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浅谈大气污染----- “魅力有机化学”科普拓展课程

发布时间:2014-12-22

  1028日,由上海有机所承担的零陵中学校本课程《魅力有机化学》科普拓展课程第三讲顺利进行。本次课程中,来自生命有机国家重点实验室的赵吉辰、于顺明、邱海波、何伟、陈己鹏、李冰和林志萍一起向大家讲授了与人们生活息息相关的大气污染问题。 

  说到大气污染,往往第一个想到的就是雾霾,尤其是最近两年雾霾天数不断增多,已严重影响到人们的日常生活。譬如,刚刚结束的北京国际马拉松赛俨然成为了一个另类的口罩博览会。赵吉辰从气体与悬浮颗粒物等两方面向同学们介绍了几种常见的大气污染物,并通过简单的图片和化学反应方程式向同学们解释了它们是如何造成大气污染的。气体污染物中的硫氧化物和氮氧化物是造成酸雨的元凶,对动植物和建筑物都有很大危害;一氧化碳和二氧化碳是常见的碳氧化物,前者会导致中毒死亡,后者是造成温室效应的主要因素;对流层臭氧对人体的呼吸系统和中枢神经系统都有危害;氯氟烃和氮氧化物会造成臭氧层空洞。 

  为了让同学们直观感受相关大气污染气体的化学性质,志愿者们设计了两个有趣的实验。邱海波博士首先向大家演示了二氧化氮的性质实验,利用浓硝酸滴加到铜片表面来制备二氧化氮,将气体通入甲基橙溶液,溶液颜色明显变深,显示二氧化氮溶于水是酸性,接着通入含有酚酞的紫红色氢氧化钠溶液,由于发生酸碱中和反应,溶液紫色逐渐变浅消失,明显的颜色变化,让同学们清楚地认识到了二氧化氮的性质以及处理方法。接着同学们亲自体验了臭氧的性质实验,看到保存在零下78度的溶有臭氧的二氯甲烷溶液呈明显的淡蓝色,大家直呼神奇,当把湿润的淀粉碘化钾试纸放入溶有臭氧的蓝色二氯甲烷溶液时,白色试纸立即变为蓝紫色,这是由于臭氧将碘离子氧化得到碘单质,其与淀粉生成了蓝紫色的络合物;而在臭氧溶液中加入还原性的三苯基膦震荡,蓝色慢慢褪去,这说明臭氧已被还原淬灭,这些实验很好的展示了臭氧的氧化性质。 

  有趣的实验过后,赵吉辰又给同学们介绍了PM2.5概念和来源,事实上它对人体的危害甚至超过了沙尘暴;接着,他从雾霾形成的原因讲起,除了污染物排放增多外,大气静稳和逆温现象的存在都会增加雾霾出现的可能。那么如何应对雾霾天气呢,一种简单的方法就是佩戴防颗粒物口罩出门。他向同学们展示了实验室常用的几种口罩,现场演示了如何佩戴防毒面罩并介绍了防毒面罩过滤空气的原理。为了给大家带来直观的感受,大家分组进行了蓝墨水水溶液脱色的小实验,进行直接过滤、硅藻土过滤、活性炭过滤三组对比试验后,同学们发现只有加了活性炭过滤后得到了无色水溶液,切实地体会了活性炭能吸附相关污染颗粒的性质。 

    最后,赵吉辰还列举了几个保护环境的生活小例子,希望大家从身边点滴做起,重新营造整洁干净的呼吸环境。  

  通过本次贴近生活的科普教学课程,同学们对大气污染及污染源有了一个比较广泛的认识,了解到保护大气的重要性,同时也学习了在雾霾天气应该如何自我保护。  


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