酸雨的形成、危害及其防治措施
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关于我国酸雨的形成、危害及防治对策报告摘要随着社会的进步,人类对工业产品的大量需求,从而带动了工业的发展,然而,工业的大量发展,伴随着的是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。
关健词:酸雨危害防治措施一、酸雨的定义:1、酸雨的定义酸雨正式的名称是为酸性沉降,它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类,前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者,后者则是指在不下雨的日子,从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。
2、评判酸雨的标准酸雨是含有相对较高酸性的降水。
一般的降水,在一个标准大气压、25℃时,它的酸碱度PH值大约为5.65,为弱酸性。
而酸雨是指PH小于5.6的降水。
因大气中含有天然和人为的污染物,降水过程中把二氧化硫、氮氧化物和其它杂质通过化学反应生成各种酸类,使雨水酸化,降落到地面。
3、我国酸雨形势我国酸雨正呈蔓延之势,是继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。
80 年代,我国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的川贵两广地区,酸雨区面积为 170 万平方公里。
到 90 年代中期,酸雨已发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区,酸雨面积扩大了 100 多万平方公里。
以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区现已成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区年降酸雨频率高于 90%,几乎到了逢雨必酸的程度。
以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。
华北、东北的局部地区也出现酸性降水。
1998 年,全国一半以上的城市,其中 70% 以上的南方城市及北方城市中的西安、铜川,图们和青岛都下了酸雨。
酸雨在我国已呈燎原之势,覆盖面积已占国土面积的 30% 以上。
二、酸雨的形成1、酸雨的形成原因酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。
酸雨的形成原因及对生态环境的影响引言:酸雨是一种大气污染问题,对生态环境造成严重影响。
本文将详细阐述酸雨的形成原因及对生态环境的影响。
一、酸雨的形成原因1.1. 化学原因a. 燃烧化石燃料:烟尘中的硫、氮元素与大气中的氧、水蒸气等反应形成硫酸和硝酸。
b. 工业废气排放:工厂排放废气中的硫氧化物和氮氧化物与空气中的水蒸气反应生成酸性物质。
1.2. 生物原因森林腐殖质、农作物残渣等有机物质分解释放出的氨气在大气中与酸性物质反应。
二、酸雨对生态环境的影响2.1. 水环境a. 水体酸化:酸雨经过降水后,流入河流湖泊,使水体酸化,影响水中生物的生长和繁殖。
b. 水中溶解氧减少:酸性强的雨水使水中溶解氧减少,影响水生生物的呼吸。
c. 污染水源:酸雨中的含有毒物质被水体吸收,污染水源,危害人类健康。
2.2. 土壤环境a. 土壤酸化:酸雨中的酸性物质使土壤酸化,破坏土壤结构,影响农作物的生长和发育。
b. 营养流失:酸性物质与土壤中的钙、镁等元素结合,导致这些元素流失,影响植物的养分吸收。
2.3. 植被环境a. 叶片损伤:酸雨中的酸性物质对植物叶面造成伤害,影响光合作用,导致植物生长不良。
b. 植物毒害:酸性物质被吸收进入植物体内,引起植物毒害,甚至死亡。
2.4. 生物多样性酸雨影响了生态系统的平衡,破坏了生物多样性,导致许多物种数量减少甚至灭绝。
三、防治酸雨的措施3.1. 控制大气污染物排放a. 加强工业废气处理:提高工业生产设备的环保标准,采用先进的废气处理技术,减少排放的污染物。
b. 优化能源结构:促进清洁能源的发展和利用,减少煤炭和石油等化石燃料的使用。
3.2. 加强环境监测和警报建立全面的环境监测体系,及时监测酸雨的情况,发出预警,采取相应措施减少其对生态环境的影响。
3.3. 推广环保科普宣教加强对公众的环境保护意识教育,提高社会对酸雨问题的关注,并积极参与环境保护行动。
结论:酸雨的形成主要是由于化学和生物原因,对生态环境造成的影响包括水环境、土壤环境、植被环境和生物多样性的破坏。
初中化学:酸雨的产生、危害及防治酸雨的产生是这样的:在正常情况下,由于大气中含有一定量的二氧化碳,降雨时二氧化碳会溶解在水中,形成酸性很弱的碳酸,因此正常的雨水呈微酸性,pH值约为5.6~5.7.在1982年6月的国际环境会议上,国际上第一次统一将pH值小于5.6的降水(包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等)正式定为酸雨.酸雨中的酸绝大部分是硫酸和硝酸,主要来源于工业生产和民用生活中燃烧煤炭或石油等排放的,以及汽车尾气释放的硫氧化物(主要是二氧化硫)、氮氧化物(主要是二氧化氮)等酸性物质.酸雨的危害:酸雨对河湖、植物、土壤等均有影响,破坏了自然生态,势必危及野生动物的生存,乃至整个生态系统的平衡.如图所示:综合起来说,酸雨的危害主要表示在以下几个方面:1.酸雨直接危害的首先是植物.植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片,叶片受损后光合作用降低,抗病虫害能力减弱,林木生长缓慢或死亡,农作物减产.2.酸雨可破坏水体环境,引起经济损失,危及生态平衡.当pH值降至5.0以下,鱼卵多不能正常孵化,即使孵化,骨骼也常是畸形的;加之河底淤泥中的有毒金属遇酸溶解,更加速了水生生物的死亡.3.酸雨也可使土壤酸化,影响和破坏土壤微生物的数量和群落结构,抑制了土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、锌等营养元素,使土壤贫瘠化,导致生长在这里的植物逐步退化.正因为这些,酸雨被冠以“空中死神”、“空中恶魔”、“空中杀手”等令人诅咒的名字.4.酸雨还可对文物古迹、建筑物、工业设备、通讯电缆、铁路桥梁等造成了不同程度的腐蚀,令人十分心痛.许多刚落成或装饰一新的建筑在几场酸雨之后变得暗淡无光,例如,具有2000多年历史的雅典古城的大理石建筑和雕塑已千疮百孔,层层剥落.重庆嘉陵江大桥,其腐蚀速度为每年0.16毫米,用于钢结构的维护费每年达20万元以上.也有人就北京的汉白玉石雕做过研究,认为近30年来其受侵蚀的厚度已超过1厘米,比在自然状态下快几十倍.5.酸雨还可能危及人体健康.含酸性物质的空气能使人的呼吸道疾病加重.酸雨中含有的甲醛、丙烯酸等对人的眼睛有强烈的刺激作用.硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比SO2要高10倍,其微粒可侵入人体的深部组织,引起肺水肿和肺硬化等疾病而导致死亡.当空气中含0.8mg/L 硫酸雾时,就会使人难受而致病.或者是人们饮用酸化的地面水和由土壤渗入金属含量较高的地下水,食用酸化湖泊和河流的鱼类等,一些重金属元素通过食物链逐渐积累进入人体,最终对人体造成危害.酸雨的防治:防治酸雨最根本的措施就是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放.要想实现这个目标,主要有以下两个途径:1.调整以煤、石油等矿物燃料为主的能源结构,增加无污染或少污染的能源比例,比如发展太阳能、核能、水能、风能、地热能等不产生酸雨污染的能源.2.加强技术研究,减少不达标的废气排放,积极开发利用煤炭的新技术,推广煤炭的净化技术、转化技术,改进燃煤技术,改进污染物控制技术,采取烟气脱硫、脱氮技术等重大措施.由于二氧化硫是我国酸雨的主要祸根,国家环保总局已在全国范围对二氧化硫超标区和酸雨污染区进行了严格控制(即“两控区”).控制高硫煤的开采、运输、销售和使用,同时采取有效措施发展脱硫技术,推广清洁能源技术.另外,作为政府职能部门还应制定严格的大气环境质量标准,调整工业布局,改造污染严重的企业,加强大气污染的监测和科学研究,及时掌握大气中的硫氧化物和氮氧化物的排放和迁移状况,了解酸雨的时空变化和发展趋势,以便及时采取对策.还有,在酸雨的防治过程中,生物防治可作为一种辅助手段.在污染重的地区可栽种一些对二氧化硫有吸收能力的植物,如垂山楂、洋槐、云杉、桃树、侧柏等.【命题方向】该考点的命题方向主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等,来考查学生对酸雨的产生、危害及防治措施的理解和掌握情况;以及阅读、分析、推断能力和对知识的迁移能力.并且,经常将其与常用燃料的使用及其对环境的影响、空气的污染、资源的综合利用和新能源开发、溶液的酸碱性与pH值的关系、酸的化学性质、碱的化学性质及其用途、中和反应及其应用、酸碱性对生命活动和农作物生长的影响、溶液pH的测定、有关实验操作(或现象、结论)等相关知识联系起来,进行综合考查.当然,有时也单独考查之.题型有选择题、填空题、实验探究题.中考的重点是考查学生阅读、分析实验、问题情景或图表信息的能力,对酸雨的产生、危害及防治措施等相关知识的理解和掌握情况,以及运用它们来分析、解答相关的实际问题的能力等.当然,有时还会根据所给的有关的表达,或评价表达的正误,或实验注意事项等.特别是,对造成酸雨的主要物质(即二氧化硫和二氧化氮)及其来源、酸雨对雕像(或建筑物、铁路桥梁等)腐蚀及其反应化学方程式的书写、防治酸雨最根本的措施及其实现途径和用熟石灰改良酸性土壤的考查,以及对知识的迁移能力的考查,是近几年中考命题的热点,并且还是中考考查这块知识的重中之重.【解题方法点拨】要想解答好这类题目,首先,要理解和熟记酸雨的产生、危害及防治措施等相关知识.然后,根据所给的实验、问题情景或图表信息等,结合所学的相关知识和技能,以及自己的生活经验所得,细致地分析题意(或实验、图表信息)等,联系起来综合分析,并细心地探究、推理后,按照题目要求进行认真地选择或解答即可.同时,还需要注意以下三点:1.识记造成酸雨的主要物质(即二氧化硫和二氧化氮)时,可以联系着空气的污染或目前计入空气污染指数的项目(即二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等)来理解和识记,效果会更好些.2.对于造成酸雨的主要物质(即二氧化硫和二氧化氮)的来源,不仅仅是煤炭或石油等矿物燃料的燃烧和汽车等尾气的排放;主要是使用含有硫元素或氮元素的物质,都会有可能生成二氧化硫或二氧化氮等硫的氧化物或氮的氧化物,导致或加重酸雨的形成.例如,如果使用黄铁矿(主要成分是FeS2)来冶炼生铁时,就会使废气中含有二氧化硫等,排放到空气中造成空气的污染或酸雨的产生.3.酸雨对雕像(或建筑物、铁路桥梁等)腐蚀过程中的化学反应,主要是碳酸钙(或金属铁)与相应的酸发生的化学反应;还有,使用熟石灰(或生石灰)来改良酸雨造成的酸性土壤时,涉及到的化学反应是氢氧化钙与相应的酸发生的中和反应(若用的是氧化钙,则还有氧化钙与水发生化合反应生成氢氧化钙)等.。
酸雨的危害及防治措施一、酸雨对建筑的危害1、酸雨对非金属建筑材料的危害酸雨使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和砂砖)表面硬化溶解水泥,出现空洞和裂缝,强度下降,建筑物损坏。
建筑材料变脏、变黑影响城市容量和城市景观,被称为“黑壳”效果。
我国雾都重庆“黑壳”效果相当明显。
天然大理石通称汉白玉,3年后用酸雨洗净,完全变色失去光泽的时间为3-8年。
大理石含钙量特别多,最怕酸雨侵蚀。
砂浆混凝土墙面被酸雨侵蚀后,出现“白霜”,分析这种白霜是石膏(硫酸钙)。
例如,有两座高157米尖塔的着名德国科隆大教堂,石壁表面已经腐蚀凹凸不平的“酸筋”。
进入世界遗产名单的着名印度泰姬陵,由于大气污染和酸雨的腐蚀,大理石逐渐失去了光泽,乳白色慢慢变成了黄色。
2、酸雨对金属文物的危害酸雨也腐蚀了金属文物的古迹。
例如,着名的美国纽约港自由女神像,钢筋混凝土外包的薄铜片因酸雨疏松,一触即发(1932年检查完毕),必须进行大修(1986年女神像成立100周年时修复)。
世界上有很多类似的情况。
荷兰中部尤特莱希特大寺院有一套音韵钟,是17世纪铸造的名钟。
三百年来,人们一直喜欢听那个声音。
但是,在过去的30年里,钟的音程出现了问题,音色逐渐变得不明亮。
钟是80%的铜制的,敲钟时反复振动铜锈逐渐剥落,酸雨腐蚀进入钟内。
在欧洲,镶有中世纪古老彩色玻璃的教堂等建筑超过10万栋。
这些彩色玻璃教堂和其他古老的建筑一样,不能逃避酸雨的袭击。
3、酸雨对保护涂层的破坏各种交通工具和许多仪器设备、电力和通信设备、基础设施建设等都涂金属、非金属和有机涂层保护。
但而,酸雨对这些保护层,尤其是金属保护层的腐蚀非常快。
关于油漆类防腐涂层,酸雨对油漆膜的光泽、颜色、粉化破坏也很快,对于普通油漆,使用1-2年,出现明显的失光和变色,3年后出现明显的粉化缺陷。
二、酸雨防治燃料燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因,因此减少二氧化硫和氮氧化物的排放量是防止酸雨的主要途径。
酸雨的形成机制与防治措施酸雨是指大气中雨水和降水中的酸性物质含量超过自然界正常水平的一种降水现象。
酸雨对环境和人类健康带来了严重的影响。
本文将探讨酸雨的形成机制以及一些防治措施。
酸雨的形成机制酸雨主要是由于大气中的氮氧化物和硫氧化物与水蒸气反应形成的。
这些氮氧化物和硫氧化物是由于人类活动和自然过程而释放到大气中的。
例如,化石燃料的燃烧、工业排放、交通运输以及农业活动等都会产生大量的氮氧化物和硫氧化物。
当这些氮氧化物和硫氧化物进入大气中后,它们与水蒸气、氧气和其他大气成分发生化学反应。
其中,氮氧化物会与大气中的氧气反应生成二氧化氮,进一步与水蒸气反应形成硝酸和硝酸盐,最终降落到地面。
而硫氧化物则与水蒸气反应形成二氧化硫,之后与氧气反应生成三氧化硫,再进一步与水蒸气反应形成硫酸和硫酸盐。
这些酸性物质随着降水沉降到地面,导致土壤和水体的酸化。
酸雨不仅对土壤和水体的生态系统造成损害,还对建筑物、文化遗产等造成腐蚀。
酸雨的防治措施为了减少和防治酸雨带来的影响,人类需要采取一系列的措施。
以下是一些有效的防治措施:1.治理大气污染源治理大气污染源是减少酸雨的关键。
政府应该加强对工业、交通和农业等领域的污染物排放的监管和控制。
推广清洁能源,提高工业和交通运输的能源利用效率,减少污染排放。
2.提倡节能减排减少能源消耗和排放是酸雨防治的重要方法之一。
人们应该意识到节能减排的重要性,采取措施减少家庭和企业的能源消耗。
例如,使用高效节能的设备和灯具,选择公共交通工具而非私人汽车等。
3.加强环境教育提高公众的环境意识和环境保护意识是酸雨防治的长期有效手段。
政府、学校、媒体等应该加强环境教育,宣传酸雨的危害和防治措施,激发公众的保护环境的热情。
4.推动国际合作酸雨是一个全球性的环境问题,需要通过国际合作来解决。
各国应加强合作,分享经验和技术,制定共同的减排目标,共同应对酸雨的挑战。
酸雨是由氮氧化物和硫氧化物在大气中的化学反应形成的。
论文。
酸雨的形成、危害及其防治措施随着工业的发展,燃煤和汽车排放的废气中的二氧化硫和氮氧化物排放到空气中,形成酸性气体。
这些气体在高空中与水蒸气和氧气反应,形成了硫酸和硝酸,从而形成酸雨。
这些酸性气体也会与氨气和其他化合物反应,形成硫酸盐和硝酸盐,进一步加剧酸雨的程度。
二)酸雨的危害酸雨对生态环境和人类社会经济都带来了严重的影响和破坏。
它会导致土壤酸化,破坏植物和动物的生存环境,影响农作物和林木的生长,导致渔业资源减少等。
同时,酸雨还会损害建筑物和文物,加速金属的腐蚀和石材的风化,造成巨大的经济损失。
三)酸雨的防治措施为了控制酸雨的污染,各国采取了一系列的防治措施。
其中包括减少燃煤和汽车排放的废气,采用清洁能源,如风能和太阳能等,加强环境监测和管理,实施土壤修复和植树造林等。
此外,全球各国还加强了国际合作,共同应对酸雨的挑战。
4HNO3等酸性物质,导致降水酸化。
此外,含磷、硫、氮的有机污染物、氟化物、溴化物、氯化物等也会对酸雨的形成产生影响。
甚至CO2在特殊情况下也可以生成酸雨。
酸雾和酸雨的形成还与臭氧等氧化性物质有关,它们会与还原性物质发生反应,生成氧化物,氧化物与水结合后形成酸性物质。
这些酸性物质会导致环境酸化,对生态系统和人类健康造成危害。
酸雨主要由NOxSO2等大气污染物与水分反应形成。
除此之外,还有含磷、硫、氮的有机污染物、氟化物、溴化物、氯化物等。
酸雾和酸雨的形成还与臭氧等氧化性物质有关。
这些酸性物质会导致环境酸化,对生态系统和人类健康造成危害。
酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中硫酸约占60%~65%,硝酸约30%,盐酸约5%,有机酸约2%左右。
二氧化硫是硫酸的主要排放源,主要来自发电厂、钢铁厂、冶炼厂等。
全球每年人为释放的二氧化硫约1.6亿吨。
氮氧化物则主要来自高温燃烧,如汽车发动机和矿物燃料燃烧。
人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当,但因自然界自我清洁能力有限,人为造成的二氧化硫量居多。
摘要随着工业的不断发展,大量烧煤的烟囱排放出的二氧化硫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。
酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏,如何控制酸雨和二氧化硫的污染,已成为我国环境污染防治工作的一项重要内容。
本文介绍了酸雨的形成、分布、危害及酸雨的防治措施。
关键词:酸雨的形成,危害,环境污染,防治措施近代工业革命,从蒸汽机开始,锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器;而后火力电厂星罗棋布,燃煤数量日益猛增。
遗憾的是煤含杂质硫,约百分之一,在燃烧中将;燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气排放酸性气体SO2。
它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨;与氮气化合,也排放酸性气体NOx这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。
1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。
于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
一、酸雨的形成大气污染发展到酸雨,是18世纪以英国为中心的烧碱工业蓬勃兴起以后的事情。
特别是18世纪末烧碱作为玻璃和肥皂原料,产量爆炸性地扩大以后。
生产过程中排放的氯化氢气体在工厂附近造成了酸雨(氯化氢溶液就是盐酸),田地中的农作物和附近的森林全部枯死。
1862年5月12日伦敦《时报》曾报道了这一情况。
后来,由于燃煤的工厂不断增加,雨水中的硫酸成分也逐渐多了起来。
酸雨危害的严重,使英国在各地建立起了世界上第一个大气污染公害监测网。
史密斯在1872年发表的《空气和降雨:化学气象学的开端》一书中,首先使用了“酸雨”这个名称。
书中记载到“严重时1加伦(约4.5升)雨水中含有2-3格令(1格令等于0.065克的酸)。
因此植物和白铁皮全都很快地烂掉了,连石头和砖瓦也变得疏松起来”。
现在回过头来说英国制造的二氧化硫气体。
酸雨的形成,灾害及防治摘要:从酸雨的研究历史出发,阐述了酸雨的形成和分布,指出酸雨是一种全球性的环境问题;酸雨对生态系统、人类健康、材料等都具有很大危害。
通过对近几年我国酸雨状况调查,分析发现我国酸雨面积和程度呈现继续扩大的趋势。
最后,结合我国典型的硫酸型酸雨特征,提出了可行的防治酸雨的具体对策。
关键词:酸雨;形成;危害;防治对策1. 引言化学工业的发展确实给人类带来了进步,带来了福祉,然而,它却也伤害了大自然,自然反过来又惩罚于人类。
因此,人类遇到了许多前所未有的麻烦,像酸雨、温室效应、臭氧层的破坏等等,这些并称为国际社会最为关注的全球性大气环境问题,也称为“空中死神”。
酸雨是化工发展中的产物,有其形成的历史必然性。
但是,随着科学技术的发展,和对其形成和发展规律进行研究,并采取一定的防治措施,必然会使其得到有效的控制。
2. 酸雨的成因酸雨对陆地生态系统和材料的危害及影响己成为举世瞩目的重大环境问题。
在没有大气污染物存在的情况下,降水酸度主要由大气中的二氧化碳所形成的碳酸组成,其pH值在5.6~6.0之间。
因此,一般地将pH值<5.6的降水称为酸雨[1]。
其成因是一种复杂的大气化学和大气物理现象。
酸雨中含有多种有机酸和无机酸。
绝大部分是硫酸和硝酸,工业生产、民用生活燃烧煤发排放出来的二氧化硫,燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”。
发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;含酸雨滴在下降过程不断合并吸附,冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。
大量的环境监测资料表明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的云水正在变酸,如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,给人类带来的危害也将越来越大。
到底酸雨有那些危害呢?3. 酸雨的危害3.1 对水生生态系统的影响酸雨可造成江、河、湖、泊等水体的酸化,致使生态系统的结构与功能系统发生紊乱。
当水体的pH值降到5.0以下时,鱼的繁殖和发育就会受到严重影响[2]。
酸雨的危害与预防摘要:随着我国及世界工业的不断发展,大量烧煤的烟囱排放出的二氧化硫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。
酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏,如何控制酸雨和二氧化硫的污染,如何减少与预防硫的排放已成为世界环保的主题。
本文介绍了酸雨的形成、分布、危害及酸雨的防治措施。
关键词:酸雨的形成,危害,环境污染,防治措施酸雨是含有相对较高酸性的降水。
一般的降水,在一个标准大气压、25℃时,它的酸碱度PH值大约为5.65,为弱酸性。
而酸雨是指PH 小于5.6的降水。
因大气中含有天然和人为的污染物,降水过程中把二氧化硫、氮氧化物和其它杂质通过化学反应生成各种酸类,使雨水酸化,降落到地面。
1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。
于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
一、酸雨的形成大气污染发展到酸雨,是18世纪以英国为中心的烧碱工业蓬勃兴起以后的事情。
特别是18世纪末烧碱作为玻璃和肥皂原料,产量爆炸性地扩大以后。
生产过程中排放的氯化氢气体在工厂附近造成了酸雨(氯化氢溶液就是盐酸),田地中的农作物和附近的森林全部枯死。
1862年5月12日伦敦《时报》曾报道了这一情况。
后来,由于燃煤的工厂不断增加,雨水中的硫酸成分也逐渐多了起来。
酸雨危害的严重,使英国在各地建立起了世界上第一个大气污染公害监测网。
史密斯在1872年发表的《空气和降雨:化学气象学的开端》一书中,首先使用了“酸雨”这个名称。
(一)酸雨的形成过程目前,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“酸性降雨”又称“酸沉降”,再考虑到环境的影响,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”。
酸沉降的科学概念还包括干沉降,是指大气中所有酸性物质转移到大地的过程。
目前人们已把酸雨和酸沉降的概念等同。
近年来,也通称以上过程为酸性降水。
酸雨主要是由上升的大气污染物质NO、SO2等与大气中的水分在光照或其它条件下反应形成的。
还有很多其它含磷、硫、氮的有机污染物,氟化物,溴化物,氯化物等。
甚至于CO2 也会在特殊情况下生成酸雨。
还原性物质会被臭氧等氧化,进而与水结合形成酸雾或酸雨,同时消耗臭氧导致臭氧空洞,紫外线会乘虚而入,直接杀伤地球上的所有生命。
氧化性物质会与还原性物质发生大气反应,生成氧化物,氧化物等则会直接与水结合生成酸雨。
(二)酸雨形成的主要物质酸雨的形成是一种十分复杂的大气化学和大气物理过程。
酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中又以硫酸为主,一般约占60%~65%。
硝酸次之,约30%,盐酸约5%,此外还有有机酸约2%左右。
硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫,其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等,还有家家户户的小煤炉。
目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1.6亿吨。
硝酸是由氮氧化物形成的。
氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。
例如,汽车发动机燃烧室中,以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。
氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外,焚烧垃圾(塑料制品中有大量的氯)和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。
人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当(即各占约50%左右),但是因为自然界自我清洁能力有限,所以人为造成的二氧化硫量居多。
这好比一个人吃饭,肚量再大,让他多吃一倍的饭,也是会把肚子撑坏的。
从污染源排放出来的SO2、NOx是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO2、NOx经氧化后溶于水形成H2SO4、HNO3 和HNO2,造成了雨水pH值降低,当pH值低于5.60时,便形成了酸雨。
SO2主要是燃煤产生,NOx主要是机动车尾气排放,当然,自然因素如火山爆发、森林火灾以及微生物分解有机物的过程中产生的硫化物和氮氧化物也不容忽视。
因此,酸雨的形成是人为和自然因素综合作用的结果。
二、酸雨的危害(一)酸雨的危害酸雨的危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。
酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎和发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
酸雨还可使农作物大幅度减产,特别是小麦在酸雨影响下,可减产13% 至34%。
大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。
酸雨对森林和其他植物危害也较大,常使森林和其他植物叶子枯黄、病虫害加重,最终造成大面积死亡。
(二)酸雨对人体的危害酸雨对人体健康的危害主要有两方面,一是直接危害,二是间接危害。
酸雨通过它的形成物质二氧化硫和二氧化氮直接刺激皮肤,眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感,酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用,会引起呼吸方面的疾病,导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,尚可诱发肺病,它的微粒还可以侵入肺的深层组织,引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。
酸雨可使儿童免疫力下降,易感染慢性咽炎和支气管哮喘,致使老人眼睛、呼吸道患病率增加。
美国因酸雨而致病人数高达5.1万。
据调查,仅在1980年,英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有1500人。
其次,酸雨对人体健康产生间接影响。
酸雨使土壤中的有害金属被冲刷带入河流、湖泊,一方面使饮用水水源被污染;另一方面,这些有毒的重金属如汞、铅、镉会在鱼类机体中沉积,人类因食用而受害,可诱发癌症和老年痴呆症,再次,酸雨使农田土壤酸化,使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等再溶出,继而为粮食,蔬菜吸收和富集,人类摄取后,因中毒而得病。
(三)酸雨对土壤及其植物的危害酸雨不仅对淡水生态系统造成危害,使土壤酸化,进一步也危害植物根系和茎叶。
植物是陆地生态系统的生产者,动物是消费者,微生物是分解者。
植物受到危害,动物和微生物相继受到影响,破坏陆地生态系统的平衡。
同时,酸雨中的硫酸使土壤更加贫瘠,它融化了土壤中的钙、镁、钾等养分,将它们硫酸化。
酸化的土壤更加影响微生物的活性,使土壤失去中和能力。
土壤如果PH值过低(酸性),大部分植物是无法继续生长的,它们会因强酸而导致死亡。
受到酸雨侵蚀的叶子,其叶绿素含量会降低,使光合作用受阻,引起叶子萎缩和畸形。
酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。
在酸雨的作用下,土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来,并随着雨水被淋溶掉。
所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失,造成土壤中营养元素的严重不足,从而使土壤变得贫瘠。
此外,酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来,使活性铝的增加而有机络合态铝减少。
土壤中活性铝的增加能严重地抑制林木的生长。
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、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。
酸雨还可使森林的病虫害明显增加。
酸雨对中国森林的危害主要是在长江以南的省份。
根据初步的调查统计,四川盆地受酸雨危害的森林面积最大,约为28万公顷,占有林地面积的32%。
贵州受害森林面积约为14万公顷。
根据某些研究结果,仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降,共损失木材630万立方米。
(四)酸雨对水体的危害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。
对饮用水质的影响,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。
(五)酸雨对建筑的危害酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化使水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而建筑物损坏。
沙浆混凝土墙面经酸雨侵蚀后,出现“白霜”,经分析此种白霜就是石膏(硫酸钙)。
建筑材料变脏、变黑影响城市市容质量和城市景观,被人们称之为“黑壳”效应。
我国雾都重庆“黑壳”效应相当明显。
天然大理石,俗称汉白玉,三年之后,经酸雨淋洗,完全变色;失去光泽的时间为3至8年。
大理石含钙特多,因此最怕酸雨侵蚀。
例如,有两座高157米尖塔的著名德国科隆大教堂,石壁表面已腐蚀得凹凸不平“酸筋”累累。
通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。
其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近15年间甚至腐蚀掉了10个厘米。
已经进入《世界遗产名录》的著名印度泰姬陵,由于大气污染和酸雨的腐蚀,大理石失去光泽,乳白色逐渐泛黄,有的变成了锈色。
我国北京国子监街孔庙内的“进士题名碑林”(共198块)距今已有700年历史,上面镌刻了元、明、清三代51624中第进土的姓名、籍贯和名次,是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料,已被列为国家级文物重点保护单位。
近年来,许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象,具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。
据管理人员介绍,这些石碑主要是最近3年中损坏得比较厉害,所以第198块进士题名碑距今虽只有不到百年的时间,但它的毁损程度也丝毫不亚于其他石碑。
实际上,北京其他石质文物,例如,钟寺的钟刻、故宫汉白玉栏杆和石刻,以及卢沟桥的石狮等,也都不同程度存在着腐蚀或剥落现象。
酸雨同样也腐蚀金属文物古迹。
例如,著名的美国纽约港自由女神像,钢筋混凝土外包的薄铜片因酸雨而变得疏松,一触即掉(而在1932年检查时还是完好的),因此不得不进行大修(已于1986年女神像建立100周年时修复完毕)。
意大利威尼斯圣玛丽教堂正面上部阳台上的四匹青铜马曾被拿破仑掠到过巴黎,后来完壁归赵。
近来却因酸雨损坏严重无法很好修复,只得移到室内,在原处用复制品代替。
世界上类似情况还有许多。
由此可见酸雨对建筑物的危害是不容小觑的。
(六)酸雨的工业排放工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”,即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。
由于我国多燃煤,所以酸雨多是硫酸型酸雨,而多燃石油的国家下硝酸雨。
城市大气污染严重程度的改变了季节变化和昼夜变化的规律,大体可分为煤炭型和石油型两类。
煤炭型是燃煤引起,因此污染强度以对流最强的夏季和白天为最轻,而以逆温最强、对流最弱的冬季和夜间为最重。