环境化学-酸雨.PPT

8. 酸雨的危害 土壤酸化 水资源污染 森林衰退 建筑损毁 人身伤害 文物腐蚀 酸雨可导致土壤酸化 酸化土壤肥力减退、农业减产。酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群牙孢杆菌，极毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元 素的良性循环，造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物大为不利。 酸雨可造成水资源污染 森林衰退 比较不同年代树木年轮，可知产生酸雨前后对林木生长的影响。 在我国南方森林地区，50年前树木生长较为粗壮，近年来状况不佳。 酸雨可造成叶面损伤和坏死，早落叶，林木生长不良，以致单株死亡。 土壤肥力降低，产量下降，造成大面积森林衰退。 酸雨与建筑 　　 酸雨能使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖）表面硬化水泥 溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而建筑物损坏。 科学家曾收集许多被酸雨毁害的石灰石和大理石建筑材料, 分析发现 该样品的碳酸盐的颗粒中总是嵌入硫酸钙晶体, 硫从哪里来? 认定与酸雨有关。 沙浆混凝土墙面经酸雨侵蚀后, 出现 “白霜” ; 经分析此种白霜就是石膏 (硫酸钙) 。　　 酸雨与人体健康 　 人体耐酸能力高于耐碱能力，如经常用弱碱性洗衣粉洗衣服,不带 手套，手就会变得粗糙，皮革工人，经常接触碱液，也有类似情况； 但皮肤角质层遇酸就好一些。可是，眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分 敏感，酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用，导致红眼病和支气管炎, 咳嗽不止,尚可诱发肺病,这是酸雨对人体健康的直接影响。另一方面， 农田土壤酸化，使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、 铅等,再溶出,继而为粮食，蔬菜吸收和富集,人类摄取后,中毒,得病。 这是酸雨对人体健康的间接影响。  酸雨与文物 酸雨能使文物面目皆非。碑林文字模糊；著名的杭州灵隐寺的 “摩崖石刻”近年经酸雨侵蚀，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剥蚀严重， 面目皆非，修补后，古迹不“古”。碑林、石刻大都由石灰岩雕成， 遇到酸雨立即起化学反应，酸碱中和，即被腐蚀。 酸雨 1. 酸雨名词的出现 近代工业革命，从蒸气机开始，锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器；而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体 SO2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。 2.酸雨的定义 在没有大气污染物存在的情况下，降水酸度主要由大气中的二氧化碳所形成的的碳酸组成，其PH大约在5.6-6.0，pH值小于5.6的大气降水被称为酸雨，这里的降水包括雨、雪、霜、雾、露等各种降水。 随着研究深入，过去被大量引用的“酸雨”的提法已逐渐被“酸沉降”代替。酸雨为酸性沉降中的湿沉降，酸性沉降可分为「湿沉降」与「干沉降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪 、雾或雹等降水形态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。 3. 酸雨形成机制 酸雨的主要前体物为SO2和NOx,其中SO2对全球酸沉降的贡献率为 60%～ 70%已有的研究表明,两者在大气中经过均相氧化和多相氧化转变为H2SO4和HNO3 。均相氧化也称光化学氧化是指SO2、NOx气体被热形成的氧化剂或光化学产生的自由基(如HO·、HO2·)所氧化,而多相氧化是指吸附在液态气溶胶中的SO2、NOx被溶液中的金属离子(如Fe3+ 、Mn2+ )所催化氧化但在液相中SO2和NOx也能由强氧化剂如H2O2和O3等氧化,同时在有水汽存在的情况下,两者能被大气中的颗粒物吸收,特别是被煤烟中的细小碳粒所吸附,从而发生界面氧化。酸雨的形成是上述酸性物质的湿清除过程,从机理上分析,湿清除过程可分2种情况, 即云内成雨(rainout)和云下冲刷(washout)，云清除气溶胶粒子最有效的过程是通过云滴进行的,即通过成核、扩散或漂移、电效应以及惯性碰并作用,使粒子转化成云滴,再由足够的云滴聚合成雨滴,在重力作用下从大气中清除而云下冲刷是雨滴从云底降落到地面,在降落过程中捕获粒子而使之从大气中清除,这一过程通常是通过降水滴造成的惯性清除和与降水有关的扩散清除完成的。 4