死亡之雨：酸雨

　　比柠檬汁还酸

　　伦敦和英国历史上最严重的空气污染事件，发生在1952年12月4-9日。这次烟雾事件共死亡了4000多人，因而被称为“杀人烟雾”。9日烟雾散开后，酸雨酸雾开始横行，雨水的pH值低到1.4一1.9，比柠檬汁还酸。事后，民众对伦敦烟气主要来源的发电厂等发起抗议运动。于是1956年开始英国实施了“大气净化法”。其实这个法的主要目标只是控制眼睛看得见的煤烟。为了平息居民的抗议，工厂造了很高的烟囱，利用高空大风把污染物送到遥远的地方。这样，当地的污染确实减轻了，但是却造成了污染物远距离输送，嫁祸他人，造成了英国下风方向北欧的污染，工厂所产生的废气在大气中化合成硫酸和硝酸。这些化合物在云中积聚，由这些云所形成的雨往往降落在离污染源的下风方向，而且雨水中这类酸的含量很高。在那里降下酸雨，后来引起国际争端。树木通过根和叶吸收酸雨。酸雨使树根变形，并阻止树枝和幼芽发育，松树和其他常绿树丧失了针叶。最后，许多树木都死了。德国和斯堪的纳维亚诸国均为西南风盛行的地区，它们的森林、河流和湖泊都受到酸雨的严重损害。

　　酸雨毁掉的德国松林

　　图片中的红色代表酸雨毁掉的成片森林

　　世界上最早接受大气污染洗礼的是英国。因为英国很早就砍伐了森林，燃料依靠煤炭。大城市和工业区中煤烟和二氧化硫的危害，早在17世纪就出现了。1661年作家约翰.伊布森在《驱逐烟气》中描写道：“地狱般似的阴森森的烟气，像西西里岛的火山和巴尔干神殿(火与冶炼之神)似地笼罩着伦敦。”工业革命以后，煤炭的消费量猛增，到了18世纪后半叶危害逐渐严重，1772年博物学家吉尔巴特.怀特在新版《驱逐烟气》序言中写道，“伦敦周围庭院中的水果树不结果子，连树叶也纷纷凋零。生长发育中的孩子大约一半活不到2岁就天折了”。

　　大气污染发展到酸雨，是18世纪以英国为中心的烧碱工业蓬勃兴起以后的事情。特别是18世纪末烧碱作为玻璃和肥皂原料，产量爆炸性地扩大以后。生产过程中排放的氯化氢气体在工厂附近造成了酸雨(氯化氢溶液就是盐酸)，田地中的农作物和附近的森林全部枯死。1862年5月12日伦敦《时报》曾报道了这一情况。后来，由于燃煤的工厂不断增加，雨水中的硫酸成分也逐渐多了起来。酸雨危害的严重，使英国在各地建立起了世界上第一个大气污染公害监测网。史密斯在1872年发表的长达600页的《大气与雨-化学气象学的开端》一书中，首先使用了“酸雨”这个名称。书中记载到，“严重时，1加伦(约4.5升)雨水中含有2-3格令(1格令等于0.065克的酸)。因此植物和白铁皮全都很快地烂掉了，连石头和砖瓦也变得疏松起来”。现在回过头来说英国制造的二氧化硫气体。它乘西风，越北海，首先来到北欧斯堪的那维亚半岛的挪威。

　　1881年，挪威科学家布罗加在《污雪》报告书中指出挪威污雪的原因就是来源于英国的大气污染。30年以后，即1911年挪威南部河中鱼类开始大量死亡，到20世纪80年代，挪威总面积达13000平方公里的1700个湖中实际上已经没有鱼了，通过研究发现，体弱未死的鱼血中钠异常地少，这恰恰是酸雨中毒的典型症状。与挪威相邻瑞典的变化发生得要晚些。约1940一1950年，瑞典南部农村开始发生了许多异常变化。即使不施肥，庄稼也能长得很好;在河里或湖里钓鱼，都有可能钓到大鱼。原来这是因为污染大气中硝酸盐含量在较少情况下，对农作物是一种“氮肥”。“氮肥”也使河湖中水生植物(鱼的食料)增殖，以及酸雨入湖毒死的小鱼小虾成了大鱼的美食的缘故。果然，不久后鱼类就销声匿迹了，科学家在论文中指出这也是酸雨影响的结果。科学家还在论文中警告说，酸雨对今后水质、土壤、森林、建筑物所产生的危害，对人类而言，也许是一场“化学战”。不幸真被他们言中了。

　　酸雨对陆地生态系统的危害

　　酸雨不仅对淡水生态系统造成危害，又使土壤酸化，并危害植物根系和茎叶。植物是陆地生态系统的生产者，动物是消费者，微生物是分解者。植物受到危害，动物和微生物相继受到影响，破坏陆地生态系统的平衡。

　　另一方面还要注意到：酸化土壤游离出来的金属离子随水分运动进入湖泊又影响到淡水生态系统，所以需要密切关注酸雨沉降到地面后的影响过程。

　　科学家曾经试验给植物浇酸水，只要水的pH值低到3以下，水稻、松树、向日葵等叶子表面就会出现坏死斑点;显微镜下观察叶子表面的毛孔和气孔都受到损害，严重影响光合作用。而且酸水夺去了植物体内的钙镁等物质使植物逐渐衰弱。植物叶子变黄就是因为镁不足，叶绿素难以合成的缘故。松树等针叶树所以对酸雨特别敏感，是因为针叶树全年不落叶，酸雨造成的损害会在针叶中逐年积累起来。酸雨还可使农作物大幅度减产。例如，冬小麦在pH为3.5的酸雨影响下将减产13.7%，pH为2.5时更减产34%。大豆和蔬菜也易受酸雨危害，使产量和质量(蛋白质含量)下降。在欧洲大陆的最北部北极圈附近地区，许多地区的苔藓和地衣因酸雨而消失，所以出现了“地衣沙漠”的名词。可是苔藓地衣是当地驯鹿的冬季主要食物，这就影响到驯鹿的生存、数量、食物链和生态平衡。

　　另外一个严重问题是，酸雨还使土壤中的铝、汞等十分有害的金属离子游离出来。这不仅对陆地植物，而且对水生的动植物都是十分有害的。欧洲和北美几千个湖泊鱼类灭绝成为死湖，这是一个重要原因。所以过去加拿大等国家曾试验在湖中和农田中加石灰中和酸性，但是湖中鱼仍不能存活，农田施用石灰有些情况下也不起作用，主要就是因为湖水和土壤中因酸化溶出的金属铝、铜、锌、镍等离子毒性并没有消失的缘故。现今欧洲已有30%的森林因酸雨而退化;酸雨造成美国75%的湖泊和大约一半的河流酸化;加拿大43%的土地已对酸雨高度敏感，有14000个湖泊是酸性的。

　　酸雨的黑色幽默

　　泡菜

　　酸雨酸化了土壤以后，进一步也酸化了地下水。德国、波兰和前捷克交界的黑三角地区(当地先以森林，后以森林被酸雨破坏而著名)的一位家庭主妇，在接待日本客人奉茶时说："我们这个地区只有几口井的井水可供饮用。我们自己也常开玩笑说，只要用井水泡蔬菜，就能够做出很好的泡菜(酯腋菜)来。"

　　染发

　　酸化的地下水还腐蚀自来水管。瑞典南部马克郡的西里那村，有一户人家三个孩子的头发都从金黄色变成了绿色。这就是使马克郡出名的"绿头发"事件。原因是他们把井中的汲水管由锌管换成了铜管，而pH小于5.6的水对铜有较强的腐蚀性，产生铜绿。所以这户人家的浴室和洗漱台都已被染成铜绿色。这种溶有铜或锌离子的水还能使婴幼儿发生原因不明的腹泻。马克郡的幼儿园发生过的集体"食物中毒"也是这个原因(大约半数的瑞典人都是把地下水作为饮用水源的)。英国的兰克夏，水龙头里曾放出含有因水管腐蚀而造成大量铁锈的浊水。酸雨甚至使输水管道因腐蚀而破裂。1985年圣诞节前4天，英国约克夏直径1米的输水管破裂，备用的也都不能使用，使20万人一度处于断水的恐慌之中。

　　慢车

　　波兰的托卡维兹因酸雨腐蚀铁轨，火车每小时开不到40公里，而且还显得相当危险。

　　泰姬陵变色

　　大理石含钙特多，因此最怕酸雨侵蚀。例如，有两座高157米尖塔的著名德国科隆大教堂，石壁表面已腐蚀得凹凸不平，“酸筋”累累。通向人口处的天使和玛丽亚石像剥蚀得已经难以恢复。其中的砂岩(更易腐蚀)石雕近15年间甚至腐蚀掉了10个厘米。已经进入《世界遗产名录》的著名印度泰姬陵，由于大气污染和酸雨的腐蚀，大理石失去光泽，乳白色逐渐泛黄，有的变成了锈色。

　　国子监遭殃

　　我国北京国子监街孔庙内的“进士题名碑林”(共198块)距今已有700年历史，上面共镑刻了元、明、清三代51624名中第进土的姓名、籍贯和名次，是研究中国古代科举考试制度的珍贵实物资料，已被列为国家级文物重点保护单位。近年来，许多石碑表面因大气污染和酸雨出现了严重腐蚀剥落现象，具有珍贵历史价值的石碑已变得面目皆非。据管理人员介绍，这些石碑主要是最近3年中损坏得比较厉害，所以第198块进士题名碑距今虽只有不到百年的时间，但它的毁损程度也丝毫不亚于其他石碑。实际上，北京其他石质文物，例如，大钟寺的钟刻、故宫汉白玉栏杆和石刻，以及卢沟桥的石狮等，也都不同程度存在着腐蚀或剥落现象。

　　自由女神化妆

　　酸雨同样也腐蚀金属文物古迹。例如，著名的美国纽约港自由女神像，钢筋混凝土外包的薄铜片因酸雨而变得疏松，一触即掉(而在1932年检查时还是完好的)，因此不得不进行大修(已于1986年女神像建立100周年时修复完毕)。意大利威尼斯圣玛丽教堂正面上部阳台上的四匹青铜马曾被拿破仑掠到过巴黎，后来完壁归赵。近来却因酸雨损坏严重无法很好修复，只得移到室内，在原处用复制品代替。世界上类似情况还有许多。荷兰中部尤特莱希特大寺院中，有一套组合音韵钟，是在17世纪铸造的名钟。300年来人们一直十分喜欢听它的声音。可是近30年来钟的音程出了毛病，音色也逐渐变得不洪亮。因为钟是用80%的铜制的，由于敲钟时反复震动铜锈逐渐剥落，酸雨腐蚀已经进入到钟的内部。

　　酸雨袭击南极

　　令人震惊的是，南极也观测到了酸雨，而且是比较强的酸雨。例如，我国南极长城站1998年4月曾先后8次观测到酸雨，其中最低pH值只有4.45。长城站的铁质房屋和塔台被锈蚀得成层剥落，有的不得不进行更新。为了减缓腐蚀，每年要刷2-3次油漆。

　　洞穿珍贵彩色玻璃

　　在欧洲，镶有中世纪古老彩色玻璃的教堂等建筑超过10万栋。这些彩色玻璃弥足珍贵，在第二次世界大战中曾卸下来疏散开，多数安然无恙。可是却和其他古建筑一样，不能躲过酸雨的侵袭。这些彩色玻璃逐渐失去神秘的光泽，变褐，有的甚至完全褪色。仔细观察玻璃表面，有无数细小的洞。酸雨在小洞中继续和钾、钠、钙发生反应(钙是中世纪生产的玻璃中才有的)。例如和钙发生化学反应后生成石膏。酸雨从内部损害了玻璃。

　　书画遭劫

　　带有酸性的细小粉尘(干沉降)进入室内，在空气相对湿度较大时，开始侵蚀图书馆中的古老藏书。纸张氧化成茶色，纸质变差以至毁损。大英图书馆20-30年代的藏书的皮封面也遭到硫酸侵害，好像浮着红锈似地正在变色。壁画情况也是如此。所幸80年代中后期开始，欧洲治理大气污染加速，所有各种腐蚀和损害的速度又明显缓和下来了。油画腐蚀现象的恐怖症也在收藏家中间扩大开来。白色或透明结晶的粒子，不仅在画的表面，而且在画布的背后，像粉一样的喷出。过一段时间，这些粒子还会深入油彩层，使含化学颜料的油漆全部损坏。而不暴露在空气中的部位则没有这种现象。可见污染大气和干性沉降的危害之大。

　　酸雨冰溜溜

　　建筑物中出现“酸雨冰溜溜”，又是酸雨危害的一件“新事物”。混凝土因酸雨而溶解，然后在下滴过程中水分蒸发而硫酸钙等固体成分留了下来，形成类似石灰岩溶洞中的“石钟乳”。而下滴到地面上的硫酸钙留下来则形成“石笋”。之所以叫“冰溜溜”，是因为这种“石钟乳”很像冬季中从屋檐上流下来的冷水，在流动过程中逐渐结冰，形成下垂的“冰溜溜”。日本许多城市立交桥下和建筑物中都有这种酸雨冰溜溜。它使建筑物松散不牢固，甚至成为危险建筑物。关于酸雨对建筑物造成的损失，美国联邦环保局1985年曾有一个估计，在17个州共造成的损失高达50亿美元。主要原因是大楼损伤加速，涂料装饰很快剥落和窗框腐蚀此外因旅游减收带来的损失也有20亿美元。