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我們先來看一道高考題
也是關于今天的主角
地球“眼淚”—酸雨
我國農業(yè)因遭受酸雨損失嚴重，為了有效控制酸雨，國務院批準了《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī) 。
現(xiàn)有某地雨水樣品1份，每隔一段時間測定雨水樣品的pH數(shù)值如下：
請根據(jù)上表數(shù)據(jù)，回答問題
①雨水樣品呈酸性的原因是
（用化學方程式表示）
②如果將剛取樣的上述雨水和自來水（含有氯氣）混合，pH值將 （變大or變小）
③舉例說明這種雨水所帶來的環(huán)境影響
答案請見后文分解
1
什么是酸雨？
酸雨、酸沉降是一個廣義術語，包括任何形式的具有酸性成分的沉淀，例如硫酸或硝酸會以濕態(tài)或干態(tài)形式從大氣中沉降到地面 。在自然環(huán)境中，包括雨，雪，霧，冰雹甚至是酸性的灰塵都可以成為酸雨/酸沉降的載體 。
通常用pH值來衡量溶液的酸堿度，pH值7.0為中性 。物質的pH值越低（小于7），它的酸性就越高；物質的pH值越高（大于7），堿性就越高 。
正常雨水因為CO2形成弱碳酸的原因，pH值約為5.6，呈弱酸性 。但是酸雨的pH值通常在4.2和4.4之間 。
2
造成酸雨的主要原因
當二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX）排放到大氣中后，通過風和氣流與大氣發(fā)生酸化反應，就會產(chǎn)生酸雨 。SO2、NOX、水、氧氣以及其他化學物質反應形成硫酸和硝酸，再與水和其他載體混合，最后以降雨的方式作用于地面之上 。
但是導致酸雨的罪魁禍首—氮氧化物和一氧化二氮是從哪里來的呢？
其實只有一小部分來自自然資源，例如火山噴發(fā)帶出的硫化物
絕大部分都是來自人類活動的影響：
風作為SO2和NOX的極佳載體，可以將酸雨影響范圍進一步擴散，可以說，酸雨是嚴重影響生態(tài)、人文環(huán)境的一種自然災害 。
3
酸雨&生態(tài)系統(tǒng)
自然環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)是動植物和空氣、水、土壤組成的復雜結構體 。如果某物損害生態(tài)系統(tǒng)的一部分（一種植物或動物，土壤或水），勢必會對其他部分造成難以估量的損失，我們具體來了解一下酸雨和生態(tài)鏈的相互作用 。
環(huán)境中酸雨的傳遞途徑如上圖所示：
①SO2和NOx的排放物被釋放到空氣中
②污染物被轉化為可長距離運輸?shù)乃嵝灶w粒
③這些酸粒子然后由于干濕沉降（灰塵，雨水，雪等）而落到地球上
④對土壤，森林，溪流和湖泊造成有害影響
4
動物
酸雨的生態(tài)效應在水生環(huán)境中最為明顯，例如溪流，湖泊和沼澤，首當其沖的便是魚類和其他野生動物 。酸性雨水流經(jīng)土壤時，會從土壤黏土顆粒中置換出鋁元素，然后流入溪流和湖泊中 。引入生態(tài)系統(tǒng)的酸越多，鋁的釋放量就越大 。
大量的鋁元素又會有什么危害呢？自然界中，某些類型的動植物能夠耐受酸性水和適量的鋁 。然而其余大部分生物，則對酸環(huán)境較為敏感，并且會隨著pH的下降而死亡、絕滅 。
大多數(shù)生物中的年輕物種比成年物種對環(huán)境條件更敏感 。在pH值為5時，大多數(shù)魚卵已經(jīng)無法孵化 。若pH值繼續(xù)降低，甚至成年魚類也會死亡 。
另外，一些酸性湖泊沒有魚類 。其原因并不完全是魚類的耐受力問題，即使某種魚類可以忍受適度的酸性水，但它所吃的動物或植物也可能無法忍受 。例如，青蛙的臨界pH值約為4，但是它們的食物浮游生物卻對pH值更敏感，在pH值低于5.5時可能無法生存 。
正如前文所說，生態(tài)環(huán)境是一個緊密整體，其中任意一環(huán)出現(xiàn)了問題，也會對生態(tài)環(huán)境整體造成損害 。
【地球的眼淚在不停的洶涌著 地球的眼淚是什么地方】5
植物
在受酸雨影響的地區(qū)，枯木和蕭敗是代表性的“景色” 。
直接原因仍舊是酸雨從土壤中浸出鋁，過量鋁對植物和動物有害 。更重要的是，酸雨還從樹木生長所需的土壤中帶走了礦物質和養(yǎng)分，只留下褐色或枯死的葉子和枝干 。
然后許多經(jīng)歷酸雨的森林，溪流和湖泊，若無人為干擾的條件下，這些地區(qū)的土壤可通過調節(jié)中和雨水酸堿度緩和酸雨，是具有一定自承載能力的，不會受到過重影響 。
但是人類各項工業(yè)活動日益聲勢滔天，嚴重超過了生態(tài)環(huán)境的承載能力，在部分酸、鋁的敏感區(qū)域，大量聚集在土壤中，破壞自然的平衡法則，導致大量植物死亡 。
6
氣候
在大氣中，SO2和NOX氣體可以轉化為硫酸鹽和硝酸鹽顆粒，而某些NOX也可以與其他污染物反應形成臭氧 。這些顆粒和臭氧的相互作用，會使空氣產(chǎn)生一種獨特的朦朧感，學名—霾 。
空氣中大量的粒子讓大氣變得渾濁，看上去具有特殊的“美感”，但是吸入人體后，可是會實實在在的帶來損害，呼吸道受損、心血管影響等 。
還有另一種氣候變化，會對環(huán)境造成短時間的影響，那就是間歇性酸化 。冰雪消融或是傾盆大雨會導致所謂的間歇性酸化 。當融化的雪或傾盆大雨帶來大量的酸性沉積物土壤無法緩沖時，通常湖泊可能會暫時遭受酸雨的影響，是對環(huán)境承載能力的考驗 。高酸度（即較低的pH值）的持續(xù)時間雖然很短，但是依舊可能會對生態(tài)系統(tǒng)造成短期壓力，在生態(tài)系統(tǒng)中可能會傷害或殺死各種生物或物種 。
引起問題的不僅是酸雨的酸度 。酸雨還包含氮，這可能對某些生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響 。例如，我們沿海水域的氮污染是造成某些地區(qū)魚類和貝類種群減少的部分原因 。除農業(yè)和廢水外，沿海水域中，人類活動產(chǎn)生的大部分氮都來自大氣 。
7
除了酸雨，還有酸沉降
并非所有酸性沉積物都是濕的 。有時灰塵顆粒也會變酸性，這稱為干沉降 。當酸雨和干燥的酸性顆粒落到地球上時，使顆粒呈酸性的硝酸和硫酸會降落在雕像，建筑物和其他人造結構上，并損壞其表面 。酸性顆粒會腐蝕金屬，并導致油漆和石材更快變質，“風化”建筑物和紀念碑等的表面 。
例如我國四川的樂山大佛，就曾飽受酸雨的侵擾，樂山市是曾經(jīng)酸雨污染較為嚴重的地區(qū)之一，1996-2000年5年降水PH平均值5.0左右，曾有游客指出，大佛像臉上出現(xiàn)了黑色條紋，鼻子已經(jīng)變黑，胸部和腿部也出現(xiàn)好幾塊大“傷疤”，其實都是酸雨惹的禍，大佛佛身及景區(qū)內塊狀粉砂巖，絕大部分均出現(xiàn)不同程度的溶蝕剝落現(xiàn)象 。
8
人類
對人來說，主要的危害是來源于酸雨的污染物（SO2和NOX以及硫酸鹽和硝酸鹽顆粒） 。
SO2和NOX在大氣中反應后，會形成細小的硫酸鹽和硝酸鹽顆粒，人們可以輕易將其吸入肺部 。科學研究表明，這些顆粒與對心臟功能的影響（例如心臟病發(fā)作導致心臟病風險增加的人死亡）和對肺功能的影響（例如哮喘患者的呼吸困難）之間存在著顯著關聯(lián) 。
也就是說，可怕的并不是酸雨，而是酸雨的“幕后真兇”，事實上，人類也曾付出慘痛的代價，一起來看世界上著名的酸雨事件 。
世界上著名的酸雨事件
1948年美國多諾拉煙霧酸雨事件
1948年10月26-31日，持續(xù)的霧天使多諾拉鎮(zhèn)看上去格外昏暗 。氣候潮濕寒冷，天空陰云密布，在最低600米的大氣層內，風力十分微弱，大多數(shù)時間無風，大氣處于“熱穩(wěn)定”狀態(tài)，空氣流動性降低，出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象 。地處山谷底部的多諾拉，比周圍地勢低約120米，幾天之內，逆溫覆蓋了整個山谷 。同時，城市上空的“逆溫帽”在極少的時間里比300米還低 。
此外，在無風狀態(tài)下，工廠的煙囪卻沒有停止排放，排出的煙霧被大量地封閉在山谷內壁和逆溫頂部之間 。隨著大氣中的煙霧越來越厚重，空氣中散發(fā)著刺鼻的二氧化硫(SO2)氣味，令人作嘔 。并且空氣能見度極低，除了煙囪之外，工廠都消失在煙霧中 。隨之而來的是小鎮(zhèn)中約6000人突然發(fā)病，癥狀為眼病、咽喉痛、流鼻涕、咳嗽、頭痛、四肢乏倦、胸悶、嘔吐、腹瀉等 。
1952年倫敦煙霧酸雨事件
1952年12月5日至9日，倫敦上空受反氣旋影響，大量工廠生產(chǎn)和居民燃煤取暖排出的廢氣難以擴散，積聚在城市上空 。倫敦被有濃厚的煙霧籠罩，交通癱瘓，行人小心翼翼地摸索前進 。市民不僅生活被打亂，健康也受到嚴重侵害 。許多市民出現(xiàn)胸悶、窒息等不適感，發(fā)病率和死亡率急劇增加 。
直至12月9日，一股強勁而寒冷的西風吹散了籠罩在倫敦的煙霧，這場夢魘才算結束 。
萬幸，隨著目前世界各國對環(huán)境保護的不斷重視，已經(jīng)很少發(fā)生大面積的酸雨危害事件了，但也深深給人類敲響了警鐘，工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護該如何平衡，發(fā)人深思！
最后，是前文的小小試題
①SO2+H20H2SO3
②變小，
H2SO3+Cl2+H20==H2SO4+2HCl，所以pH值變小
③這個題不需要答案吧？
大家都答對了嗎？
參考文獻
1. Acid Rain，2.張新民,柴發(fā)合,王淑蘭,孫新章,韓梅.中國酸雨研究現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學研究,2010,23(05):527-532.
美編：黃紫薇
校對：張騰飛
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