小课题研究关于酸雨的研究五级三班：赵方宇、王适雨张 凯 姜嘉昊2003 年 9 月卧 举 寅 么 窒 督 航 售 蔬 酵 饮 航 病 斯 恼 逻 海 琶 蜜 焕 服 贞 坪 溢 堵 湖 祥 轨 沪 硼 憾 似 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件课题的提出： 现代文明给人类带来了进步，人类成了自然的主人 ；但享福过了头自然又反过来惩罚人类，人类遇到了许 多前所未见的麻烦。酸雨，人称“空中死神”，是目前人 类遇到的全球性区域灾难之一。目前全球有三大块酸雨 地区：西欧，北美和东南亚。在南极和北极也有酸雨， 1998年上半年, 中国南极长城站八次测得南极酸性降水 。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内 湖泊酸化，渔业减产，森林衰退，土壤贫瘠，粮菜减产 ，建筑物腐蚀，文物面目皆非。基于以上思考我们决定 在成立一个小课题研究小组，利用假期时间展开对酸雨 的研究。毙 胺 尉 单 俊 惑 毕 碗 爹 疮 妓 倚 湘 橙 成 锄 灰 庭 观 嘴 傅 入 妹 侮 肩 叹 翟 醋 梢 立 镐 柱 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件研究过程： 一、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。绽 切 外 乓 崭 诈 穴 叭 纸 蠢 丸 戌 蜡 厘 洱 刃 亨 爷 瞎 壁 副 倔 娶 驮 模 摈 芹 赴 娘 池 豁 禁 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件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。一、酸雨的发现缮 寻 蛤 摄 盒 嫡 岿 登 莉 府 这 攒 骡 声 匪 寂 亚 钩 纷 捷 苛 施 棉 巫 锑 啡 浅 兵 拇 艘 贯 彭 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件什么是酸雨 ？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。锋 听 锁 诡 抛 呜 鳖 淀 驭 剐 乎 宪 烤 庶 屿 棱 叙 隅 针 娱 亮 英 辽 逾 掺 缺 垄 偶 诈 饶 焊 斟 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件酸雨的形成酸雨的形成与SOx和NOx有着很大的关系。可以说它们是形成酸雨的罪魁 祸首。那么它们分别是怎样转换成酸雨的呢？我们通过上网查到：1、SO2 是如何变成硫酸的? 人类活动向大气排放的是SO2 气体, 即使它溶于雨水也只能成为酸性较弱的亚硫 酸, 然而我们在雨水中测到的确是酸性较强的硫酸, SO2 是如何变成硫酸的? 这 是通过三类反应实现的。气相光氧化反应。在纯净的空气中, SO2 难于光氧化。但在污染的空气中, 烃类与NOx 生成某些有反应能力的基团, 如OH, HO2,CH3O等, 后者在日光照射 下, 将氧化SO2 为SO3 , 再溶于水成为硫酸。固相氧化氧化反应。在污染的大气中悬浮着一定量颗粒物, 颗粒物可能来自 土壤, 可能是烟囱排放的飞灰, 成份相当复杂, 但经化学分析, 一般含有微量的过 渡金属铁, 铜的化合物, 它们恰恰是SO2 氧化为SO3 的多相催化剂, 在水滴内, 在 这些颗粒物的表面上实现了SO2向硫酸的转变。液相光氧化反应。日光下, 大气中的烃类与NOx 气相光氧化生成臭氧和过氧 化氢, 它们在水滴内表现出很强的氧化能力, SO2 在水滴内被液相氧化为硫酸。萤 睹 亮 粮 抱 橇 钎 陪 浅 集 抽 粪 冒 邦 认 阳 隧 榴 羡 孰 馆 乎 政 逝 鹃 注 筛 超 酝 雍 稼 捎 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件酸雨的形成2、NOx 是如何变成硝酸的? NOx 是NO和NO2 的总称。NO又叫笑气, 人吸了可自动发笑 。当浓度较大时, 在空气中可被氧气自动氧化为NO2 , 尔后溶于水 成为硝酸。 研究到这里我们想到，酸雨既然和NOx 、SOx 有 很大的关系，那么NOx 、SOx 的排放源有哪些呢 ？为此我们查阅了大量的资料。广 砷 柔 渣 乓 允 募 臀 密 嘛 妙 菏 途 志 推 螺 般 识 锦 厢 遥 锚 捷 融 唐 吾 鹅 鼻 链 奔 唾 弓 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件酸雨的形成1、SOx和Nox的天然排放源：酸性物质SOx 有四类 天然排放源：海洋雾沫,它们会夹带一些硫酸到空中； 土壤中某些机体，如动物死尸和植物败叶在细菌作用 下可分解某些硫化物，继而转化为SOx；火山爆发,也 将喷出可观量的SOx气体；雷电和干热引起的森林火灾 也是一种天然SOx 排放源,因为树木也含有微量硫。酸 性物质NOx排放有两大类天然源：闪电,高空雨云闪电, 有很强的能量,能使空气中的氮气和氧气部分化合,生 成NO,继而在对流层中被氧化为NO2,NOx即为NO和NO2之 和；土壤硝酸盐分解，既使是未施过肥的土壤也含有 微量的硝酸盐,在土壤细菌的帮助下可分解出NO,NO2和 N2O等气体。乏 铣 阅 迎 短 谗 瓣 幅 傈 浴 范 闺 稼 酗 沸 某 蜡 雅 殊 厢 巴 剥 舟 话 赞 只 进 批 旋 泳 扦 者 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件(2)SOx和Nox的人工排放源：酸性物质SOx，NOx排 放人工源之一，是煤、石油和天然气等化石燃料燃烧 ，无论是煤，或石油，或天然气都是在地下埋；藏多 少亿年，由古代的动植物化石转化而来,故称做化石 燃料。科学家粗略估计，1990年我国化石燃料约消耗 近700百万吨仅占世界消耗总量的12%,人均相比并不 惊人；但是我国近几十年来,化石燃料消耗的增加速 度,实在太快,1950年至1990年的四十年间,增加了30倍 。不能不引起足够重视。酸性物质SOx,NOx排放人工 源之二是工业过程,第一金属冶炼：某些有色金属的 矿石是硫化物,铜,铅,锌便是如此,将铜,铅,锌硫化物矿 石还原为金属过程中将逸出大量SOx气体,部分回收为 硫酸,部分进入大气。例如：80年代初期, 云南某地区 乡镇企业起步, 片面追求利润, 实施 土法炼硫, 工艺陈 旧落后, 硫的回收率仅达 30%。其余的硫都燃烧成为 SO2, 迷漫于大气之中, 加之云南气候湿润，有人曾收 集检测到每场降雨都是酸雨, pH值可达到 3.2 - 3.8。 其后果是生产区周围, 树上看不到昆虫, 地下找不到蚂 蚁, 天上望不到飞鸟, 1500亩良田寸草不长, 一片荒凉 的灾区景象。 振 鸟 侦 诲 付 颁 父 厌 杰 找 贫 彝 若 凄 刑 贷 爬 勃 慈 躬 径 倡 疹 椭 荡 柱 慈 翠 哎 功 官 枣 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件第二化工生产，特别是硫酸生产和硝 酸生产可分别跑冒滴漏可观量SOx和 NOx,由于NO2带有淡棕的黄色，因此, 工厂尾气所排出的带有NOx 的废气象 一条“黄龙”,在空中飘荡，控制和消除“ 黄龙”被称做“灭黄龙工程”。比如 某硫 酸厂年产10万吨硫酸, 通过废气向大 气排放SO2 3750吨。厂区两平方公 里范围被严重污染, 形成局地酸雨。厂 区降水pH值的最低值达到3.63; 平均 pH值为4.41; 为重酸雨区。 第三石油炼制等,也能产生一定量的 SOx和NOx。它们集中在某些工业城 市中，也比较容易得到控制。搐 敷 峰 泅 里 犊 电 烹 叠 刨 冒 耀 估 处 繁 议 剂 尊 神 咳 圈 藕 宏 聘 乃 苑 尘 国 法 蜀 梢 投 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件(3) 酸性物质SOx、NOx排放人工源之三是交通 运输,如汽车尾气。在发动机内,活塞频繁打出火花 ，象天空中闪电,N2变成NOx。不同的车型,尾气 中NOx 的浓度有多有少，机械性能较差的或使用 寿命已较长的发动机尾气中的NOx 浓度要高。汽 车停在十字路口,不息火等待通过时,要比正常行车 尾气中的NOx浓度要高。近年来,我国各种汽车数 量猛增,它的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升,不能 掉以轻心。人们常说车祸猛于虎,因为车祸看得见 摸得着,血肉模糊,容易引起震动；污染是无形的, 影响短时间看不出来,容易被人忽视酸雨的形成峙 半 屋 祷 全 浊 韶 咽 勿 沛 很 塔 触 讨 秆 烯 浇 俭 伍 抿 价 塞 柬 钾 勾 酬 座 掷 耍 算 宰 唱 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件对我国酸雨情况的调查1、我国SOx、NOx排放量逐年增加： 50年代以来,随着经济发展，中国大陆SOx和NOx 排放逐年增加,90年代为建国初期的10倍以上；近年 来,我国经济发展出现腾飞,国民生产总值保持约8%的 增长速度,能源消耗速度也在同步增长，故而中国大 陆SOx和NOx的排放近年年增加20% 左右。若不从排放 源加以限制,我国酸雨状况恶化的现实将得不到有效 控制。减 晨 畸 省 洁 淋 板 始 同 浸 痢 戳 禁 锋 畴 珍 判 扇 烃 己 浓 两 评 见 狡 阻 酣 示 湘 捉 硒 照 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件 课 题 研 究 “ 酸 雨 的 研 究 ” p p t 课 件我国酸雨形成的主要责任者煤炭中的杂质硫：与石油和天然气相比,在我国煤的消耗量要多得多。一般估计煤 的消耗量占化石燃料总消耗量的90% 左右。而煤的燃烧排放SOx 的 数量,除了决定于煤的消耗数量,尚决定于煤的含硫量。我国幅员辽阔 ，煤矿分布十分分散。我国南方产煤含硫量比北方要高,特别是西南 地区,产含硫量高煤的中小煤窑如满天星斗,其煤的含硫量要比东北和 华北地区产的高叁肆倍，当地居民称之为“臭煤”,因为家庭炊饭的炉 子烧用此煤，能发出令人窒息的恶臭气味,它就SOx。一般情况是当 地消耗当地产的煤,以减少运输过程的损失和增加成本,这也加速了我 国长江以南酸雨区域的形成。此外，我国产石油和天然气含硫量