酸雨形成原因?

General 更新 2024-05-17

酸雨的形成

酸雨中酸度主要是硫酸和硝酸造成的.酸雨的形成是一種複雜的大氣化學和大氣屋裡過程,一般認為,酸雨是由於排放的S02等酸性氣體進入大氣後,造成局部地區中的SO2富集,在水凝過程中溶解於水形成亞硫酸[SO2+H2O=H2SO3],然後經某些汙染物的催化作用及氧化劑的氧化作用生成硫酸[2H2SO3+O2=2H2SO4],隨雨水降下形成酸雨.

就我國情況而言, 首先, 總體來看SO2 的排放量比NOx 為大, 但是個別的南方省市, 如廣東, 福建等省, SO2 的排放量比NOx 為小; 其次, 就發展而言, 汽車數量增加較快, 而NOx 排放量主要取決於汽車的排放, 因此, 在未來的若干年內, NOx 的排放量可能超過SOx ; 最後, SO2 進入大氣後, 通過光化學反應, 變為硫酸根,這需要一段時間, 可能經過長距離大氣傳輸; 但是NO進入大氣後, 很快與氧氣化合, 生成NO2 [2NO+O2=2NO2], 繼而變為硝酸根[3NO2+H2O=2HNO3+NO], 需要時間較短, 遇雨被局地衝刷降落地面.綜合來看, 目前SO2 對酸雨貢獻為大, 將來NOx 的貢獻可能要超過SO2 .

酸雨的成因

酸雨的成因

降水的酸度來源於大氣降水對大氣中的二氧化碳和其他酸性物質的吸收。前面已經說過,二氧化碳引起的酸性是正常的。形成降水的不正常酸性的物質主要是:含硫化合物,含氮化合物,HCl和氯化物等等。通常形成酸雨的物質是二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOX),它們造成的酸雨佔酸雨中總酸量的絕大部分。

目前大氣中的硫和氮的化合物大部分是人類活動造成的,其中燃燒化石燃料(石油、天然氣、煤炭)產生的二氧化硫和氮氧化物是造成酸雨的主要原因。近一個世紀以來,人類社會的二氧化硫排放量一直在上升,礌其是二次世界大戰後上升得更快,從1950年到1990年全球的二氧化硫排放量增加了約1倍,目前已超過1.5億噸/年。全球氮氧化物的排放量也接近1億噸/ 年。在各國中,美國的二氧化硫年排放量和氮氧化物排放量都是最多的,中國在二氧化硫排放上次之。近年來世界的二氧化硫排放量上升趨緩,原因是各國大氣汙染防治法的嚴格,促使大氣汙染控制技術越來越多的採用(如熱電廠的煙氣脫硫和除塵裝置)。

中國是燃煤大國,煤炭在能源消耗中佔了70%,因而我國的大氣汙染主要是燃煤造成的。我國生產的煤炭,平均含硫份約為1.1%。由於一直未加以嚴格控制,致使我國在工業化水平還不算高的現在就形成了嚴重的大氣汙染狀況。目前我國二氧化硫排放量已達1800多萬噸。二氧化硫排放引起的酸雨汙染不斷擴大,已從80年代初期的西南局部地區擴展到長江以南大部分城市和鄉村,並向北方發展。

酸雨形成的主要原因是?

1.酸性汙染物的排放及轉換條件

一般說來,亥地SO2汙染越嚴重,降水中硫酸根離子濃度就越高,導致PH值越低。

2. 大氣中的氨

大氣中的氨(NH3)對酸雨形成是非常重要的。氨是大氣中唯一溶於水後顯鹼性的氣體。由於它的水溶性,能與酸性氣溶膠或雨水中的酸反應,起中和作用而降低酸度。大氣中氨的來源主要是有機物的分解和農田施用的氮肥的揮發。土壤的氨的揮發量隨著土壤PH值的上升而增大。京津地區土壤PH值為7~8以上,而重慶、貴陽地區則一般為5~6,這是大氣氨水平北高南低的重要原因之一。土壤偏酸性的地方,風沙揚塵的緩衝能力低。這兩個因素合在一起,至少在目前可以解釋我國酸雨多發生在南方的分佈狀況。

3. 顆粒物酸度及其緩衝能力

大氣中的汙染物除酸性氣體SO2和NO2外,還有一個重要成員——顆粒物。顆粒物的來源很複雜。主要有煤塵和風沙揚塵。後者在北方約佔一半,在南方約佔三分之一。顆粒物對酸雨的形成有兩方面的作用,一是所含的催化金屬促使SO2氧化成酸;二是對酸起中和作用。但如果顆粒物本身是酸性的,就不能起中和作用,而且還會成為酸的來源之一。目前我國大氣顆粒物濃度水平普遍很高,為國外的幾倍到十幾倍,在酸雨研究中自然是不能忽視的。

5.天氣形勢的影響

如果氣象條件和地形有利於汙染物的擴散,則大氣中汙染物濃度降低,酸雨就減弱,反之則加重(如逆溫現象)。 酸雨多成於化石燃料的燃燒:

⑴S→H2SO4 S+O2(點燃)→SO2

SO2+H2O→H2SO3(亞硫酸)

2H2SO3+O2→2H2SO4(硫酸)

(也可以被認為是SO2先被氧化為SO3,SO3再與水反應生成H2SO4)

總的化學反應方程式:

S+O2(點燃)=SO2,2SO2+2H2O+O2=2H2SO4

⑵氮的氧化物溶於水形成酸:

a.NO→HNO3(硝酸)

2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO

總的化學反應方程式:

4NO+2H2O+3O2=4HNO3

b.NO2→HNO3

總的化學反應方程式:

4NO2+2H2O+O2→4HNO3

(*注:元素後的數字為腳標,化學式前的數為化學計量數。)

造成酸雨的主要原因?

主要原因是二氧化硫(SO2),氮的氧化物(如一氧化氮(NO),二氧化氮(NO2),三氧化二氮(N2O3),四氧化二氮(N2O4))等氣體的排放,在大氣中會轉化為2SO2+O2=SO3(塵埃做催化劑)

SO3+H2O=H2SO4(硫酸) 2NO+O2=2NO2(常溫常壓下即可)3NO2+H2O=2HNO3(硝酸)+NO

酸雨就這樣形成了,不過注意的是,當雨水的PH值小於5.6才能算酸雨,因為大氣中的二氧化碳和水可以反應CO2+H2O=H2CO3生成碳酸。

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