酸雨:原因是什麼,它在哪裡下降

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酸雨:原因是什麼,它在哪裡下降
圖片: Michael Ledray | Dreamstime
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近年來,很多人都遇到過或至少聽說過酸雨這樣的現象。

這種大氣現象的發生是由於各種人為污染對大氣和水的污染。第一次有記錄的酸雨發生在 1872 年。

易酸區域

在上個世紀,尤其是在過去的幾十年裡,這種現像已經不再是很不尋常的事情了。酸雨在哪裡形成?在歐洲、俄羅斯和美國,這樣的降雨(這個概念還包括酸冰雹和同樣的雪)相對規律地下降。

生態學家繪製了一張地圖,詳細顯示了暴露於這種危險現象的每個區域。

在俄羅斯聯邦的大多數組成實體的領土上,來自自身來源的硫和硝酸鹽氮的降水量不超過其總降水量的 25%。在摩爾曼斯克(70%)、斯維爾德洛夫斯克(64%)、車里雅賓斯克(50%)、圖拉和梁贊(40%)地區以及克拉斯諾亞爾斯克邊疆區(43%),自有硫源的貢獻超過了這一門檻。

Acid rain on the world map
Acid rain on the world map – Areas where acid rain falls are marked in red; purple – areas with polluted air, which can lead to acid precipitation; beige – areas with potential problems, where soil sensitivity is increased. 圖片: vigivanie.com

在俄羅斯的歐洲領土上,只有 34% 的硫磺礦床來自俄羅斯。 其餘的 39% 來自歐洲國家,27% 來自其他來源。 同時,鄰國對跨界環境酸化的貢獻最大:烏克蘭、波蘭、德國、白俄羅斯和愛沙尼亞。

Acid rain on the map of Russia
Acid rain in Russia. 圖片: geographyofrussia.com

什麼是酸雨

酸雨是水的 pH 值較低的降水。該指示器顯示氫氣的濃度。

正常值為 5.6。如果氣體與水相互作用,則指標下降到 1-4。這會導致微生物死亡。更複雜的生物體的細胞也會死亡。

眾所周知,酸雨是一個全球性的環境問題。他們去得越來越頻繁。這不得不引起科學界和公眾的關注。有毒降水的沉降對所有土地的動植物產生不利影響。

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Ratmir Belov
Journalist-writer

人們也因此深受其害。有時,僅僅暴露在酸雨中並患上肺病或心髒病就足夠了。

如前所述,酸不僅可以存在於雨中,還可以存在於雪中、冰雹中。而且,他們甚至可以在迷霧中。同時,水分中任何雜質的濃度越高,造成的危害就越大。

大多數情況下,需要進行實驗室測試來檢測大氣水分中的酸。但有時這可以通過一個人呼吸時甚至皮膚上出現的灼燒感來證明。在許多情況下,這種沉澱具有酸味。水的顏色變化也是污染的標誌。如果在這樣的條件下處於開放空間中,那麼即使酸灼傷,一切都會結束。

酸雨是稀酸。正因為如此,空氣和土壤(主要是肥沃的層)充滿了毒素。由於酸,動植物死亡,礦物質被破壞,食品變得有毒。

受災地區的複興已經進行了很長時間。酸滲入土壤,逐漸沉入深處,污染地下水。

酸析的原因

當沉澱中存在弱碳酸時,這被認為是常態。這被認為是一種自然狀態。事實是空氣中總是存在二氧化碳,這種酸是在與水分相互作用時形成的。異常沉澱以類似的方式形成。但與此同時,水分與其他揮發性化合物相互作用。結果,雲層被硫酸或硝酸飽和。同時,空氣被硫化合物或簡單的硫或氮化合物污染的越多,沉澱中酸的濃度越高。

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降水異常的原因如下:

  1. 火山爆發會將灰燼和各種氣體釋放到大氣中。這些是硫氧化物、硫酸鹽和硫化氫物質。
  2. 在有機殘留物分解過程中,動植物、硫和氮化合物都會進入大氣。
  3. 閃電放電還會造成自然大氣污染。眾所周知,每年由於閃電,形成的酸量達到 800 萬噸。
或許應該澄清的是,在上述情況下,由此產生的酸雨是自然產生的。當污染過多時,它們會對自然造成傷害。據稱,這發生在 2.5 億多年前的地球上。這是由於異常高水平的火山活動造成的。酸雨的結果是95%的生物滅絕
圖片: Kodym | Dreamstime

目前,空氣污染主要不是自然因素造成的,而是人類活動造成的。科學界認識到,這方面的人為影響現在在 89% 到 92% 之間。空氣污染的原因是:

  • 來自機械工程和冶金、火力發電廠的企業的排放;
  • 在燃燒煤炭、石油產品、天然氣、木柴時;
  • 由於在種植穀物的田地中會釋放甲烷;
  • 由於使用了含氮肥料,以及使用農藥處理農作物;
  • 採礦業,尤其是露天採礦業;
  • 氟利昂從有故障的冰箱釋放到大氣中;
  • 使用含有氯化氫的氣霧劑時。

酸雨是如何形成的

酸析出的機理可以用化學式簡單解釋。採礦和加工企業運營過程中發生的有害物質排放對酸沉澱的形成起著重要作用。這些排放物含有高達 65% 的硫及其化合物。它們溶解在水分中。

硫磺雨

當二氧化硫進入大氣時,會發生稱為光化學氧化的反應,形成硫酸酐。下一個反應是它與水蒸氣的相互作用,導致形成亞硫酸。但這個過程並不止於此。這種化合物與水的相互作用繼續進行,這種酸轉化為硫酸。

氮雨

酸雨的一半是氮。在這種情況下,雨水的形成是由於含氮化合物。溶解在蒸汽中,它們變成亞硝酸或硝酸。當這樣的雨水落在地面上時,化學反應會在土壤中繼續進行。這導致硝酸鹽和亞硝酸鹽的形成。

鹽雨

碰巧在含氯化合物的影響下,形成了鹽雨。這種氣體與甲烷同時存在於空氣中。這發生在一些工業企業的排放和垃圾燃燒過程中。

除了這些物質,劇毒的化合物也會進入大氣。工業企業也是罪魁禍首。家庭垃圾分解過程中發生的蒸發也貢獻了其份額。

酸雨的後果

酸雨會危害整個地區。進入土壤或水中的有毒化合物完全分解的時間達到 15 年。酸雨對植物有什麼危害?一旦進入土壤,這些物質就會破壞植物所需的一切。這會釋放出金屬鹽,例如鉛、鋁和汞。在這樣的土壤上,植物根本不可能存在。如果雨中存在高濃度酸,成熟的植物和種子就會死亡。同時,一些有毒化合物會毒害空氣。

圖片: Tomasz Bidermann | Dreamstime

全球問題

在酸雨的影響下,出現了這樣的全球性環境問題:

  1. 水的結構發生變化。它的硬度增加,水充滿了毒素和酸。酸雨對動植物來說是最危險的。結果,動物和植物死亡。碰巧在這樣的雨後,水中的重金屬含量比最大允許標準高出 8 倍。
  2. 由於植物的葉子和根係受損,植物就會死亡。結果是食草動物的死亡,這迫使掠食性動物轉移到其他地區。也就是說,食物鏈斷裂了。
  3. 被風污染的表土繼續污染空氣。風將有毒的塵埃帶到很遠的地方,也毒害了那裡的自然。

對一個人的影響

酸雨對人類也有負面影響。它們與許多建築材料相互作用,從中釋放出聚碳酸酯。破壞程度達到這些物質以及空氣水分開始氧化結構中存在的金屬的程度。正因為如此,建築物很快倒塌。由於酸雨,牲畜正在死亡,農作物和漁業水庫的居民正在遭受痛苦。

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在酸雨的影響下,人們會患上諸如:支氣管炎、肺炎、氣管炎、支氣管哮喘等疾病。在某些情況下,人們甚至會受到化學灼傷。

不幸的是,事情還沒有結束。肉製品、魚類、植物製品中含有飽和的汞、鉛、硫、砷、硒,對人體健康有害。酸和鹽都儲存在動物源性產品中,因此會發生食物中毒。在這種情況下,肝臟、胰腺、腎臟、循環系統和神經系統都會受到影響。

經濟影響

酸雨還會對經濟造成重大損害。補償對農業、森林和水體造成的損害需要巨額成本。由於作物面積也受到影響,作物損失達到很大的值。

結果可能是飢荒,尤其是在欠發達地區。

由於化學燒傷、有害化合物引起的疾病已進入體內,因此需要提供大量醫療服務,藥物成本和醫務人員的工作量增加。僅對此類計劃後果的賠償成本就高達數百億美元。

酸析對策

美國、俄羅斯和中國正在製定旨在防止酸雨危害的措施。原因是這些國家有大量的煤礦企業。和冶金企業很多。

Acid rain
圖片: twimg.com

在地方範圍內解決環境問題是不可能的。我們需要一種綜合方法來減少有害排放物、向大氣、水和土壤中形成酸的物質,而這只有通過國家間合作才能實現。在不使用煤、石油和天然氣的情況下使用替代能源也可以減少酸沉澱。使用低硫煤或從硫中提純也將有所幫助。這樣的工作正在進行中。

設計師開發高性能空氣過濾器和清潔系統。然而,這些問題不可能在短時間內得到解決。隨之而來的酸雨對大氣污染的負面影響逐年增加,許多大型工業企業對酸雨的形成負有責任。

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因為問題沒有解決,解決是未來的事情,最好採取人身安全的措施。如果有關於可能出現酸沉澱的信息,建議不要離開場所。如果這是不可能的,你絕對應該使用雨傘。您還可以穿長款雨衣和防水鞋等衣物來保護自己。

如果沒有適當的分析,就不可能確定酸是否存在於雨、雪、霧中。因此,如果收到有關酸雨威脅的警告,應特別小心地關閉住宅樓和工業場所的門窗。在這種情況下,揮發性化合物總是存在,即使一個人沒有暴露在雨雪中,也會產生有害影響。

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