| 酸雨正式的名稱是為酸性沉降，它可分為“濕沉降”與“干沉降”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(tài)而落到地面者，后者則是指在不下雨的日子，從空中降下來(lái)的落塵所帶的酸性物質(zhì)而言。
酸雨的概念
酸雨 （acid rain）是指PH值小于5.65的酸性降水。被大氣中存在的酸性氣體污染，pH小于5.65的酸酸雨侵蝕后的樹(shù)性降水叫酸雨。酸雨主要是人為地向大氣中排放大量酸性物質(zhì)造成的。我國(guó)的酸雨主要是因大量燃燒含硫量高的煤而形成的，此外，各種機(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。近年來(lái)，我國(guó)一些地區(qū)已經(jīng)成為酸雨多發(fā)區(qū)，酸雨污染的范圍和程度已經(jīng)引起人們的密切關(guān)注。什么是酸？ 純水是中性的，沒(méi)有味道；檸檬水，橙汁有酸味，醋的酸味較大，它們都是弱酸；小蘇打水有略澀的堿性，而苛性鈉水就澀澀的，堿味較大，苛性鈉是堿，小蘇打雖顯堿性但屬于鹽類。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關(guān)；而堿味與水溶液中羥基離子濃度有關(guān)；然后建立了一個(gè)指標(biāo)：氫離子濃度對(duì)數(shù)的負(fù)值，叫pH。于是，純水（蒸餾水）的pH為7；酸性越大，pH越低；堿性越大，pH越高。（pH一般為0-14之間)未被污染的雨雪是中性的，pH近于7；當(dāng)它為大氣中二氧化碳飽和時(shí)，略呈酸性（水和二氧化碳結(jié)合為碳酸），pH為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)上彌漫的霧，pH值小于5.65時(shí)叫酸霧。
檢驗(yàn)水的酸堿度一般可以用幾個(gè)工具：石蕊試劑＼酚酞試液＼pH試紙（精確率高，能檢驗(yàn)pH）\pH計(jì)（能測(cè)出更精確的PH值）。
酸雨率
一年之內(nèi)可降若干次雨， 有的是酸雨， 有的不是酸雨， 因此一般稱某地區(qū)的酸雨率為該地區(qū)酸雨次酸雨侵蝕后的森林?jǐn)?shù)除以降雨的總次數(shù)。其最低值為0%； 最高值為100%。如果有降雪， 當(dāng)以降雨視之。
有時(shí)， 一個(gè)降雨過(guò)程可能持續(xù)幾天， 所以酸雨率應(yīng)以一個(gè)降水全過(guò)程為單位， 即酸雨率為一年出現(xiàn)酸雨的降水過(guò)程次數(shù)除以全年降水過(guò)程的總次數(shù)。
除了年均降水pH之外， 酸雨率是判別某地區(qū)是否為酸雨區(qū)的又一重要指標(biāo)。
酸雨區(qū)
某地收集到酸雨樣品， 還不能算是酸雨區(qū)， 因?yàn)橐荒昕捎袛?shù)十場(chǎng)雨， 某場(chǎng)雨可能是酸雨，某場(chǎng)雨可能不是酸雨， 所以要看年均值。目前我國(guó)定義酸雨區(qū)的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)尚在討論之中， 但一般認(rèn)為： 年均降水pH高于5.65， 酸雨率是0-20%，為非酸雨區(qū)；pH在5.30--5.60之間， 酸雨率是10--40% ， 為輕酸雨區(qū)； pH在5.00--5.30之間， 酸雨率是30-60%，為中度酸雨區(qū)；pH在4.70--5.00之間，酸雨率是50-80%，為較重酸雨區(qū)；pH小于4.70， 酸雨率是70-100%，為重酸雨區(qū)。這就是所謂的五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)，北京、西寧、蘭州和烏魯木齊等市也收集到幾場(chǎng)酸雨，但年均pH和酸雨率都在非酸雨區(qū)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，故為非酸雨區(qū)。
我國(guó)三大酸雨區(qū)
我國(guó)酸雨主要是硫酸型，我國(guó)三大酸雨區(qū)分別為：酸雨區(qū)分布圖
1。西南酸雨區(qū)：是僅次于華中酸雨區(qū)的降水污染嚴(yán)重區(qū)域。
2。華中酸雨區(qū)：目前它已成為全國(guó)酸雨污染范圍最大，中心強(qiáng)度最高的酸雨污染區(qū)。
3。華東沿海酸雨區(qū)：它的污染強(qiáng)度低于華中、西南酸雨區(qū)。
酸雨的發(fā)現(xiàn)
近代工業(yè)革命，從蒸汽機(jī)開(kāi)始，鍋爐燒煤，產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)機(jī)器；而后火力電廠星羅棋布，燃煤數(shù)量日益猛增。遺憾地是，煤含雜質(zhì)硫，約百分之一，在燃燒中將排放酸性氣體 So2；燃燒產(chǎn)生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學(xué)變化，氧氣與氮?dú)饣?，也排放酸性氣體NOx。它們?cè)诟呖罩袨橛暄_刷，溶解，雨成為了酸雨；這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì)硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國(guó)科學(xué)家史密斯分析了倫頓市雨水成份，發(fā)現(xiàn)它呈酸性，且農(nóng)村雨水中含碳酸銨，酸性不大；郊區(qū)雨水含硫酸銨，略呈酸性；市區(qū)雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽，呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨：化學(xué)氣候?qū)W的開(kāi)端》中提出“酸雨”這一專有名詞。
酸雨的成因
酸雨的成因是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，絕大部分是硫酸和硝酸。工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤炭排放出來(lái)的二氧化硫，燃燒石油以及汽車尾氣排放出來(lái)的氮氧化物，經(jīng)過(guò)“云內(nèi)成雨過(guò)程”，即水汽凝結(jié)在硫酸根、硝酸根等凝結(jié)核上，發(fā)生液相氧化反應(yīng)，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經(jīng)過(guò)“云下沖刷過(guò)程”，即含酸雨滴在下降過(guò)程中不斷合并吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。由于我國(guó)多燃煤，所以的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油的國(guó)家下硝酸雨。海洋霧沫,它們會(huì)夾帶一些硫酸到空中；土壤中某些機(jī)體，如動(dòng)物死尸和植物敗葉在細(xì)菌作用下可分解某些硫化物，繼而轉(zhuǎn)化為SOx；火山爆發(fā),也將噴出可觀量的SOx氣體；雷電和干熱引起的森林火災(zāi)也是一種天然SOx 排放源,因?yàn)闃?shù)木也含有微量硫。
酸雨多成于化石燃料的燃燒：
⑴S→H2SO4 S+O2（點(diǎn)燃）→SO2
SO2+H2O→H2SO3（亞硫酸）
2H2SO3+O2→2H2SO4（硫酸）
?。ㄒ部梢员徽J(rèn)為是SO2先被氧化為SO3，SO3再與水反應(yīng)生成H2SO4）
總的化學(xué)反應(yīng)方程式：
S+O2（點(diǎn)燃）＝SO2,2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4
?、频难趸锶苡谒纬伤幔?br> a.NO→HNO3（硝酸）
2NO+O2＝2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO
總的化學(xué)反應(yīng)方程式：
4NO+2H2O+3O2＝4HNO3
b.NO2→HNO3
總的化學(xué)反應(yīng)方程式：
4NO2+2H2O+O2→4HNO3
?。?注：元素后的數(shù)字為腳標(biāo)，化學(xué)式前的數(shù)為化學(xué)計(jì)量數(shù)。）
酸雨形成的影響因素
1.酸性污染物的排放及轉(zhuǎn)換條件被酸雨危害的作物
一般說(shuō)來(lái)，某地SO2污染越嚴(yán)重，降水中硫酸根離子濃度就越高，導(dǎo)致PH值越低。
2. 大氣中的氨
大氣中的氨（NH3）對(duì)酸雨形成是非常重要的。氨是大氣中唯一溶于水后顯堿性的氣體。由于它的水溶性，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸反應(yīng)，起中和作用而降低酸度。大氣中氨的來(lái)源主要是有機(jī)物的分解和農(nóng)田施用的氮肥的揮發(fā)。土壤的氨的揮發(fā)量隨著土壤PH值的上升而增大。京津地區(qū)土壤PH值為7~8以上，而重慶、貴陽(yáng)地區(qū)則一般為5~6，這是大氣氨水平北高南低的重要原因之一。土壤偏酸性的地方，風(fēng)沙揚(yáng)塵的緩沖能力低。這兩個(gè)因素合在一起，至少在目前可以解釋我國(guó)酸雨多發(fā)生在南方的分布狀況。
3. 顆粒物酸度及其緩沖能力
大氣中的污染物除酸性氣體SO2和NO2外，還有一個(gè)重要成員——顆粒物。顆粒物的來(lái)源很復(fù)雜。主要有煤塵和風(fēng)沙揚(yáng)塵。后者在北方約占一半，在南方約占三分之一。顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用，一是所含的催化金屬促使SO2氧化成酸；二是對(duì)酸起中和作用。但如果顆粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且還會(huì)成為酸的來(lái)源之一。目前我國(guó)大氣顆粒物濃度水平普遍很高，為國(guó)外的幾倍到十幾倍，在酸雨研究中自然是不能忽視的。
5.天氣形勢(shì)的影響
如果氣象條件和地形有利于污染物的擴(kuò)散，則大氣中污染物濃度降低，酸雨就減弱，反之則加重（如逆溫現(xiàn)象）。
酸雨的危害
硫和氮是營(yíng)養(yǎng)元素。弱酸性降水可溶解地面中礦物質(zhì)，供植物吸收。如酸度過(guò)高，pH值降到5.6以下酸雨危害示意圖時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。它可以直接使大片森林死亡，農(nóng)作物枯萎；也會(huì)抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進(jìn)入水中，毒害魚(yú)類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過(guò)程；可能危及人體健康。
酸性雨水的影響在歐洲和美國(guó)東北部最明顯，而且被大力宣傳，但受威脅的地區(qū)還包括加拿大，也許還有加利福尼亞州塞拉地區(qū)、洛基山脈和中國(guó)。在某些地方，偶爾觀察到降下的雨水像醋那樣酸。酸雨影響的程度是一個(gè)爭(zhēng)論不休的主題。對(duì)湖泊和河流中水生物的危害是最初人們注意力的焦點(diǎn)，但現(xiàn)在已認(rèn)識(shí)到，對(duì)建筑物、橋梁和設(shè)備的危害是酸雨的另一些代價(jià)高昂的后果。污染空氣對(duì)人體健康的影響是最難以定量確定的。
受到最大危害的是那些緩沖能力很差的湖泊。當(dāng)有天然堿性緩沖劑存在時(shí)，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有機(jī)酸)就會(huì)被中和。然而，處于花崗巖(酸性)地層上的湖泊容易受到直接危害，因?yàn)橛晁械乃崮苋芙怃X和錳這些金屬離子。這能引起植物和藻類生長(zhǎng)量的減少，而且在某些湖泊中，還會(huì)引起魚(yú)類種群的衰敗或消失。由這種污染形式引起的對(duì)植物的危害范圍，包括從對(duì)葉片的有害影響直到細(xì)根系的破壞。
在美國(guó)東北部地區(qū)，減少污染物的主要考慮對(duì)象是那些燃燒高含硫量的煤發(fā)電廠。能防止污染物排放的化學(xué)洗氣器是可能的補(bǔ)救辦法之一。化學(xué)洗氣器是一種用來(lái)處理廢氣、或溶解、或沉淀、或消除污染物的設(shè)備。催化劑能使固定源和移動(dòng)源的氮氧化物排放量減少，又是化學(xué)在改善空氣質(zhì)量方面能起作用的另一個(gè)實(shí)例。
酸雨的損益值計(jì)
分析及計(jì)算公式
D=DH+DA+DF+DB+DC+DT
其中，
D——大氣污染引起的總損失
DH——大氣污染引起的人體健康損失
DA——大氣污染引起的農(nóng)業(yè)損失
DF——大氣污染引起的林業(yè)損失
DB——大氣污染引起的建筑材料損失
DC——大氣污染增加的清洗費(fèi)用
DT——酸霧影響能見(jiàn)度的交通損失
1.大氣污染對(duì)人體損失的估算
DH=DHM+DMT+DHD
其中，
DHM——呼吸系統(tǒng)疾病醫(yī)療費(fèi)用損失
DMT——呼吸系統(tǒng)疾病的誤工損失
DHD——肺癌患者提前死亡引起的生產(chǎn)損失
2.大氣污染對(duì)林業(yè)損失的估算
DA=DAV+DAG
其中，
DAV——大氣污染引起的蔬菜減產(chǎn)的損失
DAG——大氣污染引起的糧食減產(chǎn)的損失
3.大氣污染對(duì)林業(yè)的損失估算
DF=DFW+DFE
其中
DFW——森林減產(chǎn)的木材經(jīng)濟(jì)損失
DFE——森林生態(tài)效益危害（非林產(chǎn)品）的經(jīng)濟(jì)損失
4.大氣污染對(duì)建筑材料的損失估算
DB=DBS+DBP
其中
DBS——鍍鋅鋼破壞的經(jīng)濟(jì)損失
DBP——油漆破壞的經(jīng)濟(jì)損失
5.大氣污染增加的清洗費(fèi)用估算
DC=DCH+DCR
其中
DCH——家庭清洗費(fèi)用
DCR——城市房屋外觀清洗費(fèi)用
6.能見(jiàn)度降低對(duì)交通運(yùn)輸損失的估算
DT=DTH+DTW
其中
DTH——酸霧對(duì)陸路運(yùn)輸造成的經(jīng)濟(jì)損失
DTW——酸霧對(duì)水上運(yùn)輸造成的經(jīng)濟(jì)損失
酸雨的治理措施
控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和氮氧化物的排放。
治理措施
世界上酸雨最嚴(yán)重的歐洲和北美許多國(guó)家在遭受多年的酸雨危害之后，終于都認(rèn)識(shí)到，大氣無(wú)國(guó)界，防治酸雨是一個(gè)國(guó)際性的環(huán)境問(wèn)題，不能依靠一個(gè)國(guó)家單獨(dú)解決，必須共同采取對(duì)策，減少硫氧化物和氮氧化物的排放量。經(jīng)過(guò)多次協(xié)商，1979年11月在日內(nèi)瓦舉行的聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議上，通過(guò)了《控制長(zhǎng)距離越境空氣污染公約》，并于1983年生效。
《公約》規(guī)定，到1993年底，締約國(guó)必須把二氧化硫排放量削減為1980年排放量的70％。歐洲和北美(包括美國(guó)和加拿大)等32個(gè)國(guó)家都在公約上簽了字。為了實(shí)現(xiàn)許諾，多數(shù)國(guó)家都已經(jīng)采取了積極的對(duì)策，制訂了減少致酸物排放量的法規(guī)。例如，美國(guó)的《酸雨法》規(guī)定，密西西比河以東地區(qū)，二氧化硫排放量要由1983年的2000萬(wàn)噸／年，經(jīng)過(guò)10年減少到1000萬(wàn)噸／年；加拿大二氧化硫排放量由1983年的470萬(wàn)噸／年，到1994年減少到230萬(wàn)噸／年，等等。目前世界上減少二 氧化硫排放量的主要措施有：
1、原煤脫硫技術(shù)，可以除去燃煤中大約40％一60％的無(wú)機(jī)硫。
2、優(yōu)先使用低硫燃料，如含硫較低的低硫煤和天然氣等。
3、改進(jìn)燃煤技術(shù)，減少燃煤過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國(guó)歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進(jìn)石灰石和白云石，與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣隨灰渣排出。
4、對(duì)煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進(jìn)行煙氣脫硫。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中85％一90％的二氧化硫氣體。不過(guò)，脫硫效果雖好但十分費(fèi)錢(qián)。例如，在火力發(fā)電廠安裝煙氣脫硫裝置的費(fèi)用，要達(dá)電廠總投資的25％之多。這也是治理酸雨的主要困難之一。
5.開(kāi)發(fā)新能源，如太陽(yáng)能，風(fēng)能，核能，可燃冰等，但是目前技術(shù)不夠成熟，如果使用會(huì)造成新污染，且消耗費(fèi)用十分高.
酸雨是大氣受污染的一種表現(xiàn)，因最早引起注意的是酸性的降雨，所以習(xí)慣上統(tǒng)稱為酸雨。
純凈的雨雪在降落時(shí)，空氣中的二氧化碳會(huì)溶入其中形成碳酸，因而具有一定的弱酸性?？諝庵械亩趸紳舛纫话慵s在316ppm左右，這時(shí)降水的pH值可達(dá)5.6。這是正常的現(xiàn)象，不是我們通常所說(shuō)的酸雨。
我們所講的酸雨是指由于人類活動(dòng)的影響，使得pH值降低至5.6以下的酸性降水。隨著近現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展，這樣的降水開(kāi)始出現(xiàn)，并且逐年增多。它已經(jīng)開(kāi)始影響到人類賴以生存的環(huán)境，以及人類自己了。
古代的雨雪酸度沒(méi)有記載，對(duì)大約180年前的格陵蘭島積冰的測(cè)定表明，那時(shí)降雪的pH值為6～7.6之間。
二十世紀(jì)50年代以前，世界上降水的pH值一般都大于5，少數(shù)工業(yè)區(qū)曾降酸雨。從60年代開(kāi)始，隨著工業(yè)的發(fā)展和礦物燃料消耗的增多，世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)(如北歐南部和北美東部)降水的pH值降到5以下，而且范圍不斷擴(kuò)大，生態(tài)系統(tǒng)受到了明顯的傷害。
1872年英國(guó)化學(xué)家史密斯在其《空氣和降雨：化學(xué)氣候?qū)W的開(kāi)端》一書(shū)中首先使用了“酸雨”這一術(shù)語(yǔ)，指出降水的化學(xué)性質(zhì)受到燃煤和有機(jī)物分解等因素的影響，也指出酸雨對(duì)植物和材料是有害的。
二十世紀(jì)50年代中期，美國(guó)水生生態(tài)學(xué)家戈勒姆進(jìn)行了一系列研究工作，揭示了降水的酸度同湖水和土壤酸度之間的關(guān)系，并指出降水酸度是礦物燃料燃燒和金屬冶煉排出的二氧化硫造成的。但是，他們的工作都沒(méi)有引起人們的注意。
二十世紀(jì)60年代間，瑞典土壤學(xué)家?jiàn)W登首先對(duì)湖沼學(xué)、農(nóng)學(xué)和大氣化學(xué)的有關(guān)記錄進(jìn)行了綜合性研究，發(fā)現(xiàn)酸性降水是歐洲的一種大范圍現(xiàn)象，降水和地面水的酸度正在不斷升高，含硫和含氮的污染物在歐洲可以遷移上千公里。
1972年瑞典政府向聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議提出一份報(bào)告：《穿越國(guó)界的大氣污染：大氣和降水中的磕對(duì)環(huán)境的影響》。從此更多的國(guó)家關(guān)注酸雨這一問(wèn)題，研究的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。
1975年5月，在美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)舉行了第一次國(guó)際酸性降水和森林生態(tài)系統(tǒng)討論會(huì)。1982年6月在瑞典斯德哥爾摩召開(kāi)了國(guó)際環(huán)境酸化會(huì)議，酸雨已成為當(dāng)前全球性環(huán)境污染的主要問(wèn)題之一。
酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象。酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，絕大部分是硫酸和硝酸，以硫酸為主。硫酸和硝酸是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成的，可以是當(dāng)?shù)嘏欧诺模部梢允菑倪h(yuǎn)處遷移來(lái)的。
煤和石油燃燒以及金屬冶煉等工業(yè)活動(dòng)會(huì)釋放二氧化硫到空氣中，通過(guò)氣相或液相氧化反應(yīng)生成硫酸。同時(shí)高溫燃燒會(huì)使空氣中的氮?dú)夂脱鯕馍梢谎趸?，其在大氣中與氧繼續(xù)作用，大部分轉(zhuǎn)化成為二氧化氮，遇水或水蒸氣就會(huì)生成硝酸和亞硝酸。
由于人類活動(dòng)和自然過(guò)程，還有許多氣態(tài)或固體物質(zhì)進(jìn)入大氣，對(duì)酸雨的形成也產(chǎn)生影響。大氣顆粒物中的鐵、銅、鎂等是成酸反應(yīng)的催化劑。大氣光化學(xué)反應(yīng)生成的臭氧和過(guò)氧化氫等又是使二氧化硫氧化的氧化劑；飛灰中的氧化鈣、土壤中的碳酸鈣、天然和人為來(lái)源的氨，以及其他堿性物質(zhì)又會(huì)與酸反應(yīng)，而使酸中和。
降水的酸度實(shí)際上就是降水中的主要陰陽(yáng)離子的干衡。當(dāng)大氣中二氧化硫和一氧化氮的濃度較高時(shí)，降水中就會(huì)表現(xiàn)為酸性；如果降水中代表堿性物質(zhì)的幾個(gè)主要陽(yáng)高子濃度也較高時(shí)，降水就不會(huì)有很高的酸度，甚至可能呈現(xiàn)堿性。在堿性土壤地區(qū)，或大氣中顆粒物濃度高時(shí)，往往出現(xiàn)這種情況。相反，即使大氣中二氧化硫和一氧化氮濃度不高，而堿性物質(zhì)相對(duì)更少時(shí)，則降水仍然會(huì)有較高的酸度。工業(yè)區(qū)的高大煙囪可把二氧化硫擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方，因而很多山區(qū)和荒野地帶也降酸雨。
硫和氮是植物生長(zhǎng)不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，弱酸性降水可溶解地殼中的礦物質(zhì)，供動(dòng)、植物吸收。但如果酸度過(guò)高，例如pH值降到5以下，就可能使生態(tài)系統(tǒng)遭受損害。
在土壤鹽基飽和度低的地區(qū)或土層薄的巖石地區(qū)，酸性雨水降落地面后得不到中和，就會(huì)使土壤、湖泊、河流酸化。
當(dāng)湖水或河水的pH值降到5以下時(shí)，流域內(nèi)的土壤和水體底泥中的金屬(例如鋁)就會(huì)被溶解進(jìn)入水中，毒害魚(yú)類，使其繁殖和發(fā)育受到嚴(yán)重影響。水體酸化還會(huì)導(dǎo)致水生生物的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐酸的藻類、真菌增多，而有根植物、細(xì)菌和無(wú)脊椎動(dòng)物減少，有機(jī)物的分解率降低。因此，酸化的湖泊、河流中魚(yú)類減少。瑞典和挪威南部以及美國(guó)東北部許多湖泊都已成為無(wú)魚(yú)的死湖。
例如美國(guó)東部阿迪朗達(dá)克山區(qū)，海拔700米以上的湖泊，目前半數(shù)以上湖水pH值在5以下，90%已無(wú)魚(yú)。而在1929～1937年間，只有4%的湖泊的pH值在5以下，或者是無(wú)魚(yú)的?，F(xiàn)在瑞典18000多個(gè)大中型湖泊已經(jīng)酸化，其中約4000個(gè)酸化嚴(yán)重，水生生物受到很大傷害。
酸雨還會(huì)抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗與土壤粒子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。
酸雨會(huì)傷害植物的新生芽葉，從而影響其發(fā)育生長(zhǎng)；酸雨腐蝕建筑材料、金屬結(jié)構(gòu)、油漆等，古建筑、雕塑像也會(huì)受到損壞；作為水源的湖泊和地下水酸化后，由于金屬的溶出，就會(huì)對(duì)飲用者的健康產(chǎn)生有害影響。
控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和一氧化氮的人為排放量。另外瑞典等國(guó)試驗(yàn)在已酸化的土壤和水體中施加堿性的石灰，在短期內(nèi)也曾取得較好的效果
怎樣減少酸雨？
酸雨是我們當(dāng)今面臨的、更為顯著的空氣質(zhì)量問(wèn)題之一。酸性物質(zhì)以及導(dǎo)致形成酸性物質(zhì)的化合物，是在燃燒礦物燃料來(lái)發(fā)電和提供運(yùn)輸時(shí)生成的。這些物質(zhì)主要是從硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。這些化合物也有一些天然來(lái)源，例如雷電、火山、生物物料燃燒和微生物活動(dòng)，但除了罕見(jiàn)的火山爆發(fā)外，這些天然來(lái)源同來(lái)自汽車、電廠和冶煉廠的排放氣相比，是相當(dāng)小量的。
用以減少酸雨的各種戰(zhàn)略對(duì)策，可能每年需要幾十億美元的投資。由于耗資如此巨大，所以，至關(guān)重要的是要很好地了解涉及污染物遷移、化學(xué)轉(zhuǎn)化和歸宿的大氣過(guò)程。
酸沉降包括兩部分，即“濕”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(氣溶膠或氣態(tài)酸性化合物的形式沉降到諸如土壤顆粒、植物葉片等表面上)。以被沉降而告終的物質(zhì)，往往以一種極其不同的化學(xué)形式進(jìn)入大氣。例如，煤中的硫被氧化成二氧化硫，這是它從煙囪排出的氣態(tài)形式。隨著它在大氣中運(yùn)動(dòng)，便慢慢被氧化，并與水反應(yīng)生成硫酸——這是它可能被沉降在下風(fēng)向數(shù)百英里處的形式。
氮氧化物的生成、反應(yīng)以及最終從大氣中脫除所經(jīng)歷的路線也是非常復(fù)雜的。當(dāng)?shù)獨(dú)夂脱鯕庠诎l(fā)電廠、在民用爐灶和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的高溫下加熱時(shí)，生成一氧化氮(NO)，再與氧化劑反應(yīng)生成二氧化氮(NO2)，最終生成硝酸(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它們來(lái)自何方及它們?nèi)ネ畏降亩抗烙?jì)值仍然相當(dāng)不確定。
可以容易地看到，在我們徹底了解各種不同化學(xué)形式的氮、硫和碳的生物地球化學(xué)循環(huán)以及這些化學(xué)物種的全球來(lái)源與歸宿之前，將難以滿懷信心地選擇空氣污染控制戰(zhàn)略。大氣化學(xué)和環(huán)境化學(xué)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)更清潔、更有益健康的環(huán)境的核心。發(fā)展空氣中痕量化學(xué)物種的可靠測(cè)定方法、重要大氣反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)、和發(fā)現(xiàn)可用以減少污染物排放的、新的、更有效的化學(xué)工藝，這些就是未來(lái)10年中必須受到國(guó)家承諾的目標(biāo)。
酸雨的生物防治
世界觀察研究不久前發(fā)表的1994年全球趨勢(shì)報(bào)告《1994年生命特征》中說(shuō)：總的來(lái)看，地球的情況并不太好，在所有衡量地球健康狀況的指標(biāo)中，我們僅成功地扭轉(zhuǎn)了一項(xiàng)指標(biāo)的惡化─使臭氧層出現(xiàn)空洞的氟里昂的減少。碳排放量沒(méi)有減少，大氣污染日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類每年向大氣層排放SO21.15噸，NO2約5012萬(wàn)噸。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超標(biāo)的大氣環(huán)境中，有10億人生活在顆粒物超標(biāo)的環(huán)境中。大氣污染已成為隱蔽的殺手。而SO2則是罪魁禍?zhǔn)?。最近，歐洲的26個(gè)國(guó)家和加拿大，在聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)提出的一份新協(xié)議上簽了字，休證把本國(guó)SO2的排放量減少87%，美國(guó)也承諾到了2010年將SO2的排放量減少80%。歐洲國(guó)家和加拿大稱贊這項(xiàng)新協(xié)議是防治大氣污染的一個(gè)里程碑。 SO2不僅污染空氣、危害人類健康，而且是形成酸雨的主要物質(zhì)。大氣中的SO2和NO2，在空氣在氧化劑的作用下溶解于雨水中。當(dāng)雨水、凍雨、雪和雹等大氣降水的pH小于5.6時(shí)，即是酸雨。據(jù)美國(guó)有關(guān)部門(mén)測(cè)定，酸雨中硫酸占60%，硝酸占33%，鹽酸占6%，其余是碳酸和少量有機(jī)酸。
酸雨給地球生態(tài)環(huán)境和人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響和破壞，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，許多有毒物質(zhì)被值物根系統(tǒng)吸收，毒害根系，殺死根毛，使植物不能從土壤中吸收水分和養(yǎng)分，抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育。酸雨使河流、湖泊的水體酸化，抑制水生生物的生長(zhǎng)和繁殖，甚至導(dǎo)致魚(yú)苗窒息死亡；酸雨還殺死水中的浮游生物，減少魚(yú)類食物來(lái)源，使水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂；酸雨污染河流湖泊和地下水，直接或間接危害人體健康。酸雨通過(guò)對(duì)植物表面（葉、莖）的淋洗直接傷害或通過(guò)土壤的間接傷害，促使森林衰亡，酸雨還誘使病蟲(chóng)害暴發(fā)，造成森林大片死亡。歐洲每年排出2200萬(wàn)噸硫，毀滅了大片森林。我國(guó)四川、廣西等省區(qū)已有10多萬(wàn)公頃森林瀕臨死亡。酸雨對(duì)金屬、石料、木料、水泥等建筑材料有很強(qiáng)的腐蝕作用，世界已有許多古建筑和石雕藝術(shù)品遭酸雨腐蝕破壞，如加拿大的議會(huì)大廈、我國(guó)的樂(lè)山大佛等。酸雨還直接危害電線、鐵軌、橋梁和房屋。
目前，世界上已形成了三大酸雨區(qū)，一是以德、法、英等國(guó)家為中心，涉及大半個(gè)歐洲的北歐酸雨區(qū)。二是50年代后期形成的包括美國(guó)和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)。這兩個(gè)酸雨區(qū)的總面積已達(dá)1000多萬(wàn)平方千米，降水的pH小于5.0，有的甚至小于4.0。我國(guó)在70年代中期開(kāi)始形成的覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區(qū)，面積為200萬(wàn)平方千米的酸雨區(qū)是世界第三大酸雨區(qū)。我國(guó)酸雨區(qū)面積雖小，但發(fā)展擴(kuò)大之快，降水酸化速率之高，在世界上是罕見(jiàn)的。由于大氣污染是不分國(guó)界的，所以酸雨是全球性的災(zāi)害。
酸雨的危害已引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注。聯(lián)合國(guó)多次召開(kāi)國(guó)際會(huì)議討論酸雨問(wèn)題。許多國(guó)家把控制酸雨列為重大科研項(xiàng)目。全世界已有40多個(gè)國(guó)家通過(guò)有關(guān)污染限制汽車排污。1993年在印度召開(kāi)的"無(wú)害環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用國(guó)際合作會(huì)議"上，專家們提出了利用生物技術(shù)預(yù)防、阻止和逆轉(zhuǎn)環(huán)境惡化，增強(qiáng)自然資源的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用，保持環(huán)境完整性和生態(tài)平衡的措施。專家們認(rèn)為：利用生物技術(shù)治理環(huán)境具有巨大的潛力。煤是當(dāng)前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃燒時(shí)放出SO2等有害氣體。煤中的硫有無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩種。無(wú)機(jī)硫大部分以礦物質(zhì)的形式存在，其中主要的是黃鐵礦（FeS2）。生物學(xué)家利用微生物脫硫，將2價(jià)鐵變成3價(jià)鐵，把單體硫變成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫桿菌，它是一種鐵氧化細(xì)菌，能有效地去除煤中的無(wú)機(jī)硫。美國(guó)煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株，它能從煤中分離有機(jī)硫而不降低煤的質(zhì)量。捷克篩選出的一種酸熱硫化桿菌，可脫除黃鐵礦中75%的硫。據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，捷克利用生物技術(shù)已平均脫去煤中無(wú)機(jī)硫的78.5%，有機(jī)硫的23.4%，目前，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)能脫去黃鐵礦中硫的微生物還有氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等。日本財(cái)團(tuán)法人電力中央研究所最近開(kāi)發(fā)出的利用微生物膠硫的新技術(shù)，可除去70%的無(wú)機(jī)硫，還可減少60%的粉塵。
這種技術(shù)原理簡(jiǎn)單，設(shè)備價(jià)廉，特別適合無(wú)力購(gòu)買昂貴脫硫設(shè)備的發(fā)展中國(guó)家使用。生物技術(shù)脫硫符合“源頭治理”和“清潔生產(chǎn)”的原則，因而是一種極有發(fā)展前途的治理方法，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。
酸雨的危害越來(lái)越嚴(yán)重，這就引起全世界的關(guān)注。
酸雨的黑色幽默
泡菜
酸雨酸化了土壤以后，進(jìn)一步也酸化了地下水。德國(guó)、波蘭和前捷克交界的黑三角地區(qū)(當(dāng)?shù)叵纫陨郑笠陨直凰嵊昶茐亩?的一位家庭主婦，在接待日本客人奉茶時(shí)說(shuō)：“我們這個(gè)地區(qū)只有幾口井的井水可供飲用。我們自己也常開(kāi)玩笑說(shuō)，只要用井水泡蔬菜，就能夠做出很好的泡菜(酯腋菜)來(lái)。”
染發(fā)
酸化的地下水還腐蝕自來(lái)水管。瑞典南部馬克郡的西里那村，有一戶人家三個(gè)孩子的頭發(fā)都從金黃色變成了綠色。這就是使馬克郡出名的"綠頭發(fā)"事件。原因是他們把井中的汲水管由鋅管換成了銅管，而pH小于5.6的水對(duì)銅有較強(qiáng)的腐蝕性，產(chǎn)生銅綠。所以這戶人家的浴室和洗漱臺(tái)都已被染成銅綠色。這種溶有銅或鋅離子的水還能使嬰幼兒發(fā)生原因不明的腹瀉。馬克郡的幼兒園發(fā)生過(guò)的集體"食物中毒"也是這個(gè)原因(大約半數(shù)的瑞典人都是把地下水作為飲用水源的)。英國(guó)的蘭克夏，水龍頭里曾放出含有因水管腐蝕而造成大量鐵銹的濁水。酸雨甚至使輸水管道因腐蝕而破裂。1985年圣誕節(jié)前4天，英國(guó)約克夏直徑1米的輸水管破裂，備用的也都不能使用，使20萬(wàn)人一度處于斷水的恐慌之中。
慢車
波蘭的托卡維茲因酸雨腐蝕鐵軌，火車每小時(shí)開(kāi)不到40公里，而且還顯得相當(dāng)危險(xiǎn)。
泰姬陵變色
大理石含鈣特多，因此最怕酸雨侵蝕。例如，有兩座高157米尖塔的著名德國(guó)科隆大教堂，石壁表面已腐蝕得凹凸不平，“酸筋”累累。通向人口處的天使和瑪麗亞石像剝蝕得已經(jīng)難以恢復(fù)。其中的砂巖(更易腐蝕)石雕近15年間甚至腐蝕掉了10個(gè)厘米。已經(jīng)進(jìn)入《世界遺產(chǎn)名錄》的著名印度泰姬陵，由于大氣污染和酸雨的腐蝕，大理石失去光澤，乳白色逐漸泛黃，有的變成了銹色。
國(guó)子監(jiān)遭殃
我國(guó)北京國(guó)子監(jiān)街孔廟內(nèi)的“進(jìn)士題名碑林”(共198塊)距今已有700年歷史，上面共鎊刻了元、明、清三代51624名中第進(jìn)士的姓名、籍貫和名次，是研究中國(guó)古代科舉考試制度的珍貴實(shí)物資料，已被列為國(guó)家級(jí)文物重點(diǎn)保護(hù)單位。近年來(lái)，許多石碑表面因大氣污染和酸雨出現(xiàn)了嚴(yán)重腐蝕剝落現(xiàn)象，具有珍貴歷史價(jià)值的石碑已變得面目皆非。據(jù)管理人員介紹，這些石碑主要是最近3年中損壞得比較厲害，所以第198塊進(jìn)士題名碑距今雖只有不到百年的時(shí)間，但它的毀損程度也絲毫不亞于其他石碑。實(shí)際上，北京其他石質(zhì)文物，例如，大鐘寺的鐘刻、故宮漢白玉欄桿和石刻，以及盧溝橋的石獅等，也都不同程度存在著腐蝕或剝落現(xiàn)象。
自由女神化妝
酸雨同樣也腐蝕金屬文物古跡。例如，著名的美國(guó)紐約港自由女神像，鋼筋混凝土外包的薄銅片因酸雨而變得疏松，一觸即掉(而在1932年檢查時(shí)還是完好的)，因此不得不進(jìn)行大修(已于1986年女神像建立100周年時(shí)修復(fù)完畢)。意大利威尼斯圣瑪麗教堂正面上部陽(yáng)臺(tái)上的四匹青銅馬曾被拿破侖掠到過(guò)巴黎，后來(lái)完璧歸趙。近來(lái)卻因酸雨損壞嚴(yán)重?zé)o法很好修復(fù)，只得移到室內(nèi)，在原處用復(fù)制品代替。世界上類似情況還有許多。荷蘭中部尤特萊希特大寺院中，有一套組合音韻鐘，是在17世紀(jì)鑄造的名鐘。300年來(lái)人們一直十分喜歡聽(tīng)它的聲音?？墒墙?0年來(lái)鐘的音程出了毛病，音色也逐漸變得不洪亮。因?yàn)殓娛怯?0％的銅制的，由于敲鐘時(shí)反復(fù)震動(dòng)銅銹逐漸剝落，酸雨腐蝕已經(jīng)進(jìn)入到鐘的內(nèi)部。
酸雨襲擊南極
令人震驚的是，南極也觀測(cè)到了酸雨，而且是比較強(qiáng)的酸雨。例如，我國(guó)南極長(zhǎng)城站1998年4月曾先后8次觀測(cè)到酸雨，其中最低pH值只有4.45。長(zhǎng)城站的鐵質(zhì)房屋和塔臺(tái)被銹蝕得成層剝落，有的不得不進(jìn)行更新。為了減緩腐蝕，每年要刷2-3次油漆。
洞穿珍貴彩色玻璃
在歐洲，鑲有中世紀(jì)古老彩色玻璃的教堂等建筑超過(guò)10萬(wàn)棟。這些彩色玻璃彌足珍貴，在第二次世界大戰(zhàn)中曾卸下來(lái)疏散開(kāi)，多數(shù)安然無(wú)恙?？墒菂s和其他古建筑一樣，不能躲過(guò)酸雨的侵襲。這些彩色玻璃逐漸失去神秘的光澤，變褐，有的甚至完全褪色。仔細(xì)觀察玻璃表面，有無(wú)數(shù)細(xì)小的洞。酸雨在小洞中繼續(xù)和鉀、鈉、鈣發(fā)生反應(yīng)(鈣是中世紀(jì)生產(chǎn)的玻璃中才有的)。例如和鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成石膏。酸雨從內(nèi)部損害了玻璃。
書(shū)畫(huà)遭劫
帶有酸性的細(xì)小粉塵(干沉降)進(jìn)入室內(nèi)，在空氣相對(duì)濕度較大時(shí)，開(kāi)始侵蝕圖書(shū)館中的古老藏書(shū)。紙張氧化成茶色，紙質(zhì)變差以至毀損。大英圖書(shū)館20-30年代的藏書(shū)的皮封面也遭到硫酸侵害，好像浮著紅銹似地正在變色。壁畫(huà)情況也是如此。所幸80年代中后期開(kāi)始，歐洲治理大氣污染加速，所有各種腐蝕和損害的速度又明顯緩和下來(lái)了。油畫(huà)腐蝕現(xiàn)象的恐怖癥也在收藏家中間擴(kuò)大開(kāi)來(lái)。白色或透明結(jié)晶的粒子，不僅在畫(huà)的表面，而且在畫(huà)布的背后，像粉一樣的噴出。過(guò)一段時(shí)間，這些粒子還會(huì)深入油彩層，使含化學(xué)顏料的油漆全部損壞。而不暴露在空氣中的部位則沒(méi)有這種現(xiàn)象?？梢?jiàn)污染大氣和干性沉降的危害之大。
酸雨冰溜溜
建筑物中出現(xiàn)“酸雨冰溜溜”，又是酸雨危害的一件“新事物”?；炷烈蛩嵊甓芙?，然后在下滴過(guò)程中水分蒸發(fā)而硫酸鈣等固體成分留了下來(lái)，形成類似石灰?guī)r溶洞中的“石鐘乳”。而下滴到地面上的硫酸鈣留下來(lái)則形成“石筍”。之所以叫“冰溜溜”，是因?yàn)檫@種“石鐘乳”很像冬季中從屋檐上流下來(lái)的冷水，在流動(dòng)過(guò)程中逐漸結(jié)冰，形成下垂的“冰溜溜”。日本許多城市立交橋下和建筑物中都有這種酸雨冰溜溜。它使建筑物松散不牢固，甚至成為危險(xiǎn)建筑物。關(guān)于酸雨對(duì)建筑物造成的損失，美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保局1985年曾有一個(gè)估計(jì)，在17個(gè)州共造成的損失高達(dá)50億美元。主要原因是大樓損傷加速，涂料裝飾很快剝落和窗框腐蝕此外因旅游減收帶來(lái)的損失也有20億美元。而我們中國(guó)的酸雨則是韓國(guó)和日本傳來(lái)的。
酸雨事例 案例1 在加拿大，酸雨毀滅了1．4萬(wàn)多個(gè)湖泊，另有4 000多個(gè)湖泊也瀕臨“死亡”。歐洲有數(shù)千個(gè)美麗的湖泊也毫無(wú)生氣，聽(tīng)不到蛙聲，見(jiàn)不到魚(yú)躍。美國(guó)酸化的水域已達(dá)3．6萬(wàn)平方千米，在28個(gè)州17 054個(gè)湖泊中，有9400個(gè)受到酸雨影響，水質(zhì)變壞。紐約州北部阿迪達(dá)克山區(qū)，1930年只有4％的湖泊沒(méi)有魚(yú)，而目前半數(shù)以上的湖水PH在5以下，90％沒(méi)有魚(yú)，聽(tīng)不到蛙聲，”死一般寂靜。
案例2
美國(guó)每年國(guó)酸雨造成的損失達(dá)250億美元。我國(guó)重慶市與南京市自然條件相似，但重慶是酸雨侵蝕比較嚴(yán)重的地區(qū)，電視塔及建筑機(jī)械的維修、路燈及電線的更換頻率比南京快1．5倍。嘉陵江大橋的鋼梁每年銹蝕0．16毫米，如此下去用不了30年，就會(huì)因鋼梁銹壞而發(fā)生危險(xiǎn)。
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