酸雨
编辑酸雨是降雨或任何其他形式的降水异常形成的酸性物质，这意味着它的氢离子水平升高（pH低）。它可能对植物，水生动物和基础设施产生有害影响。酸雨是由排放造成的二氧化硫和氮氧化物，它们在大气中与水分子反应以产生酸。酸雨会对森林、淡水和土壤产生不利影响，能杀死昆虫和水生生物，导致油漆剥落，桥梁等钢结构的腐蚀以及石材建筑物和雕像的风化。
目录编辑
- 4.2 大气中的氨
- 4.3 气象条件的危害
- 5酸雨的危害
- 5.1 对水生生态系统的危害
- 5.2 对陆生生态系统的危害
- 5.3 对建筑物和古迹的危害
- 5.4 对人体健康的危害
- 6控制对策
- 7参考文献
1 定义编辑
酸雨是指pH值小于5.6 的雨水, 也包括雪、雾、雹等其它形式的大气降水。酸雨是通常的叫法, 科学上称作酸沉降, 包括湿沉降如酸雨、酸雪、酸雾、酸霰、酸雹和干沉降如二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、氯化合物(HCl) 等气体酸性物[1]。
2 酸雨的组成编辑
酸水化学组成中，较重要的物质包括Cl-、NO3-、SO₄²⁻、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等九种。其来源包括自然来源及人为来源。一般而言，SO42-及NO3-为主要的致酸物质，它们是由硫氧化物（SO2）与氮氧化物（NO,NO2）转化而来。在人为污染排放方面，前者与使用化石燃料、火力发电厂、燃烧含硫有机物有关，后者主要来自工厂高温燃烧过程、交通工具排放等因素。Ca2+及NH4+为主要的中和（致碱）物质。
SO₄²⁻来源：石化工业、火力发电厂、燃烧
Na
, Cl
, Mg
来源：海洋的海水飞沫NO3-来源：工厂高温燃烧过程、交通工具排放
Ca
、K
来源：尘土
来源：农药喷洒
3 空间分布编辑
我国酸雨区主要分布在东北地区东南部、华北大部、西南和华南沿海地区及新疆北部地区, 大体呈东北) 西南走向。 在欧、美、亚世界三大酸雨区中, 我国的强酸雨区( pH<4.5)面积最大, 长江以南地区是全球强酸雨中心。我国降水化学组成仍属硫酸型, 但正在向硫酸-硝酸混合型转变,SO₄²⁻ 和NO3- 以及NH4+ 和Ca2+ 分别是降水中主要阴、阳离子, 并且浓度远高于欧洲和北美[2]。
4 影响酸雨形成的因素编辑
SO2和NOX是酸雨发生的主要前体物, 二者在大气中经过均相氧化和非均相氧化转变为H2 SO₄和HNO3进入降水中而形成酸雨[3]。
4.1 土壤性质
土壤中碱金属离子含量及其pH值是影响酸雨形成的重要因素之一。我国降水中的主要碱性离子Ca2 +、Mg2 +、NH4+, 它们主要来自土壤之中。我国的土壤北方偏碱性, pH 值为7到8;南方偏酸性, pH值为5到6。土壤中碱金属Na、Ca的含量是由南至北逐渐递增, 尤其是过淮河、秦岭后其含量迅速增加。由于空气中的颗粒物有一半左右来自土壤, 而且碱性土壤的氨挥发[3]量大于酸性土壤, 因此北方地区大气中的碱性物质远高于南方, 从而导致我国酸雨主要发生在土壤碱性物质含量低, 土壤pH 值低的南方地区。
4.2 大气中的氨
NH3为大气中常见的气态碱, 易溶于水, 能与大气或雨水中酸性物质起中和作用, 从而降低了雨水的酸度。如NH3与SO2可在有水分的条件下反应生成硫酸氨和亚硫酸氨, 从而对酸性物质起到中和作用。一般酸雨区NH3的含量比非酸雨区普遍低一个数量级, 说明氨在酸雨形成中的重要作用。
4.3 气象条件的危害
气象条件对酸雨形成的影响主要表现在2个方面：在化学方面影响前体物的转化速率；在大气物理方面影响有关物质的扩散、输送和沉降。太阳光强和水汽浓度与SO2转化速率有直接的关系。光强增加使大气自由OH 等浓度升高, 加速SO2的氧化, 丰富的水汽也有利于SO2转化为硫酸，形成硫酸的局地沉降。气象条件对污染物的扩散、输送和沉降的作用也直接影响到酸雨的形成。气象条件如果有利于污染物扩散, 则大气污染物浓度降低, 酸雨就弱, 反之则强。例如当地面受反气旋控制时, 近地层风力微弱, 大气扩散能力弱, 且伴有下沉气流, 使酸性污染物在低层大气中高积累, 有可能在经过一系列化学反应后发生酸性沉降过程[3]。
5 酸雨的危害编辑
5.1 对水生生态系统的危害
酸雨可造成江、河、湖、泊等水体的酸化, 致使生态系统的结构与功能发生紊乱。水体酸化还会导致水生物的组成结构发生变化, 耐酸的藻类、真菌增多, 有根植物、细菌和浮游动物减少, 有机物的分解率则会降低。流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝)可被溶解进入水体中而毒害鱼类。
5.2 对陆生生态系统的危害
酸雨对陆地生态系统影响过程如图所示，
酸雨可使土壤的物理化学性质发生变化，加速土壤矿物如硅、镁的风化和释放, 使植物营养元素特别是钾、钠、钙、镁等产生淋失，降低土壤的阳离子交换量和盐基饱和度, 导致植物营养不良[1]。酸雨还可以使土壤中的有毒有害元素活化, 特别是富铝化土壤, 在酸雨作用下会释放出大量的活性铝, 造成植物铝中毒。酸雨沉降到地表, 将对植物造成损害：酸雨进入土壤后改变了土壤理化性质, 间接影响植物的生长;酸雨直接作用于植物, 破坏植物形态结构、损伤植物胞膜、抑制植物代谢功能。酸雨可以阻碍植物叶绿体的光合作用, 还会影响种子的发芽率。5.3 对建筑物和古迹的危害
酸雨能与金属、石料、混凝土 等材料发生化学反应或电化学反应,
从而加快楼房、桥梁、历史文物、珍贵艺术品、雕像的腐蚀。我国故宫的汉白玉雕刻、敦煌壁画、埃及的斯芬克斯狮身人面雕像、罗马的图拉真凯旋柱等一大批珍贵的文物古迹正遭受酸雨的侵蚀, 有的已损坏严重 。酸雨还直接危害电线、铁轨、桥梁和房屋等。5.4 对人体健康的危害
酸污染对人类最严重的影响就是呼吸方面的问题，二氧化硫和二氧化氮会引起哮喘、干咳、头痛、和眼睛、鼻子、喉咙的过敏。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，酸雨间接的影响就是它会溶解在水中的有毒金属被水果、蔬菜和动物的组织吸收，虽不直接影响，但是吃下这些东西却对人类的健康产生严重影响。例如：累积在动物器官和组织中的汞与脑损伤和神经混乱有所关联。
参考文献
暂无