酸雨的发现
近代工业革命，从蒸气机开始，锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器；而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体 SO2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
什么是酸雨?
简单地说，酸雨就是酸性的雨。什么是酸? 纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是，纯水的pH值为7；酸性越大，pH值越低；碱性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性，pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨；pH值小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH值小于5.65时叫酸雾。
什麽是酸雨率?
一年之内可降若干次雨, 有的是酸雨, 有的不是酸雨, 因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0%; 最高值为100%。如果有降雪, 当以降雨视之。
有时, 一个降雨过程可能持续几天, 所以酸雨率应以一个降水全过程为单位, 即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。
除了年均降水pH值之外, 酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。
什麽是酸雨区?
某地收集到酸雨样品, 还不能算是酸雨区, 因为一年可有数十场雨, 某场雨可能是酸雨, 某场雨可能不是酸雨, 所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中, 但一般认为: 年均降水pH值高于5.65, 酸雨率是0-20% , 为非酸雨区; pH值在5.30--5.60之间, 酸雨率是10--40% , 为轻酸雨区; pH值在5.00--5.30之间, 酸雨率是30-60%, 为中度酸雨区; pH值在4.70--5.00之间, 酸雨率是50-80%, 为较重酸雨区; pH值小于4.70, 酸雨率是70-100%, 为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实, 北京, 西宁, 兰州, 乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨, 但年均pH值和酸雨率都在非酸雨区标准内, 故为非酸雨区。
制约酸雨地区分布的因素
酸雨地区分布为复杂因素所制约。从宏观来看，中国大陆的酸雨分布取决于中国各地酸、碱性物质的排放量，促成大气中酸碱物质转化的物质，如CO和O3的当地排放量；再加上当地的气象条件,如中国各地年均温度,中国各地年均雨量,中国各地年均大气湿度,中国各地年日照时数和中国各地土壤的酸碱性等。
“干沉降”与“湿沉降”
不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面叫干沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面叫湿沉降。
"湿沉降" 取决于酸雨中致酸碱性物质浓度, 如果我们讨论硫的 "湿沉降" , 那么, 将取决于降水中的硫的浓度, 如此类推; 也取决于降雨量。 "干沉降" 则不同, 除了取决于大气中酸碱性物质浓度, 如果我们讨论硫的 "干沉降" , 那么, 将取决于大气中SO2的浓度和总悬浮颗粒物的浓度, 后者在空中已吸附了少量硫, 并以硫酸根的形式存在; 还取决于它们沉降到哪类地面上, 即土地利用格局。利用格局不同, 吸附和吸收酸性物质能力不同。一般分为四类, 森林的SO2 的沉降能力最强, 约为8毫米/ 秒; 林地, 约为5 毫米/ 秒; 庄稼地和草地, 约为4 毫米/ 秒; 水面, 居民区等, 约为2 毫米/ 秒。土壤的酸碱性也有一些影响, pH值大于7 的碱性土壤, 约为 8毫米/ 秒; pH值近于 4的酸性土壤, 约为4-6 毫米/ 秒。
城市和农村, 谁的干沉降大, 谁的湿沉降大, 谁的干湿沉降总合大? 我国城市, 特别是工业城市, SO2 排放量较大, 该城市地面测得的SO2 浓度也较高, 例如我国有24所城市SO2 年均浓度超过了0.100 毫克/ 立方米, 其中有10座城市在长江以南, 这些市皆处于酸雨区中; 但是长江以南广大农村地区, SO2 年均浓度约为0.010 毫克/ 立方米, 甚至低于此值, 也属于酸雨区。这是因为我们测得的SO2 浓度是地面浓度; 而决定酸雨的是高空雨云酸化的程度, 并且这种酸化了的雨云可以长距离传输; 决不能因为农村没有酸物质排放而忽视了酸雨存在与危害。由于乡村面积远远大于城市面积, 因此城市的干沉降大于湿沉降; 乡村湿沉降大于干沉降。若讨论国土面积, 乡村的干湿沉降的总和将远大于城市的干湿沉降的总合;若讨论单位面积, 城市的干湿沉降总和将远大于乡村干湿沉降之总合。
酸性物质的干湿沉降酸雨危害环境。这种危害包括森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生生物种群减少，农田土壤酸化、贫脊，有毒重金属污染增强，粮食、蔬菜、瓜果大面积减产，使建筑物和桥梁损坏，文物面目皆非。
酸雨与环境
美国大湖为什么变酸了?
本世纪50年代中期美国科学家勒姆发现酸雨可导致湖泊和土壤酸化，即酸雨可形成灾难，但是此成果未能为世人重视。
北欧国家为什么渔业减产?
50年代初，北欧国家瑞典和挪威渔业减产，原因不明；1959年挪威科学家才揭示元凶是酸雨。欧洲大陆工业排放大量酸性气体，随高空气流飘到北欧，被雨雪冲刷，所形成酸雨使湖泊酸化，导致渔业减产。
欧洲大面积酸雨
60年代，欧洲建立了欧洲大气化学监测网，继而发现pH值低于4.0 的酸雨地区，集中于地势较低地区，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，证实欧洲大陆存在大面积酸雨，是洲级区域环境问题。
跨国界的大气污染
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》,引起各国政府关注，1973至1975年欧洲经济合作与发展组织开展了专项研究，证实酸雨地区几乎覆盖了整个西北欧。1974年和以后北美证实在美国东北部和与加拿大交界地区亦发现大面积酸雨区域，几乎北美有三分之二陆地面积受到酸雨威胁，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，取出180年前的冰块，与现在的酸度相比，酸度增长了99倍。至此世人公认酸雨是当前全球性重要区域环境污染问题之一。
酸雨现象正在发展
1986年5月，在肯尼亚首都内罗毕召开的第三世界环境保护国际会议上，专家们认为，酸雨现象正在发展，它已成为严重威胁世界环境的十大问题之一。
南极和北极也有酸雨
地球的南极和北极,终年冰雪,罕见人至,但80年代,挪威科学家在北极圈内大面积地区都测到酸雨(酸雪)。哪儿来的?他们认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。后来在南极地区也有人曾收集到pH为5.5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,酸雨不但没有国界, 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, 其中一次pH值为5.46。有趣地是, 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, 所以测得降水的都接近于中性；当刮西北风时, 来自南美洲和亚太地区的大气污染物将吹到中国南极站所处的南极半岛, 遇到降水, 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年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收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似。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；也是通过大气远程传输；也是在高空中，污染物被雨雪冲刷；也是最终降落地面,危害人类。由“酸雨”,发展到“毒雪”，如此严重的环境恶化趋势，能不令人类反省吗?!
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