酸雨

酸雨为酸性沉降中的湿沉降，酸性沉降可分为「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 、 雾或雹等降水形态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。 酸雨又分硝酸型酸雨和硫酸型酸雨。

概念

分布区域

我国酸雨主要是硫酸型，我国三大酸雨区分别为：

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。

酸性物质来源

天然排放

2.生物：土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫。

3.火山爆发：喷出可观量的二氧化硫气体。

4.森林火灾：雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫。

5.闪电：高空雨云闪电，有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮。

N2+O2=高温高压=2NO

2NO+O2==2NO2

氮氧化物即为一氧化氮和二氧化氮之和，与空气中的水蒸气反应生成硝酸。

6.细菌分解： 即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和氮气等气体。

人工排放

交通运输，如汽车尾气。在发动机内，活塞频繁打出火花，像天空中闪电，氮气变成二氧化氮。不同的车型，尾气中氮氧化物的浓度有多有少，机械性能较差的或使用寿命已较长的发动机尾气中的氮氧化物浓度要高。汽车停在十字路口,不息火等待通过时，要比正常行车尾气中的氮氧化物浓度要高。随着我国各种汽车数量猛增，它们的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升，不能掉以轻心。

工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。由于我国多燃煤，所以我国的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油的国家下硝酸雨。

酸雨形成过程

含有硫的煤燃烧生成二氧化硫

S+O2=点燃=SO2

二氧化硫和水作用生成亚硫酸

SO2+H2O=H2SO3

亚硫酸在空气中可氧化成硫酸

2H2SO3+O2→2H2SO4

(2)氮氧化物溶于水形成酸：雷雨闪电时，大气中常有少量的二氧化氮产生。

N2+O2=放电=2NO

一氧化氮结构上不稳定，空气中氧化成二氧化氮

2NO+O2=2NO2

二氧化氮和水作用生成硝酸

3NO2+H2O=2HNO3+NO

(3)酸雨与大理石反应：

CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑

CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2

(4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨，例如氟化氢，氟气，氯气，硫化氢等其他酸性气体。

酸类型

（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。

危害

酸雨可导致土壤酸化。

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；在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会流失出来，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。改变土壤结构，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育。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，从而损坏建筑物。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。

4.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。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。

酸性影响因素

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。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。

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

我国情形

中国从八十年代开始对酸雨污染进行观测调查研究。在八十年代，中国的酸雨主要发生在重庆，贵阳和柳州为代表的西南地区，酸雨的面积约为170万平方公里。到九十年代中期，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，酸雨地区面积扩大了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在已经成为全国酸雨污染最严重的地区，其中心区平均降水pH值低于4.0，酸雨的频率高达90%以上，已达到了“逢雨必酸”的程度。以南京，上海，杭州，福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区。值得注意的是，华北的京津，东北的丹东，图们等地区也频频出现酸性降水。年均pH值低于5.6的区域面积已占我国国土面积的40%左右。我国的酸雨化学特征是pH值低，硫酸根（SO42-）,铵（NH4+），和钙（Ca2+）离子浓度远远高于欧美，而硝酸根（NO3-）浓度则低于欧美。研究表明，我国酸性降水中硫酸根与硝酸根的摩尔之比大约为6.4:1，因此，中国的酸雨是硫酸型的，主要是人为排放SO2造成的。所以，治理好我国的SO2排放对我国的酸雨的治理有着决定性的作用。

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。

国际反应

具体措施

目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：

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。