酸雨形成及危害的模拟实验

酸雨形成及危害的模拟实验一、研究背景

在全球性的环境问题中，酸雨已成为重大危害之一，给工农业生产和人类生活造成巨大的损失。因此，进一步认识、研究酸雨的形成及危害，对保护人类赖以生存的环境有着十分重要的意义。

二、研究目的

通过模拟实验可以使学生了解酸雨形成的原因，培养学生科学研究的探索精神，提高学生的分析问题和操作动手能力。

三、研究内容

1．背景调查与分析

收集资料：有关部门——大气污染—一酸雨—一酸雨的危害—一酸雨的防治。

2．实验模拟酸雨的形成及危害

实验装置如图所示。

①在小烧杯中放人少量Na2SO3，滴入一滴水后加人2mL浓H2SO4，立即罩上玻璃钟罩，同时罩住植物苗和小鱼（底部一托盘）。

②少许几分钟后，经钟罩顶部加水使形成喷淋状，观察现象，最后测水、土的pH。并记录现象。

四、成果形式

完成实验报告，并通过查阅资料及调查弄清下列问题

①酸雨是如何形成的？其危害是什么？

②本地区能源结构是怎样的？

③本地区汽车交通量及汽车尾气排放状况如何？

④本地区大气的工业污染源都有哪些？

⑤本地区采取哪些措施防治大气污染？

第一节

大气的结构与组成

一、大气的结构

地球的最外层被一层约5×1015吨的混合气体包围着。由于受地心引力的作用，大气在垂直方向的分布极不均匀，大气的质量主要集中在下部，50％的质量集中在离地面5km以下，75％集中在10km以下，90％集中在30km以下的范围内。距离地面1000~1400km的高空，气体已非常稀薄。

根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层(见图3-1)。

（1）对流层

对流层是大气的最低层，其平均厚度约12km，集中了大气中80%的空气和几乎所有的水蒸汽。对流层内具有强烈的对流作用，云、雾、雨、雪等主要天气现象均出现在此层，其对人类的生产生活影响最大，也是大气污染的主要研究对象。

（2）平流层

对流层顶到50km的大气层为平流层。

（3）中间层

平流层顶至约80km高度范围内的大气称为中间层。

（4）暖层

从80km到约500km的高空称为暖层。

（5）逸散层

暖层之上的大气统称为逸散层。

图3-1 大气圈的结构

二、大气的组成

大气是由多种气体混合组成的，按其成分可概括为三部分：干结空气、水汽、悬浮颗粒。

1、干结空气

干结空气即干燥清洁的空气，平均分子量是28.966，在标准状态下(273.15K，1atm)密度是1.293kg/m3。

干结空气的常定成分是氮、氧、氩、氖、氦、氪等，其中氮、氧、氩在空气中的总体积约占99.96%。此外还有少量其它可变成分，如二氧化碳、甲烷、氮化物、硫氧化物及臭氧等，它们在大气中的含量随时间和地面的变化而变化。

2、水汽

大气中的水汽含量随时间、地点、气象条件等不同而有较大变化，在正常状态下其变化范围为0.02%~6%。大气中的水汽含量虽然很少，但却导致了各种复杂的天气现象，如云、雾、雨、雪、霜、露等；同时，水汽又具有很强的吸收长波辐射的能力，对地面起保温作用。

3、悬浮颗粒

大气中的悬浮微粒，除水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等，主要是大气尘埃和悬浮在大气中的其他杂质，它在大气中的含量、种类和化学组成随时间和地点变化。

第二节? 大气污染及大气污染物

一、大气污染

大气污染是指由于自然过程或人类活动使大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至对人类健康生存和生态环境造成危害的现象，大气污染物则是由人为或天然来源进入大气环境。

大气污染的形成过程由三个环节组成，如图3-2所示，缺少任何一个环节就不构不成大气污染。大气污染物进入大气环境后即参与循环过程，即经过一定的滞留时间，又通过大气中的化学反应、生物活动、物理沉降等从大气中去除。当大气中污染物的输入和输出速度相等时，大气中该污染物可保持平衡，但如果大气污染物的输出速率小于污染物的输入速率时，污染物就要在大气中积累，这样就造成了大气中某种物质浓度的升高，当达到危害人类和动植物、材料时，就发生了大气污染现象。

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图3-2 大气污染形成过程

二、大气污染源

根据大气污染物产生的分类，可将大气污染源分为工业污染源、民用污染源、交通污染源和农业污染源。

1. 工业污染源

各类工矿企业称为工业污染源，如火力发电厂、钢铁厂、化工厂及水泥厂等。

2. 民用污染源

人们由于烧饭、取暖、沫浴等生活需要，燃烧燃料向大气排放煤烟等造成大气污染。由于这类污染源具有面积广而分散、排放高度低、排放量大等特点，是造成大气污染不可忽视的污染源。

3. 交通污染源

也称流动污染源，是指由汽车、飞机、火车、船舶等交通工具排放尾气所产生的污染源。

4．农业污染源

农药及化肥的使用，对提高农业产量起着重大的作用，但也给环境带来了不利影响，致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源。

三、主要大气污染物

大气污染物种类众多，其分类方式也多种，比较常用的有两种，一是根据污染物的来源，可分类一次污染物及二次污染物。

一次污染物：直接从各种排放源进入大气的污染物质，如颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等。

二次污染物：由一次污染物在大气中相互作用，或与大气中的正常组分发生化学反应或光化学反应，而形成的与一次污染物物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性较一次污染物还强。最常见的二次污染物有硫酸烟雾及光化学烟雾。

根据大气污染物存在的状态，可将其分为颗粒污染物及气态污染物两类。

1. 颗粒污染物

颗粒物是指包含在大气中的分散的液态或固态物质，按粒径大小分为总悬浮颗粒物(TSP)、降尘、飘尘、可吸入颗粒物(IP)等。

(1) 总悬浮颗粒物(TSP)

是指能悬浮在空气中，粒径在100微米以下的颗粒物，记作TSP,是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。