酸雨：它是如何制作的？它的影响是什么？

介绍

酸性污染物可以以湿和干燥的形式从大气层沉积到地球表面。用于描述此过程的共同术语是酸沉积。术语酸降水量用于具体描述湿污染的湿形式，可以在雨，雨夹雪，雪，雾和云蒸汽中找到。酸可以定义为当溶解在水中的任何物质中，以产生腐蚀性氢离子。溶解在水中的物质的酸度通常以ph（定义为氢离子浓度的阴性对数）。根据该测量刻度，具有小于7的pHS的溶液被描述为存在酸性，虽然考虑了pH大于7.0的pH碱性（图8H-1）。由于涉及二氧化碳的天然大气反应，沉淀通常具有5.0至5.6的pH值。对于比较，蒸馏水，任何其他物质的纯净，pH为7.0。当其pH下降到5.6（比纯蒸馏水比纯蒸馏水比酸性多25倍）时，沉淀被认为是酸性的。东北美国的一些景点具有低至2.3或比自然更低为2.3或约1000倍的降水事件。
酸沉积不是最近的现象。在17世纪，科学家们指出，行业和酸性污染在植被和人民上的效果不起作用。但是，这个词酸雨在Angus Smith发表了一本名为'酸雨'在1960年代，在20世纪60年代，当渔民注意到北美和欧洲许多湖泊中的鱼数和多样性下降时，与酸沉积相关的问题成为国际问题。
酸沉积形成

酸沉积可以形成两种方法。在某些情况下，盐酸可以直接排出到大气中。更常见的是它是由于二级污染物从氧化中形成氮氧化物（nox）或二氧化硫（SO2）释放到大气中的气体（见图8H-2）。地球表面或大气中的反应可以将这些污染物转化为硝酸或者硫酸。将这些气体改变为酸性对应物的过程可能需要几天，并且在此期间这些污染物可以从原始来源运输数百公里。当氮氧化物和二氧化硫在景观上沉淀并与露水或霜相互作用时，也可以在地球表面发生酸沉淀形成。

二氧化硫的排放负责全局发生的60-70％的酸沉积。大气中超过90％的硫是人类的。硫磺的主要来源包括：

• 煤炭燃煤通常含有2-3％的硫，因此当它被烧制二氧化硫时释放。
• 金属硫化物矿石的冶炼得到纯金属。锌，镍和铜等金属全部通常以这种方式获得。
• 火山爆发 - 虽然这不是一个普遍的问题，火山喷发可以在区域区域增加大量的硫磺。
• 有机腐烂。
• 海浪。

释放到大气中后，二氧化硫可以沉积在地球表面上以干沉积的形式沉积，或者它可以经历以下反应，以产生掺入湿沉积产物中的酸（图8H-2）：

所以2+ H.2O.»»»H2所以3.

H2所以3.+ 1 / 2o2»»»H2所以4.

大气中氮氧化物的升高的约95％是人类活动的结果。剩下的5％来自几个自然过程。氮氧化物的主要来源包括：

• 油，煤和天然气燃烧。
• 土壤中的细菌作用。
• 森林火灾。
• 火山行动。
• 闪电。

由于以下大气化学反应的结果，氮形式的酸（见图8H-2以上）：

没有+ 1 / 2o2»»»不2
22+ H.2O.»»»HNO.2+ HNO.3.
不2+哦»»»HNO.3.

最后，氮氧化物和二氧化氧化物的浓度远低于大气二氧化碳，主要负责制造天然雨水微酸性。然而，这些气体比二氧化碳更易溶，因此对沉淀的pH具有更大的影响。

酸沉积的影响

酸沉积以几种不同的方式影响环境。在水生系统中，酸沉积可以通过降低它们的pH来影响这些生态系统。然而，并非所有水生系统都是平等的。存在于富含钙和/或镁的基岩或沉积物上存在的溪流，池塘或湖泊自然是从酸沉积的影响中缓冲的。中性或酸性基岩上的水生系统对酸沉积通常非常敏感，因为它们缺乏缓冲酸化的基本化合物（见图8H-3）。在加拿大，许多在花岗岩上发现的水体加拿大盾牌落在这个小组。水生酸化最明显的影响之一是鱼数的下降。最初，它被认为是因为水的酸度越来越多地死了。然而，在20世纪70年代，科学家发现，酸化的湖泊也包含了汞，铝和镉等毒性重金属的高浓度。这些重金属的来源是水体周围的土壤和基岩。通常，这些化学品被发现锁定在粘土颗粒，矿物质和岩石中。然而，陆地土壤和基岩的酸化会导致这些金属变得可溶。一旦溶解，这些有毒金属通过渗透到水中的水生体系而容易浸出，在那里它们积聚到毒性水平。

在中纬度地区，许多酸化的水生系统会经历一种现象酸休克。在冬季，酸性沉积物可以在积雪中积聚。随着春天的到来，Snowpack开始迅速融化，酸在短时间内释放浓度5至10倍，比降雨更酸。大多数成年鱼都可以存活这种震惊。然而，许多弹簧产卵物种的鸡蛋和小油炸物对该酸化非常敏感。

酸沉积对植被影响的严重程度极大地依赖于植物生长的土壤类型。类似于表面水酸化，许多土壤具有天然缓冲能力，并且能够中和酸输入。通常，有很多石灰的土壤比由硅质砂或风化的酸性基岩组成的酸更好。在减少缓冲的土壤中，植被是通过酸沉积进行的，因为：

• 提高酸度导致几种重要植物营养素的浸出，包括钙，钾和镁。减少这些营养素的可用性导致植物生长率下降。
• 重金属铝在酸化的土壤中变得更加流动。铝可以损坏根部并干扰植物摄取其他营养素，如镁和钾。
• 土壤pH降低可导致种子的发芽和幼苗的生长抑制。
• 许多重要的土壤生物不能存活是土壤低于6.0的pH值。这些生物的死亡可以抑制分解和营养循环。
• 高浓度的硝酸可以增加氮的可用性，并降低植物生长所需的其他营养素的可用性。结果，植物通过氮气过度施肥（一种称为氮饱和）。
• 酸性沉淀可能对植物的叶子造成直接损害，特别是当沉淀为雾或云水的形式时，酸性高于降雨量的酸性多10倍。
• 已经发现SO2和NOx的干燥沉积影响叶子在水胁迫下保持水的能力。
• 酸性沉积可以从植物组织中渗滤营养物质削弱它们的结构。

这些效果的组合可以导致具有降低的生长速率，开花能力和产量的植物。它还使植物更容易受到疾病，昆虫，干旱和霜冻的影响。

酸性沉积对人类的影响可分为三个主要类别。酸沉积可以通过以下方法影响人体健康：

• 可以通过土壤的酸化释放到环境中的毒性金属，例如汞和铝。有毒金属然后可以在饮用水，作物和鱼中最终获得，然后通过消费被人类摄取。如果以大量摄入，这些金属可能对人类健康有毒性作用。一种金属铝，被认为与发生的发生有关阿尔茨海默氏病。
• 增加的二氧化硫浓度和氮的氧化物含量与呼吸疾病的医院录取增加。
• 接受高量酸性污染的社区儿童的研究表明，胸部感冒，过敏和咳嗽的频率增加。

酸沉积也影响了一些人的经济生计。北美东海岸的许多湖泊和溪流是如此酸性，鱼在数量大幅下降。减少的鱼数，然后影响商业渔民和依赖体育捕鱼旅游的行业。林业和农业受到植被造成的损害的影响。在北美和欧洲东部的某些地区，已经发生了大型末端的树木。

最后，酸沉积效应人类建设的数量无生命特征。由石灰石构成的建筑物和头层容易被酸攻击，也是由铁或钢构成的结构。汽车上的涂料可以与酸沉积反应导致衰落。欧洲的许多教堂和大教堂都受到酸性沉积的影响的攻击。