酸雨是又一个环境污染的重要问题 。在正常情况下,从海洋、湖泊蒸发的水蒸气冷凝形成雨滴时,从大气中溶解了CO2 , 使雨(或雪)呈弱酸性,PH可达5.6.近几十年来,人们发现在世界范围内许多工业地区附近降水的酸度增加,有的地方PH达到了3—3.5 。环境化学家们将PH小于5.6的降水称为酸雨 。20世纪80年代,我国的酸雨主要分布在西南地区,集中在重庆、贵阳和柳州等地 。酸雨面积达170万平方公里 。90年代中期已扩展到长江以南,青藏高原以东及四川盆地的广大地区,酸雨面积扩大了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成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区降水PH小于4 , 酸雨频率高达90% 。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的主要酸雨地区 。值得注意的是,华北的京津,东北的丹东、图们等地区也频繁出现酸性降水 。年降水PH低于5.6的区域面积已达全国面积的30%左右 。
酸雨严重侵蚀建筑物和雕塑,损害植物和森林 , 杀死鱼类和海洋生物,给工农业生产造成巨大损失,破坏了生态平衡 。
酸雨的主要起因是工业和汽车污染 。特别是来自火力发电厂和冶金工厂的污染 。发电厂中燃烧含硫的煤(有的煤含硫量高达1%—5%)和含硫的重油,能生成二氧化硫 。日常生活中的燃煤也能产生二氧化硫 。另外许多金属以硫化物形式存在于自然界 。当从这些矿物中提取金属时,往往要经过焙烧过程 , 将硫化物转化为氧化物 。例如:
虽然冶炼厂已将这些SO2回收用来制取硫酸 。但是,含有一定量SO2的冶炼废气总会逸散到大气中 。据报道,20世纪80年代我国SO2排放量为1800万吨,90年代为2700万吨 。
空气中的SO2有可能被进一步氧化 。如对流层中臭氧与二氧化硫反应:
【酸雨是怎么形成的,如何防治】
然后在发生下列反应:
SO4是反应的中间产物 。
空气中存在的灰尘或某些固体颗粒也能作为非均相催化剂,加速SO2的氧化反应:
SO2 , SO3以及汽车废气中NOX(最终转化为NO2)是酸性氧化物,它们本身与石灰石就能直接反应,时期腐蚀 。更为严重的是,它们溶于水以后 , 成为相应的酸 。如H2SO3,H2SO4和HNO3等 , 以致产生更大的危害 。
防治酸雨最根本的方法是控制SO2和NOX在大气中的排放量 。目前采用的方法主要有:
(1)燃料脱硫:煤中脱硫尚无很好的方法,利用细菌脱硫正在研究之中 。重油脱硫已取得较大进展 , 即在催化剂作用下,加氢脱硫,使重油中的硫形成H2S析出 。
(2)烟气脱硫:如使生石灰(CaO)与烟气中二氧化硫反应生成相应的盐 。
(3)改变能源结构,使用清洁能源 , 充分利用太阳能,以及核能等 。
(4)采用高新技术,变废物为可利用资源 。例如,用电子束照射将火力发电厂废气的硫氧化物和氮化物转化为化肥 。