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1、化学与环境化学与环境 北京一改百年无酸雨历史，已经由无酸雨区转而名列酸雨城市“黑名单”。8月份，北京80%的降雨都属于“酸雨”。 酸雨能够腐蚀城市建筑物，钢筋、水泥、大理石在它“耐心”的浇淋下会如酥土般瓦解，同时，它对北京古建筑的影响更是致命的。酸雨酸雨酸雨：酸雨： 指指pHpH值小于值小于5.65.6的降水的降水 一.酸雨的形成 SO2+H2O=H2SO3 H 2SO3 +H2O=H2SO4(中国主要酸雨型)其它国家主要为HNO3二 . 酸雨的危害酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。研究表明，酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济
2、损失，更危及人类生存和发展。酸雨对环境的危害酸雨对环境的危害（一、）对水域生物的危害（一、）对水域生物的危害江河、湖泊等水域环境，受到酸雨的污染，影响最大的是水生动物，特别是鱼类。其主要危害主要表现在以下方面：第一、水域酸化可引起鱼类血液与组织失去营养盐分，导致鱼类烂腮、变形，甚至死亡。首先，水体的酸化抑制细菌的繁殖，使细菌总数减少，降低了对有机物的分解速度，从而使真菌数则迅速增加。这些变化加速了水体的富营养化，导致水体生产力的丧失。在酸化的水体中，浮游动物的种类和数量会减少，多样性降低，生物量下降。这些变化最终将影响鱼类的种群和数量。因为鱼类处于食物链的末端,鱼类食物的短缺,必然造成鱼类种群
3、和数量的减少。“雨雨”中垂钓中垂钓酸雨酸雨其次，鱼类本身对酸度的变化特别敏感。一方面,由于水体值的突然改变，使鱼类不能很快适应，而造成大批鱼类死亡；另一方面,长期的酸雨使水体的值逐渐下降，鱼类虽有一定的适应能力，不至于突然死亡，但经受不住持续的酸性压力,导致功能失常、组织病变、繁殖能力下降，从而鱼群的数量逐渐减少，最后消失。据有关报道，如在瑞典的9万多个湖泊中，已有2万多个遭到酸雨危害，4千多个成为无鱼湖。挪威有多个湖泊鱼虾绝迹。北美的加拿大和美国，已有几万个大小湖泊遭到酸雨的破坏，其中加拿大就有4500多个湖泊无鱼类生存，成为“死湖”。国内报道重庆南山等地水体酸化，值小于，鱼类不能生存，农户
4、多次养鱼，均无收获。幻灯片 7第二、水域酸化还导致水生植物死亡消失，破坏各类生物间的营养结构，造成严重的水域生态系统紊乱。水体的酸化影响水生生物的种类。在值高于6.0的湖泊中，浮游植物种群正常，随着值的降低，种群会发生变化。例如,在值大于6. 0时,湖泊中以硅藻为主；而值小于6 .0时，则被绿藻所取代;当值等于4. 0时，转板藻成为优势种。PH值影响6 食物的基本种类相继死去，如，蜉蝣和stoneflies。 5.5 鱼类不能繁殖。 幼鱼很难存活。 因为缺少营养造成很多畸形的成鱼。 鱼类因窒息而死。 5.0 鱼群会相继死去。 4.0 假如有生物存活，将是非常不同于之前的生物种类。 pH值对于湖
5、中生物的影响值对于湖中生物的影响 第三、酸雨还杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统；第四、酸雨污染河流、湖泊和地下水，直接或间接危害人体健康；（二、）对陆生植物的危害（二、）对陆生植物的危害森林是陆地生态系统中最重要的组成部分。它不仅给人类提供必需的木材的林副产品,而且具有涵养水源、保持水土、防风固沙、净化空气和美化环境等多种生态功能。研究表明，酸性降水能影响树木的生长发育，降低生物产量,甚至引起森林死亡。首先,酸雨能直接侵入树叶的气孔，破坏叶面的蜡质保护层，当3时, 使植物的阳离子从叶片中析出,从而破坏表皮组织,流失某些营养元素，从而使叶面腐蚀而产生斑点和坏死。其次，酸雨还
6、阻碍植物的呼吸和光合作用等生理功能。当4时，植物光合作用受到抑制,从而影响成熟,降低产量。引起叶片变色、皱折、卷曲，直至枯萎。最后，酸雨落地渗入土壤后,使土壤酸化,破坏土壤的营养结构,从而间接影响树木生长。据资料记载，酸雨已造成北欧国家大面积森林死亡。欧洲每年有6500万公顷森林受酸雨危害。在意大利有9000公顷森林因酸雨而死亡。在德国的巴伐利亚州,约有四分之一的森林坏死,波兰已观察到针叶林大面积枯萎达数十万公顷,捷克的受害森林约占森林总面积的五分之一。我国重庆南山地区1800公顷松林因酸雨而死亡过半，广西等省有10多万公顷森林也正在衰亡。对农作物的危害对农作物的危害酸雨会影响农作物水稻的叶子
7、，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，将枯萎、死亡。但土壤中因酸雨释出的金属也可能为植物吸收造成影响，这问题极其复杂，譬如，酸雨中某些金属( 如，铁 )的释出反而有助于植物的生长。因此，酸雨对植物、农作物、森林的确实影响仍不清楚。 （三、）对土壤的危害（三、）对土壤的危害酸雨可使土壤发生物理化学性质变化。影响之一是酸雨落地渗入土壤后，使土壤酸化，破坏土壤的营养结构。酸雨使植物营养元素从土壤中淋洗出来，特别是、等阳离子迅速损失，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，影响植物的生长和发育。另一个影响
8、是土壤中某些微量重金属可能被溶解，一方面造成土壤贫瘠化，另一方面有害金属如、等被溶出,在植物体内积累或进入水体造成污染，加快重金属的迁移，特别是土壤中到处都存在铝的化合物,在=5 6时,土壤中的铝基本上是不溶解的.但=4 6时铝的溶解性约增加1000倍。酸雨造成森林和水生生物死亡的主要原因之一是土壤中的铝在酸雨作用下转化为可利用态，毒害了树木和鱼类.土壤酸化抑制微生物的活动,影响微生物的繁殖。影响之三是过量酸雨的降落，造成土壤微生物分解有机物的能力下降，影响土壤微生物的氨化、硝化、固氮等作用，直接抑制由微生物参与的氮素分解、同化、与固定,最终降低土壤养分供应能力,影响植物的营养代谢.酸雨对土壤
9、的影响是积累的,土壤对酸沉降也有一定的缓冲能力,所以在若干年后才会出现土壤酸化现象。幻灯片 15 主要是固硫和尾气净化主要是固硫和尾气净化 S + OS + O2 2点燃点燃SOSO2 2 CaO + SO CaO + SO2 2 = CaSO= CaSO3 3 2CaSO 2CaSO3 3+O+O2 2=2CaSO=2CaSO4 4 减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，研制研制煤炭中硫资源的综合开发与利用煤炭中硫资源的综合开发与利用，发展洁净煤发展洁净煤技术、技术、清洁燃烧技术等。清洁燃烧技术等。 酸雨的防治酸雨的防治酸酸雨雨的的防防治治采用原煤脱硫技术，降低燃
10、煤的含硫量。采用原煤脱硫技术，降低燃煤的含硫量。优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。等。改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。物的排放量。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟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。（目前多采用石灰法）气脱硫。（目前多采用石灰法） 上述的做法都是针对化石燃料含硫高，采取排放上述的做法都是针对化石燃料含硫高，采取排放前的预防措施为主。那么对于前的预防措施为主。那么对于已经出现的污染又如何已经出现的污染又如何治理呢？治理呢？发展洁
11、净煤技术，开展煤的综合利用，如煤的气化发展洁净煤技术，开展煤的综合利用，如煤的气化和液化等。和液化等。调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，加快开发和利用太阳能、风能、地热能、核能和率，加快开发和利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能的新能源。氢能的新能源。二、大气污染二、大气污染 引起大气污染的污染物有那些？引起大气污染的污染物有那些？它们来自哪里？它们会造成那些危它们来自哪里？它们会造成那些危害呢？害呢？ 干燥清洁空气的化学成分0.000001臭氧臭氧0.000008氙气氙气0.00005氢气氢气0.0001氪气氪气0.000524氦气氦
12、气0.0018氖气氖气0.03二氧化碳二氧化碳0.93氩气氩气 体积分数体积分数 其他气体其他气体 如今，因为人类的随意排放天如今，因为人类的随意排放天空已是浓烟笼罩空已是浓烟笼罩大气污染物大气污染物主要成分主要成分危害危害颗粒物颗粒物大气中液体、固体大气中液体、固体状物质，又称飘尘状物质，又称飘尘加重呼吸道疾病，其它有害气加重呼吸道疾病，其它有害气体转化的催化剂体转化的催化剂S的氧化物的氧化物SO2、SO3 （SOx）加重呼吸道疾病，加重呼吸道疾病，酸雨酸雨N的氧化物的氧化物N2O、NO、NO2（NOx）降低血液的输氧能力，光化学降低血液的输氧能力，光化学烟雾、酸雨、温室效应、破坏烟雾、酸雨
13、、温室效应、破坏臭氧层臭氧层C的氧化物的氧化物CO(CO2不属于大不属于大气污染物）气污染物）降低血液的输氧能力，降低血液的输氧能力，温室效应温室效应碳氢化合物碳氢化合物 CH4、C2H6 （HC）温室效应温室效应氟氯代烃氟氯代烃CFCs（氟利昂）（氟利昂）等等温室效应，破坏臭氧层温室效应，破坏臭氧层1、主要的大气污染物、主要的大气污染物2、大气污染物的主要来源、大气污染物的主要来源3.大气污染的危害是大气污染的危害是多方面的多方面的它既危害人体健康它既危害人体健康，又影响动植物的生成，又影响动植物的生成，严重严重时会影响地球的气候时会影响地球的气候。形成形成酸雨酸雨、破坏破坏臭氧层臭氧层和和
14、温室效温室效应应（使全球气候（使全球气候变暖）变暖）等。等。CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2 在瑞典，在瑞典，CaCO3粉末被喷洒到受酸雨影响的湖粉末被喷洒到受酸雨影响的湖泊中，你能写出反应的化学方程式吗？泊中，你能写出反应的化学方程式吗？ 臭氧层受损臭氧层受损南极上空臭氧层的变化南极上空臭氧层的变化臭氧层及其作用：臭氧层及其作用： 可以吸收来自太阳可以吸收来自太阳的大部分紫外线，使地的大部分紫外线，使地球上的生物免遭伤害。球上的生物免遭伤害。所以臭氧层是地球的保所以臭氧层是地球的保护伞。护伞。人类活动排入大气的某些化学物质如人类活动排入大气的某些化学物质如氟氯氟氯
15、代烷和含溴的卤代烷烃代烷和含溴的卤代烷烃（灭火剂，商品名为（灭火剂，商品名为哈龙）等与臭氧发生作用，使臭氧层受到破哈龙）等与臭氧发生作用，使臭氧层受到破坏，形成臭氧空洞现象。坏，形成臭氧空洞现象。 CCl4、CH4、喷气式气式飞机在高空机在高空飞行排出行排出的氮氧化物如的氮氧化物如N2O、NO以及大气中的核爆炸以及大气中的核爆炸产物等也会破坏臭氧层。产物等也会破坏臭氧层。臭氧层受损的主要原因Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2总反应：总反应：O3 + O 2O2Cl臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害（一）危害人类健康（一）危害人类健康 增加皮肤癌增加皮肤癌：臭氧减少，
16、皮肤臭氧减少，皮肤癌患者增加，主要是黑色素癌。癌患者增加，主要是黑色素癌。 损害眼睛，增加白内障患者。损害眼睛，增加白内障患者。 削弱免疫力，增加传染病患者削弱免疫力，增加传染病患者（二）破坏生态环境和工农业发展（二）破坏生态环境和工农业发展 ：农产品减产及其品质下降。农产品减产及其品质下降。减少渔业产量。减少渔业产量。破坏森林。破坏森林。 4 4、使塑料等高分子聚合物加速老化。使塑料等高分子聚合物加速老化。（1 1）人类共同采取）人类共同采取“补补天天”行动：签订了行动：签订了保护保护臭氧层维也纳公约臭氧层维也纳公约关关于消耗臭氧层物质的蒙特于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书利尔议定书等国际公
17、约等国际公约（2）减少并逐步停减少并逐步停止氟氯代烷等的生止氟氯代烷等的生产和使用产和使用明天将去明天将去哪里？哪里？温室效应与全球变温室效应与全球变暖暖温室效应与全球变暖温室效应与全球变暖 温室气体主要有温室气体主要有：CO2、CH4、N2O、O3和和氟氟氯代代烷等；等； 温室气体主要来源有：温室气体主要来源有： （1）化石燃料大量使用（产生化石燃料大量使用（产生CO2）；）； （2）森林面积减少（减少吸收）森林面积减少（减少吸收CO2）；）； （3）致冷剂和喷雾剂的广泛生产、使用（产生致冷剂和喷雾剂的广泛生产、使用（产生 氟氯代氟氯代 烷）烷） ； （4） 航空业迅速发展（飞机高空飞行会产
18、生航空业迅速发展（飞机高空飞行会产生 大量的大量的CO2和和N2O等）；等）； （5）化肥的大量使用（导致土壤产生化肥的大量使用（导致土壤产生N2O）等等 温室效应本来就存在，但其加剧会引温室效应本来就存在，但其加剧会引起全球气候变暖，可能导致：起全球气候变暖，可能导致：（1）两极的冰川融化，海平面升高，淹没许多）两极的冰川融化，海平面升高，淹没许多 城市；城市；（2）影响农业生产；）影响农业生产；（3）生态系统发生变化，一些物种将会灭绝；）生态系统发生变化，一些物种将会灭绝；（4）加剧洪涝、干旱和其他气象灾害的发生；）加剧洪涝、干旱和其他气象灾害的发生；（5）增加传染病的传播几率，危害人类健
19、康）增加传染病的传播几率，危害人类健康等。等。 为了保护人类赖以生存的地球，人类应该共同为了保护人类赖以生存的地球，人类应该共同防止温室效应进一步加剧。可以采取的措施：防止温室效应进一步加剧。可以采取的措施： （1）减少温室气体。）减少温室气体。例如：例如：减少使用煤、石油和天然气等化石燃料，研发更多地减少使用煤、石油和天然气等化石燃料，研发更多地 能源：太阳能、风能和地热，发展核能和氢能；能源：太阳能、风能和地热，发展核能和氢能； 大面积植树造林，严禁乱砍滥伐森林；大面积植树造林，严禁乱砍滥伐森林； 限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用；限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用； 控制煤矿、稻田和垃圾填埋场等场所破坏的控制煤矿、稻田和垃圾填埋场等场所破坏的CH4； 控制人口增长，控制人口增长， （2）除去或回收温室气体。这种方法由于受到成本和技）除去或回收温室气体。这种方法由于受到成本和技术等的限制，目前不太容易实行，但也是人类努力的方向。术等的限制，目前不太容易实行，但也是人类努力的方向。
