中国滨州:酸雨是怎样形成的？

大气是人类生存的重要环境，大气污染最直接地影响人们的生活和工作。进入大气的
主要污染物有一氧化碳、烃类、氮氧化物、二氧化硫、悬浮颗粒等，其中二氧化硫和氮氧
化物是酸雨的主要来源。
酸雨是指PH值小于5.6的酸性降雨，比较纯净的雨水因溶有二氧化碳（CO2）而其PH值
约为5.6。大多数酸雨中的酸性物质最主要的是硫酸（可占65%-70%），其次是硝酸（可占
25%-30%）。
人们曾经认为，空气中的SO2主要来自铜、铅、锌等有色金属冶炼厂和硫酸厂。事实上
空气中二氧化硫（SO2）最主要的来源是燃烧含硫的燃料。据估测，大气中的SO2有70%来
源于工业燃煤，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。进入大气中的SO2气体在
氮氧化物或悬浮颗粒中的某些过渡金属元素的化合的催化下，部分地被空气中的氧气等氧
化为三氧化硫（SO3），降水时形成硫酸（H2SO4）而降下酸雨。
燃料的高温燃烧是大气中氮氧化物的主要来源。主要来自汽车尾气和供热供电用燃料
燃烧的产物。在1200℃或更高温度（内燃机内部能达到的温度可超过2000℃），空气中的
N2（氮气）和O2（氧气）可生成可检出量的NO（一氧化氮），后者慢慢与氧气反应而生成
NO2（二氧化氮），降水时形成硝酸（HNO3）而进入水中形成酸雨。
自然界对酸性有一定抵御能力，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），大气中天然和人为来源的氨等，碱性物质可与酸雨起中和作用，但
超过其抵御能力，就会出现种种灾害。酸雨酸化水体可导致水生生物减少甚至绝迹，另一
方面，底泥中沉积的某些重金属元素化合物会溶出，进入鱼、贝体中的有毒重金属元素通
过食物链而危害人体健康；酸化土壤则使其中钙、镁等元素溶出流失，使土壤的肥力下降，
酸雨对某些建筑材料的腐蚀性比海水还强，大理石、汉白玉、砂岩、板岩都能被腐蚀，因
此而损失一些建筑物和文物。如古埃及方尖碑在埃及的亚历山大三千多年能保存完好，但
移至伦敦只有八十年就面目全非。酸雨还加速金属材料的腐蚀，对暴露的油漆、涂料及橡
胶等产生破坏作用，导致使用寿命缩短。
我国对酸雨研究较晚，1972年开始了对酸雨的监测，1982年进行了酸雨普查，其中重
庆、贵阳雨水的PH小于5。现在以重庆、贵阳为中心的酸雨区已在西南地区逐步扩大，并扩
展到长江下游。长江以北在青岛已发现过酸雨。
酸雨的危害如此严重，所以必须采取一定的措施进行防治：一是减少污染，如为减少
SO2的排放，可采用低硫的煤、石油、天燃气等燃料，以及加工制成低硫或脱硫的燃料；或
开发新能源，如太阳能等。二是进行回收处理，综合利用，如硫酸厂的尾气可采用氨吸收
法、石灰乳吸收法等进行回收。硝酸厂尾气可采用碳酸钠溶液吸收法、氢氧化钠溶液吸收
法等。

1. 酸雨的形成
1872年英国化学家Smith, R. A.在《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首先使用了“酸雨(acid rain)”这一术语。酸雨在当时即被定义为PH值小于5.6的大气降水。在此定义中，PH值是氢离子浓度负的常用对数。在二十度时，化学纯水的PH值等于7.0。取该值为起点，PH小于7.0的溶液为酸性的，而PH值大于7.0的溶液为碱性的。
在自然环境中，典型的，天然的酸性物质是二氧化碳，其在水中溶解并达到平衡，相应的二十度水溶液PH值即为5.6，是人们通常认为无其他杂质的大气降水具有的PH值。
同时，降水中也总含有其他影响PH值的杂质，杂质的数量和成分取决于形成云系和降水地区的特性。如海洋上空对雨水矿化度影响最大的是海盐。这时雨水PH值增大。（海水PH值大于8.0）通常，在具有碱性土壤的地区，当尘土进入降水中时，会使降水的PH值相应增大。同时在未污染大气中，除了二氧化碳以外，还有很多天然来源的酸性物质：硫化氢，二氧化硫，盐酸，氧化氮，氮酸，有机酸等。他们在未污染的大气中浓度很低，但他们在雨水氢离子形成过程中也可能起某些作用，但应该指出，这并不是我们现今所说的酸雨形成的主要原因。
酸雨的产生，主要是由于人类对大气降水成分的明显影响，其主要与100至150年持续的社会工业化有关。从地下开采出的矿石（例如，硫铁矿）和燃料，它们含有大量的硫，在精炼或燃烧过程中主要以二氧化硫形式进入大气中。在燃烧过程中约有3%的二氧化硫直接氧化为三氧化硫。以1980年的数据来看，全世界一年排入大气的硫估计为113百万吨，其中98百万吨为二氧化硫，3百万吨为三氧化硫，9百万吨为悬浮微粒的硫酸盐以及3百万吨的硫化氢，是为大气酸化的第一大成因。同时，含氮燃料的燃烧所产生的一氧化氮和二氧化氮，也是使大气酸化的原因之一。

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二氧化硫溶于水