小课题研究现代文明给人类带来了进步人类成了自然的主人但享福过了头自然又反过来惩罚人类人类遇到了许多前所未见的麻烦。酸雨人称“空中死神”是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。目前全球有三大块酸雨地区西欧北美和东南亚。在南极和北极也有酸雨1998年上半年中国南极长城站八次测得南极酸性降水。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内湖泊酸化渔业减产森林衰退土壤贫瘠粮菜减产建筑物腐蚀文物面目皆非。基于以上思考我们决定在成立一个小课题研究小组利用假期时间展开对酸雨的研究。一、酸雨的发现近代工业革命从蒸气机开始锅炉烧煤产生蒸汽推动机器而后火力电厂星罗齐布燃煤数量日益猛增。遗憾地是煤含杂质硫约百分之一在燃烧中将排放酸性气体SO2燃烧产生的高温尚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顿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。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。一、酸雨的发现简单地说酸雨就是酸性的雨。什么是酸纯水是中性的没有味道柠檬水橙汁有酸味醋的酸味较大它们都是弱酸小苏打水有略涩的碱性而苛性钠水就涩涩的碱味较大它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关而碱味与水溶液中羟基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值。于是纯水的pH值为7酸性越大pH值越低碱性越大pH值越高。未被污染的雨雪是中性的pH值近于7当它为大气中二氧化碳饱和时略呈酸性pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染pH值小于5.65的雨叫酸雨pH值小于5.65的雪叫酸雪在高空或高山如峨眉山上弥漫的雾pH值小于5.65时叫酸雾。酸雨的形成与SOx和NOx有着很大的关系。可以说它们是形成酸雨的罪魁祸首。那么它们分别是怎样转换成酸雨的呢我们通过上网查到1、SO2是如何变成硫酸的人类活动向大气排放的是SO2气体即使它溶于雨水也只能成为酸性较弱的亚硫酸然而我们在雨水中测到的确是酸性较强的硫酸SO2是如何变成硫酸的这是通过三类反应实现的。气相光氧化反应。在纯净的空气中SO2难于光氧化。但在污染的空气中烃类与NOx生成某些有反应能力的基团如OHHO2CH3O等后者在日光照射下将氧化SO2为SO3再溶于水成为硫酸。固相氧化氧化反应。在污染的大气中悬浮着一定量颗粒物颗粒物可能来自土壤可能是烟囱排放的飞灰成份相当复杂但经化学分析一般含有微量的过渡金属铁铜的化合物它们恰恰是SO2氧化为SO3的多相催化剂在水滴内在这些颗粒物的表面上实现了SO2向硫酸的转变。液相光氧化反应。日光下大气中的烃类与NOx气相光氧化生成臭氧和过氧化氢它们在水滴内表现出很强的氧化能力SO2在水滴内被液相氧化为硫酸。2、NOx是如何变成硝酸的NOx是NO和NO2的总称。NO又叫笑气人吸了可自动发笑。当浓度较大时在空气中可被氧气自动氧化为NO2尔后溶于水成为硝酸。研究到这里我们想到酸雨既然和NOx、SOx有很大的关系那么NOx、SOx的排放源有哪些呢为此我们查阅了大量的资料。1、SOx和Nox的天然排放源酸性物质SOx有四类天然排放源海洋雾沫它们会夹带一些硫酸到空中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SOx火山爆发也将喷出可观量的SOx气体雷电和干热引起的森林火灾也是一种天然SOx排放源因为树木也含有微量硫。酸性物质NOx排放有两大类天然源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NO继而在对流层中被氧化为NO2NOx即为NO和NO2之和土壤硝酸盐分解既使是未施过肥的土壤也含有微量的硝酸盐在土壤细菌的帮助下可分解出NONO2和N2O等气体。2SOx和Nox的人工排放源酸性物质SOxNOx排放人工源之一是煤、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。酸性物质SOxNOx排放人工源之二是工业过程第一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SOx气体部分回收为硫酸部分进入大气。例如80年代初期云南某地区乡镇企业起步片面追求利润实施土法炼硫工艺陈旧落后硫的回收率仅达30。其余的硫都燃烧成为SO2迷漫于大气之中加之云南气候湿润有人曾收集检测到每场降雨都是酸雨pH值可达到