酸雨成因及防治措施

1、化工環(huán)境工程概論課程論文論文題目：酸雨的成因及防治學(xué)院：石油化工專業(yè)：能源化學(xué)工程班級(jí)：1302班學(xué)生姓名：楊勇林學(xué)號(hào)：33摘要：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，大量燒煤的煙囪排放出的二氧化硫酸性氣體或汽車(chē)排放出來(lái)的氮氧化物煙氣上升到天上形成了酸雨。從人類(lèi)面臨的環(huán)境問(wèn)題出發(fā)，闡述了酸雨的形成。酸雨對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、人體健康、建筑材料等具有很大危害，從土壤性質(zhì)、氨氣、大氣顆粒物和天氣形式等自然因素方面探討了酸雨現(xiàn)狀的形成原因。最后結(jié)合當(dāng)前酸雨的狀況及特點(diǎn)，提出了可行的防治防治酸雨的具體措施。關(guān)鍵詞：酸雨；成因；危害；防治措施引言酸雨是指pH值小于的大氣降水。其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和鹽酸等。酸雨不但污染土壤

2、環(huán)境，使土壤酸化和貧瘠化，還會(huì)影響水體、森林，破壞其生態(tài)循環(huán)1。此外，酸雨還能誘發(fā)植物病蟲(chóng)害，使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。因此，酸雨控制已成為中國(guó)污染防治工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。我國(guó)酸雨現(xiàn)狀研究酸雨的定義2在正常情況下,由于大氣中含有一定的二氧化碳,降雨時(shí)二氧化碳溶解在水中,形成酸性很弱的碳酸,因此正常的雨水呈微酸性,pH值約為。在1982年6月的國(guó)際環(huán)境會(huì)議上,國(guó)際上第一次統(tǒng)一將pH值小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、霧、雹、霰等）正式定為酸雨。酸雨中的酸絕大部分是硫酸（可占65%70%）和硝酸（可占25%30%）。我國(guó)酸雨現(xiàn)狀及分布狀況3中國(guó)酸雨的分布有明顯的區(qū)域性，其特征總的趨勢(shì)是以長(zhǎng)江為界，長(zhǎng)江以

3、北降水pH值偏高，多呈中性或堿性，長(zhǎng)江以南呈酸性。截止到2011年一季度對(duì)中國(guó)329個(gè)地級(jí)城市雨水質(zhì)量監(jiān)測(cè)表明酸雨主要分布在長(zhǎng)江以南、青藏高原以東地區(qū)，主要包括上海、浙江、福建、江西、湖南、貴州、重慶的大部分地區(qū)，廣東中部地區(qū)、四川東南部、湖北西部的少數(shù)地區(qū)。全國(guó)酸雨與去年同期相比，全國(guó)酸雨（降水pH均值V城市比例略有降低，降低了;較重酸雨（降水pH均值V）城市比例有所降低，降低了;重酸雨（降水pH均值V城市比例基本持平；全國(guó)酸雨面積與上年持平，酸雨分布區(qū)域無(wú)明顯變化。與2005年同期相比，全國(guó)降水中SO2-和N03離子濃度有所升高，NH4+和C計(jì)離子濃度基本持平4。中國(guó)酸雨還呈現(xiàn)以城市為核心

4、的多中心分布。城市降水段度強(qiáng)，郊區(qū)弱，遠(yuǎn)離城市的廣大農(nóng)村則接近正常，pH值在左右。此外酸雨的區(qū)域分布還存在功能區(qū)差異，主要表現(xiàn)為工業(yè)強(qiáng)于非工業(yè)區(qū)。我國(guó)酸雨的化學(xué)組成及特點(diǎn)5一般情況下大氣降水中陰離子為SQ2-、NO3-、C-、HCQ-,陽(yáng)離子為NH/、C尹、Na+、K+、Mg2+、H+。研究表明對(duì)我國(guó)降水酸度影響最大的陽(yáng)離子是NH4+和C計(jì)，陰離子是SO42-和NO3-。文獻(xiàn)引用A=SQ2-/NO門(mén)作為劃分酸雨類(lèi)型的特征參量，將酸雨分為3檔:當(dāng)AW時(shí)，為硝酸型或燃油型；當(dāng)WAW為混合型；當(dāng)A為硫酸型或燃煤型.“兩控區(qū)”政策的實(shí)施使得SQ的排放得到了一定的控制，但是隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的顯著增加，

5、另一重要的致酸物質(zhì)NOx的排放量卻在持續(xù)增長(zhǎng)，并慢慢導(dǎo)致我國(guó)酸雨污染類(lèi)型發(fā)生轉(zhuǎn)變，由原來(lái)的硫酸型逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?、硝酸混合型。位于沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的廈門(mén)、珠海降水中硝酸根與硫酸根濃度大體相當(dāng)，酸雨已是硫硝混合型酸雨，而內(nèi)陸的絕大多數(shù)城市硫酸根濃度遠(yuǎn)大于硝酸根濃度，仍然是硫酸型酸雨。酸雨的成因分析酸雨的形成過(guò)程酸雨的成因是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸,絕大部分是硫酸和硝酸。工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤炭排放出來(lái)的二氧化硫,燃燒石油以及汽車(chē)尾氣排放出來(lái)的氮氧化物,經(jīng)過(guò)“云內(nèi)成雨過(guò)程”,即水氣凝結(jié)在硫酸根、硝酸根等凝結(jié)核上,發(fā)生液相氧化反應(yīng),形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經(jīng)過(guò)“

6、云下沖刷過(guò)程”,即含酸雨滴在下降過(guò)程中不斷合并吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體,形成較大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。酸雨的形成過(guò)程,可用以下兩種類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)來(lái)表示6:硫酸型酸雨：SH2SC4S+O2（點(diǎn)燃）=SO2SO2+H2O=H2SO3（亞硫酸）2H2SO3+O2=2H2SO4（硫酸）總的化學(xué)反應(yīng)方程式:S+O2（點(diǎn)燃）=SO22SO2+2H2O+O2=2H2SO4硝酸型酸雨：氮的氧化物溶于水形成酸:a.NXHNO3（硝酸）2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO+2H2O+3O2=4HNO3b.NO2HNQ總的化學(xué)反應(yīng)方程式:4NO2+

7、2H2O+O2=4HNO3（注:元素后的數(shù)字為腳標(biāo),化學(xué)式前的數(shù)為化學(xué)計(jì)量數(shù)。）我國(guó)的酸雨是典型的硫酸型酸雨。酸雨的危害酸雨的影響主要表現(xiàn)在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)（如農(nóng)作物、土壤、水體、森林等）的危害，以及對(duì)各種建筑材料的腐蝕，嚴(yán)重的甚至危及一個(gè)城市的生態(tài)平衡。它的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)的危害植物對(duì)酸雨反應(yīng)最敏感的器官是葉片,葉片受損后光合作用降低,抗病蟲(chóng)害能力減弱,林木生長(zhǎng)緩慢或死亡,農(nóng)作物減產(chǎn)。酸雨可導(dǎo)致土壤酸化。中國(guó)南方土壤本來(lái)多呈酸性，在經(jīng)酸雨沖刷，加速了酸化過(guò)程;中國(guó)北方土壤呈堿性，對(duì)酸雨有較強(qiáng)緩沖能力，其承受能力較南方稍強(qiáng)。土壤中含有大量鋁氫氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含鋁

8、的人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)量的吸收鋁導(dǎo)致中毒或死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的流失；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；酸雨還能誘發(fā)植物病蟲(chóng)害，使作物減產(chǎn)7。由于不同的農(nóng)作物和同種作物的不同品種之間，受二氧化硫傷害的敏感性不同，故不同PH值酸雨對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響不同，PH值越低，對(duì)其產(chǎn)量的影響越大。在同一酸度下，不同農(nóng)作物傷害完全不同，可分為敏感性農(nóng)作物，中等敏感性農(nóng)作物和抗性農(nóng)作物三類(lèi)。如，敏感農(nóng)作物有大麥，棉花，大豆，菠菜，胡蘿卜和辣椒等；中等抗性農(nóng)作物為小麥，菜花，花生，黃瓜，油菜和番茄等；抗性農(nóng)作物為水稻，玉米

9、和馬鈴薯等8。4.2破壞水環(huán)境當(dāng)pH值降至以下,魚(yú)卵多不能正常孵化,即使孵化,骨骼也常是畸形的;加之河底淤泥中的有毒金屬遇酸溶解,更加速了水生生物的死9。研究表明，當(dāng)水體pH為時(shí)，最不耐酸的甲殼動(dòng)物（螯蝦和蛤類(lèi)）首先消失；pH為時(shí)，作為湖泊食物鏈基礎(chǔ)的浮游生物微生物群體受損衰退，從而使某些魚(yú)群?jiǎn)适г鲩L(zhǎng)能力，魚(yú)的種類(lèi)減少，尤其是一些有較高價(jià)值的魚(yú)種，因不耐酸，消亡很快。相對(duì)于忍耐湖水酸化能力而言，蝦類(lèi)比魚(yú)類(lèi)更差，在已酸化的湖泊中，蝦類(lèi)比魚(yú)類(lèi)提前滅絕。草本食物是一些魚(yú)蝦類(lèi)生活的基礎(chǔ)。湖水酸化，水生生物種群減少，例如某湖酸化后，綠藻從26種減至5種，金澡從22種減至5種；藍(lán)藻從22種減至10種10。

10、酸雨對(duì)建筑物及文物的危害酸雨能與金屬、石料、混凝土等材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，致使表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低，進(jìn)而加快樓房、橋梁、歷史文物、珍貴藝術(shù)品、雕像的腐蝕損壞。同時(shí)也加速了建筑物表面的各種保護(hù)涂層的退化，使橋梁和鋼結(jié)構(gòu)的建筑物損壞，同時(shí)還發(fā)生酸雨的淋洗使很多歷史文物景點(diǎn)面目全非，著名的杭州靈隱寺的“摩崖石刻”近年經(jīng)酸雨侵蝕，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剝蝕嚴(yán)重，修補(bǔ)后，古跡不“古”。重慶市1956年建成的重慶市體育館水泥欄桿，由于酸雨腐蝕，石子外露，深達(dá)1厘米之多，按時(shí)間估計(jì)，平均每年侵蝕毫米，十分驚人。這種水泥欄柱石子外露現(xiàn)象，在路旁電線桿上也每每發(fā)生。4.

11、4使土壤酸化影響和破壞土壤微生物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu),抑制了土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定,使土壤貧瘠化,導(dǎo)致生長(zhǎng)在這里的植物逐步退化。中國(guó)南方土壤本來(lái)多呈酸性，在經(jīng)酸雨沖刷，加速了酸化過(guò)程;中國(guó)北方土壤呈堿性，對(duì)酸雨有較強(qiáng)緩沖能力，其承受能力較南方稍強(qiáng)。4.5危及人體健康酸雨中含有的甲醛、丙烯酸等對(duì)人的眼睛有強(qiáng)烈的刺激作用。硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比SQ要高10倍，其微?？汕秩肴梭w的深部組織,引起肺水腫和肺硬化等疾病而導(dǎo)致死亡。當(dāng)空氣中含L硫酸霧時(shí)，就會(huì)使人難受而致病?；蛘呤侨藗冿嬘盟峄牡孛嫠陀赏寥罎B入金屬含量較高的地下水,食用酸化湖泊和河流的魚(yú)類(lèi)等,一些重金屬元素通過(guò)食物鏈逐漸積累進(jìn)入人體,最

12、終對(duì)人體造成危害。酸雨的防治對(duì)策中國(guó)防治酸雨的政策物排放濃度的過(guò)量空氣系數(shù)；2008年1月14日，國(guó)家環(huán)?？偩衷谄涔俜骄W(wǎng)站上，正式公布了和國(guó)家發(fā)改委共同制定的國(guó)家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”規(guī)劃。在這一下發(fā)至各省市自治區(qū)政府、國(guó)家電網(wǎng)及五大發(fā)電集團(tuán)的文件中，明確要求對(duì)二氧化硫排放實(shí)行總量控制，控制氮氧化物排放增長(zhǎng)，有效控制酸雨污染，并要求在2010年全國(guó)二氧化硫排放總量比2005年減少10%，控制在2萬(wàn)噸以內(nèi)，其中，火電行業(yè)二氧化硫排放量要控制在1000萬(wàn)噸以內(nèi)，即相當(dāng)于單位發(fā)電量二氧化硫排放要比2005年降低50%。加強(qiáng)對(duì)二氧化硫排放的控制11南方的酸雨還和北方二氧化硫的大量排放有關(guān)，僅

13、控制酸雨地區(qū)的酸性物質(zhì)排放而忽略北方二氧化硫的排放還是不能有效地控制酸雨。二氧化硫年平均濃度的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是m3,在此濃度之下人群在環(huán)境中長(zhǎng)期暴露將不受危害；二氧化硫日平均濃度三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是m3,在此濃度之下人群在環(huán)境中短期暴露不受急性健康損害。環(huán)境空氣中二氧化硫的主要危害是引起人體呼吸系統(tǒng)疾病,導(dǎo)致死亡率增加。二氧化硫污染主要來(lái)自燃煤,集中在城市,應(yīng)以城市,特別是大城市為控制單元。目前,全國(guó)有的城市二氧化硫年均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)不到保護(hù)居民和生態(tài)環(huán)境不受危害的基本要求。而日均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)不到保護(hù)居民和生態(tài)環(huán)境不受急性危害的最低要求。依此標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)二氧化硫污染控制區(qū)面積為29萬(wàn)km2

14、，占國(guó)土面積3%。主要包括北京市區(qū)、天津市、河北、山西、內(nèi)蒙、遼寧、吉林、江蘇、陜西、甘肅、寧夏、新疆等省區(qū)的部分城市。改善交通環(huán)境，控制汽車(chē)尾氣制訂各類(lèi)汽車(chē)的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)尾氣的控制。在形成酸雨的主要成分SQ和NOx中，交通車(chē)輛的排氣占很大比重，尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)輛的排氣中含NOx濃度特別高。隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，各類(lèi)汽車(chē)的數(shù)量將會(huì)迅速增加，所以控制各種車(chē)輛的排放對(duì)改善大氣質(zhì)量，減少NOX排放量相當(dāng)重要。其主要措施有：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；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;大力推廣使用無(wú)鉛汽油，

15、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;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。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。植物體有巨大的吸附表面和龐大的地下根系，對(duì)有毒物質(zhì)有較強(qiáng)的吸收能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)：10000m2的柳杉每年可吸收720kg的SO2；一株樹(shù)的葉片吸收SO2的能力是它所占土地吸收SO2能力的9倍。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，可以凈化空氣，美化城市環(huán)境，這也是防止酸雨的有效途徑。結(jié)論環(huán)境污染愈來(lái)愈嚴(yán)重，使環(huán)境監(jiān)測(cè)

16、與治理技術(shù)承擔(dān)著更為重要的責(zé)任，酸雨對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的影響，是多方面的，涉及到很多領(lǐng)域。目前，酸雨污染的形成、影響及控制是一個(gè)復(fù)雜長(zhǎng)期的過(guò)程，在努力控制酸雨的同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置酸雨指示標(biāo)志，如酸雨墻、變色傘等，及時(shí)提醒人們避免酸雨危害，讓大氣污染和酸雨問(wèn)題得到廣泛認(rèn)識(shí)，提高人們的酸雨污染意識(shí)，我們共同對(duì)抗酸雨。參考文獻(xiàn)宗英飛，張國(guó)林，蘇常新等2008年遼寧省酸雨時(shí)空分布特點(diǎn)分析J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(16):75367537.吳丹,王式功,尚可政.中國(guó)酸雨研究綜述J.干旱氣象,2006,24(2):70-75.劉萍，夏菲，潘家永，陳益平，彭花明，陳少華中國(guó)酸雨概況及防治對(duì)策探討J環(huán)境科學(xué)與管理，2011(12)2011年1季度全國(guó)酸雨?duì)顩r報(bào)告R中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2011.張赟,李代興.我國(guó)酸雨污染現(xiàn)狀及其防治措施初探J.北