酸雨的污染与防治在节能减排工作中的重要意义

　　【论文关键词】：酸雨、成因、危害、常规治理措施、生物治理措施、现状、意义
　　
　　人类步入21世纪后，随着科技飞速进步，我们的生存环境也在不断遭到破坏，导致温室效应、酸雨加剧。在我国，作为排放大户的SO2，节能减排显得尤为重要。本文将针对酸雨形成原因分析，论述节能减排的现实意义。
　　1.酸雨概述
　　酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水。pH值是表征酸碱度强弱的数值，pH值为7时是中性。大于7时表现为碱性，pH值越高碱性越强。反之，pH值小于7时表现为酸性，pH指越低，酸性越强。
　　纯净的雨雪在降落时，空气中的二氧化碳会溶入其中形成碳酸，因而具有一定的弱酸性。空气中的二氧化碳浓度一般约在316ppm左右，这时降水的pH值可达5.6。这是正常的现象，不是我们通常所说的酸雨。
　　我们所讲的酸雨是指由于人类活动的影响，使得pH值降低至5.6以下的酸性降水。随着近现代工业化的发展，这样的降水开始出现，并且逐年增多。它已经开始影响到人类赖以生存的环境，甚至于人类自己了。
　　二十世纪50年代以前，世界上降水的pH值一般都大于5，少数工业区曾降酸雨。从60年代开始，随着工业的发展和矿物燃料消耗的增多，世界上一些工业发达地区(如北欧南部和北美东部)降水的pH值降到5以下，而且范围不断扩大，生态系统受到了明显的伤害。
　　 1975年5月，在美国俄亥俄州立大学举行了第一次国际酸性降水和森林生态系统讨论会。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了国际环境酸化会议，酸雨已成为当前全球性环境污染的主要问题之一。
　　2.酸雨的成因
　　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。
　　酸雨多成于化石燃料的燃烧：
　　 ●S→H2SO4
　　 S+O2（点燃）＝SO2
　　 SO2+H2O＝H2SO3（亚硫酸）
　　 2H2SO3+O2＝2H2SO4（硫酸）
　　总的化学反应方程式：
　　 S+O2（点燃）＝SO2
　　 2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4
　　 ●氮的氧化物溶于水形成酸：
　　 ■NO→HNO3（硝酸）
　　 2NO+O2＝2NO2
　　 3NO2+H2O＝2HNO3+NO
　　总的化学反应方程式：
　　 4NO++2H2O+3O2＝4HNO3
　　 ■NO2→HNO3
　　总的化学反应方程式：
　　 4NO2+2H2O+O2＝4HNO3
　　3.酸雨的危害
　　硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质，供植物吸收。如酸度过高，pH值降到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎。也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类。加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程。可能危及人体健康。
　　酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显，而且被大力宣传，但受威胁的地区还包括加拿大，也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方，偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点，但现在已认识到，对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。
　　受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
　　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。
　　4.治理措施
　　世界上酸雨最严重的欧洲和北美许多国家在遭受多年的酸雨危害之后，终于都认识到，大气无国界，防治酸雨是一个国际性的环境问题，不能依靠一个国家单独解决，必须共同采取对策，减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。经过多次协商，1979年11月在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了《控制长距离越境空气污染公约》，并于1983年生效。《公约》规定，到1993年底，缔约国必须把二氧化硫排放量削减为1980年排放量的70％。欧洲和北美(包括美国和加拿大)等32个国家都在公约上签了字。为了实现许诺，多数国家都已经采取了积极的对策，制订了减少致酸物排放量的法规。例如，美国的《酸雨法》规定，密西西比河以东地区，二氧化硫排放量要由1983年的2000万吨／年，经过10年减少到1000万吨／年。加拿大二氧化硫排放量由1983年的470万吨／年，到1994年减少到230万吨／年等等。
　　4.1常规治理措施
　　目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：
　　 ●原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40％一60％的无机硫。
　　 ●优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。
　　 ●改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。
　　 ●对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85％一90％的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但需要经济支持。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的5％以上。这也是治理酸雨的主要困难之一。
　　 ●开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高。
　　4.2生物治理措施
　　 1993年在印度召开的“无害环境生物技术应用国际合作会议”上，专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，增强自然资源的持续发展和应用，保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为：利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。
　　煤是当前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃烧时放出SO2等有害气体。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。
　　5.我国酸雨现状
　　我国的酸雨形成于20世纪70年代，目前主要涵盖江苏省、湖北省、四川省、贵州省、广西省、湖南省、广东省、江西省、浙江省和青岛等十#p#副标题#e#个省市的部分地区的200km2，发展迅速，面积扩张速度惊人，降水的酸化程度愈来愈高。
　　6.SO2减排意义
　　电厂项目所在地区若位于国务院划定的SO2控制区或者酸雨控制区，控制SO2排放意义尤其重大。
　　首先本工程设计采用低硫煤，从根本上减少SO2产生；配套建设石灰石-石膏湿法脱硫设施，脱硫效率90%以上，使SO2进一步减排；采用高效超超临界机组，每年可减少标煤耗量8.76万t（按2台百万机组计），每年SO2最大可减少438.8t，NOx最大可减少390.5t。有效地保护了环境，促进当地经济与环境协调发展，有利于当地SO2排放总量控制，对城市的发展提供了空间，符合国家对SO2控制区内重点城市的控制要求，符合国家推进节能减排的产业政策。不仅如此，本工程的建设有效改善了当地居民生活环境，减少民众环境方面投诉，对构建社会主义和谐社会亦具有重要意义。
　　采用高效环保措施，大幅度削减SO2、NOx、烟尘排放，减少每年排污费用，为企业创造了可观的经济效益。有效改善区域环境，有利于区域经济和社会环境协调发展，符合国家对SO2控制区的要求，符合国家节能减排的产业政策，同时对于缓解温室效应加剧和酸雨形成具有重要意义。
　　
　　