劉曉華

（通遼市環(huán)境保護監(jiān)測站，內蒙古 通遼 028000）

酸雨的形成及對環(huán)境的危害

劉曉華

（通遼市環(huán)境保護監(jiān)測站，內蒙古 通遼 028000）

近幾十年來，隨著全世界工業(yè)的高速發(fā)展，酸雨逐年上升，這將嚴重影響人類的生存環(huán)境.本文探討了酸雨的形成及其對人類生存環(huán)境的影響.

酸雨；環(huán)境；危害

“酸雨”和臭氧層破壞、“溫室效應”即全球性氣侯變暖并稱為當今世界的三大全球性環(huán)境問題，它們直接威脅著全人類生存.早在1872年，英國化學家羅伯特·安格斯·史密斯（Robert Angus Smith）就提出了“酸雨”的概念，并敘述了他對英國曼徹斯特污染情況的觀察和研究，描述了酸雨對金屬的腐蝕情況.日前，通常認為pH小于5.6的降水即為酸雨，這是根據大氣中CO2在平衡時蒸餾水的pH確定的.酸雨的成分主要是無機酸和有機酸.無機酸中含H2SO4約60%-70%，HNO3約20%-30%，HCl約5%，有機酸約2%.

1 酸雨形成的原因

1.1 社會原因

科學家們分析格陵蘭冰蓋中1000年以來的冰核成份，發(fā)現(xiàn)1800年以前，作為硫沉降標志的硫酸鹽的含量基本上是較穩(wěn)定的，從1800年開始，冰核中的硫酸鹽含量明顯增高，而近年來硫酸鹽含量更有急劇上升的趨勢.這說明酸雨主要是硫酸及硫酸鹽隨雨雪降到地面而形成的.其原因是隨著工業(yè)的發(fā)展，人類大量燃燒含硫燃料如原煤、石油，造成空氣中SO2含量逐漸升高.但是在酸雨形成過程中，不可忽視的是氮氧化物的作用，氮氧化物（可寫為NOx）在空氣中使SO2氧化為SO3，繼而形成了硫酸和硫酸鹽，這一過程可簡單表示為：NO2+SO2= NO+SO3，2NO+O2=2NO2，反復循環(huán)的上述反應，使SO2不斷被氧化為SO3[1].可見，在此反應中，NOx對SO2形成酸雨起了催化劑的作用，因此許多科學家認為，NOx是比SO2更為嚴重的大氣污染物.而NOx的排放絕大部分來自于汽車、飛機等內燃機所排放的尾氣.

1.2 自然原因

近來，科學家們發(fā)現(xiàn)，除了NOx、SO2是形成酸雨的主要有害物質外，空氣中懸浮的顆粒物（如含F(xiàn)e、Mn、Cu、Mg、V等）也是成酸反應的催化劑.此外，對臭氧的研究發(fā)現(xiàn)，臭氧（O3）與NOx相互作用，并得到陽光的促進，進一步促成了酸雨的生成.而碳氫化合物、臭氧、NOx在陽光作用下，是產生光化學霧的原因.因此在我國許多地區(qū)發(fā)布的環(huán)境或大氣質量公報中，把SO2、NOx及O3均列為主要污染物[2].

2 影響酸雨形成的因素

2.1 大氣顆粒物

在我國，不論在北方還是在南方，大氣中顆粒物普遍處于較高的水平，對酸雨的形成起著不可忽視的作用.大氣顆粒物的濃度和化學組成隨各地的自然和社會條件而異，但一般而言，南方濕潤多雨、植被良好、顆粒物濃度小，北方干燥少雨、土壤裸露、顆粒物濃度大.不僅如此，北方大氣顆粒物中堿性和酸性物質濃度之比也明顯高于南方.因此，對于同樣的降水南方大氣顆粒物對降水酸性的緩沖能力要小得多.如重慶市，其大氣顆粒物具有很強的酸性，不但對低酸度降水無中和作用，相反的還能促進降水的進一步酸化.大氣顆粒物由不同粒徑的粒子所組成，不同大小粒子的來源和性質都不盡相同，所具有的緩沖能力當然也不一樣.由于隨著粒徑的減小，SO42-與Ca2+含量的比值增大，所以小粒徑粒子的pH和緩沖能力都低于大粒子[3].

2.2 地理環(huán)境與氣象條件

地形、地貌、氣象條件，如各種大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、風向、風速等對大氣污染物的沉降、擴散、輸送都有著密切關系.盆地地形以及低壓天氣系統(tǒng)往往不利于污染物的擴散，加劇了污染物的聚集；高壓系統(tǒng)控制下的天氣，地形開闊，風速較大則易于污染物擴散.如我國四川盆地，多山，靜風的頻率達73%，大氣層結穩(wěn)定，不利于SO2的稀釋擴散，在有降水過程時則會形成酸雨.氣象條件對酸雨形成的影響具體表現(xiàn)在兩個方面：在化學方面影響前體物的轉化速率；在大氣物理方面影響有關物質的擴散、輸送和沉降.太陽光強和水蒸氣濃度將促進SO2的轉化，形成硫酸在局地沉降.太陽光強隨緯度升高而降低，對我國來說，大氣濕度也是由南向北遞減.故當其它條件相同時，南方大氣中SO2能較快地轉化為硫酸，酸化當地大氣環(huán)流[4].

2.3 土壤的性質

中國的土壤，北方偏堿性pH7～8，南方偏酸性pH5～6.空氣中的顆粒物一半左右來自土壤，堿性土壤的氨揮發(fā)量大于酸性土壤.因此南方多酸雨在一定程度上也是由于南北方土壤性質差異所造成的.土壤中鈣和鈉的含量由南到北遞增，但越過淮河秦嶺則其含量迅速增加，兩者的規(guī)律性完全相似.土壤的酸性是土壤中各種化學成份綜合作用呈現(xiàn)的一種物化性質，它的等值線變化規(guī)律與土壤中堿性物質含量一致.而且酸雨區(qū)恰與土壤堿性物質低含量區(qū)、土壤的低pH值區(qū)重疊，這就表明土壤的酸堿性質是影響酸性降水形成的一個基本因素.

3 酸雨的危害

酸雨雖然人類難以用肉眼看到它降落到地面，人類也絲毫覺察不到它的影響和破壞，然而它對人們生活環(huán)境的腐蝕正悄然進行著.

酸性物質的干濕沉降危害環(huán)境.這種危害包括森林退化，湖泊酸化，魚類死亡，水生生物種群減少，農田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非的同時，人類也受到了影響.

3.1 酸雨對森林的影響

酸雨被稱為“天堂的眼淚”或“空中的死神”.酸雨可對森林植物產生很大危害.據統(tǒng)計，歐洲中部約有100萬公頃的森林因酸雨的危害而枯萎死亡；意大利北部有9000多公頃的森林因酸雨而死亡.在我國重酸雨區(qū)四川盆地受酸雨危害的森林面積達28萬公頃，占林地總面積的1/3；死亡1.5萬公頃，占林地總面積的6%；貴州省受危害的森林面積達14萬公頃.我國僅西南地區(qū)由于酸雨致使生產力下降，共減少木材630萬立方米，相當于損失人民幣30億元.我國西部地區(qū)森林覆蓋率只有東部的三分之一.

3.2 酸雨對湖泊、魚類、生物種群的影響

1980年以來，加拿大有8500個湖泊酸化，美國至少有1200個湖泊酸化，成為“死湖”.酸雨和酸性塵?？芍苯咏等牒畠?；也可降入河內再流入湖內；也可落到植被上，雨水沖刷形成徑流，注入河湖；也可滲入土壤，進入地下水，流入湖內；最終導致湖泊酸化.

3.3 酸雨對人類的影響

人體耐酸能力高于耐堿能力，如經常用弱堿性洗衣粉洗衣服，不帶手套，手就會變得粗糙，皮革工人，經常接觸堿液，也有類似情況；但皮膚角質層遇酸就好一些.可是，眼角膜和呼吸道粘膜對酸類卻十分敏感，酸雨或酸霧對這些器官有明顯刺激作用，導致紅眼病和支氣管炎，咳嗽不止，尚可誘發(fā)肺病，這是酸雨對人體健康的直接影響.另一方面，農田土壤酸化，使本來固定在土壤礦化物中的有害重金屬，如汞、鎘、鉛等，再溶出，繼而為糧食，蔬菜吸收和富集，人類攝取后，中毒，得病.這是酸雨對人體健康的間接影響.酸雨，尤其是酸霧會對人體健康造成嚴重危害，引起肺水腫、肺硬化甚至癌變.據調查，僅在1980年，英國和加拿大因酸雨污染而死亡的就有1500人，美國的酸雨計劃環(huán)保局估計，自2010年起，美國因此每年要多花費500億美元的醫(yī)療開支.

4 酸雨的防治

對于酸雨的防治，1995年8月通過的《中華人民共和國大氣污染防治法》中明確規(guī)定，要在全國劃定酸雨控制區(qū)和SO2污染控制區(qū)，以求在“雙控區(qū)”內強化對酸雨和SO2的污染控制[5].防治酸雨的最根本措施是減少SO2和NOx的排放量，例如控制燃煤爐灶的數量；對燃煤、燃燒原油的鍋爐進行改造，對燃燒尾氣加以處理；對汽車尾氣加以控制和處理；改進燃油汽車為燃燒甲醇或乙醇的汽車，或用天然氣及電力作為汽車動力來源等等.北歐一些國家還對酸化的湖泊拋酒石灰以中和水中的酸度，也有一定效果.還可以通過改良植物品種，增強其抗酸能力等方式減少酸雨的危害.

5 結論

由于全球的環(huán)境與氣侯都是相互影響的，因此環(huán)境保護問題日益受到各國人民的和政府的重視，國際社會多次磋商共同解決酸雨等污染環(huán)境的問題.經過人類不懈的努力，人們終會找到控制和防治酸雨的有效辦法.

〔1〕北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學.無機化學下冊.高等教育出版社,2003：156-159.

〔2〕李遠哲.面對21世紀的挑戰(zhàn)[J].化學通報,1998（7）：24-25.

〔3〕唐永鑾.大氣環(huán)境學[J].中山大學出版社,1998,8 (12)：56-58.

〔4〕方華書.二氧化碳與溫室效應[J].福州師專學報, 2000（20）：6-9.

〔5〕劉天齊.環(huán)境保護概論[J].高等教育出版社,1987（6）：46-48.

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1673-260X（2010）05-0096-02