此外,1995年10月,瑞典皇家科學院宣布,把當年諾貝爾化學獎授予P克魯岑、M莫利納和S羅蘭三人,以表彰他們"在大氣化學特別是在涉及臭氧的形成和分解方麵取得的研究成果"。"三位科學家通過闡述對臭氧層厚度產生影響的化學機理,為我們尋找辦法解決可能引起災難性後果的全球環境問題做出了貢獻"。這是首次在環境科學研究方麵獲得的諾貝爾獎,這說明了全世界對臭氧層破壞問題的重視,也說明了科學界在研究這一問題上的重大進展。
酸雨
概況酸雨是地球化學氣候中人類影響的重要特征,又是一個國家和地區大氣汙染的重要標誌之一。所謂酸雨是指酸性的大氣降水,它包括酸性雨、雪、霧、露等沉降,通常把pH值低於56的降水叫酸雨。實際上,大氣環境酸化現象存在著兩類互有密切聯係的酸性物質大氣沉降,即濕沉降和幹沉降。前者即通常所說的酸雨,後者包括酸性氣體、顆粒物及有關物質沉降,它們統稱為酸沉降。近十幾年來,酸沉降在世界許多地區頻繁出現。早在1852年,在英國的一家科學雜誌上,首次發表了曼徹斯特附近地區降雨中有硫酸的報道,而酸雨這個詞則是1872年史密斯首次提出的。史密斯是英國化學家,是農業化學的創始人利比格的學生,他整理了對英格蘭、蘇格蘭和愛爾蘭等地降雨的調查報告,寫出了《大氣與降水——化學氣候學的開端》一書,提出了酸雨的概念,所以有關酸雨的研究已有100多年曆史,但是從科學的角度看來,酸雨仍然是一個雖已確認但還搞得不太清楚的問題。
在歐洲和北美,酸雨成了主要的環境問題。在亞洲和拉丁美洲的部分地區,酸雨也成為人們關注的環境問題。我國是繼歐洲、北美洲之後的世界第三大重酸雨區。20世紀80年代,我國的酸雨主要發生在以重慶、貴陽和柳州為代表的川貴兩廣地區,酸雨區麵積為170萬平方千米。到90年代中期,酸雨災害已發展到長江以南、青藏高原以東及四川盆地的廣大地區,酸雨麵積擴大了100多萬平方千米。以長沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區現已成為全國酸雨汙染最嚴重的地區,其中心區年降酸雨頻率(酸雨次數占總降雨次數的比例)高於90%,幾乎到了"逢雨必酸"的程度。以南京、上海、杭州、福州、青島和廈門為代表的華東沿海地區也成為我國主要的酸雨區。華北、東北的局部地區也出現酸性降水。酸雨在我國已呈燎原之勢,覆蓋麵積已占國土麵積的30%以上。
酸雨形成的原因酸雨的形成是一個極為複雜的大氣物理和大氣化學過程。降水在形成和降落過程中,會吸收大氣中的各種物質,如果酸性物質多於堿性物質,就會形成酸雨。雨水的酸化主要是汙染大氣的SO2和NOx(主要指NO和NO2),兩者在雨水中分別轉化成H2SO4和HNO3,平均來講,有80%~100%是硫酸和硝酸成分,而其中又以硫酸為主。酸雨的形成過程大致分為雲內成雨過程和雲下衝刷過程。前一過程包括水蒸氣冷凝在含有SO-4、NO-3等的粒子上,在結核上或雲滴吸收SO2、NOx以及氣溶膠粒子在形成雨滴的過程中結合在一起。雲下衝刷過程是將雲下低層大氣中各種酸性微粒、氣體,通過吸附、衝刷然後降落到地麵。一般認為酸雨是工業和民用燃煤或燃油排放的二氧化硫和氮氧化物轉化為硫酸和硝酸而成的。我國酸雨大都是硫酸型的,硝酸含量不足總酸量的10%,但隨著城市汽車的增加,酸雨中硝酸的成分有增加的趨勢。
酸雨的危害酸雨落到地麵與普通雨雪無多大區別,但是它對自然環境和人類健康的危害極大,主要表現在以下幾個方麵。
對人體健康的影響大氣酸性汙染物對人體健康的危害主要是通過酸霧來實現的。霧是一種低空降水形式,酸霧對人體的毒害比SO2氣體可增大幾倍。霧水的酸度比同一地區雨水酸度可高出10~100倍。這是因為霧是由懸浮在近地麵的液態氣溶膠組成的膠體係統,離汙染源較近,能吸附、聚集較高濃度的酸性汙染物;霧與雨相比水分含量少,稀釋程度低,故酸化程度高。酸霧不僅刺激眼睛、皮膚,而且可以直接進入呼吸道,侵入肺部,引起肺水腫,甚至導致死亡。
造成地表水體酸化,危害水生生物生長,破壞漁業生產淡水湖泊酸度的增加已經成為歐洲和北美影響水生態係統的主要環境因素,瑞典已有21萬個湖泊和6萬米長的河流酸化;美國也發現在密歇根半島上有10%的湖泊已經酸化,湖水pH值降到50以下,成為無色的酸湖。
破壞森林,危害農業酸雨腐蝕損害植物,影響光合作用,使陸地生態平衡遭到破壞,致使樹木生長緩慢或造成農作物枯死、農業減產,對森林的破壞。