酸性降水

酸性降水是指通過降水,如雨、霧、冰雹等將大氣中的酸性物質遷移到地面的過程。最常見的就是酸雨。這種降水過程稱為濕沉降。與其相對應的還有乾沉降,這裡是指大氣中的酸性物質在氣流的作用下直接遷移到地面的過程。這兩種過程共同成為酸沉降。

基本介紹

  • 中文名:酸性降水
  • 外文名:acid precipitation 
  • 釋義:降水將大氣中酸性物質遷移地面
  • 過程:霧、雨、冰雹等
  • 最常見:酸雨
  • 危害:土壤酸化、建築腐蝕等
簡介,成因,分布,危害,防治措施,

簡介

酸性降水acidic precipitation是指通過降水(或雨、雪、雰等)將大氣中的酸性物質遷移到地面的過程。酸雨是最常見的一種酸性降水。通常將未受污染的大氣水pH的背景值5.6作為判斷酸雨的界限,如降雨的pH值小於5.6則稱為酸雨。進人大氣中的二氧化硫及二氧化氫經氧化後溶於水形成硫酸、硝酸或亞硝酸,這是造成降水pH值降低的主要原因。

成因

酸雨形成的化學反應過程:
(1) 酸雨多成於化石燃料的燃燒:
酸雨的工業排放源
含有硫的煤燃燒生成二氧化硫
S+O2=點燃=SO2
二氧化硫和水作用生成亞硫酸
SO2+H2O=H2SO3
亞硫酸在空氣中可氧化成硫酸
2H2SO3+O2→2H2SO4
(2)氮氧化物溶於水形成酸:雷雨閃電時,大氣中常有少量的二氧化氮產生。
閃電時氮氣與氧氣化合生成一氧化氮
酸雨
N2+O2=放電=2NO
一氧化氮結構上不穩定,空氣中氧化成二氧化氮
2NO+O2=2NO2
二氧化氮和水作用生成硝酸
3NO2+H2O=2HNO3+NO
(3)酸雨與大理石反應:
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
(4)此外還有其他酸性氣體溶於水導致酸雨,例如氟化氫氟氣氯氣,硫化氫等其他酸性氣體

分布

某地收集到酸雨樣品,還不能算是酸雨區,因為一年可有數十場雨,某場雨可能是酸雨,某場雨可能不是酸雨,所以要看年均值。目前我國定義酸雨區的科學標準尚在討論之中,但一般認為:年均降水pH高於5.65, 酸雨率是0-20%,為非酸雨區;pH在5.30--5.60之間, 酸雨率是10--40% ,為輕酸雨區;pH在5.00--5.30之間, 酸雨率是30-60%,為中度酸雨區;pH在4.70--5.00之間,酸雨率是50-80%,為較重酸雨區;pH小於4.70, 酸雨率是70-100%,為重酸雨區。這就是所謂的五級標準。其實,北京、拉薩、西寧、蘭州和烏魯木齊等市也收集到幾場酸雨,但年均pH和酸雨率都在非酸雨區標準內,故為非酸雨區。
我國酸雨主要是硫酸型,我國三大酸雨區分別為:
1.西南酸雨區:是僅次於華中酸雨區的降水污染嚴重區域。
2.華中酸雨區:目前它已成為全國酸雨污染範圍最大,中心強度最高的酸雨污染區。
3.華東沿海酸雨區:它的污染強度低於華中、西南酸雨區。
全球三大酸雨區是:西歐、北美、東南亞。

危害

酸雨可導致土壤酸化
土壤中含有大量鋁的氫氧化物,土壤酸化後,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子,形成植物可吸收的形態鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁,會中毒,甚至死亡。
酸雨尚能加速土壤礦物質營養元素的流失;在酸雨的作用下,土壤中的營養元素鉀、鈉、鈣、鎂會流失出來,並隨著雨水被淋溶掉。所以長期的酸雨會使土壤中大量的營養元素被淋失,造成土壤中營養元素的嚴重不足,從而使土壤變得貧瘠。改變土壤結構,導致土壤貧瘠化,影響植物正常發育。此外,酸雨能使土壤中的鋁從穩定態中釋放出來,使活性鋁的增加而有機絡合態鋁減少。土壤中活性鋁的增加能嚴重地抑制林木的生長;
酸雨還能誘發植物病蟲害,使農作物大幅度減產,特別是小麥,在酸雨影響下,可減產 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,導致蛋白質含量和產量下降。
酸雨對森林的影響在很大程度上是通過對土壤的物理化學性質的惡化作用造成的。
酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖,降低酶活性,土壤中的固氮菌、細菌和放線菌均會明顯受到酸雨的抑制。
酸雨能使非金屬建築材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解,出現空洞和裂縫,導致強度降低,從而損壞建築物。建築材料變髒, 變黑, 影響城市市容質量和城市景觀, 被人們稱之為 “黑殼”效應。
酸雨在我國已呈燎原之勢,覆蓋面積已占國土面積的 30% 以上。 酸雨危害是多方面的,包括對人體健康、生態系統和建築設施都有直接和潛在的危害。酸雨可使兒童免疫功能下降,慢性咽炎、支氣管哮喘發病率增加,同時可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
十多年來,由於二氧化硫和氮氧化物的排放量日漸增多,酸雨的問題越來越突出。中國已是僅次於歐洲和北美的第三大酸雨區。 我國酸雨主要分布地區是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、湖北、江西,以及沿海的福建、廣東等省。在華北,很少觀測到酸雨沉降,其原因可能是北方的降水量少,空氣濕度低,土壤酸度低。

防治措施

1.開發新能源,如氫能,太陽能,水能,潮汐能,地熱能等。
2.使用燃煤脫硫技術,減少二氧化硫排放。
3.工業生產排放氣體處理後再排放。
4.少開車,多乘坐公共運輸工具出行。
5.使用天然氣等較清潔能源,少用煤

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