天然雨水本身略带酸性,雨水的
酸度也是以酸碱值来表达的。一
般雨水的 pH值约为 5.6,因此一
般是以雨水中的 pH值小于 5.6称
为酸雨,所谓酸雨就是酸性的雨,
酸雨的正确名称应该是「酸性湿
沉降」,其实,带酸性的污染物
是可以有两种沉降方式的,它们
是「湿沉降」及「干沉降」。
何谓酸雨?
湿沉降是指那些污染物,随着雨、雪、雾或雹
等降水型态而落到地面,方法是雨滴吸收包含
了酸性物质,继而降下时再冲刷酸性物质,降
到地面
湿沉降,干沉降的定义
干沉降则是指没有水份参与的情况下,带酸
性物质从空中降下来的方式,通常,大气中
酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面。
酸雨的发现
在 1950s初期,北欧国家瑞典和挪威的渔业突然
无故减产,经研究之后,发现与酸雨有关。原因是欧洲
的工业排放大量酸性气体,于空气中飘流至北欧,雨水
溶解了那些气体,形成酸雨,使湖泊酸化,导致渔业减
产。
酸雨会使鱼类生
产减少
我国酸雨主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。
以长沙为代表的华中酸雨区,降水酸度值最低,酸雨出现频率最高,并
呈逐年加重趋势;西南酸雨区污染程度仅次于华中酸雨区;华南酸雨区、
华东沿海酸雨区分布较广,污染较重。
点击放大
酸雨的成因
? 引致酸雨的化学物质
硫酸
H2SO4
硝酸
HNO3
氧化氮
( NO和
NO2)
二氧化硫
SO2
酸雨
形成酸雨的化学污染物主要是二氧化
硫,而氮氧化物也是原因之一。污染
来源大致可分为两类,其中一个原因
来自天然物质,而真正的凶手是人为
物质。
气体别 形成原因 产生来源
氮氧化合物
( NO等)
1、空气中的氮在高温中氧化。
2、燃料中的氮化物燃烧时氧化产生的。 锅炉使用及汽车排放的废气。
硫氧化合物
( SO2等 )
1、石化燃料中的硫黄,燃烧氧化产生。
2、火山喷发时。 工厂及火力发电排放的废气。
火山爆发喷出大量之硫化物
及悬浮固体物,自然水域表
面释放之硫化氢,动植物分
解产生有机酸,土壤微生物
及海藻释放之硫化氢、二甲
基硫及氮化物等,以上所提
出的都是偶然将雨水的 pH降
低至 5.0左右的。
自然物质的来源 自然物质的来源
火山要爆发啦
工业化后,燃料之大量使用
,燃烧过程中产生一氧化碳
,氯化氢,二氧化硫,
氮氧化物及有机酸及悬浮固
体物,排放至大气环境中,
经光化学反应生成硫酸、硝
酸等酸性物质使得雨水之 pH
值降低,形成酸雨。
雨水冲刷污染物之过程可分两个阶段,首先,污染
物在雨滴形成之初期即被吸收,降雨时直接与雨水
一起降下,这种形成方式称为雨除作用( Rainout)
,跟随的是雨冲作用( Washout),雨滴在降落过程
中 ﹐ 与下层的酸气接触及摩擦,而令酸性气体溶在
雨中,连随下降至地面。
酸雨形成机制
主要污染
物的 形成
.造成雨水酸化之
污染物质有 SO2、
NOx,HCl、有机
酸等。
?二氧化硫 ( SO2 )
主要来源为燃料之燃烧,如燃煤或燃油之火
力电厂,其次为工业生产程序之排放,如炼
油、精炼、硫酸工厂等。
?氮氧化物 ( NOx ) 为
高温燃烧下之产物,其
来源有燃料之燃烧,如
:燃煤与燃油之火力电
厂,交通工具之排气,
工业生产程序以及闪电
。
主要污染物的形成 {续 }
?氯化氢 ( HCl )
则源自海水飞沫、盐
酸工厂、焚化炉排放
之废气、废金属回收
冶炼及交通工具之排
气等。氨主要来自土
壤中氮化物之分解,
优养水域表面、动物
粪尿。农田施肥及肥
料工业,亦可由燃烧
产生。
有机酸
有机酸之来
源则为甲醛
之氧化、海
洋中石蜡物
质之氧化、
植物及细菌
活动等。
人为致碱物质 人为致酸物质
SO42- 石化工业、火力电厂、燃烧 Na+,Cl-,Mg2+ 海洋的海水飞沫
NO3- 工厂高温燃烧过程、交通工具排放 Ca2+,K+ 尘土
NH4+ 农药喷洒
一般酸水化学组成中,较重要的物种包括 H+,Cl-,NO3-、
SO2-4,NH4+,K+,Na+,Ca2+及 Mg2+ 等九种。其来源包括,
1 2 3 4~ 5 5~ 6.5 7 8.5~ 9 10~11 12 13 14
酸
性
电
解
液
柠
檬
汁
醋
酸
雨
正
常
雨
水
蒸
馏
水
苏
打
水
氨
水
碱
性
电
解
液
各种溶液的酸碱度与酸雨比较 (1)
1.)酸湖形成,鱼虾难存
2.)食物减少,鱼虾更难存
3.)湖泊变死湖
4.)土壤酸化,作物减产
5.)土壤酸化,影响营养
7.)酸雨危害动植物
8.)酸雨一下,死物也死
9.)万物之灵,也受影响
破坏比 比 看
酸雨也造成暴露
在外的雕像受到
侵蚀,这造成文
化资产的破坏,
令许多人担忧。
左图为叶子受酸
雨为害的情形
右图为显微镜观
察叶子内部的组
织
酸雨中的氢离子,首先中和碳酸
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
成酸性。在 pH5.0~ 6.5之间时,
鱼卵不容易孵化,鱼苗数量减少
﹔ 当湖水 pH值低过 5.0时,大多数
鱼类死亡。虾比鱼更早灭绝。
酸湖形成,鱼虾难存
食物减少,鱼虾更难存
另外一个导致水中动
物死亡的原因,是水
中的植物如藻类减少
。湖水酸化,水生生
物种群将减少。因此
,从生态食物链角度
来看,湖泊酸化,也
将使鱼虾难以生存。
在欧洲和北美洲,酸雨所引起的湖泊酸化情形十分严重。
瑞典内湖泊共有八万五千个,其中有约两万个已受到酸雨
的影响。挪威有二百六十五个湖泊已经没有鱼虾;而加拿
大已有四百个「死湖」,以前有鲑鱼的河川,现在都看不
到鲑的踪影了。
酸雨会影响农作物的叶片,
酸可以溶解叶表皮上的蜡质,
使植物的水份更易流失;同
时土壤中的金属矿物因被酸
雨溶解,造成矿物质流失,
土壤贫脊,植物无法获得足
够的养份,难以正常发育,
由于抵抗力差了,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,生长繁殖
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
量降低,影响营养的循环,也
是造成农业减产的原因
酸雨破坏农作物之外,对
森林的树木也是一样,阿尔卑
斯山和西德黑森林,西德,瑞
士、英国等的森林中,半数以
上的树木也呈枯黄,枝叶掉落。
在加拿大魁北克,在受损严重
的山区,绝大部份的树木已经
枯萎。另外,美国的针叶林也
遭受伤害
酸雨可造成叶面损伤和坏死。造成
森林消失。中国的四川盆地受酸雨危害
的森林面积达占林地总面积的三分之一。
马尾松和华山松对酸雨十分敏感,由于
发育不良,虫害频生,在香港,马尾松
也被该虫害灭绝了,酸雨亦使竹林消失,
竹叶受损。难怪大熊猫也将濒临灭绝。
酸雨使非金属建筑材料如混凝
土、砂浆和灰砂砖等的水泥溶
解,腐蚀建筑物、公共设施、
古迹和金属物质,造成人类经
济、财物及文化遗产的损失。
酸雨对希腊神殿,罗马遗迹和
西德大教堂等历史性建筑遗迹
也有很大影响。
眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分敏感,受
酸雨刺激,导致红眼症和支气管炎,也使皮
肤疼痛,甚至令人脱发。农田土壤的酸化,
使土壤矿化物中的有害重金属,如汞及铅等
再溶出,由食物链的传送,人类食后,中毒
死亡。
「亚洲酸雨计划」
估算 2020年亚洲硫酸沉
降量分布图
(mg/m2/year)
减少酸雨有办法 1
1979年联合国欧洲经济委员会签定了
「长距离越境大气污染 条约」。此后,
在 1985年国际间又缔结了「赫尔辛基
条约」,有 18国同意在 1993年前硫化
物排出量必须较 1980年减少 30%。
1988年的索非亚协定,有 12国宣布
1989年起 10年间,各国应削减氮氧化
物 30%。而美国与加拿 大也在 1980年
缔结「越境大气污染同意书」。
国际性防制计划
减少酸性物质向大气的排放的方法
有很多,第一,使用清洁能源,第
二,使用固硫的型煤,第三,使用
锅炉固硫和脱硫,第四,发展内燃
机代用燃料,第五,在汽车安装催
化净化器,第六,培植耐酸雨的农
作物和树种等。 清洁能源
是指风能,水力发电,太阳能。
型煤是将粉煤或低品
位煤加工制成一定强度和形
状的洁净煤制品,具有粒度
均匀,透气性好,燃烧活性
高的特点,并具有催化、活
化、固硫功能,可大大减少
有害气体的排放。
有办法 (续 )
1,引进最佳可行控制技术,以减少硫氧化物
及氮氧化物之排放
2,改善工业锅炉之燃烧技术及设备,以减少
氮、硫氧化物之排放。
3,改善汽、机车引擎及防污设备,并加严排
放标准,以减少氮氧化物之排放。
4,与汽机车业者研商开发低污染之新车及替
代燃料,如液化石油气车、电动机车。
筛选和培植抗酸雨农作物和树种。樟
树,茶,山茶,柑橘,橙,桧柏,侧
柏等是抗酸雨的经济作物和林木。它
们取代马尾松等易受酸雨侵害的针叶
树。