酸雨的危害及防治研究

酸雨的危害及防治研究

作 者：C279周鑫

辅导老师： 周红旗

湖南省桃江县第四中学

二O 一〇年十二月

酸雨的危害及防治研究

摘 要:

从当地的实际情况出发, 指出酸雨是一个环境问题; 酸雨对生态系统、人类健康、材料等都具有很大危害。通过对近几年当地酸雨状况的调查, 分析发现我地酸雨面积和程度呈现继续扩大的趋势。最后, 结合我国典型的硫酸型酸雨特征, 提出了可行的防治酸雨的具体对策。

关键词: 酸雨; 危害; 防治对策

前言

今年四月的一天，我放学回家，看见我家门口停放着一辆锈迹斑斑的小车，定睛一看，我大吃一惊，这不就是二十多天前被碰撞过的那辆小车吗？我纳闷，为什么二十多天就锈迹斑斑了呢？为什么锈得这么快呢？我一回家就认真地思考起来，下定决心一定要弄清真相。通过查阅资料和用实验手段测定雨水PH 值的办法，我终于明白了真相，原来这是酸雨的危害。于是，一个念头闪现在我的脑海中，酸雨是怎样形成的呢？它有哪些危害？又该怎么防治呢？带着这些问题，在老师的鼓励和帮助下，我又通过进一步查阅资料、实地考察、走访环监站、实验测定和探究分析等途径，终于弄清了酸雨形成的原因，验证了酸雨的危害，且提出了一些关于酸雨治理问题的建议。

研究目的

通过了解酸雨的有关情况，增强环保意识；通过社会实践活动，锻炼自己的社交能力，培养自己运用科学知识解决实际问题的能力，使自己的综合素质能力有所提高，为培养科学严谨的治学态度打下坚实基础。

研究过程

酸雨的形成

1、酸雨的含义

“ 酸雨” 英文名称：acid rain，是指pH 值小于5.6的降水。包括雨、雪在内，其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和盐酸等。酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，经过复

杂的大气化学反应, 被雨水吸收溶解而成。

2、酸雨的形成

桃江灰山港是个工业基地，厂矿企业众多，煤矿、钢材厂、石灰厂、水泥厂以及其它化工厂建材厂，比比皆是。其二氧化硫排放量还很大。去年灰山港大崙山煤矿的二氧化硫排放量就比2008年增加123%，超过国家环境空气质量二级标准。灰山港这些工厂中的煤、石油燃烧和金属冶炼中释放到大气里的SO 2，通过气相或液相反应而生

成硫酸。

气相反应：2SO 2+O2=2SO3 SO 3+H2O=H2SO 4

液相反应：SO 2+H2O=H2SO 3 2H2SO 3+O2=2H2SO 4

2H 2S+3O2=2SO2+2H2O H2S+O3=SO2+H2O 在这些气相反应中是很缓

慢的，但在空气中的颗粒物质表面，这一反应能很快进行，由于H 2S ，O 2，O 3均能部分溶于水，故在去雾雨滴中这些反应速度很快。

所以，酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。硝酸和硫酸都具有强腐蚀性，因此，酸雨的危害非常大。

实验测定

为了进一步了解桃江灰山港地区的雨水pH 值与实地环境的关系，以及酸雨危害情况，我们做了如下的实验。

实验一：雨水pH 值的测试（以桃江四中为主要测定区域，灰山港镇中学、镇政府为对比区域）

1、 调查实验日期：2009年5月7日至5月16日

2、 实验原理：pH 试纸能测定雨水的pH 值

3、 实验工具：雨水收集器（自制）、pH 试纸

4、 实验方法：

① 在下雨前，将干净的雨水收集器（仿照书本上用空饮料瓶改制）放臵在天台上或高处（避免其它非雨水物质进入），让雨水自然积累在雨水收集器内。

② 停雨后，及时收回雨水收集器，用pH 试纸测定瓶内雨水的pH 值，做好记录。记录还包括这次降雨离上次降雨有多长时间，如果连续几天降雨，则每天固定一个时间测定pH 值，测完后倒净瓶中雨水，洗干净后再放上天台连续收集降雨，看看连续数天的降水的pH 值有没有变化，有变化时，应取数据的平均值为准。

6、 根据测得不同区域雨水的pH 值和实地环境考察，分析讨论得出：

（1） 区域不同，其雨水pH 值也应不同。从表中得知，我们所测的雨水PH 值与实际相差较大。众所周知，灰山港是酸雨现象比较严重的地区，其厂区附近的雨水的PH 值应明显呈酸性。但由于我们手头上的测量工具较为简陋，加之一些客观因素的影响，如：所测酸雨的点的范围有限；采集雨水样本的个数不足；当时的风向、当日的温度、湿度和周边环境建设的优劣等，也是引起PH 值偏差较大的原因。

（2） 我们走访市环境监测站，查阅了有关资料和数据，发现灰山港酸雨的降落，具有范围广（达整个灰山港的83％），季节性显著的特征。另外观看了市环监站较先进的雨水测量工具。

实验二：酸雨对不同物质的影响

1、 调查实验日期：2009年7月11日至8月30日

2、 实验原理：酸雨对植物的芽、叶的生长有害，影响其正常发育，它还会腐蚀各种建筑材料、金属材料。

3、 实验工具：采样瓶（自制）、胶头滴管

4、 实验方法；

① 将干净的采样瓶（即饮料瓶，需透明）装入用浓硫酸调配好的自制“酸雨”（PH=3-4），把所需的植物（小草）、铁丝、石灰石准备好。

② 每天准时往植物滴入10滴“酸雨”，铁丝、石灰石分别用“酸雨”浸泡。

③ 本实验分3组，每组都有一个相应的参照物。

④ 在1个多月内，看有没有异状发生，即可知道“酸雨”对不同物质的影响。

⑤ 每天仔细观察并记录好每一时期（可10天为一周期）各物质的现象，在后期可进行归纳总结。

观察记录表：

① 从表中得知, 酸雨对于植物、铁丝、石灰石，即有关农作物叶、芽，金属材料，建筑物有一定的危害。虽然我们所做的“酸雨”危害的模拟实验现象不是十分明显，但如果长期遭受酸雨的淋冲，必将造成更加严重的危害，所以酸雨的危害不容忽视。

② 酸雨的主要成分是硫酸，因此我们用浓硫酸配制的“酸雨”所做的实验具有一定的代表性。

探究过程

为了进一步证实酸雨对灰山港地区的植物的危害性，我们准备了以下材料又进行了模拟实验。

1、材料：

硫酸溶液（4

菊花6枝，康乃馨6枝，盆栽长春花3盆，盆栽穗冠花3盆 量筒，PH 试纸，烧杯，平底烧瓶，玻璃棒，矿泉水瓶，标签。

2、方法：

2、1、选取长势基本相同的长春花和穗冠花各三盆及购买3支尚未开放的康乃馨和3支开放程度基本相同的康乃馨以及6支开放

程度基本相同的菊花；

2、2、配臵硫酸溶液（4

2、3、测量清水的PH 值（6

2、4、每天早晚用硫酸溶液（4

2、5、用硫酸溶液（4

3、实验结果：

从模拟实验结果来看，“酸雨”对植物有一定的影响，使植物

的叶子枯黄，茎发黄，花朵提前凋谢，我们还发现不同的植物对“酸雨”的抵抗力不同。

酸雨的危害

酸雨是工业高度发展而出现的副产物，其污染是世界性的，而且日益扩大。目前，灰山港地区酸雨的pH 值也为4.6～4.3。

酸雨使灰山港地区的河流、水库等地表水酸化，污染饮用水源，危害渔业生产（pH 小于4.8时鱼类就消失）。使土壤酸化，使土质日趋酸化，贫瘠化。

酸雨对建筑物和金属材料的腐损也非常严重，灰山港地区刚落成或装修一新的建筑物在一场酸雨过后，就失去了美丽的光泽，本来光亮如镜的大理石或外墙砖经酸雨的腐蚀而变得暗淡无光，甚至被层层剥落。灰山港化工总厂的周围的水泥电线杆上的水泥一层一层的脱落，雨中所含的酸把原本光滑的表面腐蚀成了一个一个平均为4毫米的坑洼。电线杆上的铁架也因酸的侵蚀频频断裂。

酸雨对灰山港的危害不仅仅局限于硬件设施，它对灰山港农业的危害更加令人恐惧。农作物对酸雨反应最敏感的器官是叶片，叶片受损后光合作用降低，抗病虫害能力减弱，生长缓慢或死亡。特别是小麦，在酸雨影响下，近年减产达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。

酸雨对灰山港的森林和其他植物危害也较大，常使森林和其他植物叶子枯黄、病虫害加重，最终造成大面积死亡。据统计，酸雨一年平均会使桃江灰山港的农业经济损失近5000万元！

酸雨除了对灰山港硬件设施和植物有危害以外。酸雨对灰山港人的危害也是不容忽视的！酸雨使灰山港儿童免疫功能下降，从而使得慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加，同时使灰山港老人眼部、呼吸道患病几率增加。酸雾，也会影响人体健康。灰山港上空常年笼罩着酸

雾水汽，酸雾对人的呼吸道有剌激作用，可使呼吸道内径狭窄，阻力加大，使人咳嗽、胸闷、鼻塞。每遇低气压天气，灰山港人有明显身体不适的感觉。患有慢性眼结膜炎、慢性鼻炎、鼻粘膜充血、咽部充血等症状的人不适感会较多。通过调查研究，灰山港地区肺癌死亡率呈逐年上升趋势。

自1980年以来，灰山港酸雨的酸性强度和发生率一直居高不下。PH 年均值保持在4.3与4.6之间，年发生频率在40％以上，个别年份甚至高达60％。大崙山煤矿的降水中的PH 值最低时只甚至有3.73！

防治对策

酸雨的危害日趋严重，如果任其发展将会使人类生存的环境进一步恶化，甚至带来无法弥补的灾难。对酸雨的防治目前已成为一个全球性的问题，减小和杜绝酸雨已迫在眉睫。人们只有改变生产和生活方式，调整能源结构，节约能源，采用新技术，开发新能源，才能从根本上消除酸雨的危害。当务之急是要采取有效措施发展脱硫新技术，以控制二氧化硫的排放量，同时要加大环保力度，控制使用高耗能、低效率的小锅炉，减少废气的排放。

以下是一些控制，削弱酸雨的办法：控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

1. 制定严格的大气环境质量标准，限制固定污染源的排放量，加强控制酸雨排放地。这无疑对控制酸雨是有利的，此外，还可以在汽车安装尾气净化器。

2. 积极开发利用煤炭的新技术，推广煤炭的净化技术、转化技术，改进燃煤技术，改进污染物控制技术，采取烟气脱硫、脱氮技术等重大措施。加大烟道气脱硫脱氮技术。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。流化床燃烧就是一种很好的脱硫方式, 新型的流化床锅炉有极高的燃烧效率, 几乎达到99%,而且还能去除80～95%的ＳＯ2和ＮＯｘ。目前主要用石灰法。这种方法用石

灰石或石灰浆液在烟气吸收塔内循环，石灰跟烟气中的SO 2发生反

应，生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被炉膛内的氧气氧化成硫酸钙： Ca(OH)2＋CO 2＝CaCO 3〃(1/2)H2O ＋(1/2)H2O

CaCO3十SO 2十(1/2)H2O ＝CaSO 3〃(1/2)H2O 十CO 2

CaSO3〃(1/2)H2O ＋SO 2＋(1/2)H2O ＝Ca(HSO3) 2

2CaSO3〃(1/2)H2O ＋O 2＋3H 2O ＝2CaSO 4〃2H 2O

Ca(HSO3) 2 ＋O 2＋H 2O →CaSO 4〃2H 2O ＋SO 2

石灰石法脱去二氧化硫的效率为85％～90％，石灰法的脱硫反应比石灰石法快而完全，脱硫效率可达95％。

3. 调整工业布局，改造污染严重的企业，改进生产技术，提高能源利用率，减少污染排放量。

4．控制锅炉二氧化硫排放。逐步淘汰高能耗、重污染的燃煤锅

炉。逐步淘汰小型燃煤锅炉，因地制宜地发展以热定电的热电联产和集中供热，取代分散的中小型燃煤锅炉；积极改建燃气、地热和电锅炉。

5．控制工业炉窑的二氧化硫排放。分期分批淘汰高能耗、重污染的各类工业炉窑，积极发展低能耗、轻污染或无污染的炉窑。工业炉窑优先考虑使用电、气体燃料、低硫油、优质低硫煤、洗后动力煤或固硫型煤，积极发展清洁煤燃烧技术。采取上述措施后仍不能达标排放的必须安装脱硫设施。

6．酸化的湖泊中主要是硫酸，可以用碱来中和，如石灰。但是只是治标不治本。另外，可以栽种抗酸雨的树木和经济作物，做好绿化工作。例如多种刺槐、女贞、小叶冬青、油松、大叶黄杨、侧柏。

7. 公众参与。 环境保护需要环保工作者献身。作为终身为之奋斗的事业, 我国许多科学工作者为了研究我国酸雨的形成规律, 贡献了自己的全部精力。中小学生应该尽可能参予一些环保活动, 其中包括酸雨。环保需要正确的公众舆论。青少年参加环保宣传, 出于童心稚语, 情真意切, 感染力强；形式也较为生动活泼, 容易为听众接受。可以办画展, 讲故事, 发宣传品, 建立环保标臶, 向社会提出环保倡议, 清理市容, 种树养树等等, 都有良好的社会效益。这些内容也应该成为青少年日常德育的一部分。

8. 注意饮用洁净的水，多吃一些绿色食品，经常食用绿豆、猪血、海带、鲜果等。因为这些食品能加速体内有害物质的排除，从而把酸雨给人们带来的危害降低到最低程度。 另一方面，人们可以尝试开发新能源：如太阳能、水能、地热能、风能、核能等

收获与体会

经过近一年的研究，终于有了一个较为圆满的结局。在研究探索过程中，我不仅学到了很多书本上学不到的知识，培养了我的动手能力、操作技能和实验探究能力，更增强了我对环保更深层次的思考：我们作为地球村的一员，面对日益恶化的自然环境，面对日益减少的自然资源，我们不仅仅只是担忧和抱怨，更重要的是我们每一个人采取实际行动。

其实，我们每一个人，都愿意选择有利于环境的和善待地球的生活，都愿意建立一个生态文明的社会。但是具体落实到行动上，我们应当怎样做呢？我认为，我们每一个人，无论从事什么职业，无论能力大小，都需要用心去观察生活中随时出现的各种环境问题，用良知去阻止破坏环境的现象，用热情去传播环保的理念，更需要用勇气来调整自己的生活观念和生活习惯。保护环境、珍惜资源应该成为我们永恒的追求。

我希望通过我的探究能够增进人们对环境污染问题的认识和重视，能够对环保提供更多的可行性方案，让我们一起为环保继续不断地努力和探究吧！

参考文献

广东省教学教材研究室. 《研究性学习方法指导（案例）》. 广东教育出版社,2002.8. 第一版.

田霜月、邹琳. 《南方都市报》.2002.9.27.

空气污染控制(第二版) 姜安玺等著化学工业出版社2010.5.1 中国科普博览

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