酸雨氣象成因以及對農(nóng)作物的危害與防御措施

殷宇飛 張洺瑄 張司揚(yáng)

（新賓滿族自治縣氣象局，遼寧新賓113200）

通常所說的酸雨，是指酸堿值在5.6左右的降水，一般是空氣中的二氧化硫與大氣中的水分結(jié)合后形成的。酸雨是工業(yè)化發(fā)展帶來的環(huán)境問題，其對空氣的危害非常大，造成極嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。就東亞地區(qū)而言，我國酸雨區(qū)的面積最大、酸度最強(qiáng)，目前我國各區(qū)域基本都有酸雨區(qū)，遼寧省處于華東酸雨區(qū)，酸雨對農(nóng)作物的危害極大。

1 酸雨的概念與形成因素

1.1 概念

酸雨是指pH值在5.6以下的大氣降水，大氣降水包含有雨水、雪水、霧及冰雹等。正常大氣降水的pH值在7.0左右，而當(dāng)大氣中酸性氣體的濃度增加時(shí)，如二氧化碳、二氧化硫等，再經(jīng)與水結(jié)合發(fā)生物理反應(yīng)，從而使大氣降水的pH值降低，進(jìn)而形成酸雨。當(dāng)pH值小于5.6時(shí)，形成的霧和雪分別為酸霧和酸雪。

1.2 形成因素

酸雨形成既受到自然因素的影響，也受到人為因素的影響。其中，人為因素主要是人類的各種活動(dòng)造成硫、氮等氧化物排放量較大，其中較為常見的是工業(yè)生產(chǎn)排放污染、煤炭燃燒及汽車尾氣和生活排放等［1］。自然因素主要是受火山爆發(fā)的影響，火山爆發(fā)會產(chǎn)生大量的物質(zhì)漂浮，與云結(jié)合后導(dǎo)致水汽凝結(jié)，形成硫酸根凝結(jié)核等，進(jìn)而與氧氣結(jié)合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成酸性雨滴，酸性雨滴與云層再次結(jié)合后開始下落，并在下落過程中凝結(jié)更多的酸性雨滴及含酸氣體降落到地面，形成常見的酸雨。

當(dāng)一個(gè)地方的二氧化硫排放較為嚴(yán)重時(shí)，降水中的硫酸根離子濃度會不斷升高，從而使空氣的pH值降低，進(jìn)而形成酸雨。

大氣污染物不僅含有二氧化硫，還包含大量的顆粒，特別是北方地區(qū)。顆粒物對酸雨既有有利的一面，也有有害的一面，顆粒物中的催化金屬幫助二氧化硫發(fā)生氧化作用形成酸，造成不利影響，但同時(shí)顆粒物又能與酸發(fā)生中和反應(yīng)，在一定程度上降低大氣中水分的酸度。而如果顆粒物原本就是酸性的，則只會帶來危害，進(jìn)一步增加空氣中酸的含量。與國外相比，我國受顆粒物影響較大，顆粒物污染程度是國外的十幾倍。

酸雨還受天氣形勢的影響。當(dāng)降水強(qiáng)度偏小或者偏大時(shí)，基本不會出現(xiàn)較大的酸雨；當(dāng)降水強(qiáng)度為小到中雨時(shí)，遼寧省發(fā)生酸雨的概率最高。有數(shù)據(jù)證實(shí)，當(dāng)遼寧省降水強(qiáng)度為小到中雨時(shí)，出現(xiàn)酸雨的概率在70%～80%。由此可知，氣候狀況對酸雨的形成有較大影響，如果遼寧省長期處于干旱狀態(tài)，空氣濕度下降，懸浮物濃度升高，二氧化硫等氣體的含量也會逐漸增加，一旦干旱期出現(xiàn)降雨，易出現(xiàn)酸雨。

2 酸雨對農(nóng)作物的影響

2.1 加快土壤酸化

遼寧省土壤大部分為酸性土壤，而酸雨使得土壤酸化更為嚴(yán)重。土壤中含有大量的鋁氫氧化物，而土壤中的酸性物質(zhì)能使鋁風(fēng)化，進(jìn)而經(jīng)一定反應(yīng)后形成鋁化合物，而一旦過量的鋁化合物被農(nóng)作物吸收，就會造成農(nóng)作物中毒進(jìn)而死亡。酸雨使得土壤中的成分發(fā)生改變，使礦物質(zhì)元素流失嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)作物生長發(fā)育缺乏必要的礦物質(zhì)［2］。酸雨還會帶來諸多的病蟲害，使得農(nóng)作物病蟲害防治難度增加，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。

2.2 影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)

酸雨改變土壤環(huán)境，嚴(yán)重影響農(nóng)作物生長。而且酸雨中的二氧化硫等物質(zhì)會使蔬菜葉面出現(xiàn)不同程度的黃色斑點(diǎn)，蔬菜生長缺乏抵抗力，并病蟲害侵襲的可能性加大，進(jìn)而出現(xiàn)蔬菜生長不良、產(chǎn)量不理想等問題。農(nóng)作物種類可分為抗酸性農(nóng)作物、中等敏感性農(nóng)作物及敏感性農(nóng)作物，而不同的農(nóng)作物受酸雨的影響程度不同。菠菜、胡蘿卜等抗酸性蔬菜受酸雨影響相對較小，遇強(qiáng)酸雨環(huán)境時(shí)其產(chǎn)量會減少10%左右；辣椒等中等敏感性蔬菜受強(qiáng)酸雨影響時(shí)，其產(chǎn)量下降15%左右；黃瓜、番茄等敏感農(nóng)作物受酸雨影響較大，酸雨環(huán)境中黃瓜、番茄的產(chǎn)量比正常環(huán)境下的產(chǎn)量下降20%甚至更多。

2.3 酸沉降危害農(nóng)作物長勢

酸沉降對農(nóng)作物的危害可以分為2種：一種是急性危害，也就是農(nóng)作物直接接觸過量酸雨后，農(nóng)作物的葉片受到二氧化硫等酸性物質(zhì)的影響，在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)枯葉、枯枝等癥狀；另一種是慢性危害，指農(nóng)作物長期受到酸性物質(zhì)的影響，使得葉片生長受到阻礙，葉綠素逐漸減少，農(nóng)作物無法進(jìn)行正常的細(xì)胞活動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)落葉等現(xiàn)象［3］。其中慢性危害是較為常見的危害，也是造成遼寧省農(nóng)作物生長發(fā)育不良及產(chǎn)量受損的主要和直接原因。

2.4 改變土壤微生物種群

酸雨使得土壤中的微生物種群發(fā)生改變，進(jìn)而影響農(nóng)作物生長。酸雨進(jìn)入土壤后，使得土壤中的微生物減少，進(jìn)而不能對有機(jī)質(zhì)等進(jìn)行正常的分解，導(dǎo)致農(nóng)作物生長營養(yǎng)元素不足，進(jìn)而出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象。酸雨對土壤中固氮細(xì)菌和氨化細(xì)菌的影響較為直接，這兩類細(xì)菌的減少使得土壤難以進(jìn)行正常的微生物硝化和氮化作用，進(jìn)而影響農(nóng)作物生長。

3 應(yīng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中酸雨現(xiàn)象的措施

3.1 加大政府監(jiān)督力度

遼寧省應(yīng)全面開展酸雨防治工作，政府部門要對酸雨防治引起重視，并通過相關(guān)強(qiáng)制性的措施嚴(yán)格控制尾氣排放。例如，對酸雨防治及污染物排放要求進(jìn)行立法，使相關(guān)制造業(yè)及生產(chǎn)商在生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)嚴(yán)格控制尾氣排放含量，對于超標(biāo)排放的產(chǎn)品不允許投產(chǎn)和面市［4］。另外，要通過立法的方式對企業(yè)及居民的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范，進(jìn)一步提升企業(yè)和居民的環(huán)境保護(hù)意識，使企業(yè)生產(chǎn)及居民日常生活能盡量控制污染物的排放，并對排放的污染物進(jìn)行有效的處理，最大限度地降低酸雨的危害。

3.2 提高化石燃料的燃燒率

提高化石燃料的燃燒率能使化石燃料燃燒更為充分，能有效減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，避免產(chǎn)生大量的硫化物及硝化物，進(jìn)而減少酸雨形成的可能。這就要求在實(shí)際生產(chǎn)中要對傳統(tǒng)煤炭的燃燒模式進(jìn)行改良，特別是要重視對煤炭的粉化處理，減少煤炭粉塵，使煤炭充分燃燒，進(jìn)而有效降低硫化物及硝化物產(chǎn)生的可能性，避免酸雨形成［5］。

3.3 改變能源消費(fèi)觀念

隨著人們生活水平的顯著提高，人們的消費(fèi)觀念發(fā)生了較大的變化，過往的消費(fèi)主要考慮產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)、價(jià)位是否合適，對產(chǎn)品是否環(huán)保并沒有引起較大的重視。隨著環(huán)境污染的不斷加劇，人們的環(huán)保理念逐漸增強(qiáng)，在日常消費(fèi)中開始越來越多地選擇環(huán)保性能更好的產(chǎn)品。但仍然有少部分經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)的地區(qū)消費(fèi)觀念較為落后，故而需進(jìn)一步改變?nèi)藗兊哪茉聪M(fèi)觀念?，F(xiàn)階段，應(yīng)積極利用科技優(yōu)勢，開發(fā)和使用更加清潔的能源，盡最大可能減少石油、煤炭等本身存在較大污染的能源使用，以控制二氧化硫等酸性物質(zhì)的排放，降低酸雨形成的可能性［6］。

4 結(jié)語

酸雨形成受到諸多因素的影響，酸雨形成后對農(nóng)作物造成較大的危害。要想減小酸雨形成的可能性，需要進(jìn)一步控制其產(chǎn)生因素，從源頭預(yù)防酸雨形成。遼寧省酸雨形成主要受到風(fēng)沙揚(yáng)塵及污染物排放的影響，當(dāng)?shù)卣块T應(yīng)加大酸雨防治力度，嚴(yán)格控制相關(guān)污染物的排放，并通過立法等方式使企業(yè)生產(chǎn)、居民生活更加規(guī)范。另外，要進(jìn)一步提高化石燃料的燃燒率，鼓勵(lì)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行新型清潔能源的開發(fā)和利用，積極探索應(yīng)對酸雨的有力措施，從而降低酸雨對農(nóng)作物的影響，提升農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。