好雨知时节 奈何变“硫酸”
（四）好雨知时节 奈何变“硫酸”
“好雨知时节，当春乃发生。随风潜入夜，润物细无声。”雨水对万物的生存有着重要的作用，她滋润着大地，养育着生灵。但是，在全球许多地区，雨水已变得越来越酸，造成了极大危害，人们形象地把它喻为“来自空中的死亡之神”。
被酸雨腐蚀的森林
现代文明给人类带来进步，人类成了自然的主人；但享福过了头，自然又反过来惩罚人类，人类遇到了许多前所未见的麻烦。酸雨，是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。
目前，全球有三大块酸雨地区：西欧，北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内，湖泊酸化，渔业减产，森林衰退，土壤贫瘠，粮菜减产，建筑物腐蚀，文物面目皆非。
酸雨问题目前已经成为备受人们关注的区域环境问题。“天不下雨人盼雨，天若下雨人怕雨。”整个欧洲、北美洲和亚洲都已处在酸雨的危害之中。北欧的纳维亚半岛南部、瑞典、丹麦、波兰、德国以及北美的加拿大等国的酸雨pH值多为4～4．5。北美一些地区pH值3～4的酸雨已司空见惯，美国15个州降雨的pH值在4．5以下。日本静冈县清水市雨水pH值曾达2．3，神奈川县川崎市曾达3．3，千叶县京原市曾达3．8。
我国南方大部分地区也已出现酸雨，特别是西南、华南和东南沿海，酸雨污染尤为严重。重庆、贵阳、长沙、柳州、厦门雨水的年平均pH值为4～4．5，许多地区都出现过pH值小于3．5的雨水。就连远离工业地带的“净土之地”峨眉山，近年来也受到酸雨光顾，主峰金顶（3078米）时常出现pH值小于4．5的酸雨。目前，全球的酸雨正在有增无减地发展，不断出现一些新生的酸雨区，印度、巴西、南非等国以及东南亚地区已经出现了酸雨问题。
近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；而后火力电厂星罗齐布，燃煤数量日益猛增。遗憾的是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体（SO2）；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成分，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨：化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
简单地说，酸雨就是酸性的雨。什么是酸？纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值，叫pH值。于是，纯水的pH值为7；酸性越大，pH值越低；碱性越大，pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性，pH值为5．65。被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于5．65的雨叫酸雨；pH值小于5．65的雪叫酸雪；在高空或高山（如峨眉山）上弥漫的雾，pH值小于5．65时叫酸雾。
90年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收集到了含有有毒农药成分的“毒雪”。“毒雪”形成与酸雨或酸雪形成过程极为相似。也是人类活动，使用人造的农药到田间，杀虫增产，但农药却进入了环境；也是通过大气远程传输；也是在高空中，污染物被雨雪冲刷；也是最终降落地面，危害人类。由“酸雨”发展到“毒雪”，如此严重的环境恶化趋势，值得人类反省！
大气中的硫和氮的氧化物有自然和人为两个来源。二氧化硫的自然来源包括微生物活动和火山活动，含盐的海水飞沫也增加大气中的硫。自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半，但由于自然循环过程，自然排放的硫基本上是平衡的。人为排放的硫大部分来自贮存在煤炭、石油、天然气等化石燃料中的硫，在燃烧时以二氧化硫形态释放出来，其他一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。随着化石燃料消费量的不断增长，全世界人为排放的二氧化硫在不断增加，其排放源主要分布在北半球，产生了全部人为排放的二氧化硫的90%。天然和人为来源排放了几乎同样多的氮氧化物。天然来源主要包括闪电、林火、火山活动和土壤中的微生物过程，广泛分布在全球，对某一地区的浓度不发生什么影响。人为排放的氮氧化物主要集中在北半球人口密集的地区。机动车排放和电站燃烧化石燃料差不多占氮氧化物人为排放量的75%。
欧美一些国家是世界上排放二氧化硫和氮氧化物最多的国家。但近10多年来亚太地区经济的迅速增长和能源消费量的迅速增加，使这一地区的各个国家，特别是中国成为一个主要排放大国。
酸雨的危害主要表现在以下几个方面：
一是损害生物和自然生态系统
酸雨降落到地面后得不到中和，可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的pH值降到5以下时，鱼的繁殖和发育会受到严重影响。土壤和底泥中的金属可被溶解到水中，毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。
酸雨还抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中钙、镁、钾等营养因素，使土壤贫瘠化。酸雨损害植物的新生叶芽，从而影响其生长发育，导致森林生态系统的退化。
二是腐蚀建筑材料及金属结构
酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品，耐酸性差，容易受酸雨腐蚀和变色。
从欧美各国的情况来看，欧洲地区土壤缓冲酸性物质的能力弱，酸雨危害的范围还是比较大的，如欧洲30%的林区因酸雨影响而退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别严重，特别是一些湖泊受害最为严重，湖泊酸化导致鱼类灭绝。另据报道，从1980年前后，欧洲以德国为中心，森林受害面积迅速扩大，树木出现早枯和生长衰退现象。加拿大和美国的许多湖泊和河流也遭受着酸化危害。美国国家地表水调查数据显示，酸雨造成75%的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿大政府估计，加拿大43%的土地（主要在东部）对酸雨高度敏感，有14000个湖泊是酸性的。
欧洲和北美国家经受多年的酸雨危害之后，认识到酸雨是一个国际环境问题，单独靠一个国家解决不了问题，只有各国共同采取行动，减少二氧化硫和氮氧化物的排放量，才能控制酸雨污染及其危害。1979年11月，在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了“控制长距离越境空气污染公约”，1983年，欧洲各国及北美的美国、加拿大等32个国家在公约上签字，公约生效。1985年，联合国欧洲经济委员会的21个国家签署了赫尔辛基议定书，规定到1993年底，各国需要将硫氧化物排放量削减到1980年排放量的70%，即比1980年水平削减30%。议定书于1987年生效。目前，日、美等国试图建立东亚空气污染监测网，开展联合监测，逐步在东亚建立区域性酸雨控制体系。
为了综合控制燃煤污染，国际社会提倡实施系列的包括煤炭加工、燃烧、转换和烟气净化各个方面技术在内的清洁煤技术。这是解决二氧化硫排放的最为有效的一个途径。美国能源部在80年代就把开发清洁能源和解决酸雨问题列为中心任务，从1986年开始实施了清洁煤计划，许多电站转向燃用西部的低硫煤。日本、西欧国家则比较普遍地采用了烟气脱硫技术。
控制酸雨污染是大气污染防治法律和政策的一个主要领域，它主要包括两方面的措施：一是直接管制措施，其手段有建立空气质量、燃料质量和排放标准，实行排放许可制度；二是经济刺激措施，其手段有排污税费、产品税（包括燃料税）、排放交易和一些经济补助等。西方国家传统上比较多的采用了直接管制手段，但从90初年代以来，很注重经济刺激手段的应用。西欧国家较多应用了污染税（如燃料税和硫税）。美国1990年修订了清洁空气法，建立了一套二氧化硫排放交易制度。据估计，由于实施了交易制度，只需要酸雨控制计划原来估算费用的一半，就可以实现到2010年将全国电站二氧化硫排放量在1980年基础上削减50%的目标。
目前，欧洲、北美、日本等在削减二氧化硫排放方面取得了很大进展，但控制氮氧化物排放的成效尚不明显。