揭開(kāi)酸雨的神秘面紗

正常雨水的酸堿度（pH值）一般在6.0左右，但是有一種特殊的雨，它會(huì)使人們的眼睛發(fā)癢，皮膚像被蟲(chóng)“蜇”了一樣難受。如果經(jīng)常降這種特殊的雨，地球上的生命也會(huì)失去往日的生機(jī)，肥沃的土壤變得貧瘠、森林為此而枯萎、湖泊里的魚(yú)兒不斷減少乃至消失，就連那沒(méi)有生命的建筑物也會(huì)斑斑駁駁地剝蝕。這種雨就是酸雨?？茖W(xué)上定義降雨pH值小于5.6為酸雨。通常酸雨比檸檬汁和番茄汁還要酸，有時(shí)甚至和醋一樣酸。

那么，雨為什么會(huì)是酸的呢？

酸雨主要是燃燒煤、石油等化石燃料所產(chǎn)生的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO_x）與大氣中的水蒸氣作用而形成的酸性產(chǎn)物，有時(shí)也會(huì)以酸雪、冰雹、霧等其他酸性沉降物的形式存在。SO₂是一種無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，它與水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸（H₂SO₃），其中一小部分在空氣中氧的作用下生成腐蝕性更強(qiáng)的硫酸（H₂SO₄）。

SO₂的排放源，90%以上集中在城市和工業(yè)區(qū)。英國(guó)倫敦曾多次發(fā)生由煤煙引起大氣污染的煙霧事件，這類(lèi)煙霧被稱(chēng)為倫敦型煙霧。

NO_x也是酸雨的主要來(lái)源之一，從目前的排放情況看，有增長(zhǎng)的勢(shì)頭。除了燃料燃燒排出的NO_x外，以汽油和柴油為燃料的各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛，特別是汽車(chē)，排出的廢氣中也含有大量的NO_x。氮氧化物不僅能轉(zhuǎn)化為酸雨，也是光化學(xué)煙霧污染的元兇。

酸雨問(wèn)題最早是在19世紀(jì)70年代被一個(gè)英國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)的。人類(lèi)認(rèn)識(shí)到酸雨對(duì)環(huán)境生態(tài)的破壞作用卻已經(jīng)歷了近百年。被人們視為“空中死神”的酸雨正在給全球造成極為嚴(yán)重的災(zāi)難。酸雨破壞了水體生態(tài)平衡，僅瑞典和挪威兩國(guó)就有20000多個(gè)湖泊已成為生態(tài)意義上的死湖，有10000多個(gè)湖泊面臨著嚴(yán)重的威脅，這些湖泊的pH值已下降到5.0以下，魚(yú)類(lèi)瀕臨消亡；酸雨還破壞了森林生態(tài)系統(tǒng)，例如，德國(guó)巴伐利亞目前有54000公頃的森林危在旦夕；同時(shí)，酸雨也無(wú)情地侵蝕著蘊(yùn)涵人類(lèi)幾千年文化的古建筑群，如北京故宮建筑中的漢白玉和大理石、意大利和羅馬戶外的雕塑都未能幸免；二氧化硫、氮氧化物與飄塵（直徑小于10微米的塵粒）的協(xié)同作用，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重刺激，使支氣管收縮，患病人群增多，老人和兒童更為敏感。例如，我國(guó)的重酸雨區(qū)重慶，患有呼吸系統(tǒng)疾病人口的發(fā)病率比全國(guó)平均水平高3倍。這是因?yàn)橹貞c市的酸雨降水年平均pH值都低于4.5，在市中心地區(qū)，最低pH值達(dá)3.1。

據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的估計(jì)，全球每年排放的SO₂達(dá)1.51億噸。隨著人類(lèi)對(duì)能量愈來(lái)愈多的需求，這個(gè)數(shù)字還會(huì)升高。具有諷刺意味的是，造成酸雨的原因之一，有時(shí)恰恰是人類(lèi)為了減少環(huán)境污染所做的努力。起初，人們?yōu)榱死米匀粌艋芰刂茻煔庵蠸O₂對(duì)環(huán)境的污染而開(kāi)始修筑高煙囪，最高達(dá)385.5米。這些煙囪雖然減少了煙霧對(duì)當(dāng)?shù)乜諝獾奈廴荆珶熿F卻被強(qiáng)風(fēng)送到數(shù)萬(wàn)米之外的地方，這些高煙囪就像化學(xué)武器一樣對(duì)整個(gè)地球產(chǎn)生副作用，如加拿大的酸雨來(lái)自美國(guó)，英國(guó)的酸雨降到瑞典、挪威等北歐國(guó)家，為此引起了不少?lài)?guó)際紛爭(zhēng)?？梢?jiàn)，酸雨問(wèn)題已成為一個(gè)跨國(guó)界的問(wèn)題。

已有的經(jīng)驗(yàn)證明，如果用含硫量低的煤和石油代替高硫煤和石油，將會(huì)減少酸雨的形成。目前人類(lèi)還采用從直升機(jī)上播撒石灰的方法來(lái)降低湖水的酸度，并且希望能通過(guò)遺傳育種的手段培養(yǎng)出更耐酸的魚(yú)類(lèi)。但最有效的辦法是限制SO₂，和NO_x的排放量，或者從燃料中把這些物質(zhì)去掉（即燃燒前脫硫）。目前在技術(shù)上可能真正實(shí)現(xiàn)大幅度減少SO₂排放量的，還是燃煤用戶（如燃煤發(fā)電廠等）采用燃燒中或燃燒后脫硫技術(shù)。

早在1884.年英國(guó)就有人用石灰水在洗滌塔中吸收燃燒硫磺形成的SO₂，并回收硫酸鈣（CaSO₄），至今煙氣脫硫方法已達(dá)200余種，按使用的吸收劑或吸附劑的形態(tài)和處理過(guò)程不同，可分為干法、濕法及半干法三類(lèi)。其中濕法煙氣脫硫裝置具有投資小、操作維護(hù)容易、反應(yīng)速度快和脫硫率高等優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。國(guó)際上20世紀(jì)四五十年代發(fā)展起來(lái)的石灰石－石膏濕法煙氣脫硫方法已成為成熟的技術(shù)，在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。

從1872年第一次發(fā)現(xiàn)酸雨到現(xiàn)在，酸雨像一個(gè)無(wú)形的空中死神對(duì)地球生命形成了嚴(yán)重的威脅，人類(lèi)已經(jīng)為酸雨付出了巨大的代價(jià)，若不采取措施，今后將付出更大的代價(jià)。認(rèn)識(shí)酸雨、告別空中死神，仍需要全世界人民的不懈努力。