浅谈酸雨对生态系统的影响:酸雨对水生生态系统的影响
时间：2019-01-21 03:34:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:随着现代工业的发展,人口剧增和城市化的趋向,化石燃料能源――煤和石油等的消耗量日益增加,燃烧和燃油过程中排放的硫氧化物和氮氧化物越来越多,导致这些生态化合物在大气中反应生成硫酸和硝酸。
关键词:酸雨;生态系统;影响
中图分类号:X503 文献标识码:B文章编号:1009―9166(2010)014(C)―0267―01
根据国外的一些研究表明,酸雨从空中降落到地球表面后,对陆生和水生生物,建筑材料,文物和人体健康带来明显的影响,特别是对森林和湖泊的危害,已成为国际纠纷的焦点。这些酸性物质随雨雪等从大气层降落,形成的“空中死神”――酸雨对陆地生态系统的危害和影响,已成为举世瞩目的重大环境问题。
一、酸雨的含义
“酸雨”,顾名思义,雨是酸的。其正确的名称应为“酸性沉降”,它可分为“湿沉降”与“乾沉降”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值等于7为中性,小于7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Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等九种。其来源包括自然来源及人为来源,一般而言NO3-及SO42-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SO42-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。在此理清一个观念,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,那么雨水未必呈现酸性反应(即低酸碱值),反之亦然。
三、酸雨的危害
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。
酸性粒子也会沉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?由于酸雨的腐蚀。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。
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。
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。酸雨还可以使土壤中的有毒有害元素活化,特别是富铝化土壤,在酸雨作用下会释放出大量的活化铝,使植物铝中毒,酸雨不仅造成加速土壤矿物风化,营养元素淋失和毒性元素活化,还会造成土壤中有机质分解减缓,土壤微生物种群发生变化,使酶的活性受到影响造成土壤活力减弱,使植物营养不足,影响植物生长,导致衰退或引起抗病虫害能力减弱。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,当最后沉降到地表时,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于再生的速率,光合作用也大受影响。
作者单位:河南省新密市环境保护局
