某實(shí)驗(yàn)小組探究《酸雨對(duì)生物的影響》，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)

【專家解說】：酸雨對(duì)植物生長(zhǎng)的影響
背景資料：
1形成原因：近代工業(yè)革命,從蒸氣機(jī)開始,鍋爐燒煤,產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)機(jī)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(xué)變化,氧氣與氮?dú)饣?也排放酸 性氣體NOx.它們?cè)诟呖罩袨橛暄_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(guó)科學(xué)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(xué)氣候?qū)W的開端》中提出“酸雨”這一專有名詞.
2酸雨：科學(xué)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(gè)指標(biāo)：氫離子濃度對(duì)數(shù)的負(fù)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(dāng)它為大氣中二氧化碳飽和時(shí),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(qiáng),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(duì)種子發(fā)芽率和幼苗的生長(zhǎng)有不利影響嗎?有怎樣的不利影響?不同的酸在同一PH時(shí)對(duì)同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長(zhǎng)有不同的影響嗎?
[2]作出假設(shè)：
酸雨對(duì)種子發(fā)芽率和幼苗的生長(zhǎng)有不利影響,可能會(huì)使種子發(fā)芽率降低,幼苗葉片表面有斑點(diǎn)等現(xiàn)象.不同的酸在同一PH時(shí)對(duì)同種植物種子發(fā)芽率和幼苗的生長(zhǎng)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?jiān)O(shè)計(jì)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(zhǎng)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(rùn)（用每組相應(yīng)的溶液濕潤(rùn)）,放在向陽處,每個(gè)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(duì)種子發(fā)芽率的影響（見表一）
對(duì)第四天、第八天的觀察記錄進(jìn)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(jìn)一步探究做對(duì)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?jǐn)?shù).上表顯示在對(duì)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(diǎn)：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(duì)種子發(fā)芽率影響不同,與假設(shè)不符,分析其原因有兩點(diǎn)：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(shí)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(qiáng)酸,完全電離),H2SO4=H++HSO4-；HSO4-=H++SO42-(硫酸是二元酸,一級(jí)電離完全電離,受[H+]影響,[H+]大時(shí),二級(jí)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(shí),其電離平衡常數(shù)Ka=1.76×10-5.)
當(dāng)PH=3時(shí),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(yuǎn)大于醋酸的Ka,因而在種子萌發(fā)的酸環(huán)境中,隨著時(shí)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(duì)幼苗的生長(zhǎng)狀態(tài)的影響（見表二）
對(duì)第四天、第八天的幼苗爛芽、爛根、葉片出斑點(diǎn)和根周圍有霉菌等觀察記錄進(jìn)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(jìn)行觀察時(shí)間短也不作比較.
分析:上表顯示硫酸對(duì)幼苗的危害性大,鹽酸相對(duì)輕些.原因可能主要是硫酸是二元酸,在PH=3時(shí),其不完全電離,其酸性比鹽酸大,其對(duì)幼苗的不良影響相對(duì)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(duì)生物生長(zhǎng)不良影響就大.其生理機(jī)制主要是酸雨中的H+降低了細(xì)胞PH值,改變了生物生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)所需要的正常酸堿度,酸雨所帶來的過量H+會(huì)替換其它元素,包括鉀、鎂、鈣等營(yíng)養(yǎng)元素,從而影響植物的生長(zhǎng).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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)污染地下水和江河 湖泊,從而嚴(yán)重危害到其他生物的生存
[6]討論：
⑴為什么會(huì)有人工模擬酸雨大棚?形成的污染危害,短則數(shù)月,長(zhǎng)則數(shù)年,才能明顯看出.為了縮短效應(yīng)時(shí)間,方便實(shí)驗(yàn)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(shí)施人工氣候,按時(shí)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(rèn)識(shí)酸雨規(guī)律,找出有效防治措施.
⑵土壤酸化后會(huì)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(fēng)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(zhǎng)期和過量的吸收鋁,會(huì)中毒,甚至死亡.酸雨尚能加速土壤礦物質(zhì)營(yíng)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?zé)岬?發(fā)展沼氣,使用低硫煤.要將汽車尾氣凈化,用甲醇,燃?xì)獯嫫?另外公眾參與意識(shí)要強(qiáng),例如, 我們可以在校園內(nèi)或馬路邊種植一些對(duì)酸雨敏感性植物, 以觀測(cè)酸雨對(duì)環(huán)境的影響；或篩選和培植抗酸雨經(jīng)濟(jì)作物, 花卉等, 以改造環(huán)境.這些活動(dòng)有利于提高我們的環(huán)保意識(shí)和增加環(huán)保知識(shí).