全 文 ：第 11卷 第 1期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．11 NO．1
Jan．， 2003
酸沉降对生态环境的影响
王代长 蒋 新 卞永 荣 徐仁扣
(中国科学院南京土壤研究所 南京 210008)
贺纪正
(华中农业大学环境与资源系 武汉 430070)
摘 要 阐述 了酸 沉 降产 生的原 因及其 对 生 态环 境 和 人 类 健 康 的 影响 ，指 出 由于矿 质燃 料 的 燃 烧 、人 为排 放 S
和 NO 导致气溶胶和云雨逐渐酸化。当森林暴露在高浓度 s0 和 NO 下时森林会衰退，表现为 叶片发黄和落叶
甚 至死亡 ，土壤 持 续酸 化 导致 盐基 离子 淋 失和 土壤 溶 液 中铝 离 子 富 集 是森 林 衰 退 的 主 要机 制 ，土 壤 养 分 亏缺 也是
森林 衰 退 的主 要原 因 。在 酸沉 降敏感 地 区水 体 酸化 和 铝 离 子 富集 造 成 湖 泊 和 河 流严 重 酸 化及 鱼 类 大量 损 失。酸
沉 降 与气 态污染 对水 生与 陆地 生态 系统 造成 大 面积 损害 ，并影 响到 人类 的健 康 。
关键 词 酸 沉 降 大 气污 染 生 态环境
The impacts of acidic deposition on ecoenvironment．WANG Dai—Zhang，J IANG Xin，BIAN Yong—Rong，XU Ren—Kou
(Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008)，HE Ji—Zheng(Department of Environmental
Resources，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070)，CJEA，2003，11(1)：107～109
Abstract Anthropogenic emi~ions of sulfur and nitrogen oxides，mainly from fossil fuel combustion，have led to an in—
creased acidity of aerosol particles and rainy water，then precipitating in industrialized regions and even far away．Sym p—
toms of declined forest，because of its exposure to high concentrations of gaseous pollutants of S02 and NO ，range form
foliage yellowing and loss to tree mortality．Cation leaching of soils by acid deposition with subsequent soil acidification and
enrichment of the．soil solution with AI have been regarded as the major mechanism leading to forest decline．Nutrient deft—
ciencies have also been thought as the main cause．In sensitive regions receiving acid deposition，waters are often acidic
and Al—rich．this makes the lakes and streams serious acidification and fisheries losS．Acid deposition as wel as direct ef—
fects of gaseo us air pollutants cause a widespread damage to aquatic and terrestrial ecosystems and also has an impact on
human health．
Key words Acidic deposition，Atmosphere pollution，Ecological environment
1 酸沉降产生的原因
19世纪英 国人首先关注酸雨 ，至 20世纪中叶人们才认识到酸雨引起的陆地生态效应。大气污染的加
重导致森林严重衰退，使酸沉降成为全球关注的环境问题 。近期研究发现北美西北部、中国、俄罗斯和南
美均发现严重的酸雨 。迄今酸雨已侵袭了中国大部分领土 ，形成了以广东 、广西、四川盆地和贵州大部
分地区为中心的中国西南华南酸雨区，以长沙为中心的华 中酸雨区，以上海为中心的华东沿海酸雨区，以青
岛为 中心 的北 方酸雨 区 ，总面积约为 80．6万 km ，占国土面积 8．4％，占已形成 的酸雨 污染 区域 面积 1／5左
右。酸雨指 pH值<5．6的降雨 ，包括酸性雨、酸性雪、酸性雾 、酸性露 、酸性霜等 ，研究表明全球降雨点 pH
值为 4．80～5．O0，均<5．6，其原因是污染源排放的 SO 和 NO 经氧化后溶于水形成硫酸 、硝酸和亚硝酸。
据大部分雨水和云水样品的化学成分分析表明，我国酸性降水中硫酸根与硝酸根的当量浓度之比约为(13～
4)：1 ，说明 SO 大量排放是降水呈酸性的主要原因之一，降水类型属硫酸型酸雨 。近 15年来我国煤占全
部能源消费 75％以上，1995年我国商品煤 s含量 >3％的占 6．4％，产量为 9553万 t；2％～3％的占4．7％，
产量为 6500万 t；1％～2％的 占 17．8％，<1％的占70％以上。占全国商 品煤量 6．4％的高 s煤燃烧产生
SO 排放量 占全国 SO 总排放量的 1／5以上，且高 s煤主要集中在受酸雨污染严重的西南和中南地区。
我国严重酸雨地区的分布与重大污染源的分布密切相关 ，在华东地区构成 s沉降量大值区的中心位于
山东境内，s沉降量为 24．6mg／m ，其他大值 中心分别位于四川 、银川附近和我 国东北 ，S沉降量为 1．6～
* 国家自然科学基金项目(40071046、49831005)和国家重点基础研究(973)发展规划项 目(1999011801—3)共同资助
收 稿 日期 ：2001—10—12 改 回 日期 ：2001—12—08
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16mg／m ；北京市 S沉降量为 8．4mg／m ，上海 市为 16．2mg／m ，重庆市 为 28．4mg／m ，中国香港 为 3．0
mg／m ，中国台湾为 3．0～5．0mg／m 。可见东亚地区 S沉降量 2个大值区分别位于我国西南 、上海和我国东
北一带 ，该分布形式受降雨的影响非常明显。
2 酸沉降对 生态环境及人类健康的影响
2．1 酸沉降对生态系统中养分元素与污染元素循环的影响
土壤中盐基离子(Ca 、Mg 、K 、Na 、NH )是植物必需的营养成分，在酸沉降下这些养分离子易被
H 交换而淋失 ，导致土壤中和酸的能力下降并造成养分库的耗竭。在较低 pH值范围内 Al¨ 与 H 成为可
移动离子 ，其他金属 污染元素如 Mn、Cu、Pb、Hg、Cd、Zn有 效浓 度上升 ，一方 面重金 属污染 对植物 产生 毒害 ，
另一方 面通 过土层淋溶 ，金属元素 可能集聚在表 土下层影 响深根植物 的根 系生长 ，并导致地下水和地表水有
毒元素含量的增加。阴离子 SOj、NO3及有机阴离子等的迁移性也影响阳离子迁移，植物生长季节 NO3
被植物同化 ，对营养物质或其他养分的淋镕 影响较小 ，秋、冬、春 3季植物生产力低时 NO3在植物养分淋溶
方面起显著 作用 。
2．2 酸沉降对森林生态系统的影响
酸沉降不仅影响土壤系统，且影响整个陆地生态系统。酸沉降下森林生态系统主要表现在对酸沉降输
入的承受能力、盐基离子淋溶强度、土壤中 Al和有毒重金属的活化程度及土体 内生物体生存环境的影响等
方面 ，酸雨 可直接杀伤树 叶 ，造成 植物 营养 器 官功 能衰退 ，破坏植 物 细胞 组织 等 ，并 引起 森 林 冠层 中 ca 、
Mg 、K 、SO；、NO卜等营养离子大量淋失。土壤中脱 ca过程和 pH值下降恶化了土壤中动物与微生物
的生存环境 ，阻止了许多土壤生物的繁殖 ，细菌 、真菌及其土壤生物量和种类的变化导致土体内许多潜在化
学变化与生物变化同时发生 ，分解有机质供给植物养分的细菌数量大量减少 ，耐酸的真菌可能繁殖，藻类
(固 N)、土壤生物如蚯蚓、蚂蚁等数量大量下降。土壤 内物种数量和密度的变化还对土壤潜在影响可能使有
机质分解和微生物固 N能力下降，土壤结构与通气性受到破坏。
2．3 酸沉降对水生生态系统的影响
酸沉降可导致地表水体酸化和水生生物衰亡，水域酸度随大雨与春雪融化而波动，冬天聚集在雪中的
H 、S 2一、NO；离子随春雪融化进入水域生态系统，湖泊和河流不能吸附它们，其 pH值急剧下降，生物体
数量和种群发生改变。酸度对生物体的影响包括严重死亡率、降低活性、改变种群结构和降低敏感生物体的
繁殖率，酸敏感的浮游生物种类下降 ，无脊椎群体经历 了种群组成的变化与分异，两栖动物的持续繁殖也受
到严重损害，特别是大量分解微生物的数量和分解能力下降，影响生态系统内营养物质 的内在循环。水域
pH值下降，导致对酸敏感的鱼类数量下降，耐酸种群大量繁殖，进而导致鱼类种群密度下降，转向龄大体大
的种群，大量事实证明致酸离子和有毒离子(Al¨ 、Mn )的直接作用可延迟鱼卵孵化 ，促使卵与幼鱼死亡、
成鱼繁殖失败 ，鱼骨骼变形 、降低生长速率，组织体内重金属积累(特别是 Hg)导致成鱼死亡 ，Al对鱼类最初
的影响是鱼鲥受损 引起 窒息死亡 。
2．4 酸沉降对人类健康的影响
酸沉降导致重金属元素的溶解性增加，有利于重金属污染物进入食物链 ，特别是 Hg和 cd污染 的食物
链 ，伴随被 Hg污染生物体消费量的增加，人类健康的风险也加大，如 cd在人体 内长期积 累会造成骨痛病，
有毒金属元素 Pb进入人体后会导致高血压患者急增并损伤儿童的神经系统。酸雨还与疾病有潜在联系，
雨水酸度上升，土壤中Al"的溶解性增加，饮用水含高浓度 Al” 的地区患痴呆症病人数量增加。酸沉降还
对人们 在酸化水域 中如游泳等娱乐 活动产 生影 响 ，SO 一、NO3 可导 致 眼睛骚 痒 ，影 响视 力。 区域性 光雾 也
是与酸沉降紧密联系的空气污染问题 ，由 SO 一、NO；的亚微细小颗粒组成悬浮在空气中，分散光源 ，损伤视
力 ，且遇水 可能形 成 H SO 和 HNO 。
3 控制酸沉降的对策
控制酸沉降的对策一是采取切实可行的措施，减少 SO 的排放。我国是燃煤大国，是造成城市大气污
染 和酸雨 的主要面源之一 ，解决燃煤 污染的根本措施是 改变燃 料结构 ，如 推广 清洁生 产 ，使用 石油 、天 然气 、
太阳能和风能等清洁能源。我国酸雨的形成以当地污染源排放 SO 的影响为主 ，同时受周边较远距离污染
源输送 SO2的影响，鉴于未来煤炭消费增长量和消费方式，科学制定控制 SO2的政策与实施政策的力度，乃
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是决定我国 SO：污染 和酸沉降发展趋势的关键因素 ，必须实施工业 生产 区域 内 SO 排放总量的严格控
制 ，即对包括 酸雨污染最严 重地 区及其周 边 SO：排 放量 较大地 区一并 实行 控制 ，并逐 步禁 止含 氟 电冰箱
等产品的生产 ，避免 氟里 昂破坏臭 氧层及其 中间产物随雨水进入 生态 系统 ，减少 土壤养分 的淋失 。二是开展
生态环境受酸沉降影响的长期监测工作 ，并建立健全各级监测与管理部门，加大经费支持力度，深入进行该
方面的研究。陆地生态系统是酸沉降的最大接受者和缓冲者 ，土壤是酸沉降的主要接受者，土壤的缓冲能力
是调节地表水和地下水酸化的关键因素 ，酸雨也是造成我国森林衰亡或生产力下降的重要原因。自20世纪
80年代初始欧美国家相继建立了一批预测土壤和地表水酸化的数学模型，并提出相应削减 SO，排放量的控
制方案。应大力重视酸沉降对我国农业的危害，并采取有效措施扼制酸沉降对农业及整个生态系统造成 的
严重损失 。
参 考 文 献
丁国安，徐晓斌等．中国酸雨现状及发展趋势 科学通报，1997，42(2)：169～173
Galoway J N．Acid deposition：perspectives in time and space．Water Air and Soil Polut．，1995，85：15～24
Likens G．E．，et a1．Long—term effects of acid—rain：respo nes and recovery of a forest ecosystem．Science，1996，272：244～ 246
Rodhe H ，et al Acid reigh’19957 Conference summary statement．W ater Air and So il Pollut．，1995，85：1～ 14
欢 迎 订 阅 2003年《中国农 业资 源 环境 文 摘》
《中国农业资源环境文摘》(原名《中国农业文摘一土壤肥料》)于 1985年创刊，收录了全国 200余种农业科技期刊中关于
土壤学 、肥料学 、植物营养学和生态环境科学方面的文献 ，是本学科专业核心期 刊评价的指标刊物 ，也是我国本学科惟一文献
检索刊物。2003年起《中国农业文摘一土壤肥料》更名为《中国农业资源环境文摘》，原办刊宗 旨与发行范围不变。报道 内容
包含原《中国农业文摘一土壤肥料》报道范围 ，侧重于报道生态农业、环境科学 、资源可持续 利用 以及学科之间交叉领域 的新
理论、新技术和新方法，为广大土壤科学、资源与环境科学科技工作者服务，促进学术交流 ，推动学科发展 。
本刊为双月刊，16开本 ，刊号 ：CN 11—4920／S，ISSN 1002—543X。邮发代号 ：18—124，每期定价 10．00元，全年 60．00元 ，公
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技文献信息 中 C-(中国农业资源环境文摘》编辑部 ，电话 ：(010)68919886转 2313。
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收，联系电话 ：(010)65137744转 5644，(010)62123001(请在汇款单上注明书名、购买册数及详细地址)。
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