汽車尾氣對(duì)植物的影響

山東省棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)競(jìng)技體校 王靜 鄭瑤 崔翔昊 吳曄

指導(dǎo)老師 曹莉

研究背景

今天，汽車尾氣已成為空氣污染的一個(gè)主要因素。為了改善大氣質(zhì)量，我國(guó)許多城市都禁止重污染企業(yè)進(jìn)市區(qū)；對(duì)原有企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，減少廢氣、煙塵排放量，集中供熱。減少取暖爐灶煙塵排放量，提高柴油、汽油質(zhì)量，減少鉛含量，積極向無鉛汽油過渡，安裝汽車凈化器等等。那么，怎么知道汽車尾氣的危害呢？

我們的調(diào)查

正常大氣組成中，氮約占大氣總量的79％。氮作為單個(gè)游離原子具有很高的反應(yīng)活性。但在大氣中大量存在的是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氮分子。對(duì)人體健康有危害的主要是指氮和氧相結(jié)合的各種形式的化合物，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。

氮氧化物對(duì)眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵入呼吸道深部的細(xì)支氣管及肺泡。當(dāng)?shù)趸镞M(jìn)入肺泡后，因肺泡的表面濕度增加，反應(yīng)加快，在肺泡內(nèi)約可阻留80％，一部分變?yōu)樗难趸Ｋ难趸c二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水作用生成亞硝酸與硝酸，對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，從而增加毛細(xì)血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。亞硝酸鹽進(jìn)入血液后還可引起血管擴(kuò)張，血壓下降，并可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。高濃度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，引起組織缺氧。因此，在一般情況下當(dāng)污染以二氧化氮為主時(shí)，對(duì)肺的損害比較明顯，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)以肺水腫為主的病變。而當(dāng)混合氣體中有大量一氧化氮時(shí)，高鐵血紅蛋白的形成就占優(yōu)勢(shì)，此時(shí)中毒發(fā)展迅速，出現(xiàn)高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥狀。

我們的實(shí)驗(yàn)

自20世紀(jì)60年代以來，各國(guó)都特別關(guān)注汽車尾氣中氮氧化合物的產(chǎn)生。尾氣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與氧起光化學(xué)反應(yīng)而形成一種有毒的煙霧，它刺激人的眼、鼻粘膜，從而引起病變，還會(huì)引起頭痛。如果人們長(zhǎng)期處于氮氧化合物含量過高的環(huán)境中就可能導(dǎo)致死亡。二氧化氮危害植物的癥狀，與二氧化硫相似，在葉脈間或葉邊緣出現(xiàn)不規(guī)則水漬狀傷害，逐漸壞死，變白色、黃色或褐色斑點(diǎn)，它的毒性比一氧化氮強(qiáng)5倍。二氧化氮無急性危害，番茄是敏感植物，也需2~3ppm（百萬分之一）以上濃度才能表現(xiàn)危害，菜豆在3ppm接觸3~4小時(shí)表現(xiàn)癥狀，30ppm接觸2小時(shí)，則表現(xiàn)嚴(yán)重障礙。大豆、番茄、茄子、甘薯、菠菜對(duì)二氧化氮最敏感，而黃瓜、西瓜、水稻、玉米、柿子對(duì)二氧化氮有抗性。

我們知道，植物葉組織中含有過氧化氫酶，而過氧化氫酶能催化分解H2O2產(chǎn)生氧氣。而且酶在受到一定條件影響后，其催化效率也將受到影響。其次，我們通過課本知識(shí)也了解汽車尾氣含有毒性物質(zhì)氮氧化合物，所以我們想通過汽車尾氣對(duì)葉組織過氧化氫酶的影響來揭示環(huán)境保護(hù)的意義。

利用汽車尾氣對(duì)香樟、杜鵑葉片和不同影響時(shí)間來測(cè)定過氧化氫酶對(duì)H2O2催化分解程度，從而論證汽車尾氣對(duì)植物確實(shí)有損害性。

實(shí)驗(yàn)器材

2個(gè)錐形瓶、量筒、2個(gè)橡皮塞、3根細(xì)玻璃管、2個(gè)燒杯、2個(gè)溫度計(jì)、雙氧水、樹葉（香樟，杜鵑）、研缽

實(shí)驗(yàn)步驟

1.將玻璃管在酒精燈上加工、彎曲，橡皮塞一個(gè)打雙孔、一個(gè)打單孔；

2.在研缽上將樹葉研磨成漿狀，用針筒抽取一定量的葉漿，待用；

3.用量筒量取60ml雙氧水配制成15%的H2O2溶液，倒入一錐形瓶中（該錐形瓶與橡皮塞相連，另一錐形瓶裝滿水也與橡皮塞相連（注意密封，防止H2O2揮發(fā)等）；

4.在2個(gè)大燒杯中，分別倒入溫水，用溫度計(jì)測(cè)溫，保持水溫在32℃左右（H2O2的活酶性在32℃較大）；

5.向一個(gè)錐形瓶中迅速注進(jìn)2ml葉漿，緊閉橡皮塞，使氣體壓至另一個(gè)錐形瓶中的水溢出，量出壓出水的體積即氧氣的體積，每次實(shí)驗(yàn)持續(xù)一定時(shí)間，同時(shí)保持水溫恒定。

實(shí)驗(yàn)原理

在錐形瓶加入樹葉漿后，與雙氧水反應(yīng)，利用樹葉葉片中的H₂O₂酶加速分解H₂O₂，產(chǎn)生了O₂。O₂通過玻璃管進(jìn)入另一個(gè)錐形瓶中，將水壓入量筒中。通過每次污染程度不同的H₂O₂酶催化產(chǎn)生的O₂體積的比較，了解機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)H₂O₂的影響。

本實(shí)驗(yàn)給我們的啟示

綠色植物是維護(hù)地球生態(tài)系統(tǒng)的首要因素，它有防風(fēng)固沙、保持水土，維持大氣平衡的功能，因此保護(hù)綠色植物是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的重要舉措。然而城市的汽車、機(jī)動(dòng)車的數(shù)量發(fā)展迅速。其廢氣的排放量已嚴(yán)重污染了大氣，所以，我們這些“小主人”以“主人姿態(tài)”提出一些建議：

1.政府應(yīng)大力加強(qiáng)廢氣排放的管理，加強(qiáng)城市氣體監(jiān)測(cè)工作，禁止助動(dòng)車的生產(chǎn)，禁止劣質(zhì)汽油上市，禁止“冒黑色尾煙”的車輛行駛。

2.種植一些耐廢氣的植物，希望有關(guān)部門能通過相關(guān)驗(yàn)證篩選一些適宜城市栽種的植物，因?yàn)樵谖覀兊膶?shí)驗(yàn)中已看到汽車尾氣對(duì)植物的危害。