酸雨會對生物造成哪些傷害?我們應如何預防呢?

【專家解說】：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.酸雨 （acid rain）是指PH值小于5.65的酸性降水. [編輯本段]酸雨 　　酸雨的概念
　　被大氣中存在的酸性氣體污染,pH小于5.65的酸性降水叫酸雨.酸雨主要是人為地向大氣中排放大量酸性物質(zhì)造成的.我國的酸雨主要是因大量燃燒含硫量高的煤而形成的,此外,各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因.近年來,我國一些地區(qū)已經(jīng)成為酸雨多發(fā)區(qū),酸雨污染的范圍和程度已經(jīng)引起人們的密切關(guān)注.什么是酸? 純水是中性的,沒有味道；檸檬水,橙汁有酸味,醋的酸味較大,它們都是弱酸；小蘇打水有略澀的堿性,而苛性鈉水就澀澀的,堿味較大,苛性鈉是堿,小蘇打雖顯堿性但屬于鹽類.科學家發(fā)現(xiàn)酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關(guān)；而堿味與水溶液中羥基離子濃度有關(guān)；然后建立了一個指標：氫離子濃度對數(shù)的負值,叫pH.于是,純水（蒸餾水）的pH為7；酸性越大,pH越低；堿性越大,pH越高.（pH一般為0-14之間)未被污染的雨雪是中性的,pH近于7；當它為大氣中二氧化碳飽和時,略呈酸性（水和二氧化碳結(jié)合為碳酸）,pH為5.65.pH小于5.65的雨叫酸雨；pH小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH值小于5.65時叫酸霧.
　　檢驗水的酸堿度一般可以用幾個工具：石蕊試劑＼酚酞試液＼pH試紙（精確率高,能檢驗pH）\pH計（能測出更精確的PH值）.
　　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)酸雨次數(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, 當以降雨視之.
　　有時, 一個降雨過程可能持續(xù)幾天, 所以酸雨率應以一個降水全過程為單位, 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.
　　酸雨區(qū)
　　某地收集到酸雨樣品, 還不能算是酸雨區(qū), 因為一年可有數(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)的科學標準尚在討論之中, 但一般認為： 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準.其實,北京、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)標準內(nèi),故為非酸雨區(qū).
　　我國三大酸雨區(qū)包括(我國酸雨主要是：硫酸型）
　　1.西南酸雨區(qū)：是僅次于華中酸雨區(qū)的降水污染嚴重區(qū)域.
　　2.華中酸雨區(qū)：目前它已成為全國酸雨污染范圍最大,中心強度最高的酸雨污染區(qū).
　　3.華東沿海酸雨區(qū)：它的污染強度低于華中、西南酸雨區(qū). [編輯本段]酸雨的發(fā)現(xiàn) 　　近代工業(yè)革命,從蒸汽機開始,鍋爐燒煤,產(chǎn)生蒸汽,推動機器；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)生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學變化,氧氣與氮氣化合,也排放酸性氣體NOx.它們在高空中為雨雪沖刷,溶解,雨成為了酸雨；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年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份,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：化學氣候?qū)W的開端》中提出“酸雨”這一專有名詞. [編輯本段]成因 　　酸雨的成因是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現(xiàn)象.酸雨中含有多種無機酸和有機酸,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”,即水汽凝結(jié)在硫酸根、硝酸根等凝結(jié)核上,發(fā)生液相氧化反應,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.由于我國多燃煤,所以的酸雨是硫酸型酸雨.而多燃石油的國家下硝酸雨.海洋霧沫,它們會夾帶一些硫酸到空中；土壤中某些機體,如動物死尸和植物敗葉在細菌作用下可分解某些硫化物,繼而轉(zhuǎn)化為SOx；火山爆發(fā),也將噴出可觀量的SOx氣體；雷電和干熱引起的森林火災也是一種天然SOx 排放源,因為樹木也含有微量硫.
　　酸雨多成于化石燃料的燃燒：
　?、臩→H2SO4 S+O2（點燃）→SO2
　　SO2+H2O→H2SO3（亞硫酸）
　　2H2SO3+O2→2H2SO4（硫酸）
　　（也可以被認為是SO2先被氧化為SO3,SO3再與水反應生成H2SO4）
　　總的化學反應方程式：
　　S+O2（點燃）＝SO2,2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4
　?、频难趸锶苡谒纬伤幔?br>　　a.NO→HNO3（硝酸）
　　2NO+O2＝2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO
　　總的化學反應方程式：
　　4NO+2H2O+3O2＝4HNO3
　　b.NO2→HNO3
　　總的化學反應方程式：
　　4NO2+2H2O+O2→4HNO3
　　（*注：元素后的數(shù)字為腳標,化學式前的數(shù)為化學計量數(shù).） [編輯本段]酸雨形成的影響因素 　　1.酸性污染物的排放及轉(zhuǎn)換條件
　　一般說來,某地SO2污染越嚴重,降水中硫酸根離子濃度就越高,導致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.氨是大氣中唯一溶于水后顯堿性的氣體.由于它的水溶性,能與酸性氣溶膠或雨水中的酸反應,起中和作用而降低酸度.大氣中氨的來源主要是有機物的分解和農(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.京津地區(qū)土壤PH值為7~8以上,而重慶、貴陽地區(qū)則一般為5~6,這是大氣氨水平北高南低的重要原因之一.土壤偏酸性的地方,風沙揚塵的緩沖能力低.這兩個因素合在一起,至少在目前可以解釋我國酸雨多發(fā)生在南方的分布狀況.
　　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,還有一個重要成員——顆粒物.顆粒物的來源很復雜.主要有煤塵和風沙揚塵.后者在北方約占一半,在南方約占三分之一.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.目前我國大氣顆粒物濃度水平普遍很高,為國外的幾倍到十幾倍,在酸雨研究中自然是不能忽視的.
　　5.天氣形勢的影響
　　如果氣象條件和地形有利于污染物的擴散,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）. 被酸雨危害的作物 [編輯本段]酸雨的危害 　　硫和氮是營養(yǎng)元素.弱酸性降水可溶解地面中礦物質(zhì),供植物吸收.如酸度過高,pH值降到5.6以下時,就會產(chǎn)生嚴重危害.它可以直接使大片森林死亡,農(nóng)作物枯萎；也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素,使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進入水中,毒害魚類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風化過程；可能危及人體健康.
　　酸性雨水的影響在歐洲和美國東北部最明顯,而且被大力宣傳,但受威脅的地區(qū)還包括加拿大,也許還有加利福尼亞州塞拉地區(qū)、洛基山脈和中國.在某些地方,偶爾觀察到降下的雨水像醋那樣酸.酸雨影響的程度是一個爭論不休的主題.對湖泊和河流中水生物的危害是最初人們注意力的焦點,但現(xiàn)在已認識到,對建筑物、橋梁和設備的危害是酸雨的另一些代價高昂的后果.污染空氣對人體健康的影響是最難以定量確定的.
　　受到最大危害的是那些緩沖能力很差的湖泊.當有天然堿性緩沖劑存在時,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有機酸)就會被中和.然而,處于花崗巖(酸性)地層上的湖泊容易受到直接危害,因為雨水中的酸能溶解鋁和錳這些金屬離子.這能引起植物和藻類生長量的減少,而且在某些湖泊中,還會引起魚類種群的衰敗或消失.由這種污染形式引起的對植物的危害范圍,包括從對葉片的有害影響直到細根系的破壞.
　　在美國東北部地區(qū),減少污染物的主要考慮對象是那些燃燒高含硫量的煤發(fā)電廠.能防止污染物排放的化學洗氣器是可能的補救辦法之一.化學洗氣器是一種用來處理廢氣、或溶解、或沉淀、或消除污染物的設備.催化劑能使固定源和移動源的氮氧化物排放量減少,又是化學在改善空氣質(zhì)量方面能起作用的另一個實例.