生物可怕的杀手——酸雨
作者——郇恒远
当烟囱排放出的二氧化硫酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空中与水蒸气相遇时,就会形成硫酸和小滴,使雨水酸化,这时落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。酸雨会对环境带来广泛的危害,造成巨大的经济损失,如:腐蚀建筑物和工业设备;破坏露天的文物古迹;损坏植物叶面,导致森林死亡;使湖泊中鱼虾死亡;破坏土壤成分,使农作物减产甚至死亡;饮用酸化物造成的地下水,对人体有害。
酸雨的形成由来已久,早在近代工业,从蒸汽机开始,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、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着作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出酸雨的成因
酸雨的成因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,绝大部分是硫酸和。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃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”,即水气凝结在硫酸根、根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。
为了防止酸雨,我们需要了解酸雨的成因,酸雨的成因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,绝大部分是硫酸和。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃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”,即水汽凝结在硫酸根、根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。酸雨多成于化石燃料的燃烧。
硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质,供植物吸收。如酸度过高,pH值降到5.6以下时,就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。
酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显,而且被大力宣传,但受威胁的地区还包括加拿大,也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方,偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点,但现在已认识到,对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。
受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、和少量有机酸)就会被中和。然而,处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害,因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少,而且在某些湖泊中,还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围,包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
酸雨对我国的影响特别巨大。近二十年监测结果:1982年中国酸雨分布图,1987年中国酸雨分布图和1993年中国酸雨分布图较准确勾划出中国有相对稳定的一大块酸雨区域枣长江以南,包括江苏,上海,浙江,福建,江西,湖北,湖南,广东,广西,海南,贵州,四川,重庆,云南等省市大部分地区;及两小块酸雨区域枣胶东半岛和图门江地区,后两者“酸雨”孤岛的形成,一方面是由于附近有较大城市(青岛、长春、吉林),有酸性物质强排放源,另一方面它们濒临海洋,海洋性潮湿气候提供了产生酸雨的温床。八十年代, 年降水平均pH值最低的地区在重庆, 贵阳和柳州地区。九十年代, 最强酸雨区东移,到了长沙, 南昌和杭州。1995年长沙市年降水平均pH值为3.53; 南昌市, 4.68; 杭州市, 3.91。东移的原因尚在研究之中, 可能与这些地区的经济近期快速发展有关。
控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
用以减少酸雨的各种战略对策,可能每年需要几十亿美元的投资。由于耗资如此巨大,所以,至关重要的是要很好地了解涉及污染物迁移、化学转化和归宿的大气过程。 酸沉降包括两部分,即“湿”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(气溶胶或气态酸性化合物的形式沉降到诸如土壤颗粒、植物叶片等表面上)。以被沉降而告终的物质,往往以一种极其不同的化学形式进入大气。例如,煤中的硫被氧化成二氧化硫,这是它从烟囱排出的气态形式。随着它在大气中运动,便慢慢被氧化,并与水反应生成硫酸——这是它可能被沉降在下风向数百英里处的形式。
氮氧化物的生成、反应以及最终从大气中脱除所经历的路线也是非常复杂的。当氮气和氧气在发电厂、在民用炉灶和汽车发动机中的高温下加热时,生成一氧化氮(NO),再与氧化剂反应生成二氧化氮(NO2),最终生成(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它们来自何方及它们去往何方的定量估计值仍然相当不确定。
可以容易地看到,在我们彻底了解各种不同化学形式的氮、硫和碳的生物地球化学循环以及这些化学物种的全球来源与归宿之前,将难以满怀信心地选择空气污染控制战略。大气化学和环境化学是实现一个更清洁、更有益健康的环境的核心。发展空气中痕量化学物种的可靠测定方法、重要大气反应的动力学、和发现可用以减少污染物排放的、新的、更有效的化学工艺,这些就是未来10年中必须受到国家承诺的目标。
我国经济正处于高速发展阶段,这就会产生工业发展与控制酸雨之间的矛盾。我个人理解发展在一定意义上就是燃烧,烧掉的资源留下的污染,产生的GDP。而我们坚持的又好又快的方针就是烧掉的资源要越少越好,产生的污染越小越好,最好是零排放,当然GDP能高多少就算多少。所以,前者是资源节约,后者是环境友好,合起来就叫“又好又快”的发展。所以,经济发展和环境保护应该不是对立的,对立起来就不好做工作。环境保护的历史性转变最终的目的就是要把环境保护完全融入经济发展之中,成为经济发展的应有之义,这样就会形成良性循环。发达国家的经验已经说明这一点。环境与经济的关系发生了可喜的变化,环保工作站在新的历史起点上,但是我们也要清醒的看到,我们的污染减排刚刚迈出了第一步,仍然面临着巨大的压力。今后要进一步加大污染减排的力度,在结构减排、工程减排、管理减排、减排等各个方面都要全面深化各项措施,将减排与环境质量挂钩,力争通过污染减排从总体上遏制环境污染加剧的趋势,使部分地方的环境质量得到改善。为了推
进历史性转变,必须让不堪重负的江河湖海休养生息,为逐步解决我国的环境问题,我们确定了全面推进、重点突破的总体工作思路。把污染防治作为环境保护工作的重中之重,把群众的饮水安全作为首要任务,集中力量、狠抓落实,解决一大批危害群众健康或影响可持续发展的突出的环境问题。针对部分流域水污染严重的问题,我们提出让不堪重负的江河湖海休养生息,这是从维护人民群众切身利益出发提出的一项重要战略举措,实现休养生息就是要大力削减污染物的排放总量,严禁向水体排放有害有毒的物质,加快淘汰落后产能,加强饮水水源地的保护,加快工业和城市污水处理的步伐。合理开发利用水资源,努力让江河湖海重新焕发生机和活力。
所以酸雨的解决时一个急需解决的问题,不要为了经济发展而产生无法挽回的局面,为了人类赖以生存的地球家园。让我们携起手来,共抗酸雨