三、酸雨成因及影响因素
酸雨的成因是自然活动和人类活动向大气中排放了酸性物质。其实，大气总是在接收着自然活动和人为活动排放的物质，其中有的物质是中性的，如风吹浪沫漂向空中的海盐，氯化钠、氯化钾等；有的物质是酸性的，如二氧化硫和氮氧化物及酸性尘埃（火山灰）等；有的是碱性的，如氨气及来自风扫沙漠和碱性土壤扬起的颗粒；有的本身并无酸碱性，但在酸碱物质的迁移转化中可起催化作用，如一氧化碳和臭氧；降水的pH值是它们在雨水冲刷过程中相互作用和彼此中和的结果。
降水的酸度来源于大气降水对大气中的酸性物质的吸收。空气中的二氧化碳引起的酸性是正常的。形成降水的不正常酸性的物质主要是：含硫化合物，含氮化合物，氯化氢和氯化物等等。通常形成酸雨的物质是二氧化硫和氮氧化物，这两种物质占酸雨中总酸量的绝大部分。
酸性物质的排放有自然排放和人为排放两种，两者共同导致了酸雨的形成，在较长时间内，自然排放的排放量大致不变；而人类排放量，在经济社会快速发展的过程中，会出现明显的增加情况。另外，酸雨的形成不只是由酸性物质污染物的排放量决定的，它也受到一些影响因素的限制。
1.酸性物质的自然排放
由于形成酸雨的物质主要是二氧化硫和氮氧化物，所以我们在讨论酸性物质的排放中，无论是自然排放，还是人为排放，都主要指这二者的情况。
二氧化硫的自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半。自然排放源有四类：
（1）海洋雾沫，它们会夹带一些硫酸到空中；
（2）土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用下可分解某些硫化物，继而转化为二氧化硫；（3）火山爆发，也将喷出数量可观的二氧化硫气体；（4）雷电和干热引起的森林火灾也是一种自然二氧化硫排放源，因为树木也含有微量硫。
另外，煤矿或其他金属矿，如果含硫量较高的话，遇到空气可能会发生自燃现象，也会排放出一些二氧化硫气体，也属于二氧化硫自然排放的范畴。如浙江省衢州市常山县某地地下蕴藏含高硫量的石煤，开采价值不大，但原因不明地在地下自燃数年，通过洞穴和岩缝向外排出大量二氧化硫。安徽省铜陵市铜山铜矿的矿石为富硫的硫化铜矿石，其含硫量平均为20%，最高为41.3%，在开采过程中可能发生火灾，并释放出二氧化硫。
氮氧化物的自然排放主要有三类：
（1）闪电，高空雨云闪电，有很强的能量，能使空气中的氮气和氧气部分化合，生成一氧化氮，继而在对流层中被氧化为二氧化氮；（2）土壤硝酸盐分解，即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和一氧化二氮等气体；（3）林火、火山活动也能产生氮氧化物。
在恐龙灭绝的众多假说中，有一种说法是，某一天，一颗彗星撞上了地球，细小的彗星雨与大气不断摩擦放电，大气中的氮气和氧气发生化合反应，形成了酸性物质氮氧化物，导致酸雨的发生，酸雨导致森林衰退，最终恐龙因为缺乏食物而饿死。
2.酸性物质的人为排放
酸性物质的自然排放，绝大多数是人类所无法控制的，并且随着社会发展，目前大气中越来越多的酸性物质都是人类活动造成的。因此，在一定意义上说，人类排放的酸性物质是形成酸雨的主要原因，这也是在治理酸雨污染的时候主要考虑改变人类的行为的原因。
化石燃料的燃烧产生大量的二氧化硫和氮氧化物，这是造成酸雨的主要原因。
近一个世纪以来，人类社会的二氧化硫排放量一直在上升，尤其是二次世界大战后上升得更快，从1950年到1990年全球的二氧化硫排放量增加了约1倍，目前已超过1.5亿吨/年。二氧化硫的排放源主要分布在北半球，产生了全部人为排放的二氧化硫的90%。我国是燃煤大国，煤炭在能源消耗中占了70%，因而我国的大气污染主要是燃煤造成的。我国生产的煤炭，平均含硫约为1.1%。由于一直未加以严格控制，致使我国在工业化水平还不算高的现在就形成了严重的大气污染状况。目前我国二氧化硫排放量已达1800多万吨。二氧化硫排放引起的酸雨污染不断扩大，已从20世纪80年代初期的西南局部地区扩展到长江以南大部分城市和乡村，并向北方发展。全球氮氧化物的排放量也接近1亿吨/年。其中，美国的二氧化硫年排放量和氮氧化物年排放量都是最多的，我国在二氧化硫排放上次之。
工业过程也是产生酸性物质的人为排放源。比如金属冶炼，某些有色金属的矿石是硫化物，铜、铅、锌便是如此，将铜、铅、锌的硫化物矿石还原为金属过程中将逸出大量二氧化硫气体，部分回收为硫酸，部分进入大气。再如化工生产，特别是硫酸生产和硝酸生产中，可分别跑冒滴漏数量可观的二氧化硫和氮氧化物。再比如石油炼制等，也能产生一定量的二氧化硫和氮氧化物。
交通运输中产生的汽车尾气，现在已经发展成为一个很重要的酸性物质排放源。在汽车的发动机内，活塞频繁打出火花，这有些类似于天空中的闪电，会让空气中的氮气和氧气发生反应，生成氮氧化物，以尾气的形式排入到空气中。不同的车型，尾气中氮氧化物的浓度有所不同，一般地，机械性能差的或是使用寿命较长的发动机尾气中氮氧化物浓度较高。另外，汽车停在十字路口，不熄火等待通过时，其排放出来的尾气中氮氧化物浓度要比正常行车时高。近年来，我国各种汽车数量猛增，它的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升，不能掉以轻心。
汽车尾气中排放的氮氧化物，和化石燃料燃烧产生的氮氧化物，是氮氧化物人为排放的最主要构成部分，两者共占全部氮氧化物人为排放量的75%，而且集中在北半球人口密集的地区。
3.酸雨形成的影响因素
酸雨的形成，受到一些影响因素的限制。其中，以大气中的氨、大气中的颗粒物、气候条件对其影响最大。这些影响因素有的对酸雨形成是促进的作用，有的对酸雨形成构成阻碍的效果；并且都对酸雨的酸度构成影响。
大气中的氨在酸雨形成中起着非常重要的作用。许多实验证明，降水pH值决定于硫酸、硝酸与氨气、碱性尘粒的相互关系。氨气是大气中唯一的常见气态碱。氨是大气中唯一溶于水后显碱性的气体。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。
在大气中，氨气不仅与硫酸气溶胶形成中性的硫酸铵或硫酸氢铵，而且与二氧化硫反应而使二氧化硫含量减少，避免了硫酸的生成，酸雨出现的机会也减少了。总的来说，大气中氨气浓度低且酸性污染物排放量大的地区，酸雨肯定比较严重；相反，大气中氨气含量大的地区，只会出现少数甚至不出现酸雨。
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。我国京津地区土壤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。
大气中的污染物除酸性气体二氧化硫和二氧化氮外，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，在南方约占1/3。大气颗粒物对酸雨形成的作用体现在两个方面，一方面是缓冲作用，一方面是催化作用。
大气颗粒物对酸雨的缓冲作用与颗粒物本身的酸碱性有关。如果颗粒物呈碱性或中性，就会对酸起中和作用，降低雨水的酸度；如果颗粒物本身呈酸性，就不能起到中和作用，而且还会成为酸的来源之一。国内许多研究工作表明，我国北方城市大气颗粒物浓度高，粒径大，多为碱性，对酸雨缓冲能力较强；而南方城市大气颗粒物浓度相对较低，粒径小，多为酸性，对酸雨缓冲能力较弱，这就是我国南方酸雨多而北方酸雨较少的重要原因之一。
大气颗粒物对酸雨形成的催化作用表现为，大气颗粒物所含的锰、铁、铜、钒等金属离子，通过复杂的催化氧化过程，可以加快二氧化硫的氧化反应速率，使其与氧气、水蒸气发生反应生产硫酸。
需要特别指出的是，我国的大气颗粒物浓度水平普遍很高，是国外的几倍到几十倍，因此在酸雨研究中自然是不能忽视它的作用的。
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温室效应又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称，是指地球大气层上的一种物理特性。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。
自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。
2010年后我国将全面禁止使用氟利昂。一项旨在保护臭氧层的措施日前在我国出台。按照有关部门制定的日程表：到2010年，我国将全面禁止生产和使用消耗臭氧层的物质——氟里昂。按照这个日程表，我国将从1999年7月1日开始把氟里昂的生产和消费水平冻结在1995~1997年的平均水平上，以后逐年减少。2010年1月1日，氟利昂被我国禁止使用。
核爆炸对臭氧层的影响
目前，科学家已经认识到，核爆炸也是破坏臭氧层的主要因素之一。在任何情况下，空气只要被加热达到2000多摄氏度时，就会产生大量的一氧化氮。核爆炸产生的强大冲击波将把这些一氧化氮等氮氧化物送入平流层。核爆炸形成的橘色蘑菇云就是由氮氧化物变成二氧化氮的结果。
大的核爆炸相当于50万吨的TNT炸药、高空核爆炸会把大量氮氧化物推入平流层。在1961年~1962年的核试验高峰时期，34000万吨当量的核爆炸把大约130万~170万吨氮氧化物注入平流层，这相当于600~1000架“协和”飞机的满载飞行所排放的氮氧化物量。研究发现，1961~1962年间的核爆炸使平流层中的臭氧减少了大约2%~4.5%。
有人估计，如果进行100亿吨当量的核爆炸，北半球上空平流层中的臭氧量将减少30%~70%，南半球的将减少40%。
气候条件对酸雨的影响
气候条件对酸雨的形成也有着很重要的影响。比如，高温高湿的条件有利于二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸、硝酸，反之则会使转换速度变慢，自然也就降低了雨水的酸度。再如，风速可以影响大气中污染物的浓度。当风速大时，大气层结不稳定，对流运动较强烈，污染物能够迅速扩散，使其浓度降低，酸雨就减弱；相反，风速小时，大气层结比较稳定，容易出现逆温现象，污染物难以扩散，积聚在低层大气中，浓度增高，导致酸雨污染加重。风向的影响则表现在大气污染源地的下风向容易出现酸雨，其上风向酸雨产生的机会大大减少。雷电不仅能使氮氧化物浓度增大，而且能加快二氧化硫和氮氧化物的氧化速度，因此，雷电多发区正是酸雨几率较多的地区。
另外，某一地区的地形是否有利于污染物的扩散、酸碱性物质的排放量和排放比例，日照时数和年降雨量等因素，也对酸雨的形成有相应的影响。
