1、跪求关于酸雨的资料和探究方案
酸雨
PH值小于5.6的雨叫做酸雨。
酸雨的发现
近代工业革命,从蒸气机开始,锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器;而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾地是,煤含杂质硫,约百分之一,在燃烧中将排放酸性气体 SO2;燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨;这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
什么是酸雨?
简单地说,酸雨就是酸性的雨。什么是酸? 纯水是中性的,没有味道;柠檬水,橙汁有酸味,醋的酸味较大,它们都是弱酸;小苏打水有略涩的碱性,而苛性钠水就涩涩的,碱味较大,它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关;而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关;然后建立了一个指标:氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是,纯水的pH值为7;酸性越大,pH值越低;碱性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近于7;当它为大气中二氧化碳饱和时,略呈酸性,pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨;pH值小于5.65的雪叫酸雪;在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH值小于5.65时叫酸雾。
什麽是酸雨率?
一年之内可降若干次雨, 有的是酸雨, 有的不是酸雨, 因此一般称某地区的酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值为0%; 最高值为100%。如果有降雪, 当以降雨视之。
有时, 一个降雨过程可能持续几天, 所以酸雨率应以一个降水全过程为单位, 即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。
除了年均降水pH值之外, 酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。
什麽是酸雨区?
某地收集到酸雨样品, 还不能算是酸雨区, 因为一年可有数十场雨, 某场雨可能是酸雨, 某场雨可能不是酸雨, 所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中, 但一般认为: 年均降水pH值高于5.65, 酸雨率是0-20% , 为非酸雨区; pH值在5.30--5.60之间, 酸雨率是10--40% , 为轻酸雨区; pH值在5.00--5.30之间, 酸雨率是30-60%, 为中度酸雨区; pH值在4.70--5.00之间, 酸雨率是50-80%, 为较重酸雨区; pH值小于4.70, 酸雨率是70-100%, 为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实, 北京, 西宁, 兰州, 乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨, 但年均pH值和酸雨率都在非酸雨区标准内, 故为非酸雨区。
酸雨的成因
酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”,即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨的危害
硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质,供植物吸收。如酸度过高,pH值降到5.6以下时,就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。
治理措施
控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
酸雨、生物防治
世界观察研究不久前发表的1994年全球趋势报告《1994年生命特征》中说:总的来看,地球的情况并不太好,在所有衡量地球健康状况的指标中,我们仅成功地扭转了一项指标的恶化—使臭氧层出现空洞的氟里昂的减少。碳排放量没有减少,大气污染日益严重。据统计,人类每年向大气层排放SO2约1亿吨,NO2约5000万吨。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超标的大气环境中,有10亿人生活在颗粒物超标的环境中。大气污染已成为隐蔽的杀手。而SO2则是罪魁祸首。最近,欧洲的26个国家和加拿大,在联合国欧洲经济委员会提出的一份新协议上签了字,休证把本国SO2的排放量减少87%,美国也承诺到了2010年将SO2的排放量减少80%。欧洲国家和加拿大称赞这项新协议是防治大气污染的一个里程碑。 SO2不仅污染空气、危害人类健康,而且是形成酸雨的主要物质。大气中的SO2和NO2,在空气在氧化剂的作用下溶解于雨水中。当雨水、冻雨、雪和雹等大气降水的pH小于5.6时,即是酸雨。据美国有关部门测定,酸雨中硫酸占60%,硝酸占33%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。
酸雨给地球生态环境和人类的社会经济带来严重的影响和破坏,酸雨使土壤酸化,降低土壤肥力,许多有毒物质被值物根系统吸收,毒害根系,杀死根毛,使植物不能从土壤中吸收水分和养分,抑制植物的生长发育。酸雨使河流、湖泊的水体酸化,抑制水生生物的生长和繁殖,甚至导致鱼苗窒息死亡;酸雨还杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,使水生生态系统紊乱;酸雨污染河流湖泊和地下水,直接或间接危害人体健康。酸雨通过对植物表面(叶、茎)的淋洗直接伤害或通过土壤的间接伤害,促使森林衰亡,酸雨还诱使病虫害暴发,造成森林大片死亡。欧洲每年排出2200万吨硫,毁灭了大片森林。我国四川、广西等省区已有10多万公顷森林濒临死亡。酸雨对金属、石料、木料、水泥等建筑材料有很经的腐蚀作用,世界已有许多古建筑和石雕艺术品遭酸雨腐蚀破坏,如加拿大的议会大厦、我国的乐山大佛等。酸雨还直接危害电线、铁轨、桥梁和房屋。
目前,世界上已形成了三大酸雨区,一是以德、法、英等国家为中心,涉及大半个欧洲的北欧酸雨区。二是50年代后期形成的包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积已达1000多万平方千米,降水的pH小于5.0,有的甚至小于4.0。我国在70年代中期开始形成的覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区,面积为200万平方千米的酸雨区是世界第三大酸雨区。我国酸雨区面积虽小,但发展扩大之快,降水酸化速率之高,在世界上是罕见的。由于大气污染是不分国界的,所以酸雨是全球性的灾害。
酸雨的危害已引起世界各国的普遍关注。联合国多次召开国际会议讨论酸雨问题。许多国家把控制酸雨列为重大科研项目。全世界已有40多个国家通过有关污染限制汽车排污。1993年在印度召开的"无害环境生物技术应用国际合作会议"上,专家们提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化,增强自然资源的持续发展和应用,保持环境完整性和生态平衡的措施。专家们认为:利用生物技术治理环境具有巨大的潜力。煤是当前最重要的能源之一,但煤中含有硫,燃烧时放出SO2等有害气体。煤中的硫有无机硫和有机硫两种。无机硫大部分以矿物质的形式存在,其中主要的是黄铁矿(FeS2)。生物学家利用微生物脱硫,将2价铁变成3价铁,把单体硫变成硫酸,取得了很好效果。例如,日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌,它是一种铁氧化细菌,能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株,它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌,可脱除黄铁矿中75%的硫。据1991年统计,捷克利用生物技术已平均脱去煤中无机硫的78.5%,有机硫的23.4%,目前,科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。日本财团法人电力中央研究所最近开发出的利用微生物胶硫的新技术,可除去70%的无机硫,还可减少60%的粉尘。这种技术原理简单,设备价廉,特别适合无力购买昂贵脱硫设备的发展中国家使用。生物技术脱硫符合"源头治理"和"清洁生产"的原则,因而是一种极有发展前途的治理方法,越来越受到世界各国的重视。
怎样减少酸雨?
酸雨是我们当今面临的、更为显著的空气质量问题之一。酸性物质以及导致形成酸性物质的化合物,是在燃烧矿物燃料来发电和提供运输时生成的。这些物质主要是从硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。这些化合物也有一些天然来源,例如雷电、火山、生物物料燃烧和微生物活动,但除了罕见的火山爆发外,这些天然来源同来自汽车、电厂和冶炼厂的排放气相比,是相当小量的。
酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显,而且被大力宣传,但受威胁的地区还包括加拿大,也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方,偶而观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点,但现在已认识到,对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。
受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而,处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害,因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少,而且在某些湖泊中,还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围,包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
在美国东北部地区,减少污染物的主要考虑对象是那些燃烧高含硫量的煤发电厂。能防止污染物排放的化学洗气器是可能的补救办法之一。化学洗气器是一种用来处理废气、或溶解、或沉淀、或消除污染物的设备。催化剂能使固定源和移动源的氮氧化物排放量减少,又是化学在改善空气质量方面能起作用的另一个实例。
用以减少酸雨的各种战略对策,可能每年需要几十亿美元的投资。由于耗资如此巨大,所以,至关重要的是要很好地了解涉及污染物迁移、化学转化和归宿的大气过程。
酸沉降包括两部分,即“湿”降水(如雨和雪的形式)和干沉降(气溶胶或气态酸性化合物的形式沉降到诸如土壤颗粒、植物叶片等表面上)。以被沉降而告终的物质,往往以一种极其不同的化学形式进入大气。例如,煤中的硫被氧化成二氧化硫,这是它从烟囱排出的气态形式。随着它在大气中运动,便慢慢被氧化,并与水反应生成硫酸——这是它可能被沉降在下风向数百英里处的形式。
氮氧化物的生成、反应以及最终从大气中脱除所经历的路线也是非常复杂的。当氮气和氧气在发电厂、在民用炉灶和汽车发动机中的高温下加热时,生成一氧化氮(NO),再与氧化剂反应生成二氧化氮(NO2),最终生成硝酸(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它们来自何方及它们去往何方的定量估计值仍然相当不确定。
可以容易地看到,在我们彻底了解各种不同化学形式的氮、硫和碳的生物地球化学循环以及这些化学物种的全球来源与归宿之前,将难以满怀信心地选择空气污染控制战略。大气化学和环境化学是实现一个更清洁、更有益健康的环境的核心。发展空气中痕量化学物种的可靠测定方法、重要大气反应的动力学、和发现可用以减少污染物排放的、新的、更有效的化学工艺,这些就是未来10年中必须受到国家承诺的目标。
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。
2、研究性学习:课题:酸雨的危害及防治
酸雨的危害很大,可以使一些古文物腐蚀;使工业机械锈蚀,缩短使用寿命;使湖泊、河流中沉淀的某些重金属化合物溶出进入水生生物体内,危害人体健康;甚至使湖泊、河流毁灭;酸雨可以使土壤酸化,造成农作物大幅度减产;酸雨可损害森林、植被,对自然生态系统造成严重的危害。 硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质,供植物吸收。如酸度过高,pH值降到5.6以下时,就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显,而且被大力宣传,但受威胁的地区还包括加拿大,也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方,偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点,但现在已认识到,对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而,处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害,因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少,而且在某些湖泊中,还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围,包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
3、研究性学习: 课题:酸雨的危害及防治
酸雨的危害很大,可以使一些古文物腐蚀;使工业机械锈蚀,缩短使用寿命;使湖泊、河流中沉淀的某些重金属化合物溶出进入水生生物体内,危害人体健康;甚至使湖泊、河流毁灭;酸雨可以使土壤酸化,造成农作物大幅度减产;酸雨可损害森林、植被,对自然生态系统造成严重的危害。
硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质,供植物吸收。如酸度过高,pH值降到5.6以下时,就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显,而且被大力宣传,但受威胁的地区还包括加拿大,也许还有加利福尼亚州塞拉地区、洛基山脉和中国。在某些地方,偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点,但现在已认识到,对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而,处于花岗岩(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害,因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少,而且在某些湖泊中,还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围,包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。
4、探究酸雨对种子萌发的影响,要怎么设计实验表格?
给个例子,自己模仿做
酸雨对植物生长的影响
学生作者:初一4班 丁哲远、陈柯宇、葛毅、汴文梁
背景资料:
1形成原因:近代工业革命,从蒸气机开始,锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器;而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾地是,煤含杂质硫,约百分之一,在燃烧中将排放酸性气体 SO2;燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸 性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨;这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
2酸雨:科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关;而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关;然后建立了一个指标:氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是,纯水的pH值为7;酸性越大,pH值越低;碱性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近于7;当它为大气中二氧化碳饱和时,略呈酸性,pH值为5.65。被大气中存在的酸性 气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨。
3酸雨的危害:酸雨危害危害包括森林退化,湖泊酸化,鱼类死亡,水生生物种群减少,农田土壤酸化、贫脊,有毒重金属污染增强,粮食、蔬菜、瓜果大面积减产,使建筑物和桥梁损坏,文物面目皆非。
探究过程:
[1]提出问题:
酸雨对种子发芽率和幼苗的生长有不利影响吗?有怎样的不利影响?不同的酸在同一PH时对同种植物种子发芽率和幼苗的生长有不同的影响吗?
[2]作出假设:
酸雨对种子发芽率和幼苗的生长有不利影响,可能会使种子发芽率降低,幼苗叶片表面有斑点等现象。不同的酸在同一PH时对同种植物种子发芽率和幼苗的生长影响基本相近。
[3]探究方案:
⑴材料用具:①5×3×100颗青菜种子(子粒饱满无病斑) ②5×3套培养皿(规格一样) ③吸水纸 ④5支吸管 ⑤PH=3的盐酸溶液 ⑥PH=3的硫酸溶液 ⑦PH=3的冰乙酸溶液 ⑧PH=7的清水 ⑩4-6张设计好的观 察记录表
⑵探究步骤:①观察种子的萌发和萌发后幼苗的生长状态,将青菜种子分散放在铺了吸水纸的培养皿里,保持湿润(用每组相应的溶液湿润),放在向阳处,每个培养皿中青菜种子数为100颗。
②观察记录:表1—4,格式如下:
[4]观察记录及分析:(具体记录附表)
1.酸雨对种子发芽率的影响(见表一)
对第四天、第八天的观察记录进行分析如下:表一
注:冰乙酸3、4代表PH=3,PH=4,冰乙酸4是在冰乙酸3第四天还未发芽的情况下进一步探究做对照得出的数据。
分析:种子发芽率是指在最适宜条件下,在规定天数内,发芽的种子占供试种子的百分数。上表显示在对照组清水中的发芽率最高:第四天为22℅,其次为盐酸16℅,硫酸8℅,冰乙酸3为0;第八天为45℅,其次冰乙酸4为21℅,盐酸18℅,硫酸12℅,由此说明两点:一、酸雨降低了种子的发芽率,与假设相符;二、同ph的不同酸对种子发芽率影响不同,与假设不符,分析其原因有两点:一是盐酸具有挥发性,虽然培养皿加盖培养,但还是有少量的盐酸挥发掉,降低了种子发芽时种子周围的酸性。二是不同的酸存在电离程度的差别。分析各酸的电离方程式:HCL=H++Cl-(盐酸是强酸,完全电离),H2SO4=H++HSO4-;HSO4-=H++SO42-(硫酸是二元酸,一级电离完全电离,受[H+]影响,[H+]大时,二级电离平衡常数Ka=1.20×10-2),HAc=H++Ac-(醋酸是弱酸,不完全电离,在25℃时,其电离平衡常数Ka=1.76×10-5。)
当PH=3时,由上分析可知,醋酸浓度最大,其次是硫酸,盐酸。在种子萌发的过程中,随H+被消耗,弱电解质硫酸根离子、醋酸电离程度加大。由于硫酸根离子的Ka远大于醋酸的Ka,因而在种子萌发的酸环境中,随着时间的推移,H+的消耗,醋酸的PH最小,其次是硫酸、盐酸。
2.酸雨对幼苗的生长状态的影响(见表二)
对第四天、第八天的幼苗烂芽、烂根、叶片出斑点和根周围有霉菌等观察记录进行分析如下:表二
注:冰乙酸3种子未萌发不作比较,冰乙酸4后期进行观察时间短也不作比较。
分析:上表显示硫酸对幼苗的危害性大,盐酸相对轻些。原因可能主要是硫酸是二元酸,在PH=3时,其不完全电离,其酸性比盐酸大,其对幼苗的不良影响相对也大些。
[5]得出结论:
由上分析可见,酸雨的PH越小,即酸性大,对生物生长不良影响就大。其生理机制主要是酸雨中的H+降低了细胞PH值,改变了生物生长、发育和繁殖等生命活动所需要的正常酸碱度,酸雨所带来的过量H+会替换其它元素,包括钾、镁、钙等营养元素,从而影响植物的生长。高浓度H+还可以溶解土壤中自然产生的铝,铝一旦被分解释放就会妨碍植物根系吸收水分和养料的能力,尤其是影响镁的吸收。随着镁的溶出,土壤中会发生镁不足的情况,镁是叶绿素的核心元素,是植物的活性、新陈代谢不可欠缺的元素,缺少镁将会导致植物枯萎,而重金属如锰、铬、铅、汞等元素在酸性的作用下,也可变成可溶性物质,这不仅使植物遭受毒害,还会污染地下水和江河 湖泊,从而严重危害到其他生物的生存
[6]讨论:
⑴为什么会有人工模拟酸雨大棚?形成的污染危害,短则数月,长则数年,才能明显看出。为了缩短效应时间,方便实验条件,人们建立了类似于体育馆大小规模的塑料或玻璃大棚,实施人工气候,按时喷撒酸雨,馆中种植各类树木植物,小型池塘饲养各种鱼类,其术语叫“模拟酸雨”。它帮助人类认识酸雨规律,找出有效防治措施。
⑵土壤酸化后会有怎样的影响?土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝,会中毒,甚至死亡。酸雨尚能加速土壤矿物质营养元素的流失;改变土壤结构,导致土壤贫脊化,影响植物正常发育;酸雨还能诱发植物病虫害,使作物减产。
⑶如何有效地控制酸雨?使用干净无污染的能源,如太阳能,潮汐和地热等,发展沼气,使用低硫煤。要将汽车尾气净化,用甲醇,燃气代替汽油。另外公众参与意识要强,例如, 我们可以在校园内或马路边种植一些对酸雨敏感性植物, 以观测酸雨对环境的影响;或筛选和培植抗酸雨经济作物, 花卉等, 以改造环境。这些活动有利于提高我们的环保意识和增加环保知识。
5、谁能帮我写一份关于酸雨的危害的调查研究啊
指导老师:韩赞 组长:林斯弟 成员:林斯弟 杨 贵 何瑞学 郑有满 郑有奋 许邦兑 陈昌文
一、课题名称:关于酸雨对环境影响的调查研究
二、学校:文昌市联东中学
三、所在班级:高二(4)班
四、所属科目:化学
五、课题组成员
1.指导老师:韩赞
2.课题组组长:林斯弟
3.课题组成员:林斯弟 杨 贵 何瑞学 郑有满 郑有奋 许邦兑 陈昌文
六、课题研究的目的及意义:
酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。酸雨沉降对地质环境产生危害.地质体(岩石、矿物)为酸雨敏感性研究不可或缺的组成部分.开展地质环境对酸雨危害降解效应的研究具有重要的理论与现实意义.通过本课题的研究,使我们了解酸雨对人类的影响和危害.并通过本课题的研究使更多的人了解酸雨在人类中具有怎样的影响.让我们共同参与关心酸雨的防治问题.
七、任务分工:
1.把整组分成三个小组,每小组两或三名成员
2.然后分工查找资料、研究、讨论、并撰写报告
3.最后总结报告
八、问题的提出:
(1)什么是酸雨?
(2)酸雨有哪些危害呢?
(3)酸雨的成因?
(4)怎样防止酸雨对人类的影响?
九、课题研究时间:2006.11.20—2006.12.21
十、研究方法:
本课题是一项以化学与环境的关系相结合的选题, 因此研究的方法主要采用文献查阅法、实验操作法、比较分析法、和归纳演绎法相结合的研究方法。在已有的理论学习基础上,可以结合当地情况通过设计实验来研究酸雨的性质,如可以通过对所在城市雨水的采样进行酸度分析,进而模拟该地区酸雨对建筑物的腐蚀情况等。
十一、研究步骤:
收集资料了解究竟什么是酸雨,它的成因,分布情况、危害范围和造成的后果、以及如何进行酸雨的防治。并通过采集雨水,分析雨水的PH值,结合其他实验来分析、验证酸雨的形成和对建筑材料的腐蚀情况。
1.查找文献
通过在图书馆或者网上查阅文献了解酸雨的定义(PH在什么范围称酸雨),对酸雨的形成原因(自然和人为因素)、分布(在世界的分布和在中国的分布特点)、决定这种分布的原因、危害(对动物、植物、建筑物等的影响)以及目前的治理措施进行资料的收集、整理。
2.通过实验验证酸雨的腐蚀作用
为了让小组成员能够真正了解酸雨的腐蚀作用,可以通过设计如下实验来加深同学们的感性认识,设计实验时老师给于适当提示,以引导作用为主:
(1)测定当地雨水的PH :收集雨水、通过实验测定PH,了解雨水的酸度;
(2)配置模拟酸雨,分析对建筑材料的腐蚀情况:
(3)通过模拟自然条件下的酸雨对建筑物的腐蚀,加深酸雨对建筑物的危害的认识。
十二、研究内容:
(一)形成酸雨的原因:
酸雨是指pH值小于5~6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料表明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的云水正在变酸,如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,给人类带来的危害也将与日俱增。酸雨主要是由于硫氧化物和氮氧化物引起的。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧,其中二氧化硫停留在大气中,在一定的条件下则形成了酸雨,其化学反应方程式可以简单地表示为:气相反应式为2SO2+02→2SO3,SO3+H20→H2SO4,液相反应式为:SO2+H2O→H2SO3,2H2SO3+O2→2H2SO4。又比如,在燃烧过程中产生的NO等物质,与空气中的O2可以化合生成NO2当NO2遇到水(H2O)就生成硝酸(HNO3)。化学反应方程可表示为:2NO+O2→2NO2,2NO2+H2O→HNO3+NO。而人类活动造成的酸雨成分中,以硫酸为最多,一般约占60%一65%,硝酸次之,约30%,盐酸约5%,此外还有有机酸约2%左右。硫酸主要是因为燃烧矿物燃料释放的二氧化硫,其中最大的排放源是发电厂、钢铁厂、冶炼厂等,还有家家户户的小煤炉。目前全世界人为释放的二氧化硫每年约1.6亿吨。硝酸是由氮氧化物形成的。氮氧化物气体主要是在高温燃烧的情况下产生的。例如,汽车发动机燃烧室中,以及矿物燃料在高温燃烧时都会放出氮氧化物。氯化氢的人工源除了使用氯化氢的工厂以外,焚烧垃圾(塑料制品中有大量的氯)和矿物燃料燃烧时也都会释放这种气体。人类活动造成的二氧化硫和氮氧化物与自然源相比数量上虽然大体相当(即各占约50%左右),但是因为自然界自我清洁能力有限。这好比一个人吃饭,肚量再大,让他多吃一倍的饭,也是会把肚子撑坏的。硫氧化物和氮氧化物在大气中形成酸雨的过程是十分复杂的大气化学和大气物理过程。
(二)评判酸雨的标准:
酸雨是含有相对较高酸性的降水。一般的降水,在一个标准大气压、25℃时,它的酸碱度PH值大约为5.65,为弱酸性。而酸雨是指PH小于5.6的降水。因大气中含有天然和人为的污染物,降水过程中把二氧化硫、氮氧化物和其它杂质通过化学反应生成各种酸类,使雨水酸化,降落到地面。
6、求关于酸雨的研究总结报告
设计实验]
实验材料:纸杯2个,绿豆40粒,另外用水、醋分别配制PH值为4、12的模拟酸雨材料。
实验过程:(1)把绿豆分别放入1号杯、2号杯,每杯各20粒;
(2)在1号杯里注入适当的PH值为4的醋水,放在阳光充足、空气也合适的地方;
在2号杯里注入适当的PH值为12的醋水,放在阳光充足、空气也合适的地方;
(3)观察绿豆的发芽率情况。
[实验过程]
第一天 上午 1号杯没有一个发芽 2号杯有17个发芽
第一天 下午 1号杯没有一个发芽 2号杯有19个发芽
第二天 上午 1号杯没有一个发芽 2号杯全部发芽
[实验结果]
一号杯 二号杯
投入粒数 20 20
发芽总数 0 20
发芽率 0% 100%
[得出结论]
酸雨对生物有不利的影响。
[结果分析]
通过这个实验,我们不难发现酸雨对生物的影响实在很大,在酸雨条件下的绿豆苗无法生长。
[实验总结]
尽管本次实验比较成功,但是我认为还有以下几点不足之处,以后尽量改正:
(1) PH试纸在溶液中浸泡时间略长,且与色板的颜色不完全相符,无法确定PH值是否精确;
(2) 观察时间较短;
(3) 投入绿豆粒数较少。
总之,这次实验还是比较有收获的!
[知识积累]
有人认为酸雨是一场无声无息的危机,而且是有史以来冲击我们最严重的环境威胁,是一个看不见的敌人。这并非危言耸听。随着工业化和能源消费增多,酸性排放物也日益增多,它们进入空气中,经过一系列作用就形成了酸雨。
人们对酸性排放物已经有了控制,但仍然还有酸雨现象。大气尘埃可能是造成酸雨问题的另一原因。
7、关于酸雨对生物的影响的实验报告
仅供参考:
酸雨对芒果树的影响
作者:邓雪娴 转贴自:sjhx 点击数:1243
主题材料:我校的运动场四周种了很多芒果树,从1999年开始结果,每年都在六月份左右成熟,而且结的果多,酸酸甜甜的,很好吃。每年学校都把芒果摘下来分给每一个班,让同学们尝尝,但从2003年开始,芒果树虽然照样开花结果,但在3月分左右,芒果还很小时就变黄腐烂,掉下来了,而且大多数树叶也一半变黄脱落下来了,芒果吃不成了。
发现问题:为什么会这样呢?树叶和芒果为什么会变黄?而且焦黄发生在叶尖部分和芒果朝地下的部位呢?是有虫子吗?还是因为别的什么?
提出假设:让学生观察芒果树的现状,周围的环境,还有2、3月份左右的天气情况,结果发现叶片没有虫子咬过的痕迹,而且学校也定期派人喷杀虫剂,不存在虫害的问题,2月、3月、4月份的天气经常阴雨绵绵,学校外面有很多的陶瓷厂,会不会是污染的问题呢?又是什么引起污染呢?学生经过观察思考,结合自己学过的知识,提出了可能是SO2,即酸雨的危害。
课题题目:酸雨对芒果树的影响
研究目的:
1.通过实验研究,证明酸雨对芒果树的影响
2.了解酸雨对环境的危害,培养学生的环保意识
3.培养学生动手能力,学习研究的基本方法,提高分析,解决问题的能力
研究内容:
1.空气质量良好的标准
2.酸雨的成分
3.酸雨对树叶、芒果的影响
4.提出解决问题的方案
研究方法:调查法、查资料、对比法、实验验证法
实验步骤:
1.准备阶段
通过书本、报纸、杂志、还有上网收集有关酸雨的成分、危害的后果等(用一周时间)
2.实验阶段
(1)采集别的地方没受污染的同类芒果树的叶片和芒果,清洗干净
(2)在学校芒果树周围收集一些雨水,测定它的PH值
(3)在实验室配制同样PH值的H2SO4水溶液
(4)将没受污染的芒果和叶片分别泡在收集到的酸雨水和配制的H2SO4水溶液中,
正常雨水中,进行对比。
(5)记录现象
3.总结阶段
将实验结果进行整理分析、归纳,得出结论,完成课题的文字材料
小组成员:何嘉文、曾锦斌、梁可玲、岑鸿基、何顺黄等共12位同学
预期成果:调查报告或论文、文字材料
材料准备:相关的书籍、报刊、杂志、摄像机、电脑、实验仪器、试剂等
调查结果:
1.酸雨的成分:SO42-、H+、NO3-等,PH‹5.6
2.良好的空气质量标准是
3.学校运动场雨水的PH值为3~4之间
4.正常雨水的PH值为5左右
5.实验:
6.实验结果:
时间
运动场的雨水
同样PH值的硫酸溶液
正常雨水
第一天
没变化
没变化
没变化
第二天
没变化
没变化
没变化
第三天
开始出现棕色斑点
开始出现棕色斑点
没变化
第四天
斑点变大变多
斑点变大变多
没变化
第五天
一大片变黄
一大片变黄
没变化
结果分析:学校的芒果、芒果树叶是由于长时间受到酸雨的影响而变黄脱落的
实验结论:由于学校周边有很多的陶瓷厂,陶瓷厂使用重油作燃料,排放出一股股的白烟,含有大量的粉尘和SO2气体,再加上2、3月时阴雨连绵,雨水充足,结果芒果树受到了酸雨的危害。而且由于雨水在叶尖和芒果朝下的地方停留时间长,所以变黄的就首先发生在那个地方。
解决问题的对策:
一.工厂
1. 安装烟气脱硫装置
2. 提高煤碳燃烧利用率
3. 选择低硫煤
4. 使用天然气
5. 增加使用绿色能源的比例
二.社会和公民
1. 用煤气或天然气代替烧煤,前者燃烧后不产生酸性气体
2. 使用省电的电器,因中国大部分电力仍来自燃煤发电
3. 乘公交车,减少车辆数目可减少汽车尾气
4. 选择包装简单的商品,因生产过度包装要多消耗电力
5. 参与废物回收,使用回收的资源制造产品可以节省电力
[NextPage]
[注]2003年广东省的所有城市仅佛山市的空气质量没国家二级标准,其它城市都达到二级标准,有点达到一级标准.
附录:
环境空气质量功能区的分类和标准分级
1.环境空气质量功能区分类一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。
二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。
三类区为特定工业区。
2.环境空气质量标准分级环境空气质量标准分为三级。
一类区执行一级标准
二类区执行二级标准
三类区执行三级标准
3.浓度限值
本标准规定了各项污染物不允许超过的浓度限值,见表
污染物名称
取值时间
浓度限值
一级标准
二级标准
三级标准
浓度单位
二氧化硫SO2
年平均
日平均
1小时平均
0.02
0.05
0.15
0.06
0.15
0.50
0.10
0.25
0.70
总悬浮颗粒物TSP
年平均
日平均
0.08
0.12
0.20
0.30
0.30
0.50
可吸入颗粒物PM10
年平均
日平均
0.04
0.05
0.10
0.15
0.15
0.25
氮氧化物
NOx
年平均
日平均
1小时平均
0.05
0.10
0.15
0.05
0.10
0.15
0.10
0.15
0.30
mg/m3
(标准状态)
二氧化氮
NO2
年平均
日平均
1小时平均
0.04
0.08
0.12
0.04
0.08
0.12
0.08
0.12
0.24
一氧化碳
CO
日平均
1小时平均
4.00
10.00
4.00
10.00
6.00
20.00
臭氧
O3
1小时平均
0.12
0.16
0.20
铅Pb
季平均
年平均
1.50
1.00
苯并[a]芘
B[a]P
日平均
0.01
μg/m3
(标准状态)
氟化物
日平均
1小时平均
7①
20①
F
月平均
植物生长季平均
1.8②
1.2②
3.0③
2.0③
μg/(dm2·d)
注:
1)适用于城市地区;
2)适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区,蚕桑区;
3)适用于农业和林业区。