什么是酸雨?

酸雨是指一种沉积物质的混合物,包括湿的和干的,来自大气中含有比正常量更多的硝酸和硫酸。简单地说,它意味着雨水是酸性的,因为某些空气中的污染物由于汽车和工业过程。

它很容易被定义为雨,雾,雨夹雪或雪,这是由于空中污染物的污染物而被酸性的化石燃料以及主要排放氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)的工业燃烧。酸度是根据水滴的pH值来确定的,其值在0到14之间,0代表极端酸度,14代表最高碱度(酸度的对立面)。

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来源:Canva.

根据环保局,

酸性雨或酸沉积,是一种广泛的术语,包括任何形式的酸性组分,例如含硫或硝酸,其从湿或干燥形式的大气中落到地上。这可以包括雨,雪,雾,冰雹甚至是酸性的冰雹。

说硫酸盐不会导致酸雨,就等于说吸烟不会导致肺癌。

〜Andrew L. Lewis,Jr.

正常的雨水是微酸性的,pH值在5.3-6.0之间,这是因为空气中的二氧化碳和水发生反应形成碳酸,碳酸是一种弱酸。当pH值为雨水低于这个范围,它变成了酸雨。

当这些气体在大气中发现的其他化学品中与水分子和氧气反应时,形成温和的酸性化合物,如硫酸和硝酸导致酸雨。酸雨通常导致建筑物的风化,金属的腐蚀和表面上的涂料剥离。

爆发火山含有一些可导致酸雨的化学品。除此之外,燃烧化石燃料,由于人类活动导致的工厂和汽车的运行是这项活动背后的一些其他原因。

目前,在加拿大东南部、美国东北部和欧洲大部分地区,包括瑞典、挪威和德国的部分地区,都发现了大量的酸沉积。此外,在南亚、南非、斯里兰卡和印度南部的部分地区也发现了一定量的酸沉积。

酸雨的形式

存在两种形式,其中酸沉积发生 - 湿和干燥。两者都在下面讨论:

1.湿沉积

当风把空气中的酸性化学物质吹到天气潮湿的地区时,酸性物质以雨、雨夹雪、雾、雪或薄雾的形式落到地面。它将大气中的酸去除,并将它们沉积在地球表面。

当这种酸流过地面时,它会影响大量的植物、动物和水生生物。来自排水沟的水流入河流和运河,与海水混合,从而影响海洋栖息地。

2.干沉积

如果风吹到天气干燥的区域中的酸性化学物质,酸性污染物将灰尘或烟雾滑到灰尘或烟雾,并落到地面作为干颗粒。

这些坚持到地面和其他表面,如汽车,房屋,树木和建筑物。大气中的几乎50%的酸性污染物通过干燥沉积而倒置。这些酸性污染物可以通过暴雨从地面表面冲走。

早在19世纪的工业革命时期,它就被发现了。1852年,苏格兰化学家罗伯特·安格斯·史密斯首次发现了这种现象,认为酸雨和大气污染在曼彻斯特,英格兰。

但它主要在20世纪60年代获得公众关注。该术语在1972年被创造,当时纽约次发表了关于该报告的报告气候变化效果由于酸雨在新罕布什尔州的哈伯德布鲁克实验森林里的出现而开始出现。

酸雨的成因

已知自然和人为来源都在酸雨的形成中发挥作用。但是,它主要由化石燃料的燃烧引起,这导致二氧化硫排放(所以2)和氮氧化物(没有x)。

1.自然来源

酸雨的主要天然原因是火山排放。火山散发出生产的气体,以产生高于正常量的酸雨或任何其他形式的沉淀,例如雾和雪,在周围植被覆盖的程度上影响植被覆盖和健康。

腐烂的植被,野火和生物过程环境还会产生形成酸雨的气体。二甲基硫醚是导致含硫元素进入大气的主要生物因素之一。雷击也会自然产生一氧化氮,它通过电活动与水分子反应产生硝酸,从而形成酸雨。

2.人为的来源

人类活动导致的硫、氮等化学气体排放是酸雨的主要原因。活动包括空气污染源排放硫和氮气体的工厂、发电设施和汽车。

特别是,使用煤炭发电是导致酸雨的气体排放的最大因素。汽车和工厂每天也向空气中排放大量气体,特别是在高度工业化的地区和拥有大量汽车的城市地区。

这些气体在大气中与水,氧和其他化学品反应,形成各种酸性化合物,例如硫酸,硝酸铵和硝酸。因此,这些领域经历了非常大量的酸雨。

现有的风将这些酸性化合物吹过边界,并以酸雨或其他形式的降水的形式落回地面。在到达地球,它流过表面,被土壤吸收,进入湖泊和河流,最后与海水混合。

气体即,即二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)主要是由电力产生发生的气体烧煤导致了酸雨。

酸雨的影响

酸雨对世界环境和公众健康有重大影响。

1.对水生环境影响

酸雨要么直接落在水生生物身上,要么从森林、道路和田野中流进小溪、河流和湖泊。经过一段时间,酸会在水中积聚,从而降低水体的整体pH值。

水生植物和动物只有pH值在4.8左右才能存活。如果pH值低于这个水平,水生生物的生存条件就变得非常恶劣。

酸雨改变pH值和铝浓度的趋势极大地影响了地表水的pH值水平,从而影响鱼类和其他水生生物。当pH值低于5时,大多数鱼卵无法孵化。低ph值也能杀死成鱼。

从集水区进入河流和湖泊的酸雨径流也降低了生物多样性随着河流和湖泊变得更加酸性。在一些湖泊,河流和布鲁克斯在包括鱼类,植物和昆虫类型的物种已经减少,而且由于过量的酸雨流入水域,甚至完全被淘汰。

2.对森林的影响

它使树木易受疾病,极端天气和昆虫来破坏叶子,破坏树皮并逮捕其增长。森林损害由于酸雨在东欧最为明显,尤其是德国、波兰和瑞士。

3.对土壤的影响

酸雨对土壤化学和生物学的影响很大。酸雨是指酸雨对土壤微生物、生物活性以及土壤pH等化学成分的破坏或逆转。

土壤需要保持一个适宜的pH值,以保持生物活动的连续性。酸雨渗入土壤时,意味着土壤的pH值升高,从而破坏或逆转土壤的生物和化学活动。因此,不能适应pH变化的敏感土壤微生物被杀死。

高土壤酸度也使土壤微生物的酶变性。同样,酸雨中的氢离子会滤除重要的矿物质和营养物质,如钙和镁。

4.植被覆盖和种植园

酸雨对土壤和高水平的干沉积的破坏性效应具有无休止的高空森林和植被覆盖,因为它们主要由酸性雾和云包围。此外,酸雨对生态和谐的广泛影响导致一些森林和植被覆盖的发育性甚至死亡。

5.对建筑和建筑物的影响

酸雨在建筑物上,特别是那些用石灰石构成的雨水,与矿物质反应并腐蚀它们。这使得建筑物弱和易受腐烂的影响。现代建筑,汽车,飞机,钢桥和管道都受酸雨的影响。古老的遗产建筑可能会造成不可替代的伤害。

6.对公共卫生的影响

在大气中,二氧化硫和氮氧化物气体及其硫酸盐和硝酸盐等微粒物质的衍生物会降低能见度,并可能导致事故,导致伤亡。酸雨不会直接影响人类的健康,因为酸雨太稀,不会造成严重的健康问题。

然而,干燥的沉积物也被称为空气中的气态微粒,在这里是氮氧化物和二氧化硫,当吸入时会导致严重的健康问题。空气中以干燥形式积聚的酸性物质会导致肺部和心脏疾病,如支气管炎和哮喘。

7.其他效果

酸雨导致建筑物的风化,金属腐蚀和表面上的涂料剥离。由大理石和石灰石制成的建筑物和结构是由于雨中酸中的酸和结构中的钙化合物的反应而受到酸雨的尤其受损的结构。

这些效果通常在雕像,旧墓碑,历史纪念碑和损坏的建筑物上看到。酸雨还要腐蚀钢,青铜,铜和铁等金属。

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来源:Canva.

酸雨的解决方案

1.清理排气管和烟囱

满足现代能源需求的大部分电力来自石油、天然气和煤炭等化石燃料的燃烧,这些燃料产生的氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)是酸雨的主要来源。二氧化硫的排放主要来自燃煤,而氮氧化物的排放主要来自化石燃料燃烧。

洗煤、使用低硫煤和使用被称为“洗涤器”的设备可以提供二氧化硫排放的技术解决方案。“洗涤”也被称为烟气脱硫(FGD),其主要作用是从烟囱排出的气体中以化学方式消除SO2。

它可以消除高达95%的SO2气体。发电设施也可以转移到使用燃料,这些燃料发射得更少的SO2,例如天然气而不是燃烧煤。这些方法只是称为减排策略。

同样,汽车化石燃料燃烧产生的氮氧化物排放也可以通过使用催化转化器来减轻。催化转化器固定在排气管系统上,减少氮氧化物排放。改进汽油,使其燃烧更清洁,也是减少氮氧化物排放的一种策略。

2.恢复损坏环境

使用石灰石或石灰,一种称为石灰的过程,是一种实践人们能做的就是修复造成的损害酸雨到湖泊,河流和布鲁克斯。将石灰添加到酸性表面水中平衡酸度。这是一个广泛使用的过程,例如在瑞典,以保持水pH值最佳。

即使,雷明是一种昂贵的方法,必须重复完成。此外,它只提供短期解决方案以牺牲解决更广泛的挑战二氧化硫和氮氧化物的排放及其对人类健康的风险然而,它通过改善长期酸化的地表水帮助恢复和允许水生生物的生存形式。

3.替代能源

除了化石燃料外,还有各种各样的替代能源可以产生电力。这些包括风能,地热能,太阳能,水电和核电。

利用这些能源可以提供有效的电力替代能源,而不是使用化石燃料。燃料电池、天然气和电池也可以替代化石燃料作为更清洁的能源。从今天起,一切能源既有好处,也有环境和经济代价。唯一的解决办法就是使用可持续能源可以保护未来。

4.个人,国家/州和国际行动

数百万人,直接和间接,有助于SO2和NOx排放。减轻这一挑战要求个人更加了解节能和减少排放的方式,例如:不使用它们时关闭灯光或电器;使用公共交通工具;使用节能电器;并使用混合动力车辆或具有低NOx排放的人。

参考:

酸雨和酸水

国家地理

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