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酸雨
酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶
解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人
为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。
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,还有少量灰尘。
酸雨是工业高度发展而出现的副产物,由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料,燃烧后
产生的硫氧化物或氮氧化物,在大气中经过复杂的化学反应,形成硫酸或硝酸气溶胶,或为云、
雨、雪、雾捕捉吸收,降到地面成为酸雨。如果形成酸性物质时没有云雨,则酸性物质会以重力
沉降等形式逐渐降落在地面上,这叫做干性沉降,以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物
在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释,因此它们
的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕,因此酸雨区高山上森林受害最重,常成片
死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分,约占总酸量的90%以上,我国酸雨中硫酸和硝酸的比例
约为10∶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=高温高压=2NO
2NO+O2==2NO2
氮氧化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。
6.细菌分解:即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。
酸雨形成的化学反应过程:
(1)酸雨多成于化石燃料的燃烧:
含有硫的煤燃烧生成二氧化硫
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S+O2=点燃=SO2
二氧化硫和水作用生成亚硫酸
SO2+H2O=H2SO3
亚硫酸在空气中可氧化成硫酸
2H2SO3+O2→2H2SO4
(2)氮氧化物溶于水形成酸:雷雨闪电时,大气中常有少量的二氧化氮产生。
闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮
N2+O2=放电=2NO
一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮
2NO+O2=2NO2
二氧化氮和水作用生成硝酸
3NO2+H2O=2HNO3+NO
(3)酸雨与大理石反应:
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
(4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨,例如氟化氢,氟气,氯气,硫化氢等其他酸性气体。
酸类型
酸雨中的阴离子主要是硝酸根和硫酸根离子,根据两者在酸雨样品中的浓度可以判定降水的主
要影响因素是二氧化硫还是氮氧化物。二氧化硫主要是来自于矿物燃料(如煤)的燃烧,氮氧化
物主要是来自于汽车尾气等污染源。相关的文献中,通过硫酸根和硝酸根离子的浓度比值将酸雨
的类型分为三类,如下:
(1)硫酸型或燃煤型:硫酸根/硝酸根>3
(2)混合型:0.5<硫酸根/硝酸根<=3
(3)硝酸型或燃油型:硫酸根/硝酸根<=0.5。
防治
1.开发新能源,如氢能,太阳能,水能,潮汐能,地热能等。
2.使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫排放。
3.工业生产排放气体处理后再排放。
4.少开车,多乘坐公共交通工具出行。
5.使用天然气等较清洁能源,少用煤。
我国酸雨主要是硫酸型,我国三大酸雨区分别为:
1.西南酸雨区:是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
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2.华中酸雨区:目前它已成为全国酸雨污染范围最大,中心强度最高的酸雨污染区。
3.华东沿海酸雨区:它的污染强度低于华中、西南酸雨区。
本文发布于:2022-11-14 13:46:25,感谢您对本站的认可!
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