酸雨、臭氧层空洞、全球变暖

酸雨、臭氧层空洞、全球变暖

酸雨

一、酸雨的成因

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”，即水汽凝结在硫酸根、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。由于我国多燃煤，所以的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃、石油的国家下硝酸雨。

酸雨多成于化石燃料的燃烧：

⑴S→H2SO4 S+O2（点燃）→SO2

SO2+H2O→H2SO3（亚硫酸）

2H2SO3+O2→2H2SO4（硫酸）

（也可以被认为是SO2先被氧化为SO3，SO3再与水反应生成H2SO4）

总的化学反应方程式：

S+O2（点燃）＝SO2,2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4

⑵氮的氧化物溶于水形成酸：

a. NO→HNO3（硝酸）

2NO+O2＝2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO

总的化学反应方程式：

4NO+2H2O+3O2＝4HNO3

b. NO2→HNO3

总的化学反应方程式：

4NO2+2H2O+O2→4HNO3

（*注：元素后的数字为脚标，化学式前的数为化学计量数。）

二、酸雨的危害

硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质，供植物吸收。如酸度过高，pH 值降到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。

酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显，而且被大力宣传，但受威胁的地区还包括加拿大，也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方，偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点，但现在已认识到，对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。

受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩(酸性)地层上的

湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。

在美国东北部地区，减少污染物的主要考虑对象是那些燃烧高含硫量的煤发电厂。能防止污染物排放的化学洗气器是可能的补救办法之一。化学洗气器是一种用来处理废气、或溶解、或沉淀、或消除污染物的设备。催化剂能使固定源和移动源的氮氧化物排放量减少，又是化学在改善空气质量方面能起作用的另一个实例。

酸雨的损益值计

分析及计算公式

D=DH+DA+DF+DB+DC+DT

其中，

D——大气污染引起的总损失

DH——大气污染引起的人体健康损失

DA——大气污染引起的农业损失

DF——大气污染引起的林业损失

DB——大气污染引起的建筑材料损失

DC——大气污染增加的清洗费用

DT——酸雾影响能见度的交通损失

1.大气污染对人体损失的估算

DH=DHM+DMT+DHD

其中，

DHM——呼吸系统疾病医疗费用损失

DMT——呼吸系统疾病的误工损失

DHD——肺癌患者提前死亡引起的生产损失

2.大气污染对林业损失的估算

DA=DAV+DAG

其中，

DAV——大气污染引起的蔬菜减产的损失

DAG——大气污染引起的粮食减产的损失

3.大气污染对林业的损失估算

DF=DFW+DFE

其中

DFW——森林减产的木材经济损失

DFE——森林生态效益危害（非林产品）的经济损失

4.大气污染对建筑材料的损失估算

DB=DBS+DBP

其中

DBS——镀锌钢破坏的经济损失

DBP——油漆破坏的经济损失

5.大气污染增加的清洗费用估算

DC=DCH+DCR

其中

DCH——家庭清洗费用

DCR——城市房屋外观清洗费用

6.能见度降低对交通运输损失的估算

DT=DTH+DTW

其中

DTH——酸雾对陆路运输造成的经济损失

DTW——酸雾对水上运输造成的经济损失

三、酸雨的防治

控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：

1.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40％一60％的无机硫。

2.优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。

3.改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。

4.对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85％-90％的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25％之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。

5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高.