怎样形成酸雨_科普之友

酸雨中的硫酸与硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的，形成酸雨的主要物质之一是SO2。S02和N0x可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。酸雨是大气污染物徘放、迁移、转化、成云和在一定气象条件下产生降雨的综合过程的产物。煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的S02，通过气相或液相氧化反应而生成硫酸，这个化学过程可以简单表示如下：
　　
　　气相反应2S02+02--2S03
　　
　　S03+H20—H2S04
　　
　　液相反应S02十H20—H2S03
　　
　　2H2S03+O2—2H2S04
　　
　　原来人们普遍认为，进入大气中的硫氧化物要跟至少200个水分子反应才能形成酸雨。近年，英国曼彻斯特大学的科学家的试验证明，仅跟12个水分子反应即可形成酸雨。这说明如果不减少硫的污染，在干燥的大气中同样会形成酸雨。高温燃烧生成一氧化氮，排入大气后大部分转化成二氧化氮，遇水生成硝酸和亚硝酸。这个化学过程可以大致表示如下：
　　
　　2NO+02—2N02
　　
　　2N02+H20—HN03+HN02
　　
　　人类活动和自然过程，还使许多气态或固态物质进入大气，对酸雨的形成也产生影响。大气颗粒物Fe、Mn、Cu、Mg、V等变成酸反应的催化剂。大气光化学反应生成的臭氧和过氧化氢等又是使S02氧化的氧化剂。
　　
　　酸雨中的硫是否全是由人为排放的二氧化硫造成的呢?情况并非如此。从1987年起，中国科学院地球化学研究所的科学家们参加了国家“七五”攻关课题“西南和华南酸雨的来源、影响和控制对策的研究”，他们在世界上第一次运用稳定同位素理论和技术来研究雨水中硫的来源问题。这种方法根据雨水中硫所带有不同同位素组成标记，判断其不同来源。经过3年的努力，他们在我国酸雨最严重的贵州省中部地区系统收集了160个大体积雨样，若干大气和大气颗粒物样以及15个省区主要煤矿的煤样，分析测定了这些样品中的同位素硫34和硫32的比值及其他化学成分。他们的研究结果确认，贵州中部雨水中的硫至少有5种重要来源：燃煤释放的气态二氧化硫、大气颗粒物、生物活动释放的天然挥发性硫化物、贵州以北邻近省区传输来的含硫气溶胶以及孟加拉湾暖湿气流带来的海洋溅出物。
　　
　　更重要的是，在不同季节，这5种硫来源对雨水中硫的贡献率有明显变化。在11月至次年4月的冬春季，人为排放的二氧化硫所占比率大大上升，成为仅次于当地颗粒物的主要来源，占雨水硫的30％，水气溶胶形式从我国北方远距离传输来的硫也可达20％，而天然硫来源则可忽略不计。相反，在5-10月的夏秋季，天然硫来源则上升到30％，超过了人为燃煤活动排放的二氧化硫，而远距离传输来的硫的份额很小。研究证实，这种天然来源的硫主要是天然生物活动释放的。贵州中部分布着许多天然湖泊、水库、河流及稻田，构成了生物成因的硫化物的天然还原环境。特别是水稻田，已确认为若干生物成因的挥发性硫化物的源区。因此，地球化学研究所的科学家们把冬春季降雨和夏秋季降雨区分为两种类型，前者定义为人为燃煤污染型，后者则定义为受到污染的天然环境型。
　　
　　酸雨中是不是只含有酸性物质呢?情况也并非这样。酸雨中除含有酸性物质之外，还有来自大气中的碱性物质，其中主要是土壤粒子、工业粉尘和天然来源氨等。酸碱物质发生中和反应，雨水的pH值实际上是酸碱中和平衡的结果。
　　
　　南方和北方的气态氨浓度相差甚大，这是北方很少酸雨的一个原因。
　　