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作者：记者 唐琳 来源： 发布时间：2018-6-26 16:31:58
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1930年12月，比利时马斯河谷地区的居民纷纷出现异常状况，流泪、喉痛、咳嗽、呼吸短促、恶心、呕吐……一周内死亡人数达63人。
1948年10月，美国宾夕法尼亚州一个名为多诺拉的小镇在短短5天之内约有7000人出现不适症状，最终致20人死亡。
1952年12月，英国伦敦居民感到呼吸困难、眼睛刺痛，同时出现哮喘、咳嗽等症状的人明显增多。4天内，死亡人数高达4000人。
这三起耸人听闻的事件背后，都有一个共同的“黑手”参与其中——酸雨。
酸雨家族
酸雨,人称“空中死神”,是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。其实，酸雨只是这一类环境问题中的“成员”之一，其身后还有一个“人丁兴旺”的大家族——酸沉降。
物质随大气进行远距离传输，在传输过程中一部分受重力影响降落到地表，一部分随降水降落到地表，即为大气沉降。其中，pH＜5.6的酸沉降前体物经传输、扩散、重力影响或降水等形式落到地表的现象，就被称为大气酸沉降。
大气酸沉降一般分为两类：干沉降和湿沉降。干沉降指的是到达地表的所有颗粒物质和气态物质；而湿沉降则是以降水形式（包括雨、雪、雾、冰雹等）到达地表的所有污染物质，其中最“臭名昭著”的就是酸雨。
此前，人们一直将酸雨认定为酸污染的主要根源。然而在经过大量研究后，科学家们发现“酸雨”这一提法并不准确，因此开始采用“酸沉降”一词替代“酸雨”。
20世纪下半叶，随着生活水平的提高和人口的增长，工业化国家的环境开始面临威胁，其中最为主要的环境问题之一就是酸沉降，而且有愈演愈烈之势。
那么，酸沉降究竟是如何形成的？人类对能源的大量需求导致煤、油等化石燃料大量消耗，从而排放出硫氧化物和氮氧化物等大量污染物，这些污染物扩散到大气中再经过复杂的物理化学反应后，就形成了酸沉降。
自20世纪三四十年代起，各国学者就开始对大气酸沉降展开研究。彼时，瑞典科研人员开启了世界上最早的大气酸沉降监测研究，分析了植物是如何通过大气沉降物吸收更多营养物质的。
到了70年代，酸沉降己经成为重大的环境问题之一而引起全球重视。1972年，联合国召开人类环境会议，明确了“跨国界的大气污染：大气和降水中的硫对环境的影响”。之后，各国陆续开始进行酸沉降等跨学科研究。
80年代初，国外学者开始对酸沉降影响土壤化学性质进行研究，阐明了土壤酸化等现象。目前，对大气酸沉降的研究己经扩展到大气酸沉降源解析、传输和扩散机制、酸沉降对生态系统的影响及大气酸沉降的预测等方面，大气酸沉降的理论也得到进一步深化。
影响深重
近年来，酸沉降己经成为全球面临的重要环境问题之一，并因可跨国界传输，从而对全球生态系统稳定造成极大威胁。而其中，直接暴露于空气中的植被、土壤、水体以及建筑，自然沦为了酸沉降的首要攻击目标。
酸沉降对森林生态系统的危害可分为直接与间接两种。
酸沉降降落到植被，腐蚀叶片，破坏叶片结构，进而导致林木衰亡，这是直接影响；而其降落到地表，一方面使土壤酸度增加、肥力下降，另一方面释放有毒重金属危害植物根系，两者叠加不仅导致植物生产力降低，而且抵抗干旱、病虫害的能力也随之下降，这是间接影响。
而土壤作为陆地生态系统的组成部分，成为了酸沉降的最终受体。酸沉降对土壤的影响直接关系到整个陆地生态系统的质量。
比方说，酸沉降进入土壤后会导致土壤pH下降、盐基饱和度降低，从而引起钾、钠、钙、镁等营养元素的流失，加剧土壤酸化。此外，它还会促进土壤重金属释放：研究表明，当土壤pH＜5.0时，活性铝释放浓度显著升高——而当土壤中铝与钙的比值达到7:1时，林木就会完全停止生长。
水生生态系统方面也不容乐观。一旦酸沉降落入江河湖泊，势必会引发水体酸化，影响微生物组成和代谢活性，毒害鱼类、浮游生物和藻类等。
此前已有研究表明，酸化水体会引发鱼类鳃组织损伤，使鳃部血氧交换困难，致鱼类缺氧而死。而长期处于低pH的水体中也会引起鱼类生理压力和免疫能力下降，促使鱼患上败血症，死亡率提升。此外，低pH也会影响鱼类的繁殖和生长。
对于浮游生物和藻类而言，酸沉降同样也是一场灾难：水体pH偏低容易导致浮游生物存活率降低、繁殖能力变弱以及呼吸困难等。同时，水体pH降低还极大程度地降低了磷的生物有效性，从而降低了藻类的生长能力。
近年来，大量建筑物、名胜古迹、石像石雕等在短期内的腐蚀和风化速度远远超过了上千年来的自然风化速度，并且毁坏程度相当惊人。尽管这些建筑物的毁坏有自然风化的影响，但有研究表明，酸沉降在其中也充当了“加速器”。
而人类自身也无法幸免于难。酸沉降直接与人体接触后，可经皮肤或呼吸道进入身体，导致体内铅、汞、铜等重金属含量增加，危害健康。即便不与酸沉降直接接触，人们饮用酸化后的水或食用酸化土壤和水中的瓜果蔬菜、水产品等，也会对身体健康造成损害。
波涛暗涌
目前，我国已经成为继欧洲和美国之后的世界第三大酸雨区。然而，相较于“雾霾”“气候变暖”等常见诸于报端的环境问题，酸沉降在我国似乎并没有那么“热门”，但这并不意味着酸沉降问题已经得到解决。我国学者进行的一项针对三峡库区酸沉降情况的研究，就揭示出这状似平静背后的波涛汹涌。
北京林业大学水土保持学院教授王玉杰研究团队长期聚焦三峡库区，立足重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站，采用定位观测、野外试验、室内分析和模型模拟等方法，研究了三峡库区内导致酸沉降的主要前体物（SO2和NO2）的现状和区域来源，大气酸沉降特征，酸沉降对森林、土壤的影响以及未来的酸雨情况。
研究结果表明，三峡库区在经历了30年的快速城市化和工业化进程后，库区内酸沉降前体物SO2和NO2的年均浓度分别在0.034~0.039 mg·m-3和0.026~0.031 mg·m-3之间。基于国标，三峡库区一类区SO2年平均仅有巫溪近几年排放浓度达标，但NO2年均排放浓度大部分区县均己达到标准。
2007~2013年间，三峡库区年均降水量pH始终低于5.6，属于酸性降水。根据降水污染程度，库区降水在轻度污染和中度污染之间。北林研究团队在对污染物进行源解析后发现，这些污染物主要来源于煤炭燃烧源、农业源、化石燃料燃烧源、地壳或风吹尘源以及海洋源。
由此可见，人类对能源的需求依然是导致酸沉降的根本所在。如果没有有效的节能减排政策，那么人类对能源需求的持续增加将可能导致消耗更多的煤，从而引起更多的酸沉降。
实际上，可怕的事情已经发生了。2016年年末，央视财经《经济半小时》记者探访了三峡库区重庆双桂村。由于当地磷肥厂和合成氨厂所带来的工业污染，导致庄稼枯竭、家畜熏死、酸雨频现。
其实，在与酸沉降的战役中，人类并非束手无策。主动出击，往往就能赢得胜利。
上世纪八九十年代，广西柳州曾被称为“酸雨之都”。近年来，柳州全面打响工业调整布局，工业企业能源消费结构逐渐向清洁能源转变。同时开展以治理废水、废气、废渣，减少二氧化硫排放为重点的“酸雨治理行动”，并制定了控制减少酸雨、减少二氧化硫的工作机制。如今的柳州，已然成为了一座耀眼的花园城市。
这样的例子不胜枚举。20年前,由于空气中二氧化硫严重超标而形成灾害性的污染，贵州有雨皆酸，高峰期时9个地市州所在中心城市无一幸免。如今，通过有效治理，贵州也已经挥别酸雨，环保攻坚战取得全面胜利。■
《科学新闻》 (科学新闻2018年5月刊 绿色)
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