酸雨形成原因及其影响

酸雨的形成原由及其影响

1、酸雨的形成原由

酸雨的发现

跟着工业革命带来了科技的急速发展，能源的耗费日趋增添，这些能源主要

来自是煤，从而致使燃煤数目的日趋猛增，但煤中含有杂质硫，在焚烧煤的过程

中将排放酸性气体 SO2；同时焚烧产生的高温还可以促进助燃的空气发生部分化学

变化，促进氧气与氮气化合，也排放酸性气体 NO x。这些酸性氧化物在高空中被

雨雪冲洗，溶解从而形成酸雨。1872 年英国科学家史密斯剖析了伦顿市雨水成份，发现它呈酸性，且乡村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市里雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯第一在他的着作《空气和降雨：化学天气学的初步》中提出“酸雨”的观点。

酸雨不过酸沉降中的一种，酸沉降是指大气中的酸性物质经过降水，如雨、

雪、雾、冰雹等迁徙到地表，或酸性物质在气流的作用下直接迁徙到地表的过程，

前者为湿沉降，后者为干沉降。

酸雨的形成原由

酸雨的形成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，无机酸中绝大多数是硫酸和硝酸，从而形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨两种。工业生产、民用生活焚烧煤炭排放出来的二氧化硫，焚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”，即水气凝固在硫酸根、硝酸根等凝

固核上，发生液相氧化反响，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲洗过程”，即含酸雨滴在下降过程中不停归并吸附、冲洗其余含酸雨滴和含酸气体，形

成较大雨滴，最后下降在地面上，形成了酸雨，我国的酸雨是硫酸型酸雨。

酸雨的形成分为以下几个过程：

1.由污染源排放的气态 SO2、NO X经气相反响生成 H 2 SO4、HNO 3或硫酸盐、硝酸盐气溶胶；

2.云形成时， SO42和 NO3的气溶胶粒子以凝固核的形式进入降水；

3.云滴汲取了 SO2、 NO X气体，在水相氧化形成 SO42和 NO3;

4. 云滴成为雨滴，下降时汲取了含有SO42和 NO3的气溶胶；

5.雨滴下降时汲取 SO2、 NO X，再在水相中转变为 SO42和 NO3。

氮氧化物以及硫氧化物是形成酸雨的主要酸性氧化物，在外国酸雨中硫酸和

硝酸之比约为 2∶ 1，而我国降水中硫酸和硝酸之比约 10:1 。这说明，我国的酸雨

主假如大气中的二氧化硫造成的。这与两区能源构造的差异有关：美国增强风能、太阳能、风能等可重生资源的利用，同时减少煤、石油、天然气的使用，使其大气

中含硫的氧化物较少；但是中国的在风能、太阳能、风能等可重生资源的利用上

广泛较低，仍旧以煤、石油、天然气为主要能源，使我国大气中含硫的氧化物许多。

目前生界最严重的三大酸雨区是西北欧、北美和中国。我国酸雨散布：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域，

面积达 200 多万平方公里的酸雨区。

从化学角度看，大气中的酸性物质增添或碱性物质减少，或二者同时发生都

将致使降水酸化。

刘帅仁等研究了大气气溶胶在云下雨水酸化过程的作用。结果表示：

1.气溶胶对雨水酸度有影响，若气溶胶的 pH值低于雨水的 pH值，则气溶胶

起酸化作用；反之，则起碱化作用；但气溶胶的酸化作用强于碱化作用。

2.在一般浓度 ( 每cm3含 103 个 ) 下，酸性气溶胶是雨水 H 的重要根源，碱

性气溶胶可耗费雨水中的 H ；气溶胶对雨水SO42的贡献较小。

3.酸性气溶胶对雨水的酸化作用随SO2浓度增大而减弱，而碱性气溶胶对雨

水的碱化作用随SO2浓度增大而增强；云内消除过程是雨水SO42的重要根源，云

下气溶胶消除过程对 SO42贡献较小。

4.HNO3对雨水 H 的贡献比同浓度的 SO2要大几倍，气溶胶对雨水NO3的

贡献相当于 1ng/mLHNO 3的贡献，跟着 HNO3浓度的增大，气溶胶的相对贡献快

速减少。

酸雨酸性大小的影响要素

大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（二氧化碳在全世界大气浓度为330ml/

m3），pH值为。 pH值小于的雨叫酸雨； pH 值小于的雪叫酸雪；在高空或高峰

( 如峨眉山 ) 上洋溢的雾， pH值小于时叫酸雾。

影响酸雨酸性的要素有好多，此中主要有三个方面。第一个方面是大气中的氨。大气中的氨（ NH 3）对酸雨形成是特别重要的。氨是大气中独一的常有气态碱。因

为它的水溶性，能与酸性气溶胶或雨水中的酸反响，起中和作用而降低酸度。大气

中氨的根源主假如有机物的分解和农田施用的氮肥的挥发。土壤的氨的挥发量跟着

土壤 pH 值的上涨而增大。京津地域土壤 pH 值为 7-8 以上，而重庆、贵阳地域则一

般为 5-6 ，这是大气氨水平北高南低的重要原由之一。土壤偏酸性

的地方，风沙扬尘的缓冲能力低。这两个要素合在一同，起码在目前能够解说我

国酸雨多发生在南方的散布状况。

第二个方面是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NO X外，还有一个重要成员——颗粒物。颗粒物的根源很复杂。主要有煤尘和

风沙扬尘。后者在北方约占一半，在南方预计约占三分之一。颗粒物对酸雨的形成有双方面的作用，一是所含的催化金属促进SO2氧化成酸；二是对酸起中和作用。但假如颗粒物自己是酸性的，就不可以起中和作用，并且还会成为酸的根源之一。目前我国大气颗粒物浓度水平广泛很高，为外国的几倍到十几倍，在酸雨研究中自然是不可以忽略的。

第三个方面是天气局势的影响。假如气象条件和地形有益于污染物的扩散，

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）。

就北方酸雨区而言，雨水中除含酸性物质外，还含有从空气中清洗进来的碱性物质，如含碳酸盐的土壤扬尘、工业粉尘和天然根源的氨等。酸碱物质会发生中和反响。雨水酸度其实是酸碱物质相均衡的结果。我国北方天气干燥，土壤多呈碱性，这些碱性土壤被风扬到空中，对雨水中的酸起中和作用。南方土壤多偏酸性，天气润湿，大气中飘尘较少，对酸的中和能力较低。酸雨发生频次向来

保持在较低的水平，但自 2003 年开始，京津冀地域及河南部分地域的酸雨发生频

次增添到 20%甚至 50%以上，山东省酸雨发生频次大于 50%的地区面积也渐渐扩大。特别值得注意的是，传统上为非酸雨区的北京地域近些年雨水酸化趋向十分显然。

我国西南地域酸雨严重的原由，是我国西南地域降水酸度很高，既与该地区

所使用的煤中含硫量较高有关，也与该地区的地形、气象和土壤等自然地理条件

有关。西南地域煤的含硫量达 5%左右，并且未经任何脱硫办理品而直接使用，所以二氧化硫的排放量很高。重庆市整年的耗煤量只及北京的三分之一，但每年排放

的二氧化硫量倒是北京的 2 倍。再加上重庆和贵阳的气象条件和地形条件也不利于

污染物的扩散，故大气中二氧化硫浓度很高。并且，这个地域气温高、湿

度大，有益于二氧化硫转变为三氧化硫，并进一步转变为硫酸。此外，该地区土

壤亦呈酸性反响，大气中碱性物质较少。所有这些条件造成了我国西南大面积

强酸性降雨区。

别的自然界对酸性有必定抵抗能力，如土壤中的碳酸钙，大气中的氧化钙、碳

酸钙微粒（风沙天气时更多），碱性物质可与酸雨起中和作用，但超出其抵抗能力，就会出现酸雨现象。因为不同的地方存在地质条件的不同，致使不同酸度的酸雨

对其影响也不同。

经过对降水的多年察看，最近几年来也有人对 pH=可否作为酸性降水的界线

以及鉴他人为污染的界线提出了异议。第一除二氧化碳外还存在着各样酸、碱性

气态

随和溶胶物质；其次作为对降水 pH 值有决定影响的强酸，特别是硫酸和硝酸，其实不都来自人为原由。空气中碱性物质的中和作用，使得空气中酸性污染严重的地域其实不表现出来酸雨，比如中国北部地域；再次降水 pH＞的地域其实不都意

味着没有人为污染；最后 H 浓度不是一个守恒量。

高洁净大气中，除 CO 2外还存在各样酸、碱性气态随和溶胶物质，它们经过成云和降水冲洗进入于水中，其 pH 值不必定是。

依据上述状况有人提出：降水的 pH背景值。这个事依据世界各地不同的自

然地理条件，需要经过长久测定确立其背景值。

2、酸雨的影响

酸雨对全世界影响

欧洲大面积酸雨： 19 世纪 60 年月，欧洲成立了欧洲大气化学监测网，既而发现pH 值低于的酸雨地域，集中于地势较低地域，如荷兰，丹麦，比利时等。瑞典科学家奥登研究了欧洲的气象和降水，湖水，土壤的化学变化，证明欧洲大陆存在大面积酸雨，是洲级地区环境问题。

同时世界也意识到了酸雨对全世界的影响。 1972 年，瑞典政府给联合国人类环境会议提出报告《穿过国界的大气污染：大气和降水中硫的影响》，惹起各国

政府关注， 1973 至 1975 年欧洲经济合作与发展组织展开了专项研究，证明酸雨

地域几乎覆盖了整个西北欧。 1974 年和此后北美证明在美国东北部和与加拿大

交界地域亦发现大面积酸雨地区，几乎北美有三分之二陆地面积遇到酸雨威迫，

甚至在美国夏威夷群岛的迎风一侧，也出现酸雨。再后，东南亚日本、韩国等亦

发现大面积酸雨。有位科学家到杳无人烟，且长年冰封雪盖的格陵兰岛，给冰层打钻，拿出 180 年前的冰块，与此刻的酸度对比，酸度增添了99 倍。至此世人公认酸雨是目前全世界性重要地区环境污染问题之一。

酸雨现象正在发展： 1986 年 5 月，在肯尼亚国都内罗毕召开的第三世界环

境保护国际会议上，专家们以为，酸雨现象正在发展，它已成为严重威迫世界环境的十大问题之一。

地球的南极和北极终年冰雪，稀有人至，但 80 年月，挪威科学家在北极圈内大面积地域都测到酸雨或酸雪。这些酸雨或酸雪是哪儿来的？他们以为是前苏联南部工业区排放的大气酸性物质，随气流，几千公里飘移到此地。此后在南极地域也有人曾采集到 pH 为的酸性降水。这些酸性降水所含的酸性物质，可能来自更远的距离。看来，酸雨不只没有国界，也没有洲界。

中国南极长城站测到酸雨：1998 年上半年，中国南极长城站八次测得南极

酸性降水，此中一次pH 值为。风趣地是，当刮偏南风或偏东风时，南极大陆因

为没有人为排放，大气是新鲜的，所以测得降水的都靠近于中性；当刮西寒风时，来自南美洲和亚太地域的大气污染物将吹到中国南极站所处的南极半岛，碰到降水，形成酸雨。这说明 : 南极也不是“净土”。

从酸雨到毒雪：酸雨给人类敲响了警钟。90 年月科学家又在冰雪世界的南

极和北极采集到了含有有毒农药成份的“毒雪”。“毒雪” 形成与酸雨或酸雪形成

过程极为相像。也是人类活动，使用人造的农药到田间，杀虫增产，但农药却进

入了环境；也是经过大气远程传输；也是在高空中，污染物被雨雪冲洗；也是最

终下降地面，危害人类。由“酸雨”，发展到“毒雪”，这样严重的环境恶化趋向，

令人类反思！

酸雨对我国的影响

1974 年我国科学院生态环境研究中心等单位的科学家第一在北京西郊进行

酸雨监测；尔后70 年月末期又奔忙于重庆、贵阳、武汉、南京和北京等市，进

行监测，并在长江以南，测到酸雨。惹起国人重视。

在我国， 20 世纪 80 年月初，酸雨主要发生在以重庆、贵阳为代表的西南地

区。到 90 年月中期，酸雨快速发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广

大地域，形成华中、西南、华东、华南 4 大酸雨区，年均降水PH<的地区面积达

全国面积的 40%左右，成为继北欧、北美以后的世界第三大酸雨区。

1995 年，我国 SO2排放高达 2370 万吨，居世界第一位，到目前为止酸雨

主要有以下对我国的几点影响。

1.酸雨对土壤方面的影响

酸雨使土壤中 Ca、 Mg、K 等营养元素溶出，并快速流失，破坏土壤的营养，

使土壤贫乏化。土壤中含有大批铝的氢氧化物，土壤酸化后，可加快土壤中含铝

矿物的风化而开释出大批铝离子，形成植物可汲取的形态铝化合物。植物长久和

过度的汲取铝，会中毒，甚至死亡。酸雨能加快某些矿物质元素流失，因为营养

少了，土壤贫乏，植物难以正常发育，因为抵挡力差了，植物病虫的虫害出现，

使农作物减产。酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长生殖速

度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群牙孢杆菌，极毛杆菌和有关

真菌数目降低，影响营养的循环，也是造成农业减产的原由。特别是酸雨可降低

土壤中氨化细菌和固氮细菌的数目，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下

降。

2.酸雨对生态系统的影响

酸雨中的氢离子，第一中和碳酸氢根离子形成弱酸性的碳酸，碳酸氢根被耗

尽时，新加的氢离子便会将 pH 值大幅下降了，湖水变为酸性，在～之间时；同时，当酸雨下降到河流、湖泊中使水的 pH 低于时，会阻碍水中鱼、虾的成长，致使鱼虾减少或绝迹相同会致使水中动物死亡，是水中的植物如藻类减少，湖水酸化，水

生生物种群将减少。所以，从生态食品链角度来看，湖泊酸化，也将使

鱼虾难以生计，同时会使水底堆积物有毒金属元素溶解，开释出有毒物质。

酸雨能破坏农作物和丛林，遇到酸雨侵袭的农作物叶子中叶绿素含量降低，

因为光合作用受阻，惹起叶子萎缩和畸形，使产量下降。

3.酸雨对建筑的影响

腐化建筑物、工业设施及名胜遗迹，腐化建筑资料、金属构造、油漆（房子、桥梁、水坝、工业设施、供水管网等）等。酸雨能使非金属建筑资料（混凝土、

沙浆和灰砂砖）表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂痕，致使强度降低，从而建筑

物破坏。 1956 年落成的重庆市体育场的水泥栏杆、世界文化遗产之一的重庆大

足石刻等都因酸雨而惨遭“毁容” 。

酸沉降己经成为限制我国发展的严重要气环境问题，被列为现阶段我国大气

环境治理的要点。在我国贵州、广西、湖南、四川盆地、重庆、江西南部、湖北西

部风力衰的地域，特别是四川盆地和重庆，素有“死水区”之称。

1982 至 1989 年的观察数据表示，重庆市城区降水酸度多大，酸化频次高。1989 年 10 月云水和污染气体的航测。发现：重庆地域云水已经所有酸化，说明重庆地域的云水是“新近污染的云水” 。整个重庆市四周地域的酸性降水则可能根源于市里污染物的小尺度输送。重庆是我国的特大老工业基地，长久以来向来

以当地高硫煤 (91%已上含硫量为3-5%)为主要能源。煤炭花费排放的

SO2占总重庆城区降水中氢离子浓度与耗煤密度( 即平放千米耗煤量 ) 显着有关 (r= ，α<，表示城区降水酸化是污染源燃煤惹起的。从大尺度空间看，我国地面年均

风场显示自西北部来的气流抵达东部后转而向南，又回到四川盆地和重庆， 500m

高度的风场大概与地面相像。长江以南地域的大气酸性物质不单不易向外输出，

并且外面的酸性物质可能向内输入。

重庆市南山 1800 公顷马尾松人工林广泛生长不良，虫害屡次发生， 1982 年发现显然死亡现象。受害面积达 85%，死亡约 800 公顷。丛林衰败最严重的是重庆万县区，近 6.5 万公顷华山松林， 20 世纪 80 年月末检查时已有 4 万公顷受害，奉节县山区 6000 公顷华山松林中 90%已枯死，损失巨大。

重庆与南京对比，天气条件略近，年均气温是17.7 ℃和 15.4 ℃；湿度是81% 和 75% ；降雨量是 1398.3 毫米和 1213.5 毫米。土壤酸度略有不同，pH 值分别是和酸雨状况也有所不同，年降水pH值分别为和 (1995 年 ) ，重庆已成

为酸雨重污染区。对建筑资料的腐化影响大不相同：南京长江大桥维修周期为五年，重庆嘉陵江大桥，长度仅为前者二十分之一，要年年涂漆；南京电视塔十年

维修一次，重庆电视塔每年维修一次；南京公共汽车车厢铁外壳三年有绣痕，重庆市的一年就锈穿。研究表示，原重庆城区建筑资料的腐化不单在国内最高，并且高于外国重酸雨区的北欧和北美城市。维修周期缩短，使用寿命降低。养护间隔为天气、土壤特点等十分邻近的南京市的 1/3 到 1/2 。年维修费增高了 4 万美元以上。

酸雨对人体健康的影响

人体耐酸能力高于耐碱能力，如常常用弱碱性洗衣粉洗衣服，不带手套，手就会变得粗拙，皮革工人，常常接触碱液，也有近似状况；但皮肤角质层遇酸就

好一些。但是，眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分敏感，酸雨或酸雾对这些器官有显然刺激作用，致使红眼病和支气管炎，咳嗽不只，尚可引发肺病，这是酸雨

对人体健康的直接影响。

到 20 世纪 90 年月初，在污染最严重的市里，呼吸道发病率已达%，而相对洁净区仅为 %；肺癌死亡率由 1973 年的 10 万上涨到 1989 年的 10 万，相对洁净区 14/10 万。目前统计高浓度 SO2和严重的酸雨污染造成对人体健康的经济损负

约为 950 亿元。

结论

在工业革命开始时，大批的能源被利用，随之而来的是大批的含硫含氮的化合物的焚烧，这些物质的焚烧增添了大气中的硫、氮的含量。在大气中像硫、氮这些非金属元素与氧气联合形成酸性氧化物，固然大气中有必定的碱性氧化物与之相中和，但是大批的含硫、氮的化合物焚烧破坏了原有的均衡，这些酸性氧化物在与大气中的雨、雪等联合形成酸性溶液，随之降到地面；同时能够随大气运动形成跨地域性的酸沉降。不同的地域酸雨的酸度不同，因此我们应当成立酸雨监测网络和 SO2排放监测网络，以便实时认识酸雨和 SO2污染动向，从而采纳措

施，控制污染，同时拟订严格的大气环境质量标准，健全排污允许证制度，实行

SO2排放总量控制。

酸雨对土壤、生态系统、建筑资料以及人体健康都用影响。酸雨破坏了原有的生态系统的均衡，是土壤贫乏、一些动植物死亡、对建筑损毁严重，同时危害

着人类的健康。我们应加大绿化面积、调整能源构造、改良焚烧技术，降低硫、

氮等酸性气体的排放，为了明日会更好。

参照文件：

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[3]酸雨对陆地生态系统的影响 -- 《农业环境与发展》 1985 年 01 期

[4]林慧萍 . 酸雨对陆生植物的影响机理[J] 福建林业科技， 2005 ， (01) .

[5]马连祥，杨文斌，周定国 . 酸雨和大气污染对杨树木材物理性质的影响——对年轮宽度

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环境科学学报， 1990 ，(03) .

[10]吴丹，王式功，尚可政 . 中国酸雨研究综述 [J] 干旱气象， 2006 ， (02)

[11] 沈济，赵倩雪，赵殿五.云下降雨洗脱痕量气体时S(IV) 的液相氧化过程[J] 环境科学

学报， 1989 ，(01)

致谢

本学年论文是在导师李军湘老师的尽心指导下达成的，从论文的构想、研究的展开以及结果剖析都凝集着老师的巨大心血和智慧。导师的宽广的胸怀、渊博的知识、谨慎的治学态度、高瞻远瞩的学术目光、宽阔的学术视线、勇于创新的

学术思想、对事业无私的精神给我留下了深刻的印象，深深地感染和激励着我。李军湘老师不单在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以体贴入微的关心，在此谨向李老师致以真挚的谢意和崇敬的敬意。正是因为老师的帮助和支持，我才能战胜一个一个的困难和迷惑，直至本文的顺利达成。在论文马上达成之际，我的心情没法沉静，从开始进入课题到论文的顺利达成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我真挚的谢意！最后我还要感谢培育我长大千辛万苦的父亲母亲，感谢你们！最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示由衷地感谢！