关于降水化学介绍

[拼音]：jiangshui huaxue

[外文]：precipitation chemistry

研究降水的化学组成、降水过程对空气的净化和酸雨对地球生态系统的影响等。大气中的气体和微粒的化学组成，对水蒸气的成核过程有影响，对降水的化学也影响。降水到达地表时，其中所含的化学物质，将参与地表的物质平衡，对地球的化学现象也会产生影响。

降水的化学成分极其复杂，在冷凝而成的小水滴中，已经溶解了一些溶质，首先是氧、氮、二氧化碳和惰性气体等，含量都接近于饱和；其次是微小的盐类颗粒（凝结核），它们或者是被风扬起的陆地灰尘和海水溅沫，或者是火山喷发物中的易溶盐类，或者是空气放电时形成的氮氧化物，或者是工业排放气体中的硫氧化物、氮氧化物和氯化物等。雨滴在下降的过程中，还会从空气中吸取微粒物质和可溶性的盐类。一般在大气中存在的微量物质，在降水物中几乎都有，因此降水过程对于对流层空气的净化有着重要的作用。

降水的化学成分与地理条件、气象条件有关。就氯离子含量而言，与距海洋远近有关，离海洋越近，含量越大；有风暴时，氯离子含量会迅速增加，特别是滨海地区，这种含量又同季节和风向有关。此外，降水中的硫酸根离子含量，与距工业城市的距离有关；硝酸根离子含量，还可能与雷电活动有关；铵离子和硝酸根离子含量，自内陆向沿海，自高纬地区向赤道地区，都逐渐降低。

随着工业的不断发展，在欧洲大陆和美国东北部，降水的酸度不断增高，由此，对降水化学的研究逐渐受到普遍的重视。蒸馏水和含二氧化碳的空气共存时，部分二氧化碳溶入水中而成碳酸，当达到平衡时，水的酸度值pH＝5.6（pH值等于氢离子摩尔浓度的对数的负值，溶液呈中性时，pH＝7，pH值越低则溶液的酸性越强）。纯净的自然降水具有较弱的酸性，其酸度值pH＝5.6。pH<5.6的自然降水，称为酸性降水，俗称酸雨，欧洲大陆有些地区，降水的酸度值高至2.1，美国平均为4～4.5。降水酸度的增加，影响降水水质，从而影响土壤和地表水的化学成分，改变或破坏生态系统，影响植物生长，使湖泊和河流中的生物群的活动和生活规律发生改变，甚至死亡。此外，酸雨还腐蚀建筑材料、金属和油漆，破坏建筑物表面和雕塑品。湖水和地下水酸化后，使金属溶出，饮用这种水，有害人体健康。

降水酸化的机制虽不十分明了，但一般认为和大气中无机酸（硫酸、硝酸和盐酸）的含量有关。化石燃料燃烧时，将使大气中的二氧化硫的浓度增高，它被氧化成硫酸(见大气化学)，是降水酸度增高的主要原因。排放的氮氧化物在大气中生成了硝酸盐，使降水中氮含量增加，也是降水酸化的部分原因。氨氮的增加，似乎应当中和亚硫酸或硫酸而降低降水的酸度，可是有结果说明，硫酸铵和硫酸氢铵颗粒微细，易于长距离迁移，对有生物活动的土壤和地表水的酸化作用，和纯酸一样强烈，这是因为盐类的铵在和氢交换中被植物吸收后，留下的就是硫酸的缘故。此外，由于排放到空间的不同污染物随气流广泛传播，某地区大气中出现的酸性物质和降水的酸化，有可能来源于遥远的污染地区。