求一篇关于酸雨的论文酸雨产生的原因以及有关的防止措施

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酸雨产生的原因以及有关的防止措施

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酸雨
一、酸雨的定义
「酸雨」,顾名思义,雨是酸的.其正确的名称应为「酸性沈降」,它可分为「湿沈降」与「乾沈降」两大类,前者指的是所有气状污染物或粒状污染物,随著雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者,后者则是指在不下雨的日子,从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言.在化学上定义水之pH(酸碱)值等於七为中性,小於则是酸性.自然大气中含有大量二氧化碳,二氧化碳在常温时溶解於雨水中并达到气液相平衡后,雨水之酸碱值约为 5.6,因此大自然的雨水是酸的；但是,在大自然中,仍存在其他致酸的物质,例如,火山爆发所喷出的硫化氢,海洋所释放出的二甲基硫,高空闪电所导致之氮氧化物等,均会使雨水进一步酸化,而酸碱值会降至 5.0 左右.因此,在 1980 年代后期以来,许多国内外（包含环保署研究报告）研究者,已将所谓「酸雨」认知为当雨水酸碱值在 5.0 以下时,即确定受到人为酸性污染物的影响.因此,在环保署研究报告中,已统一雨水酸碱值达 5.0以下时,正式定义为「酸雨」.例如,若以环保署台北酸雨监测站 1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为准,显示约九成降水天数的雨水pH值在 5.6 以下,而酸雨发生机率则为七成五左右.
二、酸雨的组成
一般酸水化学组成中,较重要的物种包括 H+、Cl-、NO3-、SO2-4、NH4+、K+、Na+、Ca2+及 Mg2+ 等九种.其来源包括
自然来源及人为来源如图所示,一般而言NO3-及 SO2-4 为主要的致酸物质,其硫氧化物与氮氧化物转化而来.在人为污染排放方面,前者则与化石燃料使用、火力电厂、含硫有机物燃烧有关；后者主要源自工厂高温燃烧过程,交通工具排放等因素 .Ca2+ 及 NH4+ 为主要的中和(致碱)物质.
人为致酸物质
人为致碱物质
SO2-4 石化工业、火力电厂、燃烧 Na+、Cl- 、 Mg2+ 海洋的海水飞沫
NO3- 工厂高温燃烧过程、交通工具排放 Ca2+、K+ 尘土
NH4+ 农药喷洒
在此厘清一个观念,雨水 pH 值之高低与否,并不必然代表其中人为污染物多寡除了上述酸性离子外,亦存在其他如铵根、钙、镁等碱性离子,以中和其酸性,雨水酸碱值则为以上离子平衡后之氢离子所计算得来.换言之,雨水中若有高浓度之硫酸根与硝酸根离子,但因有其他碱性离子中和之,那麼雨水未必呈现酸性反应（即低酸碱值）,反之亦然.雨水酸碱值无疑地可以作为一项先期指标,但更重要的是必须进一步进行雨水化学成份分析,了解其污染物来源,并计算随雨水沈降至地表的污染物通量（即所谓沈降量,以公斤/公顷/年为单位）,进而制定控制策略以改善之.
三、酸雨的危害
人类
酸雨对人类的影响,我们最直接的反应就是会”秃头〃,但是否真正会导致秃头,科学家们仍再努力研究,但大家还是少淋雨为妙.
酸污染对人类最严重的副作用就是呼吸方面的问题.二氧化硫和二氧化氮的射出物会引起呼吸方面的问题,例如哮喘、乾咳、头痛、和眼睛、鼻子、喉咙的过敏.对人类而言,酸雨的一个间接影响就是溶解在水中的有毒金属被水果,菜蔬和动物的组织吸收.虽然这些有毒金属不直接影响这些动物,但是吃下这些动物却对人类的产生严重影响.例如,累积在动物器官和组织中的汞与脑损伤和神经混乱有关联的.同样地,在动物器官中的另一种金属,铝,与肾脏的问题有关,近来也被怀疑与老年痴呆症的疾病有关.
建筑物和雕像
酸性粒子也会沈积在建筑物和雕像上,造成侵蚀.例如,建在渥太华的美国国会大厦一直被大气中过量的二氧化硫瓦解.石灰岩和大理石跟酸接触后会转变为一种粉碎物质,称为石膏.此外,桥梁以更快的速度被腐蚀,铁路工业和飞机工业同样的必须花费更多的钱来修补由酸雨造成的损害.酸雨不仅造成了经济负担上的问题,而且也对一般大众的安全产生危险.举一个实例,1967年俄亥俄河上的桥倒塌,造成46人死亡.原因为何?由於酸雨的腐蚀.
另外,酸雨也造成暴露在外的雕像受到侵蚀,这造成文化资产的破坏,令许多人担忧.
农作物
酸雨会影响农作物稻子的叶子,同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解,造成矿物质大量流失,植物无法获得充足的养分,将枯萎、死亡.但土壤中因酸雨释出的金属也可能为植物吸收造成影响,这问题极其复杂,譬如,酸雨中某些金属( 如,铁 )的释出反而有助於植物的生长.因此,酸雨对植物、农作物、森林的确实影响仍不清楚.
左图为叶子受酸雨为害的情形
右图为显微镜观察叶子内部的组织
树木和土壤
酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤.硫酸随著降雨落到地球而造成严重损害,土壤中的养分也会流失,因此树木会因为维持生命所必须的钙和镁的流失而枯死.并非所有的二氧化硫都会转变成硫酸,事实上有一相当的量会漂浮在大气中,当最后沈降到地表时,会阻碍叶子的气孔进行光合作用.研究显示当红云杉的幼苗被酸碱值 2.5 到 4.5 的硫酸和硝酸的组合喷洒后,观察得知这些幼苗会产生棕色损伤.最后,针叶会减少,同时也发现在酸性高度集中区域的针叶,生长速度较缓慢,因为在此区针叶凋零的速率大於再生的速率,光合作用也大受影响.
此外,剧烈的霜也可能使这个情况进一步恶化,随著二氧化硫、空气中现存的氨和臭氧的增加,会减少树的耐霜性.从硫化铵产生的氧化氨和二氧化硫,这些产物会在树的表面上形成.当铵硫酸盐到达这些土壤时, 它会起反应形成含硫和含氮的酸性物质,这样的条件会刺激真菌和有害动物例如甲虫的成长.
林业在加拿大是一个一年价值一千万元的工业,大约有百分之十的加拿大人仰赖树木的收获和加工处理维生.若森林处於危险时,这些职业也会跟著消失.