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我们一起来测酸雨

  周五晚上,写完作业的阳阳正在兴致勃勃地看动画片《喜羊羊与灰太狼》,可恶的灰太狼为了尽快捉到小羊,竟然发明了酸雨制造机。一场酸雨过后,青青草原满目疮痍,羊儿们没了草吃,全都饿得手足无力,一个个束手就擒。   

  “妈妈,什么是酸雨呀?它是酸酸的吗?为什么这么厉害,竟然把所有的树木、青草全给毁灭了?”阳阳转身问在省观象台工作的妈妈。   

  “ 你自己先上网查查看吧。”妈妈说。   

  阳阳上网输入“酸雨、酸雨的危害”开始搜索。   

  哇!只用了一秒钟的时间,竟然搜索出上万条有关的信息。   

  “酸雨竟然有这么多危害,太可怕了!”阳阳叫道:“妈妈,那从天上下来的雨怎么知道是酸雨呢?它是怎么被观测出来的呢?”   

  “有机会妈妈带你到观象台去,那里就有一个酸雨观测站,你可以亲眼目睹酸雨是怎样被测出来的。”   

  深夜,窗外传来闷闷的雷声,不一会儿,风“呼,呼”地刮了起来,雷声越来越近、越来越近,忽然,一道刺眼的闪电从空中划过,豆大的雨点从天而降,打在窗玻璃上噼噼啪啪作响。   

  窗外传来小区汽车杂乱的鸣叫声,透过路灯看到,地面已经完全被雨水覆盖了。雨越下越大,夺目的闪电就像巨蟒在空中飞跃,震耳欲聋的雷声时不时地从云层中轰鸣而来,狂风挟持着暴雨疯狂地冲向地面,打在树叶上、打在窗玻璃上、打在“慌乱惊叫”的汽车上,溅起许许多多的水花。   

  渐渐地,风小了,雨也小了,雷电似乎也没了气力再继续“捣乱”,雨点儿也从“豆子”变成了“芝麻”。雷阵雨过后,空气变得清新而凉爽。   

  第二天早晨,睡梦中的阳阳被妈妈推醒了:“快起来,昨天晚上下了雷阵雨,今天我们刚好可以去看测酸雨。”   

  “真的吗?”听到今天就可以去看测酸雨,阳阳一骨碌从床上爬起来“那我们快出发吧。”阳阳催促妈妈。   

  半小时后,阳阳和妈妈来到了位于太原市小店区的山西省观象台。根据妈妈的指点,阳阳来到了酸雨观测实验室,穿着白大褂的工作人员正在忙碌着。工作台上,放置着两台已经打开电源的仪器。“这两台仪器一台叫做pH计、一台叫做电导率仪。”工作人员介绍说:“山西全省目前有5个酸雨观测站,全国还有许多分布在各个气象观测站里。酸雨观测已经是气象观测工作中的一项常规观测内容了。从昨天08时到今天08时为一个降水采样日,只要这个时段降水量大于1.0毫米,就要按规定测酸雨了。”随着工作人员的介绍,阳阳发现这个酸雨观测实验室里还放置着一个贮存柜和一个冰箱,贮存柜里整齐地摆放着许多烧杯、容量瓶、洗瓶、搪瓷托盘等,冰箱里存放着许多贴着不同标签的各类溶液。除此以外,阳阳还发现工作平台旁边放着一个盖着盖子直径约40厘米、高度约45 厘米的大塑料桶。   

  “这个叫采样桶,每次降水开始前,都要及时把采样桶放到室外观测场的采样架上,等降水开始后,打开盖子开始采样。这里面就是昨天晚上采集到的雨水,”工作人员指着采样桶对阳阳说:“现在我们把这些雨水放置一段时间,使它的温度与室温基本趋于一致。一会儿啊,我们把这些雨水转移到两个烧杯里,来测一测它的pH 值和K值。”   

  “什么是pH值和K值呀?”阳阳不明白:“为什么测了这两个值,就能知道是不是酸雨啦?”   

  “pH值,就是雨水的酸碱度,就像这把尺子,”工作人员拿起旁边放着的一把直尺说:“你看,这有0到14共15个数,中间数值就是7,如果测得的雨水的pH值在这里,就说明雨水是中性的,如果小于7,雨水就是酸性的,大于7就是碱性的。简单地说,酸雨就是酸性的雨。因为大气中的酸性物质或者致酸物质会与水汽或者水滴结合形成酸性稀溶液,这些酸性稀溶液会使得中性的雨水呈现酸性。由于空气中含有二氧化碳,它会和水结合形成碳酸,所以自然界中雨水的pH值接近于5.6,呈现微弱的酸性,只有当雨水的pH 值小于5.6时,才称为‘酸雨’。 酸雨实际上就是大气污染的一种表现。那么K 值呢,就是电导率,雨水从天而降,大气中的各种污染物和一些颗粒物的可溶成分都会融入到雨水中,使它的导电能力增加,我们用电导率仪测一测,就知道雨水里面这些杂质多不多。”   

  “那么,如果雨水里杂质越多,它的电导率就越大,是吗?”阳阳抢着说。“是呀。”工作人员夸赞地摸摸阳阳的头。   

  现在,pH计已经预热好了。只见工作人员小心地取下pH计电极下面的盖帽 ,取实验室用的纯水把电极和测温探头洗净,并用洁净的滤纸把残余水分汲干。“在测量前,我们先要对pH计进行校准,校准过程中要用到两种标准缓冲溶液,它们是用一些化学试剂和纯水按要求配置而成的。因为具有相对稳定的pH值,所以可用来校准仪器。”工作人员解释说。   

  “那为什么还要用这个测温探头呢?”阳阳指着pH计上一个叫做“测温探头”的东西问:“这和测酸雨有什么关系呢?”   

  “因为温度不同,溶液的pH值和K值也会有所不同。所以酸雨观测每次都要记录降水样品的温度,测量中当然也要考虑温度的因素了。 ”工作人员一边解释一边进行着仪器的校准工作。   

  校准完成后,工作人员将pH计调至测量状态。用少量的纯净水冲洗完电极后,又用少量雨水对电极进行洗涤。“这样做主要使电极周身都能充分与雨水接触,测得的数据更准确。” 工作人员介绍说。之后,工作人员把pH计的电极插人到烧杯内的雨水里,轻轻地晃动,烧杯里的雨水也随之晃动起来。“好,现在我们让雨水静置一会儿,等仪器上显示的读数不再跳动时,就测得了雨水的pH值。”工作人员边说边把这个数据记录到记录簿上,“然后咱们再重复先前的动作,一共要测三次,再计算这次降水pH值的平均数。”   

  这样,pH值的测量工作就结束了。阳阳看见工作人员关闭了仪器电源,清洗电极和测温探头,吸干附着在上面的残余水分,并给电极的盖帽中补充了一些叫做“氯化钾”的溶液。 “这样是主要为了保护和保养电极 。”工作人员如是说。   

  接下来,该测量电导率了。   

  同样,电导率仪器也要事先预热并进行校准,检查仪器电极常数等设置是否正确。   

  然后将电导率仪调至测量状态。像冲洗pH计一样先用少量纯水冲洗电极,再用少量雨水对电极进行洗涤。之后,工作人员将测量电极插入到雨水液面以下,“注意,要悬在烧杯中央,不能与烧杯底部和杯壁接触。”工作人员说:“否则测得的电导率就不是雨水的电导率了。”像测量pH值一样,工作人员轻轻晃动烧杯后稍作静置,从仪器上读取稳定后的电导率读数,同样重复三次并记录和计算平均值。   

  “由于我们现在用的这种电导率仪有温度补偿功能,所以还可以直接显示标准温度(25℃)的电导率值,不用再人工计算了,这样便于进行数据分析比较。”工作人员说:“我们同时还要记录测量时雨水样品的温度、当日的一些天气现象、风向、风速等气象数据。”   

  “pH计和电导率仪都属精密分析仪器,测量完成后,我们要把仪器及时擦拭、清洗并复原,放在固定的位置。其他的器皿、器具也要清洗干净,收拾妥当;将滤纸等用过的物品收集清理掉,工作台上打扫干净。”阳阳听着工作人员说着,也急忙上手帮忙清理。   

  从实验室出来,阳阳又有了新的疑问:“那记录下的这些数据有什么用呢?”   

  妈妈说:“我们省是一个煤炭大省,这些年随着经济的发展,不仅煤炭外运增多,自身煤炭消耗也不断增多,煤炭、石油以及金属冶炼过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等污染物不断排放到大气当中,这些污染物经过一系列反应,就会降到地面变成酸雨。酸雨的危害你在网上也看到了, 所以现在我们大家都在行动,保护环境。许多企业采用低硫优质煤,发电、钢铁等行业采用脱硫、脱硝技术,汽车发动机使用尾气脱硝装置,都是为了降低二氧化硫和氮氧化物的排放量。这样,空气洁净了,天上就不会下酸雨了。”   

  “而酸雨观测站取得的资料以及经国家酸雨观测中心实验室完成的雨水化学成分分析结果都是我国在制定国家发展战略和环境保护中用到的最基础的资料。它为研究酸雨的时空分布、变化趋势提供宝贵的科学依据,也为治理大气污染、防治酸雨提供重要的科学依据。现在,中国气象局已在全国布设了酸雨观测站,形成了酸雨观测网。这张网上的每个点都在为我国的大气污染防治、全球环境保护默默地做着贡献。”   

  阳阳听着妈妈的话,忽然觉得这个小小的酸雨观测站在他的心中变得很不寻常。

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