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大气中的魔影(节选)

朱钺严珊琴

“天空中的死神”——酸雨

从天空落下的雨滴本来是中性的,它洗灌了土壤,滋润着庄稼。它是地表淡水的主要来源。然而在本世纪五十年代,瑞典气象学家首先发现北欧地区,以至北半球广大地区下的雨经常是酸性的,它的酸度赶得上西红柿汁,有的甚至像醋那样酸。酸雨的含酸量一般超过了正常含量的几十倍。pH值可达到四点二。以后,西欧、北美以及我国北京和台湾北部地区都证实这种酸性雨的存在。它使土壤酸化、腐蚀建筑物和金属材料,危害生物资源,杀死大批鱼群,简直可以说成是来自“天空中的死神”。

北欧的斯堪的纳维亚地区由于缺乏碳酸盐母质,降落地表的酸雨在径流过程中得不到地表物质的中和,湖水的酸度增加很快。又由于酸雨对地表元素的溶蚀作用较大,使湖水中的铁、锰等金属元素的含量增加,湖泊的化学类型发生了变化。湖水的酸化严重危害湖泊的生态,使上千个湖泊的鱼类大量死亡。酸雨对整个森林的生态系统也会发生影响。据瑞典估计,由于酸雨的影响,每年损失的木材可达四百五十万立方米。

美国和加拿大科学家调查了北美东部地区,例如在纽约州北部的阿迪龙达克山脉地区,1930年的一次调查记录表明只有百分之四的湖泊没有鱼,可是1975年的一次调查,已有将近百分之五十的湖泊没有鱼了。酸雨使这些湖泊变成了水的“沙漠”。像布鲁克特劳特湖,二十年以前这里盛产鲑、鲈和狗鱼,任何乘兴而去的垂钓者都能满载而归。时至今日,这些湖的所有鱼类均已绝迹了。加拿大的大约五万个湖泊同样也有成为“死湖”的危险。

对于陆地,酸雨尤其能伤害像豆科和松树这样的植物,主要是因为酸雨破坏了土壤的肥力,使森林中动植物的有机残留物质分解缓慢,增强某些有害金属的释放速度。

酸雨对城市建筑物、机器、桥梁、艺术品的腐蚀更加触目惊心。据试验表明,金属的腐蚀速度是,降水多的城市比降水少的城市快,城市比农村大一点五到五倍。降水中硫含量与钢的腐蚀速度密切相关。又据日本报道,在铁板淋水实验中,一般小城镇中经三年暴露测得的锈蚀重量为十克,同样情况在东京为二十克。而在二氧化硫浓度较高的川崎,则高达五十克。酸雨还能腐蚀含碳酸钙的建筑材料,使建筑材料表层的碳酸钙变成硫酸钙,从而脆裂剥落,遭到破坏。北京东南化工区排放的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物溶解在酸水中,使降水酸化,造成碳酸钙为主的汉白玉雕,金水桥栏杆腐蚀剥落,纹路不清,甚至铜制品的石基座上都可看到染上了上面淋洗下来的铜绿。为对付酸雨,维护修理古代文物、建筑物、艺术品等额外支出费用十分可观。

酸雨中的酸是什么酸?它们是怎样形成的呢?

酸雨一般是指含有一定数量硫酸和硝酸的降水。这种降水pH值可能降低到四以下。目前所指的酸雨主要是指形成硫酸的二氧化硫,因此酸雨实际上带有一般大气二氧化硫污染的特征。在近代工业的发展中,特别是由于燃料煤和石油的使用、把大量浓集的二氧化硫排放到大气中。在潮湿而污浊的空气中,二氧化硫与水膜接触后形成亚硫酸水溶液。由于大气水分凝结核中的一些污染物,如Mn+2、Fe+2等金属离子的触媒作用,亚硫酸溶液被进一步催化成硫酸而形成了酸雨。它们的毒性比一般二氧化硫或氮氧化物要大好多倍。硫酸雾使人难以忍受,常引起哮喘等肺部和呼吸道疾病。酸液微粒的形成在高空可以随大气环流转移到数千公里以外,然后以雨雪的形式再返回地面。现在初步搞清,降落联邦德国、英国的二氧化硫百分之七十来自本国,降落于挪威、瑞典的二氧化硫的百分之七十来自一千公里以外的联邦德国、英国,而加拿大东南部的二氧化硫百分之五十是经过长途跋涉从美国东部迁移来的。这是大自然对人类的一个嘲弄。因为酸雨的出现包含着人们为减少污染作出的努力。二十年前,工程师们为了把工业区的烟雾减少到最低限度,开始修筑越来越多的高烟囱,有的高达三百多米。由于广泛使用高烟囱,虽然避免了当地的烟雾污染危害,但是却让风刮到了别处,变成了更加厉害的酸雨。科学家们认为,解决酸雨问题的惟一途径是限制含硫含氮废气的排放,或者一开始就把硫、氮从燃料里除去。

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