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，從空中降下來的落塵所帶的酸性物質(zhì)而言。我國的酸雨主要是因大量燃燒含硫量高的煤而形成的。

酸雨的形成_酸雨 -簡介

酸雨，顧名思義，雨是酸的。其正確的名稱應(yīng)為酸性沉降。

在化學(xué)上定義水之pH(酸堿)值等于七為中性，小于則是酸性。自然大氣中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常溫時(shí)溶解于雨水中并達(dá)到氣液相平衡后，雨水之酸堿值約為5.6，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物質(zhì)，例如，火山爆發(fā)所噴出的硫化氫，海洋所釋放出的甲硫醚，高空閃電所導(dǎo)致之氮氧化物等，均會使雨水進(jìn)一步酸化，而酸堿值會降至5.0左右。因此，在1980年代后期以來，許多國內(nèi)外研究者，已將所謂酸雨認(rèn)知為當(dāng)雨水酸堿值在5.0以下時(shí)，即確定受到人為酸性污染物的影響。

在環(huán)保署研究報(bào)告中，已統(tǒng)一雨水酸堿值達(dá)5.6以下時(shí)，正式定義為“酸雨”。例如，若以環(huán)保署臺北酸雨監(jiān)測站1990-1998年之有效雨水化學(xué)分析資料為準(zhǔn)，顯示約九成降水天數(shù)的雨水pH值在5.6以下，而酸雨發(fā)生機(jī)率則為七成五左右。

酸雨的形成_酸雨 -名詞定義

中文名稱：酸雨（suānyǔ）
英文名稱：acidprecipitation；acidrain
其他名稱：酸性降水
定義：pH小于5.6的降水。
應(yīng)用學(xué)科：大氣科學(xué)（一級學(xué)科）；大氣化學(xué)（二級學(xué)科）

酸雨的形成_酸雨 -地區(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)十場雨，某場雨可能是酸雨，某場雨可能不是酸雨，所以要看年均值。目前我國定義酸雨區(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)。這就是所謂的五級標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)，北京、拉薩、西寧、蘭州和烏魯木齊等市也收集到幾場酸雨，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)。

酸雨的形成_酸雨 -發(fā)現(xiàn)

近代工業(yè)革命，從蒸汽機(jī)開始，鍋爐燒煤，產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)機(jī)器；而后火力發(fā)電廠星羅棋布，燃煤數(shù)量日益猛增。1872年英國科學(xué)家史密斯分析了倫敦市雨水成份，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的開端》中提出“酸雨”這一專有名詞。

酸雨的形成_酸雨 -組成

一般酸水化學(xué)組成中，較重要的物種包括H、Cl、NO3、SO4、NH4、K、Na、Ca及Mg等九種。其來源包括自然來源及人為來源，一般而言NO3及SO4為主要的致酸物質(zhì)，其硫氧化物與氮氧化物轉(zhuǎn)化而來。在人為污染排放方面，前者則與化石燃料使用、火力電廠、含硫有機(jī)物燃燒有關(guān)；后者主要源自工廠高溫燃燒過程，交通工具排放等因素。Ca及NH4為主要的中和（致堿）物質(zhì).

SO4來源：石化工業(yè)、火力發(fā)電廠、燃燒。

Na,Cl-,Mg2+來源：海洋的海水飛沫。

NO3來源：工廠高溫燃燒過程、交通工具排放。

Ca、K+來源：塵土。

NH4來源：農(nóng)藥噴灑。

酸雨的形成_酸雨 -類型

酸雨中的陰離子主要是硝酸根和硫酸根離子，根據(jù)兩者在酸雨樣品中的濃度可以判定降水的主要影響因素是二氧化硫還是氮氧化物。二氧化硫主要是來自于礦物燃料（如煤）的燃燒，氮氧化物主要是來自于汽車尾氣等污染源。相關(guān)的文獻(xiàn)中，通過硫酸根和硝酸根離子的濃度比值將酸雨的類型分為三類，如下：

（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。

由此，可以根據(jù)一個(gè)地方的酸雨類型來初步判斷酸雨的主要影響因素。當(dāng)然，大多數(shù)地方的酸雨可能這三種類型都涵蓋了，這就需要對每個(gè)時(shí)間段的酸雨影響因素作進(jìn)一步分析了。

酸雨的形成_酸雨 -成因

形成原因

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的二氧化硫，燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物，經(jīng)過“云內(nèi)成雨過程”，即水氣凝結(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“云下沖刷過程”，即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、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。中國的酸雨是硫酸型酸雨。

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）

總的化學(xué)反應(yīng)方程式：

S+O2（點(diǎn)燃）＝SO2

2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4

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

形成過程

酸雨的形成大體上有以下四個(gè)過程：

（1）水蒸汽冷凝在含有硫酸鹽、硝酸鹽等的凝結(jié)核上：

（2）形成云霧時(shí).SO2、NOx、CO2等被水滴吸收：

（3）氣溶膠顆粒物質(zhì)和水滴在云霧形成過程中互相碰撞、聚凝并與雨滴結(jié)合在一起；

（4）降水時(shí)空氣中的一次污染物和二次污染物被沖洗進(jìn)雨中。

酸雨的形成_酸雨 -影響因素

1.酸性污染物的排放及轉(zhuǎn)換條件

一般說來，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）對酸雨形成是非常重要的。氨是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿。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。

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。顆粒物的來源很復(fù)雜。主要有煤塵和風(fēng)沙揚(yáng)塵。顆粒物對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，而且還會成為酸的來源之一。

4.天氣形勢的影響

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）。

酸雨的形成_酸雨 -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)降雨過程可能持續(xù)幾天，所以酸雨率應(yīng)以一個(gè)降水全過程為單位，即酸雨率為一年出現(xiàn)酸雨的降水過程次數(shù)除以全年降水過程的總次數(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)。

酸雨的形成_酸雨 -分布區(qū)域

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)十場雨，某場雨可能是酸雨，某場雨可能不是酸雨，所以要看年均值。中國定義酸雨區(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)。這就是所謂的五級標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)，北京、拉薩、西寧、蘭州和烏魯木齊等市也收集到幾場酸雨，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)。

中國三大酸雨區(qū)

中國酸雨主要是硫酸型，三大酸雨區(qū)分別為：

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)：它已成為全國酸雨污染范圍最大，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)。

酸雨的形成_酸雨 -危害

對人類的危害

酸污染對人類最嚴(yán)重的影響就是呼吸方面的問題，二氧化硫和二氧化氮會引起例如哮喘、干咳、頭痛、和眼睛、鼻子、喉嚨的過敏。

酸雨間接的影響就是它會溶解在水中的有毒金屬被水果、蔬菜和動(dòng)物的組織吸收，雖然不直接影響，但是吃下這些東西卻對人類的健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如：累積在動(dòng)物器官和組織中的汞與腦損傷和神經(jīng)混亂有所關(guān)聯(lián)；動(dòng)物器官中的另一種金屬──鋁與腎臟問題有關(guān)，近來也被懷疑與老年癡呆癥具關(guān)聯(lián)性。

對建筑物和雕像的危害

酸性粒子也會沉積在建筑物和雕像上，造成侵蝕。石灰?guī)r和大理石跟酸接觸后會轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N粉碎物質(zhì)，稱為石膏。此外，橋梁以更快的速度被腐蝕，鐵路工業(yè)和飛機(jī)工業(yè)同樣的必須花費(fèi)更多的錢來修補(bǔ)由酸雨造成的損害。酸雨不僅造成了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)上的問題，而且也對一般大眾的安全產(chǎn)生危險(xiǎn)。舉一個(gè)實(shí)例，1967年俄亥俄河上的橋倒塌，造成46人死亡。主要原因就在于酸雨的腐蝕。

另外，酸雨也造成暴露在外的雕像受到侵蝕，這造成文化資產(chǎn)的破壞，令許多人擔(dān)憂，同樣的，酸雨也會對金屬建材產(chǎn)生影響。

對植物的危害

酸雨會影響農(nóng)作物稻子的葉子，同時(shí)土壤中的金屬元素因被酸雨溶解，造成礦物質(zhì)大量流失，植物無法獲得充足的養(yǎng)分，將枯萎、死亡。但土壤中因酸雨釋出的金屬也可能為植物吸收造成影響，這問題極其復(fù)雜，譬如，酸雨中某些金屬(如，鐵)的釋出反而有助于植物的生長。

對水中生物的危害

酸雨會影響河川或湖泊的pH值，當(dāng)pH值小于6將影響到水中生物的生存或繁殖，當(dāng)pH值小于5將導(dǎo)致水中生物大量死亡。可能會影響到養(yǎng)殖魚業(yè)。

對能見度的影響

形成酸雨的物質(zhì)，有時(shí)亦為形成光化學(xué)煙霧的物質(zhì)。因此即使不降雨，也常會導(dǎo)致能見度下降。

酸雨的形成_酸雨 -防治

1.開發(fā)新能源，如氫能，太陽能，水能，潮汐能，地?zé)崮艿取?/p>

2.使用燃煤脫硫技術(shù)，減少二氧化硫排放。

3.工業(yè)生產(chǎn)排放氣體處理后再排放。

4.少開車，多乘坐公共交通工具出行。

5.使用天然氣等較清潔能源，少用煤。

酸雨的形成_酸雨 -國際狀況

1972年，瑞典政府給聯(lián)合國人類環(huán)境會議提出報(bào)告《穿過國界的大氣污染：大氣和降水中硫的影響》，引起各國政府關(guān)注，1973至1975年歐洲經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織開展了專項(xiàng)研究，證實(shí)酸雨地區(qū)幾乎覆蓋了整個(gè)西北歐。1974年和以后北美證實(shí)在美國東北部和與加拿大交界地區(qū)亦發(fā)現(xiàn)大面積酸雨區(qū)域，幾乎北美有三分之二陸地面積受到酸雨威脅，甚至在美國夏威夷群島的迎風(fēng)一側(cè)，也出現(xiàn)酸雨。再后，東南亞日本、韓國等亦發(fā)現(xiàn)大面積酸雨。有位科學(xué)家到杳無人煙，且長年冰封雪蓋的格陵蘭島，給冰層打鉆，取出180年前的冰塊，與現(xiàn)在的酸度相比，酸度增長了99倍。

80年代，挪威科學(xué)家在北極圈內(nèi)大面積地區(qū)都測到酸雨(酸雪)。

1998年上半年，中國南極長城站八次測得南極酸性降水，其中一次pH值為5.46。

酸雨區(qū)

全球已形成三大酸雨區(qū)。

中國覆蓋四川、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)，面積達(dá)200多萬平方公里的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。中國酸雨區(qū)面積擴(kuò)大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕見的。

世界上另兩個(gè)酸雨區(qū)是以德、法、英等國為中心，波及大半個(gè)歐洲的北歐酸雨區(qū)和包括美國和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)。這兩個(gè)酸雨區(qū)的總面積大約1000多萬平方公里，降水的pH值小于0.5，有的甚至小于0.4。

酸雨的形成_酸雨 -治理措施

1979年11月在日內(nèi)瓦舉行的聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會的環(huán)境部長會議上，通過了《控制長距離越境空氣污染公約》，并于1983年生效?！豆s》規(guī)定，到1993年底，締約國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(包括美國和加拿大)等32個(gè)國家都在公約上簽了字。為了實(shí)現(xiàn)許諾，多數(shù)國家都已經(jīng)采取了積極的對策，制訂了減少致酸物排放量的法規(guī)。例如，美國的《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2000萬噸／年，經(jīng)過10年減少到1000萬噸／年；加拿大二氧化硫排放量由1983年的470萬噸／年，到1994年減少到230萬噸／年。

酸雨的形成_酸雨 -生物防治

世界觀察研究所不久前發(fā)表的1994年全球趨勢報(bào)告《1994年生命特征》中說：總的來看，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SO21.15億噸，NO2約5012萬噸。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)國家和加拿大，在聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會提出的一份新協(xié)議上簽了字，修正把本國SO2的排放量減少87%，美國也承諾到了2010年將SO2的排放量減少80%。歐洲國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)美國有關(guān)部門測定，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。

酸雨的形成_酸雨 -我國情形

我國形式

防治

形成原因

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