1、环境化学论文 酸雨的形成机理及其防治措施班级：化学 11-1 班学号：11055112姓名：刘佰慧酸雨的形成机理及其防治措施摘要：随着工业的发展大量烧煤的烟囱排放出的 SO2酸性气体或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到天上形成了酸雨。酸雨对人类造成了很大危害。酸雨的防治措施主要是减少酸雨、要减少烧煤排放的二氧化硫和汽车排放的氮氧化物。关键词 酸雨 环境 危害 防治措施随着世界工业的发展，大气中又增添了一个新的家族，那就是酸雨。在 20 多年前，酸雨还是个别国家和地区的局部问题，所以造成的危害也仅局限在个别国家和地区。但随着工业发展和化石燃料的大量使用，排放入大气的污染物越来越多，于是酸雨的危害向
2、全世界蔓延。 酸雨给我们的日常生活中带来了众多不便。下面，就让我来介绍一下酸雨，酸雨对环境的危害及其防治措施。1、酸雨的概念酸雨这一概念是英国化学家 RA 史密斯于 1872 年最先提出的。顾名思义，酸雨就是显酸性的雨。目前，一般把 PH 小于 5.6 的雨水称为酸雨。它包括雨、雪、雹、雾等降水过程。从大气污染物沉降的角度又把“酸雨”称为“酸性降水” 。又称为“酸沉降” ，再考虑到对环境的影响，为了更完整地表达“酸沉降”这个环境问题的概念，有人称为“环境酸化” 。2、酸雨的形成现代文明给人类带来进步,人类成了自然的主人；但同时，人们必须遵循自然的客观规律，不能人为的改变和创造规律,人们一旦违背
3、了自然的客观规律，自然必然会反过来惩罚人类,使人类遇到许多前所未见的麻烦。而酸雨,人称“空中死神”，就是目前人类遇到的全球性区域灾难之一.3、大气是人类生存的重要环境，大气污染最直接地影响人们的生活和工作。进入大气的主要污染物有一氧化碳、烃类、氮氧化物、二氧化硫、悬浮颗粒等，其中二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要来源。比较纯净的雨水因溶有二氧化碳（CO2）而其 PH 值 约为 5.6。大多数酸雨中的酸性物质最主要的是硫酸（可占65%-70%），其次是硝酸（可占 25%-30%）。 人们曾经认为，空气中的 SO2 主要来自铜、铅、锌等有色金属冶炼厂和硫酸厂。事实上空气中二氧化硫（SO2）最主要的来源
4、是燃烧含硫的燃料。据估测，大气中的 SO2 有 70%来 源于工业燃煤，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。进入大气中的 SO2 气体在 氮氧化物或悬浮颗粒中的某些过渡金属元素的化合的催化下，部分地被空气中的氧气等氧化为三氧化硫（SO3），降水时形成硫酸（H2SO4）而降下酸雨。 燃料的高温燃烧是大气中氮氧化物的主要来源。主要来自汽车尾气和供热供电用燃料燃烧的产物。在 1200或更高温度（内燃机内部能达到的温度可超过2000），空气中的 N2（氮气）和 O2（氧气）可生成可检出量的 NO（一氧化氮），后者慢慢与氧气反应而生成 NO2（二氧化氮），降水时形成硝酸（HNO3）而进入水中形
5、成酸雨。自然界对酸性有一定抵御能力，如土壤中的碳酸钙，大气中的氧化钙、碳酸钙微粒（风沙天气时更多），大气中天然和人为来源的氨等，碱性物质可与酸雨起中和作用，但超过其抵御能力，就会出现种种灾害。酸雨酸化水体可导致水生生物减少甚至绝迹，另一方面，底泥中沉积的某些重金属元素化合物会溶出，进入鱼、贝体中的有毒重金属元素通过食物链而危害人体健康；酸化土壤则使其中钙、镁等元素溶出流失，使土壤的肥力下降，酸雨对某些建筑材料的腐蚀性比海水还强，大理石、砂岩、板岩都能被腐蚀，因此而损失一些建筑物和文物，酸雨还加速金属材料的腐蚀，对暴露的油漆、涂料及橡胶等产生破坏作用，导致使用寿命缩短。 3.1、 酸雨的化学组成
6、 为了弄清酸雨的形成和来源，进而提出防治措施，必须了解其化学组成。酸雨中的强酸有硫酸、硝酸、盐酸，由于它们在水溶液中完全电离，故对降水的 PH 值贡献最大，在多数地区，硫酸是主要的，硝酸次之，盐酸的贡献很小。3.2、形成过程来自火力发电厂、工业过程、交通运输、民用污染（主要来自燃烧矿物燃料）等排出的硫氧化物与氮氧化物是大气中酸性物质的主要来源。污染物进入雨水的过程大致可分两种：一种是将污染物吸收到云内的过程，称作冲洗，污染物经长距离输送后即可被大量冲洗。另一种是降雨初期，云下的大气污染物被雨除去的过程，称为洗净。两者对污染物的作用机制各不相同，目前这两种作用对各地雨水酸化的影响尚不清楚。雨水吸
7、收气态物质的数量决定于它们在雨滴中的溶解度，并容易受温度、PH 值及其共存离子的影响。3.3、气态酸污染指数和总酸污染指数气态酸污染指数（GAPI）反映空气中除 CO2外的气态污染物的总酸度。它是以 SO2气体产生的酸度来计量的，GAPI 以 SO2浓度（微克当量/m 3）表示。所以当空气中含除 SO2外的酸性气体（如 NOX、HCl）时，测定值比实际空气中 SO2浓度值高，反之若空气中含 NH3一类碱性气体时，测定值将低于实际 SO2浓度值。总酸污染指数 TAPI 包含了空气中气态和颗粒态污染物的总酸度。在我国北方一些城市（如北京）测量 TAPI，结果皆为负值，这说明其空气污染物是碱性的，也
8、就是说颗粒物除中和气态酸性物质外尚具有较强的碱性。上述结论也说明了大气颗粒污染物对酸雨的形成具有缓冲能力。4、中国的酸雨分布状况大量检测数据表明，PH5.6 的降水主要分布在南方。在四川、贵州和广西的一些地方，降水年平均 PH 低于 5.0，成为目前中国酸雨污染最严重的地区。分析南北降水的组成，北方降水中含大量碱性离子，这说明，形成酸雨除一定量的酸性物质外，还需具备碱性物质相对较少这一条件。还发现，对于中国的酸雨来说，NO 3-不是一个重要因素。我国酸雨呈以城市为核心的多中心分布。城区降水酸度强，郊区弱，远离城市的广大农村则接近正常。在季节分布上，冬季降水酸度强而夏季较弱。与欧洲、北美早期酸雨
9、的状况比较相象。在远离城市的山区和自然保护区，降水多数仍较清洁，亦未酸化。5、酸雨对环境的危害：酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。国家环保总局表明，中国目前每年因酸雨和二氧化硫污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在 1100 亿左右，今后这种污染损失还将持续不断地增加。5.1、 对人体健康的直接危害，硫酸和硫酸盐雾的毒性比 SO2 大得多，可以侵入肺的深部组织，引起肺水肿等疾病而使人致死。5.2、酸雨可以使河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。在美国和加拿大已有几千条河流和湖泊“死亡”（即水生动植物绝迹）。湖泊与河流是酸性降水的首先受害者，降落酸雨后的变化也最
10、明显，敏感水体酸化后会带来各种不良生物后果。水体中某些有机物的分解速度会降低，水体中的第一生产者的组成将发生变化。浮游生物的种类将会减少，但浮游生物的生物量与生产率不会因水体酸化而减少；草食类与肉食类微生物的生物量会减少。在湖泊酸化的初期，鱼体内富集的痕量金属会升高。最大的影响是渔民经济效益减少，富裕程度降低和特定年龄的渔民恢复健康减慢。酸性降水对饮用水质有影响，水体酸化后可能从土壤和水的分配网中溶解某些有毒物和有害金属，如铅、汞、镉、铝与铜等，饮水中含有这些金属会使人体引起一系列疾病。5.3、酸雨破坏土壤、植被、森林。在酸雨的作用下，土壤中的钙、镁、钾等养分大量流失，导致土壤日趋酸化，贫瘠化
11、，影响植物生长。酸雨还会影响固氮菌的活动，造成土壤徽生物群体发生生态系统的混乱，抵御氮的固定，严重影响植物生长。据西方通讯社报道，由于酸雨的危害，欧洲许多国家的森林正以惊人的速度死亡，尤其是德国西部的森林受害最为严重，全国约有 50%的森林受到酸雨的破坏。我国南方土壤本来多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；我国北方土壤呈碱性，对酸雨有较强缓冲能力，一时半时酸化不了。土壤中含有大量铝的氢氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝，会中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤矿物质营养元素的流失改变土壤结构，导致土壤贫瘠
12、化，影响植物正常发育酸雨还能诱发植物病虫害，使作物减产。5.4、酸雨腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品和含碳酸钙的建筑材料。例如，完好地保存了几百年的文物古迹，艺术珍品，自从 50 年以来，几十年间有的已被腐蚀得面目全非。在地中海沿岸的历史名城雅典，保存着许多古希腊时代遗留下来的金属像和石雕像，近十多年来多被慢慢腐蚀。著名的杭州灵隐寺的“摩崖石刻”近年经酸雨侵蚀，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剥蚀严重，面目皆非，修补后，古迹不“古”。碑林、石刻大都由石灰岩雕成，遇到酸雨立即起化学反应，酸碱中和，即被腐蚀。南方某地属于酸雨区，有一块五百年历史的大理石碑，50 年前字迹尚清晰，现在已一片模糊，这说明此事与近 4
13、0 至 50 年间的酸雨现象有关。酸雨尚可使油漆泛白、褪色。给古建筑和仿古建筑带来许多麻烦，缩短粉刷装修的时间周期。6、酸雨的防治措施欧洲与北美国家在受到多年的酸雨危害后，认识到酸雨是一个国际环境问题，不能靠一个国家来单独解决，必须与有关国家共同采取对策，减少 NOX与SO2排放量，才能缓和这些地区的酸雨污染。为此，各国经过多次协商后，于1979 年 11 月在日内瓦举行了会议，通过了控制长距离越境空气污染公约。公约规定到 1993 年底，各国需将 SO2排放量比 1980 年减少 30%，欧洲各有关国家与美国、加拿大等 32 个国家都在公约上签了字。为了遵守各自的许诺，多数国家都正在积极行动
14、，采取的主要对策有：健全环境法规，控制酸性降水的技术措施等。目前世界上受酸雨危害最严重的地区，应属美国东北和西北部、加会大东部、北欧和亚洲某些地区。台湾地区内，宜兰太平山的翠峰湖已是酸化湖沼，而阳明山公园的梦幻湖及垦丁国家公园的南仁湖，均已达酸化边缘。7、政府为减轻酸雨对环境的危害，遂加强取缔大量排放废气的工厂和汽车，要求加装防制污染的设备（如汽车加装触媒转化器，使用无铅汽油），也希望民众配合，养成节约能源环保的习惯，因能源系由燃烧石油或煤转换而来，多搭乘大众运输工具及节约用电，便可减少空气污染而起到环保的作用，更可减少酸雨的产生。采取的措施有以下几个方面：（1）工厂应采取的措施：1）进一步加
15、大工作力度，推动火电厂脱硫工程建设。2) 积极提高煤碳燃烧的利用率，节约资源，保护环境。3）在火电、钢铁、电解铝、水泥等大气污染重点行业实施排污许可证制度，明确各重点企业主要污染物允许排污问题和削减量，强制安装在线监测装置，严格监督管理。4）开展以控制燃煤污染为主大气污染综合防治政府工程，划定高污染燃料禁燃区，禁止使用高污染燃料燃烧设备，大力推广清洁能源利用燃煤；大幅度提高城市气化率，减少城市燃煤量；限制高硫煤使用，加速城区空气质量的改善。5）配合有关部门研究制定并尽早组织实施控制和减排二氧化硫的经济政策，重点是将现有火电机组脱硫成本纳入上网电价、保证脱硫机组上网电量、制订发电环保折价标准、提
16、高二氧化硫排污收费标准，鼓励多渠道加在脱硫资金投入、落实国债资金和排污费对重点脱硫工程项目的补助等政策。6）严格执行新修订的火电厂污染物排放标准，对超标电厂坚决限产甚至停产。7）按照排污费征收使用管理条例的要求，有效实施排污总是收费和新的收费标准，以后要继续提高二氧化硫排放收费标准，使之逐步达到或超过污染物治理成本，促使企业治理污染（2）社会和公民应采取的措施：1) 用煤气或天然气代替烧煤； 2) 处处节约用电 (因为大部分的电厂是燃煤发的电)；3) 支持公共交通（减少车辆就可以减少汽车尾气排放）; 4） 购买包装简单的商品（因为生产豪华包装要消耗不少电能，而对消费者来说包装并没有任何实用价值
17、）； 5） 支持废物回收再生（废物再生可以大量节省电能和少烧煤炭）。8、结论：总而言之，酸雨是由于大气污染造成的，大气污染是全球的共同灾害，各国应该通力合作，应引起世人的高度警惕。防止酸雨的最根本措施是改进能源的利用技术，发展洁净新能源，以减少硫氧化物、氮氧化物的等酸性气体的排放，大力进行对煤炭的洗选加工，综合开发煤、硫资源，对于高硫煤和低硫煤实行分产分行，合理使用，在燃烧煤炭过程中，采取排烟脱硫技术，回收二氧化硫，生产硫酸，发展脱硫煤、成型煤供民使用，有计划地进行城市煤气化。大力发展洁净煤技术和清洁燃料煤的技术，有效减少大气的污染，从而卓有成效地控制酸雨的形成，确保我们有一个健康、和谐的生态
18、系统，相对稳定的生态平衡，可持续发展的生存空间，使我们人类朝着一个灿烂而又光辉的明天大踏步前进，进一步推动人类社会的文明和进步。与此同时，这种损害环境的行为又同人类对环境缺乏正确的认识联系在一起的。因此，加强环保教育，提高人的环保意识， 正确认识环境和环境问题，使人类的行为与环境和谐发展，是保护人类赖以生存的摇篮地球的根本途径。让我们人人都树立强烈的环保意识，从自己身边的每一件事做起，携起手来，共同保护我们的环境地球，把我们生存的环境建设得更加美好！我相信，通过各国及社会成员的共同努力，我们一定可以实现环境保护与资源利用的双赢。参考文献： 【1】青岛外国教材研究所主编，社会中的科学和技术M青岛出版社，1999 年 1 月第 2 版【2】杨德壬主编，十万个为什么环境科学分册M， 少年儿童出版社，1996【3】钱易主编，爱护我们的“地球村”环境保护技术M， 上海科技教育出版社，1996【4】中国环境科学学会编， 酸雨文集C中国环境科学出版社1989【5】陈志远等编，中国酸雨发展趋势及控制对策M，中国科学技术出版社，1992【6】中华人民共和国大气污染防治法
