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酸雨產(chǎn)生的原因和危害介紹
酸雨形成的原因
1.由污染源排放的氣態(tài)SO、NO經(jīng)氣相反應生成HSO、HNO3或硫酸鹽、硝酸鹽氣溶膠;
2.云形成時(shí),SO2和NO﹣的氣溶膠粒子以凝結核的形式進(jìn)入降水;
3.云滴吸收了SO、NO氣體,在水相氧化形成SO2和NO3-;
4.云滴成為雨滴,降落時(shí)吸收了含有SO2和NO﹣的氣溶膠;
5.雨滴下降時(shí)吸收SO、NO,再在水相中轉化成SO2和NO3-。
氮氧化物以及硫氧化物是形成酸雨的主要酸性氧化物,在國外酸雨中硫酸和硝酸之比約為2∶1,而我國降水中硫酸和硝酸之比約10:1。這說(shuō)明,我國的酸雨主要是大氣中的二氧化硫造成的。這與兩區能源結構的差別有關(guān):美國加強風(fēng)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源的利用,同時(shí)減少煤、石油、天然氣的使用,使其大氣中含硫的氧化物較少;然而中國的在風(fēng)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源的利用上普遍較低,仍然以煤、石油、天然氣為主要能源,使我國大氣中含硫的氧化物較多。
當前世界最嚴重的三大酸雨區是西北歐、北美和中國。我國酸雨分布:覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區,面積達200多萬(wàn)平方公里的酸雨區。
從化學(xué)角度看,大氣中的酸性物質(zhì)增加或堿性物質(zhì)減少,或兩者同時(shí)發(fā)生都將導致降水酸化。
酸雨的危害
1.酸雨可導致土壤酸化。我國南方土壤本來(lái)多呈酸性,再經(jīng)酸雨沖刷,加速了酸化過(guò)程;我國北方土壤呈堿性,對酸雨有較強緩沖能力,一時(shí)半時(shí)酸化不了。土壤中含有大量鋁的氫氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子,形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物。植物長(cháng)期和過(guò)量的吸收鋁,會(huì )中毒,甚至死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營(yíng)養元素的流失;改變土壤結構,導致土壤貧瘠化,影響植物正常發(fā)育;酸雨還能誘發(fā)植物病蟲(chóng)害,使農作物大幅度減產(chǎn),特別是小麥,在酸雨影響下,可減產(chǎn)13%至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,導致蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量下降。酸雨對森林的影響在很大程度上是通過(guò)對土壤的物理化學(xué)性質(zhì)的惡化作用造成的。在酸雨的作用下,土壤中的營(yíng)養元素鉀、鈉、鈣、鎂會(huì )釋放出來(lái),并隨著(zhù)雨水被淋溶掉。
所以長(cháng)期的酸雨會(huì )使土壤中大量的營(yíng)養元素被淋失,造成土壤中營(yíng)養元素的嚴重不足,從而使土壤變得貧瘠。此外,酸雨能使土壤中的鋁從穩定態(tài)中釋放出來(lái),使活性鋁的增加而有機絡(luò )合態(tài)鋁減少。土壤中活性鋁的增加能?chē)乐氐匾种屏帜镜纳L(cháng)。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、細菌和放線(xiàn)菌均會(huì )明顯受到酸雨的抑制。
酸雨可對森林植物產(chǎn)生很大危害。根據國內對105種木本植物影響的模擬實(shí)驗,當降水pH值小于3.0時(shí),可對植物葉片造成直接的損害,使葉片失綠變黃并開(kāi)始脫落。葉片與酸雨接觸的時(shí)間越長(cháng),受到的損害越嚴重。野外調查表明,在降水PH值小于4.5的地區,馬尾松林、華山松和冷杉林等出現大量黃葉并脫落,森林成片地衰亡。例如重慶奉節縣的降水PH值小于4.3的地段,20年生馬尾松林的年平均高生長(cháng)量降低50%。酸雨還可使森林的病蟲(chóng)害明顯增加。在四川,重酸雨區的馬尾松林的病情指數為無(wú)酸雨區的2.5倍。酸雨對中國森林的危害主要是在長(cháng)江以南的省份。根據初步的調查統計,四川盆地受酸雨危害的森林面積最大,約為28萬(wàn)公頃,占有林地面積的32%。貴州受害森林面積約為14萬(wàn)公頃。根據某些研究結果,僅西南地區由于酸雨造成森林生產(chǎn)力下降,共損失木材630萬(wàn)立方米,直接經(jīng)濟損失達30億元(按1988年市場(chǎng)價(jià)計算)。對南方11個(gè)省的估計,酸雨造成的直接經(jīng)濟損失可達44億元。
大多數專(zhuān)家認為,森林的生態(tài)價(jià)值遠遠超過(guò)它的經(jīng)濟價(jià)值。雖然對森林的生態(tài)價(jià)值的計算方法還有一些爭議,計算出來(lái)的數字還不能得到社會(huì )的普遍承認,但森林的生態(tài)價(jià)值超過(guò)它的經(jīng)濟價(jià)值,這幾乎是一致的。根據這些計算結果,森林的生態(tài)價(jià)值是它經(jīng)濟價(jià)值的2-8倍。如果按照這個(gè)比例來(lái)計算,酸雨對森林危害造成的經(jīng)濟損失是極其巨大的。
2.酸雨能使非金屬建筑材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解,出現空洞和裂縫,導致強度降低,從而建筑物損壞。建筑材料變臟,變黑,影響城市市容質(zhì)量和城市景觀(guān),被人們稱(chēng)之為黑殼效應。我國酸雨正呈蔓延之勢,是繼歐洲、北美之后世界第三大重酸雨區。80年代,我國的酸雨主要發(fā)生在以重慶、貴陽(yáng)和柳州為代表的川貴兩廣地區,酸雨區面積為170萬(wàn)平方公里。到90年代中期,酸雨已發(fā)展到長(cháng)江以南、青藏高原以東及四川盆地的廣大地區,酸雨面積擴大了100多萬(wàn)平方公里。以長(cháng)沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區現已成為全國酸雨污染最嚴重的地區,其中心區年降酸雨頻率高于90%,幾乎到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青島和廈門(mén)為代表的華東沿海地區也成為我國主要的酸雨區。華北、東北的局部地區也出現酸性降水。
1998年,全國一半以上的城市,其中70%以上的南方城市及北方城市中的西安、銅川,圖們和青島都下了酸雨。酸雨在我國已呈燎原之勢,覆蓋面積已占國土面積的30%以上。酸雨危害是多方面的,包括對人體健康、生態(tài)系統和建筑設施都有直接和潛在的危害。
酸雨可使兒童免疫功能下降,慢性咽炎、支氣管哮喘發(fā)病率增加,同時(shí)可使老人眼部、呼吸道患病率增加。十多年來(lái),由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日漸增多,酸雨的問(wèn)題越來(lái)越突出。中國已是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區。我國酸雨主要分布地區是長(cháng)江以南的四川盆地、貴州、湖南、湖北、江西,以及沿海的福建、廣東等省。在華北,很少觀(guān)測到酸雨沉降,其原因可能是北方的降水量少,空氣濕度低,土壤酸度低。然而值得注意的是北方如侯馬、京津、丹東、圖們等地區現在也出現了酸性降水。
酸雨的防治方法
1.原煤脫硫技術(shù),可以除去燃煤中大約40%一60%的無(wú)機硫。
2.優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。
3.改進(jìn)燃煤技術(shù),減少燃煤過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進(jìn)石灰石和白云石,與二氧化硫發(fā)生反應,生成硫酸鈣隨灰渣排出。
4.對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)行煙氣脫硫。主要用石灰法,可以除去煙氣中85%一90%的二氧化硫氣體。不過(guò),脫硫效果雖好但十分費錢(qián)。例如,在火力發(fā)電廠(chǎng)安裝煙氣脫硫裝置的費用,要達電廠(chǎng)總投資的25%之多。這也是治理酸雨的主要困難之一。
5.開(kāi)發(fā)新能源,如太陽(yáng)能,風(fēng)能,核能,可燃冰等,但是技術(shù)不夠成熟,如果使用會(huì )造成新污染,且消耗費用十分高.
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