编辑本段酸雨相关名词
什么是酸雨？
被大气中存在的酸性气体污染，ph值小于5.65的降水叫酸雨。什么是酸？ 纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，苛性钠是碱，小苏打虽显碱性但属于盐类。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值，叫ph值。于是，纯水（蒸馏水）的ph值为7；酸性越大，ph值越低；碱性越大，ph值越高。（ph值一般为0-14之间)未被污染的雨雪是中性的，ph值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（水和二氧化碳结合为碳酸），ph值为5.65。ph值小于5.65的雨叫酸雨；ph值小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾，ph值小于5.65时叫酸雾。
检验水的酸碱度一般可以用几个工具：石蕊试液＼酚酞试液＼ph试纸（精确率高，能检验ph值）\ph计（能测出更精确的ph值）。
什么是酸雨率？
一年之内可降若干次雨， 有的是酸雨， 有的不是酸雨， 因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0%； 最高值为100%。如果有降雪， 当以降雨视之。
有时， 一个降雨过程可能持续几天， 所以酸雨率应以一个降水全过程为单位， 即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。
除了年均降水ph值之外， 酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。
什么是酸雨区？
某地收集到酸雨样品， 还不能算是酸雨区， 因为一年可有数十场雨， 某场雨可能是酸雨， 某场雨可能不是酸雨， 所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中， 但一般认为： 年均降水ph值高于5.65， 酸雨率是0-20%，为非酸雨区；ph值在5.30--5.60之间， 酸雨率是10--40% ， 为轻酸雨区； ph值在5.00--5.30之间， 酸雨率是30-60%，为中度酸雨区；ph值在4.70--5.00之间，酸雨率是50-80%，为较重酸雨区；ph值小于4.70， 酸雨率是70-100%，为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实，北京、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨，但年均ph值和酸雨率都在非酸雨区标准内，故为非酸雨区。
我国三大酸雨区包括(我国酸雨主要是：硫酸型）
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。
编辑本段酸雨的发现
近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗齐布，燃煤数量日益猛增。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体 so2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体nox。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯首先在他的着作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
编辑本段酸雨的成因
酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。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。我国的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨多成于化石燃料的燃烧：
⑴s→h2so4 s+o2（点燃）→so2
so2+h2o→h2so3（亚硫酸）
2h2so3+o2→2h2so4（硫酸）
总的化学反应方程式：
s+o2（点燃）＝so2 2so2+2h2o+o2＝2h2so4
⑵氮的氧化物溶于水形成酸：
a.no→hno3（硝酸）
2no+o2＝2no2 3no2+h2o=2hno3+no
总的化学反应方程式：
4no+2h2o+3o2＝4hno3
b.no2→hno3
总的化学反应方程式：
4no2+2h2o+o2→4hno3
（*注：元素后的数字为脚标，化学式前的数为化学计量数。）
编辑本段酸雨形成的影响因素
1.酸性污染物的排放及转换条件
一般说来，某地so2污染越严重，降水中硫酸根离子浓度就越高，导致ph值越低。
2. 大气中的氨
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。大气中氨的来源主要是有机物的分解和农田施用的氮肥的挥发。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 我国酸雨多发生在南方的分布状况。
3. 颗粒物酸度及其缓冲能力
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。目前我国大气颗粒物浓度水平普遍很高，为国外的几倍到十几倍，在酸雨研究中自然是不能忽视的。
4.天气形势的影响
如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重（如逆温现象）。
编辑本段酸雨的危害
硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质，供植物吸收。如酸度过高，ph值降到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。
酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显，而且被大力宣传，但受威胁的地区还包括加拿大，也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方，偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点，但现在已认识到，对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。
受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
在美国东北部地区，减少污染物的主要考虑对象是那些燃烧高含硫量的煤发电厂。能防止污染物排放的化学洗气器是可能的补救办法之一。化学洗气器是一种用来处理废气、或溶解、或沉淀、或消除污染物的设备。催化剂能使固定源和移动源的氮氧化物排放量减少，又是化学在改善空气质量方面能起作用的另一个实例。
编辑本段酸雨的治理措施
控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
治理措施
世界上酸雨最严重的欧洲和北美许多国家在遭受多年的酸雨危害之后，终于都认识到，大气无国界，防治酸雨是一个国际性的环境问题，不能依靠一个国家单独解决，必须共同采取对策，减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。经过多次协商，1979年11月在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了《控制长距离越境空气污染公约》，并于1983年生效。《公约》规定，到1993年底，缔约国必须把二氧化硫排放量削减为1980年排放量的70％。欧洲和北美(包括美国和加拿大)等32个国家都在公约上签了字。为了实现许诺，多数国家都已经采取了积极的对策，制订了减少致酸物排放量的法规。例如，美国的《酸雨法》规定，密西西比河以东地区，二氧化硫排放量要由1983年的2000万吨／年，经过10年减少到1000万吨／年；加拿大二氧化硫排放量由1983年的470万吨／年，到1994年减少到230万吨／年，等等。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，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新污染，且消耗费用十分高.
酸雨是大气受污染的一种表现，因最早引起注意的是酸性的降雨，所以习惯上统称为酸雨。
纯净的雨雪在降落时，空气中的二氧化碳会溶入其中形成碳酸，因而具有一定的弱酸性。空气中的二氧化碳浓度一般约在316ppm左右，这时降水的ph值可达5.6。这是正常的现象，不是我们通常所说的酸雨。
我们所讲的酸雨是指由于人类活动的影响，使得ph值降低至5.6以下的酸性降水。随着近现代工业化的发展，这样的降水开始出现，并且逐年增多。它已经开始影响到人类赖以生存的环境，以及人类自己了。
古代的雨雪酸度没有记载，对大约180年前的格陵兰岛积冰的测定表明，那时降雪的ph值为6～7.6之间。
二十世纪50年代以前，世界上降水的ph值一般都大于5，少数工业区曾降酸雨。从60年代开始，随着工业的发展和矿物燃料消耗的增多，世界上一些工业发达地区(如北欧南部和北美东部)降水的ph值降到5以下，而且范围不断扩大，生态系统受到了明显的伤害。
1872年英国化学家史密斯在其《空气和降雨：化学气候学的开端》一书中首先使用了“酸雨”这一术语，指出降水的化学性质受到燃煤和有机物分解等因素的影响，也指出酸雨对植物和材料是有害的。
二十世纪50年代中期，美国水生生态学家戈勒姆进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间的关系，并指出降水酸度是矿物燃料燃烧和金属冶炼排出的二氧化硫造成的。但是，他们的工作都没有引起人们的注意。
二十世纪60年代间，瑞典土壤学家奥登首先对湖沼学、农学和大气化学的有关记录进行了综合性研究，发现酸性降水是欧洲的一种大范围现象，降水和地面水的酸度正在不断升高，含硫和含氮的污染物在欧洲可以迁移上千公里。
1972年瑞典政府向联合国人类环境会议提出一份报告：《穿越国界的大气污染：大气和降水中的磕对环境的影响》。从此更多的国家关注酸雨这一问题，研究的规模也在不断扩大。
1975年5月，在美国俄亥俄州立大学举行了第一次国际酸性降水和森林生态系统讨论会。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了国际环境酸化会议，酸雨已成为当前全球性环境污染的主要问题之一。
酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的，可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。
煤和石油燃烧以及金属冶炼等工业活动会释放二氧化硫到空气中，通过气相或液相氧化反应生成硫酸。同时高温燃烧会使空气中的氮气和氧气生成一氧化氮，其在大气中与氧继续作用，大部分转化成为二氧化氮，遇水或水蒸气就会生成硝酸和亚硝酸。
由于人类活动和自然过程，还有许多气态或固体物质进入大气，对酸雨的形成也产生影响。大气颗粒物中的铁、铜、镁等是成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使二氧化硫氧化的氧化剂；飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙、天然和人为来源的氨，以及其他碱性物质又会与酸反应，而使酸中和。
降水的酸度实际上就是降水中的主要阴阳离子的干衡。当大气中二氧化硫和一氧化氮的浓度较高时，降水中就会表现为酸性；如果降水中代表碱性物质的几个主要阳高子浓度也较高时，降水就不会有很高的酸度，甚至可能呈现碱性。在碱性土壤地区，或大气中颗粒物浓度高时，往往出现这种情况。相反，即使大气中二氧化硫和一氧化氮浓度不高，而碱性物质相对更少时，则降水仍然会有较高的酸度。工业区的高大烟囱可把二氧化硫扩散到很远的地方，因而很多山区和荒野地带也降酸雨。
硫和氮是植物生长不可或缺的营养元素，弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动、植物吸收。但如果酸度过高，例如ph值降到5以下，就可能使生态系统遭受损害。
在土壤盐基饱和度低的地区或土层薄的岩石地区，酸性雨水降落地面后得不到中和，就会使土壤、湖泊、河流酸化。
当湖水或河水的ph值降到5以下时，流域内的土壤和水体底泥中的金属(例如铝)就会被溶解进入水中，毒害鱼类，使其繁殖和发育受到严重影响。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化，耐酸的藻类、真菌增多，而有根植物、细菌和无脊椎动物减少，有机物的分解率降低。因此，酸化的湖泊、河流中鱼类减少。瑞典和挪威南部以及美国东北部许多湖泊都已成为无鱼的死湖。
例如美国东部阿迪朗达克山区，海拔700米以上的湖泊，目前半数以上湖水ph值在5以下，90%已无鱼。而在1929～1937年间，只有4%的湖泊的ph值在5以下，或者是无鱼的。现在瑞典18000多个大中型湖泊已经酸化，其中约4000个酸化严重，水生生物受到很大伤害。
酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。
酸雨会伤害植物的新生芽叶，从而影响其发育生长；酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，古建筑、雕塑像也会受到损坏；作为水源的湖泊和地下水酸化后，由于金属的溶出，就会对饮用者的健康产生有害影响。
控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和一氧化氮的人为排放量。另外瑞典等国试验在已酸化的土壤和水体中施加碱性的石灰，在短期内也曾取得较好的效果
怎样减少酸雨？
酸雨是我们当今面临的、更为显着的空气质量问题之一。酸性物质以及导致形成酸性物质的化合物，是在燃烧矿物燃料来发电和提供运输时生成的。这些物质主要是从硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。这些化合物也有一些天然来源，例如雷电、火山、生物物料燃烧和微生物活动，但除了罕见的火山爆发外，这些天然来源同来自汽车、电厂和冶炼厂的排放气相比，是相当小量的。
用以减少酸雨的各种战略对策，可能每年需要几十亿美元的投资。由于耗资如此巨大，所以，至关重要的是要很好地了解涉及污染物迁移、化学转化和归宿的大气过程。
酸沉降包括两部分，即“湿”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(气溶胶或气态酸性化合物的形式沉降到诸如土壤颗粒、植物叶片等表面上)。以被沉降而告终的物质，往往以一种极其不同的化学形式进入大气。例如，煤中的硫被氧化成二氧化硫，这是它从烟囱排出的气态形式。随着它在大气中运动，便慢慢被氧化，并与水反应生成硫酸——这是它可能被沉降在下风向数百英里处的形式。
氮氧化物的生成、反应以及最终从大气中脱除所经历的路线也是非常复杂的。当氮气和氧气在发电厂、在民用炉灶和汽车发动机中的高温下加热时，生成一氧化氮(no)，再与氧化剂反应生成二氧化氮(no2)，最终生成硝酸(hno3)。全球氮氧化物衡算——它们来自何方及它们去往何方的定量估计值仍然相当不确定。
可以容易地看到，在我们彻底了解各种不同化学形式的氮、硫和碳的生物地球化学循环以及这些化学物种的全球来源与归宿之前，将难以满怀信心地选择空气污染控制战略。大气化学和环境化学是实现一个更清洁、更有益健康的环境的核心。发展空气中痕量化学物种的可靠测定方法、重要大气反应的动力学、和发现可用以减少污染物排放的、新的、更有效的化学工艺，这些就是未来10年中必须受到国家承诺的目标。
编辑本段酸雨的生物防治
世界观察研究不久前发表的1994年全球趋势报告《1994年生命特征》中说：总的来看，地球的情况并不太好，在所有衡量地球健康状况的指标中，我们仅成功地扭转了一项指标的恶化—使臭氧层出现空洞的氟里昂的减少。碳排放量没有减少，大气污染日益严重。据统计，人类每年向大气层排放so21.15吨，no2约5012万吨。全世界城市人口中有一半左右生活在so2超标的大气环境中，有10亿人生活在颗粒物超标的环境中。大气污染已成为隐蔽的杀手。而so2则是罪魁祸首。最近，欧洲的26个国家和加拿大，在联合国欧洲经济委员会提出的一份新协议上签了字，休证把本国so2的排放量减少87%，美国也承诺到了2010年将so2的排放量减少80%。欧洲国家和加拿大称赞这项新协议是防治大气污染的一个里程碑。 so2不仅污染空气、危害人类健康，而且是形成酸雨的主要物质。大气中的so2和no2，在空气在氧化剂的作用下溶解于雨水中。当雨水、冻雨、雪和雹等大气降水的ph小于5.6时，即是酸雨。据美国有关部门测定，酸雨中硫酸占60%，硝酸占33%，盐酸占6%，其余是碳酸和少量有机酸。
酸雨给地球生态环境和人类的社会经济带来严重的影响和破坏，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，许多有毒物质被值物根系统吸收，毒害根系，杀死根毛，使植物不能从土壤中吸收水分和养分，抑制植物的生长发育。酸雨使河流、湖泊的水体酸化，抑制水生生物的生长和繁殖，甚至导致鱼苗窒息死亡；酸雨还杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，使水生生态系统紊乱；酸雨污染河流湖泊和地下水，直接或间接危害人体健康。酸雨通过对植物表面（叶、茎）的淋洗直接伤害或通过土壤的间接伤害，促使森林衰亡，酸雨还诱使病虫害暴发，造成森林大片死亡。欧洲每年排出2200万吨硫，毁灭了大片森林。我国四川、广西等省区已有10多万公顷森林濒临死亡。酸雨对金属、石料、木料、水泥等建筑材料有很强的腐蚀作用，世界已有许多古建筑和石雕艺术品遭酸雨腐蚀破坏，如加拿大的议会大厦、我国的乐山大佛等。酸雨还直接危害电线、铁轨、桥梁和房屋。
目前，世界上已形成了三大酸雨区，一是以德、法、英等国家为中心，涉及大半个欧洲的北欧酸雨区。二是50年代后期形成的包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积已达1000多万平方千米，降水的ph小于5.0，有的甚至小于4.0。我国在70年代中期开始形成的覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积为200万平方千米的酸雨区是世界第三大酸雨区。我国酸雨区面积虽小，但发展扩大之快，降水酸化速率之高，在世界上是罕见的。由于大气污染是不分国界的，所以酸雨是全球性的灾害。
酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。联合国多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。全世界已有40多个国家通过有关污染限制汽车排污。1993年在印度召开的"无害环境生物技术应用国际合作会议"上，专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，增强自然资源的持续发展和应用，保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为：利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一，但煤中含有硫，燃烧时放出so2等有害气体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要的是黄铁矿（fes2）。生物学家利用微生物脱硫，将2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，取得了很好效果。例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计，捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%，有机硫的23.4%，目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术，可除去70%的无机硫，还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单，设备价廉，特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合“源头治理”和“清洁生产”的原则，因而是一种极有发展前途的治理方法，越来越受到世界各国的重视。
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