汽車尾氣對植物的影響

山東省棗莊市臺兒莊區競技體校 王靜 鄭瑤 崔翔昊 吳曄

指導老師 曹莉

研究背景

今天，汽車尾氣已成為空氣污染的一個主要因素。為了改善大氣質量，我國許多城市都禁止重污染企業進市區；對原有企業進行技術改造，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？

我們的調查

正常大氣組成中，氮約占大氣總量的79％。氮作為單個游離原子具有很高的反應活性。但在大氣中大量存在的是化學性質穩定的氮分子。對人體健康有危害的主要是指氮和氧相結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。

氮氧化物對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵入呼吸道深部的細支氣管及肺泡。當氮氧化物進入肺泡后，因肺泡的表面濕度增加，反應加快，在肺泡內約可阻留80％，一部分變為四氧化二氮。四氧化二氮與二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水作用生成亞硝酸與硝酸，對肺組織產生強烈的刺激及腐蝕作用，從而增加毛細血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液后還可引起血管擴張，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為高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。因此，在一般情況下當污染以二氧化氮為主時，對肺的損害比較明顯，嚴重時可出現以肺水腫為主的病變。而當混合氣體中有大量一氧化氮時，高鐵血紅蛋白的形成就占優勢，此時中毒發展迅速，出現高鐵血紅蛋白癥和中樞神經損害癥狀。

我們的實驗

自20世紀60年代以來，各國都特別關注汽車尾氣中氮氧化合物的產生。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反應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，還會引起頭痛。如果人們長期處于氮氧化合物含量過高的環境中就可能導致死亡。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不規則水漬狀傷害，逐漸壞死，變白色、黃色或褐色斑點，它的毒性比一氧化氮強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）以上濃度才能表現危害，菜豆在3ppm接觸3~4小時表現癥狀，30ppm接觸2小時，則表現嚴重障礙。大豆、番茄、茄子、甘薯、菠菜對二氧化氮最敏感，而黃瓜、西瓜、水稻、玉米、柿子對二氧化氮有抗性。

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，我們通過課本知識也了解汽車尾氣含有毒性物質氮氧化合物，所以我們想通過汽車尾氣對葉組織過氧化氫酶的影響來揭示環境保護的意義。

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

實驗器材

2個錐形瓶、量筒、2個橡皮塞、3根細玻璃管、2個燒杯、2個溫度計、雙氧水、樹葉（香樟，杜鵑）、研缽

實驗步驟

1.將玻璃管在酒精燈上加工、彎曲，橡皮塞一個打雙孔、一個打單孔；

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揮發等）；

4.在2個大燒杯中，分別倒入溫水，用溫度計測溫，保持水溫在32℃左右（H2O2的活酶性在32℃較大）；

5.向一個錐形瓶中迅速注進2ml葉漿，緊閉橡皮塞，使氣體壓至另一個錐形瓶中的水溢出，量出壓出水的體積即氧氣的體積，每次實驗持續一定時間，同時保持水溫恒定。

實驗原理

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

本實驗給我們的啟示

綠色植物是維護地球生態系統的首要因素，它有防風固沙、保持水土，維持大氣平衡的功能，因此保護綠色植物是保護生態系統的重要舉措。然而城市的汽車、機動車的數量發展迅速。其廢氣的排放量已嚴重污染了大氣，所以，我們這些“小主人”以“主人姿態”提出一些建議：

1.政府應大力加強廢氣排放的管理，加強城市氣體監測工作，禁止助動車的生產，禁止劣質汽油上市，禁止“冒黑色尾煙”的車輛行駛。

2.種植一些耐廢氣的植物，希望有關部門能通過相關驗證篩選一些適宜城市栽種的植物，因為在我們的實驗中已看到汽車尾氣對植物的危害。