做“酸雨對生物的影響”需要什么材料

【專家解說】：酸雨對植物生長的影響 學生作者:初一4班 丁哲遠、陳柯宇、葛毅、汴文梁 背景資料: 1形成原因:近代工業(yè)革命，從蒸氣機開始，鍋爐燒煤,產(chǎn)生蒸汽,推動機器;而后火力電廠星羅齊布,燃煤數(shù)量日益猛增。遺憾地是，煤含雜質(zhì)硫，約百分之一，在燃燒中將排放酸性氣體 SO2;燃燒產(chǎn)生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學變化，氧氣與氮氣化合，也排放酸 性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷，溶解，雨成為了酸雨;這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì)硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份，發(fā)現(xiàn)它呈酸性，且農(nóng)村雨水中含碳酸銨，酸性不大;郊區(qū)雨水含硫酸銨，略呈酸性;市區(qū)雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨:化學氣候?qū)W的開端》中提出“酸雨”這一專有名詞。 2酸雨:科學家發(fā)現(xiàn)酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關(guān);而堿味與水溶液中羥基離子濃度有關(guān);然后建立了一個指標:氫離子濃度對數(shù)的負值,叫pH值。于是，純水的pH值為7;酸性越大，pH值越低;堿性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7;當它為大氣中二氧化碳飽和時，略呈酸性，pH值為5.65。被大氣中存在的酸性 氣體污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨。 3酸雨的危害:酸雨危害危害包括森林退化，湖泊酸化，魚類死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非。 探究過程: [1]提出問題: 酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響嗎?有怎樣的不利影響?不同的酸在同一PH時對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不同的影響嗎? [2]作出假設(shè): 酸雨對種子發(fā)芽率和幼苗的生長有不利影響，可能會使種子發(fā)芽率降低，幼苗葉片表面有斑點等現(xiàn)象。不同的酸在同一PH時對同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長影響基本相近。 [3]探究方案: ⑴材料用具:①5×3×100顆青菜種子(子粒飽滿無病斑) ②5×3套培養(yǎng)皿(規(guī)格一樣) ③吸水紙 ④5支吸管 ⑤PH=3的鹽酸溶液 ⑥PH=3的硫酸溶液 ⑦PH=3的冰乙酸溶液 ⑧PH=7的清水 ⑩4-6張設(shè)計好的觀 察記錄表 ⑵探究步驟:①觀察種子的萌發(fā)和萌發(fā)后幼苗的生長狀態(tài)，將青菜種子分散放在鋪了吸水紙的培養(yǎng)皿里，保持濕潤(用每組相應(yīng)的溶液濕潤)，放在向陽處，每個培養(yǎng)皿中青菜種子數(shù)為100顆。 ②觀察記錄:表1-4，格式如下: [4]觀察記錄及分析:(具體記錄附表) 1.酸雨對種子發(fā)芽率的影響(見表一) 對第四天、第八天的觀察記錄進行分析如下:表一 注:冰乙酸3、4代表PH=3，PH=4，冰乙酸4是在冰乙酸3第四天還未發(fā)芽的情況下進一步探究做對照得出的數(shù)據(jù)。 分析:種子發(fā)芽率是指在最適宜條件下，在規(guī)定天數(shù)內(nèi)，發(fā)芽的種子占供試種子的百分數(shù)。上表顯示在對照組清水中的發(fā)芽率最高:第四天為22℅，其次為鹽酸16℅，硫酸8℅，冰乙酸3為0;第八天為45℅，其次冰乙酸4為21℅，鹽酸18℅，硫酸12℅，由此說明兩點:一、酸雨降低了種子的發(fā)芽率，與假設(shè)相符;二、同ph的不同酸對種子發(fā)芽率影響不同，與假設(shè)不符，分析其原因有兩點:一是鹽酸具有揮發(fā)性，雖然培養(yǎng)皿加蓋培養(yǎng)，但還是有少量的鹽酸揮發(fā)掉，降低了種子發(fā)芽時種子周圍的酸性。二是不同的酸存在電離程度的差別。分析各酸的電離方程式:HCL=H++Cl-(鹽酸是強酸，完全電離)，H2SO4=H++HSO4-;HSO4-=H++SO42-(硫酸是二元酸，一級電離完全電離，受[H+]影響，[H+]大時，二級電離平衡常數(shù)Ka=1.20×10-2)，HAc=H++Ac-(醋酸是弱酸，不完全電離，在25℃時，其電離平衡常數(shù)Ka=1.76×10-5。) 當PH=3時，由上分析可知，醋酸濃度最大，其次是硫酸，鹽酸。在種子萌發(fā)的過程中，隨H+被消耗，弱電解質(zhì)硫酸根離子、醋酸電離程度加大。由于硫酸根離子的Ka遠大于醋酸的Ka，因而在種子萌發(fā)的酸環(huán)境中，隨著時間的推移，H+的消耗，醋酸的PH最小，其次是硫酸、鹽酸。 2.酸雨對幼苗的生長狀態(tài)的影響(見表二) 對第四天、第八天的幼苗爛芽、爛根、葉片出斑點和根周圍有霉菌等觀察記錄進行分析如下:表二 注:冰乙酸3種子未萌發(fā)不作比較，冰乙酸4后期進行觀察時間短也不作比較。 分析:上表顯示硫酸對幼苗的危害性大，鹽酸相對輕些。原因可能主要是硫酸是二元酸，在PH=3時，其不完全電離，其酸性比鹽酸大，其對幼苗的不良影響相對也大些。 [5]得出結(jié)論: 由上分析可見，酸雨的PH越小，即酸性大，對生物生長不良影響就大。其生理機制主要是酸雨中的H+降低了細胞PH值，改變了生物生長、發(fā)育和繁殖等生命活動所需要的正常酸堿度，酸雨所帶來的過量H+會替換其它元素，包括鉀、鎂、鈣等營養(yǎng)元素，從而影響植物的生長。高濃度H+還可以溶解土壤中自然產(chǎn)生的鋁，鋁一旦被分解釋放就會妨礙植物根系吸收水分和養(yǎng)料的能力，尤其是影響鎂的吸收。隨著鎂的溶出，土壤中會發(fā)生鎂不足的情況，鎂是葉綠素的核心元素，是植物的活性、新陳代謝不可欠缺的元素，缺少鎂將會導(dǎo)致植物枯萎，而重金屬如錳、鉻、鉛、汞等元素在酸性的作用下，也可變成可溶性物質(zhì)，這不僅使植物遭受毒害，還會污染地下水和江河 湖泊，從而嚴重危害到其他生物的生存 [6]討論: ⑴為什么會有人工模擬酸雨大棚?形成的污染危害，短則數(shù)月，長則數(shù)年，才能明顯看出。為了縮短效應(yīng)時間，方便實驗條件，人們建立了類似于體育館大小規(guī)模的塑料或玻璃大棚，實施人工氣候，按時噴撒酸雨，館中種植各類樹木植物，小型池塘飼養(yǎng)各種魚類，其術(shù)語叫“模擬酸雨”。它幫助人類認識酸雨規(guī)律，找出有效防治措施。 ⑵土壤酸化后會有怎樣的影響?土壤中含有大量鋁的氫氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁，會中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的流失;改變土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤貧脊化，影響植物正常發(fā)育;酸雨還能誘發(fā)植物病蟲害，使作物減產(chǎn)。 ⑶如何有效地控制酸雨?使用干凈無污染的能源，如太陽能，潮汐和地熱等，發(fā)展沼氣，使用低硫煤。要將汽車尾氣凈化，用甲醇，燃氣代替汽油。另外公眾參與意識要強，例如, 我們可以在校園內(nèi)或馬路邊種植一些對酸雨敏感性植物, 以觀測酸雨對環(huán)境的影響;或篩選和培植抗酸雨經(jīng)濟作物, 花卉等, 以改造環(huán)境。這些活動有利于提高我們的環(huán)保意識和增加環(huán)保知識。 調(diào)查結(jié)果: (引資料拉)1. 酸雨與農(nóng)業(yè) 酸雨可導(dǎo)致土壤酸化。我國南方土壤本來多呈酸性，再經(jīng)酸雨沖刷，加速了酸化程;我國北方土壤呈堿性，對酸雨有較強緩沖能力，一時半時酸化不了。土壤中含有大量鋁的氫氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收的形態(tài)鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁，會中毒，甚至死亡。酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的流失;改變土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤貧脊化，影響植物正常發(fā)育;酸雨還能誘發(fā)植物病蟲害，使作物減產(chǎn)。 酸雨可使土壤微生物種群變化，細菌個體生長變小，生長繁殖速度降低，如分解有機質(zhì)及其蛋白質(zhì)的主要微生物類群牙孢桿菌，極毛桿菌和有關(guān)真菌數(shù)量降低，影響營養(yǎng)元素的良性循環(huán)，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。特別是酸雨可降低土壤中氨化細菌和固氮細菌的數(shù)量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，對農(nóng)作物大為不利。 科學家試驗后估計我國南方七省大豆因酸雨受災(zāi)面積達2380萬畝，減產(chǎn)達20萬噸，減產(chǎn)幅度約6%，每年經(jīng)濟損失1400萬元。 2.酸雨與森林 比較不同年代樹木年輪，可知產(chǎn)生酸雨前后對林木生長的影響。在我國南方森林地區(qū)，50年前樹木生長較為粗壯，近年來狀況不佳。酸雨可造成葉面損傷和壞死，早落葉，林木生長不良，以致單株死亡。土壤肥力降低，產(chǎn)量下降，造成大面積森林衰退。 我國重酸雨地區(qū)四川盆地受酸雨危害的森林面積達28萬公頃，占林地總面積的三分之一，死亡面積1.5萬公頃，占林地面積6%。同樣受酸雨侵襲的貴州省，受危害的森林面積達14萬公頃，為四川盆地的二分之一。 我國馬尾松和華山松對酸雨十分敏感，重慶南山風景區(qū)約三萬畝馬尾松發(fā)育不良，蟲害頻繁;80年代約有一萬公頃馬尾松枯死，幾經(jīng)防治，毫無效果。四川萬縣有華山松97萬畝，其中60萬畝受到不同程度傷害;而奉節(jié)縣有九萬畝華山松，90% 枯死。四川名勝峨眉山，風景旖麗，全靠山深林秀。但近十年來，冷杉林成片死亡;七里坡接引殿一帶，有4%的樹木枯死;金頂附近600余畝樹林，幾乎全部死絕，光禿禿，景觀全非。猴子也跑到其它山溝里去了。 四川名勝峨眉山, 風景旖麗, 全靠山深林秀。但近十年來, 酸雨象空中死神纏住了此佛教勝地, 冷杉林成片死亡。金頂海拔3077米, 降水pH值平均為4.34; 酸雨率達到85.7% , 硫酸根占陽離子總量的60% 。其它風景區(qū)千佛頂, 太子坪, 七里坡, 雷洞坪也處于酸雨嚴重污染區(qū)。峨眉主要風景林是冷杉, 死亡率超過30% 的中度受害面積達到7.00平方公里; 死亡率超過50% 嚴重受害面積達到2.28平方公里。七里坡接引殿一帶, 有4%的樹木枯死; 金頂附近 600余畝, 幾乎全部死絕, 禿禿光光, 景觀全非。猴子也跑到其它山溝里去了。 3，酸雨與建筑 酸雨能使非金屬建筑材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致強度降低，從而建筑物損壞?？茖W家曾收集許多被酸雨毀害的石灰石和大理石建筑材料, 分析發(fā)現(xiàn)該樣品的碳酸鹽的顆粒中總是嵌入硫酸鈣晶體, 硫從哪里來? 認定與酸雨有關(guān)。 沙漿混凝土墻面經(jīng)酸雨侵蝕后, 出現(xiàn) "白霜" ; 經(jīng)分析此種白霜就是石膏 (硫酸鈣) 。 重慶市1956年建成的重慶體育館水泥欄桿, 由于酸雨腐蝕, 石子外露, 深達1 厘米之多, 按時間估計, 平均每年浸蝕0.4 毫米, 十分驚人。這種水泥欄柱石子外露現(xiàn)象, 在路旁電線桿上也每每發(fā)生。除了影響材料強度之外, 尚影響市容觀瞻。 4.酸雨與文物 酸雨能使文物面目皆非。碑林文字模糊;著名的杭州靈隱寺的“摩崖石刻”近年經(jīng)酸雨侵蝕，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剝蝕嚴重，面目皆非，修補后，古跡不“古”。碑林、石刻大都由石灰?guī)r雕成，遇到酸雨立即起化學反應(yīng)，酸堿中和，即被腐蝕。 南方某地屬于酸雨區(qū), 有一塊五百年歷史的大理石碑, 50年前字跡尚清晰, 現(xiàn)在已一片模糊, 這說明此事與近40至50年間的酸雨現(xiàn)象有關(guān)。 上海市嘉定城中明代萬歷年間古建金沙塔, 在酸雨產(chǎn)生的 "水滴石穿" 的腐蝕作用下, 表面層日益灰暗, 更顯頹廢。 酸雨尚可使油漆泛白，褪色。給古建筑和仿古建筑帶來許多麻煩，縮短粉刷裝修的時間周期。受酸雨淋的酚醛磁漆及醇醛磁漆, 大約兩個月開始變色, 失去光澤, 部分涂膜脫落銹蝕。 嘉定名園秋霞圃, 江龍?zhí)? 古建筑十年內(nèi)粉刷油漆多次, 不久又暗淡無光, 使游人搖頭而去。 酸雨與環(huán)境 美國大湖為什么變酸了? 本世紀50年代中期美國科學家勒姆發(fā)現(xiàn)酸雨可導(dǎo)致湖泊和土壤酸化，即酸雨可形成災(zāi)難，但是此成果未能為世人重視。 北歐國家為什么漁業(yè)減產(chǎn)? 50年代初，北歐國家瑞典和挪威漁業(yè)減產(chǎn)，原因不明;1959年挪威科學家才揭示元兇是酸雨。歐洲大陸工業(yè)排放大量酸性氣體，隨高空氣流飄到北歐，被雨雪沖刷，所形成酸雨使湖泊酸化，導(dǎo)致漁業(yè)減產(chǎn)。 歐洲大面積酸雨 60年代，歐洲建立了歐洲大氣化學監(jiān)測網(wǎng)，繼而發(fā)現(xiàn)pH值低于4.0 的酸雨地區(qū)，集中于地勢較低地區(qū)，如荷蘭，丹麥，比利時等。瑞典科學家奧登研究了歐洲的氣象和降水，湖水，土壤的化學變化，證實歐洲大陸存在大面積酸雨，是洲級區(qū)域環(huán)境問題。 跨國界的大氣污染 1972年，瑞典政府給聯(lián)合國人類環(huán)境會議提出報告《穿過國界的大氣污染:大氣和降水中硫的影響》,引起各國政府關(guān)注，1973至1975年歐洲經(jīng)濟合作與發(fā)展組織開展了專項研究，證實酸雨地區(qū)幾乎覆蓋了整個西北歐。1974年和以后北美證實在美國東北部和與加拿大交界地區(qū)亦發(fā)現(xiàn)大面積酸雨區(qū)域，幾乎北美有三分之二陸地面積受到酸雨威脅，甚至在美國夏威夷群島的迎風一側(cè)，也出現(xiàn)酸雨。再后，東南亞日本、韓國等亦發(fā)現(xiàn)大面積酸雨。有位科學家到杳無人煙，且長年冰封雪蓋的格陵蘭島，給冰層打鉆，取出180年前的冰塊，與現(xiàn)在的酸度相比，酸度增長了99倍。至此世人公認酸雨是當前全球性重要區(qū)域環(huán)境污染問題之一。 酸雨現(xiàn)象正在發(fā)展 1986年5月，在肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開的第三世界環(huán)境保護國際會議上，專家們認為，酸雨現(xiàn)象正在發(fā)展，它已成為嚴重威脅世界環(huán)境的十大問題之一。 南極和北極也有酸雨 地球的南極和北極,終年冰雪,罕見人至,但80年代,挪威科學家在北極圈內(nèi)大面積地區(qū)都測到酸雨(酸雪)。哪兒來的?他們認為是前蘇聯(lián)南部工業(yè)區(qū)排放的大氣酸性物質(zhì), 隨氣流,幾千公里飄移到此地。后來在南極地區(qū)也有人曾收集到pH為5.5的酸性降水。這些酸性降水所含的酸性物質(zhì),可能來自更遠的距離?？磥?酸雨不但沒有國界, 也沒有洲界。 中國南極長城站測到酸雨 1998年上半年, 中國南極長城站八次測得南極酸性降水, 其中一次pH值為5.46。有趣地是, 當刮偏南風或偏東風時, 南極大陸因為沒有人為排放, 大氣是新鮮的, 所以測得降水的都接近于中性;當刮西北風時, 來自南美洲和亞太地區(qū)的大氣污染物將吹到中國南極站所處的南極半島, 遇到降水, 形成酸雨。這說明: 南極也不是“凈土” 。 從酸雨到毒雪 酸雨給人類敲響了警鐘。90年代科學家又在冰雪世界的南極和北極收集到了含有有毒農(nóng)藥成份的“毒雪”?！岸狙毙纬膳c酸雨或酸雪形成過程極為相似。也是人類活動，使用人造的農(nóng)藥到田間,殺蟲增產(chǎn)，但農(nóng)藥卻進入了環(huán)境;也是通過大氣遠程傳輸;也是在高空中，污染物被雨雪沖刷;也是最終降落地面,危害人類。由“酸雨”,發(fā)展到“毒雪”。 結(jié)論:酸雨會對生物造成影響 感想(好象沒這一項，你是作生物調(diào)查?):自己寫好了