水體治理設備

① 酸雨的成因，危害及治理措施。。。。高中地理題

成因：酸雨是工業高度發展而出現的副產物，由於人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒後產生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經過復雜的化學反應，形成硫酸或硝酸氣溶膠，或為雲、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。如果形成酸性物質時沒有雲雨，則酸性物質會以重力沉降等形式逐漸降落在地面上，這叫做乾性沉降，以區別於酸雨、酸雪等濕性沉降。乾性沉降物在地面遇水時復合成酸。酸雲和酸霧中的酸性由於沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋，因此它們的酸性要比酸雨強得多。高山區由於經常有雲霧繚繞，因此酸雨區高山上森林受害最重，常成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分，約占總酸量的90%以上，我國酸雨中硫酸和硝酸的比例約為10∶1。
危害：1.酸雨可導致土壤酸化。我國南方土壤本來多呈酸性，再經酸雨沖刷，加速了酸化過程；我國北方土壤呈鹼性，對酸雨有較強緩沖能力，一時半時酸化不了。土壤中含有大量鋁的氫氧化物，土壤酸化後，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收的形態鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁，會中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質營養元素的流失；改變土壤結構，導致土壤貧瘠化，影響植物正常發育；酸雨還能誘發植物病蟲害，使農作物大幅度減產，特別是小麥，在酸雨影響下，可減產 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，導致蛋白質含量和產量下降。 酸雨對森林的影響在很大程度上是通過對土壤的物理化學性質的惡化作用造成的。在酸雨的作用下，土壤中的營養元素鉀、鈉、鈣、鎂會釋放出來，並隨著雨水被淋溶掉。所以長期的酸雨會使土壤中大量的營養元素被淋失，造成土壤中營養元素的嚴重不足，從而使土壤變得貧瘠。此外，酸雨能使土壤中的鋁從穩定態中釋放出來，使活性鋁的增加而有機絡合態鋁減少。土壤中活性鋁的增加能嚴重地抑制林木的生長。 酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、細菌和放線菌均會明顯受到酸雨的抑制。 酸雨可對森林植物產生很大危害。根據國內對 105 種木本植物影響的模擬實驗，當降水pH 值小於 3.0 時，可對植物葉片造成直接的損害，使葉片失綠變黃並開始脫落。葉片與酸雨接觸的時間越長，受到的損害越嚴重。野外調查表明，在降水PH 值小於 4.5 的地區，馬尾松林、華山松和冷杉林等出現大量黃葉並脫落，森林成片地衰亡。例如重慶奉節縣的降水PH 值小於 4.3 的地段，20 年生馬尾松林的年平均高生長量降低 50%。 酸雨還可使森林的病蟲害明顯增加。在四川，重酸雨區的馬尾松林的病情指數為無酸雨區的 2.5 倍。 酸雨對中國森林的危害主要是在長江以南的省份。根據初步的調查統計，四川盆地受酸雨危害的森林面積最大，約為 28 萬公頃，佔有林地面積的 32%。貴州受害森林面積約為 14 萬公頃。根據某些研究結果，僅西南地區由於酸雨造成森林生產力下降，共損失木材 630 萬立方米，直接經濟損失達 30 億元（按 1988 年市場價計算）。對南方 11 個省的估計，酸雨造成的直接經濟損失可達 44 億元。 大多數專家認為，森林的生態價值遠遠超過它的經濟價值。雖然對森林的生態價值的計算方法還有一些爭議，計算出來的數字還不能得到社會的普遍承認，但森林的生態價值超過它的經濟價值，這幾乎是一致的。根據這些計算結果，森林的生態價值是它經濟價值的 2-8 倍。如果按照這個比例來計算，酸雨對森林危害造成的經濟損失是極其巨大的。
2.酸雨能使非金屬建築材料（混凝土、砂漿和灰砂磚）表面硬化水泥溶解，出現空洞和裂縫，導致強度降低，從而建築物損壞。建築材料變臟， 變黑, 影響城市市容質量和城市景觀, 被人們稱之為 「黑殼」效應。我國酸雨正呈蔓延之勢，是繼歐洲、北美之後世界第三大重酸雨區。80 年代，我國的酸雨主要發生在以重慶、貴陽和柳州為代表的川貴兩廣地區，酸雨區面積為 170 萬平方公里。到 90 年代中期，酸雨已發展到長江以南、青藏高原以東及四川盆地的廣大地區，酸雨面積擴大了 100 多萬平方公里。以長沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區現已成為全國酸雨污染最嚴重的地區，其中心區年降酸雨頻率高於 90%，幾乎到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青島和廈門為代表的華東沿海地區也成為我國主要的酸雨區。華北、東北的局部地區也出現酸性降水。1998 年，全國一半以上的城市，其中 70% 以上的南方城市及北方城市中的西安、銅川，圖們和青島都下了酸雨。酸雨在我國已呈燎原之勢，覆蓋面積已佔國土面積的 30% 以上。 酸雨危害是多方面的，包括對人體健康、生態系統和建築設施都有直接和潛在的危害。酸雨可使兒童免疫功能下降，慢性咽炎、支氣管哮喘發病率增加，同時可使老人眼部、呼吸道患病率增加。十多年來，由於二氧化硫和氮氧化物的排放量日漸增多，酸雨的問題越來越突出。中國已是僅次於歐洲和北美的第三大酸雨區。 我國酸雨主要分布地區是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、廣東等省。在華北，很少觀測到酸雨沉降，其原因可能是北方的降水量少，空氣濕度低，土壤酸度低。然而值得注意的是北方如侯馬、京津、丹東、圖們等地區現在也出現了酸性降水。
治理：目前世界上減少二氧化硫排放量的主要措施有：
1.原煤脫硫技術，可以除去燃煤中大約40%一60%的無機硫。
2.優先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。
3.改進燃煤技術，減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態化燃煤技術是受到各國歡迎的新技術之一。它主要是利用加進石灰石和白雲石，與二氧化硫發生反應，生成硫酸鈣隨灰渣排出。
4.對煤燃燒後形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中85%一90%的二氧化硫氣體。不過，脫硫效果雖好但十分費錢。例如，在火力發電廠安裝煙氣脫硫裝置的費用，要達電廠總投資的25%之多。這也是治理酸雨的主要困難之一。
5.開發新能源，如太陽能，風能，核能，可燃冰等，但是目前技術不夠成熟，如果使用會造成新污染，且消耗費用十分高. 酸雨
20世紀60年代間，瑞典土壤學家奧登首先對湖沼學、農學和大氣化學的有關記錄進行了綜合性研究，發現酸性降水是歐洲的一種大范圍現象，降水和地面水的酸度正在不斷升高，含硫和含氮的污染物在歐洲可以遷移上千公里。1972年瑞典政府向聯合國人類環境會議提出一份報告：《穿越國界的大氣污染：大氣和降水中的磕對環境的影響》。從此更多的國家關注酸雨這一問題，研究的規模也在不斷擴大。1975年5月，在美國俄亥俄州立大學舉行了第一次國際酸性降水和森林生態系統討論會。1982年6月在瑞典斯德哥爾摩召開了國際環境酸化會議，酸雨已成為當前全球性環境污染的主要問題之一。酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和大氣物理現象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸，以硫酸為主。硫酸和硝酸是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉化而成的，可以是當地排放的，也可以是從遠處遷移來的。 酸雨
煤和石油燃燒以及金屬冶煉等工業活動會釋放二氧化硫到空氣中，通過氣相或液相氧化反應生成硫酸。同時高溫燃燒會使空氣中的氮氣和氧氣生成一氧化氮，其在大氣中與氧繼續作用，大部分轉化成為二氧化氮，遇水或水蒸氣就會生成硝酸和亞硝酸。由於人類活動和自然過程，還有許多氣態或固體物質進入大氣，對酸雨的形成也產生影響。大氣顆粒物中的鐵、銅、鎂等是成酸反應的催化劑。大氣光化學反應生成的臭氧和過氧化氫等又是使二氧化硫氧化的氧化劑；飛灰中的氧化鈣、土壤中的碳酸鈣、天然和人為來源的氨，以及其他鹼性物質又會與酸反應，而使酸中和。降水的酸度實際上就是降水中的主要陰陽離子的干衡。當大氣中二氧化硫和一氧化氮的濃度較高時，降水中就會表現為酸性；如果降水中代表鹼性物質的幾個主要陽高子濃度也較高時，降水就不會有很高的酸度，甚至可能呈現鹼性。在鹼性土壤地區，或大氣中顆粒物濃度高時，往往出現這種情況。相反，即使大氣中二氧化硫和一氧化氮濃度不高，而鹼性物質相對更少時，則降水仍然會有較高的酸度。工業區的高大煙囪可把二氧化硫擴散到很遠的地方，因而很多山區和荒野地帶也降酸雨。硫和氮是植物生長不可或缺的營養元素，弱酸性降水可溶解地殼中的礦物質，供動、植物吸收。但如果酸度過高，例如pH值降到5以下，就可能使生態系統遭受損害。在土壤鹽基飽和度低的地區或土層薄的岩石地區，酸性雨水降落地面後得不到中和，就會使土壤、湖泊、河流酸化。當湖水或河水的pH值降到5以下時，流域內的土壤和水體底泥中的金屬(例如鋁)就會被溶解進入水中，毒害魚類，使其繁殖和發育受到嚴重影響。水體酸化還會導致水生生物的組成結構發生變化，耐酸的藻類、真菌增多，而有根植物、細菌和無脊椎動物減少，有機物的分解率降低。因此，酸化的湖泊、河流中魚類減少。瑞典和挪威南部以及美國東北部許多湖泊都已成為無魚的死湖。例如美國東部阿迪朗達克山區，海拔700米以上的湖泊，目前半數以上湖水pH值在5以下，90%已無魚。而在1929年-1937年間，只有4%的湖泊的pH值在5以下，或者是無魚的。現在瑞典18,000多個大中型湖泊已經酸化，其中約4,000個酸化嚴重，水生生物受到很大傷害。
酸雨還會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定，淋洗與土壤粒子結合的鈣、鎂、鉀等營養元素，使土壤貧瘠化。
編輯本段生物防治世界觀察研究所不久前發表的1994年全球趨勢報告《1994年生命特徵》中說：總的來看，地球的情況並不太好，在所有衡量地球健康狀況的指標中，我們僅成功地扭轉了一項指標的惡化─使臭氧層出現空洞的氟里昂的減少。碳排放量沒有減少，大氣污染日益嚴重。據統計，人類每年向大氣層排放SO21.15億噸，NO2約5012萬噸。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超標的大氣環境中，有10億人生活在顆粒物超標的環境中。大氣污染已成為隱蔽的殺手。而SO2則是罪魁禍首。最近，歐洲的26個國家和加拿大，在聯合國歐洲經濟委員會提出的一份新協議上簽了字，休證把本國SO2的排放量減少87%，美國也承諾到了2010年將SO2的排放量減少80%。歐洲國家和加拿大稱贊這項新協議是防治大氣污染的一個里程碑。SO2不僅污染空氣、危害人類健康，而且是形成酸雨的主要物質。大氣中的SO2和NO2，在空氣在氧化劑的作用下溶解於雨水中。當雨水、凍雨、雪和雹等大氣降水的pH小於5.6時，即是酸雨。據美國有關部門測定，酸雨中硫酸佔60%，硝酸佔33%，鹽酸佔6%，其餘是碳酸和少量有機酸。 酸雨
酸雨的危害已引起世界各國的普遍關注。聯合國多次召開國際會議討論酸雨問題。許多國家把控制酸雨列為重大科研項目。全世界已有40多個國家通過有關污染限制汽車排污。1993年在印度召開的"無害環境生物技術應用國際合作會議"上，專家們提出了利用生物技術預防、阻止和逆轉環境惡化，增強自然資源的持續發展和應用，保持環境完整性和生態平衡的措施。專家們認為：利用生物技術治理環境具有巨大的潛力。煤是當前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃燒時放出SO2等有害氣體。煤中的硫有無機硫和有機硫兩種。無機硫大部分以礦物質的形式存在，其中主要的是黃鐵礦（FeS2）。生物學家利用微生物脫硫，將2價鐵變成3價鐵，把單體硫變成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫桿菌，它是一種鐵氧化細菌，能有效地去除煤中的無機硫。美國煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株，它能從煤中分離有機硫而不降低煤的質量。捷克篩選出的一種酸熱硫化桿菌，可脫除黃鐵礦中75%的硫。據1991年統計，捷克利用生物技術已平均脫去煤中無機硫的78.5%，有機硫的23.4%，目前，科學家已發現能脫去黃鐵礦中硫的微生物還有氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等。日本財團法人電力中央研究所最近開發出的利用微生物膠硫的新技術，可除去70%的無機硫，還可減少60%的粉塵。這種技術原理簡單，設備價廉，特別適合無力購買昂貴脫硫設備的發展中國家使用。生物技術脫硫符合「源頭治理」和「清潔生產」的原則，因而是一種極有發展前途的治理方法，越來越受到世界各國的重視。