酸雨的特点,危害及其防治

酸雨

王汉徽（弘深机械）

摘要：当今世界酸雨严重危害着我们的家园，中国是酸雨比较严重的国家。本文主要介绍了一些中国的酸雨概况和结合中国实际情况应该采取的治理酸雨的方法。

关键词：酸雨，腐蚀，脱硫

1）酸雨简介

酸雨正式的名称是为酸性沉降，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、雾或冰雹等降水形态而落到地面者；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。酸雨（acid rain）是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨水被大气中存在的酸性气体污染。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

2）酸雨的形成

（1）天然排放源。1.海洋：海洋雾沫，它们会夹带一些硫酸到空中。2.生物：土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫。3.火山爆发：喷出可观量的二氧化硫气体。4.森林火灾：雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫。5.闪电：高空雨云闪电，有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮N2+O2=2NO，2NO+O2=2NO2放电氮氧化合物即为一氧化氮和二氧化氮之和，与空气中的水蒸气反应生成硝酸

3NO2+H2O=2HNO3+NO。6.细菌分解：既使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和氮气等气体。（2）人工排放源。煤、石油和天然气等化石燃料燃烧,无论是煤，或石油,或天然气都是在地下埋藏若干亿年，由古代的动植物化石转化而来,故称做化石燃料。科学家粗略估计，1990年我国化石燃料约消耗近700百万吨;仅占世界消耗总量的12%,人均相比并不惊人;但是我国近几十年来，化石燃料消耗的增加速度实在太快，1950年至1990年的四十年间,增加了30倍，不能不引起足够重视。煤中含有硫，燃烧过程中生成大量二氧化硫，此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮，继而转化为二氧化氮，造成酸雨。

3）酸雨的危害

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。硫和氮是植物生长不可或缺的营养元素，弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动、植物吸收。但如果酸度过高，例如pH 值降到5以下，就可能使生态系统遭受损害。在土壤盐基饱和度低的地区或土层薄的岩石地区，酸性雨水降落地面后得不到中和，就会使土壤、湖泊、河流酸化。当湖水或河水的pH值降到5以下时，流域内的土壤和水体底泥中的金属(例如铝)就会被溶解进入水中，毒害鱼类，使其繁殖和发育受到严重影响。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化，耐酸的藻类、真菌增多，而有根植物、细菌和无脊椎动物减少，有机物的分解率降低。因此，酸化的湖泊、河流中鱼类减少。酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。众所周知，大理石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），

因而极易被酸腐蚀。世界上的一些知名建筑都在遭受着酸雨的侵蚀。例如，有两座高157米尖塔的著名德国科隆大教堂，石壁表面已腐蚀得凹凸不平，“酸筋”累累，通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近15年间甚至腐蚀掉了10个厘米。已经进入《世界遗产名录》的著名印度泰姬陵，由于大气污染和酸雨的腐蚀，大理石失去光泽，乳白色逐渐泛黄，有的变成了锈色。中国北京国子监街孔庙内的“进士题名碑林”(共198块)距今已有700年历史，上面共镑刻了元、明、清三代51624名中第进士的姓名、籍贯和名次，是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料，已被列为国家级文物重点保护单位。近年来，许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象，具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。

4)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。

5)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，目前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。目前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。