酸雨的危害与防治：从形成机制到应对策略
酸雨的危害与防治：从形成机制到应对策略
酸雨是当今世界面临的重大环境问题之一，它不仅影响自然生态系统的平衡，还对人类社会造成深远影响。本文将从酸雨的定义、形成原因、危害以及应对措施等方面，全面解析这一环境问题。
酸雨的定义
酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。在形成和降落过程中，雨雪会吸收并溶解空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成pH值低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为向大气中排放大量酸性物质所造成的。
中国的酸雨主要因大量燃烧含硫量高的煤而形成，多为硫酸雨，少为硝酸雨。此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。目前，我国一些地区已成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已经引起了人们的密切关注。
酸性物质的来源
酸性物质的来源可以分为自然和人为两大类：
自然来源
- 海洋雾沫：会夹带一些硫酸到空中。
- 生物：土壤中某些机体（如动物尸体和植物败叶）在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫。
- 火山爆发：会喷出可观量的二氧化硫气体。
- 森林火灾：雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源，因为树木也含有微量硫。
- 闪电：高空雨云闪电有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合生成一氧化氮，继而在对流层中被氧化为二氧化氮。
- 细菌分解：即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可以分解出一氧化氮、二氧化氮和氮气等气体。
人为来源
- 煤、石油和天然气等化石燃料燃烧：无论是煤、石油还是天然气都是地下埋藏多少亿年，由古代的动植物化石转化而来，故称作化石燃料。科学家粗略估计，1990年我国化石燃烧约消耗近700百万吨，仅占世界消耗总量的12%，人均相比并不惊人，但是我国近几十年来，化石燃料消耗的增加速度实在太快，1950年至1990年四十年间，增加了30倍，不能不引起足够重视。
- 煤中含有硫，燃烧过程中生成大量二氧化硫，此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮，继而转化为二氧化氮，造成酸雨。同样如金属冶炼，例如将铜、铅、锌硫化物矿石还原为金属过程中逸出大量二氧化硫气体，部分回收为硫酸，部分进入大气，造成酸雨。
酸雨的形成、危害与对策
酸雨的形成
当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体，或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到天上，这些酸性气体与天上的水蒸气相遇，就会形成硫酸和硝酸小滴，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。
酸雨的危害
酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。危害的方面主要有：
- 腐蚀建筑物和工业设备；
- 破坏露天的文物古迹；
- 使湖泊中鱼虾死亡；
- 诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨影响下，可减产 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降；
- 抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制；
- 饮用酸化造成的地下水，对人体有害。
应对措施
减少酸雨主要是要减少烧煤排放的二氧化硫和汽车排放的氮氧化物。可以采取的措施有以下方面：
工厂应采取的措施：
采用烟气脱硫装置；
提高煤碳燃烧的利用率。
社会和公民应采取的措施：
开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等。
使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放。
工业生产排放气体处理后再排放。
少开车，多乘坐公共交通工具出行。
购买包装简单的商品（因为生产豪华包装要消耗不少电能，而对消费者来说包装并没有任何实用价值〕；
支持废物回收再生 （废物再生可以大量节省电能和少烧煤炭〕
酸雨是工业高度发展而出现的副产物，由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。如果形成酸性物质时没有云雨，则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上，这叫做干性沉降，以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。干性沉降物在地面遇水时复合成酸。酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释，因此它们的酸性要比酸雨强得多。高山区由于经常有云雾缭绕，因此酸雨区高山上森林受害最重，常成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分，约占总酸量的90%以上，我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为10∶1。
酸雨案例分析
2014年1月4日江西晨报报道，江西省11个区市中，南昌、景德镇、萍乡、鹰潭、赣州、抚州和上饶7城市11月酸雨频率大于80%，其中南昌、萍乡、赣州、抚州和上饶5城市酸雨频率均达100%。
酸雨分布图
酸雨的研究性学习
“酸雨的危害与防治”的研究性学习可以分为三个阶段：
发现问题：观察录像片段，激发学生思考酸雨与普通的雨水有何不同；通过录像或实地考察认识到酸雨现象的存在和危害；鼓励学生积极动脑，乐意主动参与探索问题、研究问题。
解决问题：激发学生研究酸雨问题的兴趣，形成团结合作精神；养成地理信息收集、整理和分析的能力，对酸雨的成因、分布和防治等问题进行研究和讨论，并形成自己的观点；在观察实践中养成热爱自然、保护环境的意识。
交流研究成果：在交流研讨中，学习他人的研究成果，充实自己的研究成果；对自己的研究成果有喜悦感和成就感，同时认识到自身的差距与不足；能够感受与他人讨论、交流的乐趣。
酸雨相关试题
关于酸雨的叙述正确的是（ ）
A. 我国酸雨主要是碳酸型酸雨
B. 酸雨是指pH＞5.6的雨水
C. 我国酸雨区面积正在缩小
D. 酸雨不仅腐蚀建筑物，而且危害人体健康
【答案】D下图为“我国森林锐减、土地荒漠化、水土流失、酸雨四种环境问题的分布示意图”，数码①②③④分别代表以上四种环境问题之一，下列排序正确的是（ ）
A. ①--森林锐减 ②--土地荒漠化 ③--水土流失 ④--酸雨
B. ①--土地荒漠化 ②--森林锐减 ③--水土流失 ④--酸雨
C. ①--酸雨 ②--土地荒漠化 ③--水土流失 ④--森林锐减
D. ①--土地荒漠化 ②--森林锐减 ③--酸雨 ④--水土流失
【答案】D关于酸雨的叙述正确的是
A. 我国酸雨主要是碳酸型酸雨
B. 酸雨是指pH＞5.6的雨水
C. 我国酸雨区面积正在缩小
D. 酸雨不仅腐蚀建筑物，而且危害人体健康
【答案】D下面各项措施中，能有效防治酸雨的是
A. 禁止排放氟氯烃，研制新的制冷系统
B. 植树造林，扩大森林覆盖率
C. 减少硫氧化物和氮氧化物的排放
D. 发展煤炭生产
【答案】C关于酸雨的叙述，不正确的是
A. 目前人们一般把PH值小于5.6的雨水称为酸雨
B. 酸雨是由化学工业污染造成的
C. 我国的酸雨类型主要是硝酸型酸雨
D. 防止酸雨最根本的办法是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放
【答案】B C结合材料描述重庆酸雨时间分配特点，并分析该市冬季酸雨特点的成因。
【答案】
特点：各季节都有酸雨发生；春、夏、秋三季频率较低，以酸雨为主；冬季频率最高，以重酸雨为主。
原因：冬季降水量较少，稀释作用弱；气温较低，大气对流运动弱，不利于酸性气体的扩散。下列大气环境问题与形成该环境问题的主要污染物及其排放源之间的连线，正确的是（）
A. 全球变暖——氮氧化合物——化石燃料的燃烧
B. 南极臭氧层空洞——二氧化碳——汽车尾气的排放
C. 酸雨——二氧化硫——矿物燃料的燃烧
D. 臭氧层破坏——碳氢化合物——各种制冷设备的使用
【答案】C下列环境问题，可能由酸雨直接引起的是 （）
A. 全球海平面上升
B. 南极企鹅患白内障
C. 水土流失
D. 森林大面积枯萎死亡
【答案】D下列各项措施中，不能促进酸雨防治的是（）
A. 使用低硫燃料
B. 控制汽车尾气排放
C. 减少使用氟氯烃作为制冷剂
D. 安装烟道脱硫技术
【答案】C以下关于环境问题分布特点的叙述，正确的是（）
A. 在城市地区，环境问题主要表现为生态破坏
B. 在广大的乡村地区，环境问题主要表现为环境污染
C. 从全球看，发达国家的环境问题比发展中国家更为严重
D. 有些环境问题不只影响某一个国家或地区，而且可能影响到其他国家甚至全球
【答案】D导致我国强酸雨百分率较大季节的气候原因是（）
A. 高温
B. 寒冷
C. 少雨
D. 多雨
【答案】C酸雨的危害在于（）
①使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖，乃至大量死亡
②使土壤酸化，危害植物生长
③腐蚀建筑物和文物古迹
④危害人体健康
⑤使大气受到污染
A. ①②③④
B. ①②④⑤
C. ②③④⑤
D. ①③④⑤
【答案】A我国西南地区出现重酸雨区的原因主要有（）
①有色金属冶炼工业发达
②地形闭塞，不利于酸性气体的扩散
③多云雾，易形成酸雨
④气温高，不利于空气对流运动
A. ①②③
B. ①②④
C. ②③④
D. ①③④
【答案】A导致酸雨的原因可能是（）
A. 乱扔垃圾
B. 使用含磷洗衣粉
C. 生活污水的任意排放
D. 煤燃烧产生的气体
【答案】D酸雨的危害在于（）
①使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖，乃至大量死亡
②使土壤酸化，危害植物
③腐蚀建筑物和文物古迹
④使大气受到污染
A. ②③④
B. ①③④
C. ①②③
D. ①②④
【答案】C我国下列地区中酸雨危害最严重的是（）
A. 四川盆地
B. 黄土高原
C. 东北平原
D. 华北平原
【答案】A阅读材料，回答下列问题。
材料：雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的SO2、NOx等物质，形成了pH值低于5.6的酸性降水，称为酸雨。酸雨属于二次污染物，其环境影响是区域性的。目前在世界范围已形成几大酸雨区，我国西南地区酸雨污染严重，频率高，单场雨pH值最低曾达3.35(重庆)和3.41(贵阳)，并已蔓延到广东等省。
（1）根据材料，分析我国西南地区酸雨的主要成因。
（2）简要说明酸雨对于环境的影响。
【答案】
（1）能源消费结构以煤炭为主，煤炭中含硫，硫经过燃烧形成SO2；再在空气中氧化遇水形成酸雨。
（2）使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖；使土壤酸化，造成养分流失，土壤肥力下降；腐蚀树叶，使光合作用受阻，影响森林生长；腐蚀破坏建筑物。