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酸雨的成因

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ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:06:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />现代文明给人类带来进步,人类成了自然的主人;但享福过了头,自然又反过来惩罚人类,人类遇到了许多前所未见的麻烦。酸雨,人称“空中死神”,是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。

    目前, 全球有三大块酸雨地区:西欧, 北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内, 湖泊酸化, 渔业减产, 森林衰退, 土壤贫脊, 粮菜减产, 建筑物腐蚀, 文物面目皆非。近年来我国政府已开始对酸雨问题进行总体控制, 提出消减方案, 预计在未来几十年内, 酸雨在我国将成为历史。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:06:40 | 显示全部楼层

制约酸雨地区分布的因素

本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />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。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:10:12 | 显示全部楼层

酸雨的危害1

本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />“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。 

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:10:35 | 显示全部楼层

酸雨的危害2

本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />2 酸湖
  干湿酸沉降可直接降入湖水内;也可降入河内再流入湖内;也可落到植被上,雨水冲刷形成径流,注入河湖;也可渗入土壤,进入地下水,流入湖内;最终导致湖泊酸化。有人估计,在中国南方酸雨地区有近一半湖泊,受到不同程度的酸化污染。当然,不同湖泊酸化的敏感性还有所不同,它取决于影响降水的气象条件,湖泊水文,流域特征和湖区土壤和基岩状况。
  重庆南山和缙云山各发现一个水塘, 其水体pH值为4.7 , 属于已酸化了的小水体, 这是一个警告。幸运地是, 到目前为止我国尚未发现大面积水域酸化现象。
何谓湖泊酸化?
  天然水体中含有碳酸氢根离子; 有的水质发浑, 含有某些有机碱; 因此它们有中和酸的能力。碱度就是酸中和能力。碳酸氢盐水体中的碱性主要来自于含钙和镁的矿物质的风化。因此水体碱度为碳酸氢根离子浓度, 加上两倍的碳酸根离子的浓度(因为每个碳酸根离子可中和两个氢离子) , 再加上氢氧根离子浓度, 即:
  碱度 = [HCO3] + 2[CO3] + [OH] - [H]。
  当酸性物质进入碳酸氢盐水体, 首先中和氢氧根离子, 然后中和碳酸根离子形成碳酸根离子, 最后中和碳酸氢根离子形成碳酸,再增加氢离子, 水体将明显酸性提高。因此, 水体碱度大, 酸中和能力大, 其对酸性的缓冲能力大, 可容纳更多额外增加的酸。据碱度定义, 湖泊完全失去碱性叫酸化。当某水体接受氢离子量超过其本身中和离子量 (通常是碳酸氢盐) , 便发生了酸化。
酸湖是怎样形成的呢?
  湖底基岩一般为碳酸盐, 不断以碳酸氢盐形态慢慢溶入湖水中, 故一般湖水为弱碱性或中性。酸雨引入湖中的氢离子, 首先中和碳酸氢根离子形成弱酸性的碳酸, 这时湖水的pH值下降很慢, 有时需要数年时间; 一但该过程中和完毕, 碳酸氢根被耗尽时, 再引入新的氢离子, pH值就下降很快了, 可能一年之内便可酸化。
水体酸化敏感性指标
  虽然目前我国水体, 包括湖泊酸化并不严重, 例如我国重酸雨地区四川和贵州省水体大致pH值在6.5-8.5 之间, 没有发现大面积已酸化水体, 且近期也不会被酸化。要防患于未然。因此首先要着眼于找出那些对酸化敏感的水体, 先行防范。要评价某水体对酸化的敏感性, 就要订出一项水体酸化敏感性指标。
  参照国外和前人经验, 我国学者提出一种 "抗酸化容量" 指标来评价天然水体的酸化敏感性。经过他们的研究, 我国天然水体的pH值一般在6.5-8.5 之间。此时, 水体中碳酸氢根占碳酸溶解量的60-95% ,成为水体中的主要缓冲因素。首先, 假定水体酸化临界值为pH=6.5, 测出水体实际pH值后, 可得pH增加值△pH, 即 △pH= pH - 6.5;既而, 测得水体的碱度 [Alk];最后, 由水体碳酸平衡公式, 算出水体可承受的总酸量△A。
  据此指标, △A < 0.5 毫克当量/升 , 是敏感水体; △A=0.5-1.0 毫克当量/升 , 为中等敏感水体; △A > 1.0 毫克当量/升 , 为不敏感水体。
西南酸雨地区水体酸化敏感性评价
  对于重酸雨区四川和贵州两省, 评价天然水体敏感性结果是: 敏感的占26.4 %, 中度敏感的占53.0% , 不敏感的占18.3% 。
  西南酸雨地区绝大多数天然水体对酸沉降不太敏感, 这是与该地区土壤基岩的性质有关。近期内它们也不会被完全酸化。少数敏感水体, 主要是山地小面积水体, 酸化趋势严重, 表明酸沉降对该地区水体酸化的潜在危害是存在的。
  其中易酸化水体仅占两省总面积的1.2%。出现在贵州东南角, 这一地区天然水体对酸沉降是极敏感的, 这与他们所临近的土壤基岩有关; 其次, 少数山地小面积水体, 特别是山顶水塘, 除了接受天上降水之外没有其它来源, 且水体积小, 缓冲能力差, 对酸沉降也是极敏感的, 应与充分注意。
鱼虾等能生活在酸湖之中吗?
  湖水pH值在9.0~6.5之间的中性范围时,对鱼类无害;在5.0~6.5之间的弱酸性时,鱼卵难已孵化,鱼苗数量减少;当湖水pH值低于5.0时,大多数鱼类不能生存。因此,湖泊酸化会引起鱼类死亡。相对于忍耐湖水酸化的能力而言,虾类比鱼类更差,在已酸化的湖泊中,虾类要比鱼类提前灭绝。
  草本食物是一些鱼、虾类生活的基础。湖水酸化,水生生物种群将减少,例如某湖酸化后,绿藻从26种减至5种;金藻由22种减至5种;兰藻由22种减至10种。俗语说,大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃滋泥,其实滋泥中就含有大量水生生物;鱼虾离开了水草和水生生物,好比鸟兽离开了森林。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。
酸雨是青蛙和鸟类的天敌
  酸雨是青蛙和鸟类的天敌,鸟穿过酸雾,酸对角膜有刺激性,而鸟和青蛙对酸又十分敏感,即患红眼病。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:11:14 | 显示全部楼层

酸雨的危害3

本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />土壤酸化
  酸雨可导致土壤酸化。我国南方土壤本来多呈酸性,再经酸雨冲刷,加速了酸化过程;我国北方土壤呈碱性,对酸雨有较强缓冲能力,一时半时酸化不了。土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝,会中毒,甚至死亡。酸雨尚能加速土壤矿物质营养元素的流失;改变土壤结构,导致土壤贫脊化,影响植物正常发育;酸雨还能诱发植物病虫害,使作物减产。
酸化土壤肥力减退、农业减产
  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,影响营养元素的良性循环,造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量,使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降,对农作物大为不利。
  科学家试验后估计我国南方七省大豆因酸雨受灾面积达2380万亩,减产达20万吨,减产幅度约6%,每年经济损失1400万元。
火力发电厂周围的粮地
  稻、麦等禾本科作物叶面积小,蜡质层厚,可湿性差,对酸雨敏感性弱,但强酸雨仍将导致叶面扭曲,褐黄或褐红伤班,大麦减产。重庆电厂附近酸雨区域受害粮地4.1% 。
 
 
赤稻
  水稻生长期是翠绿色的, 到了成熟期是黄色的, 在加上诱人的稻米香味, 稻香村成为田园特殊风光; 如果变成赤色的, 又如何? 我们见过赤豆, 红高粮, 谁也没见过赤稻。怪事发生在重庆, 1982年6 月18日下了一场pH值为3.9 的强酸雨, 某乡上万亩水稻叶片迅速变成赤色, 一场灾害产量损失80万斤。酸雨大棚实验也证明, 强酸雨将导致叶面产生赤色伤班。
酸沉降对农作物的急性伤害和慢性伤害
  急性伤害, 通常是指农作物与强酸雨或高浓度二氧化硫等污染物接触, 其叶片在短时间 (一至三天) 内出现细胞死亡, 其严重者出现枯叶, 枯枝, 枯梢和枯株。这种情况只在实验室和土法炼硫窑附近见过。慢性伤害, 一般系指农作物长期与弱酸雨或低浓度的二氧化硫污染物接触, 其叶色失绿或色素变化, 破坏作物细胞正常代谢活动, 导致细胞死亡, 其可见伤害症状为过早落叶等。一般酸雨地区或二氧化硫长期超标地区内, 会发生这种情况。这也是大面积农作物减产的原因。
不同作物受二氧化硫伤害的敏感性
  不同的农作物和同种作物的不同品种之间, 受二氧化硫伤害的敏感性不同。为了使人们认识这点, 科学家在实验室内用一定剂量的二氧化硫去熏不同农作物。一段时间之后, 不同农作物伤害完全不同, 可分为敏感性农作物, 中等敏感性农作物和抗性农作物三类。如, 敏感农作物有大麦, 棉花, 大豆, 菠菜, 胡萝卜和辣椒等;中等抗性农作物为小麦, 菜豆, 花生, 黄瓜, 油菜和番茄等; 抗性农作物为水稻, 玉米和马铃薯等。
酸雨与蔬菜
  酸雨造成蔬菜叶面黄斑,生长不良,抗病能力下降,产量下降。如我国某电厂附近酸雨区域受害菜地11.3% 。不同品种的蔬菜对酸雨的敏感程度不同,当pH=3.5的高酸性环境里,对酸敏感蔬菜蕃茄,芹菜,豇豆和黄瓜产量可下降20%;而有中等敏感性的生菜,四季豆和辣椒产量下降10-20%;最后,抗酸性较强的青椒,甘兰,小白菜,菠菜和胡罗卜产量下降低于10%。
 
银耳白了, 菜叶黄了
  福建沿海某地, 盛产银耳, 远销海内外。近期, 不知什么原因 颜色泛黄, 变成次品。农民将它们至入塑料大棚内, 用硫黄蒸汽熏 蒸, 的确见效, 银耳雪白, 成为上品。但大量的硫逸出大气, 或沉 于地下。结果良田寸草不生, 每日清晨, 田间酸雾迷漫, 菜地菜叶 泛黄, 所产菜无人敢买。附近城镇居民, 多患哮喘病和支气管炎。 经过教育和综合治理, 业已改观。  

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:11:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸雨与森林衰退
  比较不同年代树木年轮,可知产生酸雨前后对林木生长的影响。在我国南方森林地区,50年前树木生长较为粗壮,近年来状况不佳。酸雨可造成叶面损伤和坏死,早落叶,林木生长不良,以致单株死亡。土壤肥力降低,产量下降,造成大面积森林衰退。
  我国重酸雨地区四川盆地受酸雨危害的森林面积达28万公顷,占林地总面积的三分之一,死亡面积1.5万公顷,占林地面积6%。同样受酸雨侵袭的贵州省,受危害的森林面积达14万公顷,为四川盆地的二分之一。
酸雨中的马尾松
  我国马尾松和华山松对酸雨十分敏感,重庆南山风景区约三万亩马尾松发育不良,虫害频繁;80年代约有一万公顷马尾松枯死,几经防治,毫无效果。四川万县有华山松97万亩,其中60万亩受到不同程度伤害;而奉节县有九万亩华山松,90% 枯死。四川名胜峨眉山,风景旖丽,全靠山深林秀。但近十年来,冷杉林成片死亡;七里坡接引殿一带,有4%的树木枯死;金顶附近600余亩树林,几乎全部死绝,光秃秃,景观全非。猴子也跑到其它山沟里去了。
峨眉山冷杉林成片死亡
  四川名胜峨眉山, 风景旖丽, 全靠山深林秀。但近十年来, 酸雨象空中死神缠住了此佛教胜地, 冷杉林成片死亡。金顶海拔3077米, 降水pH值平均为4.34; 酸雨率达到85.7% , 硫酸根占阳离子总量的60% 。其它风景区千佛顶, 太子坪, 七里坡, 雷洞坪也处于酸雨严重污染区。峨眉主要风景林是冷杉, 死亡率超过30% 的中度受害面积达到7.00平方公里; 死亡率超过50% 严重受害面积达到2.28平方公里。七里坡接引殿一带, 有4%的树木枯死; 金顶附近 600余亩, 几乎全部死绝, 秃秃光光, 景观全非。猴子也跑到其它山沟里去了。
酸雨中的竹林
  我国南方盛产竹林,个别地区竹林茂盛,绵延数百公里,成为竹海,雨中竹叶清翠欲滴,成为盛景。但酸雨使竹林泛黄,竹叶稀稀落落。
大熊猫在肌饿中
  以竹叶为食物的大熊猫会因此忍肌挨饿。如果不保护好熊猫所赖以生存的生态环境,国宝大雄猫将在我们这一代濒临灭绝。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:12:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸雨与建筑
  酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解,出现空洞和裂缝,导致强度降低,从而建筑物损坏。
  科学家曾收集许多被酸雨毁害的石灰石和大理石建筑材料, 分析发现该样品的碳酸盐的颗粒中总是嵌入硫酸钙晶体, 硫从哪里来? 认定与酸雨有关。
  沙浆混凝土墙面经酸雨侵蚀后, 出现 "白霜" ; 经分析此种白霜就是石膏 (硫酸钙) 。
  重庆市1956年建成的重庆体育馆水泥栏杆, 由于酸雨腐蚀, 石子外露, 深达1 厘米之多, 按时间估计, 平均每年浸蚀0.4 毫米, 十分惊人。这种水泥栏柱石子外露现象, 在路旁电线杆上也每每发生。除了影响材料强度之外, 尚影响市容观瞻。
雾都建筑的 "黑壳" 效应
  建筑材料变脏, 变黑, 影响城市市容质量和城市景观, 被人们称之为 "黑壳" 效应。我国雾都重庆 "黑壳" 效应相当明显。天然大理石, 俗称汉白玉, 三年之后, 经酸雨淋洗, 完全变色; 失去光泽的时间为 3至 8年。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:12:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸雨与文物
  酸雨能使文物面目皆非。碑林文字模糊;著名的杭州灵隐寺的“摩崖石刻”近年经酸雨侵蚀,佛像眼睛、鼻子、耳朵等剥蚀严重,面目皆非,修补后,古迹不“古”。碑林、石刻大都由石灰岩雕成,遇到酸雨立即起化学反应,酸碱中和,即被腐蚀。
  南方某地属于酸雨区, 有一块五百年历史的大理石碑, 50年前字迹尚清晰, 现在已一片模糊, 这说明此事与近40至50年间的酸雨现象有关。
  上海市嘉定城中明代万历年间古建金沙塔, 在酸雨产生的 "水滴石穿" 的腐蚀作用下, 表面层日益灰暗, 更显颓废。
  酸雨尚可使油漆泛白,褪色。给古建筑和仿古建筑带来许多麻烦,缩短粉刷装修的时间周期。
  受酸雨淋的酚醛磁漆及醇醛磁漆, 大约两个月开始变色, 失去光泽, 部分涂膜脱落锈蚀。
  嘉定名园秋霞圃, 江龙潭, 古建筑十年内粉刷油漆多次, 不久又暗淡无光, 使游人摇头而去。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:12:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸雨与桥梁
  酸雨能加速金属腐蚀,腐蚀速率:碳钢大于镀锌铁板,紫铜较低,出现空洞和裂缝,强度降低,桥梁损坏。金属涂上涂料会减缓腐蚀。
  在酸雨现象严重的重庆城区, 敞开暴露的碳钢腐蚀率大于一般大气暴露情况的4.7 至16倍; 腐蚀速度达到171.3 微米/ 年。重庆市路灯金属器具使用寿命较其它酸雨较轻城市要低一倍。
壁画为什麽脱落?
  壁画者是将画涂附在壁上, 而碳酸钙一般是壁的主要成份。二氧化硫或酸雨侵入壁画后, 与壁画结合一起的碳酸钙起了化学作用。结果碳酸钙变为硫酸钙, 体积成倍增大, 涨破壁画表面, 致使颜料脱落。许多古代壁画文物难逃此厄运。
南京与重庆, 情况各不同
  重庆与南京相比, 气候条件略近, 年均气温是17.7℃和15.4℃; 湿度是81% 和75% ; 降雨量是1398.3毫米和1213.5毫米。土壤酸度略有不同, pH值分别是5.0 和7.0 ; 酸雨情况也有所不同, 年降
水pH值分别为4.60和5.10 (1995年) , 重庆已成为酸雨重污染区。对建筑材料的腐蚀影响大不一样: 南京长江大桥维修周期为五年, 重庆嘉陵江大桥, 长度仅为前者二十分之一, 要年年涂漆; 南京电视塔十年维修一次, 重庆电视塔每年维修一次; 南京公共汽车车厢铁外壳三年有绣痕, 重庆市的一年就锈穿。
家用抽水马桶弯头为什麽爱漏?
  家用抽水马桶的下水道一般用铸铁, 如果直接用由酸湖中吸取的水冲洗, 将腐蚀铸铁管道, 弯头处, 总是存水, 更易腐蚀, 故常漏水。家用酸湖水时, 应先中和。
 

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:12:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸雨与人体健康
  人体耐酸能力高于耐碱能力,如经常用弱碱性洗衣粉洗衣服,不带手套,手就会变得粗糙,皮革工人,经常接触碱液,也有类似情况;但皮肤角质层遇酸就好一些。可是,眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分敏感,酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用,导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,尚可诱发肺病,这是酸雨对人体健康的直接影响。另一方面,农田土壤酸化,使本来固定在土壤矿化物中的有害重金属,如汞、镉、铅等,再溶出,继而为粮食,蔬菜吸收和富集,人类摄取后,中毒,得病。这是酸雨对人体健康的间接影响。
人适宜在酸湖中游泳吗?
  人能在pH值等于 3.0以上的酸湖内较长时间游泳而没有明显的外形伤害, 未有送医院治疗的先例。这给人们一种错觉, 即认为:人可以在酸湖中游泳。其实不然, 如果, 该酸湖曾经被重金属污染过, 在其中游泳危险性就很大了。因为, 当湖水为中性时, 重金属Cd, Hg等以沉淀的形式存在于底泥内, 湖水中有毒的离子态其量甚微; 酸化后, Cd, Hg和Al溶解, 它们的离子状态毒性很大, 人在其中长时间游泳, 极易中毒。在被重金属污染的酸湖内, 重金属将在鱼和水生生物中富集, 人捕食湖鱼, 或鸟捕食鱼或水生生物, 人再捕食鸟, 都会使人中毒。至于国外某些科幻电影, 绘声绘色地描述为化学药品污染湖水中会产生食人怪兽, 目前没有科学根据。
天昏昏兮人郁郁
  此句古诗是形容阴雨连绵的日子里, 天昏昏沉沉, 人也打不起。如果是酸雨, 除了气压低, 湿度大之外, 再加上酸性物质引起的皮肤瘙痒, 眼角膜红肿, 气管哮喘, 人就不止是昏昏沉沉, 而是昼夜难熬了。人的许多疾病多由精神而起, 长期精神郁闷, 必将导致疾病缠身。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:12:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 15:39 编辑 <br /><br />酸沉降临界负荷
  如果某人能担起50公斤东西, 并健步如飞; 当担起70公斤东西时, 感到十分吃力, 只能原地不动; 当担80公斤东西时, 可能担不起来; 如果别人强力放在他肩上, 他将被压倒, 甚至健康受损; 我们常称其所担的东西叫负荷, 而称80公斤为其临界负荷。生态系统与之同理。当酸沉降量不大时, 某地生态系统能产生某些化学变化, 危害时间较短且能恢复; 但当酸沉降量较大时, 敏感的生态系统会产生长期的危害, 并难以恢复; 因此我们称不致使敏感的生态系统发生长期危害化学变化的最大酸沉降量为该生态系统的酸沉降的临界负荷。确定酸沉降临界负荷的意义在于确定哪些地方应该着力削减排放, 并起码削减到什麽程度。
影响酸沉降临界负荷的因素
它取决于许多因素, 其主要因素应包括三个方面:
  降水因素: 雨量, 地表径流, pH值, 所含钙, 镁, 钠, 钾等离子浓度等等;
  地表水因素: 流量, pH值, 所含八大离子钙, 镁, 钠, 钾, 铵, 硫酸根, 硝酸根, 碳酸根浓度等等;
  土壤因素: 土质 (红壤, 黄壤, 褐土等 ), pH值, 密度, 饱和持水量, 所含钙, 镁, 钠, 钾, 硫酸根, 氯根等离子浓度, 等等。
  酸沉降引起的生态系统的化学变化就是指地表水和土壤化学组成的变化, 从而造成生态系统的退化, 如农业减产, 森林衰退, 鱼虾死亡等等, 并且短时间难于恢复。
部分省市酸沉降临界负荷估算
  在收集降水, 地面水和土壤上述基础数据上, 应用模式, 并结合现场调查, 我国科学家对酸雨污染严重的贵州省, 四川省和重庆市做了酸沉降临界负荷估算。
  重庆市目前SO2 排放远远超出酸沉降临界负荷; 万县和涪陵的SO2 排放离酸沉降临界负荷还有一段距离。
  四川省成都, 自贡, 遂宁, 德阳, 内江等市SO2 排放超出了酸沉降临界负荷; 而绵阳, 广元, 乐山, 南充, 达县, 雅安离酸沉降临界负荷相差还远。
  贵州省贵阳, 六盘水, 安顺市超过了酸沉降临界负荷; 而铜仁, 黔东南, 黔南, 黔西南, 毕节和遵义等地区离酸沉降临界负荷尚有余地。
  其它为酸雨污染的省市也在做类似的估算工作。

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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:13:12 | 显示全部楼层
生态系统酸沉降敏感性
  何谓敏感? 一般有两个含义: 其一, 易受外界影响; 其二, 易受伤害。例如, 有若干人同在农田里劳动, 晒了几小时太阳, 农民的皮肤毫无变化, 但城里来劳动的学生, 则皮肤红肿, 第二天甚至开始脱皮。我们则称城里学生比乡下农民对阳光敏感。生态系统对酸沉降亦如此。同样的酸沉降量, 有的地区土壤易于酸化, 有的地区则不然; 有的地区水域易酸化, 有的地区则不然, 这就是环境对酸沉降的敏感性问题。由于酸沉降或酸雨面积较大, 如果我们找到了敏感性地区, 就找到了重点, 抓住了薄弱环节, 使问题解决变得容易。

酸沉降敏感性标度
  敏感是个概念, 仅仅是个定性说法, 远远不够。因为敏感性程度常常差别较大, 如某类型土壤不易受酸化, 易受酸化, 很易受酸化和极易受酸化等等, 应有定量标度。例如, 化学品的毒性大小的指标是大小鼠口服半致死量: 小于50毫克/ 公斤, 为剧毒; 50-500毫克/ 公斤为高毒; 500-5000毫克/ 公斤为中毒; 大于5000毫克/公斤为低毒。对于土壤, 目前常用土壤阳离子交换量 (CEC) 作为划分土壤对酸沉降敏感性指标; 用水体碱度 (ALK) 作为划分水体对酸沉降敏感性指标。应用该项指标将土壤地图绘为对酸沉降敏感分级图; 将水域图划为对酸沉降敏感性分级图。

生态系统对酸沉降敏感性标度
  生态系统更为复杂, 某一地区土壤或水体现有的化学状况并不能代表整个生态区域对酸沉降的敏感性, 必须开展整个生态系统对酸沉降敏感性区划研究, 首先找到影响对酸沉降敏感性有影响的生态因子; 继而, 确定它们各自对酸沉降敏感性影响的重要性; 再根据其重要性对诸生态因子加权求和; 最终得到一个总体综合指标并据此评价各生态系统的敏感性等级, 绘出等级图。经过我国科学家研究, 认为以下因子对酸沉降敏感性有重要影响: 岩石类型, 土壤类型, 植被与土地利用和土壤水分盈余量。

不同类型岩石的酸中和能力
  地壳表面岩石在大气、水和生物等外力的长期联合作用下发生风化, 风化快的岩石酸中和能力较强, 而风化的快慢又取决于岩石本身的化学成分和矿物种类。如花岗岩, 为硅酸盐, 风化缓慢, 对酸中和能力很弱, 因此具有较强的对酸沉降的敏感性。而石灰岩,为碳酸盐, 风化快, 对酸中和能力强, 对酸沉降不敏感。其余, 砂岩, 页岩, 石灰砂岩等则居于其中等级。显而易见, 碳酸盐比硅酸盐容易为酸性物质所中和, 因此后者常用作防酸腐蚀材料。

不同类型土壤的酸缓冲能力
  土壤对酸沉降来说是个大缓冲系统。何谓缓冲? 船靠岸, 受前进的惯性作用, 船帮可能与岩石发生撞击, 出现事故; 此时, 若在船帮处按装若干轮胎, 则可减缓撞击作用, 船体安然无恙。土壤也如此, 不同土壤的酸缓冲能力不同。其中, 红壤对酸沉降的缓冲能力极差; 黑土对酸沉降的缓冲能力最高; 黄土和褐土居中。这是因为不同类型土壤pH值, 硫酸根吸附容量不同, 有机质含量不同, 盐基饱和度不同, 它们都影响酸缓充能力。

不同土地利用类型对酸沉降的敏感性
  不同的植被和不同的土地利用方式对酸沉降的敏感性有明显影响。植被是树木和草木的通称和集合称, 例如大沙漠没有植被, 林区植被发育较好等等。土地利用方式是指种草, 种果木, 种水稻和种玉米, 小麦等等。针叶林, 如杉木, 罗汉松, 马尾松等, 对酸沉降较为敏感; 农业耕地由于施肥和施用石灰等人类活动, 土壤已保持一定的pH值和盐基饱和度, 对酸沉降敏感性较小; 而草丛, 灌丛和阔叶林则介于二者之间。许多酸雨地区针叶林大面积死亡, 就证明了这一点。

不同土壤水分盈亏量对酸沉降的敏感性
水分盈亏量是单位面积土壤柱水分净通量的大小和方向的表征。对某单位面积土壤柱降雨或灌溉时, 在重力的作用下它将向下输送, 直至地下水表流走, 同时在阳光和温度的作用下, 土壤中的水分将蒸发或通过植物的蒸腾作用向上移动, 逸向大气。在一个时间间隔内, 做一个总的估算, 如水分向下移动为主, 则称水分净通量为正, 表示水分盈余; 否则相反。土壤水分盈余量较大时, 盐基离子的淋溶更为强烈, 对酸沉降更为敏感。

四川盆地和贵州高原土壤对酸沉降的敏感性分区
  应用阳离子交换量 (CEC) 作为区分指标, 例如, 大于 15.4为不敏感地区, 小于6.2 为敏感地区, 居中为微敏感地区, 科学家划分了四川盆地和贵州山地的土壤对酸沉降的敏感性分区。有趣的是, 四川盆地的85% 面积, 包括成都平原和川西地区, 其土壤对酸沉降不敏感; 而盆地西南 (约占6%盆地面积) 的红壤区为敏感区;其余为微敏感区。而贵州省大部分为中度敏感区, 特别是贵州高原与湘贵丘陵盆地之间的过度地区为敏感区。鉴于四川盆地和贵州山地是我国重酸雨区, 这种划分有助于制定治理方案。

我国七省一市酸雨地区酸沉降敏感性分区图
  在我国主要酸雨地区 (江苏, 浙江, 安徽, 福建, 江西, 湖南, 湖北和上海七省一市) 内, 总体来看, 由北向南, 由西向东, 生态系统对酸沉降的敏感性增加。其中, 敏感地区和极敏感地区占总面积1/3 , 分布在福建省西南部和浙江省南部; 而极不敏感地区约占总面积的1/4 , 主要分布在长江以北地区。福建省全境均属于敏感和极敏感地区; 而江苏省大部分属于非敏感区。
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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:13:31 | 显示全部楼层
人工酸雨大棚
  即使在酸雨区内,也不是每天都下酸雨。酸雨污染是长期性的积累效应,它的危害,短则数月,长则数年,才能明显看出。为了缩短效应时间,方便实验条件,某些先进国家建立了类似于体育馆大小规模的塑料或玻璃大棚,实施人工气候,按时喷撒酸雨,馆中种植各类树木植物,小型池塘饲养各种鱼类,其术语叫“模拟酸雨”。它帮助人类认识酸雨规律,找出有效防治措施。
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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:13:52 | 显示全部楼层
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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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:14:12 | 显示全部楼层
我国酸雨研究先驱

  1974年中国科学院生态环境研究中心等单位的科学家首先在北京西郊进行酸雨监测;而后70年代末期又奔走于重庆、贵阳、武汉、南京和北京等市,进行监测,并在长江以南,测到酸雨。引起国人重视。
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 楼主| ljmtidilgw 发表于 2008-7-7 20:14:31 | 显示全部楼层
何谓我国“双控区”?
  我国是个法制国家, 污染控制不能只靠舆论, 必须有法可依。1995年8月, 全国人大常委会通过了新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》, 其中明确规定要在全国划定酸雨控制区和二氧化硫污染控制区, 以求在双控区内强化对酸雨和二氧化硫的污染控制。一方面, 这代表政府对酸雨控制的重视, 要付诸于行动;另一方面, 这也表达了控制酸雨的战略: 不能胡子眉毛一把抓, 要抓住重点, 抓住关键, 加大投入, 解决问题。

何谓我国酸雨控制区?
  一般将pH值小于5.60的降水叫酸雨, 将年均降水pH值小于5.60的地区叫酸雨地区。目前, 我国年均降水pH值低于5.60的地区已达全国面积40%左右。酸雨是区域问题;大部份地区的酸雨仅仅是少部分城市排放的酸性物质经大气长程传送形成的, 只要消灭了少数城市的污染源, 大面积酸雨现象自然会消失。所以, 酸雨控制区应不同于酸雨地区, 要比酸雨地区小得多。当降水pH值低于4.60时, 将会对森林, 农作物和材料产生损害, 西方发达国家多将降水pH值低于4.60作为受控对象的标准。而降水pH值低于4.60的地区要比降水pH值低于5.60的地区小得多。除了这一标准而外, 还要考虑生态系统对酸雨的承受能力问题。不同地区的土壤和植被等生态系统对硫沉降的承受能力不同, 硫沉降负荷反映了该承受能力之大小, 当实际硫沉降超过硫沉降负荷的区域就应予以控制。此外, 酸雨控制区应包括酸雨污染最严重地区及其周边二氧化硫排放最大区域。依此标准, 我国酸雨控制地区的面积约为80万平方公里, 占国土面积8.40%。它主要包括上海市, 重庆市和浙江, 安徽, 福建, 江西,湖北, 湖南, 广东, 广西, 四川, 贵州, 云南等省的部分城市地区。

何谓我国二氧化硫控制区?
  南方的酸雨还和北方二氧化硫的大量排放有关, 仅控制酸雨地区的酸性物质排放而忽略北方二氧化硫的排放, 还是不能有效地控制酸雨。二氧化硫年平均浓度的二级标准是0.06毫克/立方米, 在此浓度之下, 人群在环境中长期暴露将不受危害;二氧化硫日平均浓度三级标准是0.25毫克/立方米, 在此浓度之下, 人群在环境中短期暴露不受急性建康损害。环境空气中二氧化硫的主要危害是引起人体呼吸系统疾病, 导致死亡率增加。二氧化硫污染主要来自燃煤, 集中在城市, 应以城市, 特别是大城市为控制单元。目前, 全国有62.3%的城市二氧化硫年均浓度超过国家二级标准, 达不到保护居民和生态环境不受危害的基本要求;而日均浓度超过国家三级标准, 达不到保护居民和生态环境不受急性危害的最低要求。依此标准,我国二氧化硫污染控制区面积为29万平方公里, 占国土面积3%。主要包括北京市,天津市及河北,山西,内蒙,辽宁,吉林, 江苏, 河南, 陕西, 甘肃, 宁夏, 新疆等省的部分城市。
  实施双控区政策几年来, 情况有了一定改进。1999年底, 列入双控区的 175个城市中已有98座城市实现了二氧化硫浓度达标, 在未来十年内, 情况会有明显改变。


 
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satan137 发表于 2008-10-7 09:17:19 | 显示全部楼层
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梦痕 发表于 2008-10-29 18:35:02 | 显示全部楼层
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zhjsn 发表于 2008-12-2 18:09:41 | 显示全部楼层

谢谢
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yuehanwei 发表于 2009-9-23 21:50:54 | 显示全部楼层
好资料。楼主能不能搜集一点近几年我国酸雨的分布和成分含量的资料?
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hwf222 发表于 2024-2-25 15:36:34 | 显示全部楼层
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