Transcript 探究生活中的化学之一酸雨及其危害

探究生活中的化学之一
酸 雨 及其 危 害
刘小贤化学工作室
黑
雨
1994年重庆下了数场黑雨，色如墨
汁，且有强酸性。经化学分析，黑色物
是煤屑，是由化石燃料未能在锅炉内燃
烧充分，致使一些微细的碳粒通过烟囱
排向高空。而酸性物主要是硫酸根,来自
煤中燃烧的杂质硫。结论是：黑雨就是
强酸性雨。
黑
雪
1991年，我国喜马拉雅山区下了数场“黑雪”。它来
自于中东战争，伊拉克军队从科威特撤退时，放火烧毁了
无数油井，致使油井火光冲天喷出浓浓黑烟，并夹杂着令
人窒息的SOx和NOx气味直向高空随风漂向东方，遇到喜
马拉雅高山阻挡后，随雪落下，成为有酸性的黑雪。人迹
罕至的世界屋脊也未能逃出“空中死神”的灾难。
酸
• 前言
• 酸雨的危害
雨
• 酸雨的形成
• 酸雨的防治
一、酸雨的形成
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。
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。
酸雨的发现
近代工业革命，从蒸气机开始，锅炉烧煤产生出蒸汽
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出酸性
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
家史密斯分析伦顿
市雨水成份，发现
呈酸性，且农村雨
水中酸性不大, 郊区
雨水略呈酸性.
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。
我国酸雨情势
我国酸雨主要分布于长江以南、
青藏高原以东地区及四川盆地。
以长沙为代表的华中酸雨区，降
水酸度值最低，酸雨出现频率最高，
并呈逐年加重趋势；
西南酸雨区污染程度仅次于华中
酸雨区；
华南酸雨区、华东沿海酸雨区分
布较广，污染较重。
我国酸雨的特点是：降水化学组分受污染影响程度严重，
尤以硫含量为突出。我国各主要城市降水中硫酸根含量和硫
酸根与硝酸根比值范围都达欧美国家对应值的3倍～5倍，充
分反映了煤烟型大气污染和低空排放的特点。
有位科学家到杳
无人烟、长年冰封雪
盖的格陵兰岛上，往
冰层下打钻，将取出
的180年前的冰块与
现在的冰块酸度相比，
酸度增长了99倍。至
此世人公认酸雨是当
前全球性重要区域环
境污染问题之一。
1986年5月，在肯尼亚首都内罗毕召开的第三世界环境
保护国际会议上，专家们认为，酸雨现象正在发展，它已成
为严重威胁世界环境的十大问题之一。
目前, 全球有三大块酸雨地区：西欧, 北美和东
南亚。
在酸雨区域内, 湖泊酸化, 渔业减产, 森林衰退,
土壤贫脊, 粮菜减产, 建筑物腐蚀, 文物面目皆非。
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二、酸雨的危害
渔业
人类健康
树木
湖泊
农作物
文物
酸雨因pH小于5.0以下，造成土壤、岩
石中的有毒金属元素溶解，流入河川或湖
泊，严重時使得魚类大量死亡。
在瑞
典的9万多
个湖泊中，
已有2万多
个遭到酸
雨危害，4
千多个成
为无鱼湖。
北美酸雨区已发现大片森林死于酸雨。德、
法、瑞典、丹麦等国已有700多万公顷森林正在
衰亡，我国四川、广西等省有10多万公顷森林也
正在衰亡。
3、酸雨可导致土壤酸化，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。
科学家试验后估计我国南方七省大豆因酸雨受灾
面积达2380万亩，减产达20万吨，减产幅度约6%，每
年经济损失1400万元。重庆电厂附近酸雨区域受害粮
地4.1% 。
酸雨或酸雾对人
体器官有明显刺激作
用，导致红眼病和支
气管炎,咳嗽不止,尚可
诱发肺病,这是酸雨对
人体健康的直接影响。
另一方面，农田土壤酸化，使本来固定在土壤矿化
物中的有害重金属，如汞、镉、铅等，再溶出,继而为粮
食，蔬菜吸收和富集,人类摄取后，中毒得病。这是酸雨
对人体健康的间接影响。
湖泊酸化后，可能使生态系改变，甚至
湖中生物死亡，生态系活动因而无法进行，最
后变成死湖。
美国
和加拿大
许多湖泊
成为死水，
鱼类、浮
游生物、
甚至水草
和藻类均
一扫而光。
著名的杭州灵隐寺的“摩崖石刻”近年
经酸雨侵蚀，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剥蚀
严重，面目皆非，修补后，古迹不“古”。
碑林、石刻大都由石灰岩雕成，遇到酸雨立
即起化学反应，酸碱中和，即被腐蚀。
南方某酸雨区, 有一块五
百年历史的大理石碑, 50年前
字迹尚清晰, 现在已一片模糊,
这说明此事与近40至50年间的
酸雨现象有关。
石雕像被酸雨腐蚀前后情况
1967年俄亥俄河上的橋倒塌，
造成46人死亡。原因為何？由於
酸雨的腐蝕。
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三、酸雨的防治:
近年来，世界各国政府已开始对酸雨问题进行总
体控制, 提出消减方案, 预计在未来几十年内, 酸雨将成
为历史。
各国采取的防治对策主要有：
一、调整能源战略：
1、节约能源，减少煤炭、石油的消耗量，以减少二氧
化硫；
2、开发新能源，尽快地利用无污染或少污染的新能源，
如太阳能、水能、地热能、风能、核能等。
二、烟气脱硫：
解决二氧化硫污染大气问题，一些国家在火力发电
厂安装了烟气脱硫装置，并用法律形式加以规定。
1984年，加拿大和欧洲各国通过了一项防止酸雨、
减少二氧化硫排放量的国际协议，规定在1993年以前，
各国的二氧化硫排放量要在1980年的基础上减少30％。
我国能源结构以煤为主，不可能用太多的石油作燃料；
工业布局不够合理，工业结构中耗能高的重工业的比重较大；
燃料的燃烧器陈旧，工艺落后，耗能高，从而造成浪费，也
相应增加SO2与NOx的排放量。针对这些特点，我们可以采
取下列的一些途径来减少SO2和NOx的排放量。
发展无污染干净能源
各种措施旨在发展经济的同时，使环境的恶化得到
控制和缓解。但要彻底治理，必须改变能源结构，发展
新能源。
太阳能：中国有600万平方公里土地面
积上太阳能年辐射总量超过60万焦耳/
平方厘米。特别是西藏、云南、青海等
省日照时间更长,利用前景广阔。可发
展太阳能热水器,太阳灶,被动式太阳房
和太阳能电池等。目前太阳能利用仍属
起步阶段,年产生能量仅为200～300万
吨标准煤。
风能：我国风能资源总量为16亿千
瓦，约有10%可供开发利用；特别
是内蒙、新疆，青海，甘肃等省风
能丰富，可用风能发电，目前风力
发电装机容量已达20万千瓦。这等
于说至今尚未开始利用。
我们怎麽办？
提
高
环
保
意
识
保
护
地
球
家
园
在校园内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。通过这些活动提高环保意识，增加环保知识。
参加环保宣传, 向社会提出环保倡议, 清理市容, 种树养
树, 都有良好的社会效益。
家园只有一个, 地球不能克隆!
问题与思考
1、 什么是酸雨？酸雨是由那些原因造成的？它
会造成那些危害？目前人类应对酸雨的主要对
策有那些？
2、 我国的酸雨有那些特点？我们广西是否是酸
雨比较严重的地区？谈谈你对该问题的认识。
3、 酸雨都是有害的吗？谈谈你的看法？
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再
见