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酸雨的形成與防治

生活 更新时间:2025-02-11 03:47:51

酸雨是又一個環境污染的重要問題。在正常情況下,從海洋、湖泊蒸發的水蒸氣冷凝形成雨滴時,從大氣中溶解了CO2,使雨(或雪)呈弱酸性,PH可達5.6.近幾十年來,人們發現在世界範圍内許多工業地區附近降水的酸度增加,有的地方PH達到了3—3.5。環境化學家們将PH小于5.6的降水稱為酸雨。20世紀80年代,我國的酸雨主要分布在西南地區,集中在重慶、貴陽和柳州等地。酸雨面積達170萬平方公裡。90年代中期已擴展到長江以南,青藏高原以東及四川盆地的廣大地區,酸雨面積擴大了100多萬平方公裡。以長沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區現在已成為全國酸雨污染最嚴重的地區,其中心區降水PH小于4,酸雨頻率高達90%。以南京、上海、杭州、福州和廈門為代表的華東沿海地區也成為我國的主要酸雨地區。值得注意的是,華北的京津,東北的丹東、圖們等地區也頻繁出現酸性降水。年降水PH低于5.6的區域面積已達全國面積的30%左右。

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)1

酸雨嚴重侵蝕建築物和雕塑,損害植物和森林,殺死魚類和海洋生物,給工農業生産造成巨大損失,破壞了生态平衡。

酸雨的主要起因是工業和汽車污染。特别是來自火力發電廠和冶金工廠的污染。發電廠中燃燒含硫的煤(有的煤含硫量高達1%—5%)和含硫的重油,能生成二氧化硫。日常生活中的燃煤也能産生二氧化硫。另外許多金屬以硫化物形式存在于自然界。當從這些礦物中提取金屬時,往往要經過焙燒過程,将硫化物轉化為氧化物。例如:

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)2

雖然冶煉廠已将這些SO2回收用來制取硫酸。但是,含有一定量SO2的冶煉廢氣總會逸散到大氣中。據報道,20世紀80年代我國SO2排放量為1800萬噸,90年代為2700萬噸。

空氣中的SO2有可能被進一步氧化。如對流層中臭氧與二氧化硫反應:

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)3

然後在發生下列反應:

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)4

SO4是反應的中間産物。

空氣中存在的灰塵或某些固體顆粒也能作為非均相催化劑,加速SO2的氧化反應:

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)5

SO2,SO3以及汽車廢氣中NOX(最終轉化為NO2)是酸性氧化物,它們本身與石灰石就能直接反應,時期腐蝕。更為嚴重的是,它們溶于水以後,成為相應的酸。如H2SO3,H2SO4和HNO3等,以緻産生更大的危害。

酸雨的形成與防治(大氣化學之酸雨産生原理與防治)6

防治酸雨最根本的方法是控制SO2和NOX在大氣中的排放量。目前采用的方法主要有:

(1)燃料脫硫:煤中脫硫尚無很好的方法,利用細菌脫硫正在研究之中。重油脫硫已取得較大進展,即在催化劑作用下,加氫脫硫,使重油中的硫形成H2S析出。

(2)煙氣脫硫:如使生石灰(CaO)與煙氣中二氧化硫反應生成相應的鹽。

(3)改變能源結構,使用清潔能源,充分利用太陽能,以及核能等。

(4)采用高新技術,變廢物為可利用資源。例如,用電子束照射将火力發電廠廢氣的硫氧化物和氮化物轉化為化肥。

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