酸沉降化学
酸沉降(2008年3月,王振山)讲解
酸沉降（2008年3月，王振山）近地面层大气化学与空气污染一、酸沉降１、酸沉降的分类酸沉降是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。
在早期的研究中，人们几乎完全致力于湿沉降（即酸雨）的研究，后来发现引起环境问题时，往往是干、湿沉降综合作用的结果，两种作用各占50%。
因此，近年来已逐渐用“酸沉降”来取代“酸雨”的提法，酸沉降化学就是研究干、湿沉降过程中与酸有关的化学问题。
⑴、酸性湿沉降：指大气中的酸性物质通过降水（即天然降水，或称大气降水，包括雨、雪、雾、霜、雹、露或其他形式的大气降水）而降落到地面的过程。
⑵、酸性干沉降：指大气中的污染气体和颗粒物等酸性物质，在非降水时，通过重力或气流的作用，直接迁移降落到地表的过程。
２、作用机制⑴、湿沉降的作用机制①、雨除（rainout）雨除是指被除去的物质（气体和颗粒物）参与了云的形成过程，即作为云滴的凝结核，使水蒸汽在其上凝结，云滴吸收、附着、溶解大气中的成分，并伴随化学反应的发生。
②、冲刷（washout）冲刷是在云层下部即降水过程中的去除。
﹡湿沉降可以去除大气颗粒物总量的80～90%。
﹡酸雨（acid rain）就是酸性物质的湿沉降而形成的。
⑵、干沉降的作用机制①、重力作用大气中直径大于10μm的颗粒物，可以通过重力作用降落在土壤、水体表面或植物、建筑物上，被吸附或吸收。
②、随气流的对流、扩散作用直径过小的大气颗粒物，随着气流的对流与扩散，与地表碰撞而被吸附或吸收。
干沉降：通过重力对颗粒物的作用，使它沉降，沉降的速率与颗粒物的粒径、密度、空气３、酸雨现代酸雨的研究是从早期的降水化学发展而来的。
早在1761～1767年，Marggraf就进行了雨雪的降水化学测定。
“酸雨”一词是英国化学家罗伯特·安格斯·史密斯（R·Angus Smith）于1872年首先提出的，在其《空气和雨：化学气象学的开端》一书中首先使用了"酸雨"这一术语，指出降水的化学性质受燃煤和有机物分解等因素的影响，同时也指出酸雨对植物和材料是有害的。
酸雨化学成分-概述说明以及解释
酸雨化学成分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述酸雨是指大气中的降水具有酸性的现象，它是由于大气中的有害气体与水蒸气等物质相互作用而形成的。
酸雨的问题已经引起了全球范围内的广泛关注，因为它对环境和人类健康都带来了严重的影响。
酸雨主要是由二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的排放引起的。
这些物质主要来自于工业生产、交通运输和能源消耗等人类活动。
当SO2和NOx排放到大气中，并与大气中的水蒸气和氧气相互作用时，就会产生硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3），它们会溶解在降水中，形成酸性的酸雨。
酸雨对环境和生态系统造成了诸多危害。
首先，酸雨导致土壤酸化，使得土壤中的营养物质流失，影响植物的生长和发育。
其次，酸雨对水生生物造成了毒害，破坏了水体中的生态平衡。
此外，酸雨还对建筑物、文化遗产等人类的文化和历史遗产产生了腐蚀性影响，并直接影响人类的健康。
鉴于酸雨的严重影响，各国政府和国际组织已经采取了一系列措施来减少酸雨的形成和排放。
例如，强化对工业和交通排放物的监管，加强环境保护意识的宣传教育等。
但是，要想全面解决酸雨问题，还需要进一步加大力度，采取更加有效的措施。
因此，本文将重点介绍酸雨的化学成分，了解其形成机理和影响因素，从而为酸雨问题的解决提供科学依据和对策建议。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构：本文共分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分将首先概述酸雨化学成分的重要性和广泛存在的问题，介绍酸雨对环境和人体的影响，以及引发酸雨形成的原因。
进而，说明文章的结构和目的。
正文部分主要包括酸雨的形成原因、酸雨的化学成分以及酸雨对环境和人体的影响。
在酸雨的形成原因部分，将详细介绍酸雨形成的过程和影响因素。
然后，对酸雨的化学成分进行详细的分析和解释，探讨其中的主要成分和来源。
最后，论述酸雨对环境和人体的不良影响，包括对大气、水体、土壤和生物的危害。
结论部分将对酸雨化学成分的重要性进行总结，强调对酸雨问题的重视。
酸雨(acidrain)按常规定义,指的是pH值小于5.6的各种形
酸雨(acid rain)按常规定义，指的是pH值小于5.6的各种形式的大气降水，或称为酸沉降，包括干沉降和湿沉降。
酸雨的产生与工业有着密切的关系。
19世纪中期，随着英国工业的急速发展，用煤量大幅增加，大气污染导致了建筑物四壁出现脱落现象。
英国化学家R.A.Smith在研究降雨的化学性质后于1872年在《空气和降雨：化学气候学的开端》中首次使用了“酸雨”(acid rain)这一术语。
继英国后，西欧许多发达国家，北美的美国，都相继出现了大面积的酸雨，酸雨问题也引起了科学家们的重视，对其开展了大量的研究，取得了很多成果。
我国开展酸雨酸雨研究的时间较国外要落后一段时间。
1974年，在北京开始了对酸雨的监测，其后陆续在其它城市也展开了监测研究，并在1989年开始建立全国的酸雨监测网。
随着我国经济的快速发展，许多地区都出现了酸雨现象，酸雨面积已占国土面积的40%，成为继欧洲和北美之后的第3大酸雨区。
国内对酸雨的研究已经取得了一定的成果，对我国酸雨特征的认识也比较全面：(1)我国酸雨呈现明显的区域性、季节性分布。
酸雨区主要分布在长江以南四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等；(2)以长江为界，长江以北降水pH偏高，多呈中性或碱性，长江以南多酸性；(3)北方酸雨多发生在冬季，南方则为冬季和春季；(4)受地形，气象条件，以及工业化程度影响较大，是以城市为中心的多核心中心分布；(5)我国降水中的阳离子主要是Ca2+、NH4+、Mg2+、K+和Na+，阴离子为SO42-、Cl-和NO3-，致酸离子主要为SO42-和NO3-，我国降水中SO42-和NO3-比值是欧美国家的10倍左右，是典型的煤烟型和硫酸型酸雨，原因是含硫量高的煤的大量燃烧排放的SO2。
酸雨已经成为我国面临的最重要的环境问题之一。
酸雨影响水生生态系统营养盐的循环作用，降低有机物质的分解率，影响能量的循环，降低鱼类对饵料的利用率，在生理上发生不适而死亡，从而丧失鱼群的恢复能力。
环境化学名词解释
名词解释： 1．自由基：由于共价键均裂而生成的带有未成对的电子碎片。
2．环境化学效应:在各种环境因素的影响下，物质之间发生化学反应产生的环境效应。
3．环境污染物：进入环境后是环境的正常组成和性质发生间接或直接有害于人类的变化的物质。
4．环境内分泌干扰物：能够干扰体内激素平衡的化学物质，一般都是人类在生产和生活活动中生产和排放的污染物质。
5．环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化。
6．环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。
7．污染物转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用而改变存在的形态或转变另一种物质的过程。
8．环境容量：特定的环境单元在不影响其特定的环境功能的情况下，能够容纳污染物的最大量。
9．污染物的迁移：污染物在在环境中所发生的空间位移及其他所引起的富集、分散和消失的过程。
10、环境物理效应：由物理作用引起的，比如噪音、光污染、电磁辐射污染、地面沉降、热岛效应、温室效应等环境效应。
11．环境污染：由于人为因素是环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们的正常生活和生产条件。
12．环境背景值（环境本底值）：某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量。
第二章一、名词解释： 1、酸沉降(acid deposition)是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。
2、湿沉降(wet deposition)指大气中的物质通过降水而落到地面的过程。
被降水去除或湿沉降对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。
湿沉降有两类：雨除(rainout)和冲刷(washout)。
3、雨除是指被去除物参与成云过程，即作为云滴的凝结核，使水蒸气在其上凝结，云滴吸收空气中成分并在云滴内部发生液相反应。
4、干沉降(dry deposition)是指大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用，被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程，具体包括重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤)碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程。
酸沉降
AIR POLLUTION CONTROL天津大学第二章2-3酸沉降的定义Ø酸沉降包括“湿沉降”和“干沉降”。
Ø湿沉降通常指pH值低于5.6的降水，包括雨、雪、雾、冰雹等各种降水形式。
最常见的就是酸雨，这种降水过程称为湿沉降。
Ø干沉降是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程。
目前，人们对酸雨的研究较多，已将酸沉降与酸雨的概念等同起来。
酸沉降历史事件酸雨最早出现在挪威、瑞典等北欧国家，随后扩展到中欧和东欧，直至覆盖整个欧洲。
20世纪80年代初，整个欧洲的降水pH 值为4.0~5.0，雨水中的硫酸盐含量明显升高。
北美大陆发现酸雨较欧洲晚。
1978年，当时的美国总统卡特批准实施大气沉降物评价计划（NADP ），并于1980年签定了《跨国大气污染备忘录》，美国国会于1990年通过了《清洁大气法修正案》，规定电厂到2010年应在1980年的基础上，将SO 2的排放量减少1000万t ，达到890万t 。
在亚洲，关注酸雨较多的国家是日本、韩国和中国。
日本先后开展了2次全国性五年酸雨调查；韩国于1983年开始在全国范围内监测酸雨；我国酸雨研究工作始于70年代末期。
我国2010年左右酸雨治理的效果开始呈现。
①大气中可能形成酸的物种是：含硫化合物－SO2、SO3、H2S、(CH3)2S（二甲基硫DMS）、(CH3)2S2（二甲基二硫DMDS），羰基硫COS、CS2、CH3SH 硫酸盐和硫酸；含氮化合物－NO、NO2、N2O，硝酸盐，硝酸，以及氯化物和HCl等。
②国外酸雨中硫酸与硝酸之比为2:1，我国酸雨以硫酸为主，硝酸量不足10%。
天然源含硫化合物与含氮化合物的天然排放源可分为非生物源和生物源。
非生物源排放包括海浪溅沫、地热排放气体与颗粒物、火山喷发等。
海浪溅沫的微滴以气溶胶形式悬浮在大气中，海洋中的硫的气态化合物，如H 2S 、SO 2、(CH 3)S 在大气中氧化，形成硫酸。
酸沉降
酸雨的形成
云滴相互碰并或与硫酸盐等气溶胶粒子碰并，同时吸
收大气气体污染物，在云滴内部发生化学化学反应。
云内清除
云下清除或冲刷
例如，对于造成降水酸化的SO42— 来说，一般认为它
进入降水主要通过以下五个途径。 1．由源排放的气态SO2 经气相反应生成H2SO4 或硫酸 盐气溶胶； 2．云形成时，含硫酸根的气溶胶粒子以凝结核的形式 进入降水， 3．云滴吸收了SO2气体，在水相氧化形成SO42—； 4．云滴成为雨滴降落时清除了含SO42—的气溶胶， 5．雨滴下降时吸收SO2，再在水相中转化成SO42— 途径2和3即为雨除，4和5为冲刷，在雨除和冲刷过程 中，同时进行着SO2的液相氧化。
（4）酸雨形成与土壤地带性差异有关
南方土壤多属地带性红壤和黄壤，北方土壤多属碱性土。 这些碱性土壤粒子被风吹扬到空中，对雨水中的酸起 中和作用。
雾、露、霜的化学组成
雾、露、霜都是小蒸气在近地面大气层中凝结或 凝华的结果。雾是一个近地面的气象现象由于近 地面大气中浓集苗大致的污染气体和气溶胶，同 时雾滴比雨摘要小100倍，可以预测雾滴对污染物 的清除应该比雨滴更为有效，因此雾水应比雨水
更酸，离子浓度更高。
Brewer等认为雾水中离子浓度高的主要原因在于： (1)近地面的雾通常与高浓度的环境污染物相接触； (2)雾滴粒度小，使得雾滴很快饱和，因此雾滴内的液相反应时间长，速率快， SO42—等二次离子的生成浓度较高； (3)雾滴小，表面积大，提高了离子和气体的扩散速率，使得这些成分的最后 浓度或它们的反应产物浓度较高， (4)降雨通常伴随着新鲜空气团的对流，因而雨滴所经历的环境逐渐清洁，而
干沉降
干沉降的三种物理过程：
酸沉降化学课件
▪ 北美：美国东部和美、加五大湖区，降水pH值4.7，严重的达到4.2。加 拿大有30万个湖泊，其中14000个已成为“死水”，生物灭绝，4万个受 到深刻影响。美国已经有15个州的降雨pH值在4.8以下，甚至有的地区酸 雨pH值达到3----和醋一样。有些城市和山顶地区就如同泡在柠檬汁里一 样----pH值达到了2.3。加拿大酸雨受害面积已经达到120~150km2。
▪ 降水的pH值用来表示降水的酸度。所谓溶液的总酸度（total acidity）指 溶液中H+离子（质子）的储量，代表此溶液的碱中和容量。溶液的总酸 度包括自由质子（强酸）和未解离质子（弱酸）两部分，而溶液的pH值 则是强酸部分的量度。
▪ 降水的酸度来源于大气降水对大气中的二氧化碳和其他酸性物质的吸收。 ▪ 在然气中水酸天降中[CO性C然水2O]略大是=2达3微气弱2到0增中酸p平p加（性m衡。，未的的被其，洁人因p净H为为=降5污溶.6水5染解；称的有到为大二1未9气氧8被7）化污年，碳染，存形的[ 在成C天O的H然22]C主=降O3要34水的9酸p缘。p性m故7气0，。年体p一代H是=初般5C.6O把，32，。与大降天大气
酸雨(酸沉降)
我国酸雨的具体防治对策
控制酸化的根本途径是减少或消除酸沉降的污染源，控制酸雨污染 最根本的途径是控制 SO2和 NOX 的排放。由于我国的酸沉降是硫酸型的， 因 此硫沉降量的控制在我国酸沉降控制中占主导地位。我国政府主要围 绕对 SO2 的控制来进行酸雨的防治。通常SO2 的排放控制可在燃料燃烧前、 燃烧中和燃烧后进行。 1 、燃烧前的控制 我国现在的主要能源是煤，并且短时期不会改变这种能源结构。在 工业化国家应用较广泛的技术包括使用低硫燃料、煤炭加工技术(包括煤 炭脱硫、脱灰、型煤技术等)及煤的气化 。 2 、燃烧过程控制 洁净煤技术是对燃烧设施进行改造或加入添 加剂与目标污染物发生 反应。中国洁净煤技术主 要由以下几部分组成：煤炭加工技术 (包括煤
酸雨的危害
3、酸雨对人体健康的影响和危害：首先，酸雨中含有多种致病致癌因 素，能破坏人体皮肤、粘膜和肺部组织，诱发哮喘等多种呼吸道疾病和 癌症，降低儿童的免疫能力。其次，酸雨还会对人体健康产生间接影响。 在酸沉降作用 下，土壤和饮用水水源被污染；其中一些有毒的 重金属 会在鱼类机体中沉积，人类因食用而受害。 据统计，欧洲一些国家每年 因酸雨导致老人和儿 童死亡的病例达千余人。美国国会调查表明，美 国和加拿大在1990年一年中约有 5200人因受酸 雨污染病死。1973年6 月28～29日，在日本静冈县和山梨县约 50km范围内，有144人因酸雨 而患眼疼，咳嗽等。1974年7月3日在关东地区有3万人有同样的症状， 这天的雨水 pH值最低为 2.85。1981年瑞典马克郡发现有一家3名孩子 为绿头发，原因是酸雨使其饮用井水酸化，井水腐蚀了铜制的水管，洗 涤过的头发被溶出的铜化合物所染绿。
事例分析：重庆地区的酸沉降
4、重庆的大气颗粒物特征 研究表明，重庆大气颗粒物的主要来源及其贡献率为：Байду номын сангаас煤约41%， 土壤风砂21%，骑车燃油27%，冶金工业7%。燃煤贡献率大雨土壤风砂， 煤含硫高而土壤环境pH值较低，由此造成大气颗粒物具有较低的pH值， 环境对酸化的缓冲能力也较低。
酸沉降化学ppt
• Potter（1930）最早采用“pH”来表示雨水、饮用水和工业用水的测 定结果。pH值大于7称为碱性，pH值小于7称为酸性。
• 酸雨一词是罗伯特﹒安格斯﹒史密斯（R. Angus Smith）于1872年 首先提出的。史密斯是英国化学家，是农业化学创始人李比希（J. yon Liebig）的学生，他整理了对苏格兰、英格兰和爱尔兰等地降雨 的调查资料，写出了《大气与降水----化学气象学的开端》一书。书 中对影响降水的许多因素进行了讨论，诸如煤燃烧、降水量和降水 频率等，提出了降水化学的空间可变性，并提出降水采集后应对组 成作分析和实验研究，还指出了酸雨对植物和材料的危害。遗憾的 是他的工作一直没有引起重视，直到20世纪80年代才给予应有的评 价。
4. 酸沉降化学
• 4.1 酸雨发展及其研究 • 4.2 降水的化学性质 • 4.3 降水的酸化过程 • 4.4 酸雨的环境影响及其对策
• 酸沉降（acid deposition）是指大气中的酸性物质通过干、湿 沉降两种途径迁移到地表的过程。
• 湿沉降（wet deposition），大气中的物质通过降水而落到地面 的过程称为湿沉降。湿沉降有两类：雨除（rainout）和冲刷 （washout）。雨除是指被去除物参与了成云过程，即作为云 滴的凝结核，使水蒸气在其上凝结。冲刷是指在云层下部即降 雨过程中的去除。酸雨就是由于酸性物质的湿沉降而形成的。
• 日本：降水平均pH值在4.3~4.4之间，最低达到4.0。
• 中国：80年代酸雨主要发生在西南地区（重庆、贵阳等地），到90年
代中期，酸雨已经发展到长江以南、青藏高原以及四川盆地等广大地
区，年均降水pH值5.6的区域占全国面积的40%左右。目前仍是逐年
加重的趋势。酸雨控制区的年降水pH值4.5，包括14个省、市、自治
明胶法沉降浓盐酸
明胶法沉降浓盐酸
明胶法沉降浓盐酸是一种常用的化学分离技术，其原理主要是利用明胶与某些蛋白质或其他溶质在不同pH值下的相互作用来实现分离。
在这个过程中，明胶作为一种聚合物，具有多种亲水性基团，可以与蛋白质分子或其他溶质形成复合物。
当体系的pH值调整到明胶的等电点附近时，明胶会与其他蛋白质结合并沉淀下来，而自身则溶于水中。
这种现象被称为明胶等电点沉淀法。
通过这种方法，可以实现特定蛋白质或其他溶质的分离和纯化。
需要注意的是，在进行明胶法沉降浓盐酸时，要严格控制pH值和其他实验条件，以获得最佳的分离效果。
同时，也要注意安全操作，避免接触皮肤和吸入有害气体。
4第四章 酸沉降化学
10
4.5 酸沉降污染的危害
c.对水体的危害
11
4.5 酸沉降污染的危害
d.对材料的危害
12
4.5 酸沉降污染的危害
e.对人体健康的危害
13
4.6 煤炭脱硫技术
4.6.1.燃前脱硫技术
a.物理法燃前脱硫技术
b.化学法燃前脱硫技术
c.生物法燃前脱硫技术 生物浸出法：
表面处理法：
沉降通量：一般用单位时间内单位地表面积上沉降物质的质量，即质量通量 （克/厘米2·秒）来表示。其表达式为：质量通量=CVd，式中： C为某高度（一般取1米）处沉降物的浓度；Vd为沉降物的沉降速度。
4.1.2、湿沉降（dry deposition）
干沉降是指气溶胶及其他酸性物质直接沉降到地表的现象。 其中的气态酸性物质（如二氧化硫、二氧化氮、硝酸、盐酸等） 可被地表物体吸附或吸收，而硫酸雾、含硫含氮的颗粒状酸性物 质经扩散、惯性碰撞或受重力作用最后降落到地面后，均可引起 土壤、湖泊环境的酸化。
7、水俣病事件
1953～1956年 日本熊本县水俣市 含甲基汞的工业废 水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用 毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新 县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。
8、痛痛病事件
1955～1972年 日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排 放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农 田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3 月共 有患者130人，其中死亡81人。
4.6.2. 烟气脱硫技术
a.石灰/石灰石法
b. 氨法
c. 双碱法
d. 金属氧化物吸收法
e. 活性炭吸附法
第5章 酸沉降化学
布朗运动控制了气溶胶小粒子 的去除，拦截和惯性碰撞 控制了大粒子的去除，当 两者作用都不明显时，在 0.5~1μm之间存在一个清 除盲区，降水冲刷对这部分 粒子作用很小。
一般认为，降水时大气气溶胶 浓度随时间呈指数衰减。
2. 降水组成与降水持续时间
H+浓度变化受雨水中阴、阳离子相互制约，我国各地区降水 组成的分时段观测，pH变化有以下几种情况：随降水时间逐渐 增加，最后趋于一定值；pH在降水初期较大，然后下降，中后 期变化缓慢，稍有上升，终止期又逐渐低下或升高；整个降雨 期间变化不大。
3. 降水组成与降雨量的关系 一般来说，降水量大，降水中各组分浓度低；降水量小 各组分浓度高。主要与雨滴粒径有关。降水量小，小雨滴多 小雨滴在大气中停留时间长，冲刷吸附的污染物较多，大雨 滴停留时间短，冲刷掉的污染物较少。
四、云内和云下清除过程的比较
云内和云下清除是污染物降水清除的两个组成部分，关于 他们对降水组成的相对贡献，不同研究者在不同地点、不同 时间，用不同方法得到了不同结论。雨除和冲刷过程受大气 污染程度和许多环境参数的影响。
第四节 酸雨生成机理
气相反应和液相反应
一、SO2和NOx的气相氧化反应
SO2去除效率，夏季：0.7%/h；冬季：0.12%/h NOx去除效率，夏季：34%/h；冬季：18%/h 有机酸反应来源：碳氢化合物转化而来
1977年，欧洲经济共同体启动了“欧洲大气污染物长距离输 送的监测和评价合作项目” （EMEP ），保存了降水化 学最完整、详细的记录 1978年美国建立“国家大气沉降计划”（NADP），现已发 展为三个附属网络：National Trends Network（NTN）； Mercury Deposition Network （MDN）；Atmospheric Integrated Research Monitoring Network （AIRMoN）
酸沉降名词解释
酸沉降名词解释
酸沉降是指大气中的酸物质溶解在水蒸气或雨水中，并通过雨滴和水蒸气降落到地面的现象。
这些酸性化合物可以对环境和生态系统造成损害。
酸沉降通常由大气中的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）与水蒸气反应形成硫酸和硝酸，然后降落到地面上，影响土壤、水体和植被等。
例如，酸性降雨是一种酸沉降的表现，它对湖泊和河流中的生物和生态系统造成直接的危害。
酸性雨是指排放到大气中的酸性物质与水蒸气结合形成的降雨。
酸性雨的pH值通常低于正常降雨的pH值（约为5.6），对环境和生物产生负面影响。
酸性雨主要由工业污染和交通尾气排放的二氧化硫和氮氧化物引起，这些气体在大气中与水蒸气和氧气反应形成硫酸和硝酸。
世界各地的许多湖泊和森林受到酸性雨的侵蚀，生物多样性受到严重威胁。
酸渣沉降剂配方
酸渣沉降剂配方1.引言1.1 概述本文将介绍酸渣沉降剂配方的相关内容。
酸渣是指在工业生产过程中产生的含酸废渣，这些废渣中通常含有大量的酸性物质，对环境产生了一定的污染和危害。
为了解决这个问题，科学家和工程师们研发出了酸渣沉降剂，其主要作用是将酸渣中的有害物质进行沉降处理，以减少酸渣的环境危害。
本文将首先介绍酸渣沉降剂的定义和作用。
酸渣沉降剂是一种特殊的化学物质，能够与酸性物质相互作用，并产生一种沉降效应。
通过添加适量的酸渣沉降剂到酸渣中，可以使酸性物质发生化学反应，从而形成不溶性或较低溶解度的沉淀物质，使其沉积下来，达到净化酸渣的目的。
接下来，本文将详细介绍酸渣沉降剂的原理和机制。
酸渣沉降剂的主要原理是通过酸碱中和反应来实现酸渣的中和和沉降。
通常情况下，酸渣中的酸性物质可以与酸渣沉降剂中的碱性物质反应，生成盐类或水等物质，从而改变酸渣的酸碱性质，使其从溶态转变为沉淀状态。
同时，酸渣沉降剂还可通过其他化学反应或物理吸附等方式，促使酸渣中的有害物质沉降下来。
综上所述，酸渣沉降剂在酸渣处理过程中起到了至关重要的作用。
它可以有效减少酸渣的环境污染和危害，提高工业生产过程中的环境可持续性。
在酸渣沉降剂配方的优化方法中，需要考虑酸渣的酸性程度、沉降剂的性质和使用方法等因素，并通过不断的实验和研究来对配方进行改进和优化，以提高酸渣沉降剂的效果和效率。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要按照以下结构展开：1. 引言：介绍酸渣沉降剂配方的背景和重要性。
2. 正文：详细讨论酸渣沉降剂的定义、作用、原理和机制。
- 2.1 酸渣沉降剂的定义和作用：介绍酸渣沉降剂的定义，并说明其在工业生产中的作用。
- 2.2 酸渣沉降剂的原理和机制：深入探讨酸渣沉降剂的原理和作用机制，解释其如何促使酸渣沉降。
3. 结论：总结酸渣沉降剂配方的重要性和优化方法。
- 3.1 酸渣沉降剂配方的重要性：强调酸渣沉降剂配方对于高效酸渣沉降的重要性，并指出其在工业应用中的潜在价值。
酸渣沉降剂配方解析与专业应用指南
酸渣沉降剂配方解析与专业应用指南引言：酸渣沉降剂，作为一种常用的水处理剂，具有去除水体中重金属离子和浮游颗粒的能力。
在实际应用中，正确的配方和使用方法对于效果的达到起着关键作用。
本文将从酸渣沉降剂的配方原理、具体配方方式和应用指南等方面展开细致解答，为广大读者提供专业的参考资料。
一、酸渣沉降剂配方原理1. 酸渣沉降剂的基本组成酸渣沉降剂主要由铁盐或铝盐、聚合物或胶体等多种化学物质组成。
其中，铁盐或铝盐主要用于形成浑浊的氧化沉淀体，而聚合物或胶体则具有增加悬浮固体粒径和生成絮凝体能力。
2. 配方原理（1）选择合适的铁盐或铝盐：一般选择铁盐的溶解度较高，如硫酸亚铁、硫酸铁或氯化亚铁等。
也可以选择铝盐，如硫酸铝或氯化铝等。
（2）确定辅助配方物质：聚合物或胶体等辅助配方物质的选择要考虑其增加絮凝体生成的能力和稳定性等因素。
（3）确定适宜的配方比例：根据水质特性、废水处理要求和具体应用情况，确定合适的配方比例。
二、酸渣沉降剂具体配方方式1. 铁盐（或铝盐）的选择与用量：（1）选择合适的铁盐（或铝盐），一般以它们的溶解度和经济性为考虑因素。
（2）按照一定的用量比例加入水中，用量一般为每立方米水体添加30~50g的铁盐或铝盐。
2. 辅助配方物质的选择与用量：（1）聚合物或胶体的选择：根据实际需要，选择适宜的聚合物或胶体，如聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯亚胺（EPAM）等。
（2）加入水中的用量：根据废水水质、水体特性和具体处理要求，适量添加聚合物或胶体，一般为每立方米水体添加0.1~0.2g的聚合物或胶体。
三、酸渣沉降剂应用指南1. 预处理与投加方式：（1）首先，应对废水进行初步处理，去除水体中较大颗粒和悬浮物，以提高后续酸渣沉降剂的效果。
（2）将酸渣沉降剂加入水中进行均匀搅拌，以便各组分充分混合均匀。
2. 混凝反应与沉淀过程：（1）在酸渣沉降剂投加后，经过一定的混凝反应时间，絮凝团可以形成并逐渐增大。
（2）沉降过程中，颗粒逐渐下沉，沉淀剂也随之消耗。
第4章 酸沉降化学
酸沉降化学主要研究在沉降过程中与酸有关 的各种化学问题，包括：
各种酸碱性气体和颗粒物污染物的来源和 形成机制
降水的酸化过程 干沉降的机制 沉降通量的测定和酸沉降污染的控制等。
4.1大气中重要酸碱性气体的来源
NO3 + NO2 → N2O5
(4 −10)
N2O5 + H2O → 2HNO3 (4 −11)
大气中的NOx在夜间大部分通过上述反应转 化成为HNO3，少量NOx可通过以下反应生 PANs：
RC(O)OO + NO2 → RC(O)OONO2 (4 −12) PANs
4．2．3硝酸的清除
SO2的天然源主要是大气中H2S气体等的氧化 转化。这些低价态硫主要来自自然界有机物
的腐化和微生物对硫酸盐的还原。火山活动
是SO2直接排入平流层的一个途径，使平流层 气溶胶显著增加，通过物理阻挡太阳辐射使
全球气温明显下降。此外，平流层中的含硫
化合物也参加其他化学过程，造成不同的环
境影响。大气中SO2的寿命主要由与OH基的反 应决定，同时干沉降也是SO2从大气中清除的 一个有效途径。
NO2 + O3 → NO3 + O2 (4 − 4)
NO3自由基可参加一系列反应，主要通过与 NOx的反应被破坏。
NO3 + NO2 → NO + NO2 + O2 (4 − 5)
NO3 + NO → 2NO2
(4 − 6)
与OH基类似，NO3自由基可加成到烯烃的双 键上。
NO3 + CnH2n → CnH2n NO3 (4 − 7)
我国重庆地区的酸沉降(共19张PPT)
瑞典： 挪威南部：
4.25(20世纪70年代)； 4.57；
原西德绍因斯兰： 美国东北部：
4.20(1979年)； 4.0左右(80年代初)，最低达3.35；
美国纽约：
3.90(1979年)；
日本东京： 日本横滨市：
4.40(1975~1979年)； 3.30~4.50(1975~1979年)。
资料2：重庆大气干沉降
从大尺度空间看，我国地面年均风场显示自西北部来的气流 到达东部后转而向南，又回到四川盆地和重庆，500m高度的风 场大体与地面相似。长江以南地区的大气酸性物质不仅不易向外输 出，而且外部的酸性物质可能向内输入。
贵州、广西、湖南、四川盆地、重庆、江西南部、湖北西部风 力弱的地区，尤其是四川盆地和重庆，素有“死水区”之称。
酸沉降习称酸雨、一般指的各种形式的降水。
因酸雨致死的树木
在中国，20世纪80年代初，酸雨主要发生在以重庆、 贵阳为代表的西南地区。到90年代中期，酸雨迅速发展
到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区，形成
华中、西南、华东、华南4大酸雨区，年均降水的区
域面积达全国面积的40%左右，成为继北欧、北美之 后的世界第三大酸雨区。
资料3：重庆大面积森林衰亡及其原因
重庆市南山1800hm2马尾松人工林普遍生长不良，
虫害频繁发生，1982年发现明显死亡现象。受害面 瑞典：
4.
整个重庆市周围地区的酸性降水则可能来源于市区污染物的小尺度输送。
保养间隔为气候、土壤特征等十分相近的南京市的1/3~1/2。
表1-2 重庆市多年降水检测结果
资料2：重庆酸沉降污染与能源结构
重庆是我国的特大老工业基地，长期以来一直以本 地高硫煤(91%已上含硫量为3~5%)为主要能源。煤炭 消费排放的SO2占总SO2排放量的98%。
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第九章酸沉降化学本节内容要点：酸雨、酸雨研究概况、我国酸雨概况、降水的化学组成和性质、酸雨的形成、酸雨的危害、酸雨研究及污染控制中有关问题等。
酸沉降化学的研究开始于酸雨。
50年代欧洲发现了降水酸性逐渐增强的趋势，酸雨问题受到普遍重视。
由于酸雨的危害较大，形成过程复杂，影响面广、持久，还可以远距离输送，酸雨问题受到了全世界的关注。
各国相继大力开展酸雨的研究，纷纷建立酸雨的监测网站，制订长期研究计划，开展国际间合作。
近几年在酸雨研究中发现酸的干沉降不能低估，引起的环境效应往往是干、湿沉降综合的结果。
因此，过去被大量引用的"酸雨"的提法已逐渐被"酸沉降"所取代。
酸沉降是指大气中的酸性物质通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表(湿沉降)，或酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表(干沉降)的过程。
酸沉降化学就是研究在干、湿沉降过程中与酸有关的各种化学问题，包括降水的化学组成、酸的来源、形成过程和机理、存在形式、化学转化及降水组成的变化与趋势等。
因酸的干沉降研究工作起步较晚，故有关这方面的资料较少。
本节将着重介绍酸的湿沉降化学，主要内容包括酸雨的研究概况、形成机理及危害等。
一、酸雨的研究概况pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水称为酸雨。
最早引起注意的是酸性降雨，所以习惯上统称为酸雨。
酸雨是降水水质变化的主要表现形式之一，已成为大气污染的重要特征，是当代全球性的环境问题之一。
有关酸雨的研究及防治日益受到各国的重视。
现代酸雨的研究是从早期的降水化学发展而来的。
早在1761～1767年，Marggraf就进行了雨雪的降水化学测定。
1872年英国化学家R.A.Smith在其《空气和雨：化学气象学的开端》一书中首先使用了"酸雨"这一术语，指出降水的化学性质受燃煤和有机物分解等因素的影响，同时也指出酸雨对植物和材料是有害的。
本世纪以来，全世界酸雨污染范围日益扩大，由北欧扩展到中欧，又由中欧扩展到东欧，几乎整个欧洲地区都在降酸雨。
在美国东部和加拿大南部酸雨也已成为棘手的问题。
在北美地区，降水pH值只有3～4的酸雨已司空见惯。
美国的15个州降雨的pH平均值在4.8以下。
西费吉尼亚甚至下降到1.5，这是最严重的记录。
在加拿大，酸雨的危害面积已达120～150万km2。
酸雨也席卷了亚洲大陆。
1971年日本就有酸雨的报道，该年9月，东京的一场小雨，有十几个行人感到眼睛刺痛。
1983年日本环境厅组织酸雨委员会进行降水化学组成的监测和湖泊水质调查。
几年的调查结果初步表明，pH的年平均值处于4.3～5.6之间。
我国对酸雨的研究始于70年代末期。
当时在北京、上海、南京、重庆和贵阳等城市开展了局部研究，发现这些地区在不同程度上存在着酸雨问题，西南地区则很严重。
1982～1984年我国开展了酸雨的调查，为了弄清降水酸度及化学组成的时空分布情况，1985～1986年在全国范围内布设了189个监测站，523个降水采样点，对降水数据进行了全面系统的分析。
结果表明，降水年平均pH小于5.6的地区主要分在秦岭淮河以南，在此以北仅有个别地区；降水年平均pH小于5.0的地区主要在西南、华东及东南沿海一带。
即我国酸雨由北向南逐渐加重，长江以南酸雨已是比较普遍的问题。
酸雨情况最严重的西南地区，如重庆、贵阳两市的雨水酸度的月平均值几乎全在pH5以下。
我国酸雨的主要致酸物质是硫酸盐，降水中SO42-的含量普遍都很高。
我国2002年酸雨区域分布和不同降水酸度城市百分比分别见图9-1和图9-2。
图9-1 我国2002年酸雨区域分布图图9-2 我国2001和2002年不同降水酸度城市百分比二、降水的化学性质●降水的化学组成降水的化学组成通常包括以下几类：(1)大气固定气体成分：O2、N2、CO2、H2及惰性气体。
(2)无机物：土壤矿物离子Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+和硅酸盐等；海洋盐类离子Na+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-及少量K+、Mg2+、Ca2+、I-和PO43-；大气转化产物SO42-、NO3-、Cl-和H+；人为排放As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Mo、Ni、V、Zn、Ag 和Sn。
(3)有机物：有机酸(以甲酸、乙酸为主，曾测出C1～C30酸)、醛类(甲醛、乙醛等)、烯烃、芳烃和烷烃。
目前，世界各地的降水中均已发现有机酸的存在。
虽然通常认为降水酸度主要来自于硫酸和硝酸等强酸，但多年来实测结果表明有机弱酸（甲酸和乙酸等）也对降水酸度有贡献。
在美国城市地区，有机酸对降水自由酸度的贡献率为16%～35%；而在偏远地区，它们可能成为降水的主要致酸成分，对酸度的贡献有时可高达60%以上。
(4)光化学反应产物：H2O2、O3和PAN等。
(5)不溶物：雨水中的不溶物来自土壤粒子和燃料燃烧排放尘粒中的不溶物部分，其含量可达1～3 mg/L。
在降水组成中，人们比较关心的是阴离子SO42-、NO3-、Cl-和阳离子NH4+、Ca2+和H+，因为这些离子积极参与了地表土壤的平衡，对陆地和水生生态系统有很大的影响。
降水的化学组成受许多因素影响，不仅有地域变化，降水与降水之间的变化，而且在同一次降水中，其组成浓度还随时间变化。
这些变化与云的结构、云中雨除与云下冲刷效率的时空差别有关外，还与酸雨前体物的排放有关。
通常大气降水的化学组成具有以下特点：首先，降水中离子成分有较明显的地理分布规律。
近海地区的降水中通常含有较多的Na+、Cl-和SO42-；而在远离海洋的森林草原地区，降水中含HCO3-、SO42-、Ca2+和有机成分；在工业区和城市，降水中则含SO42-、NO3-和NH4+较多。
其次，降水组成与降水持续时间有关。
如Cl-，一般前10～15分钟收集的雨水中Cl-含量较以后的雨水高；其他离子成分也有类似的规律。
第三，降水组成与降水量有关。
一般说来，降水量大，降水中各组分浓度低，反之亦然；这与雨滴粒径分布及在大气中的停留时间有关。
第四，降水的化学组成与天气类型有关。
不同季节酸雨前体的排放源和排放量有较大差别，天气条件各异，大气扩散条件也不相同。
一般认为夏季的阵雨比冬季的峰面暴雨能更有效地清除大气中的硫酸和硫酸盐，降水pH的最低值出现在与冷峰空气团有关的阵雨和雷阵雨中。
●降水的pH及酸雨的定义（1）天然降水pH值通过对降水的多年观察，近年来已经对pH 5.6能否作为酸性降水的界限以及判别人为污染的界限提出了异议。
唐孝炎等在《大气环境化学》总结其主要论点如下：(1)高清洁大气中，除CO2外还存在着各种酸、碱性气态和气溶胶物质，它们通过成云过程和降水冲刷过程进入雨水，降水酸度是其中各种酸、碱性物质综合作用的结果，其pH不一定正好是5.6。
(2)作为对降水pH值有决定影响的强酸，尤其是硫酸和硝酸，并不都来自人为源。
如火山爆发排放的SO2和海盐中的SO42-等都对雨水有贡献。
(3)降水pH＞5.6的地区并不都意味着没有人为污染，有的地区空气中酸性物质污染严重，但碱性尘粒或其他碱性物质如NH3含量高，降水冲刷的结果使pH值大于5.6。
这涉及到降水的离子平衡。
(4)H+浓度不是一个守恒量，它不能表示降水受污染的程度。
同一酸度的降水，其中的SO42-、NO3-等含量可以相差很大。
在偏远地区，降水pH低不一定表示污染严重；城市附近的降水，有时pH并不低，降水实际上已受到了污染。
降水pH 与其中酸、碱离子的平衡有关。
综上所述，pH 5.6不是一个判别降水是否受到酸化和人为污染的合理界限，于是提出了降水pH的背景值和降水污染与否的判别标准问题，这方面已做了不少研究。
由于世界各地区自然条件不同，如地质、气象、水文等的差异，会造成各地区降水pH的不同。
世界某些地区降水pH的背景值为4.79～5.00，均小于或等于5.0(见表9-1)，因而认为将 5.0作为酸雨pH的界限更符合实际情况。
表9-1 世界某些降水背景点的pH值有人认为pH大于5.6的降水也未必没有受到酸性物质的人为干扰，因为即使有人为干扰，如果不是很强烈，由于雨水有足够的缓冲容量，不会使雨水呈酸性；而pH在5.0～5.6之间的雨水有可能受到人为活动的影响，但没有超过天然本底硫的影响范围，或者说人为影响即使存在，也不超出天然缓冲作用的调节能力，因为雨水与天然硫平衡时的pH即为5.0。
如果雨水pH小于5.0，可以确信人为影响是存在的。
所以提出以5.0作为酸雨pH值的界限更为确切。
由于实际的大气是一个非常复杂的体系，所以降水的酸性是进入水中的各种物质综合作用的结果，降水的酸性决定于其中酸、碱性离子浓度的对比。
许多事实说明随着矿物燃料消费的逐年增加，SO2、NOx排放量亦有所增加，致使大气酸化加剧。
一些背景采样点连续观测的结果表明，降水pH值有逐年下降的趋势。
例如日本岩手县绫里1976年到1992年的降水pH值从5.20降至4.85。
这说明全球大气气氛正在逐渐变化，这无疑与全球酸性污染物排放量逐年增加以及气溶胶酸化缓冲能力下降密切相关。
大气中的CO2浓度也以每年2 mL /m3的速度增加，目前已近360 mL/m3。
因此，全球降水酸度背景值不是稳定不变的，从这个意义上说，将背景值下降到某一定值没有多大的实际意义。
所以，现在一般仍以pH 5.60作为酸性降水的判断标准。
（2）降水中的离子平衡国内外的测定结果都表明，降水中的主要离子有以下几种：阴离子SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-；阳离子H+、NH4+、Ca2+、K+、Mg2+、Na+。
由于雨水呈电中性，因而其中的阴阳离子应基本平衡。
当代表酸性物质的阴离子总量大于代表碱性物质的阳离子总量时，降水的H+含量增高，pH值降低，形成酸雨。
大气中SO2和NO x的浓度高时，降水中SO42-和NO3-的浓度也高，使降水酸化。
但由于中和作用，代表碱性成分的阳离子含量也较高时，很可能不表现为酸雨，甚至可能呈碱性降水。
相反，即使大气中SO2和NO x浓度不高，但碱性物质相对更少，则降水仍然有较高的酸度。
我国北方气候干燥，土壤多属碱性，这些碱性土壤粒子易被风刮到大气中，对雨水中的酸起中和作用；南方气候湿润，土壤呈酸性，因而大气中缺少碱性粒子，对酸的中和能力较低，这是我国的酸性降水区域主要集中在南方的重要原因之一。
表9-2列出了重庆、北京、瑞典、美国降水中酸碱成分及降水酸度。
可以看出，重庆雨水中酸性物质的含量比北京少，但碱性物质的含量比北京相对更少，所以重庆降水的pH较北京低。
比较瑞典和美国的降水成分，可以得到同样的结果。
故降水的pH值和SO42-浓度之间没有良好的相关性。
表9-2 雨水酸度与酸碱成分（μg/mL）值得指出的是，我国酸雨的形成与SO2的浓度及转化条件有关。