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汽车尾气对植物的影响
2022-10-11

汽车尾气对植物的影响

山东省枣庄市台儿庄区竞技体校 王静 郑瑶 崔翔昊 吴晔

指导老师 曹莉

研究背景

今天,汽车尾气已成为空气污染的一个主要因素。为了改善大气质量,我国许多城市都禁止重污染企业进市区;对原有企业进行技术改造,减少废气、烟尘排放量,集中供热。减少取暖炉灶烟尘排放量,提高柴油、汽油质量,减少铅含量,积极向无铅汽油过渡,安装汽车净化器等等。那么,怎么知道汽车尾气的危害呢?

我们的调查

正常大气组成中,氮约占大气总量的79%。氮作为单个游离原子具有很高的反应活性。但在大气中大量存在的是化学性质稳定的氮分子。对人体健康有危害的主要是指氮和氧相结合的各种形式的化合物,包括:一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N2O3)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)等。

氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻,主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡。当氮氧化物进入肺泡后,因肺泡的表面湿度增加,反应加快,在肺泡内约可阻留80%,一部分变为四氧化二氮。四氧化二氮与二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水作用生成亚硝酸与硝酸,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用,从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性,引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张,血压下降,并可与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。高浓度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白,引起组织缺氧。因此,在一般来说当污染以二氧化氮为主时,对肺的损害比较明显,严重时可出现以肺水肿为主的病变。而当混合气体中有大量一氧化氮时,高铁血红蛋白的形成就占优势,此时中毒发展迅速,出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。

我们的实验

自20世纪60年代以来,各国都特别关注汽车尾气中氮氧化合物的产生。尾气中氮氧化合物主要是一氧化氮和二氧化氮。二氧化氮在日光照射下与氧起光化学反应而形成一种有毒的烟雾,它刺激人的眼、鼻粘膜,从而引起病变,还会引起头痛。如果人们长期处于氮氧化合物含量过高的环境中就可能导致死亡。二氧化氮危害植物的症状,与二氧化硫相似,在叶脉间或叶边缘出现不规则水渍状伤害,逐渐坏死,变白色、黄色或褐色斑点,它的毒性比一氧化氮强5倍。二氧化氮无急性危害,番茄是敏感植物,也需2~3ppm(百万分之一)以上浓度才能表现危害,菜豆在3ppm接触3~4小时表现症状,30ppm接触2小时,则表现严重障碍。大豆、番茄、茄子、甘薯、菠菜对二氧化氮最敏感,而黄瓜、西瓜、水稻、玉米、柿子对二氧化氮有抗性。

我们知道,植物叶组织中含有过氧化氢酶,而过氧化氢酶能催化分解H2O2产生氧气。而且酶在受到一定条件影响后,其催化效率也将受到影响。其次,我们通过课本知识也了解汽车尾气含有毒性物质氮氧化合物,所以我们想通过汽车尾气对叶组织过氧化氢酶的影响来揭示环境保护的意义。

利用汽车尾气对香樟、杜鹃叶片和不同影响时间来测定过氧化氢酶对H2O2催化分解程度,从而论证汽车尾气对植物确实有损害性。

实验器材

2个锥形瓶、量筒、2个橡皮塞、3根细玻璃管、2个烧杯、2个温度计、双氧水、树叶(香樟,杜鹃)、研钵

实验步骤

1.将玻璃管在酒精灯上加工、弯曲,橡皮塞一个打双孔、一个打单孔;

2.在研钵上将树叶研磨成浆状,用针筒抽取一定量的叶浆,待用;

3.用量筒量取60ml双氧水配制成15%的H2O2溶液,倒入一锥形瓶中(该锥形瓶与橡皮塞相连,另一锥形瓶装满水也与橡皮塞相连(注意密封,防止H2O2挥发等);

4.在2个大烧杯中,分别倒入温水,用温度计测温,保持水温在32℃左右(H2O2的活酶性在32℃较大);

5.向一个锥形瓶中迅速注进2ml叶浆,紧闭橡皮塞,使气体压至另一个锥形瓶中的水溢出,量出压出水的体积即氧气的体积,每次实验持续一定时间,同时保持水温恒定。

实验原理

在锥形瓶加入树叶浆后,与双氧水反应,利用树叶叶片中的H2O2酶加速分解H2O2,产生了O2。O2通过玻璃管进入另一个锥形瓶中,将水压入量筒中。通过每次污染程度不同的H2O2酶催化产生的O2体积的比较,了解机动车尾气对H2O2的影响。

本实验给我们的启示

绿色植物是维护地球生态系统的首要因素,它有防风固沙、保持水土,维持大气平衡的功能,因此保护绿色植物是保护生态系统的重要举措。然而城市的汽车、机动车的数量发展迅速。其废气的排放量已严重污染了大气,所以,我们这些“小主人”以“主人姿态”提出一些建议:

1.政府应大力加强废气排放的管理,加强城市气体监测工作,禁止助动车的生产,禁止劣质汽油上市,禁止“冒黑色尾烟”的车辆行驶。

2.种植一些耐废气的植物,希望有关部门能通过相关验证筛选一些适宜城市栽种的植物,因为在我们的实验中已看到汽车尾气对植物的危害。

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