酸雨

「酸雨」，顧名思義，雨是酸的。其正確的名稱應為「酸性沈降」，它可分為「濕沈降」與「乾沈降」兩大類前者指的是，所有氣狀污染物或粒狀污染物，隨著雨、雪、霧或雹等降水型態而落到地面者，後者則是指在不下雨的日子，從空中降下來的落塵所帶的酸性物質而言。在化學上定義水之pH(酸鹼)值等於七為中性，小於則是酸性。

自然大氣中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常溫時溶解於雨水中並達到氣液相平衡後，雨水之酸5.6，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物質，例如，火山爆發所噴出的硫化氫，海洋所釋放出的二甲基硫，高空閃電所導致之氮氧化物等，均會使雨水進一步酸化，而酸鹼值會降至5.0 左右。因此，在 1980 年代後期以來，許多國內外（包含環保署研究報告）研究者，已將所謂「酸雨」認知為當雨水酸鹼值在 5.0以下時，即確定受到人為酸性污染物的影響。因此，在環保署研究報告中，已統一雨水酸鹼值達 5.0以下時，正式定義為「酸雨」。例如，若以環保署台北酸雨監測站1990-1998年之有效雨水化學分析資料為準，顯示約九成降水天數的雨水pH值在 5.6 以下，而酸雨發生機率則為七成五左右。

酸雨的組成

• 一般酸水化學組成中，較重要的物種包括 H+、Cl-、NO3-、SO2-4、NH4+、K+、Na+、Ca2+及 Mg2+ 等九種。

• 其來源包括自然來源及人為來源如圖所示，一般而言NO3-及 SO2-4 為主要的致酸物質，其硫氧化物與氮氧化物轉化而來。在人為污染排放方面，前者則與化石燃料使用、火力電廠、含硫有機物燃燒有關；後者主要源自工廠高溫燃燒過程，交通工具排放等因素 。Ca2+ 及 NH4+ 為主要的中和(致鹼)物質。

• 雨水 pH 值之高低與否，並不必然代表其中人為污染物多寡除了上述酸性離子外，亦存在其他如銨根、鈣、鎂等鹼性離子，以中和其酸性，雨水酸鹼值則為以上離子平衡後之氫離子所計算得來。換言之，雨水中若有高濃度之硫酸根與硝酸根離子，但因有其他鹼性離子中和之，那麼雨水未必呈現酸性反應（即低酸鹼值），反之亦然。雨水酸鹼值無疑地可以作為一項先期指標，但更重要的是必須進一步進行雨水化學成份分析，了解其污染物來源，並計算隨雨水沈降至地表的污染物通量（即所謂沈降量，以公斤/公頃/年為單位），進而制定控制策略以改善之。

酸雨的成因

當空氣污染物自排放源釋放至大氣後，可能會經下列四種過程後，而形成酸雨到達地面：

輸送(transport)

排放於大氣的污染物，被風吹到下風處，而被周圍空氣所混合及稀釋，其程度視風向及風速而有所不同。

擴散(diffusion)  

主要是指大氣的垂直擴散能力，污染物不僅隨盛行風作水平方向的輸送，同時也在垂直方向擴散。

轉化(transformation)  

污染物滯留於大氣中時，常發生物理、化學或生物反應，而轉化為其他物質致酸。

移除(removal) 

大氣中的污染物可能經由三種過程而從大氣中移除：

乾沈降(dry deposition)

主要是指存在大氣中的懸浮微粒或粒徑較大的落塵，因重力作用而自然降落。

溼沈降 (wet deposition)

主要是以霜、雪、雲、雨、霧等降水形式，將其中之化學物質沈降至地表。一般而言，大氣中污染物的移除以溼沈降較受到重視，百分之八十以上的氣懸微粒都可藉由溼沈降的方式去除。

Occult deposition

是指雲滴或霧滴與植物葉面或其他表面接觸而被截留者，通常發生在山區較多。

燃煤造成酸雨

在工業革命時期，因為電力由燃燒媒產生，因此有很多的火力發電廠燃燒數百萬公噸的媒，大量的燃煤使得當時空氣品質相當差，而且造成酸雨。如今，電力供應改以核能為主，火力發電廠僅剩林口火力發電廠等幾座，但民間仍有少數工廠有燃煤。

為什麼燃煤會造成酸雨呢？

• 因為媒是由碳組成的，開挖出來的媒是不純的碳，它有其他礦物附屬於其中，包括硫、氮等物質。當媒燃燒時，硫會產生二氧化硫，氮會產生氮氧化物，它們進入大氣中，使得空氣變成有毒的氣體。其他化學物質像是汞、砷和鋁，透過煙囪進入空氣。

• 煙囪把化學物質帶進空氣中，當它們漂流時，它們可能會再次改變。二氧化硫與水反應會變成硫酸，氮氧化物與水結合後變成硝酸。這些酸性物質漂浮在雲中。當下雨時，這些酸性物質會隨著雨水從雲中釋放出來，就造成酸雨。有極大數量的酸性物質落於地球上。在北美，每年大約有24,000,000 公噸的二氧化硫，在歐洲則有 44,000,000公噸。這些硫大多數來自工廠和發電廠發電。而氮氧化物的數量較少。在北美有 22,000,000 公噸，在西歐有 15,000,000公噸。

影響酸雨的主要因子

• 酸雨的形成，受大氣環境中污染物之種類、濃度與傳輸過程的直接影響，還受氣象條件與地形特性的間接影響。