江苏省响水中学高考化学 知识与环境保护 第1讲 酸雨的形成与危害教案 2Word文档下载推荐.docx

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而碱味与水溶液中氢氧根离子浓度有关；

然后建立了一个指标：

氢离子浓度对数的负值，叫pH。

于是，纯水（蒸馏水）的pH为7；

酸性越大，pH越低；

碱性越大，pH越高。

（pH一般为0-14之间）未被污染的雨雪是中性的，pH近于7；

当大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性（水和二氧化碳结合为碳酸），pH为5.65。

pH小于5.65的雨叫酸雨；

pH小于5.65的雪叫酸雪；

在高空高山（如峨眉山）上弥漫的雾，pH小于5.65时叫酸雾。

检验水的酸碱度一般可以用几个工具：

石蕊试剂\（酚酞试液）\pH试纸（精确率高，能检验pH）\pH计（能测出更精确的pH）。

一年之内有许多次降水，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与降雨的总次数的比值。

其最低值为0%；

最高值为100%。

有时，一个降水过程可能持续几天，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的全年降水过程的总次数比值。

除了年均降水pH之外，酸雨率是判别某地区是否为酸雨区的又一重要指标。

二、分布区域

酸雨区分布图

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高于5.65，酸雨率是0-20%，为非酸雨区；

pH在5.30--5.60之间，酸雨率是10--40%，为轻酸雨区；

pH在5.00--5.30之间，酸雨率是30-60%，为中度酸雨区；

pH在4.70--5.00之间，酸雨率是50-80%，为较重酸雨区；

pH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、拉萨、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨，但年均pH和酸雨率都在非酸雨区标准内，故为非酸雨区。

我国酸雨主要是硫酸型，我国三大酸雨区分别为：

1.西南酸雨区：

是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。

2.华中酸雨区：

目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。

3.华东沿海酸雨区：

它的污染强度低于华中、西南酸雨区。

三、形成来源

近代工业革命，从蒸汽机开始，锅炉烧煤，产生蒸汽，推动机器；

而后火力电厂星罗棋布，燃煤数量日益猛增。

遗憾的是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体SO2；

燃烧产生的高温还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，雨就成为了酸雨；

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敦市雨水成份，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。

于是史密斯最先在他的著作《空气和降雨：

化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。

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，还有少量灰尘。

酸雨是工业高度发展而出现的副产物，由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。

如果形成酸性物质时没有云雨，则酸性物质会以重力沉降等形式逐渐降落在地面上，这叫做干性沉降，以区别于酸雨、酸雪等湿性沉降。

干性沉降物在地面遇水时复合成酸。

酸云和酸雾中的酸性由于没有得到直径大得多的雨滴的稀释，因此它们的酸性要比酸雨强得多。

高山区由于经常有云雾缭绕，因此酸雨区高山上森林受害最重，常成片死亡。

硫酸和硝酸是酸雨的主要成分，约占总酸量的90%以上，我国酸雨中硫酸和硝酸的比例约为10∶1。

四、排放途径

（一）天然排放

1.海洋：

海洋雾沫，它们会夹带一些硫酸到空中。

2.生物：

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，继而转化为二氧化硫。

3.火山爆发：

喷出可观量的二氧化硫气体。

4.森林火灾：

雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然硫氧化物排放源,因为树木也含有微量硫。

5.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一氧化氮,继而在对流层中被氧化为二氧化氮。

N2+O22NO

2NO+O2==2NO2

氮氧化物即为一氧化氮和二氧化氮之和，与空气中的水蒸气反应生成硝酸。

6.细菌分解：

即使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐，土壤硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出一氧化氮，二氧化氮和氮气等气体。

（二）人工排放

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。

煤中含有硫，燃烧过程中生成大量二氧化硫，此外煤燃烧过程中的高温使空气中的氮气和氧气化合为一氧化氮，继而转化为二氧化氮，造成酸雨。

工业过程，如金属冶炼：

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二氧化硫气体，部分回收为硫酸,部分进入大气。

再如化工生产，特别是硫酸生产和硝酸生产可分别产生可观量二氧化硫和二氧化氮，由于二氧化氮带有淡棕的黄色,因此，工厂尾气所排出的带有二氧化氮的废气象一条“黄龙”,在空中飘荡，控制和消除“黄龙”被称做“灭黄龙工程”。

再如石油炼制等,也能产生一定量的二氧化硫和二氧化氮。

它们集中在某些工业城市中，也比较容易得到控制。

交通运输，如汽车尾气。

在发动机内，活塞频繁打出火花，像天空中闪电，氮气变成二氧化氮。

不同的车型，尾气中氮氧化物的浓度有多有少，机械性能较差的或使用寿命已较长的发动机尾气中的氮氧化物浓度要高。

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氮氧化物浓度要高。

随着我国各种汽车数量猛增，它们的尾气对酸雨的贡献正在逐年上升，不能掉以轻心。

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”，即水汽凝结在硫酸根、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。

由于我国多燃煤，所以我国的酸雨是硫酸型酸雨。

而多燃石油的国家下硝酸雨。

酸雨形成的化学反应过程：

（1）酸雨多成于化石燃料的燃烧：

酸雨的工业排放源

含有硫的煤燃烧生成二氧化硫

S+O2SO2

二氧化硫和水作用生成亚硫酸

SO2+H2O=H2SO3

亚硫酸在空气中可氧化成硫酸

2H2SO3+O2→2H2SO4

（2）氮氧化物溶于水形成酸：

雷雨闪电时，大气中常有少量的二氧化氮产生。

闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮

N2+O22NO

一氧化氮结构上不稳定，空气中氧化成二氧化氮

2NO+O2====2NO2

二氧化氮和水作用生成硝酸

3NO2+H2O=2HNO3+NO

（3）酸雨与大理石反应：

CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑

CaSO3+SO2+H2O=Ca（HSO3）2

（4）此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨，例如氟化氢，氟气，氯气，硫化氢等其他酸性气体。

五、危害

酸雨能破坏农作物，受到酸雨侵蚀的农作物叶子，叶绿素含量降低，由于光合作用受阻，引起叶子萎缩和畸形，使产量下降。

我国重庆地区在1982年入夏后连降酸雨，6月13日夜，雨后的2万亩水稻，叶子突然枯黄，状如火烤，几天后枯死。

我国柳州地区因酸雨灾害严重，这几年竟出现了“下雨天浇菜”的怪事。

下完雨后，农民们赶紧用洁净的水把菜再浇一遍，不然菜就会黄叶、烂根、死苗。

酸雨可导致土壤酸化。

我国南方土壤本来多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；

我国北方土壤呈碱性，对酸雨有较强缓冲能力与稀释能力，一时半时酸化不了。

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，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育；

酸雨还能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨影响下，可减产13%至34%。

大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。

酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。

在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会流失出来，并随着雨水被淋溶掉。

所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。

此外，酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来，使活性铝的增加而有机络合态铝减少。

土壤中活性铝的增加能严重地抑制林木的生长。

酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。

酸雨可对森林植物产生很大危害。

根据国内对105种木本植物影响的模拟实验，当降水pH值小于3.0时，可对植物叶片造成直接的损害，使叶片失绿变黄并开始脱落。

叶片与酸雨接触的时间越长，受到的损害越严重。

野外调查表明，在降水PH值小于4.5的地区，马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落，森林成片地衰亡。

例如重庆奉节县的降水PH值小于4.3的地段，20年生马尾松林的年平均高生长量降低50%。

酸雨还可使森林的病虫害明显增加。

在四川，重酸雨区的马尾松林的病情指数为无酸雨区的2.5倍。

酸雨对中国森林的危害主要是在长江以南的省份。

根据初步的调查统计，四川盆地受酸雨危害的森林面积最大，约为28万公顷，占有林地面积的32%。

贵州受害森林面积约为14万公顷。

根据某些研究结果，仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降，共损失木材630万立方米，直接经济损失达30亿元（按1988年市场价计算）。

对南方11个省的估计，酸雨造成的直接经济损失可达44亿元。

大多数专家认为，森林的生态价值远远超过它的经济价值。

虽然对森林的生态价值的计算方法还有一些争议，计算出来的数字还不能得到社会的普遍承认，但森林的生态价值超过它的经济价值，这几乎是一致的。

根据这些计算结果，森林的生态价值是它经济价值的2-8倍。

如果按照这个比例来计算，酸雨对森林危害造成的经济损失是极其巨大的。

酸雨能使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖）表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而损坏建筑物。

建筑材料变脏，变黑,影响城市市容质量和城市景观,被人们称之为“黑壳”效应。

酸雨的腐蚀力很强，大大加速了建筑物、金属、纺织品、皮革、纸张、油漆、橡胶等物质的腐蚀速度。

降落到建筑物表面