El nombre oficial de la lluvia ácida es deposición ácida, que se puede dividir en dos categorías: "deposición húmeda" y "deposición seca". El primero se refiere a todos los contaminantes gaseosos o granulares que caen al suelo en forma de precipitación como lluvia, nieve, niebla o granizo; el segundo se refiere a las sustancias ácidas traídas por el polvo que cae al aire en los días de lluvia. La lluvia ácida se refiere a lluvia, nieve u otras formas de precipitación con un valor de pH inferior a 5,6. El agua de lluvia está contaminada por gases ácidos de la atmósfera. La lluvia ácida es causada principalmente por las emisiones provocadas por el hombre de grandes cantidades de sustancias ácidas a la atmósfera. La lluvia ácida en China es causada principalmente por la quema a gran escala de carbón con alto contenido de azufre, principalmente lluvia de ácido sulfúrico y menos lluvia de ácido nítrico. Además, los gases de escape emitidos por diversos vehículos de motor también son una causa importante de la lluvia ácida.
2) La formación de la lluvia ácida
(1) Fuentes naturales de emisión. 1. Océano: La niebla del océano traerá algo de ácido sulfúrico al aire. 2. Organismos: Algunos organismos del suelo, como cadáveres de animales y hojas de plantas muertas, pueden descomponer algunos sulfuros bajo la acción de bacterias y luego convertirlos en dióxido de azufre. 3. Erupción volcánica: expulsa una cantidad considerable de gas dióxido de azufre. 4. Incendios forestales: Los incendios forestales provocados por rayos y calor seco también son fuentes naturales de óxidos de azufre, ya que los árboles también contienen trazas de azufre. 5. Relámpagos: Los relámpagos provenientes de nubes de lluvia a gran altitud son poderosos y pueden combinar parcialmente el nitrógeno y el oxígeno del aire para formar óxido nítrico, que luego se oxida a dióxido de nitrógeno en la troposfera. Los óxidos de nitrógeno emitidos son la suma de óxidos de nitrógeno y dióxido de nitrógeno, que reaccionan con el vapor de agua del aire para producir ácido nítrico.
Ácido nítrico + H2O = ácido nítrico + ácido nítrico 6. Descomposición bacteriana: Incluso el suelo no fertilizado contiene trazas de nitrato. Con la ayuda de las bacterias del suelo, los nitratos del suelo pueden descomponer gases como el óxido nítrico, el dióxido de nitrógeno y el nitrógeno. (2) Fuentes de emisión artificiales. La combustión de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural, ya sea carbón, petróleo o gas natural, queda enterrada bajo tierra durante cientos de millones de años y se transforma a partir de antiguos fósiles de animales y plantas, por eso se le llama combustible fósil. Los científicos estiman aproximadamente que el consumo de combustibles fósiles de China en 1990 fue de unos 700 millones de toneladas, lo que representa sólo el 12% del consumo total mundial, lo que no sorprende si se considera per cápita. Sin embargo, en las últimas décadas, el consumo de combustibles fósiles de China ha aumentado también. rápidamente, de 1950 a 2018. Aumentó 30 veces en los 40 años transcurridos hasta 1990, lo que no puede dejar de atraer suficiente atención. El carbón contiene azufre, que produce grandes cantidades de dióxido de azufre cuando se quema. Además, las altas temperaturas durante la quema de carbón combinan el nitrógeno y el oxígeno del aire para formar óxido nítrico, que luego se convierte en dióxido de nitrógeno y produce lluvia ácida.
3) El daño de la lluvia ácida
El daño de la lluvia ácida es multifacético e incluye daños directos y potenciales a la salud humana, los ecosistemas y las instalaciones de los edificios. La lluvia ácida puede reducir la función inmune de los niños, aumentar la incidencia de faringitis crónica y asma bronquial y aumentar la prevalencia de enfermedades oculares y del tracto respiratorio en los ancianos. El azufre y el nitrógeno son nutrientes indispensables para el crecimiento de las plantas. Las precipitaciones ligeramente ácidas pueden disolver los minerales de la corteza terrestre para que los absorban los animales y las plantas. Pero si la acidez es demasiado alta, como si el valor del pH cae por debajo de 5, puede dañar el ecosistema. En áreas con baja saturación del suelo o áreas rocosas con capas delgadas de suelo, el agua de lluvia ácida no se puede neutralizar después de caer al suelo, lo que acidificará el suelo, los lagos y los ríos. Cuando el valor del pH del agua de un lago o río cae por debajo de 5, los metales (como el aluminio) del suelo y los sedimentos del agua de la cuenca se disolverán en el agua, envenenando a los peces y afectando gravemente su reproducción y desarrollo. La acidificación de las masas de agua también provocará cambios en la composición y estructura de la vida acuática, con un aumento de algas y hongos resistentes a los ácidos, una disminución de raíces, bacterias e invertebrados, y una reducción de la tasa de descomposición de la materia orgánica. Como resultado, los lagos y ríos acidificados tienen menos peces. La lluvia ácida también puede inhibir la descomposición y la fijación de nitrógeno de la materia orgánica del suelo, lixiviando calcio, magnesio, potasio y otros nutrientes combinados con las partículas del suelo, haciendo que el suelo sea infértil. Como todos sabemos, el componente principal del mármol es el carbonato de calcio (CaCO3), por lo que se corroe fácilmente con el ácido. Algunos de los edificios más famosos del mundo están sufriendo la lluvia ácida. En Alemania, por ejemplo, hay dos famosas catedrales de Colonia, con agujas de 1,57 metros de altura. La superficie del muro de piedra está corroída y es desigual, y las estatuas de piedra del ángel y María que conducen a la entrada están erosionadas y son difíciles de restaurar. Entre ellos, las tallas de piedra arenisca (más corrosiva) se han erosionado incluso 10 cm en los últimos 15 años. El famoso Taj Mahal de la India, que está en la Lista del Patrimonio Mundial, ha perdido su brillo debido a la contaminación del aire y la corrosión de la lluvia ácida, su color blanco lechoso se vuelve gradualmente amarillo y sus partes se oxidan. En el interior del Templo de Confucio, la calle Guozijian, Beijing, China.
Hay 198 Bosques de Estelas Jinshi, que tienen una historia de 700 años. En él están grabados los nombres, el lugar de origen y la clasificación de 51.624 eruditos de las dinastías Yuan, Ming y Qing.
Es un material precioso para estudiar el antiguo sistema de exámenes imperial chino y está catalogado como una unidad nacional clave de protección de reliquias culturales. En los últimos años, debido a la contaminación del aire y la lluvia ácida, las superficies de muchos monumentos de piedra se han corroído y descascarado gravemente, y los monumentos de piedra con un valioso valor histórico han quedado irreconocibles.
4) Formas de lluvia ácida en China
China comenzó a observar e investigar la contaminación por lluvia ácida en la década de 1980. En la década de 1980, la lluvia ácida en mi país se produjo principalmente en el suroeste de Chongqing, Guiyang y Liuzhou, cubriendo un área de aproximadamente 6,5438 millones de kilómetros cuadrados. A mediados de la década de 1990, la lluvia ácida se había extendido al sur del río Yangtze, al este de la meseta Qinghai-Tíbet y la cuenca de Sichuan, y el área de lluvia ácida se había expandido en más de 6,5438 millones de kilómetros cuadrados. Las áreas de lluvia ácida en el centro de China, representadas por Changsha, Ganzhou, Nanchang y Huaihua, se han convertido ahora en las áreas con la contaminación por lluvia ácida más grave de China. El valor promedio del pH de las precipitaciones en el área central es inferior a 4,0 y la frecuencia de la lluvia ácida llega al 90%, lo que ha alcanzado el nivel de "la lluvia ácida es inevitable". Las zonas costeras del este de China, representadas por Nanjing, Shanghai, Hangzhou, Fuzhou y Xiamen, también se han convertido en importantes zonas de lluvia ácida en mi país. Vale la pena señalar
Además, Beijing y Tianjin en el norte de China y Dandong y Tumen en el noreste de China también tienen precipitaciones ácidas frecuentes. Las áreas con un valor de pH anual promedio inferior a 5,6 representan aproximadamente el 40% de la superficie terrestre de China. Las características químicas de la lluvia ácida en China son el bajo valor de pH, las concentraciones de sulfato (SO42-), amonio (NH4+) y calcio (Ca2+) son mucho mayores que las de Europa y Estados Unidos, mientras que la concentración de nitrato (NO3 -) es inferior a los de Europa y Estados Unidos. Las investigaciones muestran que la proporción molar de sulfato a nitrato en la lluvia ácida en mi país es de aproximadamente 6,4:1. Por lo tanto, la lluvia ácida en China es del tipo ácido sulfúrico, causada principalmente por emisiones de SO2 provocadas por el hombre. Por lo tanto, controlar las emisiones de SO2 de China es la clave para controlar la lluvia ácida en China.
5) Prevención y Control de la Lluvia Ácida en China
De acuerdo con la situación actual de la lluvia ácida en mi país, si queremos controlar la lluvia ácida, debemos controlar el tratamiento y emisión de SO2 desde la fuente. El dióxido de azufre se libera a la atmósfera principalmente mediante la quema de combustibles fósiles. La tecnología de desulfuración previa a la combustión se refiere principalmente a la tecnología de desulfuración de combustible. Para China, que utiliza el carbón como principal fuente de energía, se refiere principalmente a la tecnología de desulfuración del carbón. La desulfuración del carbón incluye principalmente métodos químicos, métodos físicos y métodos microbiológicos. En la actualidad, la separación por gravedad del carbón es el método más utilizado en la industria. Otros métodos de desulfuración, como la flotación, la desulfuración por microondas, la desulfuración magnética, la desulfuración microbiana y la gasificación y licuefacción del carbón, aún se encuentran en la etapa de laboratorio hasta la etapa semiindustrial. El azufre del carbón se puede dividir en azufre orgánico y azufre inorgánico, y el azufre orgánico se puede dividir en azufre orgánico primario y azufre orgánico secundario. El azufre orgánico y la materia orgánica del carbón forman estructuras moleculares complejas y no pueden eliminarse mediante métodos físicos como la trituración mecánica y la separación por gravedad. Sólo pueden eliminarse mediante métodos químicos o radiación electromagnética para destruir los enlaces químicos carbono-azufre, lo cual es costoso. El azufre inorgánico se compone principalmente de sulfuro de hierro, azufre elemental y sulfato de azufre. Del 40% al 90% del azufre se puede eliminar mediante métodos físicos (como la separación por gravedad). En la actualidad, las tecnologías de desulfuración más utilizadas en la combustión son la tecnología de fijación de azufre del carbón y la tecnología de desulfuración en lecho fluidizado circulante. Los principales métodos de la tecnología de fijación de azufre en briquetas son: 1. Agregue escoria de acero al agente fijador de azufre a base de calcio. 2. Utilice métodos de tratamiento químico. 3. Agregue silicato. 4. Utilice tecnología de "floración direccional". 5. Desarrollar agentes fijadores de azufre compuestos. 6. Briquetas de carbón industrial de biomasa. La tecnología de desulfuración en lecho fluidizado circulante agrega un desulfurante económico (generalmente piedra caliza o dolomita) al lecho para eliminar el SO2 y el SO3 de los gases de combustión durante el proceso de combustión a baja temperatura de 800 a 900 °C. c, para lograr el propósito de la fijación de azufre. La capacidad de lecho fluidizado circulante en mi país es pequeña y todavía quedan muchos problemas por resolver en el desarrollo de calderas de lecho fluidizado circulante de gran capacidad.
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la tecnología de desulfuración madurará aún más y se espera que el problema de la lluvia ácida de China se resuelva fundamentalmente.