硫酸型酸雨教材

硫酸型酸雨——404酸雨的定义

一八七二年，英国科学家史密斯分析了英国伦敦市的雨水成份，发现市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。於是史密斯在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这个名词。

酸雨就是酸性的雨，酸雨的正确名称应该是「酸性湿沉降」，其实，带酸性的污染物是可以有两种沉降方式的，它们是「湿沉降」及「乾沉降」酸雨的危害酸雨在国外被称为“空中死神”，其潜在的危害主要表明在四个方面：一、对水生系统的危害，会丧失鱼类和其它生物群落，改变营养物和有毒物的循环，使有毒金属溶解到水中，并进入食物链，使物种减少和生产力下降。据报道，“千湖之国”瑞典因酸雨，从七十年代初到八十年代中，有１．８万个湖泊酸化。国内报道重庆南山等地水体酸化，ＰＨ值小于４．７，鱼类不能生存，农户多次养鱼，均无收获。二、对陆地生态系统的危害，重点表现在土壤和植物。对土壤的影响包括抑制有机物的分解和氮的固定，淋洗钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。对植物，酸雨损害新生的叶芽，影响其生长发育，导致森林生态系统的退化。据报道，欧洲每年有６５００万公顷森林受害，在意大利有９０００公顷森林因酸雨而死亡。我国重庆南山１８００公顷松林因酸雨已死亡过半。三、对人体的影响。一是通过食物链使汞、铅等重金属进入人体，诱发癌症和老年痴呆；二是酸雾侵入肺部，诱发肺水肿或导致死亡；三是长期生活在含酸沉降物的环境中，诱使产生过多氧化脂，导致动脉硬化、心梗等疾病概率增加。四、对建筑物、机械和市政设施的腐蚀。据报道，仅美国因酸雨对建筑物和材料的腐蚀每年达２０亿美元。据估算，我国仅川黔和两广四省，１９８８年因酸雨造成森林死亡，农作物减产，金属受腐蚀的经济损失总计在１４０亿元。SO2的罪行1952年发生的“伦敦雾事件”，处于逆温的泰晤士河流域浓雾覆盖，连续四天，风尘不动，黑云压城，使近地空气中污染物浓度不断增加，烟尘浓度达到平时的10倍，二氧化硫浓度达平时的6倍，4天内使4000余人死亡1930年比利时“马斯河谷事件”，1948年美国“多诺拉烟雾事件”，均是二氧化硫扮演主角，二氧化硫与粉尘联合作用，使数千人患病甚至死亡pH值对于湖中生物的影响pH值对于湖中生物的影响重庆南山和缙云山各发现一个水塘,其水体pH值为4.7,属于已酸化了的小水体,这是一个警告。幸运地是,到目前为止我国尚未发现大面积水域酸化现象。资料:

在瑞典的9万多个湖泊中，已有2万多个遭到酸雨危害，4千多个成为无鱼湖。美国和加拿大许多湖泊成为死水，鱼类、浮游生物、甚至水草和藻类均一扫而光

酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。

硫酸随着降雨落到地球而造成严重损害,土壤中的养分也会流失,因此树木会因为维持生命所必须的钙和镁的流失而枯死。

并非所有的二氧化硫都会转变成硫酸，事实上有一相当的量会漂浮在大气中，当最后沉降到地表时，会阻碍叶子的气孔进行光合作用。BACK我国重酸雨地区四川盆地受酸雨危害的森林面积达28万公顷，占林地总面积的三分之一，死亡面积1.5万公顷，占林地面积6%。同样受酸雨侵袭的贵州省，受危害的森林面积达14万公顷，为四川盆地的二分之一。酸雨的形成

由于大气中含有大量的CO2，故正常雨水本身略帶酸性,pH值约为5.6，因此一般是以雨水中的pH值小于5.6称为酸雨。

可是，有些特别情况下，雨水受自然界许多自然现象影响，可使pH值变化于4.9～6.5之间，因此以pH值小于5.0作为酸雨比较可靠。酸雨的来源NEXT自然物质：火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物

人为物质：工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生CO2、HCl、SO2、NOX及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质

二氧化硫（SO2）

来源：二氧化硫主要来源是燃烧燃料，发电厂烧煤或石油时会排出，炼油厂、炼钢厂、硫酸工厂等在生产程序中也会排放不少该种气体。

形成过程：SO2会在空气中被氧化成硫酸根。首先，二氧化硫与氧产生反应，造成三氧化硫。其过程非常复杂，有时还会涉及碳氢化合物及锰、铜、铁等金属离子。若有水蒸气存在时，三氧化硫会溶在水蒸气中，形成硫酸，在空气中凝结成水点。或者，在空中被雨水溶解，成为雨水中的硫酸根。氮氧化物（NOx）来源：氮氧化物（NOx）是高温燃烧下的产物，来源也跟二氧化硫相似，在燃烧燃料时被排出，另外，

交通工具如汽车的废气中也含有大量的氮氧化物。形成：

NO可与空气中之O2或O2及金属催化物发生化学反应，形成NO2、硝酸盐或过氧硝酸乙醯脂(PAN)等物质。

NO2可被微粒表面吸收，转变为硝酸盐或硝酸，硝酸再与氨(NH3)反应生成硝酸铵(NH4NO3);或经由水滴之直接吸收，将溶解之NO2转变为NO3-。汽车排放的有害气体氯化氢（HCl）源自盐酸工厂、焚化炉等的废气、汽油车的排气等。

氯化氢（HCl）BACK酸雨的防治措施在世界上酸雨最严重的欧洲和北美许多国家在遭受多年的酸雨危害之后，终于都认识到，大气无国界，防治酸雨是一个国际性的环境问题，不能依靠一个国家单独解决，必须共同采取对策，减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。经过多次协商，1979年11月在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了《控制长距离越境空气污染公约》，并于1983年生效。《公约》规定，到1993年底，缔约国必须把二氧化硫排放量削减为1980年排放量的70％。欧洲和北美(包括美国和加拿大)等32个国家都在公约上签了字。为了实现许诺，多数国家都已经采取了积极的对策，制订了减少致酸物排放量的法规。例如，美国的《酸雨法》规定，密西西比河以东地区，二氧化硫排放量要由1983年的2000万吨／年，经过10年减少到1000万吨／年；加拿大二氧化硫排放量由1983年的470万吨／年，到1994年减少到230万吨／年，等等。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：1、原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40％一60％的无机硫。2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85％一90％的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25％之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高.人工防治1完善环境法规、加强环保执法

针对酸雨恶化的趋势，早在1990年12月，国务院环委会第19次会议上通过了《关于控制酸雨发展》的意见的决议[3]。提出在酸雨监测、酸雨科研攻关、二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污费4个方面开展工作的建议。1992年经过国务院批准在部分省市进行征收工业燃放二氧化硫排污废试点工作。在我国的工业污染物排放标准中，也逐步制定了二氧化硫排放限值。对推动酸雨的污染治理起了积极的作用，为进一步遏制酸雨和SO2污染的发展，1995年8月全国人大常委会通过了新修订的《大气污染防治法》，专门在全国范围内制定酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（简称“两控区”）1996年全国人大批准《国民经济和社会发展九五计划和2010远景目标纲要》以及《国务院关于环境保护的若干问题的决定》都明确提出了“两控区”对酸雨和SO2污染重点治理。有关部门应制订出更详尽的酸雨气体排放标准，明确法律责任。只要各级环保部门加强环保执法，执好法、用好法，使法律发挥充分的作用，就可将环境保护的国策真正落到实处。2优化能源质量、调整能源结构

我国酸雨属于硫酸型酸雨，近期内应抑制大气二氧化硫污染，是防治酸雨的短期措施。我国二氧化硫排放量约90%来自煤炭消费，目前受到治理技术和经济能力的限制，我国还不能在全部燃煤设施上进行烟气脱硫。因此要限制高硫煤的生产和使用，要大力推行煤炭的洗选。远期措施—从根本上解决问题，国家应调整能源结构，发展清洁无污染天然再生循环能源（太阳能、风能、地热能）、燃气（天然煤气、沼气、乙醇）、水电（新型海浪发电技术）等清洁能源，来取代、淘汰造成酸雨主因煤的使用。3抓好工业二氧化硫的排放治理

酸雨控制区SO2排放负荷按行业统计主要集中在电力、冶金、化工建材等行业。在众多行业中,电力行业的SO2排放负荷最大。1995年底其SO2排放量占全国的总排放量的35%；2000年底其SO2排放量占全国总排放量50%左右，预计到2012年将占60%以上。因此尽快制订电力行业的SO2排放总量控制计划，在两控区与大中城市禁止新建火电厂。化工、冶金等行业应着眼生产的全过程控制，推行清洁生产，对工艺落后、排放SO2严重的“五小”企业坚决关、停、并、转,在防止死灰复燃的同时，国家扶持奖励上马清洁能源新技术。4加快开发二氧化硫治理技术和设备

为实现酸雨和二氧化硫污染控制目标，要加快国产脱硫技术的研究、开发、推广、应用，加快有关示范工程的建设，要加快对国外成熟的先进治理技术、设备的引进和消化吸收工作，尽快实现国产化。在项目和资金的安排上，重点向“两控区”倾斜。生物防治

1993年在印度召开的"无害环境生物技术应用国际合作会议"上，专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，增强自然资源的持续发展和应用，保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为：利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃烧时放出SO2等有害气体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要的是黄铁矿（FeS2）。生物学家利用微生物脱硫，将2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计，捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%，有机硫的23.4%，目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术，可除去70%的无机硫，还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单，设备价廉，特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合“源头治理”和“清洁生产”的原则，因而是一种极有发展前途的治理方法，越来越受到世界各国的重视。目前我国对酸雨采取的防治措施主要有：

1．制定严格的污染物排放标准和能源消耗等，限制二氧化硫、氮氧化物等的排放，从根本上控制酸雨。

2．煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。

3．区域集中供暖、供热。

4．提倡节约能源，降低能耗。

5．改良发动机和使用催化剂以减少氮氧化物的排放量。

6．转换能源结构，用清洁的水力、风力、太阳能等代替火力发电。

（1）我国酸雨污染严重，并且具有酸性降水频度高、酸度大、覆盖面积广的特点。从大量的实地调查结果显示，酸雨已经对生态系统、建构筑物、材料产生了严重影响，酸雨已经成为不容忽视的灾害之一，应给予足够的重视。（2）中国对酸雨虽然己经进行了近2O年的研究，但是研究的资金投入、研究规模和研究的深度都是远远不足的。国内对酸雨研究投入的资