酸雨的成分及形成过程是怎么样的?
酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,多数情况下以硫酸为主。美国测定的酸雨成分中,硫酸占60%,硝酸占32%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的,二氧化硫和氮氧化物可以是当地排放的,也可以是从远处迁移来的。
现代工农业和交通排放大量的、种类繁多的污染物到空气中,其中,煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的二氧化硫,通过气相或液相氧化反应生成硫酸。高温燃烧生成一氧化氮,排入大气后大部分转化成为二氧化氮,遇水生成硝酸和亚硝酸。
由于人类活动和自然过程,还有许多气态或固体物质进入大气,对酸雨的形成也会产生影响。大气颗粒物中的铁、铜、镁、钒是成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使二氧化硫氧化的氧化剂,飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙、天然和人为来源的氨气以及其他碱性物质可与酸反应而使酸中和。
酸雨中含有一定浓度的盐类,来自于降水过程中被冲刷的正漂浮在大气中的酸碱物质比例。此种盐类的成分与该地区的排放源性质有关,有点像反映地区排放特点的“指纹”,被称作降水化学。我国南方降水化学中硫酸根浓度较高,平均是德国的4.5倍,美国的5.5倍;硫酸根与硝酸根之比是德国的7.0倍,我国南方酸雨属于硫酸型的,主要由煤烟型大气污染造成的;美国和德国降水是硝酸型的,主要由汽车尾气型大气污染造成的。
酸雨成分中硫酸和硝酸的比例也不是一成不变的,随着社会发展和工业生产中能源结构的变化而改变。就我国情况而言,目前二氧化硫排放量比氮氧化物排放量要大,所以酸雨中的硫酸多于硝酸。但是个别的南方省市,如广东、福建等省,二氧化硫的排放量比氮氧化物的排放量要小,且从发展的角度考虑,汽车数量在我国增加较快,而汽车尾气排放的主要是增加氮氧化物的排放量。因此,在未来的若干年内,可能出现氮氧化物排放量超过二氧化硫排放量的情况,到时候,酸雨中的硝酸就会占有较高的比例。
酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。空气中存在着各种酸性、碱性、中性的气体和颗粒物,而最终降水的酸度就是降水中的主要阴阳离子的平衡。当大气中二氧化硫和一氧化氮的浓度较高时,降水中就会表现为酸性;如果降水中代表碱性物质的几个主要阳离子浓度也较高时,降水就不会有很高的酸度,甚至可能呈现碱性。在碱性土壤地区,或大气中颗粒物浓度高时,往往出现这种情况。相反,即使大气中二氧化硫和一氧化氮浓度不高,而碱性物质相对更少时,则降水仍然会有较高的酸度。
另外,二氧化硫进入大气后,通过光化学反应,变为硫酸根,这需要一段时间,二氧化硫扩散到很远的地方。因此,硫酸型酸雨的形成可以是本地二氧化硫污染引起的,也可以是别处的二氧化硫污染引起的。一氧化氮进入大气后,很快与氧气化合,生成二氧化氮,继而变为硝酸根,需要时间较短。因此,硝酸性酸雨的形成主要是本地的氮氧化物污染引起的。
酸雨的形成过程,是从工业生产,民用生活燃烧煤炭,汽车尾气排放出二氧化硫、氮氧化物开始的。之后经过“云内成雨过程”,自由大气里由于存在0.1~10微米范围的凝结核而造成了水蒸气的凝结,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,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴。再经过“云下冲刷过程”,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,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,雨滴内部也会发生化学反应。最终,雨滴降落在地面上,形成了酸雨。我们可以把这个过程分解为具体的四个步骤:
(1)水蒸气冷凝在含有硫酸盐、硝酸盐等的凝结核上;(2)形成云雾时,二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等被水滴吸收;(3)气溶胶颗粒物质和水滴在云雾形成过程中互相碰撞、聚凝并与雨滴结合在一起;(4)降水时空气中的一次污染物和二次污染物被冲洗进雨。
链接:天堂的眼泪
酸雨,被人们称作“天堂的眼泪”或“空中的死神”,具有很大的破坏力。它会使土壤的酸性增强,导致大量农作物与牧草枯死;它会破坏森林生态系统,使林木生长缓慢,森林大面积死亡;它还使河水、湖水酸化,微生物和以微生物为食的鱼虾大量死亡,成为“死河”、“死湖”。酸雨还会渗入地下,致使地下水长时期不能利用。
据统计,欧洲中部有100万公顷的森林由于酸雨的危害而枯萎死亡;意大利的北部也有9000多公顷的森林因酸雨而死亡。在瑞典,2万多个湖泊因受酸雨的侵袭已无水生物生存;挪威有260多个湖泊鱼虾绝迹。1980年,加拿大有8500个湖泊全部酸化,美国至少有1200个湖泊全部酸化,成为“死湖”。
另外,酸雨还会对桥梁楼屋、船舶车辆、输电线路、铁路轨道、机电设备等造成严重侵蚀。据专家介绍,古希腊、罗马的文物遗迹风化加剧,罪魁祸首便是酸雨。在美国东部,约3500栋历史建筑和1万座纪念碑受到酸雨损害。
酸雨尤其是酸雾会对人体健康造成严重危害。它的微粒可以侵入肺的深层组织,引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。据调查,仅在1980年,英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有1500人。
标况下吸收0.4632MOL水,
⒈ 吸水性是把晶体中以水分子的形式存在的水去掉。
⒉ 浓硫酸吸水即发生了物理变化也发生了化学变化,但没有改变晶体的化学成分,所以浓硫酸的吸水性被归为浓硫酸的物理性质,是物理变化。
⒊ 浓硫酸不仅能吸收一般的气态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。如:浓硫酸敞开放置会增重;浓硫酸使五水硫酸铜晶体由蓝变白。浓硫酸做干燥剂可以干燥酸性和中性气体。
⒋ 浓硫酸为什么有吸水性?由于浓硫酸能跟水结合生成不同组成的水合物,H2SO4·H2O,H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等。当降低硫酸溶液的温度时,这些水合物,便以晶体形式析出。
用清水洗掉或者用干抹布擦掉等方法来进行急救。硫酸,有一个俗称叫“坏水”,从这个名字就能看出硫酸的破坏性及强大的威力,在现实生活人们的心目中有点“谈胡色变”的感觉。
一,什么是硫酸?硫酸,化学分子式为H2SO4,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸,浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,脱水性,强腐蚀性,难挥发性,酸性,吸水性等。
硫酸具有极高的腐蚀性,特别是高浓度硫酸。高浓度的硫酸不光为强酸性,也具有强烈去水及氧化性质,除了会和肉体里的蛋白质及脂肪发生水解反应并造成严重化学烧伤之外,它还会与碳水化合物发生高放热性去水反应并将其碳化,造成二级火焰性灼伤,对眼睛及皮肉造成极大的伤害。
二,硫酸对人体有哪些危害?1,健康危害。
硫酸可以对皮肤,粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎,结膜水肿,角膜浑浊,以致失明。引起呼吸道刺激,重者发生呼吸困难和肺气肿,高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。
口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成,严重者可能有胃穿孔,腹膜炎,肾损害,休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑,重者形成溃疡,愈后瘢痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤,甚至角膜穿孔,全眼炎以至失明。
慢性影响,牙齿酸蚀症,慢性支气管炎,肺气肿和肺硬化。
2,环境危险。
对环境有危害,对水体和土壤可造成污染。
3,爆炸危险。
硫酸会助燃,具强腐蚀性,强刺激性,可致人体灼伤及皮肉碳化。
三,硫酸的工业制法。硫酸的原料有硫磺,硫铁矿,有色金属冶炼烟气,石膏,硫化氢,二氧化硫和废硫酸等。硫磺,硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
在日常生活中,浓硫酸也不是随处可见的。只有在做做试验或者特殊的单位或者企业需要硫酸时才可以看到的,但是也不是每个人都能随意购买到的。
四,皮肤沾到了硫酸,应该采用哪些举措进行急救?对于这位朋友的提问,皮肤沾到硫酸了,应该采取哪些急救措施:
1,如果硫酸沾到皮肤上的量非常少,这时候可以立即用流动水持续冲洗,根本不需要担心硫酸稀释时释放的热量,那是微不足道的。
2,如果硫酸沾到皮肤上的量非常大,比较多的时候,这时可以立即用干抹布擦掉,抹布擦会擦掉绝大多数硫酸,使残余的硫酸变少,这时再用水冲洗,可以将伤害降到最低。如果一时半会找不到干抹布,或者说你根本不能确定你身边的抹布擦过什么,那就直接用水冲洗,硫酸稀释时产生温度可以被大量快速自来水冲洗时带走一部分,总比找不到抹布一直让硫酸在皮肤上停留时间过长要好吧。
行业格局
2010年以来,中国硫酸产量整体保持增长的态势,产量均高于7000万吨。2013年我国硫酸产能突破1亿吨,产量达到8077.6万吨;2014年,行业结束了产能高速发展时期,新增产能明显减少,到2014年底,我国硫酸产能已达到1.24亿吨,产量(折100%)达8846.35万吨,比2013年同期增长了9.5%。2015年全年硫酸产量8975.7万吨,同比增长4%。同时,下游消费硫酸量大的磷复肥、钛白粉、化纤、钢铁等行业多数都进入产能过剩期,对硫酸需求增量也随之下降,硫酸行业中除冶炼制酸还有一些项目在建设,磺制酸和矿制酸只有零星项目,硫酸产能进入缓慢增长期。
不过随着国内供给侧结构性改革的有效进展,不管是对工业还是农业影响意义尤其深远。2017年国内硫酸市场呈现先扬后抑的行情走势,国内硫酸价格相较去年涨幅明显,行业利润率扩大。尤其到了4季度,受原料硫磺强势行情价格一度大幅上涨,直至年底理性回调。
技术路线
硫酸生产工艺主要有三种,第一种是硫铁矿制酸;第二种是烟气制酸,主要是金属冶炼行业的矿石脱硫,把脱掉的硫用来生产硫酸;第三种是硫磺制酸。和硫铁矿制酸与烟气制酸相比,硫磺制酸有工艺路线简化、三废排放量少、副产热回收率高、硫酸质量品质高、动力消耗低等优点。硫磺制酸工艺可充分利用生产过程中的余热资源,污染物的产生量少,可实现污染物稳定达标排放,实现清洁生产。
电子化学品
超净高纯试剂是IC制造的关键性配套材料之一。超净高纯试剂的主体成分纯度高于99.99%,主要用于芯片的清洗、蚀刻等制造领域,其成本约占集成电路(IC)材料成本的7%。
为满足集成电路芯片尺寸更小、功能更强大、能耗更低等要求,对工艺所需的超净高纯试剂纯度也相应提高。根据SEMI国际标准等级,满足纳米级集成电路加工需求是超净高纯试剂今后发展的必由之路。
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