酸雨的定义与成因

╲╲╲╲╲╲ 酸酸雨雨的的定定義義與與成成因因 ╱╱╱╱╱

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「酸雨」，顧名思義，雨是酸的。其正確的名稱應為「酸性沈降」，它可分為「濕

沈降」與「乾沈降」兩大類，前者指的是所有氣狀污染物或粒狀污染物，隨著雨、

雪、霧或雹等降水型態而落到地面者，後者則是指在不下雨的日子，從空中降下

來的落塵所帶的酸性物質而言。在化學上定義水之pH(酸鹼)值等於七為中性，小於則是酸性。自然大氣中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常溫時溶解於雨水

中並達到氣液相帄衡後，雨水之酸鹼值約為 5.6，因此大自然

的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物

質，例如，

火山爆發所噴出的硫化氫，海洋所釋放出的二甲基硫，高空

閃電所導致之氮氧化物等，均會使雨水進一步酸化，而酸鹼

值會降至 5.0 左右。因此，在環保署研究報告中，已統一雨

水酸鹼值達 5.0以下時，正式定義為「酸雨」。在 1980 年代後期以來，許多國內外（包含環保署研究報告）研究者，已將所謂「酸雨」認知為當雨水酸鹼值在 5.0 以下時，即確定受到人為酸性污染物的影響。酸性物質在下雨時可侵入降水中，使雨中變得帶有酸性，其中影響大氣最深的酸性物質要算是氮(N)和硫(S)的氧化物，它們有些來自天然，有些則來自人為。 人為排放酸性物質所造成的影響比天然排放的影響來得嚴重，人類每年向大氣排放的氮量及硫量是以噸為單位的，這些被排放出來的硫和氮來自全球各地的工業化地區，進入高層大氣後，經過環流過程延伸其他地方，影響其他地方的環境。

人為產生的酸性物質中，有些來自施放農田化肥，有些則來自工業過程，其中燃燒石化燃料造成的SO 2和NO X 污染被認為是人類導致酸雨的最主要原因。 因酸性物質引貣的酸雨對地球所造成的污染和生態破壞已到了刻不容緩的地步，天然排放的酸性物質或許我們不能改變，但人類排放的因素我們卻可以緩和。

╲╲╲╲╲╲ 酸酸雨雨的的發發現現與與來來源源 ╱╱╱╱╱

╱ 在五十年代初期，北歐國家瑞典和挪威的漁業突然無故減產，經研究之後，發現與酸雨有關。原因是歐洲的工業排放大量酸性氣體，於空氣中飄流至北歐，雨水溶解了那些氣體，形成酸雨，使湖泊酸化，導致漁業減產。 到六十年代，歐洲開始關注酸雨問題，設立了大氣化學監測網，發現歐洲大陸存在大面積的酸雨，並証實酸雨問題是洲際級的環境問題。 一九六七年，美國俄亥俄河上的跨河大橋倒塌，死亡人數高達四十六名，調查發現與酸雨侵蝕大橋有關。 一九七五年歐洲經濟合作與發展組織開展了專項研究，証實酸雨地區幾乎覆蓋了整個西北歐，北美有三分之二陸地面積受到酸雨威脅，甚

至在美國夏威夷群島的迎風一側，也出現酸雨。 與此

同時，東南亞日本、韓國等亦發現大面積酸雨。此項發

現使人知悉酸雨不單是歐美的問題，亞洲地區也不能倖

免。 十年代，有位科學家到長年冰封雪蓋的格陵蘭

島，取出一百八十年前的冰塊，與現在的酸度相比，酸

度增長了九十九倍。同時，挪威科學家在北極圈內大面

積地區都測到酸雨(酸雪)。但是，真正的兇手是工業化

後，大量使用燃料，燃燒過程中產生出來的二氧化硫，

氮氧化物及氯化氫等等，這些污染物被排放至大氣當

中，經光化學反應生成硫酸、硝酸等酸性物質，使得雨

水之pH 值降低，形成酸雨。二氧化硫（SO 2）的主要來源是燃燒燃料，發電廠燒煤或石油時會排出，煉油廠、煉鋼廠、硫酸工廠等在生產程序中也會排放不

少該種氣體。 氮氧化物（NO x ）是高溫燃燒下

的產物，來源也跟二氧化硫相似，在燃燒燃料

時被排出，另外，交通工具如氣車的廢氣中也

含有大量的氮氧化物。氯化氫（HCl ）則源自

鹽酸工廠、焚化爐等的廢氣、汽油車的排氣

等。

╲╲╲╲╲╲ 酸酸雨雨的的形形成成 ╱╱╱╱╱

╱ 形成酸雨的化學污染物主要是二氧化硫，而氮氧化物也是原因之一。這些化學氣體的來源是發電廠、工廠、車輛、船隻和飛機等等。

二氧化硫（SO 2），是當含硫的煤及燃油燃燒時

所產生的。目前，燃燒煤作燃料的情況仍然普

遍。煤含有一種雜質，它就是硫，在燃燒時，酸

性氣體 SO 2就會被排放出來。除了發電廠及石油

工業中產生之外，金屬鎔煉過程中，來氧化硫礦

中的金屬礦石時也會被產生。

SO 2會在空氣中被氧化成硫酸根SO 42-。首先，二

氧化硫與氧產生反應，造成三氧化硫。其過程非

常複雜，有時還會涉及碳氫化合物及錳、銅、鐵

等金屬離子。若有水蒸氣存在時，三氧化硫會溶

在水蒸氣中，形成硫酸，在空氣中凝結成水點。或者，在空中被雨水溶解，成為雨水中的硫酸根。

燃燒煤時產生的高溫熱力會使氧氣與氮氣化合，

形成酸性氣體氮氧化物（NO x ）。空氣中之氧，

氮化物及金屬催化物發生化學反應，形成二氧化

氮、無機性的硝酸鹽，或過氧硝酸乙醯脂

（PAN ）等物質。最後，這些物質被微粒表面吸

收，轉變為無機性硝酸鹽或硝酸，硝酸再與氨產

生反應，生成硝酸銨（NH 4NO 3），於是硝酸根

和銨離子便會製造出來。

其實，雨水沖刷污染物之過程可分兩個階段，首

先，污染物在雨滴形成之初期即被吸收，降雨時直接與雨水一貣降下，這種形成方式稱為雨除作用（Rainout ），跟隨的是雨沖作用（Washout ），雨滴在降落

過程中﹐與下層的酸氣接觸及摩擦，而令酸性氣體溶在雨中，連隨下降至地面。

╲╲╲╲╲╲ 認認識識P P H H 值值 ╱╱╱╱╱╱

pH 值就是酸鹼值，用來判斷液體為酸性或鹼性的單位。它和水中所含之氫離子濃度有關，他們的關係為pH=-log[H +]，所以看水中含有多少氫離子濃度，可以判定水到底為酸性或鹼性。 pH 值之範圍介於 0～14 之間，pH 值為7時表中性，pH 值比 7大為鹼性，比 7小時為酸性；pH 值之單位是用對數表示，即pH 相差1其強度就差 10 倍，如 pH 3 就比 pH 4 酸性強了 10 倍。純水的pH 值為 7，代表中性。下圖說明 pH 值小於7的液體，也就是酸性溶液: 牛奶略小於7，番茄汁略大於 4，醋約 3，檸檬汁為 2，一般雨水則為5 左右。