酸雨的形成机制酸雨的形成机制.doc

酸雨的形成机理·危害及消除污染的对策 摘要 通过确定酸雨的涵义、特点，在分析工业化时期酸雨形成机制的基础上，介绍不同地区酸雨的控制目标。指出酸雨对人类的生产和生活产生严重危害，提出不断完善环境法规建设， 加强环保执法力度； 调整能源结构，优化能源质量；加快二氧化硫治理技术研究，加速设备的国产化进程等治理酸雨的措施。 关键词 酸雨；形成机理；危害；消除污染的对策 目前我国酸雨呈蔓延之势正在不断扩大，酸雨区面积已占国土面积的 30%，已成为继欧洲、北美之后的世界 第三大重酸雨区[1]。酸雨是跨越国界的 全球性灾害，素有“空中死神”之称，已 被列为目前人类面临的主要环境问题（酸雨肆虐水危机土地荒漠化、臭氧层遭破坏、温室效应、水土流失、森林锐减、物种灭绝和有毒化学品污染）之中[2]。我国经济正快速发展,特别是电力和钢铁工业的迅速发展，致使二氧化 硫排放量增大，造成了日趋严重的大气污染。因此,控制二氧化硫排放量以及酸雨的形成,已成为我国环境污染治理工作的中心内容[3]。为此,笔者总结介绍酸雨的形成机制、危害，并提出相 应的治理措施。 1 酸雨的涵义、形成机制、控制指标及特点。 1.1 涵义1872年，英国化学家史密斯在《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首次提出“酸雨”这一术语。“酸雨”通常 指在自然气候条件下，包括雨、 雪、霜、雾和露等各种pH＜5.6的降水[4]。 1.2 形成机理随着工业的发展，特别是钢铁和电力的快速发展，导致自然降落的酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中无机酸中的硫酸和硝酸占很大比例。该时期酸雨的形成是一种复杂的大气物理和化学过程。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的一氧化硫和二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“成云聚雨”，即水气吸附在硫酸根、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；在降水过程中，不断合并吸 附其他含酸雨滴和含酸气体，形成体 积较大的雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。酸雨的形成过程，可用以下 2种类型的化学反应来表示[5]。 1.2.1 硫酸型酸雨的形成过程 S+O2（点燃）=SO2 SO 2+H 2O=H 2SO 3 （亚硫酸） 2H 2SO 3+O 2=2H 2SO 4 （硫酸） 总的化学反应方程式： S+O 2 （点燃）=SO 2 2SO 2+2H 2O+O 2=2H 2SO4 1.2.2 硝酸型酸雨的形成过程 氮的氧化物溶于水形成酸： （1）NO→HNO3（硝酸）2NO+O 2=2NO 2 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 总的化学反应方程式： 4NO+2H2O+3O2=4HNO3 （2）NO2→HNO3 总的化学反应方程式： 4NO2+2H2O+O2=4HNO3 由此可见，酸雨中关键性离子组 分是 SO 4 2- 和 NH 4 +。SO 4 2- 作为酸指标，主 要来源于煤炭燃烧排放的二氧化硫。从酸雨分布地区的差异和形成原因来 看，目前二氧化硫主要是人为造成。有研究表明，我国的酸雨是典型的硫酸型酸雨。酸雨形成的大概过程还有相态的参于1.气相光化学氧化大气中的二氧化硫在波长 为2900一 7000埃光的作用下发生光化学反应形成三氧化硫 ,其反应式为 : 5 0 : 一5 0 : * 5 0 : * + O : 一5 0 3 + [O 〕 5 0 。 + H 2 0 一H 之5 0 ‘ 式中 5 0 :”—5 0:的第一激发态(三重态) 2 .液相催化氧化大气中有充足的氧、水份和微粒(包括各种金属元素微粒) ,在这 种条件下，一些还原性污染物质在金属触媒下,发生液相催化氧化作用,即. F e 、 M 。一一5 0 { 5 0 2 十 H Z O 一H Z S O 4 l 空气中的湿度和气温越高,生成硫酸和硝酸的反应越快 。 3 . 固体粒子表面氧化被空气中的固体粒子吸附和氧化而形成硫酸烟雾。随着对环境污染研究的深入，美国科学家发现 ，酸雨和烟雾起反应后形成的酸雾，其酸度更高，酸雾的酸性是酸雨100倍 ,其危害更大。酸雾和酸雨一样,起初都是由于火力发电厂排放的污染物和汽车排出的废气造成的 。 当污染物与近地面的水燕汽混合时，就形成酸雾。其过程为:它先结在粒径很小的烟粒子上，形成飞沫，并不断从潮湿的空气中吸收水分，使尚未反应的硫也继续 转 变为硫酸。 当飞沫增加到一定数量时 ，就形成酸雾。有的专家认为前二种是形 成硫酸烟雾的主要途径。{ g ] 但美国环保局环境研究所的一位专家 (A 以s h u l 民 r ) 则认为:气相光化学氧化对整个硫声炭盐的生成并不重要。如气相光 化学反应是二氧化硫转化为硫酸盐的唯一途径 ，则冬季的硫酸盐似乎应当为夏季的十分之一，因为