第二章 大气环境及其污染现状PPT课件.ppt

1. 酸雨及其污染现状 酸雨是指pH小于5.6的各种大气降水，如雨、雪、雾、露、霜、雹等。酸雨是通过降水等形式将大气中的酸性物质迁移到地面的过程，有的书籍上又称“酸性降水”，也是一种大气污染现象。 对酸雨的发现和研究,人们经历了100多年,对其进行了广泛的研究。早在1872年，英国科学家司麦斯（R．A．Smith）在发表的题目为《空气和雨——化学气象学的开端》一书中，首次运用了“酸雨”这一名词，最早观察到了酸雨，提出了酸雨的概念，并对影响降水的许多因素进行了讨论，指出了酸雨对植物和各种材料的危害。当时他的工作未能引起大家的重视。1947年，英国学者伊苟(Egner)根据当时欧洲和北美许多国家相继出现的酸雨现象，创建了“斯堪的纳维亚降水监测网”，后又联合扩大到加拿大、法国、德国和前苏联的一些监测站。经大规模的监测发现，当时北欧、加拿大和北美的酸雨问题比较严重。尤其是挪威和瑞典,自50年代以来，雨水的酸性逐渐增强, pH达4.5～5.0。同时确证了酸雨是一个区域性的与大气污染有关的问题。之后酸雨发生比较频繁，频率逐渐增多, 成了一种灾害。 1972年，瑞典政府向联合国人类环境会议提交了《跨越国境的空气污染：大气和降水中的硫对环境的影响》的报告；1982年，“国际酸性降水和森林生态系统会议”在瑞典斯德哥尔摩召开, 酸雨问题已经成为当前全球性大气环境问题最为突出的热点问题。 我国从70年代末发现并开始研究酸雨问题。1982～1984年开始在全国范围内普遍调查, 1985～1986年间设立了189个监测站、523个降水采样点。经过研究发现, 我国酸雨灾害南方相对严重, 北方相对轻。我国东南部、西南和长江以南工业地区都不同程度地受到了酸雨的侵害，几乎占国土面积的25 % 。 我国酸雨的化学特征是pH值低、离子浓度高, SO42- 、NH4-、Ca2+浓度高于欧美地区, 而NO3-浓度则低于欧美地区，是属于硫酸型酸雨。 目前，全球酸雨的状况明显有以下特点：①出现酸雨地域逐渐扩大，从19世纪中叶以来，欧洲、北美、日本、东亚、南美等地的许多国家受到酸雨的困扰，地域从发达国家扩大到发展中国家，从局部地区发展成为跨国问题。②酸度不断增强。③危害更加广泛。 2.酸雨pH值的计算 在未被污染的大气中，可溶于水,且含量比较高的酸性物质是 CO2 。如果只把 CO2作为影响天然降水pH的因素, 则根据CO2的大气浓度 (330mL/m3) 与 H2O的平衡, CO2 溶于 H2O 形成二氧化碳的水合物： 在一定温度下, KW、KH、K1、K2、pCO2 均有固定值，将这些已知数字代入上式，计算可得：pH=5.6。 多年来，pH值小于5.6是理论上判断酸雨的界限，也是未污染降水的酸度背景值。近年来的研究表明，把pH=5.0作为实际上判断酸雨的界限更为合适。这是因为： ⑴大气中的二氧化氮、二氧化硫等酸性物质对酸性降水的贡献也很大，而不仅仅是 CO2 有贡献； ⑵酸雨下沉过程当中，氨、氧化钙等碱性物质的中和作用不能忽视； ⑶酸雨下沉过程中天气的影响也应考虑。 在全球各采样点的数据也表明上述观点的正确性（表2-9）： 3. 普通降水的化学组成 （1）普通降水的化学组成 大气无污染的情况下，普通降水的化学组成通常可分为气体、无机物、有机物、光化学反应产物和不溶物等五类物质：①气体：O2、N2、CO2、H2和稀有气体；②无机物：土壤衍生物离子（Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+、SO32-盐）；海洋盐类离子（ Na+、 Cl-、 Br-、 SO42-、 HCO3-、K+、Ca2+、Mg2+、I-、PO43-）；气体转化产物（SO42- 、 NO3-、 NH4+、K+、H+）；人为排放的各种元素的化合物污染物(As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Mo、Ni、V、Zn、Ag、Sn、Hg等元素的化合物)；③有机物：有机酸、醛类、烷烃、烯烃、芳烃等；④光化学反应产物：O3、H2O2和PAN、PPN(过氧丙酰硝酸酯)、PBN（过氧丁酰硝酸酯）等；⑤不溶于水的物质：土壤离子、尘粒等。 4. 酸雨的化学组成 （1）酸雨的化学组成 酸雨的化学组成与普通降水的化学组成相近, 只不过有些成分的浓度不同而已。通常也可分为气体、无机物、有机物、光化学反应产物和不溶物等五类物质：①气体：O2 、N2 、CO2 、H2 和稀有气体；②无机物：土