硝酸型酸雨的产生和危害

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酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。美国测定的酸雨成分中，硫酸占60%，硝酸占32%，盐酸占6%，其余是碳酸和少量有机酸。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的，二氧化硫和氮氧化物可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。

现代工农业和交通排放大量的、种类繁多的污染物到空气中，其中，煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的二氧化硫，通过气相或液相氧化反应生成硫酸。高温燃烧生成一氧化氮，排入大气后大部分转化成为二氧化氮，遇水生成硝酸和亚硝酸。

由于人类活动和自然过程，还有许多气态或固体物质进入大气，对酸雨的形成也会产生影响。大气颗粒物中的铁、铜、镁、钒是成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使二氧化硫氧化的氧化剂，飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙、天然和人为来源的氨气以及其他碱性物质可与酸反应而使酸中和。

酸雨中含有一定浓度的盐类，来自于降水过程中被冲刷的正漂浮在大气中的酸碱物质比例。此种盐类的成分与该地区的排放源性质有关，有点像反映地区排放特点的“指纹”，被称作降水化学。我国南方降水化学中硫酸根浓度较高，平均是德国的45倍，美国的55倍；硫酸根与硝酸根之比是德国的70倍，我国南方酸雨属于硫酸型的，主要由煤烟型大气污染造成的；美国和德国降水是硝酸型的，主要由汽车尾气型大气污染造成的。

酸雨成分中硫酸和硝酸的比例也不是一成不变的，随着社会发展和工业生产中能源结构的变化而改变。就我国情况而言，目前二氧化硫排放量比氮氧化物排放量要大，所以酸雨中的硫酸多于硝酸。但是个别的南方省市，如广东、福建等省，二氧化硫的排放量比氮氧化物的排放量要小，且从发展的角度考虑，汽车数量在我国增加较快，而汽车尾气排放的主要是增加氮氧化物的排放量。因此，在未来的若干年内，可能出现氮氧化物排放量超过二氧化硫排放量的情况，到时候，酸雨中的硝酸就会占有较高的比例。

酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。空气中存在着各种酸性、碱性、中性的气体和颗粒物，而最终降水的酸度就是降水中的主要阴阳离子的平衡。当大气中二氧化硫和一氧化氮的浓度较高时，降水中就会表现为酸性；如果降水中代表碱性物质的几个主要阳离子浓度也较高时，降水就不会有很高的酸度，甚至可能呈现碱性。在碱性土壤地区，或大气中颗粒物浓度高时，往往出现这种情况。相反，即使大气中二氧化硫和一氧化氮浓度不高，而碱性物质相对更少时，则降水仍然会有较高的酸度。

另外，二氧化硫进入大气后，通过光化学反应，变为硫酸根，这需要一段时间，二氧化硫扩散到很远的地方。因此，硫酸型酸雨的形成可以是本地二氧化硫污染引起的，也可以是别处的二氧化硫污染引起的。一氧化氮进入大气后，很快与氧气化合，生成二氧化氮，继而变为硝酸根，需要时间较短。因此，硝酸性酸雨的形成主要是本地的氮氧化物污染引起的。

酸雨的形成过程，是从工业生产，民用生活燃烧煤炭，汽车尾气排放出二氧化硫、氮氧化物开始的。之后经过“云内成雨过程”，自由大气里由于存在01～10微米范围的凝结核而造成了水蒸气的凝结，然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴在云内，云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并，同时吸收大气中气体污染物，在云滴内部发生化学反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴。再经过“云下冲刷过程”，在雨滴下降过程中，雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶，不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，雨滴内部也会发生化学反应。最终，雨滴降落在地面上，形成了酸雨。我们可以把这个过程分解为具体的四个步骤：

（1）水蒸气冷凝在含有硫酸盐、硝酸盐等的凝结核上；（2）形成云雾时，二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等被水滴吸收；（3）气溶胶颗粒物质和水滴在云雾形成过程中互相碰撞、聚凝并与雨滴结合在一起；（4）降水时空气中的一次污染物和二次污染物被冲洗进雨。

链接：天堂的眼泪

酸雨，被人们称作“天堂的眼泪”或“空中的死神”，具有很大的破坏力。它会使土壤的酸性增强，导致大量农作物与牧草枯死；它会破坏森林生态系统，使林木生长缓慢，森林大面积死亡；它还使河水、湖水酸化，微生物和以微生物为食的鱼虾大量死亡，成为“死河”、“死湖”。酸雨还会渗入地下，致使地下水长时期不能利用。

据统计，欧洲中部有100万公顷的森林由于酸雨的危害而枯萎死亡；意大利的北部也有9000多公顷的森林因酸雨而死亡。在瑞典，２万多个湖泊因受酸雨的侵袭已无水生物生存；挪威有260多个湖泊鱼虾绝迹。1980年，加拿大有8500个湖泊全部酸化，美国至少有1200个湖泊全部酸化，成为“死湖”。

另外，酸雨还会对桥梁楼屋、船舶车辆、输电线路、铁路轨道、机电设备等造成严重侵蚀。据专家介绍，古希腊、罗马的文物遗迹风化加剧，罪魁祸首便是酸雨。在美国东部，约3500栋历史建筑和1万座纪念碑受到酸雨损害。

酸雨尤其是酸雾会对人体健康造成严重危害。它的微粒可以侵入肺的深层组织，引起肺水肿、肺硬化甚至癌变。据调查，仅在1980年，英国和加拿大因酸雨污染而导致死亡的就有1500人。

酸雨形成的原因是空气中含有大量的酸性气体所造成的，空气中的酸性气体是空气污染造成的，空气中的酸性气体大部分是由工厂废气的直接排放所导致。比如空气中二氧化碳的含量过高时，下雨时二氧化碳溶解于水后就会形成碳酸雨，如二氧化硫过高时，下雨时二氧化硫溶解于水就会下亚碳酸雨，这些都叫酸雨。这就是酸雨形成的原因。

N2+O2=2NO(条件：闪电）,

一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2,

3NO2+H2O=2HNO3+NO

或者是N2+O2=2NO(条件：闪电),4NO+3O2+2H2O=4HNO3

N2+O2=2NO(条件：闪电），

一氧化氮结构上不稳定，空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2，

3NO2+H2O=2HNO3+NO。

或者是N2+O2=2NO(条件：闪电)，4NO+3O2+2H2O=4HNO3

工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。由于我国多燃煤，所以的酸雨是硫酸型酸雨。而多燃石油的国家下硝酸雨。

酸雨中的阴离子主要是硝酸根和硫酸根离子，根据两者在酸雨样品中的浓度可以判定降水的主要影响因素是二氧化硫还是氮氧化物。二氧化硫主要是来自于矿物燃料（如煤）的燃烧，氮氧化物主要是来自于汽车尾气等污染源。相关的文献中，通过硫酸根和硝酸根离子的浓度比值将酸雨的类型分为三类，如下： （1）硫酸型或燃煤型：硫酸根/硝酸根>3 （2）混合型：05<硫酸根/硝酸根<=3 （3）硝酸型或燃油型：硫酸根/硝酸根<=05。 由此，可以根据一个地方的酸雨类型来初步判断酸雨的主要影响因素。当然，大多数地方的酸雨可能这三种类型都涵盖了，这就需要对每个时间段的酸雨影响因素作进一步分析了。

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