一、 酸雨的定義
水的酸堿度用pH來表示。pH值為7.0時(shí)的水是中性的,低于7是酸性,高于7就是堿性。在自然界中,即使不受污染的雨水,pH值也是小于7的,這是因?yàn)榇髿庵械亩趸己芤兹芙獾接甑沃惺褂晁嗜跛嵝?。因此?guó)際上把PH值小于5.6的雨水才稱為酸雨。大氣酸雨的成分,主要有硫酸、硝酸和鹽酸三種。自然界中有時(shí)也會(huì)降酸雨。例如,火山噴發(fā)后會(huì)降含硫酸或鹽酸的雨,雷電可以使雨水中含硝酸等。但是,自然界造成的酸雨都是暫時(shí)的,只有人類活動(dòng)造成的酸雨才會(huì)經(jīng)常出現(xiàn),以至酸性越來越強(qiáng),造成重大災(zāi)害。
二、酸雨的形成原因
人類活動(dòng)造成的酸雨成分中,以硫酸最多,硝酸次之,此外還有鹽酸,有機(jī)酸等。硫酸主要是因?yàn)槿紵V物燃料釋放的二氧化硫,其中最大的排放源是發(fā)電廠、鋼鐵廠、冶煉廠等,還有家家戶戶的小煤爐。目前全世界人為釋放的二氧化硫每年約1.6億噸。硝酸是由氮氧化物在高溫燃燒的情況下產(chǎn)生的。例如,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中,以及礦物燃料在高溫燃燒時(shí)都會(huì)放出氮氧化物。酸云和酸霧中的酸性,由于沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋,因此它們的酸性要比酸雨強(qiáng)得多。高山區(qū)由于經(jīng)常有云霧繚繞,因此酸雨區(qū)高山上森林受害最重,常首先成片死亡。
三、我國(guó)是全球三大酸雨區(qū)之一
本世紀(jì)以來,全世界的酸雨污染范圍日益擴(kuò)大。原只發(fā)生在北美和歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的酸雨,逐漸向一些發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展。我國(guó)是繼歐洲、北美之后的世界第三大酸雨區(qū)(世界上另兩個(gè)酸雨區(qū)是以德、法、英等國(guó)為中心,波及大半個(gè)歐洲的北歐酸雨區(qū)和包括美國(guó)和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)。)。我國(guó)是個(gè)燃煤大國(guó),煤炭占能源消費(fèi)總量的75%。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,煤炭消耗量的增長(zhǎng),二氧化硫的排放量也不斷增長(zhǎng)。80年代,我國(guó)酸雨主要還只發(fā)生在以重慶、貴陽和柳州為代表的川、黔和兩廣地區(qū),酸雨面積170萬平方公里。到90年代中期,酸雨已發(fā)展到長(zhǎng)江以南、青藏高原以東的廣大地區(qū),酸雨面積擴(kuò)大了100多萬平方公里。以長(zhǎng)沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區(qū)現(xiàn)已成為全國(guó)酸雨污染最嚴(yán)重的地區(qū),其中心區(qū)年降水pH值低于4.0,酸雨頻率高達(dá)90%,基本上到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青島和廈門為代表的華東沿海地區(qū)也成為我國(guó)主要的酸雨區(qū)。華北、東北的局部地區(qū)也出現(xiàn)酸性降水。1998年,全國(guó)一半以上城市降水年均pH值低于5.6。酸雨在我國(guó)幾乎呈燎原之勢(shì),覆蓋面積已占國(guó)土面積30%以上。因酸雨造成的年總損失為130億元。我國(guó)酸雨中的主要成分是硫酸,但隨著我國(guó)汽車數(shù)量的不斷增加,大城市酸雨中硫酸和硝酸的比值也在明顯下降。
四、酸雨的危害
酸雨使土壤酸化,危害植物,破壞陸地生態(tài)系統(tǒng)的平衡??茖W(xué)家曾經(jīng)試驗(yàn)給植物澆酸水,只要水的pH值低到3以下,水稻、松樹、向日葵等葉子表面就會(huì)出現(xiàn)壞死斑點(diǎn);而且酸水奪去了植物體內(nèi)的鈣鎂等物質(zhì)使植物逐漸衰弱。酸雨還可使農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。例如,冬小麥在pH為3.5的酸雨影響下將減產(chǎn)13.7%,pH為2.5時(shí)更減產(chǎn)34%。更為嚴(yán)重的是,酸雨還使土壤中的鋁、汞等十分有害的金屬離子游離出來,這不僅對(duì)陸地植物,而且對(duì)水生的動(dòng)植物都是十分有害的。歐洲和北美幾千個(gè)湖泊魚類滅絕成為死湖,這是一個(gè)重要原因?,F(xiàn)今歐洲已有30%的森林因酸雨而退化;酸雨造成美國(guó)75%的湖泊和大約一半的河流酸化;加拿大43%的土地已對(duì)酸雨高度敏感,有14000個(gè)湖泊是酸性的。
大理石含鈣特多,因此最怕酸雨侵蝕。例如,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。
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)。
五、酸雨的防治
世界各國(guó)都認(rèn)識(shí)到,大氣無國(guó)界,防治酸雨是一個(gè)國(guó)際性的環(huán)境問題,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。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)。
2、優(yōu)先使用低硫燃料。
3、改進(jìn)燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
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。