浅谈酸雨的危害与防治

浅谈酸雨的危害与防治
酸雨正式的名称是为酸性沉降.是指pH值小于5.6的雨、雪、雾、雹等大气降水。

它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面，后者是指在不降雨的日子，从空中降下来的灰尘所带的一些酸性物质。

一、基本概况
酸雨（acidrain）属
于空气污染，是指PH值小
于 5.6的雨雪或其他形式
的降水。

雨水被大气中存在
的酸性气体污染。

酸雨主要
是人为的向大气中排放大
量酸性物质造成的。

我国的
酸雨主要是因大量燃烧含
硫量高的煤而形成的，多为
硫酸雨，少为硝酸雨，此外，
各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

近年来，我国一些地区已经成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。

什么是酸雨？纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁
有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，苛性钠是碱，小苏打虽显碱性但属于盐类。

科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值，叫pH。

于是，纯水（蒸馏水）的pH为7；酸性越大，pH越低；碱性越大，pH越高。

（pH一般为0-14之间)未被污染的雨雪是中性的，pH近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（水和二氧化碳结合为碳酸），pH为5.65。

pH小于5.65的雨叫酸雨；pH小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾，pH值小于5.65时叫酸雾。

检验水的酸碱度一般可以用几个工具：石蕊试剂\酚酞试液\pH试纸（精确率高，能检验pH）\pH计（能测出更精确的pH值）。

二、酸雨的频率及基本类型
1、酸雨的频率
一年之内有许多次降水，有的是酸雨有的不是酸雨，因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数与降雨的总次数的比值。

其最低值为0%；最高值为100%。

有时，一个降水过程可能持续几天，所以酸雨率应以一个降水全过程为单位，即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数的全年降水过程的总次数比值。

除了年均降水pH之外，酸雨率是判别某地区是否为酸
雨区的又一重要指标。

2、基本类型
（1）硫酸型或燃煤型：硫酸根/硝酸根>3
（2）混合型：0.5<硫酸根/硝酸根≤3
（3）硝酸型或燃油型：硫酸根/硝酸根≤0.5。

三、发现历程
近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗棋布，燃煤数量日益猛增。

遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体SO2；燃烧产生的高温还能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。

它们在高空中被雨雪冲刷，溶解，雨就成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。

1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成份，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。

四、酸雨的危害
1.城市大气污染严重程度的改变了季节变化和昼夜变化的规律，大体可分为煤炭型和石油型两类。

煤炭型是燃煤引起，因此污染强度以对流最强的夏季和白天为最轻，而以
逆温最强、对流最弱的冬季和夜间为最重。

伦敦烟雾事件就属于这种类型。

石油型是石油和石油化学产品和汽车尾气所产生，由于氮氧化物和碳氢化物等生成光化学烟雾时需要较高气温和强烈阳光，因此污染强度变化规律和煤炭型刚刚相反，即以夏季午后发生频率最高，冬季和夜间少或不发生。

洛杉矶光化学烟雾就属于这个类型。

在中国的大气污染中，酸雨和浮尘是最主要的污染。

2.此外，城市云量增多的结果，使城区日照时数和太阳辐射量均有减少。

城市中烟尘粒子增多的结果，使大气透明度变差，所以有人称城市为“烟霾岛”或“混浊岛”。

烟尘大量削弱太阳光中的紫外线部分(在太阳高度较低时甚至可减少30%一50%)，这对城市居民的身体健康也是不利的。

3.酸雨可导致土壤酸化。

我国南方土壤本来多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；我国北方土壤呈碱性，对酸雨有较强缓冲能力，一时半时酸化不了。

土壤中含有大量铝的氢氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的形态铝化合物。

植物长期和过量的吸收铝，会中毒，甚至死亡。

酸雨尚能加速土壤矿物质营养元素的流失；改变土壤结构，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育；酸雨还能诱发植物病虫害，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。

酸雨可对森林植物产生很大危害。

根据国内对105种木本植物影响的模拟实验，当降水pH值小于3.0时，可对植物叶片造成直接的损害，使叶片失绿变黄并开始脱落。

叶片与酸雨接触的时间越长，受到的损害越严重。

野外调查表明，在降水PH值小于4.5的地区，马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落，森林成片地衰亡。

例如重庆奉节县的降水PH值小于4.3的地段，20年生马尾松林的年平均高生长量降低50%。

酸雨还可使森林的病虫害明显增加。

在四川，重酸雨区的马尾松林的病情指数为无酸雨区的2.5倍。

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，直接经济损失达30亿元（按1988年市场价计算）。

对南方11个省的估计，酸雨造成的直接经济损失可达44亿元。

现在大多数专家认为，森林的生态价值远远超过它的经济价值。

虽然对森林的生态价值的计算方法还有一些争议，计算出来的数字还不能得到社会的普遍承认，但森林的生态价值超过它的经济价值，这几乎是一致的。

根据这些计算结果，森林的生态价值是它经济价值的2-8倍。

如果按照这个比例来计算，酸雨对森林危害造成的经济损失是极其巨大的。

4.酸雨能使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖）表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而建筑物损坏。

建筑材料变脏，变黑,影响城市市容质量和城市景观,被人们称之为“黑壳”效应。

我国酸雨正呈蔓延之势，是继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。

80年代，我国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的川贵两广地区，酸雨区面积为170万平方公里。

到90年代中期，酸雨已发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区，酸雨面积扩大了100多万平方公里。

以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区现已成为全国酸雨污染最严重的地区，其中心区年降酸雨频率高于90%，几乎到了逢雨必酸的程度。

以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。

华北、东北的局
部地区也出现酸性降水。

1998年，全国一半以上的城市，其中70%以上的南方城市及北方城市中的西安、铜川，图们和青岛都下了酸雨。

酸雨在我国已呈燎原之势，覆盖面积已占国土面积的30%以上。

酸雨危害是多方面的，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、支气管哮喘发病率增加，同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。

十多年来，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多，酸雨的问题越来越突出。

现在中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。

我国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省。

在华北，很少观测到酸雨沉降，其原因可能是北方的降水量少，空气湿度低，土壤酸度低。

然而值得注意的是北方如侯马、京津、丹东、图们等地区现在也出现了酸性降水。

五、酸雨的防治措施
1.开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等。

2.使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放。

3.工业生产排放气体处理后再排放。

4.少开车，多乘坐公共交通工具出行。

5.使用天然气等较清洁能源，少用煤。

6.改进发动机的燃烧方式。

7.通过净化装置，减少燃烧煤，石油等燃料时的污染物排放
六、酸雨预防对人的危害
1.要减少污染物对大气的排放，例如对排出的硫氧化物进行回收利用，使用低硫燃料等。

2.在酸雨多发时节，要尽量避免淋雨，淋雨之后要尽快清洁表面皮肤。

3.尽量减少在大雾环境中的活动，外出佩戴口罩，减少有害物质的吸入。

4.日常生活中，要注意食品和饮用水的卫生，注意饮食的品种和营养结构。

一些绿色食品，如绿豆、海带、鲜果等，能加速体内有害物质的排除，多吃这类食品，就能有效降低酸雨对人的危害。

七、酸雨的影响因素
1.酸性污染物的排放及转换条件。

一般说来，某地SO2污染越严重，降水中硫酸根离子浓度就越高，导致ph值越低。

2.大气中的氨（NH3）对酸雨形成是非常重要的。

氨是大气中唯一的常见气态碱。

由于它的水溶性，能与酸性气溶胶或雨水中的酸反应，起中和作用而降低酸度。

大气中氨的来源主要是有机物的分解和农田施用的氮肥的挥发。

土壤的氨的挥发量随着土壤pH值的上升而增大。

京津地区土壤pH
值为7~8以上，而重庆、贵阳地区则一般为5~6，这是大气氨水平北高南低的重要原因之一。

土壤偏酸性的地方，风沙扬尘的缓冲能力低。

这两个因素合在一起，至少在目前可以解释中国酸雨多发生在南方的分布状况。

3.颗粒物酸度及其缓冲能力
大气中的污染物除酸性气体SO2和NO2外，还有一个重要成员——颗粒物。

颗粒物的来源很复杂。

主要有煤尘和风沙扬尘。

后者在北方约占一半，在南方估计约占三分之一。

颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用，一是所含的催化金属促使SO2氧化成酸；二是对酸起中和作用。

但如果颗粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且还会成为酸的来源之一。

目前中国大气颗粒物浓度水平普遍很高，在酸雨研究中自然是不能忽视的。

4.天气形势的影响
如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重（如逆温现象）。

八、酸雨的治理措施
1.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。

2.优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。

3.改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物
的排放量。

例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。

它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。

4.对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。

目前主要用石灰法，可以除去烟气中85%一90%的二氧化硫气体。

不过，脱硫效果虽好但十分费钱。

例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25%之多。

这也是治理酸雨的主要困难之一。

5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高。