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七、酸性降水 1 降水的pH 2 降水pH的背景值 3 降水的化学组成 4 酸雨的化学组成 5 影响酸雨形成的因素 酸性降水 酸性降水是指通过降水将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。 酸雨、湿沉降、干沉降、酸沉降 酸沉降 (acid deposition) 是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。 酸沉降 湿沉降 (wet deposition)指大气中的物质通过降水而落到地面的过程。被湿沉降或降水去除对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。 湿沉降有两类：雨除 (rainout)和冲刷(washout)。 干沉降 (dry deposition)是指大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用，被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程，具体包括重力沉降，与植物、建筑物或地面 (土壤)碰撞而被捕获 (被表面吸附或吸收)的过程。 酸雨 正常的未被污染的雨水pH为5.6，由大气中CO2和纯水平衡决定．pH＜5.6的雨水定为酸雨． 酸雨的形成主要是由于大气中的SO2、NO和NO2，即酸雨中的酸性化合物大部分是硫酸、亚硫酸、硝酸、亚硝酸和少量有机酸．燃烧煤会将煤中的硫氧化为SO2，在工业和运输车辆发动机中(全世界约4亿辆汽车)会放出氮氧化物NOx，硫和氮的氧化物是衍生成酸雨的主要物质． 本世纪以来，全世界酸雨污染范围日益扩大，由北欧扩展到中欧，又由中欧扩展到东欧，几乎整个欧洲地区都在降酸雨。 20世纪80年代以来，除北美、欧洲以外，东北亚主要是日本、韩国和中国的酸雨区迅速扩展成为世界第三大酸雨区。 由于我国以燃煤为主，原煤入洗率仅占18%，绝大多数原煤未经洗选就直接燃烧，煤的含灰量和含硫量较高．几乎所有城市和工业区大气中颗粒物浓度全年均处于高水平，超过国家标准几倍至十几倍．北方城市在冬季采暖期大气中二氧化硫浓度很高，在使用高硫煤地区，二氧化硫污染更为严重． 酸雨 中国20世纪80年代酸雨主要发生在西南地区(重庆、贵阳等地)，到90年代中期，酸雨已经发展到长江以南、青藏高原以及四川盆地等广大地区，年均降水pH5.6的区域占全国面积的40%左右。 降水年平均pH小于5.6的地区主要分在秦岭淮河以南，在此以北仅有个别地区。降水年平均pH小于5.0的地区主要在西南、华东及东南沿海一带。 中国酸雨的主要致酸物质是硫酸盐，降水中SO42—的含量普遍都很高。 大量二氧化硫进入大气，形成硫酸气溶胶，出现酸雨．像西南重庆和贵阳地区，长江三角洲上海，苏州、常州、杭州地区，中南长沙、广州地区，雨水pH经常在4左右． 二氧化硫易溶于水滴，当有铁、锰等金属盐存在时(空气中悬浮的微粒常含有铁、锰等金属盐并成为凝结水气的质点)，能很快被溶解的氧气氧化为硫酸: 2SO2+2H2O+O2?2H2SO4 二氧化硫容易受紫外光的激发活化，与空气中氧气进行光化学氧化，产生SO3，溶于水即成H2SO4，它是酸雨的主要酸性成分． 硫是植物的必需元素，少量二氧化硫被植物吸收后可进行氧化、中和，不会受到伤害．但是空气中含二氧化硫过多，特别当它转化为硫酸烟雾后，妨碍叶面气孔进行正常的气体交换，影响光合作用，对叶面组织产生腐蚀，出现失绿斑点，甚至全部枯黄，引起植物死亡． 酸雨下到地里，H+与土壤中有益养分离子进行交换，造成养分流失，降低肥力和生态系统生产力．给土壤施放石灰[Ca(OH)2]，可部分降低危害，但毕竟是临时措施． 二氧化硫和酸雨对人体健康有严重危害, 也会大大降低建筑物、桥梁和设备寿命，对文物(如埃及的人面狮身像)产生腐蚀损坏． 1 降水的pH CO2作为影响天然降水pH的因素与纯水的平衡 在一定温度下，KW、KH、 K1、 K2、pCO2都是固定值，根据CO2的全球大气浓度330mL／m3，将这些已知数值代入上式．计算结果得pH＝5.6，此值可看作未受污染的大气水pH的背景值。把pH为5.6作为判断酸雨的界限。pH小于5.6的降雨称为酸雨。 表2－7 世界某些降水背景点的pH值 2．降水pH的背景值 表2—7列出了世界某些地区降水pH的背景值，从中发现降水pH值均小于或等于5.0。 由于雨水存在足够的缓冲容量，pH在5.0一5.6之间的雨水有可能受到人为活动的影响，但没有超过天然本底硫的影响范围，即不超出天然缓冲作用的调节能力．因为雨水与天然本底硫平衡时的pH即为5.0。如果雨水pH小于5.0，就可以确信人为影响是存在的。因而认为把5.0作为酸雨pH的界限更符合实际情况。 3. 降水的化学组成 （1）降水的组成 ①大气中固定气体成分 ②无机物 ③有