揭开酸雨的神秘面纱

揭开酸雨的神秘面纱

正常雨水的酸碱度（pH值）一般在6.0左右，但是有一种特殊的雨，它会使人们的眼睛发痒，皮肤像被虫“蜇”了一样难受。如果经常降这种特殊的雨，地球上的生命也会失去往日的生机，肥沃的土壤变得贫瘠、森林为此而枯萎、湖泊里的鱼儿不断减少乃至消失，就连那没有生命的建筑物也会斑斑驳驳地剥蚀。这种雨就是酸雨。科学上定义降雨pH值小于5.6为酸雨。通常酸雨比柠檬汁和番茄汁还要酸，有时甚至和醋一样酸。

那么，雨为什么会是酸的呢？

酸雨主要是燃烧煤、石油等化石燃料所产生的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO_x）与大气中的水蒸气作用而形成的酸性产物，有时也会以酸雪、冰雹、雾等其他酸性沉降物的形式存在。SO₂是一种无色、有刺激性气味的气体，它与水蒸气结合生成亚硫酸（H₂SO₃），其中一小部分在空气中氧的作用下生成腐蚀性更强的硫酸（H₂SO₄）。

SO₂的排放源，90%以上集中在城市和工业区。英国伦敦曾多次发生由煤烟引起大气污染的烟雾事件，这类烟雾被称为伦敦型烟雾。

NO_x也是酸雨的主要来源之一，从目前的排放情况看，有增长的势头。除了燃料燃烧排出的NO_x外，以汽油和柴油为燃料的各种机动车辆，特别是汽车，排出的废气中也含有大量的NO_x。氮氧化物不仅能转化为酸雨，也是光化学烟雾污染的元凶。

酸雨问题最早是在19世纪70年代被一个英国研究人员发现的。人类认识到酸雨对环境生态的破坏作用却已经历了近百年。被人们视为“空中死神”的酸雨正在给全球造成极为严重的灾难。酸雨破坏了水体生态平衡，仅瑞典和挪威两国就有20000多个湖泊已成为生态意义上的死湖，有10000多个湖泊面临着严重的威胁，这些湖泊的pH值已下降到5.0以下，鱼类濒临消亡；酸雨还破坏了森林生态系统，例如，德国巴伐利亚目前有54000公顷的森林危在旦夕；同时，酸雨也无情地侵蚀着蕴涵人类几千年文化的古建筑群，如北京故宫建筑中的汉白玉和大理石、意大利和罗马户外的雕塑都未能幸免；二氧化硫、氮氧化物与飘尘（直径小于10微米的尘粒）的协同作用，对人体的呼吸系统产生严重刺激，使支气管收缩，患病人群增多，老人和儿童更为敏感。例如，我国的重酸雨区重庆，患有呼吸系统疾病人口的发病率比全国平均水平高3倍。这是因为重庆市的酸雨降水年平均pH值都低于4.5，在市中心地区，最低pH值达3.1。

据联合国环境规划署的估计，全球每年排放的SO₂达1.51亿吨。随着人类对能量愈来愈多的需求，这个数字还会升高。具有讽刺意味的是，造成酸雨的原因之一，有时恰恰是人类为了减少环境污染所做的努力。起初，人们为了利用自然净化能力控制烟气中SO₂对环境的污染而开始修筑高烟囱，最高达385.5米。这些烟囱虽然减少了烟雾对当地空气的污染，但烟雾却被强风送到数万米之外的地方，这些高烟囱就像化学武器一样对整个地球产生副作用，如加拿大的酸雨来自美国，英国的酸雨降到瑞典、挪威等北欧国家，为此引起了不少国际纷争。可见，酸雨问题已成为一个跨国界的问题。

已有的经验证明，如果用含硫量低的煤和石油代替高硫煤和石油，将会减少酸雨的形成。目前人类还采用从直升机上播撒石灰的方法来降低湖水的酸度，并且希望能通过遗传育种的手段培养出更耐酸的鱼类。但最有效的办法是限制SO₂，和NO_x的排放量，或者从燃料中把这些物质去掉（即燃烧前脱硫）。目前在技术上可能真正实现大幅度减少SO₂排放量的，还是燃煤用户（如燃煤发电厂等）采用燃烧中或燃烧后脱硫技术。

早在1884.年英国就有人用石灰水在洗涤塔中吸收燃烧硫磺形成的SO₂，并回收硫酸钙（CaSO₄），至今烟气脱硫方法已达200余种，按使用的吸收剂或吸附剂的形态和处理过程不同，可分为干法、湿法及半干法三类。其中湿法烟气脱硫装置具有投资小、操作维护容易、反应速度快和脱硫率高等优点，表现出良好的应用前景。国际上20世纪四五十年代发展起来的石灰石－石膏湿法烟气脱硫方法已成为成熟的技术，在世界各地得到了广泛的应用。

从1872年第一次发现酸雨到现在，酸雨像一个无形的空中死神对地球生命形成了严重的威胁，人类已经为酸雨付出了巨大的代价，若不采取措施，今后将付出更大的代价。认识酸雨、告别空中死神，仍需要全世界人民的不懈努力。