硫酸雨是如何形成的?
硫酸雨为酸性沉降中的湿沉降指的是所有气状污染物或粒状污染物,含有硫酸,随着雨 、 雪 、 雾或雹等降水形态而落到地面者,对地面造成危害的一种灾害。
酸雨是指PH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。中国的酸雨主要因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨。
此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。我国一些地区已经成为酸雨多发区,酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。
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。
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。
所谓硫酸雨,是由于空气污染造成的,工业生产中的燃料等含有硫经燃烧后生成SO2排放在空气中,大量含有SO2等酸性物的气体和空气混合吸收形成雨滴,它具有腐蚀性,腐蚀程度要看酸性物的在雨水中的含量,低的腐蚀性还不是很明显,高的会让植物死亡,建筑物变色,汽车的表面如果受到强酸雨的腐蚀会让表面漆失去光泽、变色。一般我们接触到的酸雨硫化物含量不是很高,打伞会好一点,不会对伞形成大的腐蚀,只是时间长了会影响伞的使用寿命。但是学术上好象没硫酸雨这么一说,准确的说应该叫酸雨,酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。O2有强氧化性,SO2与O2结合生成SO3,SO3再与空气中的H2O反应生成H2SO3,H2SO4 。
随着工业化和能源消费增多,酸性排放物也日益增多,它们进入空气中,经过一系列作用就形成了酸雨。
人们对酸性排放物已经有了控制,但仍然还有酸雨现象。大气尘埃可能是造成酸雨问题的另一原因。
酸性排放物
自由大气里由于存在0.1~10μm范围的凝结核而造成了水蒸汽的凝结,然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴。在云内,云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并,同时吸收大气中气体污染物,在云滴内部发生化学反应,这个过程叫做污染物的云内清除或雨除。在雨滴下降过程中,雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶,雨滴内部也会发生化学反应,这个过程叫污染物的云下清除或冲刷。这些过程也就是降水对大气中气态物质的颗粒物质的清除过程,酸化就是在这些过程中形成的。
大气尘埃
最近的发现表明,酸雨是比原来的想象要复杂得多的一种现象。研究得到的结果表明了大气中存在着的碱化合物出乎意料地起着关键性作用。碱通过中和酸性污染物而对酸雨的作用进行抵消。我们发现,人们把全部注意力都集中到大气中的酸性物质,掩盖了碱排放也已经有所下降这一事实。看来有许多因素正在减少大气中这些碱的含量,从而加剧了酸雨对生态的影响。具有讽喻意味的是,在这些因素中有几个正是各国政府为改善空气质量而采取的措施。
大气中的大多数碱都能在称为大气尘埃的空中粒子中找到。这些尘埃粒子富含碳酸钙和碳酸镁等矿物质,这些矿物质溶于水中就起碱的作用。大气尘埃粒子由多种来源共同形成。燃料的燃烧,以及水泥生产、采矿和金属冶炼等工业活动,都会产生含碱的粒子。建筑工地、农场和在未经铺砌的道路上车辆行驶也会造成尘埃粒子。
酸雨的形成原因:
1、硫氧化物的来源。有自然和人为两个来源,自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半。天然排放源有四类:
(1)海洋雾沫,它们会夹带一些硫酸到空中;
(2)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SOx;
(3)火山爆发,也将喷出可观量的SOx气体;
(4)雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然SOx 排放源,因为树木也含有微量硫。
浙江省衢州市常山县某地地下蕴藏含高硫量的石煤, 开采价值不大, 但原因不明地在地下自燃数年, 通过洞穴和岩缝, 每年逸出大量SOx 。既是自燃, 也归属于天然排放源。
安徽省铜陵市铜山铜矿的矿石为富硫的硫化铜矿石, 其含硫量平均为20% , 最高为41.3% , 世间罕见。高硫矿石遇空气可自燃。即: 2 CuS + 3 O2 = 2 CuO + 2 SO2,,因此在开采过程中, 能自燃, 形成火灾, 并释放出大量热的SOx ,腐蚀性极大, 污染周边环境。
人为排放的硫大部分来自贮存在煤炭、石油、天然气等化石燃料中的硫,在燃烧时以二氧化硫形态释放出来,其他一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。随着化石燃料消费量的不断增长,全世界人为排放的二氧化硫在不断增加其排放源主要分布在北半球,产生了全部人为排放的二氧化硫的90%。
百万年前的雨让物种灭绝,也许英国伦敦的老年人深有体会!
一,任何物种都难以抵抗的硫酸雨
在百万年前,地球上的生物都惨遭自然灾害的侵袭,地面上所有生物几乎灭绝。这场浩劫被称为生物大灭绝。原因众说纷纭,但也有强有力的观点获得许多科学家的赞同。这场灭绝可能是由小行星撞击地球引起的一系列衍生灾害导致的,硫酸雨便是其中之一!硫酸雨所到之处可谓是生灵涂炭,从花花草草,再到陆地霸王,都难以逃脱硫酸雨的侵害,雨水挥发形成的有毒有害气体会灼伤动物的呼吸系统,雨水会侵蚀动植物的皮肤。
二,小行星引起的硫酸雨
小行星撞击地球后,巨大的冲击会像核武器一样造成上百公里的损坏。
而强烈的冲击会使得地壳发生运动,以后一系列的连锁反应后,地壳会破裂,导致地底的岩浆喷涌而出,火山也会开始喷发,附和着小行星撞击带来的尘土,地壳运动迸发的浓烟混合在一起。接下来就是长时间不见天日的烟尘笼罩。其中夹杂的硫化物会和雨水结合,由此带来的便是红色的硫酸雨降临大地。
三,关于英国伦敦的题外话
这种酸雨的感觉,年迈的英国伦敦人可能感同身受,因为英国伦敦以前便是以雾都文明世界。
工业化给英国带来社会发展的同时,也给英国的环境带来了恶劣的影响,在1953年空气清净法案生效前,由于长时间的工业影响和战争带来的地理植被破坏。短短几年间便有4000人死于硫酸雨带来的疾病这也是第一次人类开始真正重视环境保护的重要性,值得一提的是北京近几年来的环境治理颇有成效,现在的北京已经很少会出现雾霾的天气了。也许这些事例也在警示我们,环境保护和社会发展一道并行才是人类现代文明的未来吧。
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