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1、选修2化学与环境课程教案总第 4 教时【授课时间：第 12 周 星期 四 】课题酸雨教学目标初步了解酸雨的发现；知道酸雨的定义；了解酸雨的来源及产生原理、危害及防治措施重视大气环境教学重点及 难点酸雨的定义 产生原理教法设计教 学 过 程 及 内 容教学内容教师活动学生活动一、什么是酸雨酸雨的发现酸雨的定义二、酸雨的来源自然物质人为物质二氧化硫（SO2）氮氧化物（NOx）氯化氢（HCl）三、酸雨的危害 1、酸雨使土壤肥力减退、农业减产 酸雨使土壤肥力减退、农业减产的原因土壤酸化盐基离子大量淋失 活化土壤有毒重金属元素 降低土壤酶活性 2、酸雨使森林衰退3、酸雨损坏建筑4、酸雨损坏文物 5、酸雨
2、危害人体健康 6、酸雨造成了新的国际环境问题和争端7、酸雨的其它危害四、如何防治酸雨？一、什么是酸雨 酸雨这个名词是英国化学家史密斯在1852年首先提出的。pH5.65的雨叫酸雨;pH5.65的雪叫酸雪;pH5.65的雾叫酸雾。【图例】在五十年代初期，北欧国家瑞典和挪威的渔业突然无故减产，经研究之后，发现与酸雨有关。到六十年代，欧洲开始关注酸雨问题，设立了大气化学检测网，发现欧洲大陆存在大面积的酸雨，并证实酸雨问题是洲际级的环境问题。 一九六七年，美国俄亥俄河上的跨河大桥倒塌，死亡人数高达四十六名，调查发现与酸雨侵蚀大桥有关。一九七五年欧洲经济合作与发展组织开展了专项研究，证实酸雨地区几乎覆盖
3、了整个西北欧，北美有三分之二陆地面积受到酸雨威胁。与此同时，东南亚日本、韩国等亦发现大面积酸雨。此项发现使人知悉酸雨不单是欧美的问题，亚洲地区也不能幸免。 美国地区酸雨现况【图例】亚洲地区酸雨分布现况【图例】一八七二年，英国科学家史密斯分析了英国伦敦市的雨水成份，发现市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐，呈酸性。于是史密斯在他的著作空气和降雨：化学气候学的开端中提出“酸雨”这个名词。 酸雨就是酸性的雨，酸雨的正确名称应该是酸性湿沉降，其实，带酸性的污染物是可以有两种沉降方式的，它们是湿沉降及干沉降 湿沉降与干沉降有什么区别？湿沉降 指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型態而落到地
4、面。干沉降 指在不下雨的日子，从空中降下來的落尘所带的酸性物质。由于大气中含有大量的 CO2，故正常雨水本身略帶酸性,pH值约为 5.65，因此一般是以雨水中的pH值小于 5.65 称为酸雨。 可是，有些特别情况下，雨水受自然界许多自然现象影响，可使pH值变化于4.96.5之间，因此以pH值小于 5.0 作为酸雨比较可靠。污染来源【图例】自然物质：火山爆发喷出大量之硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放之硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物。人为物质：工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生CO、 HC、SO2、NOXNOX及悬浮固体物，排放至大气环境中，
5、经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质。【图例】二氧化硫（SO2） 来源：二氧化硫主要来源是燃烧燃料，发电厂烧煤或石油时会 排出，炼油厂、炼钢厂、硫酸工厂等在生产程序中也会 排放不少该种气体。 2SO2+O2 2 SO3 SO2+O2+O+M SO3+M SO2+O2+OH+M HOSO2+O2+M SO2+O2+HO2 SO3+OH- SO3+H2O H2SO4 SO2+O2+H2O SO32- +2 H+ (M指催化剂)形成过程：SO2会在空气中被氧化成硫酸根。 首先，二氧化硫与氧产生反应，造成三氧化硫。其过程非常复杂，有时还会涉及碳氢化合物及锰、铜、铁等金属离子。若有水蒸气存在时，三氧化硫
6、会溶在水蒸气中，形成硫酸，在空气中凝结成水点。或者，在空中被雨水溶解，成为雨水中的硫酸根。氮氧化物（NOx）来源：氮氧化物（NOx）是高温燃烧下的产物，来源也跟二氧化硫相似，在燃烧燃料时被排出，另外，交通工具如汽车的废气中也含有大量的氮氧化物。形成：NO可与空气中之O2或O2及金属催化物发生化学反应，形成NO2、无机硝酸盐或过氧硝酸乙醯脂(PAN)等物质。 NO2可被微粒表面吸收，转变为无机性硝酸盐或硝酸，硝酸再与氨(NH3)反应生成硝酸铵(NH4NO3) 而得;或经由水滴之直接吸收，将溶解之NO2转变为NO3-。氯化氢（HCl）氯化氢（HCl）源自盐酸工厂、焚化炉等的废气、汽油车的排气等。
7、1、酸雨使土壤肥力减退、农业减产 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。酸雨对土壤环境的污染，首先是酸化土壤，其具体过程大致是，酸雨中的氢离子与土壤胶体表面上吸附的盐基性离子进行交换反应而被吸附于土粒表面，被交换下来的盐基性离子随渗漏水淋失。土粒表面的氢离子又自发地与矿物晶格表面的铝迅速反应，转化成交换性铝。这就是土壤酸化的实质。2、酸雨使森林衰退酸雨可造成植物的叶面损伤和坏死，早落叶，林木生长不良，以致单株死亡。土壤肥力降低，产量下降，造成大面积森林衰退。 重庆南山风景区约三万亩马尾松发育不良，虫
8、害频繁；万州有华山松97万亩，其中60万亩受到不同程度伤害；而奉节县有九万亩华山松，90% 枯死。四川名胜峨眉山近十年来，冷杉林成片死亡。 3、酸雨损坏建筑酸雨能使表面硬化的水泥等非金属建筑材料溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而建筑物损坏。科学家曾收集许多被酸雨毁害的石灰石和大理石建筑材料,分析发现该样品的碳酸盐的颗粒中总是嵌入硫酸钙晶体,硫从哪里来?认定与酸雨有关。沙浆混凝土墙面经酸雨侵蚀后,出现“白霜”经分析此种白霜就是石膏(硫酸钙) 。4、酸雨损坏文物 酸雨能使文物面目皆非，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 5、酸雨危害人体健康 人体耐酸能力高
9、于耐碱能力，但眼角膜和呼吸道粘膜对酸类却十分敏感，酸雨或酸雾对这些器官有明显刺激作用，导致红眼病和支气管炎,咳嗽不止,这是酸雨对人体健康的直接影响。6、酸雨造成了新的国际环境问题和争端酸雨问题长期以来一直是美加关系的焦点之一。加拿大声称其湖泊,溪流以及森林的酸性物质有50%来自美国中西部的发电厂。这些厂排放的二氧化硫以及氮氧化物在空气中转变成酸性物质，向北飘荡,随雨雪降落到加拿大。 70年代以来，加拿大一再要求美国强化排烟控制。1980年，美加两国达成合作意向,但美国认为一年需要花费五十至七十亿美元,因而以“努力削减，但建议的时间尚早”为辞而未予以行动。 1987年，美国同意在五年内投资50亿
10、美元开发使燃煤造成的大器污染物质减半的方法。但1988年1月,美国前总统里根只确认投资17亿美元,这招致加拿大的抗议。据估计,在这个时期，美国每年越境输入加拿大的二氧化硫为320万吨，而从加拿大进入美国为120万吨左右。所以加拿大始终力促美国减少排放量。7、酸雨的其它危害（1）北极也有酸雨：80年代,挪威科学家在北极圈内大面积地区都测到酸雨(酸雪)，是前苏联南部工业区排放的大气酸性物质,随气流,飘移几千公里到北极。酸雨不但没有国界，也没有洲界。（2）中国南极长城站测到酸雨：我国南极长城站1998年4月曾先后8次观测到酸雨，其中最低pH值只有4.45。长城站的铁质房屋和塔台被锈蚀得成层剥落，有的
11、不得不进行更新。为了减缓腐蚀，每年要刷2-3次油漆。当刮西北风时,来自南美洲和亚太地区的大气污染物将吹到中国南极站所处的南极半岛,遇到降水,形成酸雨。这说明: 南极也不是“净土”。 （3）从酸雨到毒雪：90年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收集到了含有有毒农药成份的“毒雪”。“毒雪”形成与酸雨或酸雪形成过程极为相似。也是人类活动，使用人造的农药到田间,杀虫增产，但农药却进入了环境；也是通过大气远程传输；也是在高空中，污染物被雨雪冲刷；也是最终降落地面,危害人类四、如何防治酸雨？要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤造成的，因此，研究煤炭中硫资源的综合开发与利用，是防治酸雨的有效途径。 具体做法：是大力进行煤炭洗选加工，综合开发煤、硫资源。对于高硫煤和低硫煤实行分产分运合理使用。在煤炭燃烧过程中，采取排烟脱硫技术，回收二氧化硫，生产硫酸；发展脱硫煤、成型煤供民用；有计划地进行城市煤气化等。降低车辆排放、减少车辆数量根据初高中所学酸的性质，有学生讨论可能由酸雨引起的破坏作业练习尝试设计实验方案n 验证温室气体对热量的吸收性能（二氧化碳、甲烷等）n 测量本地区降雨的酸碱度（时间、地点、）（参照化学或生物的实验报告册中的活动与探究进行实验设计）教后小结课堂容量过多，可适当删减或能简单讲述的应该简单讲述3
