酸雨的形成原因是什么危害有哪些
酸雨對我們的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的破壞, 酸雨是怎么形成的?對環(huán)境和人有什么危害?怎么防治呢?本文是學(xué)習(xí)啦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于雨水中并達(dá)到氣液相平衡后,雨水之pH值約為5.6,若被大氣中酸性氣體污染,pH值則小于5.6。因此,酸雨就是指pH值小于5.6的雨、雪、霧和雹等大氣降水。
酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸,無機(jī)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(yè)生產(chǎn)、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(jīng)過“云內(nèi)成雨過程”,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“云下沖刷過程”,即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、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,我國的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨是工業(yè)高度發(fā)展而出現(xiàn)的副產(chǎn)物,由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料,燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物或氮氧化物,在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),形成硫酸或硝酸氣溶膠,或?yàn)樵?、雨、雪、霧捕捉吸收,降到地面成為酸雨。如果形成酸性物質(zhì)時沒有云雨,則酸性物質(zhì)會以重力沉降等形式逐漸降落在地面上,這叫做干性沉降,以區(qū)別于酸雨、酸雪等濕性沉降。
干性沉降物在地面遇水時復(fù)合成酸。酸云和酸霧中的酸性由于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(qiáng)得多。高山區(qū)由于經(jīng)常有云霧繚繞,因此酸雨區(qū)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,約占總酸量的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.由污染源排放的氣態(tài)SO2、NOX經(jīng)氣相反應(yīng)生成H2SO4、HNO3或硫酸鹽、硝酸鹽氣溶膠;
2.云形成時,SO4和NO3的氣溶膠粒子以凝結(jié)核的形式進(jìn)入降水;
3.云滴吸收了SO2、NOX氣體,在水相氧化形成SO4和NO3;
4.云滴成為雨滴,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(zhuǎn)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(qū)能源結(jié)構(gòu)的差別有關(guān):美國加強(qiáng)風(fēng)能、太陽能、風(fēng)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(fēng)能、太陽能、風(fēng)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(jī)體,如動物死尸和植物敗葉在細(xì)菌作用下可分解某些硫化物,繼而轉(zhuǎn)化為二氧化硫
3.火山爆發(fā):噴出可觀量的二氧化硫氣體
4.森林火災(zāi):雷電和干熱引起的森林火災(zāi)也是一種天然硫氧化物排放源,因?yàn)闃淠疽埠形⒘苛颉?/p>
5.閃電:高空雨云閃電,有很強(qiáng)的能量,能使空氣中的氮?dú)夂脱鯕獠糠只仙梢谎趸?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(xì)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(xì)菌的幫助下可分解出一氧化氮,二氧化氮和氮?dú)獾葰怏w。
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(zhuǎn)化而來,故稱做化石燃料。科學(xué)家粗略估計(jì),1990年我國化石燃料約消耗近700百萬噸;僅占世界消耗總量的12%,人均相比并不驚人;但是我國近幾十年來,化石燃料消耗的增加速度,實(shí)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?dú)夂脱鯕饣蠟橐谎趸^而轉(zhuǎn)化為二氧化氮,造成酸雨。
工業(yè)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(jìn)入大氣。再如化工生產(chǎn),特別是硫酸生產(chǎn)和硝酸生產(chǎn)可分別產(chǎn)生可觀量二氧化硫和二氧化氮,由于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”。再如石油煉制等,也能產(chǎn)生一定量的二氧化硫和二氧化氮。它們集中在某些工業(yè)城市中,也比較容易得到控制。
交通運(yùn)輸,如汽車尾氣。在發(fā)動機(jī)內(nèi),活塞頻繁打出火花,象天空中閃電,氮?dú)庾兂啥趸?。不同的車?尾氣中氮氧化物的濃度有多有少,機(jī)械性能較差的或使用壽命已較長的發(fā)動機(jī)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(shù)量猛增,它的尾氣對酸雨的貢獻(xiàn)正在逐年上升,不能掉以輕心。
工業(yè)生產(chǎn)、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(jīng)過“云內(nèi)成雨過程”,即水汽凝結(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“云下沖刷過程”,即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、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。由于我國多燃煤,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(nóng)作物大幅度減產(chǎn),特別是小麥,在酸雨影響下,可減產(chǎn)13%至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量下降。在酸雨的作用下,土壤中的營養(yǎng)元素鉀、鈉、鈣、鎂會釋放出來,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(yǎng)元素被淋失,造成土壤中營養(yǎng)元素嚴(yán)重不足,變得貧瘠。此外,酸雨能使土壤中的鋁從穩(wěn)定態(tài)中釋放出來,使活性鋁的增加而有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁減少。土壤中活性鋁的增加會嚴(yán)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(xì)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(qū)的馬尾松林的病情指數(shù)為無酸雨區(qū)的2.5倍。酸雨危害水生生物,它使許多河、湖水質(zhì)酸化,導(dǎo)致許多對酸敏感的水生生物種群滅絕,湖泊失去生態(tài)機(jī)能,最后變成死湖。酸雨還殺死水中的浮游生物,破壞水生生態(tài)系統(tǒng)。
此外,酸雨還會影響人和動物的身體健康,雨、霧的酸性對眼、咽喉和皮膚的刺激,會引起結(jié)膜炎、咽喉炎、皮炎等病癥。酸雨使存在于土壤、巖石中的金屬元素溶解,流入河川或湖泊,最終經(jīng)過食物鏈進(jìn)入人體,影響人類的健康。 世界上許多古建筑和石雕藝術(shù)品遭酸雨腐蝕而嚴(yán)重?fù)p壞,如我國的樂山大佛、加拿大的議會大廈等。最近發(fā)現(xiàn),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(yán)重?fù)p壞。
酸雨的防治需要控制高硫煤的開采、運(yùn)輸、銷售和使用,同時采取有效措施發(fā)展脫硫技術(shù),推廣清潔能源技術(shù)。在酸雨的防治過程中,生物防治可作為一種輔助手段。在污染重的地區(qū)可栽種一些對二氧化硫有吸收能力的植物,如垂山楂、洋槐、云杉、桃樹、側(cè)柏等。
酸雨的成分主要是二氧化硫.
酸雨成分比較復(fù)雜,它能使土壤酸化,對人體產(chǎn)生危害,腐蝕建筑物、金屬、橡膠等。因此,酸雨被稱為“現(xiàn)代空中死神”.
人類活動造成的酸雨成分中,以硫酸為最多,一般約占60%一65%,硝酸次之,約30%,鹽酸約5%,此外還有有機(jī)酸約2%左右。 酸雨的危害和防范措施
當(dāng)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?zhǔn)住?/p>
酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。危害的方面主要有:
1) 腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備;
2) 破壞露天的文物古跡;
3) 損壞植物葉面,導(dǎo)致森林死亡;
4) 使湖泊中魚蝦死亡;
5) 破壞土壤成分,使農(nóng)作物減產(chǎn)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。 可以采取的措施有以下方面:
工廠應(yīng)采取的措施:
1) 采用煙氣脫硫裝置;
2) 提高煤碳燃燒的利用率。
社會和公民應(yīng)采取的措施:
1) 用煤氣或天然氣代替燒煤;
2) 處處節(jié)約用電 (因?yàn)榇蟛糠值碾姀S是燃煤發(fā)的電);
3) 支持公共交通 (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?yàn)樯a(chǎn)豪華包裝要消耗不少電能,而對消費(fèi)者來說包裝并沒有任何實(shí)用價值〕;
5) 支持廢物回收再生 (廢物再生可以大量節(jié)省電能和少燒煤炭〕。
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