酸沉降
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。
酸沉降化学
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。
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)
第5章 酸沉降化学
3. 从阴阳离子浓度的变化综合判断雨水酸化的原因 降水酸化一方面可以归因于酸性物质增加，另一方面， 如果大气中碱性物质减少了，同样可以导致降水酸化。
综合来看：为了确定降水的质量以及判断是否为酸性物质 污 染，必须具体分析降水的总组成、阴阳离子的平衡以及当地 土壤和天然源排放对降水pH值得影响，以及阴阳离子之间 的 各种关系
五、雾、露、霜的化学组成
雾、露、霜都是水蒸气在近地层大气中凝结核和凝华 的结果。 雾滴（10~50μm)远小于雨滴，雾中的酸是雨水中酸 的10~50倍：1.近地面与高浓度环境污染物接触；2.粒径小 雾滴很快饱和，液相反应时间长，速率快，二次离子生成浓 度较高；3.雾滴小，表面积大，提高了气体和离子的扩散速 率；4. 降水通常伴随新鲜空气团对流，使经历环境逐渐清洁 雾滴环境始终如一。 露和霜的研究很少，只在个别观测中有对其pH值得报 道。
2.
3.
三、降水化学组成的时空变化
1. 降水中化学成分及含量具有明显的地理规律 近海：钠离子、氯离子和硫酸根离子较高 森林草原地区：碳酸氢根、硫酸根、钙离子和有机成分 荒漠干燥草原：碳酸根、氯离子、硫酸根离子、钠离子 工业和城区：硫酸根、硝酸根和氨
离子浓度背景点 最低，西方国家 相对较低，我国 降水中离子浓度 很高。
第一节 酸雨研究的历程
1872年，英国化学家Smith在其编著的《空气和降雨： 大 气气象学的开端》一书中最早提出“酸雨”这一术语。 1850年，英国罗萨娒丹建立第一个降水监测网。 1947年，瑞典土壤学家H.Egner创建了斯堪的纳维亚降 水监测网，首次国际协作。
1972年，斯德哥尔摩召开联合国人类环境会议，酸雨作 为一种国际性环境问题正式提上日程。
2. 气溶胶云下清除 雨滴对气溶胶粒子的捕获取决于捕获系数的大小，主要 有布朗运动、惯性碰撞、拦截三种作用。
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。
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。
3.酸沉降及其控制
此标准, 我国酸雨控制地区的面积约为80万平方公里, 占国土面积8.40%。它主要包括上海市, 重庆市和浙 江, 安徽, 福建, 江西,湖北, 湖南, 广东, 广西, 四川, 贵 州, 云南等省的部分城市地区。 何谓我国二氧化硫控制区?
何谓我国“双控区”? 我国是个法制国家, 污染控制不能只靠舆论, 必
须有法可依。1995年8月, 全国人大常委会通过了 新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》, 其 中明确规定要在全国划定酸雨控制区和二氧化硫 污染控制区, 以求在双控区内强化对酸雨和二氧化 硫的污染控制。一方面, 这代表政府对酸雨控制的 重视, 要付诸于行动；另一方面, 这也表达了控制 酸雨的战略: 不能胡子眉毛一把抓, 要抓住重点, 抓 住关键, 加大投入, 解决问题。 何谓我国酸雨控制区?
我国城市, 特别是工业城市, SO2 排放量较大, 该城市地面测得的SO2 浓度也较高, 例如我国有24所 城市SO2 年均浓度超过了0.100 毫克/ 立方米, 其中有 10座城市在长江以南, 这些市皆处于酸雨区中; 但是 长江以南广大农村地区, SO2 年均浓度约为0.010 毫 克/ 立方米, 甚至低于此值, 也属于酸雨区。这是因为 我们测得的SO2 浓度是地面浓度; 而决定酸雨的是高 空雨云酸化的程度, 并且这种酸化了的雨云可以长距 离传输; 决不能因为农村没有酸物质排放而忽视了酸 雨存在与危害。由于乡村面积远远大于城市面积, 因 此城市的干沉降大于湿沉降; 乡村湿沉降大于
动力煤加大洗洗
火电厂改造：火力发电和工业锅炉是排放酸性物质到大气中, 形成酸雨的 主要罪魁祸首。通过使用低硫优质煤, 使用天然气和燃料油代替煤, 可 在一定程度上减少酸性物质的排放。此外应用型煤、湿法脱硫除尘、 炉内喷钙固硫、电厂锅炉排烟脱硫和流化床除尘脱硫等新环保技术可 有效减少酸性物质向大气排放。
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
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
酸沉降
大气中的氨：氨是大气 中唯一的常见气态碱， 由于易溶于水，能与酸 性气溶胶或雨水中的酸 起中和作用。
颗粒物
酸度及其缓冲能力：一方 面，颗粒物所含金属可催 化SO2 氧化成 H2SO4；另 一方面，对酸起中和作用
天气形势
的影响：利于污染物扩 散的气象条件下不易形 成酸雨。
25.7
11.8 140.9 175.2
22.6
9.6 42.31 59.2
16.7
4.78
18.33 4.74 0.16 0.55 6.80 6.26
136.6 50.32 157.4 141.1 92 158.9 29.2 183.1 125.6 143.5
注：本表摘自唐孝炎，1990。
我国部分地区降水酸度和主要离子含量(μmol/L)
实际情况。
3、降水的化学组成
O2、N2、CO2、 H2及惰性气体 有机酸、醛类、烷 烃、烯烃和芳烃
土壤衍生矿物离子 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-；气体转化产物SO42-、NO3-、 NH4+、Cl- 和 H+；人为排放源 As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、 Mn、Mo、Ni、V、Zn、Ag、Sn、Hg。 O3、PAN等 来自于土壤粒 子和燃料燃烧 排放尘粒
3、降水的化学组成
B、降水中的离子成分： SO42-、NO3-、Cl- 和 NH4+、Ca2+、H+。 C、有机酸：甲酸和乙酸等对降水酸度也有贡献 D、金属元素
酸雨形成的原因是什么酸雨形成过程危害防治措施
酸雨形成的原因是什么酸雨形成过程危害防治措施酸雨正式的名称是为酸性沉降.是指pH值小于5.6的雨、雪、雾、雹等大气降水。
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，后者是指在不降雨的日子，从空中降下来的灰尘所带的一些酸性物质。
下面是店铺整理的酸雨形成的原因及形成过程，危害，防治措施，欢迎阅读。
酸雨形成的原因是什么酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。
酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。
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”，即水气凝结在硫酸根、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。
我国的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨的形成过程1.由污染源排放的气态SO2、NOX经气相反应生成H2SO4、HNO3或硫酸盐、硝酸盐气溶胶;2.云形成时，SO4和NO3的气溶胶粒子以凝结核的形式进入降水;3.云滴吸收了SO2、NOX气体，在水相氧化形成SO4和NO3;4.云滴成为雨滴，降落时吸收了含有SO4和NO3的气溶胶;5.雨滴下降时吸收SO2、NOX，再在水相中转化成SO4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，在国外酸雨中硫酸和硝酸之比约为2∶1，而我国降水中硫酸和硝酸之比约10:1。
这说明，我国的酸雨主要是大气中的二氧化硫造成的。
这与两区能源结构的差别有关：美国加强风能、太阳能、风能等可再生资源的利用，同时减少煤、石油、天然气的使用，使其大气中含硫的氧化物较少;然而中国的在风能、太阳能、风能等可再生资源的利用上普遍较低，仍然以煤、石油、天然气为主要能源，使我国大气中含硫的氧化物较多。
酸性降水的标准
制作人：王敏源 陈磊 演讲人：王敏源
酸性降水正式的名称是为酸沉降， 它可分为“湿沉降”与“干沉降” 两大类，前者指的是所有酸性气 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，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。 这里主要讨论湿沉降过程。
酸雨污染的态势
KH--------CO2水合平衡常数，即henry常数； K1、K2--------分别为二元酸CO2·H2O的一级和二级 电离常数，
它们的表达式为： KH =[CO2·H2O]/pCO2 K1= [H+ ][HCO3-]/ [CO2·H2O] K2= [H+ ][CO32-]/ [HCO3-] 各K1[CO2·H2O]/ [H+ ] =K1KHpCO2/ [H+ ] [CO32-]=K2 [HCO3-]/ [H+ ] =K1K2KHpCO2/ [H+ ]2
• 我国降水年平均pH小于5.6的地区主要分布 在秦岭淮河以南，秦岭淮河以北仅有个别 地区。降水年平均pH小于5.0的地区主要在 西南、华南以及东南沿海一带。我国酸雨 中主要致酸物是硫化物，江水中SO4-的含 量普遍很高。
降水的pH
未被污染的大气中，可溶于水且含量比较 高的酸性气体是CO2。如果只把CO2作为影 响天然降水pH的因素，根据CO2的全球大 气体积分数330×10-6与纯水的平衡： CO2（g）+H2O CO2·H2O；KH CO2·H2O H++HCO3-；K1 HCO3H++CO32-；K2
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。下表中列出世界某些地 区降水pH的背景值，从表中发现降水pH均小于或等于5.0。 因而认为把5.0作为酸雨pH的界限更符合实际情况。
酸沉降(2008年3月,王振山)
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。
环境监测：酸沉降监测知识点
《环境监测》电子教材酸沉降监测基本技术要求一酸沉降的形成和危害∙1酸沉降形成机理∙ 2 酸雨的危害◊ 破坏水环境◊ 破坏土壤环境◊ 危害植物◊ 腐蚀建筑物◊ 危害人体健康二酸沉降监测网点的布置∙1、酸雨普查监测的目的∙准确及时地了解我国的酸雨污染现状和发展趋势，确定我国酸雨污染的主要污染组分和特征，为控制酸雨污染提供依据。
∙ 2 监测点设置原则2采样器放置点的选择及采样口离支撑面的高度湿沉降采样器的设置应保证采集到无偏向性的试样，应设置在离开树林、土丘及其它障碍物足够远的地方。
宜设置在开阔、平坦、多草、周围１００ｍ内没有树木的地方。
也可将采样器安放在楼顶上，但周围２ｍ范围内不应有障碍物，具体的安放标准如下：（１）采样器与其上方的电线、电缆线等之间的距离应保证不影响试样的采集。
（２）较大障碍物与采样器之间的水平距离应至少为障碍物高度的两倍，即从采样点仰望障碍物顶端，其仰角不大于３０° 。
（３）若有多个采样器，采样器之间的水平距离应大于２ｍ。
（４）采样器应避免局地污染源的影响，如废物处置地、焚烧炉、停车场、农产品的室外储存场、室内供热系统等，距这些污染源的距离应大于１００ｍ。
（５）采样器周围基础面要坚固，或有草覆盖，避免大风扬尘给采样带来影响。
（６）干湿接样器应处于平行于主导风向的位置，干罐处于下风向，使湿罐不受干罐的影响。
（７）采样器应固定在支撑面上，使接样器的开口边缘处于水平，离支撑面的高度大于１.２ｍ，以避免雨大时泥水溅入试样中。
三酸沉降采样和测定方法1酸沉降采样仪器自动采样器湿沉降自动采样器的基本组成是接雨（雪）器、防尘盖、雨传感器、样品容器等。
防尘盖用于盖住接雨器，下雨（雪）时自动打开。
自动采样器应满足以下条件：（１）采样器的外观设计合理，下雨时落在防尘盖或仪器其它部位上的雨滴不会溅入接雨器内。
（２）传感器最低能感应到的降雨（雪）强度为０.０５ｍｍ／ｈ或不小于０.５ｍｍ直径的雨滴。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
火山活动也是主要的天然硫排放源，据估计，内陆火山爆发散发到大气中的硫约为3000千吨/年，生物源排放主要来自有机物腐败、细菌分解有机物的过程，以排放H 2S 、DMS 、COS 为主，它们可以氧化为SO 2、NO x 而进入大气。
全球天然源硫排放估计为5000千吨/年，全球天然源氮的排放量，由于闪电造成的NO x 很难测定而较难估计准确。
人为源
大气中大部分硫和氮的化合物是由人为活动产生的，而化石燃料造成的SO2与NOx排放，是产生酸雨的根本原因。
这已从欧洲、北美历年排放SO2和NOx的递增量与出现酸雨的频率及降水酸度上升趋势得到证明。
由于燃烧化石燃料及施放农田化肥，全球每年约有0.7~0.8亿吨氮进入自然界，同时向大气排放约1亿吨硫。
这些污染物主要来自占全球面积不到5%的工业化地区－欧洲、北美东部、日本及中国部分区域。
上述区域人为排硫量超过天然排放量的5~12倍。
近一个多世纪以来，全球SO2排放一直在上升，然而近年来上升趋势有所减缓，主要是因为减少了对化石燃料的依赖，更广泛地采用了低硫燃料，及安装污染控制装置（如烟气脱硫装置）。
酸雨的形成
人为源和天然源排放的硫化合物和氮化合物进入大气后，要经历扩散、转化、输运以及被雨水吸收、冲刷、清除等过程。
气态的NO x、SO2在大气中可以催化氧化或光化学氧化成不易挥发的硝酸和硫酸，并溶于云滴或雨滴而成为降水成分。
它们的转化速率受 气温、辐射、相对湿度以及大气成分等因素的影响。
SO2 NO x O3
H2SO4
HNO3
2H++SO4-2
H++NO3-
NH3+H+=NH4+
湿沉降
H+,NH4+,NO3-,SO4-2干沉降
排放源氧化
天然氨
气体，颗粒物，气溶胶溶解性酸
2017年我国降水pH 年均值等值线分布示意图
酸沉降以不同方式危害着水生生态系统、陆生生态系统、材料和人体健康。
对水生生态系统的影响
酸雨会使湖泊变成酸性，水生生物死亡。
研究表明，酸雨危害水生生态系统，一方面是通过湖水pH 值降低导致鱼类死亡，另一方面是由于酸雨浸渍了土壤，侵蚀了矿物，使铝元素和重金属元素沿着基岩裂缝流入附近水体，影响水生生物生长或使其死亡。
当水中铝含量达到0.2mm/L 时，就会杀死鱼类。
同时，对浮游植物和其它水生植物起营养作用的磷酸盐，由于附着在铝上，难于被生物吸收，其营养价值就会降低，并使赖以生存的水生生物的初级生产力降低。
在酸性水域，鱼体内汞浓度很高。
若这些含有高水平汞的水生生物进入人体，势必会对人类健康带来潜在的有害影响。
对陆生生态系统的影响
近年来，人们普遍将大面积的森林死亡归因于酸雨的危害。
根据欧美科学工作者对森林死亡原因的分析，认为它是：
① 各种污染物和酸雨共同作用的结果；
② 早期干旱所造成的影响；
③ 其它原因的影响。
对陆生生态系统的影响
酸雨对森林的危害可分为四个阶段。
第一阶段，酸雨
增加了硫和氮，使树木生长呈现受益倾向。
第二阶段，
长年酸雨使土壤中和能力下降，以及K 、Ca 、Mg 、Al
等元素淋溶，使土壤贫瘠。
第三阶段，土壤中的铝和
重金属被活化，对树木生长生成毒害抑制树木生长。
而且酸性条件有利于病虫害的扩散，危害树木。
第四
阶段，如树木遇到持续干旱等诱发因素，土壤酸化程
度加剧，就会引起根系严重枯萎，致使树木死亡。
对各种材料的影响
酸雨加速了许多用于建筑结构、桥梁、水坝、工业装备、供水管网、地下贮罐、水轮发电机、动力和通讯电缆等材料的腐蚀。
酸雨能严重损害古迹。
我国故宫的汉白玉雕刻、雅典巴特农神殿和罗马的图拉真凯旋柱，都正在受到酸性沉积物的侵蚀。
对人体健康的影响
酸雨对人体健康产生间接的影响。
酸雨使地面水变成酸性，地下水中金属量也增高，饮用这种水或食用酸性河水中的鱼类会对人体健康产生危害。
据报道，很多国家由于酸雨的影响，地下水中铝、铜、锌、镉的浓度已上升到正常值的10~100倍。
1.使用低硫燃料和改进燃烧装置
减少SO2污染最简单的方法是改用含硫低的燃料。
改进燃烧方式也可以达到控制SO2和NO x排放的目的。
2.烟道气脱硫脱氮
这是一种燃烧后的过程。
在烟道气排出烟囱前，喷以石灰或石灰石，其中的碳酸钙与SO2反应，生成CaSO3，然后由空气氧化为CaSO 4，可作为路基填充物或制造建筑板材或水泥。
3. 控制汽车尾气排放
一般柴油车用的燃料含硫量达0.4%，为工厂所用燃料含硫量的3倍。
另外，汽车尾气中含有氮氧化物，可以通过改良发动机和使用催化剂，控制氮氧化物排放量。
一是降低煤炭中的含硫量，二是减少SO 2的排放。
进行烟气脱硫和煤洗选。
在生产和生活用煤中，要尽量采用热电联产，集中供热，实行燃煤气化和成型化，在有条件的工厂，应装有消除烟尘和脱硫设备。
4. 我国针对出现的酸雨问题，采取了以下对策
思考？
u酸沉降涉及到硫酸与硝酸的问题。
我国已经采取很大力度解决这一问题，进展很大。
但是局部地区的问题还存在。
请分析治理进展取得的因素与效果 以及局部存在的问题？。