【元素家族——连载107】魔降世间——硫污染

【元素家族——连载107】魔降世间——硫污染

在硫的第一篇,我们就不得不把硫元素和地狱里的恶魔联系在一起。

是啊!不同于它的大哥:生命元素——氧,大多数时候,硫都堪称“恶魔元素”。

【恶魔已经来到世间,影响我们的生存环境!】


有一天,一位瑞典科学家用重硫酸钙来分解木头,得到了一种像水一样的无色液体(硫醇)。这种液体很臭,似乎也没什么用,他就随手倒进了附近的湖里,想让臭气散掉。谁知,当天就弄得全城臭气熏天。

是的,含硫化合物大多数都有刺激性气味,如硫化氢,它那特别的臭鸡蛋气味让人闻而却步。笔者在高中曾担任过化学课代表,我永远忘记不了那一天,化学老师让我将制取硫化氢的启普发生器从教室搬回实验室的那一路,如同万里长征。

现在我们也把这种臭臭的东西利用起来,把微量硫醇添加在煤气里。这样人们一闻到这种恶臭的气味,就知道有煤气泄漏了,它起到了预警的作用。

【硫化氢有毒性和刺激性气味,长期吸入会导致昏迷。】


在硫的第一章,我们提及到大魔王路西法口吐地狱火的传说,那地狱火就是硫燃烧的火焰。在那邪恶的火焰中,硫被氧化成二氧化硫——这也是一种刺激性气味的气体。火山口的硫被高温点燃,使得产生的蒸汽中含有二氧化硫。火山就是那千奇百怪传说地狱的原型,难怪地狱里的大魔王经常以地狱火为魔法。

【火山口的硫在燃烧,冒出含有二氧化硫的浓烟。】


二氧化硫反应活性较高,可用它来助漂白,如红酒、果酒的漂白。但生成的物质大多数不稳定,易分解,一段时间后即变回先前的颜色。比如白色草帽易变黄,并非因为氧化,而是因为它们用了二氧化硫漂白剂。

【我们喝的红酒一般都添加二氧化硫,起抗氧化和杀菌作用,残余量较少不会有毒性,大家放心品尝。】


“脱离剂量谈毒性,都是耍流氓”,少量的二氧化硫对人体无害,大规模的生产、排放则会导致魔降世间。

在氮的那一章,我们提到过氮氧化物对我们的危害,大自然的闪电也会产生氮氧化物,而硫的污染大部分都要归咎于人类自身的生产活动。

【这些火电厂就是二氧化硫的排放器。】


煤炭、石油中除了含有大量的碳、氢和氧元素,还有少量的硫元素,人类把这些化石燃料开采出来,点燃给自己带来热量,同时也将大量的硫元素变成了二氧化硫排放到空气中。这些二氧化硫会刺激呼吸道,使人呼吸困难,发生哮喘、咳嗽等;它还经常与微粒、粉尘夹杂在一起,刺痛眼睛。高浓度的二氧化硫甚至会使针叶树脱叶枯死,进而破坏生态。

【被二氧化硫毒害的针叶树。】


英国的纬度较高,冬季十分寒冷,二战刚刚结束时,首都伦敦的人们大多采用烟煤供暖,市区内还分布有许多以煤为主要能源的火力发电站。

1952年12月5日开始,这些煤炭燃烧产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉尘等气体与污染物在城市上空蓄积,引发了连续数日的大雾天气。期间,由于毒雾的影响,不仅大批航班取消,甚至白天汽车在公路上行驶都必须打开着大灯。当时,伦敦正在举办一场牛展览会,参展的牛“明星”们首先对烟雾产生了反应,350头牛有52头严重中毒,14头奄奄一息,1头当场死亡。紧接着,更多的人们得上了呼吸系统疾病,死亡率急剧上升。据记载从12月5日到12月8日的4天里,伦敦市死亡人数达4000人,这被称为“伦敦烟雾事件”。

【1952年冬天,伦敦的白天。现在中国的某些城市是不是也在经历这些苦痛?】


更加恐怖的是,二氧化硫在空气中会被氧化成三氧化硫,三氧化硫溶于雨水就变成了硫酸,随雨水落下,就是可怕的“酸雨”。

【酸雨算是一种酸性沉降,只不过这种沉降对环境和人类文明伤害太大。】


酸雨落下,首先遭殃的是大理石、汉白玉等石料,它的成分是碳酸钙,遇酸反应就会释放出二氧化碳。我们后面在钙的篇章里会介绍众多的“奇迹”和标志性雕塑、建筑大多使用大理石,酸雨落下,奇迹遭殃,这是对文明的腐蚀!

【哈佛大学的“中国石碑”,由于害怕酸雨侵蚀,已经被包裹起来。】

【乐山大佛也不例外。】


酸雨还会侵蚀金属,要知道,金属可是我们人类文明的基础材料之一,我们无法忍受钢铁桥梁因为酸雨而断裂,铝合金门窗因为酸雨而漏风。

2007年,美国电力公司同意为采取控污措施支付46亿美元的费用。他们之所以受到指控,影响力如此巨大,主要是因为他们燃煤发电造成的酸雨“玷污”了美国地标性雕塑——自由女神像。

【自由女神像以120吨的钢铁为骨架,80吨铜片为外皮,以30万只铆钉装配固定在支架上。】


酸雨还对森林植物有很大危害,在常年降酸雨的地区,经常会发现森林成片地衰亡。

【受酸雨“洗礼”过的针叶林。】


酸雨更会导致土壤“酸化”,土壤中有很多铝土矿,会和硫酸反应,释放出大量的铝离子。而铝离子对生物有害,植物吸收过多的铝离子,会中毒甚至死亡。

在酸雨的作用下,钠、钾、镁、钙等元素也会流失,这样的土壤就会缺乏矿物质营养元素,越来越贫瘠。

【土壤也是一个复杂的系统,甚至有人说土壤也有“生命”,因此它过酸或过碱都有害,碱一点会变成盐碱地;酸化之后,营养元素流失。】


要解决硫对我们的危害,似乎只能少使用化石能源,但是在可控核聚变出现之前,我们还将长期依赖煤炭、石油。因此,权宜之计是给其中的恶魔硫元素加上“紧箍咒”,不让它出来祸害我们,这就是“脱硫”!

不管是硫化氢还是二氧化硫,都是酸性的,因此用碱性物质来吸收废气就可以达到效果,石灰石就是最理想和最廉价的脱硫剂,和二氧化硫生成的硫酸钙还可以用作石膏。

后来又发展了更多的脱硫方法,除了各种化学物质,还有用等离子体的新技术。我们希望能用科技的力量驯服恶魔元素,不让它祸害人间,而是为我所用。

【燃煤的烟气脱硫技术(FGD)是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。】

编辑于 2018-03-03 13:51