3.酸沉降及其控制

《3.酸沉降及其控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.酸沉降及其控制（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、3. 酸沉降及其控制技 术3. 1. SOx的形成及其控制3. 2 NOx的形成及其控制3. 3.COx的形成及其控制3. 1. SOx的形成与控制3. 1. 1. SOx的形成及其转化SOx的形成是指燃料燃烧时，其中的硫氧化 而成，基本反应为：形成的SO2遇到水（蒸汽）后会形成亚硫酸 ，进一步会被氧化成硫酸。即： 3. 1. 2. 我国酸沉降的基本状 况酸性干沉降及湿沉降统称为酸沉降，酸性湿 沉 降包括雨和雪，指pH 值小于5.6 的降水，主要是 向 大气中排放了大量二氧化硫和氮氧化物所致。酸 沉 降严重危害农作物、森林和草场，使土壤和地表 水 酸化，损害建筑物和文物古迹，因此称为“空中死

2、神”。 我国是继欧洲、北美之后的世界第三大区域 ， 且降水酸度不断升高。主要分布于长江以南、青 藏 高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最 重, 其次是西南地区、华东沿海地区和华南地区，北 方 城市降水年均 pH值低于5.6的有青岛、图们、太原 和石家庄等地。不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力 沉 降到地面叫干沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含 酸 性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面叫湿 沉 降。“湿沉降” 取决于酸雨中致酸碱性物质浓度, 如 讨论硫的 “湿沉降” , 那么, 将取决于降水中的硫的 浓 度, 如此类推; 也取决于降雨量。 “干沉降“ 则不同, 除了取决于大气中酸碱性

3、物质浓度, 如果讨论硫的 “ 干沉降“ , 那么, 将取决于大气中SO2的浓度和总悬 浮 颗粒物的浓度, 后者在空中已吸附了少量硫, 并以 硫 酸根的形式存在; 还取决于它们沉降到哪类地面上 , 即土地利用格局。利用格局不同, 吸附和吸收酸性物质能力不同 。一般分为四类, 森林的SO2 的沉降能力最强, 约为 8毫米/ 秒; 林地, 约为5 毫米/ 秒; 庄稼地和 草地, 约为4 毫米/ 秒; 水面, 居民区等, 约为2 毫 米/ 秒。土壤的酸碱性也有一些影响, pH值大于7 的碱性土壤, 约为 8毫米/ 秒; pH值近于 4的酸性 土壤, 约为4-6 毫米/ 秒。城市和农村, 谁的干沉降大,

4、 谁的湿沉降大, 谁的干湿沉降总合大? 我国城市, 特别是工业城 市, SO2 排放量较大, 该城市地面测得的SO2 浓 度也较高, 例如我国有24所城市SO2 年均浓度超 过了0.100 毫克/ 立方米, 其中有10座城市在长江 以南, 这些市皆处于酸雨区中; 但是长江以南广 大农村地区, SO2 年均浓度约为0.010 毫克/ 立方 米, 甚至低于此值, 也属于酸雨区。这是因为我 们测得的SO2 浓度是地面浓度; 而决定酸雨的是 高空雨云酸化的程度, 并且这种酸化了的雨云可 以长距离传输; 决不能因为农村没有酸物质排放 而忽视了酸雨存在与危害。由于乡村面积远远 大于城市面积, 因此城市的干

5、沉降大于湿沉降; 乡村湿沉降大于干沉降。若讨论国土面积, 乡村 的干湿沉降的总和将远大于城市的干湿沉降的 总合;若讨论单位面积, 城市的干湿沉降总和将远 大于乡村干湿沉降之总合。酸性物质的干湿沉降酸雨危害环境。这种危 害包括森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生 生物种群减少，农田土壤酸化、贫脊，有毒重 金属污染增强，粮食、蔬菜、瓜果大面积减产 ，使建筑物和桥梁损坏，文物面目皆非。土壤的酸碱性也有一些影响, pH值大于7 的碱性土 壤,约为 8毫米/ 秒; pH值近于 4的酸性土壤, 约为4-6 毫 米/ 秒。我国城市, 特别是工业城市, SO2 排放量较 大, 该城市地面测得的SO2 浓度也较高

6、, 例如我国有24 所 城市SO2 年均浓度超过了0.100 毫克/ 立方米, 其中 有 10座城市在长江以南, 这些市皆处于酸雨区中; 但 是 长江以南广大农村地区, SO2 年均浓度约为0.010 毫 克/ 立方米, 甚至低于此值, 也属于酸雨区。这是因 为 我们测得的SO2 浓度是地面浓度; 而决定酸雨的是 高 空雨云酸化的程度, 并且这种酸化了的雨云可以长 距 离传输; 决不能因为农村没有酸物质排放而忽视了 酸 雨存在与危害。由于乡村面积远远大于城市面积, 因 此城市的干沉降大于湿沉降; 乡村湿沉降大于干沉降。若讨论国土面积, 乡村的干湿沉降的总和 将 远大于城市的干湿沉降的总合;若讨

7、论单位面积, 城 市的干湿沉降总和将远大于乡村干湿沉降之总合 。酸性物质的干湿沉降酸雨危害环境。这种危 害 包括森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生生物 种 群减少，农田土壤酸化、贫脊，有毒重金属污染 增 强，粮食、蔬菜、瓜果大面积减产，使建筑物和 桥 梁损坏，文物面目皆非。何谓我国“双控区”?我国是个法制国家, 污染控制不能只靠舆论, 必须有法可依。1995年8月, 全国人大常委会通 过了新修订的中华人民共和国大气污染防治 法, 其中明确规定要在全国划定酸雨控制区和 二氧化硫污染控制区, 以求在双控区内强化对酸 雨和二氧化硫的污染控制。一方面, 这代表政府 对酸雨控制的重视, 要付诸于行动；另

8、一方面, 这也表达了控制酸雨的战略: 不能胡子眉毛一把 抓, 要抓住重点, 抓住关键, 加大投入, 解决问题 。 何谓我国酸雨控制区?一般将pH值小于5.60的降水叫酸雨, 将年均降 水pH值小于5.60的地区叫酸雨地区。目前, 我国 年均降水pH值低于5.60的地区已达全国面积40% 左右。酸雨是区域问题；大部份地区的酸雨仅 仅是少部分城市排放的酸性物质经大气长程传 送形成的, 只要消灭了少数城市的污染源, 大面 积酸雨现象自然会消失。所以, 酸雨控制区应不同于酸雨 地 区, 要比酸雨地区小得多。当降水pH值低于4.60时, 将会对森林, 农作物和材料产生损害, 西方发达国 家 多将降水pH

9、值低于4.60作为受控对象的标准。而 降 水pH值低于4.60的地区要比降水pH值低于5.60的 地 区小得多。除了这一标准而外, 还要考虑生态系统 对 酸雨的承受能力问题。不同地区的土壤和植被等 生 态系统对硫沉降的承受能力不同, 硫沉降负荷反映 了 该承受能力之大小, 当实际硫沉降超过硫沉降负荷 的 区域就应予以控制。此外, 酸雨控制区应包括酸雨 污 染最严重地区及其周边二氧化硫排放最大区域。 依 此标准, 我国酸雨控制地区的面积约为80万平方公 里, 占国土面积8.40%。它主要包括上海市, 重庆市和 浙 江, 安徽, 福建, 江西,湖北, 湖南, 广东, 广西, 四川, 贵 州, 云南

10、等省的部分城市地区。 何谓我国二氧化硫控制区?南方的酸雨还和北方二氧化硫的大量排放有关, 仅 控 制酸雨地区的酸性物质排放而忽略北方二氧化硫 的 排放, 还是不能有效地控制酸雨。二氧化硫年平均 浓 度的二级标准是0.06毫克/立方米, 在此浓度之下, 人 群在环境中长期暴露将不受危害；二氧化硫日平 均 浓度三级标准是0.25毫克/立方米, 在此浓度之下, 人 群在环境中短期暴露不受急性建康损害。环境空 气 中二氧化硫的主要危害是引起人体呼吸系统疾病, 导 致死亡率增加。二氧化硫污染主要来自燃煤, 集中 在 城市, 应以城市, 特别是大城市为控制单元。目前, 全 国有62.3%的城市二氧化硫年均

11、浓度超过国家二级 标 准, 达不到保护居民和生态环境不受危害的基本要 求；而日均浓度超过国家三级标准, 达不到保护居 民 和生态环境不受急性危害的最低要求。依此标准, 我 国二氧化硫污染控制区面积为29万平方公里, 占国 土面积3%。主要包括北京市，天津市及河北，山西 ， 内蒙，辽宁，吉林, 江苏, 河南, 陕西, 甘肃, 宁夏, 新 疆等省的部分城市。实施双控区政策几年来, 情况有了一定改进 。 1999年底, 列入双控区的 175个城市中已有98座城 市 实现了二氧化硫浓度达标, 在未来十年内, 情况会 有 明显改变。如何控制酸雨不再生成?酸雨控制是个十分紧迫的事情, 应该在近期得 到控制

12、, 近年得到改善。因此需要两步走: 先从 实际情况出发, 对目前的酸性物质排放加以消减, 以求短期见效果；同时考虑根本改革, 即能源结 构的变更, 从根本上解决问题, 后者在短时间内 难以奏效。目前着手控制酸雨的措施包括: 限制高硫煤 的开采与使用； 重点治理火电厂二氧化硫污染 ；防治化工, 冶金, 有色金属冶炼和建材等行业 生产过程中二氧化硫污染。酸雨控制的根本途径是减少酸性物质向大 气的排放, 目前的有效手段是使用干净能源, 发 展水力发电和核电站, 使用固硫的型煤, 使用锅 炉固硫、脱硫、除尘新技术, 发展内燃机代用燃 料, 安装机动车尾气催化净化器, 培植耐酸雨农 作物和树种等。 酸沉

13、降控制l制定和完善相应的污染排放法规l加强地方立法l强化立法监督l强化执法检查l强化排污收费标准和力度l培养公众的环保意识l使用清洁能源l实施有效的后处理治理措施风能：我国风能资源总量为16亿千瓦，约有10%可 供开发利用；特别是内蒙、新疆，青海， 甘 肃等省风能丰富，可用风能发电， 太阳能：在中国,有600万平方公里土地面积,其上 太阳能年辐射总量超过60万焦耳/平方厘米。特别是西藏、云南、青海等省日照时间更 长,利用前景广阔。可发展太阳能热水器,太阳 灶,被动式太阳房和太阳能电池等。目前太阳 能利用仍属起步阶段,年产生能量仅为200 300万吨标准煤。 太阳能发电：1997年全世界太阳能电

14、池发电能力为13万 千瓦, 比1996年增加了43%；从1990年开始, 平均年增长率为16%，可见发展之迅速。 潮汐能：东南沿海浙江、福建等海岸潮汐起伏大, 潮起屯水，潮退落水，通过水位落差也可用 于发电。水力发电：水力发电是另一大类无污染干净能源，我国水 电可开发资源为3.78亿千瓦。特别是我国西南诸 省和浙江、福建等省水力资源丰富，发展水力发 电大有用武之地。目前仅开发利用了约1%，近 8000万千瓦。 地热：地热资源尚有待进一步勘查，前景看好。我国现已 探明的地热储量约为60亿吨标准煤，现加以利用的仅 为其万分之一。核电站：运行良好的核电站是安全的，起码不排放酸性物 质到大气中。就居民

15、受到辐射剂量而言, 压水堆核 电站是0.018毫克/年；而火力电站是0.048毫克/年, 因为煤中含有极微量的放射性元素。核电站不会排 放任何SOx, NOx和烟尘；而火力发电站每年排放SOx46000 吨, NOx26250吨和烟尘3500吨。出于核电有益于环境, 核电近年来发展很快, 在世界电力 工业结构中已排在火力发电之后, 处于第二位。发展沼气： 我国秸秆,薪材的利用量约为2.6亿吨标准煤, 占 农村能源消费的70% 左右。但利用效率不高,且 能排放少量SOx和NOx酸性气体。可发展沼气池,生产沼气取暖和炊饭,沼气池渣尚可肥田,且减少酸 性气体排放。目前我国农村已建成各种沼气池超过50

16、0万座,产生沼气相当于70万吨标准煤,将来秸秆将主要用于还田和生产沼气。使用洁净煤和洁净煤技术：火力发电和工业锅炉 是 排放酸性物质到大气中,形成酸雨的主要 罪魁祸首。通过使用低硫优质煤，使用天 然气和燃料油代替煤，可在一定程度上减 少 酸性物质的排放。此外应用型煤、湿法 脱 硫除尘、炉内喷钙固硫、电厂锅炉排烟 脱硫和流化床除尘脱硫等新环保技术可有 效减少酸性物质向大气排放。 动力煤加大洗洗火电厂改造：火力发电和工业锅炉是排放酸性物质到大气中, 形成酸雨 的主要罪魁祸首。通过使用低硫优质煤, 使用天然气和燃料油代替 煤, 可在一定程度上减少酸性物质的排放。此外应用型煤、湿法脱 硫除尘、炉内喷钙固硫、电厂锅炉排烟脱硫和流化床除尘脱硫等新 环保技术可有效减少酸性物质向大气排放。 治理化工, 冶金, 有色, 建材工业二氧化硫污染：化工, 冶金, 有色金属冶 炼和建材工业生产过程中排放二氧化硫, 约占二氧化硫总排放量 20%左右。应对尾气进行治理；严重污染的旧工艺和旧设备应加改 造和更换；应实行清洁生产, 全过程控制。 烟囱内