酸雨的成因与危害

酸雨的成因与危害


发布日期: 2016-10-25 更新日期: 2016-10-25 编辑:zhangxiang 浏览次数: 5075

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摘要: 什么是酸雨? 酸雨是一种自然灾害。酸雨正式的名称是为酸性沉降.是指PH值小于5.6的雨、雪、雾、 雹等大气降水。它可分为“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、雾或雹等降水型态而落到地面,后者是指在不降雨的日子,从空中降...

什么是酸雨?

酸雨是一种自然灾害。酸雨正式的名称是为酸性沉降.是指PH值小于5.6的雨、雪、雾、 雹等大气降水。它可分为“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、雾或雹等降水型态而落到地面,后者是指在不降雨的日子,从空中降下来的灰尘所带的一些酸性物质。

酸雨的分布区域

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高于5.65, 酸雨率是0-20%,为非酸雨区;pH在5.30--5.60之间, 酸雨率是10--40% ,为轻酸雨区;pH在5.00--5.30之间, 酸雨率是30-60%,为中度酸雨区;pH在4.70--5.00之间,酸雨率是50-80%,为较重酸雨区;pH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、拉萨、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨,但年均pH和酸雨率都在非酸雨区标准内,故为非酸雨区。

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。

全球三大酸雨区是:西欧、北美、东南亚。

酸雨的成因

酸雨中酸度主要是硫酸和硝酸造成的。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气屋里过程,一般认为,酸雨是由于排放的S02等酸性气体进入大气后,造成局部地区中的SO2富集,在水凝过程中溶解于水形成亚硫酸[SO2+H2O=H2SO3],然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的氧化作用生成硫酸[2H2SO3+O2=2H2SO4],随雨水降下形成酸雨。

就我国情况而言,首先,总体来看SO2 的排放量比NOx 为大,但是个别的南方省市,如广东,福建等省,SO2 的排放量比NOx 为小;其次,就发展而言,汽车数量增加较快, 而NOx 排放量主要取决于汽车的排放,因此,在未来的若干年内,NOx 的排放量可能超过SOx;最后,SO2 进入大气后,通过光化学反应,变为硫酸根,这需要一段时间,可能经过长距离大气传输;但是NO进入大气后,很快与氧气化合,生成NO2 [2NO+O2=2NO2],继而变为硝酸根[3NO2+H2O=2HNO3+NO],需要时间较短,遇雨被局地冲刷降落地面,综合来看,目前SO2 对酸雨贡献为大,将来NOx 的贡献可能要超过SO2

酸雨的危害

1.酸雨可导致土壤酸化

我国南方土壤本来多呈酸性,再经酸雨冲刷,加速了酸化过程;我国北方土壤呈碱性,对酸雨有较强缓冲能力与稀释能力,一时半时酸化不了。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;改变土壤结构,导致土壤贫瘠化,影响植物正常发育;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。 酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。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。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。

2.酸雨可对森林植物产生很大危害

根据国内对 105 种木本植物影响的模拟实验,当降水pH 值小于 3.0 时,可对植物叶片造成直接的损害,使叶片失绿变黄并开始脱落。叶片与酸雨接触的时间越长,受到的损害越严重。野外调查表明,在降水PH 值小于 4.5 的地区,马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落,森林成片地衰亡。例如重庆奉节县的降水PH 值小于 4.3 的地段,20 年生马尾松林的年平均高生长量降低 50%。 酸雨还可使森林的病虫害明显增加。在四川,重酸雨区的马尾松林的病情指数为无酸雨区的 2.5 倍。 酸雨对中国森林的危害主要是在长江以南的省份。根据初步的调查统计,四川盆地受酸雨危害的森林面积最大,约为 28 万公顷,占有林地面积的 32%。贵州受害森林面积约为 14 万公顷。根据某些研究结果,仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降,共损失木材 630 万立方米,直接经济损失达 30 亿元(按 1988 年市场价计算)。对南方 11 个省的估计,酸雨造成的直接经济损失可达 44 亿元。 大多数专家认为,森林的生态价值远远超过它的经济价值。虽然对森林的生态价值的计算方法还有一些争议,计算出来的数字还不能得到社会的普遍承认,但森林的生态价值超过它的经济价值,这几乎是一致的。根据这些计算结果,森林的生态价值是它经济价值的 2-8 倍。如果按照这个比例来计算,酸雨对森林危害造成的经济损失是极其巨大的。

3.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。我国酸雨正呈蔓延之势,是继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。80 年代,我国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的川贵两广地区,酸雨区面积为 170 万平方公里。到 90 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已成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区年降酸雨频率高于 90%,几乎到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。华北、东北的局部地区也出现酸性降水。1998 年,全国一半以上的城市,其中 70% 以上的南方城市及北方城市中的西安、铜川,图们和青岛都下了酸雨。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。

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