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酸雨的形成原因及其影响
1、酸雨的形成原因
1.1酸雨的发现
随着工业革命带来了科技的急速发展，能源的消耗日益增加，这些能源主要来自是煤，进而导致燃煤数量的日益猛增，但煤中含有杂质硫，在燃烧煤的过程中将排放酸性气体；同时燃烧产生的高温还能促使助燃的空气发生部分化学变化，促使氧气与氮气化合，也排放酸性气体。这些酸性氧化物在高空中被雨雪冲刷，溶解从而形成酸雨。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份，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”的概念。
酸雨只是酸沉降中的一种，酸沉降是指大气中的酸性物质通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表，或酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表的过程，前者为湿沉降，后者为干沉降。
1.2酸雨的形成原因
酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，无机酸中绝大部分是硫酸和硝酸，从而形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨两种。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨，我国的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨的形成分为以下几个过程：
1.由污染源排放的气态、经气相反应生成、或硫酸盐、硝酸盐气溶胶；
2.云形成时，和的气溶胶粒子以凝结核的形式进入降水；
3.云滴吸收了、气体，在水相氧化形成和;
4.云滴成为雨滴，降落时吸收了含有和的气溶胶；
5.雨滴下降时吸收、，再在水相中转化成和。
氮氧化物以及硫氧化物是形成酸雨的主要酸性氧化物，在国外酸雨中硫酸和硝酸之比约为2∶1，而我国降水中硫酸和硝酸之比约10:1。这说明，我国的酸雨主要是大气中的二氧化硫造成的。这与两区能源结构的差别有关：美国加强风能、太阳能、风能等可再生资源的利用，同时减少煤、石油、天然气的使用，使其大气中含硫的氧化物较少；然而中国的在风能、太阳能、风能等可再生资源的利用上普遍较低，仍然以煤、石油、天然气为主要能源，使我国大气中含硫的氧化物较多。
当前世界最严重的三大酸雨区是西北欧、北美和中国。我国酸雨分布：覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积达200多万平方公里的酸雨区。
从化学角度看，大气中的酸性物质增加或碱性物质减少，或两者同时发生都将导致降水酸化。
刘帅仁等研究了大气气溶胶在云下雨水酸化过程的作用。结果表明：
1.气溶胶对雨水酸度有影响，若气溶胶的pH值低于雨水的pH值，则气溶胶起酸化作用；反之，则起碱化作用；但气溶胶的酸化作用强于碱化作用。
2.在一般浓度(每含103个)下，酸性气溶胶是雨水的重要来源，碱性气溶胶可消耗雨水中的；气溶胶对雨水的贡献较小。
3.酸性气溶胶对雨水的酸化作用随浓度增大而减弱，而碱性气溶胶对雨水的碱化作用随浓度增大而增强；云内清除过程是雨水的重要来源，云下气溶胶清除过程对贡献较小。
4.对雨水的贡献比同浓度的要大几倍，气溶胶对雨水的贡献相当于1ng/mL的贡献，随着浓度的增大，气溶胶的相对贡献迅速减少。
1.3酸雨酸性大小的影响因素
大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（二氧化碳在全球大气浓度为330ml/），pH值为5.65。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。
影响酸雨酸性的因素有很多，其中主要有三个方面。第一个方面是大气中的氨。大气中的氨（）对酸雨形成是非常重要的。氨是大气中唯一的常见气态碱。由于它的水溶性，能与酸性气溶胶或雨水中的酸反应，起中和作用而降低酸度。大气中氨的来源主要是有机物的分解和农田施用的氮肥的挥发。土壤的氨的挥发量随着土壤pH值的上升而增大。京津地区土壤pH值为7-8以上，而重庆、贵阳地区则一般为5-6，这是大气氨水平北高南低的重要原因之一。土壤偏酸性的地方，风沙扬尘的缓冲能力低。这两个因素合在一起，至少在目前可以解释我国酸雨多发生在南方的分布状况。
第二个方面是颗粒物酸度及其缓冲能力。大气中的污染物除酸性气体和外，还有一个重要成员——颗粒物。颗粒物的来源很复杂。主要有煤尘和风沙扬尘。后者在北方约占一半，在南方估计约占三分之一。颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用，一是所含的催化金属促使氧化成酸；二是对酸起中和作用。但如果颗粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且还会成为酸的来源之一。目前我国大气颗粒物浓度水平普遍很高，为国外的