酸雨的形成、危害及其防治措施

酸雨的危害与预防

摘要:

随着我国及世界工业的不断发展，大量烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到天上形成了酸雨。酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏，如何控制酸雨和二氧化硫的污染，如何减少与预防硫的排放已成为世界环保的主题。本文介绍了酸雨的形成、分布、危害及酸雨的防治措施。

关键词：酸雨的形成，危害，环境污染，防治措施

酸雨是含有相对较高酸性的降水。一般的降水，在一个标准大气压、25℃时，它的酸碱度PH值大约为5.65，为弱酸性。而酸雨是指PH 小于5.6的降水。因大气中含有天然和人为的污染物，降水过程中把二氧化硫、氮氧化物和其它杂质通过化学反应生成各种酸类，使雨水酸化，降落到地面。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。

一、酸雨的形成

大气污染发展到酸雨，是18世纪以英国为中心的烧碱工业蓬勃兴起以后的事情。特别是18世纪末烧碱作为玻璃和肥皂原料，产量爆炸性地扩大以后。生产过程中排放的氯化氢气体在工厂附近造成了酸雨（氯化氢溶液就是盐酸），田地中的农作物和附近的森林全部枯死。1862年5

月12日伦敦《时报》曾报道了这一情况。后来，由于燃煤的工厂不断增加，雨水中的硫酸成分也逐渐多了起来。酸雨危害的严重，使英国在各地建立起了世界上第一个大气污染公害监测网。史密斯在1872年发表的《空气和降雨：化学气象学的开端》一书中，首先使用了“酸雨”这个名称。

（一）酸雨的形成过程

目前，一般把PH小于5.6的雨水称为酸雨，它包括雨、雪、雹、雾等降水过程，从大气污染物沉降的角度又把“酸雨”称为“酸性降雨”又称“酸沉降”，再考虑到环境的影响，为了更完整地表达“酸沉降”这个环境问题的概念，有人称为“环境酸化”。酸沉降的科学概念还包括干沉降，是指大气中所有酸性物质转移到大地的过程。目前人们已把酸雨和酸沉降的概念等同。近年来，也通称以上过程为酸性降水。

酸雨主要是由上升的大气污染物质NO、SO2等与大气中的水分在光照或其它条件下反应形成的。还有很多其它含磷、硫、氮的有机污染物，氟化物，溴化物，氯化物等。甚至于CO2 也会在特殊情况下生成酸雨。还原性物质会被臭氧等氧化，进而与水结合形成酸雾或酸雨，同时消耗臭氧导致臭氧空洞，紫外线会乘虚而入，直接杀伤地球上的所有生命。氧化性物质会与还原性物质发生大气反应，生成氧化物，氧化物等则会直接与水结合生成酸雨。

（二）酸雨形成的主要物质

酸雨的形成是一种十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主，一般约占60%～65％。

硝酸次之，约30％，盐酸约5％，此外还有有机酸约2％左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫，其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等，还有家家户户的小煤炉。

目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1.6亿吨。硝酸是由氮氧化物形成的。氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。例如，汽车发动机燃烧室中，以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外，焚烧垃圾（塑料制品中有大量的氯）和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当（即各占约50％左右），但是因为自然界自我清洁能力有限，所以人为造成的二氧化硫量居多。这好比一个人吃饭，肚量再大，让他多吃一倍的饭，也是会把肚子撑坏的。

从污染源排放出来的SO2、NOx是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的SO2、NOx经氧化后溶于水形成H2SO4、HNO3 和HNO2，造成了雨水pH值降低，当pH值低于5.60时，便形成了酸雨。

SO2主要是燃煤产生，NOx主要是机动车尾气排放，当然，自然因素如火山爆发、森林火灾以及微生物分解有机物的过程中产生的硫化物和氮氧化物也不容忽视。因此，酸雨的形成是人为和自然因素综合作用的结果。

二、酸雨的危害

（一）酸雨的危害

酸雨的危害是多方面的，包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸雨可使儿童免疫功能下降，慢性咽炎和发病率增加，同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨还可使农作物大幅度减产，特别是小麦在酸雨影响下，可减产13% 至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林和其他植物危害也较大，常使森林和其他植物叶子枯黄、病虫害加重，最终造成大面积死亡。

（二）酸雨对人体的危害

酸雨对人体健康的危害主要有两方面，一是直接危害，二是间接危害。酸雨通过它的形成物质二氧化硫和二氧化氮直接刺激皮肤,眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感，酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用，会引起呼吸方面的疾病，导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,尚可诱发肺病,它的微粒还可以侵入肺的深层组织，引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。酸雨可使儿童免疫力下降,易感染慢性咽炎和支气管哮喘,致使老人眼睛、呼吸道患病率增加。美国因酸雨而致病人数高达5.1万。据调查，仅在１９８０年，英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有１５００人。其次，酸雨对人体健康产生间接影响。酸雨使土壤中的有害金属被冲刷带入河流、湖泊,一方面使饮用水水源被污染;另一方面,这些有毒的重金属如汞、铅、镉会在鱼类机体中沉积,人类因食用而受害，可诱发癌症和老年痴呆症，再次，酸雨使农田土壤酸化，使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等再溶出,继而为粮食，蔬菜吸收和富集,人类摄取后,因中毒而得病。

（三）酸雨对土壤及其植物的危害

酸雨不仅对淡水生态系统造成危害，使土壤酸化，进一步也危害植物根系和茎叶。植物是陆地生态系统的生产者，动物是消费者，微生物是分解者。植物受到危害，动物和微生物相继受到影响，破坏陆地生态系统的平衡。同时，酸雨中的硫酸使土壤更加贫瘠，它融化了土壤中的钙、镁、钾等养分，将它们硫酸化。酸化的土壤更加影响微生物的活性，使土壤失去中和能力。土壤如果PH值过低(酸性)，大部分植物是无法继续生长的,它们会因强酸而导致死亡。受到酸雨侵蚀的叶子，其叶绿素含量会降低，使光合作用受阻，引起叶子萎缩和畸形。

酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来，并随着雨水被淋溶掉。所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。此外，酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来，使活性铝的增加而有机络合态铝减少。土壤中活性铝的增加能严重地抑制林木的生长。酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。酸雨还可使森林的病虫害明显增加。酸雨对中国森林的危害主要是在长江以南的省份。根据初步的调查统计，四川盆地受酸雨危害的森林面积最大，约为28万公顷，占有林地面积的32%。贵州受害森林面积约为14万公顷。根据某些研究结果，仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降，共损失木材630万立方米。

（四）酸雨对水体的危害