毕节市二氧化硫的污染

以及治理对策

 

 

 

 

 

 

 

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课题组长：贾　婧（报告执笔人）　

           　　　课题组成员：孙颖洁　周　洁　沈　立

　　　　　　　　　　　路　尧　周　云

　　　　　　　　　指导教师: 屈小锋　张　姝　黄世虎

 

 

 

 

 

毕节一中研究性学习课程实验

学      生     课      题

 

《毕节市二氧化硫的污染以及治理对策》

 

课题组组长：贾  婧（报告执笔人）

课题组成员：孙颖洁、周  洁、沈  立、

路  尧、周  云

案例说明：《毕节市二氧化硫的污染以及治理对策》是毕节一中2000级高一(7)班贾婧、孙颖洁等6位同学组成的课题小组，于2000年9月一2001年6月参加贵州省毕节一中高中综合实践活动提出的研究课题。该课题研究结题后，通过班级答辩被推荐参加贵州省高中综合实践课观摩答辩，受到省教科所领导和专家的好评。

    自然环境是人类生存和发展的物质基础，随着人口的日益增多，工农业生产的    不断发展，人类向自然界获取越来越多的自然资源的同时，也将消耗后排放物废气、    废水、废渣未经处理或处理不彻底的情况下排放到环境中，严重地破坏了人类生存    的自然环境，反过来危害着人类的发展以至生存，这就是常说的人为原因产生的严    重环境问题之一。因此，研究人类怎样发展的同时又保护和改善环境质量，使人类和环境和谐发展，成为当今世界关注和着力解决的热点问题。

    贾婧、孙颖洁等6位同学在贵州省高中综合实践活动中研究的《毕节市二氧化硫的污染以及治理对策》这一课题，无疑是具有较强的社会意义和现实意义。该课题从世界著名的八大公害中，就有五起是大气污染造成的现象，指出毕节市区也同样存在这一大气环境污染问题。尝试性地提出了在毕节市工业生产中排放的大量的气体物质是否合理，排放量是否达到国家标准?排放物中是否含有有害物质?怎样才能把污染物降低到最低限度?等一系列研究问题。课题小组根据假设的问题，制定了详细的研究计划和实施方案，并按计划和方案做了大量的实地调查、访问专家和市民，查阅了一定数量的相关的文字材料，将获取第一手材料进行收集整理，得出：煤是毕节地区工业生产的主要能源，在工业生产中煤燃烧产生了大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物，碳氢化合物等有害物质，其中大气中二氧化硫含量严重超过了国家排放的标准，是我市严重的大气污染源之一。二氧化硫被人吸入，会产生呼吸道疾病，甚至导致人死亡，二氧化硫或与飘尘接触、或与氮的氮氧化物接触，会部分地氧化戍三氧化硫，进而形成酸雨，腐蚀建筑物、影响庄稼生长等。在研究中发现，毕节市对二氧化硫的治理采取了一些方法，如锅炉中除硫、水膜除尘器脱硫等，但脱硫效率不高，加上经济问题，目前仍然没有成熟的脱硫工艺，造成了严重的大气污染。为了治理这一污染现象，同学们据自己掌握的知识和能力，提出了可用物理化学、生物技术、改善能源等方法来治理毕节市工业生产中带来的二氧化硫污染现象的一些合理化建议。

煤是世界上储量最丰富、分布最广泛、使用最廉价的一种能源。我市煤矿资源丰富，长期以来，我市的能源结构都以煤为主。

    煤除了含可供燃烧的碳成分外，通常含有5%～20%的灰份，以及0.5%～1%甚至更多的硫。倘若燃烧比较充分，则会释放出大量的热能并产生二氧化碳（CO₂）、二氧化硫（SO₂）以及一定的灰份；如果煤的燃烧不完全，还会产生一定的一氧化碳（CO）和微小的煤粒。当燃烧温度相当高时，并会有氮氧化物（NOx），碳氢化物（CHx）产生。

据调查，我市仅2000年就消耗燃煤117.25万吨，其中生活用煤50万吨，排放二氧化硫4170吨；工业用煤67.25万吨，排放二氧化硫9541吨燃煤所排放的二氧化硫，是我市较为严重的大气污染源之一，并成为导致“热岛效应”的“元凶”之一。

人吸入二氧化硫，会发生呼吸道疾病。浓度高达一定程度时，会导致人死亡。如果二氧化硫和空气中的飘尘接触，或跟氮的氧化物接触，会部分地氧化成三氧化硫，进一步形成酸雨。

对SO₂的治理问题，已不容忽视。我市环保局已发出毕地环发[2001]018号文件《关于编制毕节地区削减二氧化硫排放总量实施方案有关事宜的提议》，此方案为我市二氧化硫的治理作了一个很好的部署。

要彻底治理二氧化硫，就必须在各大工厂建立一套成熟的脱硫技术。由于我市的经济不算发达，直到现在仍然没有专门的治理技术。目前使用的是一些民间的“土”方法，主要有两种：

    1．在锅炉中除硫。在将燃煤投入锅炉中时，在里面加入适量石灰石，使SO₂与钙离子(Ca²⁺)发生反应，生成亚硫酸钙（CaSO₃）后，再进一步氧化成为硫酸钙（CaSO₄），从而达到去除SO₂的目的。这种方法的脱硫率一般不超过10%。

2．用水膜除尘器脱硫。此方法就是把废气通入水膜除尘器中，在除尘的同时，SO₂与水（H₂O）发生反应，生成亚硫酸（H₂SO₃）后，再进一步氧化成为硫酸（H₂SO₄），从而去除SO₂，其脱硫率一般在15%左右。

另外由于我市的地理位置、气象条件都有利于稀释、扩散、迁移SO₂气体，所以有组织的使用高架排放废气也是一种普遍使用的方法。

我市的火电厂、化肥厂、烟厂等国有企业利用上诉方法脱硫，仅2000年，就去除SO₂396.77吨。

目前，我市使用的这些治理方法，虽然费用低，但技术不成熟，且脱硫率不高，有80%以上的二氧化硫被排入了大气中。长期如此，是不可取的。因此，我们建议使用新型吸收剂脱硫工艺脱硫。

这种脱硫工艺也称为LILAC工艺（美国称VACATE工艺）。这种工艺出现于20世纪90年代初，其脱硫率达70%～90%，它的设备占地面积小，施工周期短，运行费用仅占建厂费用的2～4%，且能脱去40～50%的氮，适用于含硫量低于2%的煤种。而我区的煤种又多为低硫煤，经济也不算发达，所以适用于这种新型吸收剂脱硫工艺。

这种高活性的新型吸收剂，由粉煤灰（FA）和Ca（OH）₂混合制得，FA一般由80%玻璃状体颗粒及20%蜂窝状颗粒组成，除颗粒间毛细空隙外，还有颗粒内蜂窝状空隙及破碎球体的洞穴，表面积很大。FA中的主要成份是SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃和CaO，它能够提高表面积和碱性，使捕集的SO₂的量增加。

研究表明，当烟气中含有足量水分时，会发生如下反应：

(1)  SO₂+H₂O → H₂SO₃

(2)  Ca(OH)₂+H₂SO₃ → CaSO₃·1/2H₂O

(3)  Ca(OH)₂ + SO₂  →  CaSO₃·1/2H₂O

(4)  CaSO₃+1/2H₂O+O₂  →  CaSO₄1/2H₂O

这样一来，就把SO₂转化为无害的CaSO₄1/2H₂O，从而达到废气治理的目的。

另外，治理烟气中的SO₂还可以用“以废治废”的方法。比如将造纸厂的碱性黑液用来吸收烟气中的SO₂的粉尘，脱硫和除尘率可达90%以上。

除此之外，栽种能够吸收SO₂的树木也是一种可行的方法，经研究发现，木槿对SO₂有很强的抗性，可将SO₂在体内分解，转化为无毒物质。木槿花色美观，适应性强，扦插栽植容易，其叶片的滞尘量在18种植物中名列第三，建议在市区种植木槿，以便吸收生活用煤所放出的SO₂气体。

1、我市目前仍然没有成熟的脱硫工艺；

2、新型吸收剂占地小、费用低，有脱硫脱氮的功能，适合于经济不发达的地区使用；

3、用植物净化二氧化硫，不仅能绿化环境，还是一种经济实惠的净化方法；

4、通过改善能源结构来减少二氧化硫的排放，是一种长远的、可行的方法。

综上所述，虽然经过了几年的治理，我市空气中SO2含量有了大幅度的降低，但治理的方法仍然有待改进，由于二氧化硫的治理通常只能在点源进行，因此在防治技术的使用中，要对中小型企业的治理设备给予特别注意。要以点带面，提高经营者的环保意识。

总而言之，二氧化硫的治理问题，是一个社会性的问题，需要各部门的配合。只要人人都重视这个问题，相信不久的将来，我们就会有一个美好的大气环境！

 

点评：贾婧等同学选择的课题具有很强的社会意义和现实意义，具有较高的研究价值，从社会意义方面来看，为毕节市在合理发展经济同时，保护大气环境，维护生态平衡提供一些理论上的参考。通过对该课题的研究，学生学会了怎样选择课题、撰写课题实验方案及计划、怎样进行调查访问、实地考查、查阅文献、收集和整理资料，提出合理化建议等课题研究的一般方法。研究中学生还将所学到的化学、物理、地理等知识用于了解、发现和解决现实生活中存在的问题，培养了学生的创新精神和刨新能力。该课题也是集体智慧的结晶，在研究中学生学会了相互团结协作，学会怎样与社会相处，深入社会、了解社会和服务于社会。对环境问题作为研究课题，强化了学生保护环境的意识，从而使学生更热爱自己的家乡，坚定了建设美好家园的决心和信心。   

                                                 (学校课题组：  屈小锋)

 

 

 

课题题目：毕节市二氧化硫的污染及其治理对策

实验者：贾  婧

实验地点：市医院、毕节一中、毕节师专。

实验时间：2001年3月25日至4月3日。

实验内容：测量我市早中晚的气温。

实验目的：通过对试验数据的分析、统计，研究我市是否有“热岛现象”出现。

实验过程：放置三个简易百叶箱在实验地点上，在实验时间内，每天分别于10：00、13：30、17：30测量并记录温度。

实验工具、设备：简易百叶箱三个，温度计三支。

 

测量数据记录：

 

结论：市区温度一般要比郊区高0.2～2℃,我市出现了热岛现象。

 

 

课题研究成果报告