酸雨的形成原因是什麼危害有哪些
酸雨對我們的生態環境和經濟的發展造成了嚴重的破壞, 酸雨是怎麼形成的?對環境和人有什麼危害?怎麼防治呢?本文是小編整理的酸雨的形成原因,一起來看看吧!
酸雨的形成原因
酸雨,顧名思義,就是酸性的降水。自然大氣中,二氧化碳在常溫時溶解於雨水中並達到氣液相平衡後,雨水之pH值約為5.6,若被大氣中酸性氣體汙染,pH值則小於5.6。因此,酸雨就是指pH值小於5.6的雨、雪、霧和雹等大氣降水。
酸雨的形成是一種複雜的大氣化學和大氣物理的現象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸,無機酸中絕大部分是硫酸和硝酸,從而形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨兩種。工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫,燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物,經過“雲內成雨過程”,即水氣凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上,發生液相氧化反應,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又經過“雲下衝刷過程”,即含酸雨滴在下降過程中不斷合併吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體,形成較大雨滴,最後降落在地面上,形成了酸雨,我國的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨是工業高度發展而出現的副產物,由於人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料,燃燒後產生的硫氧化物或氮氧化物,在大氣中經過複雜的化學反應,形成硫酸或硝酸氣溶膠,或為雲、雨、雪、霧捕捉吸收,降到地面成為酸雨。如果形成酸性物質時沒有云雨,則酸性物質會以重力沉降等形式逐漸降落在地面上,這叫做乾性沉降,以區別於酸雨、酸雪等溼性沉降。
乾性沉降物在地面遇水時複合成酸。酸雲和酸霧中的酸性由於沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋,因此它們的酸性要比酸雨強得多。高山區由於經常有云霧繚繞,因此酸雨區高山上森林受害最重,常首先成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分,約佔總酸量的90%以上,我國酸雨中硫酸和硝酸的比例約為10∶1。
酸雨的形成分為以下幾個過程:
1.由汙染源排放的氣態SO2、NOX經氣相反應生成H2SO4、HNO3或硫酸鹽、硝酸鹽氣溶膠;
2.雲形成時,SO4和NO3的氣溶膠粒子以凝結核的形式進入降水;
3.雲滴吸收了SO2、NOX氣體,在水相氧化形成SO4和NO3;
4.雲滴成為雨滴,降落時吸收了含有SO4和NO3的氣溶膠;
5.雨滴下降時吸收SO2、NOX,再在水相中轉化成SO4和NO3。
氮氧化物以及硫氧化物是形成酸雨的主要酸性氧化物,在國外酸雨中硫酸和硝酸之比約為2∶1,而我國降水中硫酸和硝酸之比約10:1。這說明,我國的酸雨主要是大氣中的二氧化硫造成的。這與兩區能源結構的差別有關:美國加強風能、太陽能、風能等可再生資源的利用,同時減少煤、石油、天然氣的使用,使其大氣中含硫的氧化物較少;然而中國的在風能、太陽能、風能等可再生資源的利用上普遍較低,仍然以煤、石油、天然氣為主要能源,使我國大氣中含硫的氧化物較多。
天然排放源
1.海洋:海洋霧沫,它們會夾帶一些硫酸到空中
2.生物:土壤中某些機體,如動物死屍和植物敗葉在細菌作用下可分解某些硫化物,繼而轉化為二氧化硫
3.火山爆發:噴出可觀量的二氧化硫氣體
4.森林火災:雷電和乾熱引起的森林火災也是一種天然硫氧化物排放源,因為樹木也含有微量硫。
5.閃電:高空雨雲閃電,有很強的能量,能使空氣中的氮氣和氧氣部分化合生成一氧化氮,繼而在對流層中被氧化為二氧化氮N?+O?==放電==2NO 2NO+O?======2NO?
氮氧化物即為一氧化氮和二氧化氮之和,與空氣中的水蒸氣反映生成硝酸。
6.細菌分解: 既使是未施過肥的土壤也含有微量的硝酸鹽,土壤硝酸鹽在土壤細菌的幫助下可分解出一氧化氮,二氧化氮和氮氣等氣體。
人工排放源
煤、石油和天然氣等化石燃料燃燒,無論是煤,或石油,或天然氣都是在地下埋藏多少億年,由古代的動植物化石轉化而來,?a href='//' target='_blank'>食譜齷??劑稀?蒲Ъ掖致怨蘭疲?990年我國化石燃料約消耗近700百萬噸;僅佔世界消耗總量的12%,人均相比並不驚人;但是我國近幾十年來,化石燃料消耗的增加速度,實在太快,1950年至1990年的四十年間,增加了30倍。不能不引起足夠重視。
煤中含有硫,燃燒過程中生成大量二氧化硫,此外煤燃燒過程中的高溫使空氣中的氮氣和氧氣化合為一氧化氮,繼而轉化為二氧化氮,造成酸雨。
工業過程,如金屬冶煉:某些有色金屬的礦石是硫化物、銅、鉛、鋅便是如此,將銅、鉛、鋅硫化物礦石還原為金屬過程中將逸出大量二氧化硫氣體,部分回收為硫酸,部分進入大氣。再如化工生產,特別是硫酸生產和硝酸生產可分別產生可觀量二氧化硫和二氧化氮,由於二氧化氮帶有淡棕的黃色,因此,工廠尾氣所排出的帶有二氧化氮的廢氣象一條“黃龍”,在空中飄蕩,控制和消除“黃龍”被稱做“滅黃龍工程”。再如石油煉製等,也能產生一定量的二氧化硫和二氧化氮。它們集中在某些工業城市中,也比較容易得到控制。
交通運輸,如汽車尾氣。在發動機內,活塞頻繁打出火花,象天空中閃電,氮氣變成二氧化氮。不同的車型,尾氣中氮氧化物的濃度有多有少,機械效能較差的或使用壽命已較長的發動機尾氣中的氮氧化物濃度要高。汽車停在十字路口,不息火等待通過時,要比正常行車尾氣中的氮氧化物濃度要高。近年來,我國各種汽車數量猛增,它的尾氣對酸雨的貢獻正在逐年上升,不能掉以輕心。
工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫,燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物,經過“雲內成雨過程”,即水汽凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上,發生液相氧化反應,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又經過“雲下衝刷過程”,即含酸雨滴在下降過程中不斷合併吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體,形成較大雨滴,最後降落在地面上,形成了酸雨。由於我國多燃煤,所以的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油的國家下硝酸雨。
酸雨的危害及防治
酸雨還可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。在酸雨的作用下,土壤中的營養元素鉀、鈉、鈣、鎂會釋放出來,並隨著雨水被淋溶掉,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嚴重不足,變得貧瘠。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會嚴重抑制林木的生長。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。酸雨還可使森林的病蟲害明顯增加。在四川,重酸雨區的馬尾松林的病情指數為無酸雨區的2.5倍。酸雨危害水生生物,它使許多河、湖水質酸化,導致許多對酸敏感的水生生物種群滅絕,湖泊失去生態機能,最後變成死湖。酸雨還殺死水中的浮游生物,破壞水生生態系統。
此外,酸雨還會影響人和動物的身體健康,雨、霧的酸性對眼、咽喉和面板的刺激,會引起結膜炎、咽喉炎、皮炎等病症。酸雨使存在於土壤、岩石中的金屬元素溶解,流入河川或湖泊,最終經過食物鏈進入人體,影響人類的健康。 世界上許多古建築和石雕藝術品遭酸雨腐蝕而嚴重損壞,如我國的樂山大佛、加拿大的議會大廈等。最近發現,北京盧溝橋的石獅和附近的石碑,五塔寺的金剛寶塔等均遭酸雨侵蝕而嚴重損壞。
酸雨的防治需要控制高硫煤的開採、運輸、銷售和使用,同時採取有效措施發展脫硫技術,推廣清潔能源技術。在酸雨的防治過程中,生物防治可作為一種輔助手段。在汙染重的地區可栽種一些對二氧化硫有吸收能力的植物,如垂山楂、洋槐、雲杉、桃樹、側柏等。
酸雨的成分主要是二氧化硫.
酸雨成分比較複雜,它能使土壤酸化,對人體產生危害,腐蝕建築物、金屬、橡膠等。因此,酸雨被稱為“現代空中死神”.
人類活動造成的酸雨成分中,以硫酸為最多,一般約佔60%一65%,硝酸次之,約30%,鹽酸約5%,此外還有有機酸約2%左右。 酸雨的危害和防範措施
當燒煤的煙囪排放出的二氧化硫酸性氣體,或汽車排放出來的氮氧化物煙氣上升到天上,這些酸性氣體與天上的水蒸氣相遇,就會形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,這時落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃燒是造成酸雨的主要禍首。
酸雨會對環境帶來廣泛的危害,造成巨大的經濟損失。危害的方面主要有:
1 腐蝕建築物和工業裝置;
2 破壞露天的文物古蹟;
3 損壞植物葉面,導致森林死亡;
4 使湖泊中魚蝦死亡;
5 破壞土壤成分,使農作物減產甚至死亡;
6 飲用酸化造成的地下水,對人體有害。
減少酸雨主要是要減少燒煤排放的二氧化硫和汽車排放的氮氧化物。 可以採取的措施有以下方面:
工廠應採取的措施:
1 採用煙氣脫硫裝置;
2 提高煤碳燃燒的利用率。
社會和公民應採取的措施:
1 用煤氣或天然氣代替燒煤;
2 處處節約用電 因為大部分的電廠是燃煤發的電;
3 支援公共交通 減少車輛就可以減少汽車尾氣排放〕;
4 購買包裝簡單的商品因為生產豪華包裝要消耗不少電能,而對消費者來說包裝並沒有任何實用價值〕;
5 支援廢物回收再生 廢物再生可以大量節省電能和少燒煤炭〕。
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