第一篇第十五章酸雨
酸雨基本知识
一、酸雨的发现
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
棋布，燃煤数量猛增。遗憾的是，煤含杂质硫，在燃烧中将排放酸性气
体SO2；燃烧产生的高温不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。
二、什么是酸雨
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，它是碱。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。
三、什么是酸雨率
某地区一年之内可降若干次雨，有的是酸雨，有的不是酸雨，因此某地区的酸雨率为该地区
酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0，最高值为100%。如果有降雪，当
以降雨视之。
有时，一个降雨过程可能持续几天，所以酸雨率应以一个降水全过程为单位，即酸
雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。
除了年均降水pH值之外，酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。
四、什么是酸雨区
某地收集到酸雨样品，还不能算是酸雨区，因为一年可有数十场雨，某场雨可能是
酸雨，某场雨可能不是酸雨，所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨
论之中，但一般认为：年均降水pH值高于565，酸雨率是0～20%，为非酸雨区；pH值在
5.30～5.60之间，酸雨率是10～40%，为轻酸雨区；pH值在5.00～5.30之间，酸雨率是
30～60%，为中度酸雨区；pH值在4.70～5.00之间，酸雨率是50～80%，为较重酸雨区；pH
值小于4.70，酸雨率是70～100%，为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实，北京、西
宁、兰州、乌鲁木齐等市也有过几场酸雨，但年均pH值和酸雨率都在非酸雨区标准内
，故为非酸雨区。
五、制约酸雨地区分布的因素
酸雨地区分布为复杂因素所制约。从宏观来看，中国内地的酸雨分布取决于中国各
地酸、碱性物质的排放量，促成大气中酸碱物质转化的物质如CO和O3的当地排放量；
再加上当地的气象条件，如中国各地年均温度、中国各地年均雨量、中国各地年均大气湿度
、中国各地年日照时数和中国各地土壤的酸碱性等。
酸雨的危害
20世纪50年代以前，世界上降水的pH值一般大于5，少数工业区偶尔降过酸雨。从60
年代始，随着工业发展和矿物燃料消耗的增多，一些地区如北欧和北美，降水的pH值
降到5以下，并且范围不断扩大。目前，中国南方的酸雨pH值均小于5。
弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动、植物吸收。但如果酸度过高，例如pH值降
到5以下，就可能使人类及大自然生态系统受到损害。在土壤盐基饱和度低或上层薄的
岩石地区，酸性雨水降落地面后得不到中和，可使土壤、湖泊、河流等酸化。而河湖
水体的PH值降到5以下时，鱼的繁殖发育便会受到严重影响。因此，酸化的湖泊、河流
中鱼类减少，情况严重的甚至可成为“死湖”。
不仅如此，酸雨抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、
镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。酸雨伤害植物的新生芽叶，从而影响其生长发
育，酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。酸雨损坏古建筑、雕塑像。酸雨可伤害
人的呼吸系统和皮肤。而作为水源的湖泊和地下水酸化后，由于金属的溶出，可能
对饮用者的健康造成更大的危害。
酸雨是陆地生物圈包括人类的天外来敌，通常被冠以“空中死神”的恶称，然而导致
酸雨威胁人类的根源，还是人类自己对环境，尤其是大气的污染。酸雨今后将严重危
及水质、土壤、森林和各种构建物，对于人类来说，这是一场化学战争。
酸雨公害越来越明显。1984年美国政府在一份名为《酸雨与大气污染的转移》报告中
指出，“如果再不采取某些防止大气污染的措施，污染地区湖泊和河流都将彻底死
亡。”美国政府的这份报告有着广泛的调查基础，而其调查对象包括东北部的纽约州
在内的9个州27个地区。这其中，在调查的17 059个湖泊中有9 423个受到酸雨影响，2 993
个受到严重危害。此外，在187 877公里的河流中，有78 488公里受酸雨危害已面临危机，3
9 501公里显著受害。
事实是触目惊心的，但更为惊人的是酸雨对人体健康的危害。据美国政府1980年的推算，该
年度由于酸雨和硫氧化物污染造成的死亡人数，占全国死亡总人数的2％，即相当于全美国
有51 000人死于大气污染。