酸雨之成因

何謂酸雨酸雨之成因污染物之來源酸雨對人類及自然生態的影響
國際性防制計畫酸雨國際合作計畫台灣地區的酸雨現況酸雨防制政策


  造成雨水酸化之污染物很多,其污染來源大致可分為兩類: 其一為自然物質,其二為人為物質。前者如:火山爆發噴出大量之 硫化物及懸浮固體物,自然水域表面釋放之硫化氫,動植物分解產生 有機酸,土壤微生物及海藻釋放之硫化氫、二甲基硫及氮化物等,都 會使雨水之pH值降至5.0左右;後者則為工業化後,燃料之大量使用,燃燒過程中產生CO、 HC、SO2、NOX及懸浮固體物,排放至大氣環境中,經光化學反應 生成硫酸、硝酸等酸性物質使得雨水之pH值降低,形成酸雨。

  雨水沖刷污染物之機構,包括雨除作用(Rainout)及雨沖作用 (Washout) ,前者為高空雲層內之現象,污染物在雨滴形成之初期 即被吸收(如:凝核作用等),降雨時直接伴隨雨滴下降;後者為 雨滴在降落過程中﹐將下層大氣中之污染物沖刷至地面之現象。

  SO2與NOx是造成雨水酸化最主要之污染物。 SO2氧化成SO42-之基本機構包括:氣相光化學氧化及液相溶解SO2之氧 化。在氣相光化學氧化中,若有碳氫化合物(HC)之存在,則其反應 速率增快很多,在SO、之氧化反應中,以參與自由基(如 : OH、HO2 等)作用者貢獻最鉅,液相氧化機構,包括催化與非催化反應,前者 之反應速率遠超過後者,而最有效之催化劑 M為Mn2+、Fe3+、Cu2+ 等微量金屬。SO2、氧化成SO42-之反應式,可以下式表示:

2SO2+O2 2 SO3
SO2+O2+O+M SO3+M
SO2+O2+OH+M HOSO2+O2+M
SO2+O2+HO2 SO3+OH-
SO3+H2O H2SO4
SO2+O2+H2O SO32- +2 H+

  NOx氧化成硝酸鹽,可經由NO與NO2之氧化達成。前者可 與空氣中之O2或O2及金屬催化物發生化學反應,形成NO2、無機 性硝酸鹽或過氧硝酸乙醯脂(PAN)等物質。後者可被微粒表面吸收,轉變為無機性硝酸鹽或硝酸,硝酸再與氨(NH3)反應生成硝酸銨(NH4NO3) 而得;或經由水滴之直接吸收,將溶解之NO2轉變為NO3-,其反應式,可以表示如下:

2 NO + O2 2NO2
NO + O3 NO2 + O2
NO2 + O3 NO3 + O2
NO3 + NO2 + H2O 2 HNO3
NO2 + OH + M HNO3 + M
NO2 + RCOO RCOONO2
3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO
4 NO2+ 2 H2O + O2 4 HNO3
HNO3 + HN3 NH4NO3
NO2 + H2O + M H+ + NO3- + M

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