酸雨

酸雨

酸雨率一年之内可降若干次雨，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除以降雨的总次数。其最低值为0%；最高值为100%。如果有降雪，当以降雨视之。有时，一个降雨过程可能持续几天，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除以全年降水过程的总次数。除了年均降水pH值之外，酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。

酸雨

中国三大酸雨区包括(中国酸雨主要是：硫酸型）

1。西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。

2。华中酸雨区：目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。

3。华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。

酸雨近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗齐布，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；燃烧产生的高温尚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。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；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着作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。

酸雨危害

酸雨多成于化石燃料的燃烧：

⑴S→H2SO4S+O2（点燃）＝SO2

SO2+H2O＝H2SO3（亚硫酸）

2H2SO3+O2＝2H2SO4（硫酸）

总的化学反应方程式：

S+O2（点燃）＝SO22SO2+2H2O+O2＝2H2SO4

酸雨

a.NO→HNO3（硝酸）

2NO+O2＝2NO23NO2+H2O＝2HNO3+NO

总的化学反应方程式：

4NO++2H2O+3O2＝4HNO3

b.NO2→HNO3

总的化学反应方程式：

4NO2+2H2O+O2＝4HNO3

（*注：元素后的数字为脚标，化学式前的数为化学计量数。）

酸雨

2.大气中的氨

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）。

酸雨分布

受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。在美国东北部地区，减少污染物的主要考虑对象是那些燃烧高含硫量的煤发电厂。能防止污染物排放的化学洗气器是可能的补救办法之一。化学洗气器是一种用来处理废气、或溶解、或沉淀、或消除污染物的设备。催化剂能使固定源和移动源的氮氧化物排放量减少，又是化学在改善空气质量方面能起作用的另一个实例。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

酸雨

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.

酸雨

二十世纪60年代间，瑞典土壤学家奥登首先对湖沼学、农学和大气化学的有关记录进行了综合性研究，发现酸性降水是欧洲的一种大范围现象，降水和地面水的酸度正在不断升高，含硫和含氮的污染物在欧洲可以迁移上千公里。1972年瑞典政府向联合国人类环境会议提出一份报告：《穿越国界的大气污染：大气和降水中的磕对环境的影响》。从此更多的国家关注酸雨这一问题，研究的规模也在不断扩大。1975年5月，在美国俄亥俄州立大学举行了第一次国际酸性降水和森林生态系统讨论会。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了国际环境酸化会议，酸雨已成为当前全球性环境污染的主要问题之一。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的，可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。

酸雨

氧化硫扩散到很远的地方，因而很多山区和荒野地带也降酸雨。硫和氮是植物生长不可或缺的营养元素，弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动、植物吸收。但如果酸度过高，例如pH值降到5以下，就可能使生态系统遭受损害。在土壤盐基饱和度低的地区或土层薄的岩石地区，酸性雨水降落地面后得不到中和，就会使土壤、湖泊、河流酸化。当湖水或河水的pH值降到5以下时，流域内的土壤和水体底泥中的金属(例如铝)就会被溶解进入水中，毒害鱼类，使其繁殖和发育受到严重影响。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化，耐酸的藻类、真菌增多，而有根植物、细菌和无脊椎动物减少，有机物的分解率降低。因此，酸化的湖泊、河流中鱼类减少。瑞典和挪威南部以及美国东北部许多湖泊都已成为无鱼的死湖。例如美国东部阿迪朗达克山区，海拔700米以上的湖泊，目前半数以上湖水pH值在5以下，90%已无鱼。而在1929～1937年间，只有4%的湖泊的pH值在5以下，或者是无鱼的。现在瑞典18000多个大中型湖泊已经酸化，其中约4000个酸化严重，水生生物受到很大伤害。

酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。
酸雨会伤害植物的新生芽叶，从而影响其发育生长；酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，古建筑、雕塑像也会受到损坏；作为水源的湖泊和地下水酸化后，由于金属的溶出，就会对饮用者的健康产生有害影响。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和一氧化氮的人为排放量。另外瑞典等国试验在已酸化的土壤和水体中施加碱性的石灰，在短期内也曾取得较好的效果。

酸雨

酸沉降包括两部分，即“湿”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(气溶胶或气态酸性化合物的形式沉降到诸如土壤颗粒、植物叶片等表面上)。以被沉降而告终的物质，往往以一种极其不同的化学形式进入大气。例如，煤中的硫被氧化成二氧化硫，这是它从烟囱排出的气态形式。随着它在大气中运动，便慢慢被氧化，并与水反应生成硫酸——这是它可能被沉降在下风向数百英里处的形式。氮氧化物的生成、反应以及最终从大气中脱除所经历的路线也是非常复杂的。当氮气和氧气在发电厂、在民用炉灶和汽车发动机中的高温下加热时，生成一氧化氮(NO)，再与氧化剂反应生成二氧化氮(NO2)，最终生成硝酸(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它们来自何方及它们去往何方的定量估计值仍然相当不确定。

可以容易地看到，在人们彻底了解各种不同化学形式的氮、硫和碳的生物地球化学循环以及这些化学物种的全球来源与归宿之前，将难以满怀信心地选择空气污染控制战略。大气化学和环境化学是实现一个更清洁、更有益健康的环境的核心。发展空气中痕量化学物种的可靠测定方法、重要大气反应的动力学、和发现可用以减少污染物排放的、新的、更有效的化学工艺，这些就是未来10年中必须受到国家承诺的目标。

酸雨

酸雨给地球生态环境和人类的社会经济带来严重的影响和破坏，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，许多有毒物质被值物根系统吸收，毒害根系，杀死根毛，使植物不能从土壤中吸收水分和养分，抑制植物的生长发育。酸雨使河流、湖泊的水体酸化，抑制水生生物的生长和繁殖，甚至导致鱼苗窒息死亡；酸雨还杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，使水生生态系统紊乱；酸雨污染河流湖泊和地下水，直接或间接危害人体健康。酸雨通过对植物表面（叶、茎）的淋洗直接伤害或通过土壤的间接伤害，促使森林衰亡，酸雨还诱使病虫害暴发，造成森林大片死亡。欧洲每年排出2200万吨硫，毁灭了大片森林。中国四川、广西等省区已有10多万公顷森林濒临死亡。酸雨对金属、石料、木料、水泥等建筑材料有很经的腐蚀作用，世界已有许多古建筑和石雕艺术品遭酸雨腐蚀破坏，如加拿大的议会大厦、中国的乐山大佛等。酸雨还直接危害电线、铁轨、桥梁和房屋。

酸雨

酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。联合国多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。全世界已有40多个国家通过有关污染限制汽车排污。1993年在印度召开的"无害环境生物技术应用国际合作会议"上，专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，增强自然资源的持续发展和应用，保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为：利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃烧时放出SO2等有害气体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要的是黄铁矿（FeS2）。生物学家利用微生物脱硫，将2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计，捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%，有机硫的23.4%，目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术，可除去70%的无机硫，还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单，设备价廉，特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合“源头治理”和“清洁生产”的原则，因而是一种极有发展前途的治理方法，越来越受到世界各国的重视。

酸雨危害

酸雨酸化了土壤以后，进一步也酸化了地下水。德国、波兰和前捷克交界的黑三角地区(当地先以森林，后以森林被酸雨破坏而著名)的一位家庭主妇，在接待日本客人奉茶时说：“我们这个地区只有几口井的井水可供饮用。我们自己也常开玩笑说，只要用井水泡蔬菜，就能够做出很好的泡菜(酯腋菜)来。”

染发

酸化的地下水还腐蚀自来水管。瑞典南部马克郡的西里那村，有一户人家三个孩子的头发都从金黄色变成了绿色。这就是使马克郡出名的"绿头发"事件。原因是他们把井中的汲水管由锌管换成了铜管，而pH小于5.6的水对铜有较强的腐蚀性，产生铜绿。所以这户人家的浴室和洗漱台都已被染成铜绿色。这种溶有铜或锌离子的水还能使婴幼儿发生原因不明的腹泻。马克郡的幼儿园发生过的集体"食物中毒"也是这个原因(大约半数的瑞典人都是把地下水作为饮用水源的)。英国的兰克夏，水龙头里曾放出含有因水管腐蚀而造成大量铁锈的浊水。酸雨甚至使输水管道因腐蚀而破裂。1985年圣诞节前4天，英国约克夏直径1米的输水管破裂，备用的也都不能使用，使20万人一度处于断水的恐慌之中。

慢车

波兰的托卡维兹因酸雨腐蚀铁轨，火车每小时开不到40公里，而且还显得相当危险。

泰姬陵变色

大理石含钙特多，因此最怕酸雨侵蚀。例如，有两座高157米尖塔的著名德国科隆大教堂，石壁表面已腐蚀得凹凸不平，“酸筋”累累。通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近15年间甚至腐蚀掉了10个厘米。已经进入《世界遗产名录》的著名印度泰姬陵，由于大气污染和酸雨的腐蚀，大理石失去光泽，乳白色逐渐泛黄，有的变成了锈色。

国子监遭殃

中国北京国子监街孔庙内的“进士题名碑林”(共198块)距今已有700年历史，上面共镑刻了元、明、清三代51624名中第进士的姓名、籍贯和名次，是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料，已被列为国家级文物重点保护单位。近年来，许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象，具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。据管理人员介绍，这些石碑主要是最近3年中损坏得比较厉害，所以第198块进士题名碑距今虽只有不到百年的时间，但它的毁损程度也丝毫不亚于其他石碑。实际上，北京其他石质文物，例如，大钟寺的钟刻、故宫汉白玉栏杆和石刻，以及卢沟桥的石狮等，也都不同程度存在着腐蚀或剥落现象。

酸雨危害

酸雨同样也腐蚀金属文物古迹。例如，著名的美国纽约港自由女神像，钢筋混凝土外包的薄铜片因酸雨而变得疏松，一触即掉(而在1932年检查时还是完好的)，因此不得不进行大修(已于1986年女神像建立100周年时修复完毕)。意大利威尼斯圣玛丽教堂正面上部阳台上的四匹青铜马曾被拿破仑掠到过巴黎，后来完璧归赵。近来却因酸雨损坏严重无法很好修复，只得移到室内，在原处用复制品代替。世界上类似情况还有许多。荷兰中部尤特莱希特大寺院中，有一套组合音韵钟，是在17世纪铸造的名钟。300年来人们一直十分喜欢听它的声音。可是近30年来钟的音程出了毛病，音色也逐渐变得不洪亮。因为钟是用80％的铜制的，由于敲钟时反复震动铜锈逐渐剥落，酸雨腐蚀已经进入到钟的内部。

酸雨袭击南极

令人震惊的是，南极也观测到了酸雨，而且是比较强的酸雨。例如，中国南极长城站1998年4月曾先后8次观测到酸雨，其中最低pH值只有4.45。长城站的铁质房屋和塔台被锈蚀得成层剥落，有的不得不进行更新。为了减缓腐蚀，每年要刷2-3次油漆。

洞穿珍贵彩色玻璃

在欧洲，镶有中世纪古老彩色玻璃的教堂等建筑超过10万栋。这些彩色玻璃弥足珍贵，在第二次世界大战中曾卸下来疏散开，多数安然无恙。可是却和其他古建筑一样，不能躲过酸雨的侵袭。这些彩色玻璃逐渐失去神秘的光泽，变褐，有的甚至完全褪色。仔细观察玻璃表面，有无数细小的洞。酸雨在小洞中继续和钾、钠、钙发生反应(钙是中世纪生产的玻璃中才有的)。例如和钙发生化学反应后生成石膏。酸雨从内部损害了玻璃。

酸雨

带有酸性的细小粉尘(干沉降)进入室内，在空气相对湿度较大时，开始侵蚀图书馆中的古老藏书。纸张氧化成茶色，纸质变差以至毁损。大英图书馆20-30年代的藏书的皮封面也遭到硫酸侵害，好像浮着红锈似地正在变色。壁画情况也是如此。所幸80年代中后期开始，欧洲治理大气污染加速，所有各种腐蚀和损害的速度又明显缓和下来了。油画腐蚀现象的恐怖症也在收藏家中间扩大开来。白色或透明结晶的粒子，不仅在画的表面，而且在画布的背后，像粉一样的喷出。过一段时间，这些粒子还会深入油彩层，使含化学颜料的油漆全部损坏。而不暴露在空气中的部位则没有这种现象。可见污染大气和干性沉降的危害之大。

酸雨冰溜溜

建筑物中出现“酸雨冰溜溜”，又是酸雨危害的一件“新事物”。混凝土因酸雨而溶解，然后在下滴过程中水分蒸发而硫酸钙等固体成分留了下来，形成类似石灰岩溶洞中的“石钟乳”。而下滴到地面上的硫酸钙留下来则形成“石笋”。之所以叫“冰溜溜”，是因为这种“石钟乳”很像冬季中从屋檐上流下来的冷水，在流动过程中逐渐结冰，形成下垂的“冰溜溜”。日本许多城市立交桥下和建筑物中都有这种酸雨冰溜溜。它使建筑物松散不牢固，甚至成为危险建筑物。关于酸雨对建筑物造成的损失，美国联邦环保局1985年曾有一个估计，在17个州共造成的损失高达50亿美元。主要原因是大楼损伤加速，涂料装饰很快剥落和窗框腐蚀此外因旅游减收带来的损失也有20亿美元。而我们中国的酸雨则是韩国和日本传来的。

1、http://www.cctv.com/special/586/-1/30685.html
2、http://ichoabc.baoan.net.cn/hxkz/hjbh/syu02.htm
3、http://www.kepu.net.cn/gb/earth/acidrain/index.html