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酸雨的形成、危害及防治对策

时间:2012-03-04作者:刘 彬来源:中国论文库
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  摘 要:我国酸雨正呈蔓延之势,酸雨区面积占国土面积的30%,已成为继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。酸雨的防治,一靠完善的环境

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  摘 要:我国酸雨正呈蔓延之势,酸雨区面积占国土面积的30%,已成为继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。酸雨的防治,一靠完善的环境法规和执法力度;二靠先进的技术和设备。本文介绍了酸雨的成因、危害及酸雨治理的措施。

  关键词:酸雨; 形成; 危害; 防治对策

  当前人类面临十大环境问题:水危机、土地荒漠化、臭氧层遭破坏、温室效应、酸雨肆虐、水土流失、森林锐减、物种灭绝、有毒化学品污染,其中酸雨肆虐是跨越国界的全球性灾害,素有“空中死神”之称。我国近二十年来,经济快速发展,能源和原材料消耗也不断增长,二氧化硫造成的大气污染也不断加剧。

  我国酸雨还呈蔓延之势,酸雨区面积已占国土面积的30%,已成为继欧洲,北美之后世界第三大重酸雨区。酸雨控制和二氧化硫造成的污染控制,已成为我国污染防治工作的一项重要内容。

  1 酸雨的成因、组成及分布

  1.1 酸雨为何界定为pH<5.6

  “酸雨”一词最早是由英国化学家史密斯于1872年提出,他在《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首次提出“酸雨”这一术语。

  现在“酸雨”通常是指pH<5.6的降水,这里的降水包括雨、雪、霜、雾、露等各种降水。

  在天然条件下,可溶于水且含量比较大的酸性气体是CO2。若只将CO2作为影响天然降水pH的因素,根据CO2的全球平衡大气浓度330ml/m3与纯水的平衡由给定温度下k1,k2,kH值计算得到pH=5.6。若大气受到酸性物质的污染,降水的pH值就会进一步降低,因此一般将pH<5.6的降水称酸雨。

  1.2 酸雨的化学组成

  酸雨中含有多种无机酸和有机酸,其中绝大部分是硫酸和硝酸。多数情况下,以硫酸为主,从污染源排放出来的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物,其形成过程为:大气中的SO2和NO经氧化后溶于水形成硫酸,硝酸和亚硝酸,是造成降水pH值降低的主要原因。除此之外,大气中还有许多气态或固态物质对降水的pH值也会有影响。石灰中的氧化钙,土壤中的碳酸钙,天然和人为来源的NH3以及其他碱性物质都可使降水中的酸中和,对酸性降水起缓冲作用。

  酸雨中关键性离子组分是SO2-4、Ca2+和NH+4。作为酸指标是SO2-4,其来源主要是燃烧排放的SO2。作为碱指标的是Ca2+和NH+4离子,既有人为来源,也有天然来源,一般天然来源是主要的,这也可以在一定程度上解释酸雨区域分布的原因。

  1.3 影响酸雨分布的因素

  降水酸度的时空分布与大气中SO2和降水中SO2-4浓度的时空分布存在一定的相关性。这就是说,某地SO2污染严重,降水中SO2-4浓度就高,降水的pH就低。大气中的NH3对酸雨形成是非常重要的。NH3是大气中唯一常见气态碱,由于它易溶于水,能与酸性气溶胶或与雨中的酸起作用,从而降低雨水的酸度。酸雨还与大气中颗粒物的性质有关,颗粒物所含的金属可催化SO2氧化成硫酸。碱性颗粒物可对酸起中和作用。若气象条件和地形有利于污染物的扩散,则大气中污染物的浓度减低酸雨就减弱,反之则加重。

  1.4 酸雨的分布

  目前全球已形成三大酸雨区:一个是以德、法、英等国为中心,波及大半欧洲的北欧酸雨区,一个是包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这二个酸雨区的总面积大约1000多万平方公里,降水的pH值小于5,有的甚至小于4。由于二氧化硫和氮氧化物的排放量的渐渐增多,中国已成为世界第三大酸雨区。

  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、浙江、江苏及沿海的福建、广东等省、市部分地区,面积高达200多万平方公里。我国酸雨区面积扩大之快,降水酸化率之高,在世界上也是罕见的。值得注意的是以往很少见到酸雨沉降的北方地区,如侯马、丹东、图们等地最近几年也出现了酸雨。

  2 酸雨的危害

  2.1 对水生环境的危害

  酸雨的沉降可造成水质酸化。水质酸化造成鱼类和其他水生物群落的丧失,会改变营养物和有毒物的循环。使有毒金属溶于水体中,并进入食物链,使物种减少和生产力下降。有资料表明,水体pH值降到5以下时鱼类繁殖和发育会受到严重影响。我国重庆南山等地因水体酸化造成大量鱼类的死亡。

  2.2 对陆地生态系统的危害

  重点体现在对土壤和植物的危害。对土壤的危害,包括www.lwkoo.com抑制有机物的分解和氮的固定。淋浇土壤中钙镁钾等营养元素,造成土壤贫瘠化。对植物酸雨将损害新生的芽叶影响其生长发育,导致生态环境的退化。据资料记载,欧洲每年有6500万公顷森林受酸雨危害。在意大利有9000公顷森林因酸雨而死亡。我国重庆南山地区1800公顷松林因酸雨而死亡过半。

  2.3 对建筑物材料和市政设施的危害

  酸雨能侵蚀建筑材料,金属结构,油漆等。特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品,耐酸性差,容易受到酸雨的腐蚀和变色。美国一年因酸雨而造成建筑物和材料的损失就高达20亿美元。

  2.4 对人体的危害

  酸雨对人体的危害,一是通过食物链,使汞、铅等重金属进入人体,诱发癌症和老年痴呆症。二是酸雾侵入肺部,诱发肺水肿或导致死亡。三是长期生活在含酸沉降物的环境中,诱使产生过多的氧化酶,导致动脉硬化,心肌梗塞等疾病概率增多。

  3 酸雨的防治对策

  3.1 完善环境法规、加强环保执法

  针对酸雨恶化的趋势,早在1990年12月,国务院环委会第19次会议上通过了《关于控制酸雨发展的意见》的决议。提出在酸雨监测、酸雨科研攻关、二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污费四个方面开展工作的建议。1992年经过国务院批准在部分省市进行征收工业燃放二氧化硫排污费试点工作。在我国的工业污染物排放标准中,也逐步制定了二氧化硫排放限值。对推动酸雨的污染治理起了积极的作用,为了进一步遏制酸雨和SO2污染的发展,1995年8月全国人大常委会通过了新修订的《大气污染防治法》,专门在全国范围内制定酸雨控制区和二氧化硫污染控制区(简称“二控区”)。1996年全国人大批准的《国民经济和社会发展九五计划和2010远景目标纲要》以及《国务院关于环境保护的若干问题的决定》都明确提出了二控区对酸雨和SO2污染重点治理。只要我们各级环保部门加强环保执法,执好法、用好法,使法律发挥充分的作用,就可将环境保护的国策真正落到实处。

  3.2 优化能源质量、调整能源结构

  我国酸雨属于硫酸型酸雨,抑制大气二氧化硫污染,是防治酸雨的根本措施。我国二氧化硫排放量约有90%来自煤炭消费,目前受到治理技术和经济能力的限制,我国还不能在全部燃煤设施上进行烟气脱硫。因此要限制高硫煤的生产和使用,要大力推行煤炭的洗选。调整能源结构,发展燃油、燃气、水电等清洁能源,逐步减少燃煤用量。

  3.3 抓好工业二氧化硫的排放治理

  酸雨控制区二氧化硫排放负荷按行业统计主要集中在电力、冶金、化工建材等行业。

  在众多行业中,电力行业的二氧化硫排放负荷最大。1995年底其SO2排放量占全国的总排放量35%;2000年底其SO2排放量占全国总排放量50%左右,预计到2010年将占60%以上。因此尽快制订电力行业的SO2排放总量控制计划,在二控区与大中城市禁止新建火电厂。化工、冶金等行业应着眼生产的全过程控制,推行清洁生产,对工艺落后有SO2排放的“十五小”企业坚决关、停、并、转,要防止死灰复燃。

  3.4 加快开发二氧化硫治理技术和设备

  为实现酸雨和二氧化硫污染控制目标,要加快国产脱硫技术的研究、开发、推广、应用,加快有关示范工程的建设。要加快对国外成熟的先进治理技术、设备的引进和消化吸收工作,尽快实现国产化。在项目和资金的安排上,重点向二控区倾斜。

  4 结束语

  在我国的大气污染中,酸雨和浮尘是最主要的污染。近年来由于二氧化硫和氮氧化物的排放量的渐渐增多,酸雨的问题越来越突出。但自1999年1月二控区划分并开始进行污染防治以来,二控区内二氧化碳的排放量减少320万吨,酸雨恶化的趋势初步得到了控制。

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