浅谈酸雨对动植物的危害2(1)(2)

专业代码：B07030

准考证号：[1**********]1

贵州师范大学（独立本科段）

毕业论文

题 目：浅谈酸雨对动植物的危害

系（院）：化学与材料科学学院

专 业：化学教育

姓 名：文英

指导教师：

电 话：[1**********]

完成时间：2013年3月15日

浅谈酸雨对动植物的危害

文英

摘 要：大气是人类生存的重要环境，大气污染最直接地影响人们的生活和工作。当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体，或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到天上，这些酸性气体与天上的水蒸气相遇，就会形成硫酸和硝酸小液滴，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了酸雨。酸雨的危害大至有这些： 腐蚀建筑物和工业设备、破坏露天的文物古迹、损坏植物叶面，导致森林死亡、 使湖泊中鱼虾死亡、 破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡、 饮用酸化造成的地下水,对人体有害等。酸雨的危害如此严重，所以必须采取一定的措施进行防治：一是减少污染，如为减少SO2的排放。二是进行回收处理，综合利用等。这样既使我们的经济得到了发展又使我们的环境得到了保护。

关键词：酸雨；二氧化硫；氮氧化物

前言：1952年“伦敦雾事件”为人类敲响了警钟！处于逆温地区的泰晤士运河周围被浓雾覆盖，连续四天烟尘不断，黑云压城。据统计：当时二氧化碳的浓度是平时的六倍，烟尘的浓度是平时的十倍，四天之内有4000余人死亡！这些触目惊心的数据提醒着人们——那空中的死亡之神来了!

一．硫酸的形成

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”，即水气凝结在硫酸根、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。我国的酸雨是硫酸型酸雨。

大气是人类生存的重要环境，大气污染最直接地影响人们的生活和工作。进入大气的主要污染物有一氧化碳、烃类、氮氧化物、二氧化硫、悬浮颗粒等，其中二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要来源。当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体，或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到天上，这些酸性气体与天上的水蒸气相遇，就会形成硫酸和硝酸小液滴，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了

酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。酸雨是指PH值小于5.6的酸性降雨，比较纯净的雨水因溶有二氧化碳（CO2）而使PH值约为5.6。大多数酸雨

中的酸性物质最主要的是硫酸（可占65%-70%），其次是硝酸（可占25%-30%）。则pH值小于5.65的雨叫酸雨；pH值小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾，pH值小于5.65时叫酸雾。检验水的酸碱度一般可以用几个工具：石蕊试液＼酚酞试液＼PH试纸（精确率高，能检验PH值）。人们曾经认为空气中的SO2主要来自铜、铅、锌等有色金属冶炼厂和硫酸厂。事实上空气

中二氧化硫（SO2）最主要的来源是燃烧含硫的燃料。据估测，大气中的SO2有70%来源于工业燃煤，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。进入大气中的SO2气体在氮氧化物或悬浮颗粒中的某些过渡金属元素的化合的催化下，部

分被空气中的氧气氧化为三氧化硫（SO3），降水时形成硫酸（H2SO4）而降下酸雨。

燃料的高温燃烧是大气中氮氧化物的主要来源。主要来自汽车尾气和供热供电用燃料燃烧的产物。在1200℃或更高温度（内燃机内部能达到的温度可超过2000℃），空气中的N2（氮气）和O2（氧气）可生成检出量的NO（一氧化氮），

后者慢慢与氧气反应而生成NO2（二氧化氮），降水时形成硝酸（HNO3）而进入水

中形成酸雨。

二．酸雨的危害

自然界对酸性有一定抵御能力，如土壤中的碳酸钙，大气中的氧化钙、碳酸钙微粒（风沙天气时更多），大气中天然和人为来源的氨等，碱性物质可与酸雨起中和作用，但超过其抵御能力，就会出现种种灾害。酸雨酸化水体可导致水生生物减少甚至绝迹，另一方面，底泥中沉积的某些重金属元素化合物会溶出，进入鱼、贝体中的有毒重金属元素通过食物链而危害人体健康；酸化土壤则使其中钙、镁等元素溶出流失，使土壤的肥力下降，酸雨对某些建筑材料的腐蚀性比海水还强，大理石、汉白玉、砂岩、板岩都能被腐蚀，因此而损失一些建筑物和文物如古埃及方尖碑在埃及的亚历山大三千多年能保存完好，但移至伦敦只有八十年就面目全非。酸雨还加速金属材料的腐蚀，对暴露的油漆、涂料及橡胶等产生破坏作用，导致使用寿命缩短。我国对酸雨研究较晚，1972年开始了对酸雨的监测，1982年进行了酸雨普查，其中重庆、贵阳雨水的PH小于5。现在以重庆、贵阳为中心的酸雨区已在西南地区逐步扩大，并扩展到长江下游。长江以北在青岛已发现过酸雨。

酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。危害的方面主要有：

(1) 腐蚀建筑物和工业设备；

(2) 破坏露天的文物古迹；

(3) 损坏植物叶面，导致森林死亡；

(4) 使湖泊中鱼虾死亡；

(5) 破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡；

(6) 饮用酸化造成的地下水,对人体有害。

一年之内可降若干次雨，有的是酸雨，有的不是酸雨，因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0%，最高值为100%。如果有降雪，当以降雨视之。有时，一个降雨过程可能持续几天，所以酸雨率应以一个降水全过程为单位，即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。除了年均降水pH值之外，酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。某地收集到酸雨样品，还不能算是酸雨区，因为一年可有数十场雨，某场雨可能是酸雨，某场雨可能不是酸雨，所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中，但一般认为：年均降水pH值高于5.65，酸雨率是0-20%，为非酸雨区；pH值在5.30--5.60之间，酸雨率是10--40% ，为轻酸雨区；pH值在5.00--5.30之间， 酸雨率是30-60%，为中度酸雨区；pH值在4.70--5.00之间，酸雨率是50-80%，为较重酸雨区；pH值小于4.70，酸雨率是70-100%，为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实，北京、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨，但年均pH值和酸雨率都在非酸雨区标准内，故为非酸雨区。

三．针对酸雨所采取的措施

酸雨的危害如此严重，所以必须采取一定的措施进行防治：一是减少污染，如为减少SO2的排放，可采用低硫的煤、石油、天燃气等燃料，以及加工制成低

硫或脱硫的燃料；或开发新能源，如太阳能等。二是进行回收处理，综合利用，如硫酸厂的尾气可采用氨吸收法、石灰乳吸收法等进行回收。硝酸厂尾气可采用碳酸钠溶液吸收法、氢氧化钠溶液吸收法等。

可以采取的措施有以下方面：

1.工厂应采取的措施：

（1） 采用烟气脱硫装置；

（2） 提高煤碳燃烧的利用率。

2.社会和公民应采取的措施：

（1） 用煤气或天然气代替烧煤；

（2） 处处节约用电 (因为大部分的电厂是燃煤发的电)；

（3） 支持公共交通（减少车辆就可以减少汽车尾气排放）;

（4） 购买包装简单的商品（因为生产豪华包装要消耗不少电能，而对消费者来说包装并没有任何实用价值）；

（5） 支持废物回收再生（废物再生可以大量节省电能和少烧煤炭）。

四．未来控制酸雨形成危害的趋势

酸雨是我们当今面临的、更为显著的空气质量问题之一。酸性物质以及导致形成酸性物质的化合物，是在燃烧矿物燃料来发电和提供运输时生成的。这些物质主要是从硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。这些化合物也有一些天然来源，例如雷电、火山、生物物料燃烧和微生物活动，但除了罕见的火山爆发外，这些天然来源同来自汽车、电厂和冶炼厂的排放气相比，是相当小量的。用以减少酸雨的各种战略对策，可能每年需要几十亿美元的投资。由于耗资如此巨大，所以，至关重要的是要很好地了解涉及污染物迁移、化学转化和归宿的大气过程。酸沉降包括两部分，即“湿”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(气溶胶或气态酸性化合物的形式沉降到诸如土壤颗粒、植物叶片等表面上)。以被沉降而告终的物质，往往以一种极其不同的化学形式进入大气。例如，煤中的硫被氧化成二氧化硫，这是它从烟囱排出的气态形式。随着它在大气中运动，便慢慢被氧化，并与水反应生成硫酸———这是它可能被沉降在下风向数百英里处的形式。氮氧化物的生成、反应以及最终从大气中脱除所经历的路线也是非常复杂的。当氮气和氧气在发电厂、在民用炉灶和汽车发动机中的高温下加热时，生成一氧化氮(NO)，再与氧化剂反应生成二氧化氮(NO2)，最终生成硝酸(HNO3）。全球氮氧化物衡算——它

们来自何方及它们去往何方的定量估计值仍然相当不确定。可以容易地看到，在我们彻底了解各种不同化学形式的氮、硫和碳的生物地球化学循环以及这些化学物种的全球来源与归宿之前，将难以满怀信心地选择空气污染控制战略。大气化学和环境化学是实现一个更清洁、更有益健康的环境的核心。发展空气中痕量化学物种的可靠测定方法、重要大气反应的动力学、和发现可用以减少污染物排放的、新的、更有效的化学工艺，这些就是未来10年中必须受到国家承诺的目标。

五.大气环境需要全世界的人来共同保护

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。世界观察研究不久前发表的1994年全球趋势报告《1994年生命特征》中说：总的来看，地球的情况并不太好，在所有衡量地球健康状况的指标中，我们仅成功地扭转了一项指标的恶化─——使臭氧层出现空洞的氟里昂的减少。碳排放量没有减少，大气污染日益严重。据统计，人类每年向大气层排放SO2约1亿吨，NO2约5000万吨。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超标的大气环境

中，有10亿人生活在颗粒物超标的环境中。大气污染已成为隐蔽的杀手。而SO2则是罪魁祸首。最近，欧洲的26个国家和加拿大，在联合国欧洲经济委员会提出的一份新协议上签了字，休证把本国SO2的排放量减少87%，美国也承诺到了

2010年将SO2的排放量减少80%。欧洲国家和加拿大称赞这项新协议是防治大气

污染的一个里程碑。SO2不仅污染空气、危害人类健康，而且是形成酸雨的主要

物质。大气中的SO2和NO2，在空气在氧化剂的作用下溶解于雨水中。当雨水、

冻雨、雪和雹等大气降水的pH小于5.6时，即是酸雨。据美国有关部门测定，酸雨中硫酸占60%，硝酸占33%，盐酸占6%，其余是碳酸和少量有机酸。酸雨给地球生态环境和人类的社会经济带来严重的影响和破坏，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，许多有毒物质被值物根系统吸收，毒害根系，杀死根毛，使植物不能从土壤中吸收水分和养分，抑制植物的生长发育。目前，世界上已形成了三大酸雨区，一是以德、法、英等国家为中心，涉及大半个欧洲的北欧酸雨区。二是50年代后期形成的包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积已达1000多万平方千米，降水的pH小于5.0，有的甚至小于4.0。我国在70年代中期开始形成的覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积为200万平方千米的酸雨区是世界第三大酸雨区。我国酸雨区面积虽小，但发展扩大之快，降水酸化速率之高，在世界上是罕见的。由于大气污染是不分国界的，所以酸雨是全球性的灾害。酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。联合国多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。全世界已有40多个国家通过有关污染限制汽车排污。1993年在印度召开的

体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要的是黄铁矿（FeS2）。生物学家利用微生物脱硫，将2价铁变成3价铁，把

单体硫变成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究

所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75%的硫。据统计，捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%，有机硫的23.4%，目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术，可除去70%的无机硫，还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单，设备价廉，特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合“源头治理”和“清洁生产”的原则，因而是一种极有发展前途的治理方法，越来越受到世界各国的重视。

参考文献：

[1]刘晓华.酸雨的形成及对环境的危害.赤峰学院学报（自然科学版）[J].2010.

[2]张俊茹.浅谈酸雨的形成与危害及其防治措施.吉林气[J].2006.

[3]孙崇基.[酸雨].中国环境科学出版社[J].2001.

[4]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京：气象出版社,2005.

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[6]樊后保.世界酸雨研究概况[J].福建林学院学报.2002.