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说明酸雨形成的原因是什么

时间:2017-11-30 17:05:33本文内容及图片来源于读者投稿,如有侵权请联系xuexila888@ 显钤

  酸雨正式的名称是为酸性沉降,指pH值小于5.6的雨水,酸雨形成跟环境的污染有很大的关系。下面是小编为大家整理的酸雨形成的原因,希望会对大家有所帮助!

  酸雨的形成原因

  酸雨是工业高度发展而出现的副产物,由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料,燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物,在大气中经过复杂的化学反应,形成硫酸或硝酸气溶胶,或为云、雨、雪、雾捕捉吸收,降到地面成为酸雨。如果形成酸性物质时没有云雨,则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上,这叫做干性沉降,以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释,因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕,因此酸雨区高山上森林受害最重,常成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分,约占总酸量的90%以上,我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为10∶1。

  酸雨的危害

  1.酸雨可导致土壤酸化。

  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,导致土壤贫瘠化,影响植物正常发育;酸雨还能诱发植物病虫害,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。 酸雨可对森林植物产生很大危害。

  根据国内对 105 种木本植物影响的模拟实验,当降水pH 值小于 3.0 时,可对植物叶片造成直接的损害,使叶片失绿变黄并开始脱落。叶片与酸雨接触的时间越长,受到的损害越严重。野外调查表明,在降水PH 值小于 4.5 的地区,马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落,森林成片地衰亡。例如重庆奉节县的降水PH 值小于 4.3 的地段,20 年生马尾松林的年平均高生长量降低 50%。 酸雨还可使森林的病虫害明显增加。在四川,重酸雨区的马尾松林的病情指数为无酸雨区的 2.5 倍。 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,直接经济损失达 30 亿元(按 1988 年市场价计算)。对南方 11 个省的估计,酸雨造成的直接经济损失可达 44 亿元。

  大多数专家认为,森林的生态价值远远超过它的经济价值。虽然对森林的生态价值的计算方法还有一些争议,计算出来的数字还不能得到社会的普遍承认,但森林的生态价值超过它的经济价值,这几乎是一致的。根据这些计算结果,森林的生态价值是它经济价值的 2-8 倍。如果按照这个比例来计算,酸雨对森林危害造成的经济损失是极其巨大的。

  2.酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而建筑物损坏。

  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。 酸雨危害是多方面的,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、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。十多年来,由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多,酸雨的问题越来越突出。中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。 我国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西,以及沿海的福建、广东等省。在华北,很少观测到酸雨沉降,其原因可能是北方的降水量少,空气湿度低,土壤酸度低。然而值得注意的是北方如侯马、京津、丹东、图们等地区现在也出现了酸性降水。

  我国的酸雨形式

  中国从八十年代开始对酸雨污染进行观测调查研究。在八十年代,中国的酸雨主要发生在重庆,贵阳和柳州为代表的西南地区,酸雨的面积约为170万平方公里。到九十年代中期,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,酸雨地区面积扩大了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在已经成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区平均降水pH值低于4.0,酸雨的频率高达90%以上,已达到了“逢雨必酸”的程度。以南京,上海,杭州,福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区。值得注意的是,华北的京津,东北的丹东,图们等地区也频频出现酸性降水。年均pH值低于5.6的区域面积已占我国国土面积的40%左右。我国的酸雨化学特征是pH值低,硫酸根(SO42-),铵(NH4+),和钙(Ca2+)离子浓度远远高于欧美,而硝酸根(NO3-)浓度则低于欧美。研究表明,我国酸性降水中硫酸根与硝酸根的摩尔之比大约为6.4:1,因此,中国的酸雨是硫酸型的,主要是人为排放SO2造成的。所以,治理好我国的SO2排放对我国的酸雨的治理有着决定性的作用。

  我国酸雨的防治

  综合我国酸雨的情况,我国要治理好酸雨就必须从源头上控制SO2的治理和排放。而二氧化硫主要是通过化石燃料的燃烧释放到大气当中。燃烧前脱硫技术主要是指燃料的脱硫技术,对于以燃煤为主要能源的我国来说,又主要指煤的脱硫技术。煤的脱硫主要有化学法,物理发,和微生物法,工业中应用最广泛的是煤的重力分选法,其他脱硫方法如浮选法,微波脱硫法,磁力脱硫法,微生物脱硫法,以及煤的气化,液化等,仍处于实验室到半工业阶段。煤中的硫可分为有机硫和无机硫,其中有机硫又可分为原生有机硫和次生有机硫两大类。有机硫与煤中的有机物质形成复杂的分子结构,采用机械破碎,重力分选等物理方法不能将它脱除,需用化学方法或电磁辐射破坏碳硫间的化学键后才能脱除,成本较高。而无机硫主要由硫化铁硫,单质硫,硫酸盐硫组成,可用物理方法(如重力分选法)脱除40%~90%的硫。应用最广泛的燃烧中脱硫技术是型煤固硫技术和循环流化床脱硫技术。对于型煤固硫技术主要方法如下1.在钙基固硫剂中添加钢渣。2.采用化学处理方法。3.添加硅酸盐。4.采用“定向开花”技术。5.研制复合固硫剂。6.生物质工业型煤.而循环流化床脱硫技术是在床内加入廉价的脱硫剂(通常用石灰石或白云石),在800~900.C的低温燃烧过程中,脱除烟气中SO2和SO3,以达到固硫的目的。我国的循环流化床的容量较小,研制大容量循环流化床锅炉仍有许多问题有待解决。

  随着科技的进步,脱硫技术将进一步趋向于成熟,我国的酸雨问题有望从根本上得到解决。

  酸雨能破坏农作物和森林,受到酸雨侵蚀的农作物叶子,叶绿素含量降低,由于光合作用受阻,引起叶子萎缩和畸形,使产量下降。我国重庆地区在1982年入夏后连降酸雨,6月13日夜,雨后的2万亩水稻,叶子突然枯黄,状如火烤,几天后枯死。我国柳州地区因酸雨灾害严重,这几年竟出现了“下雨天浇菜”的怪事。下完雨后,农民们赶紧用洁净的水把菜再浇一遍,不然菜就会黄叶、烂根、死苗。酸雨还会破坏森林,命名森林生长缓慢,甚至凋谢。世界上有1/4的森林程度不同地受到酸雨的侵袭,每年价值数百万美元的林木被毁坏。酸雨能抵制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗掉钙、镁、钾等养分,使土壤日益酸化、贫瘠化,影响植物的生长。当土壤中的铝被酸雨“解放”出来,成为可溶态的铝时,就会危害植物的根毛,影响养分的吸收。酸化的土壤还会影响土壤微生物的活性,使土壤生物群落发生混乱和变化,从而危害农作物和其他作物的生长。酸雨对湖泊的危害也是很严重的,由于降落地表的酸雨在径流过程中得不到地表物质的中和,湖水的酸度增加很快。在加拿大,酸雨毁灭了1.4万多个湖泊,另有4000多个湖泊也濒临“死亡”;欧洲有数千个美丽的湖泊毫无生气,听不到蛙鸣,见不到鱼跃;酸雨给美国北部许多湖泊、河流和池塘带来了一种奇怪的结晶,这种可怕的结晶杀死了所有的鱼类和其他微小生物,迫使那里靠捕鱼为生的渔民不得不含泪弃舟登岸,另谋生路。

  酸雨对人体健康能产生一定的危害。作为水源的湖泊和地下水酸化后,由于金属的溶出,对饮用者会产生危害。很多国家由于酸雨的影响,地下水中的铅、铜、锌、镉的浓度已上升到正常值的10~100倍。含酸的空气使多种呼吸道疾病增加,巴西的库巴坦市,由于酸雨的毒害,有20%的居民患有气喘病、支气管炎鼻炎,其中5岁以下儿童患病率竟高达38%。1980年,美国和加拿大有5万多人因受酸雨影响而死亡,酸雨特别是在形成硫酸雾的情况下,其微粒侵入人体肺部,可引起肺水肿和肺硬化等疾病而导致死亡。酸雨的腐蚀力很强,大大加速了建筑物、金属、纺织品、皮革、纸张、油漆、橡胶等物质的腐蚀速度。美国每年因酸雨造成的损失达250亿美元。酸雨还是摧残文物古迹的元凶,使人类几千年来创造的艺术瑰宝黯然失色。降落到建筑物表面的酸雨跟碳酸钙发生反应,生成能溶于水的硫酸钙,被雨水冲刷掉。这种过程可以进行到很深的部位,造成建筑物石料的成层剥落。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和石雕像,近10多年来已被慢慢腐蚀。英国伦敦英王查理一世的塑像、德国慕尼黑的古画廊、科伦大教堂,已被腐蚀得面目全非。我国柳州的柳江铁桥,由于酸雨影响,1年就需防腐一次,而在没有酸雨的60年代,3~4年才作一次防腐处理;重庆曾家岩八路军办事处旧址门前矗立的周恩来全身铜像,已被酸雨蚀去本色,令慕名而来的瞻仰者心中黯然。

  酸雨是一种超越国境的污染物,它可以随同大气转移到1000km以外甚至更远的地区。科学家在人们通常认为地球上最洁净的北极圈内冰雪层中,也检测出浓度相当高的酸雨物质。因此,酸雨问题已经不再是一个局部环境问题,它正在发展成为国与国之间的一个日益尖锐的政治矛盾。据报道,在挪威、瑞典等北欧国家降的酸雨,大部分是从西欧国家工业区的排放源传送过去的,其中瑞典南部大气中的硫有77%是“偷越国境”进来的。加拿大南部的酸雨,则是从北部工业区越境传播而来的。所以,瑞典和加拿大两国,都通过各种途径,坚决反对污染输出。

  各国采取的防治对策主要有:一是调整能源战略,一方面节约能源,减少煤炭、石油的消耗量,以减少二氧化硫、氮氧化物等大气污染物的排放量;另一方面开发新能源,尽快地利用无污染或少污染的新能源,如太阳能、核能。

  被称为“空中恶魔”的酸雨已成为一种范围广泛、[4]跨越国界的大气污染现象。埃及金字塔前有一座著名的狮身人面像,它叫司芬克司。司芬克司在金字塔前稳坐了几千年,可却在近几十年坐不住了。空中魔王酸雨,有一阵没一阵地下,腐蚀了司芬克司的脸,狮身女妖就像被刻意毁容者泼了一瓢又一瓢硫酸,脸上坑坑洼洼,大斑连着小斑,有的地方还一块一块地往下掉,又脏又黑,可丑陋啦!

  酸雨不仅在非洲肆虐,羞辱司芬克司,还在美洲兴风作浪,使美国的自由之神像和其他文物蒙上黑斑。为了修复被酸雨破坏的文物,美国每年大约要花去50亿美元。现在酸雨正转向肆虐美国人口稠密地区和自然保护区,把美国人搞得惶煌不可终日,哀叹道:“整个西部宝贵的水资源、林业资源、11个国家森林公园和数百万亩的自然正处在酸雨的淫威之下。”

  在欧洲,酸雨的危害也日益严重。以森林湖泊众多著称的瑞典有15000个湖泊酸化。在意大利北部,有9000多公顷的森林毁于酸雨。

  据普查统计,我国有22个省、自治区、直辖市遭遇了酸雨,遭遇酸雨的面积占国土面积的6.8%。酸雨主要在我国南方地区肆虐。重庆、自贡、贵阳、柳卅、南宁等城市受害最深,使这些地方的水稻、小麦死苗,土壤酸化肥力减退,土壤中有害重金属活力增加,对森林和作物危害极大。

  酸雨是人类活动造成的。大气中的工业污染物二氧化硫、氮氧化物等酸性氧化物是酸雨之源。这些酸性氧化物和云中的水作用,就演变为酸雨降落地面,“撒下人间都是怨”。酸性氧化物则是在煤和石油燃烧、金属冶炼中形成的。由于大气流动没有国界,此地污染空气物质排放可能使彼地的无辜者受害。加拿大和美国这两个十分友好的邻国就曾因酸雨发生过纠纷。由于美国工业污染造成的酸雨不时“侵入”近邻加拿大的领空,降落到加拿大的国土上,使加拿大的几百个湖泊因为酸化而毁灭,还另外有几千个湖泊濒临死亡,并使这些湖泊中的水生生物难逃覆灭的危运。难怪加拿大政府要撕破脸皮与美国伦理了。因此,居住在地球村里的居民,只有采取跨国的联合行动,才能阻遏空中魔王━酸雨的危害。


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