藝與陳舊的設備,限制高硫煤的生產和使用,限制、淘汰現有煤耗高、熱效低、污染重的工業鍋爐和爐窯。
2、使用低硫煤、節約用煤。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,就應加一道洗煤工序,以降低硫含量。據有關資料介紹,原煤經洗選后,SO2排放量可減少30~50%。所謂節約用煤,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。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循環,石灰跟煙氣中的SO2發生反應,生成亞硫酸鈣,亞硫酸鈣被爐膛內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。型煤是經過成型處理后的煤制品,分為民用和工業用兩類。民用型煤主要是煤球和蜂窩煤,工業型煤主要鍋爐、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開展,而工業型煤固硫則使用很少。
5、調整民用燃料結構,減輕能源污染。逐漸實現民用燃料氣體化,逐漸實現城市集中供熱。
6、增加無污染或少污染的能源比例。開發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。但目前的技術水平還不能保證從太陽能、風能、地熱能等獲得大規模穩定的工業電力。因此,替代能源的主要開發目標應當是水電和核電。
(三)改善交通環境,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、城市要著力發展公共交通,適當限制私人汽車數量,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,改進汽車發動機技術,安裝尾氣凈化器及節能裝置。
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
植物具有調節氣候,保持水土,吸收有毒氣體等作用。因此,根據城市環境規劃,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,美化城市環境,這也是防止酸雨的有效途徑。
(五)區域SO2排放總量控制
既根據地區環境容量,限制區域SO2的總排放量。開展區域SO2排放量控制研究,找出酸沉降控制優化方案。
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