第一章自然界的物質 1-1 自然界 1-2 水 1-3 大氣 1-4 土壤.

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1 第一章自然界的物質 1-1 自然界 1-2 水 1-3 大氣 1-4 土壤

2 章前小故事 1843年，俄國沙皇從埃及擄掠了一些人面獅身石像，保存在列寧格勒博物館中。一天，一位從事考古研究的老學究來到博物館，在石像前端詳許久後感嘆地說：「這人面獅身越來越瘦了，」一旁的管理員驚訝地說：「沒錯，我常發現石像的周圍有一些粉末，這是怎麼一回事啊？」 老學究說：「這是因為我們這邊比較潮濕，空氣中會有較多的水分、氧氣及二氧化碳作用於石像上而使其表面結構變得疏鬆，加上我們這邊冬天比較冷，石像縫隙中的水容易結成無數的冰碴，當水結成冰時，膨脹1/10的體積便將縫隙一點一點地撐大，於是就有粉末產生並從石像上面掉下來。」 「這該如何是好呢？」管理員焦急地問著，老學究說：「很簡單，只要在石像表面塗上一層油脂，隔絕空氣和水分就可以了。」

3 1-1自然界 在地球表面的自然界中，包含著水、大氣、土壤三項主要物質及生物與這些物質的交互作用。

4 1-2水 有些生物沒有氧氣，沒有陽光，依然可以存活，但幾乎沒有一種生物能夠在沒水的環境下生存。在地球表面上，海洋面積約有75％，水分約佔人體重量的70％，而許多環境或氣候的變遷也都與水有關，可見其對自然界的重要性。 水為無色、無味，由1個氧原子和2個氫原子所組成的液體，其分子式為H2O。

5 1-2.1水的基本性質 水在1大氣壓（1atm）時，沸點為100℃，凝固點約為0℃，是自然界中唯一固、液、氣三種狀態同時存在的物質。
水的三相圖

6 水比其他液體有較高的比熱（1cal/g℃）與汽化熱（539kcal/g），溫度不易升高或降低，有助地球表面的溫度變化不至太大及調節日夜的溫差。
※想一想： 紙杯內加水，然後在底部加熱，會燒起來嗎？原因爲何呢？ 答案：因為水的汽化熱很高，會不斷吸收從燭火得到的熱 能，就算達到水的沸點，只要紙鍋中的水沒有燒乾 ，就不會達到紙的燃點160℃，因此不會燒起來。

7 在4℃時，水的密度最大，為1g/cm3，即使是冰天雪地的湖面下，仍舊會有液態的水可供生物存活。
水是一種良好的溶劑，可以協助溶解許多的物質。

8 1-2.2水的淨化及消毒 淨化水質有下列六個基本流程（如圖）：

9 自來水廠淨水六流程說明 沉降：利用重力讓顆粒較大的懸浮雜物沉澱於池底。
凝聚：凝聚劑（明礬KAl(SO4)2．12H2O）溶於水後會形成氫氧化鋁Al(OH)3，吸附較輕的懸浮物。 過濾：將凝聚過的水通過砂濾池，可除去絕大部分肉眼可見的雜質。 曝氣：增加水中的溶氧量，以加速微生物分解水中的有機物。 除臭：通過有活性碳的過濾床，除去水中的顏色及氣味。 消毒：加入氯氣Cl2或臭氧O3，濃度只要0.2~1ppm，使細菌的蛋白質變性，即可達到殺菌的效果。

10 ppm是衡量濃度的一種單位，單位為百萬分之多少或1公升的溶液中含有溶質多少毫克。
※想一想： 一標準游泳池，長50公尺，寬25公尺，深3公尺，以氯氣消毒，氯氣濃度欲達0.5 ppm，試問需加入氯氣多少公克？ 解：長50m＝5000cm，寬25m＝2500cm，深3m＝300cm ∴水的體積＝5000×2500×300＝ cm3 而水的密度＝1g/ cm3 ∴水的質量＝ ×1＝ 公克 而氯氣濃度欲達0.5ppm，所以需加入氯氣： ×0.5ppm＝ ×＝1875公克

11 1-2.3硬水的軟化 含有鈣離子Ca2＋或鎂離子Mg2＋的水，稱之為「硬水」。
硬水通常可分為暫時硬水與永久硬水二類，而其差別主要在於所含的陰離子不同。 硬水種類 陽離子 陰離子 暫時硬水 Ca2＋，Mg2＋ 碳酸氫根離子HCO3－ 永久硬水 氯離子Cl－ 或硫酸根離子SO42－

12 加熱暫時硬水時，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂會反應成碳酸鈣及碳酸鎂沉澱，達到軟化硬水的效果，但此法對永久硬水無效。
Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) Mg(HCO3)2(aq) MgCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

13 硬水有二個缺點： 硬水會使肥皂不易溶解，降低肥皂的去污力。 硬水在鍋爐中加熱，易生碳酸鈣CaCO3或碳酸鎂MgCO3所沉澱的鍋垢及水垢，使得鍋爐導熱不平均，降低傳熱的效率，甚至發生輸水管堵塞或鍋爐爆裂的工安事故。 ＊生活小常識 家中熱水瓶內常附有一層白色水垢，根據酸鹼中和的原理，可用檸檬汁或白醋來加以清洗；若是蓮蓬頭的水量變小，可能是蓮蓬頭的細孔被水垢堵塞了，此時不妨將蓋子旋開清理看看。

14 軟化硬水的三種方法 煮沸法：僅適用暫時硬水，對永久硬水無效。
化學藥劑法：於硬水中加入洗滌鹼（碳酸鈉Na2CO3），可產生碳酸鈣及碳酸鎂等沉澱物，去除水中的Ca2＋和 Mg2＋，達到軟化的效果。 陽離子交換法：利用過濾器中含有鈉離子Na＋的陽離子樹脂或天然泡沸石（化學式NaZ，Z表一陰離子團）來交換水中的Ca2＋和Mg2＋。

15 當硬水通過陽離子交換樹脂時， 每一個Ca2＋或Mg2＋可交換出兩個 Na＋。 但泡沸石使用一段時間後，樹脂 中Na＋的數量會越來越少，軟化 效果將變差。此時可用濃食鹽水 加以浸泡沖洗來進行「再生」， 將Na＋補充回去，恢復陽離子樹 脂的交換效能。 Ca2＋(aq) + 2NaZ(s) CaZ2(s) + 2Na＋(aq)

16 1-2.4海水資源 海水中的重要元素 種類名稱 克/仟克海水 說 明 氯離子 19.35 1.含量最多的離子是Cl－。
說 明 氯離子 19.35 1.含量最多的離子是Cl－。 2.含量最多的陽離子是Na＋，其次是Mg2＋。 3.氯化鎂MgCl2略有苦味。 4.氯化鈣CaCl2易潮解，可做乾燥劑。 5.曬鹽時，硫酸鈣CaSO4會先結晶出來。硫酸鈣是石膏的成分。 鈉離子 10.76 鎂離子 1.35 硫酸根 0.89 鈣離子 0.41 鉀離子 0.39 溴離子 0.07

17 食鹽除了是重要的民生用品外，電解不同狀態食鹽的所得的產物，也是現代化學工業的重要原料。
不同狀態的食鹽 陽極產物 陰極產物 電解濃食鹽水 2NaCl(aq) + 2H2O(l) Cl2(g) + H2(g) + NaOH(aq) 氯氣Cl2 氫氣H2及 氫氧化鈉 NaOH 電解熔融態食鹽（熔點約800℃） 2NaCl(l) Cl2(g) + 2Na(l) 鈉Na

18 動手做做看 在家裡電解濃食鹽水，看看兩極有什麼變化？如果沒有碳棒，兩極可用迴紋針代替，也觀察迴紋針有何變化？
解答：如以迴紋針代替碳棒電解濃食鹽水，觀察到以下現象： 兩隻迴紋針處皆冒出泡泡。 接電池正極端（突起的那端）的泡泡是氯氣，周圍水面有點黄綠色；接電池負極端的泡泡是氫氣，除泡泡外沒什麼變化。 氯氣那端的迴紋針出現紅褐色及綠色的「髒東西」，應該是迴紋針的成分參與了氧化反應，產生氫氧化鐵（紅褐色）和鉻離子（綠色）；而氫氣那端的迴紋針則無變化。 氯氣那端的迴紋針最後會變細。 繼續電解下去，水質會變得乾淨一些，可能是氯氣溶於水產生次氯酸（漂白水）所致。 可檢驗電解濃食鹽水不同階段的pH值，觀察試紙的顏色變化。

19 從海水中製鎂 鎂在海水中的含量，是僅次於鈉離子的金屬離子。 製鎂程序：

20 1-2.5海水淡化 淡化海水的四種方法： 蒸餾法：一般利用太陽能（日光）加熱海水，冷凝收集蒸餾出的水蒸氣，就可得到淡水。

21 凝固法：隨著溫度下降，海水中的鹽會因溶解度降低而不斷地結晶析出，等到結冰時，鹽都沉積在底部了，此時只要熔化上部的冰即可得到淡水。

22 逆滲透法：水分子會自發地從濃度低處通過半透膜到濃度高處；而逆滲透法便是將海水加壓，讓水分子「逆向」從濃度高處（海水）通過半透膜向濃度低處流出來而得到淡水，亦是目前海水淡化廠最常用的方法。

23 離子交換法：將海水通過陽離子交換樹脂（記作RH）和陰離子交換樹脂（記作R'OH）兩根管柱，讓海水中的陽、陰離子吸附於樹脂中交換出H+和OH－，而等量的H+和OH－便結合成水分子，又稱為「去離子水」，達到海水淡化的目的。當交換樹脂使用一段時間後，可分別用鹽酸HCl沖洗RH管柱，氫氧化鈉NaOH沖洗R'OH管柱，使其恢復樹脂交換離子的功效。

24 1-2.6水污染的種類及其影響、防治 水污染的種類，較常見的約有以下幾種：
需氧廢料：又稱耗氧廢料，家庭或其他地方所排放的有機廢物是其主要來源。這類物質進入河川後，水中的微生物（好氧菌）會將它們分解成二氧化碳和水，但其分解過程會消耗水中的溶氧，溶氧量一旦減少，水中的生物也活不了。此外，當溶氧耗盡後，厭氧菌便取而代之，在無氧狀態下，厭氧菌會將這類廢料分解成帶有惡臭及毒性的甲烷、氨氣、硫化氫、磷化氫等物質。

25 資料閱讀 BOD（biochemical oxygen demand）稱作「生化需氧量」，指微生物分解水中需氧廢料所消耗氧的量。作法為：取污水樣本，測其水中溶氧量x1 ppm，在20℃的溫度下，經過5天的時間，再測其溶氧量x2 ppm，BOD＝x1－x2。 COD（chemical oxygen demand）稱作「化學需氧量」，指水中有些需氧廢物無法被微生物分解時，以化學方法氧化所有需氧廢料所消耗氧的量。通常COD值會大於或等於BOD值，而COD或BOD值愈高，表示該水質受需氧廢料的污染愈嚴重。

26 農肥與清潔劑：農肥與清潔劑中含有氮、磷化合物，這類化合物是水中低等植物綠藻的養分，倘若綠藻過度繁殖生長而覆蓋了大片的水面，該現象稱之為「優養化」。大片的綠藻不僅影響食物鏈，也會阻礙陽光照射滋生細菌，且當微生物分解大量死亡的綠藻時，也會消耗水中溶氧，影響水質。

27 廢熱：主要來自發電廠的冷卻用水，這類廢水使得附近水域的溫度上升，導致溶氧減少及生物異常的現象增多。例如：屏東墾丁核三廠附近海域的珊瑚白化。

28 重金屬污染：許多工業排放廢棄物中都含有重金屬物質，不僅污染土壤、水中生物及地下水源，也影響農作的品質，尤其當人類體內的重金屬濃度達到一定程度時，會有中毒，甚至死亡的危險。這類重金屬常見的有：汞、鎘、鉛、銅、鋅、鎳、鉻、砷等（砷非重金屬，但環保法規有納入規範），其中汞、鎘、砷三者所引發的常見病症為：汞—水俣病；鎘—痛痛病；砷—烏腳病。 其他物質：有放射性物質、廢棄物（如垃圾，廢電池）、有機氯化物（如DDT，戴奧辛）及塵埃等。

29 水污染防治 水污染影片 首要便是杜絕污水進入河川及海洋。例如：都市污水下水道系統應普及，建造工廠應環評，以及其廢棄物處理應通過審核才發建照，並定期或不定期前往視察，落實按圖施工的計畫。 其次是預防勝於治療，政府的廉能、效率與公權力，必須在水質污染防護及水資源經營上，扮演一個主動出擊、積極作為的角色。

30 1-3大氣 在地表上空約1000公里內所覆蓋的氣體稱為大氣。 大氣受到地心引力作用影響而環繞在地球四周所形成的壓力，稱為大氣壓或簡稱氣壓。
在海平面上， 1大氣壓約等於760毫米汞柱（=1atm），也就是大約每1平方公分的面積會承受1公斤的重量。 當高度增加時，氣壓則因氣體越漸稀薄而遞減（通常低空中每上升5.5公里，壓力約會減一半）。 有90％的大氣是在離地表30公里的範圍內，這層大氣彷彿一個防護罩，保護著地球免於過冷、過熱及受隕石、輻射的侵襲，同時充分提供生物生存必要的氣體。

31 ※想一想 在1大氣壓下，每1平方公分的面積約會承受1公斤的重量，既然如此，光一隻小手臂起碼也有5、60平方公分吧！為什麼不會被壓扁呢？
解答：因為我們生活在1大氣壓的環境下，身體內部也適應此一壓力，具有與外部相同的大氣壓而相互抵銷掉，所以不會有特別的感覺。不過，若於短時間內改變身體所處位置的高度，如坐電梯、搭飛機、登高山、潛水、從水底快速上升等情形，就會感到內外壓力不平衡所帶來的不舒服或傷害。

32 1-3.1大氣的組成 大氣的組成及性質隨海拔高度而異，由地表往上依序可區分為對流層、平流層、中氣層、游離層、外氣層等五大層，各層範圍大小不同，大氣層之外即為外太空。 對流層：離地表13公里內，大部分的氣體集中在此層，每升高1公里，溫度下降約6.5℃，上冷下熱造成氣體對流，含有豐富的水蒸氣，幾乎所有生物及各種氣候變化都發生在此層。 ※想一想： 夏天玉山頂上（海拔3952公尺）的溫度，大約幾度呢？ 解答：3.952×6.5 ＝ 25.7℃ 假設夏天平地溫度＝31℃ 則玉山頂上溫度約31－25.7＝4.3℃

33 平流層：離地表13~50公里，溫度隨高度增加而上升，氣流平穩、對流微弱，長程客機都在此飛行。平流層的空氣乾燥，除氮氣及氧氣外，還有具特殊氣味，來自由三個氧原子形成之臭氧O3分子，會吸收陽光中的紫外線，可避免過量紫外線威脅地表生物的生存，故又稱為臭氧層。 ＊資料閱讀 爲什麼平流層會有較多的臭氧，而其他層沒有呢？ 這是因為平流層有氧氣和強烈紫外線的緣故。當氧氣經強紫外線照射解離成氧原子後，氧原子又與氧氣化合成臭氧（O2 + 紫外線 O；O2 + O O3），而中氣層、游離層及外氣層由於缺少氧氣，對流層因無強烈紫外線，所以臭氧只會發生在平流層。

34 中氣層：離地表50~90公里，溫度隨高度增加而下降，到中氣層頂端時約降至零下95℃，是大氣層中溫度最低的地方。由於中氣層會吸收太陽輻射產生光化學反應，故又稱為光化層。
游離層：離地表90~550公里，溫度隨高度增加而劇烈上升，故又稱為增溫層。增溫層吸收強烈太陽輻射所產生的光電離子，可反射地面傳來的電磁波及使無線電波遠距離傳播。

35 外氣層：離地表550~1000公里，僅含少量最輕的元素—氫和氦二種氣體。
大氣層的高度與溫度關係如右圖：

36 1-3.2空氣中所含的物質 地球生物活動範圍內的大氣稱為空氣，乾燥空氣所含的成分，氮氣約有78％，氧氣約有21％，其他氣體如氬氣、二氧化碳、氖氣、甲烷、氫氣等約佔1％。 氣體種類 體積百分比 氮氣N2 78% 氧氣O2 21% 氬氣Ar 0.9% 二氧化碳CO2 0.034% 氖氣Ne 0.0018% 氦氣He 0.0005% 甲烷CH4 0.0001% 氫氣H2 %

37 氮氣、氧氣及二氧化碳的循環 氮氣的循環：高空閃電的高溫及豆科植物根部的根瘤菌，可將氮氣與氧氣化合成氮氧化合物（又稱固氮作用），成為植物所需的養分；土壤中的微生物會將腐爛的動植物有機體分解成含氮化合物，再由脫硝細菌分解成氮氣返回到空氣中，完成自然界裏氮氣的循環。 氧氣的循環：物質燃燒、金屬氧化及動植物的呼吸作用，都會消耗空氣中的氧氣。所幸植物會利用水分及二氧化碳行光合作用來釋放出氧氣，維持了自然界裏氧氣的循環。 呼吸作用：C6H12O6 + 6O CO2 + 6H2O + 能量 光合作用：6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 二氧化碳的循環：植物光合作用所需的二氧化碳，會經由物質燃燒、火山噴發及動植物的呼吸作用來產生補充之，形成自然界裏二氧化碳的循環。

38 1-3.3 氣體的性質、製備及反應 可壓縮、可膨脹、會擴散、會對流是氣體共通的性質。
氮氣的性質：氮氣為無色、無臭、無味之氣體，在常溫常壓下，幾乎不與任何物質產生反應，也不易為生物所吸收。由於氮氣很難溶於水，故實驗室可用排水集氣法收集之。

39 氮氣的製備及反應 實驗室製備法 1.亞硝酸鈉與氯化銨共熱：
NaNO2(s) + NH4Cl(s) NaCl(s) + N2(g) + 2H2O(l) 2.氨氣通過高溫的氧化銅： 2NH3(g) + 3CuO(s) N2(g) + 3Cu(s) + 3H2O(l) 工業上製備法 在高壓低溫下將空氣液化，利用各種氣體的沸點不同分離出氮氣。例如：氮氣沸點(－196℃)比氧氣(－183℃)低，故將液態空氣緩緩蒸發，液態氮便會轉為氮氣先行逸出。 氮氣用途：氮氣的化學性質不活潑，填入燈炮中，可避免鎢絲在高溫下快速氧化而提早燒壞；填入食品包裝中，可提高保存期限；填入高速輪胎中，可避免爆胎；若以氮氣及氫氣為原料，並依「哈伯法」製造氨氣，則可進一步轉化成農肥或炸藥的成分。此外，液態氮也是實驗室裏常用的冷卻劑。

40 資料閱讀 德國化學家哈伯（Fritz Haber ），在第一次世界大戰時發明了合成氨的方法：在高溫、高壓下，藉由催化劑的作用，先將氫氣與氮氣合成氨，再將氨進一步製成硝酸、銨鹽、尿素等作為肥料或火藥的成分。氨在當時可說是非常重要的化學原料，哈伯也因此受到希特勒的重用，擔任了當時的農業部長。 3H2(g) + N2(g) NH3(g)

41 氧氣的性質：氧氣為無色、無臭、無味之氣體，化性很活潑，能與大部分的元素化合。由於氧氣僅微溶於水，一公升的水約只溶解8
氧氣的性質：氧氣為無色、無臭、無味之氣體，化性很活潑，能與大部分的元素化合。由於氧氣僅微溶於水，一公升的水約只溶解8.6毫克的氧氣，故實驗室亦得以排水集氣法收集之。 氧氣的製備及反應 實驗室製備法 將氯酸鉀或過氧化氫與二氧化錳共熱： 2KClO3(s) KCl(s) +3O2(g) 2H2O2(l) H2O(l) + O2(g) 工業上製備法 1.在高壓低溫下將空氣液化，液態氮會先轉為氮氣逸出，剩餘者即為氧。 2.電解水也可得到氧氣。 2H2O(l) H2(g) + O2(g) 氧氣用途：提供動植物呼吸作用；燃燒的助燃劑；水中溶氧有助於有機物的分解。

42 二氧化碳的性質：二氧化碳為無色、無臭、無味之氣體，對水之溶解度高於氮氣及氧氣，溶於水後便會形成所謂的碳酸H2CO3。由於二氧化碳的分子量比空氣大（比空氣重），故實驗室一般採用向上排空氣法收集之。

43 二氧化碳的製備及反應 實驗室製備法 碳酸鈣與鹽酸反應
CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) 工業上製備法 加熱（800℃）分解自然界中的灰石 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 二氧化碳用途：植物行光合作用；製造碳酸飲料及滅火劑；固態二氧化碳（俗稱乾冰，－78.5℃）在常溫下會昇華成氣體，可用於冷藏食品、製造煙霧效果或作為實驗室裏的冷卻劑。

44 1-3.4大氣污染及其防治 大氣污染的產生，除了少數來自大自然之外（如森林大火、火山爆發），絕大部份來自人為活動的因素，尤其工廠及交通工具所排放的廢氣，更是空氣污染的主要來源。一般而言，空氣污染物的成分約可分為五大類： 碳的氧化物：主要有一氧化碳CO及二氧化碳CO2兩種。通常有機物質燃燒都會產生二氧化碳，但當氧氣不足時，則會產生一氧化碳。一氧化碳吸入體內後，會取代氧氣而與血紅素結合，造成缺氧的「一氧化碳中毒」；而二氧化碳雖是空氣的成分之一，然過多二氧化碳的排放，則會造成大氣二氧化碳急速增加、地表溫度呈現異常升高的「全球增溫」現象。

45 硫的氧化物：主要有二氧化硫SO2和三氧化硫SO3二種，其來源主要來自工廠。火力發電廠和煉油廠大量燃燒煤及石油，除了產生碳的氧化物之外，也會產生二氧化硫。二氧化硫與空氣中的水氣反應成亞硫酸H2SO3，或與氧氣反應成三氧化硫後，再進一步與空氣中的水氣反應成硫酸，並隨著雨水落下，形成酸雨。 2SO2(g) + O2(g) SO3(g) SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq)

46 資料閱讀 pH值稱為溶液的酸鹼值。 在25℃時，pH=7表示該溶液成中性； pH＜7表示該溶液成酸性，pH值愈小表示該溶液愈酸；

47 氮的氧化物：主要有一氧化氮NO和二氧化氮NO2兩種。一氧化氮多數來自空氣中氮與氧在內燃機裏高溫形成的反應，如汽、機車所排放的廢氣。一氧化氮排出進入大氣後，很快就與空氣中的氧氣反應成二氧化氮，過多的一氧化氮會破壞「臭氧層」；而都市的二氧化氮濃度偏高時，天空則會呈現一片紅棕色煙霧，再與空氣中的水氣結合便生成可導致「酸雨」的硝酸。 2NO(g) + O2(g) NO2(g) 3NO2(g) + H2O(l) HNO3(aq) + NO2(g) 碳氫化合物：具揮發性的有機物，主要來自交通工具的燃料油和化學工業所使用的有機溶劑。 懸浮微粒：為大氣中懸浮的細小顆粒。可能來自工廠或交通工具排放的碳粒、火山灰、沙塵暴或營建工程的粉塵。懸浮微粒經常附著上述所言的碳氧化合物、硫氧化合物、氮氧化合物及碳氫化合物等污染源，一旦經過光化學反應的作用，便會產生所謂的「光化學煙霧」。

48 大氣污染的現象（一） 全球增溫：凡有溫度的物質都會釋出紅外線，又稱熱輻射。地球物質（地表）吸收陽光所釋放的熱輻射，一部分回到外太空，一部分被空氣中能吸收紅外線的物質（如水蒸氣、二氧化碳、甲烷等提供大氣及地表穩定溫度的溫室氣體）反輻射，使得地球保有適當平衡的溫度。但自人類大量使用化石燃料及加速砍伐森林後，大氣的二氧化碳變得越來越多，彷彿形成一個厚厚的溫室玻璃籠罩著地球，不斷吸收地表原本要釋回外太空的熱輻射，造成地球平均溫度逐年的升高，此即全球增溫現象，又名溫室效應。

49 大氣污染的現象（二） 酸雨：雨水中因溶有二氧化碳而成弱酸性，當pH值為5.6以下時，便稱之為酸雨。硫與氮的氧化物是造成雨水酸化的主要污染物，嚴重者，酸鹼值更可能只有3以下。 例如：1979年，美國維吉尼亞州曾測到pH值低於1.5的雨水，它比檸檬汁還酸。酸雨不僅改變了土壤及水域的酸鹼值，使得樹木、農作物及水中生物難以生存，還會造成建築及雕刻石材的侵蝕，甚至危害人體的健康。 此外，酸雨和其他污染還有一個不同之處，就是它是不分國界的，因為空氣污染物會隨風漂浮到數百公里或數千公里遠的地方，故每個國家都應努力管制各種導致酸雨的污染源。 酸雨影片

50 大氣污染的現象（三） 臭氧層破洞：大氣中的臭氧O3，可以吸收太陽90%的紫外線，避免生物因過量的紫外線而造成細胞的病變，有研究結果顯示，皮膚癌、白內障、農作物病害及減產都與紫外線的照射量相關。 1985年，英國探險隊在南極上空偵測時，發現平流層裏的臭氧濃度竟減少了將近50%，科學家將此情形稱為臭氧層破洞。臭氧層遭受破壞的起因，主要來自人類大量使用氟氯碳化物所導致的臭氧連鎖分解反應，據估氟氯碳化物的1個氯原子大約會造成10萬個臭氧分裂。 氟氯碳化物屬於惰性氣體，在地面上幾乎為無害物質，可輕易將其加壓成液體或減壓成氣體，是冷氣機、電冰箱、各式噴劑「冷媒」的成分。不過，為了避免大氣中的臭氧持續減少而危及地球的生存，目前各國已全面禁用氟氯碳化物，並改用新一代不含氯原子的「環保冷媒」，如CH2FCF3。

51 大氣污染的防治 有關大氣污染的防治，可分為治本及治標兩方面：
治本即杜絕污染物進入大氣中。例如：工廠廢氣必須經過有效處理才能排放，如靜電防塵、脫硫等；交通工具需加裝觸媒轉換器及獎勵開發環保能源等。 2. 治標即建立各種污染物的測定與分析，且需及時公佈數據警示大眾；建立空污排放總量、積極綠化及加強取締廢氣排放等措施。

52 資料閱讀 觸媒轉換器分為兩段： 1.前段為減化觸媒（利用鉑與銠金屬觸媒） 2NO N2 + O2 ； 2NO2 N2 + 2O2
2.後段為氧化觸媒（與前段產生的氧氣再行結合） 2CO + O CO2

53 1-4土壤 土壤是地球表面的地殼，受自然應力（包括水力、風力、動物力）長期風化、崩解及微生物、水、空氣、有機質等交互作用而成的碎小疏鬆顆粒。
土壤從地面由上往下約可分為表土、心土、底層三部分，表土內含豐富的有機質，植物根部皆從此處吸收養分，且該層溶解的礦物質會沉積在下方，進而形成質地較表土緊密的心土層；心土層內含大量的黏土成分及氧化鐵、氧化鋁等礦物質，底層則大多為半風化或未風化的岩塊。

54 土壤中的化學成分相當複雜，含量最多的有氧、矽、鋁、鐵四種元素，尤其多數岩石、砂礫、土壤都含有矽酸鹽，人們可從矽酸鹽中提煉純度極高的「矽」，並加工成各種半導體元件原料的晶圓，其產生方式，某種程度而言，就好比「點石成金」一樣，是目前相當具有經濟價值的產業。 土壤污染及其防治：現今台灣地區的土壤污染約有80％來自廢水，13％來自空氣落塵，其餘則來自廢棄物、農藥等，污染源可說包含了水及大氣的污染物。所以若要有效防治土壤的污染，首先必須做好水及大氣污染的防治。 環境化學家呼籲推展4R的觀念： 減量使用（reduction）、重複使用（reuse）、 回收（recycle）、再生（regeneration）等。 做為落實環保的四種方法。

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