酸雨,通常指pH值小于5.6的酸性降水,包括雨、雪、雹和雾。正常空气中含有CO2,遇水生成碳酸,在一般情况下,洁净的天然降水也偏酸性,pH值约在6~7左右。污染严重时,大气中的酸性污染物(主要是二氧化硫和氮氧化物)和雨滴作用,使降雨呈明显酸性,当pH小于或接近于5.6时,对自然生态将产生不利的影响。
酸雨污染及其危害,早在本世纪五十年代就已引起人们的关注,七十年代初开始,酸雨作为重大环境问题受到广泛重视。近十年来,酸雨污染在欧洲、北美、日本等地不断扩大和加重,出现酸雨的频数增多,酸度大。不少国家酸雨pH在4.5~4.0之间,个别的低于3.0。我国1979年对北京、上海、南京、重庆、贵阳等部分大、中城市的酸雨监测结果表明,我国酸雨的出现频率高、酸度大、污染面积广,特别是南方,长江以南各城市,酸雨污染尤其严重,已成为我国环境污染的潜在问题而受到重视。
酸雨的形成是一个复杂的过程,有些机理目前还不太清楚。一般认为,大气中二氧化硫、氮氧化物等酸性污染物增多以后,在水凝结过程中,二氧化硫溶解于水,生成亚硫酸,然后在一定条件下(氧化剂或催化剂作用下)生成硫酸,氮氧化物生成硝酸,随雨水降落。因此,形成酸雨需要具备以下条件: ①大气中二氧化硫或氮氧化物等酸性物质增多。②大气中有足够数量的氧化剂(如臭氧等)和催化剂(如某些工业污染物锰、铁等)。③一定的气候、气象条件和地理条件,如湿度大、静风频率高和地处丘陵等不利大气污染物扩散的气象和地理条件。是否形成酸雨不仅取决于大气中的酸性物质,同时也取决于对酸起中和作用的碱性物质(如地面扬起的碱性尘土等)的量。
酸雨影响环境和人的某些途径示意图
酸雨的危害是多方面的,作用是缓慢的,但它的影响面很广(见图)。
主要危害有:①酸雨出现时,空气中硫酸雾和硫酸盐雾增多,硫酸雾对人的毒性比二氧化硫约高10倍,其微粒可随呼吸而深入肺部组织,引起肺水肿和肺硬化等症。②使水体酸化,鱼卵不能孵化或成长,有毒金属从土壤或底泥中溶出,增加对鱼类的毒性,影响水生动、植物的生长,甚至鱼类绝迹。受酸雨影响而酸化的水体,由于微生物的活动受影响,从而使有机物分解速率缓慢,有机物沉淀增多。目前,有些国家和地区,因为水体酸化,使得一些河流、湖泊“死亡”(即水生动、植物不能生长)。③酸雨破坏土壤和植被。在酸雨影响下,一方面土壤中的钙、镁、钾等养分被淋溶,使土壤日趋贫瘠;另一方面使土壤中微生物群体的生态系统混乱,影响氮的生成,从而影响农作物和其他植物的生长;酸雨污染严重时,可直接使农作物和其他植物枯黄。④腐蚀建筑物和其他设施,使一些历史文化古迹和现代化建筑物的腐蚀速度加快,维修周期缩短,使用寿命降低,造成难以估量的经济损失。
我国酸雨成分中硫酸占总酸量的90%以上,说明我国酸雨主要是大气中二氧化硫造成的。因此,防止酸雨污染的根本措施主要是改变能源结构,减少由于燃煤而带来的二氧化硫对大气的污染。另一方面对煤碳进行洗选加工,回收硫精矿;以及采用排烟脱硫技术,回收二氧化硫,以减少燃煤过程向大气排放二氧化硫。
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