摘要:酸雨是當(dāng)今世界普遍關(guān)注的環(huán)境公害之一,酸雨污染造成的危害日益成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素,控制酸雨和全球酸化是人類(lèi)走向可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中必須解決的一個(gè)重大環(huán)境問(wèn)題。本文對(duì)酸雨形成及危害進(jìn)行分析,旨在尋求防治酸雨的有效措施。
??????? 關(guān)鍵詞:酸雨 危害 防治措施
??????? 1引言
??????? 近代工業(yè)革命,從蒸汽機(jī)開(kāi)始,鍋爐燒煤,產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)機(jī)器;而后火力電廠星羅棋布,燃煤數(shù)量日益猛增。遺憾地是,煤含雜質(zhì)硫,約百分之一,在燃燒中將排放酸性氣體SO2;燃燒產(chǎn)生的高溫還能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學(xué)變化,氧氣與氮?dú)饣?,也排放酸性氣體NOX。它們?cè)诟呖罩袨橛暄_刷,溶解,雨就成為了酸雨;這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì)硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國(guó)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。于是史密斯最先在他的著作《空氣和降雨:化學(xué)氣候?qū)W的開(kāi)端》中提出"酸雨"這一專(zhuān)有名詞。
??????? 20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,煤炭、石油等化石燃料消耗迅速增長(zhǎng),相應(yīng)向大氣環(huán)境排放的酸性物質(zhì)大幅增加,中國(guó)長(zhǎng)江以南成為繼歐洲和北美之后的世界第三大酸雨區(qū)。[1]
??????? 2酸雨的形成
??????? 大氣中的酸性化學(xué)物質(zhì)溶于雨水中,雨就會(huì)變成酸性。造成雨水酸化的污染物很多,其污染來(lái)源大致可分為兩類(lèi),一為自然物質(zhì),二為人為物質(zhì)。前者,如火山噴發(fā)出大量的硫化物、動(dòng)植物分解產(chǎn)生有機(jī)酸二甲基硫及氮化物等,由于是弱酸性,所以對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)不成太大的威脅;后者為工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤等產(chǎn)生大量的SO2及氮氧化物,被空氣中的O2氧化后,再與空氣中的水蒸氣結(jié)合生成硫酸和硝酸等強(qiáng)酸性物質(zhì),使得雨水的pH值降低,最后降落到地面形成所謂的"酸雨"。[2]其化學(xué)反應(yīng)過(guò)程可表示為:
??????? (1)酸雨多成于化石燃料的燃燒:
??????? 含有硫的煤燃燒生成二氧化硫S+O2=點(diǎn)燃=SO2
??????? 二氧化硫和水作用生成亞硫酸SO2+H2O=H2SO3
??????? 亞硫酸在空氣中可氧化成硫酸2H2SO3+O2→2H2SO4
??????? (2)氮氧化物溶于水形成酸:雷雨閃電時(shí),大氣中常有少量的二氧化氮產(chǎn)生。
??????? 閃電時(shí)氮?dú)馀c氧氣化合生成一氧化氮N2+O2=放電=2NO
??????? 一氧化氮結(jié)構(gòu)上不穩(wěn)定,空氣中氧化成二氧化氮2NO+O2=2NO2
??????? 二氧化氮和水作用生成硝酸3NO2+H2O=2HNO3+NO
??????? (3)此外還有其他酸性氣體溶于水導(dǎo)致酸雨,例如氟化氫,氟氣,氯氣,硫化氫等其他酸性氣體。
??????? 3酸雨的危害
??????? 酸雨被稱(chēng)為"空中死神",酸雨危害是多方面的,包括對(duì)人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和建筑設(shè)施都有直接和潛在的危害。
??????? 3.1酸雨對(duì)人體健康的危害
??????? 酸雨對(duì)人類(lèi)健康有著直接或間接的影響。首先酸雨中含有多種致癌因素,能破壞人體皮膚、黏膜和肺部組織,誘發(fā)哮喘等多種呼吸道疾病和癌癥,降低兒童免疫力。其次,酸雨還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生間接影響,在酸沉降作用下土壤和飲用水水源被污染;其中一些重金屬會(huì)在魚(yú)類(lèi)體中富集,人類(lèi)因食用而受害。據(jù)統(tǒng)計(jì),歐洲一些國(guó)家每年因酸雨導(dǎo)致老人和兒童死亡的病例達(dá)千余人。美國(guó)國(guó)會(huì)調(diào)查表明美國(guó)和加拿大在1990年一年約有5200人因遭受酸雨污染而死亡。1981年瑞典馬克郡有一家3名孩子為綠頭發(fā),原因是酸雨使其飲用井水酸化,井水腐蝕了銅質(zhì)的水管,洗滌過(guò)的頭發(fā)被溶出的銅化合物所染綠。在墨西哥pH為3.4~4.9的酸雨并不罕見(jiàn)。該國(guó)衛(wèi)生部調(diào)查表明,墨西哥的呼吸器官疾病死亡率為世界最高。[3]
??????? 3.2酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害
??????? 酸雨對(duì)土壤有直接的影響。酸雨下降時(shí)直接影響植物的葉片,同時(shí)土壤中的金屬元素因被酸雨溶解,造成礦物質(zhì)和土壤中的養(yǎng)分大量流失。酸雨使土壤酸化,肥力降低,有毒物質(zhì)更毒害作物根系,殺死根毛,導(dǎo)致植物無(wú)法獲得充足的養(yǎng)分而枯萎、死亡,并非所有的二氧化硫都會(huì)轉(zhuǎn)變成硫酸,有相當(dāng)一部分會(huì)漂浮在大氣中,當(dāng)最后降落到地面時(shí),會(huì)阻凝葉子的氣孔進(jìn)行光合作用,影響植物正常發(fā)育。酸雨還能誘發(fā)植物病蟲(chóng)害,使作物減產(chǎn)。在土壤中生長(zhǎng)著許多的細(xì)菌,這些生物對(duì)植物的生長(zhǎng)有著極為重要的作用。如在黑土里生長(zhǎng)著細(xì)菌。土壤被酸雨侵蝕,土壤中的大多數(shù)細(xì)菌都將無(wú)法存活。酸雨還破壞了農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生態(tài)平衡。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國(guó)南方7省的大豆因酸雨受災(zāi)害面積達(dá)158.7萬(wàn)hm,減產(chǎn)20萬(wàn)t,減產(chǎn)幅度約6%,每年經(jīng)濟(jì)損失1400萬(wàn)元。
??????? 3.3酸雨對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的危害
??????? 酸雨還能殺死水中的浮游生物,減少魚(yú)類(lèi)食物來(lái)源,破壞水生生態(tài)系統(tǒng)。"酸雨降到地面后,導(dǎo)致水體酸化,其中生長(zhǎng)的各種魚(yú)蝦等動(dòng)物、水生植物及微生物等都會(huì)受到嚴(yán)重影響。"中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所莊德輝認(rèn)為,藻類(lèi)是水體的主要初級(jí)生產(chǎn)者,在酸化水體中,藻類(lèi)數(shù)量減少,特別是在藻類(lèi)形成水華季節(jié),與鄰近非酸化水體相比,種類(lèi)明顯偏少。廣東省中山市東升鎮(zhèn)利生村一蝦農(nóng),在2008年4月中旬,所養(yǎng)白蝦剛開(kāi)塘2周多,就暴發(fā)紅體病,4月初一場(chǎng)雨后,2~3d周邊蝦塘就出現(xiàn)了紅體病,至月中大規(guī)模暴發(fā),環(huán)保專(zhuān)家指出這就是酸雨的影響。[4]