大气污染控制工程论文

我国酸雨污染探究

史志斌

摘要：我国是以煤炭为主要能源的国家，能源结构中煤炭占 80%以上。近几年来，由于我国经济的快速发展，煤炭的产量一直位居世界第一位，随着煤炭产量的增加，二氧化硫的排放量呈上升趋势，仍居世界第一位。环境正在急剧恶化，酸雨的危害已越来越严重。酸雨被视为“无声的灾祸”，威胁着人类自身的生存和发展，已成为当今人类最关注的环境问题之一。在亚洲,酸性最强、面积最大的酸雨区就在我国境内。本文通过分析我国酸雨的污染现状、成因及危害情况，寻找有效、合理的方法来防治酸雨，减轻酸雨对环境的破坏。防治酸雨污染最根本的措施是：减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，调整能源结构，加强技术研究，发展高效节能技术、洁净煤技术、可替代煤的洁净能源技术及公众的参与是必不可少的。只有这样，酸雨的危害才能降到最低，生态环境才能持续的发展下去。 关键词：酸雨 二氧化硫 成因分析 特点 污染现状 危害 防治措施

1、 什么是酸雨:

人们把酸碱度小于5.6的降水成为“酸雨”。

酸雨的形成是复杂的大气化学和大气物理现象，是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2和NOx通过氧化反应（气相和液

相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，附在凝结核上降落到地面上的。主要来源于工业生产和民用生活中燃烧煤炭排放的硫氧化物、燃烧石油及汽车尾气释放的氮氧化物等酸性物质。

2、酸雨的形成原因:

人类活动向大气排放的SO2和NOx是引起降水酸化的主要原因。

这些物质既可以在水汽凝结过程中进入雨滴，也可被云滴吸收，还可以通过化学反应变为固态、液态酸和盐，作为水汽凝结核，此外还可通过雨水的作用直接进人云滴和雨滴。它们主要来自石油、煤等含硫燃料的燃烧。在空气中SO2能被氧化成SO3，尤其在城市和大工业区的

上空因含有较多的Mn2+、V2+、Fe2+等能催化SO2生成SO3，它们与雨水

作用形成“酸雨”。酸雨成分中，硫酸占60%，硝酸占32%，盐酸占6%，其余是碳酸和少量有机酸。

3、特点：

1) 酸性降水的主要污染物是SO2，而SO2的来源除自然源外，人为源主

要是燃煤。

2) 我国的酸雨污染以城市局地污染为主，并以城市为核心呈现多中心分布。在西南的重庆污染区，华南的长沙污染区和洪江污染区，都是由于城市和厂矿企业污染物的低空排放，使其附近的SO2浓度比其他地区高，降水酸度也较高，酸雨集中在大型燃煤工厂的5O公里半径之内。

3) 局地污染大于SO2长距离输送造成的污染。

4) 长江以南酸雨污染重于长江以北。

5) 我国主要是硫酸型酸雨。

4、污染现状：

我国是一个酸雨严重的国家。80年代,酸雨主要分布在西南地区,集中在重庆、贵阳和柳州等地。到90年代中期,酸雨已扩展到长江以南青藏高原以东以及四川盆地的广大地区。目前,酸雨在东南沿海地区也比较严重，我国酸雨面积已占国土面积的40％ ，成为继欧洲和北美之后的第3大酸雨区。2002 年，在国家监测的343个城市中，达到或优于国家空气质量二级标准、达到三级标准和劣于三级标准的城市约各占三分之一。二氧化硫平均浓度未达到国家空气质量二级标准的城市约占22%。其中，超过国家空气质量三级标准的城市约占8%；南方地区酸雨污染较重，酸雨控制区内90%以上的城市出现了酸雨。以煤为主的能源消费结构以及工业结构和布局的不尽合理，造成60%以上的城市大气总悬浮颗粒物超标，二氧化硫污染保持在较高水平的煤烟型污染；城市机动车尾气排放污染物增加，使氮氧化物污染加重，形成了城市煤烟和交通复合型污染。进入上个世纪90年代以来，我国国民经济以年10%左右的速度增长，二氧化硫、烟尘、工业粉尘等大气污染物排放总量也随之增加，1995年达到最高水平。1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨（大大超出了环境自净能力），比1990年增加了875万吨，排放总量超过欧洲和美国，居世界第一位。1995年以来由于国家对二氧化硫等主要污染物的排放实施总量控制和经济结构调整，污染物排放总量已有所减少。 2002年全国二氧化硫排放总量为1927万吨，比1995年减少了443万吨。其中约60% 的二氧化硫排放量来自国家划定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区（简称 “两控区”）。据专家测算，我国大气中二氧化硫浓度达到国家空气

质量二级标准时的环境容量为1200万吨，2002年二氧化硫的实际排放量超过环境容量的60%。我国燃煤带来的大气污染，特别是酸雨污染，造成了巨大的经济损失，严重影响了国民经济的发展和人民群众的正常生活。

5、 危害:

1) 淡水受污染、鱼虾死亡：

酸雨可造成江、河、湖、泊等水体的酸化，致使生态系统的结构与功能发生紊乱。水体的pH值降到5．0以下时鱼的繁殖和发育会受到严重影响。水体酸化还会导致水生物的组成结构发生变化，耐酸的藻类、真菌增多，有根植物、细菌和浮游动物减少，有机物的分解率则会降低。流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝)可被溶解进入水体中而毒害鱼类；

2) 使土壤酸化、危害植物：

影响和破坏土壤微生物的数量和群落结构，抑制了土壤中有机物的分解和氮的固定，使土壤贫瘠化，导致生长在这里的植物逐步退化。酸雨进入土壤后改变了土壤理化性质，间接影响植物的生长：破坏植物形态结构、损伤植物细胞膜、抑制植物代谢功能、阻碍植物叶绿体的光合作用，影响种子的发芽率。植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片，叶片受损后光合作用降低，抗病虫害能力减弱，林木生长缓慢或死亡，农作物减产；

3) 对建筑物和文物古迹的影响：

酸雨能与金属、石料、混凝土 等材料发生化学反应或电化学反应，从而加快楼房、桥梁、历史文物、珍贵艺术品、雕像的腐蚀。酸雨还直接危害电线、铁轨、桥梁和房屋等。酸雨主要成分硫酸对金属（钢铁等）大理石的腐蚀：

H2SO4+Fe→FeSO4+H2↑

H2SO4+CaCO3→CaSO4+CO2↑+H20

具有2000多年历史的雅典古城的大理石建筑和雕塑已千疮百孔，层层剥落。重庆嘉陵江大桥，其腐蚀速度为每年0.16毫米，用于钢结构的维护费每年达20万元以上。北京的汉白玉石雕近30年来其受侵蚀的厚度已超过1厘米，比在自然状态下快几十倍；

4）危及人体健康：

酸雨中含有的甲醛、丙烯酸等对人的眼睛有强烈的刺激作用。硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比SO2要高10倍，其微粒可侵入人体的深部组织，引起肺水肿和肺硬化等疾病而导致死亡。当空气中含

0.8mg/L硫酸雾时，就会使人难受而致病。或者是人们饮用酸化的地面水和由土壤渗入金属含量较高的地下水，食用酸化湖泊和河流的鱼类等，一些重金属元素通过食物链逐渐积累进入人体，最终对人体造成危害。

6、 我国主要采用的防治技术：

1) 洁净煤技术：洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控

制等新技术，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情，洁净技术包括：选煤（如采用低硫燃料），型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池；

2) 高烟囱排放：该措施能降低二氧化硫的当地排放绝对量，但没有从根本上解决二氧化硫对大气的污染。高空中的二氧化硫与日光和湿气作用，使降雨的PH值增加，形成酸雨；

3) 脱硫技术:

a) 燃料脱硫：低硫燃料来源困难，价格高，全国正积极进行燃料的直接脱硫研究，但是煤中有机硫脱出的方法还不太成熟。

b) 燃烧脱硫：在燃料燃烧过程中加入脱硫剂脱除硫份，比较成熟的技术有：循环硫化床燃煤锅炉燃烧脱硫二氧化硫，在850℃的温度下，脱除炉膛中的二氧化硫气体；另一种方法是在燃料中加入脱硫剂，燃料与脱硫剂一起燃烧，当硫从煤中析出时，即被脱硫剂捕获，达到脱硫目的。以上两种方法缺点是脱硫效率低，烟气仍需净化。

c) 烟气脱硫：在诸多脱硫方法中，烟气脱硫是目前最主要和最有效的治理方法，烟气中的硫主要是以二氧化硫的形态存在的，对大气中的二氧化硫的防治，应以烟气脱硫为主。烟气脱硫大体可分为两类。一类是湿法：使用液体吸收剂

对烟气洗涤的方法；二类是干法：用粉状（或少量液体）吸收剂、吸附剂喷入烟气中来脱除二氧化硫。我公司研制开发的脱硫除尘器就是采用以生石灰为原料的湿法脱硫，其主要优点是脱硫除尘一体，设备简单，投资少，脱硫效率高，对操作技术要求不高。

7、 酸雨防治对策：

1) 加强环境宏观管理，实行大气污染物排放总量控制。对工业过于集中的地区适当控制污染型工业的再建，并进行必要的疏散，以减小当地污染物的排放量。合理调整城市产业布局，注意发展耗能少而产值高的新兴工业、轻工业和手工业；

2) 节约能源，减少污染。由于我国能源管理水平差，浪费严重，许多中小企业生产工艺落后，产品耗能高，能源的分配和利用不合理，工业中的余热、煤气大都没有充分利用，造成我国能源利用率低，增大了能源需求量。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；

3) 开发和应用各种脱硫脱氮技术及设备，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃烧产生的SO2 。我国SO2 排放量约90％来自煤炭

消费。控制SO2的排放首先要从源头抓起，限制高硫煤的生产和使

用，改用低硫煤改变能源结构，使用清洁能源。开发可以替代燃煤的清洁能源，如核电、水电、太阳能、风能、地热能等)；

4) 加强对汽车尾气的控制：制订各类汽车的废气排放标准，限制汽车行驶速度，尽快实施机动车定期淘汰制度、城市要着力发展公共交通，适当限制私人汽车数量，保证交通畅顺，才能减少汽车尾气的污染、大力推广使用无铅汽油，改进汽车发动机技术，安装尾气净化器及节能装置、呼吁使用“绿色汽车”，即用天然气、氢气、酒精、甲醇、电等清洁燃料作为汽车动力的汽车，可大大降低氮氧化物的排放量；

5) 加强环境管理，强化环保执法。足额征收二氧化硫和氮氧化物排污费，促进企业建设和运行污染治理设施。对排污大户限时整改，关停淘汰一些污染严重的生产设施或工厂。认真做好SO2排污费的

征收、管理和使用，将大部分的排污费用于重点排污单位的SO2污染专项治理；

6) 加强植树栽花，扩大绿化面积植物具有调节气候，保持水土，吸收有 毒气体等作用。因此，根据城市环境规划，选择种植一些较强吸收二氧化硫和粉 尘的如石榴、菊花、桑树、银杉等花草树木，可以净化空气，美化城市环境；

7) 公众参与：环境保护需要环保工作者献身。作为终身为之奋斗的事业, 我国许多科学工作者为了研究我国酸雨的形成规律, 贡献了自己的全部精力。中小学生应该尽可能一些环保活动,其中包括酸雨。环保需要正确的公众舆论。青少年参加环保宣传, 出于童心稚语, 情真意切, 感染力强；形式也较为生动活泼, 容易为听众接受；

8) 加强宣传，普及酸雨知识，发挥舆论和公众在规划实施中的监督作用。 加大规划实施的监督检查力度，跟踪和评估规划实施效果，并按年度公布。对未按时完成重点二氧化硫治理项目和关停、淘汰小火电、小钢铁和小水泥的地区，向社会公布，实行区域限批制度，暂停增加区域二氧化硫排放项目的环境影响评价报告审批。

8、参考文献：

[1] 张永锋. 酸雨的危害分析及防治政策[J]. 绿色科技. 2011(12)

[2] 万玉山,王皖蒙. 中国酸雨污染现状 成因分析及防治措施[J]. 安徽农业科学. 2010(34)

[3] 赵艳霞,侯青. 1993—2006年中国区域酸雨变化特征及成因分析

[J]. 气象学报. 2008(06)

[4] 刘琴. 酸雨的形成和危害[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 1984(02)

[5] 刘香兰. 酸雨的形成、危害及防治[J]. 中国果菜. 2008(06)

[6] 张燕,刘立进. 我国酸雨分布特征及控制对策[J]. 陕西环境. 1998(04)