農(nóng)業(yè)環(huán)境學(xué)第二章教材

1、 第二章 大氣污染與農(nóng)業(yè) 第一節(jié) 大氣污染概述一、大氣污染及其自凈作用 定義 （ISO定義）由于人類活動(dòng)和自然過(guò)程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。 大氣污染人類活動(dòng)自然過(guò)程生活活動(dòng)生產(chǎn)活動(dòng) 大氣污染的分類1、按污染范圍分 局限于小范圍的大氣污染 涉及一個(gè)地區(qū)的大氣污染 涉及比一個(gè)城市更廣泛的廣域污染 全球性污染2、根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)及存在狀況分 分類還原型大氣污染氧化型大氣污染3、根據(jù)燃料性質(zhì)和污染物組成分 大氣污染源 1、污染源 分類煤炭型大氣污染混合型大氣污染石油型大氣污染特殊型大氣污染自然源人工源工業(yè)企業(yè)

2、污染源交通運(yùn)輸污染源農(nóng)業(yè)污染源2、污染源分類 按污染源存在形式 按污染物排放方式 按污染物排放空間固定污染源移動(dòng)污染源點(diǎn) 源面 源線 源高 架 源地 面 源 4、按污染物發(fā)生類型 （最常用的分類方法) 大氣污染的特點(diǎn)1、大氣中污染物含量低2、污染物反應(yīng)慢3、污染物傳遞距離長(zhǎng)，反應(yīng)系數(shù)大4、被污染了的空氣組成復(fù)雜多樣工業(yè)污染型農(nóng)業(yè)污染型生活污染型交通污染型 大氣的自凈作用1、概念 進(jìn)入大氣的污染物經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和生物作用，可以使其從大氣中排除或減少。2、自凈機(jī)理 污染物在大氣中的擴(kuò)散、稀釋(物理） 在重力作用下沉降和降水洗滌作用（物理） 在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而分解為無(wú)害物質(zhì)（化學(xué)） 由于地面植被

3、的吸收、吸附而從空氣中分離（生物）二、影響大氣污染的因子 氣象動(dòng)力因子1、風(fēng)2、大氣湍流 大氣湍流指大氣以不同尺度作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的流體狀態(tài)。 氣象熱力因子1、溫度層結(jié)和逆溫逆溫：當(dāng)氣溫垂直遞減小于零時(shí)，大氣層的溫度分布與標(biāo)準(zhǔn)大氣情況下氣溫分布相反時(shí)稱為溫度逆溫。2、大氣穩(wěn)定度 整層大氣的穩(wěn)定程度，反映大氣湍流的強(qiáng)弱。三、危害植物的大氣污染物及其毒性分級(jí) 分類：氧化性污染物；還原性污染物；酸性污染物；堿性污染物；有毒有機(jī)物；固體顆粒物。 毒性分級(jí)：A級(jí)（強(qiáng)毒性）；B級(jí)（中等毒性）；C級(jí)（弱毒性） 劑量和閾值1、劑量 劑量=大氣污染物濃度（cm3/m3）接觸時(shí)間（天或小時(shí)） 能引起植物傷害的最低劑量

4、，稱為“臨界劑量”。2、閾值 植物在長(zhǎng)時(shí)間接觸污染物時(shí)，使植物發(fā)生傷害的污染物最低濃度。 大氣污染物濃度表示方法1、體積體積濃度：cm3/m32、質(zhì)量體積濃度（最常用的表示方法）：mg/m3,ug/m33、質(zhì)量面積時(shí)間濃度:t/km2月,ug/dm2 日4、各表示之間的換算第二節(jié) 大氣污染物對(duì)植物影響的一般規(guī)律一、大氣污染物侵入植物體的途徑 研究認(rèn)為植物葉片氣孔是污染物進(jìn)入植物組織的主要途徑。二、植物受害的基本類型三、大氣污染對(duì)植物產(chǎn)生危害的影響因素 污染物濃度和接觸時(shí)間 植物（根據(jù)植物葉面?zhèn)Τ潭瓤煞譃椋好舾兄参?、抗性中等植物、抗性?qiáng)植物） 污染物的作用時(shí)段 氣象條件 田間管理類型可見(jiàn)危害不

5、可見(jiàn)危害急性危害慢性危害隱形危害生理危害 第三節(jié) 硫化物對(duì)植物的影響與危害一、污染源 含S化石的燃燒，我國(guó)大氣SO2主要來(lái)自于煤的燃燒。鋼鐵冶煉廠、硫酸廠等也是硫氧化物的重要來(lái)源。二、大氣中硫的化學(xué)行為和循環(huán)作用 化學(xué)行為 1、硫化氫向二氧化硫轉(zhuǎn)化 2、SO2向SO3轉(zhuǎn)化 3、硫酸鹽氣溶膠的生成 硫的循環(huán)作用 火山活動(dòng)、森林火災(zāi) 人為活動(dòng) 酸沉降 厭氧條件下還原作用 微生物分解 植物吸收同化 圖圖1 1 硫在自然界中的轉(zhuǎn)化和循環(huán)硫在自然界中的轉(zhuǎn)化和循環(huán)SO42-H2SO4SO2水體和土壤中的SO42-有機(jī)態(tài)硫H2S三、植物受S02危害的癥狀 雙子葉植物 葉脈間出現(xiàn)傷斑 漂白失綠 棕褐色壞死葉脈

6、褪成白色 葉片脫水 枯萎 圖圖2 2 二氧化硫危害芋艿癥狀二氧化硫危害芋艿癥狀 圖圖3 3 二氧化硫危害芋艿癥狀二氧化硫危害芋艿癥狀 圖圖4 4 二氧化硫危害大豆癥狀二氧化硫危害大豆癥狀 單子葉植物葉尖及葉緣 出現(xiàn)點(diǎn)狀或條狀傷斑 組織脫水壞死 圖圖5 5 二氧化硫危害水稻二氧化硫危害水稻 圖圖6 6二氧化硫危害水稻二氧化硫危害水稻 圖圖7 7二氧化硫危害水稻二氧化硫危害水稻 癥狀（輕度）癥狀（輕度） 葉片癥狀（嚴(yán)重）葉片癥狀（嚴(yán)重） 稻穗癥狀稻穗癥狀四、SO2在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化及危害機(jī)制 S02在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化與積累 SO2+H2O H2SO3 （毒性大） H2SO3+O H2SO4 （毒性?。?/p>

7、 S02對(duì)植物危害的機(jī)制第一種說(shuō)法（-羥基磺酸鹽說(shuō)法）： OH OH SO2 H2SO3 R-C-SO3H R-CH-SO3M 第二種說(shuō)法：S02對(duì)植物的危害與植物葉片細(xì)胞液汁的pH值有關(guān)。RCHOH第三種說(shuō)法： S02 H2SO3 破壞蛋白質(zhì)雙硫鍵 蛋白質(zhì)變性 酶失活 植物傷害五、植物對(duì)S02 的抗性 植物對(duì)S02 的抗性是生理上的緩沖作用，酶的忍耐性，體內(nèi)解毒機(jī)制，受害后的恢復(fù)能力，以及機(jī)械的屏蔽性和形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)等方面的因素所左右。 紫苜蓿對(duì)S02最為敏感，小麥麥芒對(duì)S02也很敏感，被公認(rèn)為S02污染指示植物。 植物的抗性指數(shù)植物的抗性指數(shù): :其它植物受S02 傷害的濃度除以紫苜蓿的受害

8、濃度。 植物的抗性指數(shù)=該植物的受害濃度/紫苜蓿的受害濃度六、影響植物對(duì)S02 反應(yīng)的因素 1、溫度 2、相對(duì)濕度 3、光照 4、土壤因素 5、植物因素七、S02對(duì)植物危害的防治措施 S02 濃度的控制 減少農(nóng)作物接受的劑量。 農(nóng)藝措施1、增施K肥可提高植物對(duì)SO2的抗性2、增加Si 肥3、加強(qiáng)田間管理4、其它降低大氣中SO2濃度減少接觸時(shí)間第四節(jié) 大氣氟化物對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害及防治一、大氣氟污染 在我國(guó)氟化物對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的影響僅次于SO2。主要來(lái)源于磚瓦廠、磷酸鹽廠、鋁廠及氟化工廠。氣態(tài)氟（HF、SiF4）毒性很強(qiáng)，比SO2對(duì)植物危害大10倍，并具有生物積累的特點(diǎn)，并可通過(guò)食物鏈危害人

9、、畜和蠶桑。二、氟化物對(duì)植物的危害癥狀1、雙子葉植物 紅棕色，壞死斑與正常組織之間有一清晰紅色窄帶。 圖圖8 8 氟化氫危害柑橘癥狀氟化氫危害柑橘癥狀2、禾本科植物 葉尖、葉緣綠色 灰白色3、針葉樹(shù) 針葉頂端失綠，暗褐色 黃棕色4、果樹(shù) 桃：合縫紅斑癥狀，合縫部位軟化，易腐爛 桃、杏、梅、柿子、李、櫻桃：開(kāi)花不結(jié)果 圖圖9 9氟化物危害西紅柿葉片癥狀氟化物危害西紅柿葉片癥狀 圖圖1010氟化物危害松樹(shù)癥狀氟化物危害松樹(shù)癥狀 圖圖1111氟化物危害桃果實(shí)癥狀氟化物危害桃果實(shí)癥狀三、植物對(duì)大氣氟的吸收累積大多數(shù)植物葉片對(duì)氟具有很強(qiáng)的吸收累積能力。植物吸收累積氟的能力和忍受限度，因植物種類而異。植物

10、吸收的氟：大部分積累在葉尖和葉緣，同一葉片葉尖葉緣F含量大于葉片中基部。在糧食作物中，小麥籽粒積累氟的能力最強(qiáng)。 在氟污染環(huán)境中的植物：下葉上葉，老葉新葉，葉片莖，莖根和果實(shí)。四、植物對(duì)氟敏感性分級(jí) 植物對(duì)氟的敏感性同樣分為：敏感植物、中等敏感植物、抗性植物。 大氣氟污染的指示植物：唐菖蒲；小麥被認(rèn)為最不敏感的農(nóng)作物。五、氟化物對(duì)植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 氟化物對(duì)植物的影響概括起來(lái)有三種情況：一是氟化物對(duì)植物生長(zhǎng)速率有顯著影響二是氟化物在植物體內(nèi)積累，使糧食、牧草、桑葉等品質(zhì)降低，甚至達(dá)有害程度，但并不影響植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量三是氟化物對(duì)植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響與傷害癥狀之間無(wú)必然聯(lián)系六、氟對(duì)植物的影響機(jī)制

11、 F 葉片 氣孔 細(xì)胞液形成F- 導(dǎo)管 葉尖、葉緣 抑制光合作用 F-奪取葉綠素中的Mg2+，影響葉綠素的合成，光合作用速度下降，抑制植物生長(zhǎng)。 對(duì)植物開(kāi)花和結(jié)果的影響 傷害柱頭組織 抑制花粉萌發(fā) 間接影響花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)所需的主要元素Ca的代謝 導(dǎo)致生理活性所需的Ca、Mg元素不足 大氣HF、SiF4 葉片中F- 進(jìn)入導(dǎo)管 與Ca、Mg生成沉淀（CaF2、MgF2） 一方面削弱F的毒性；二方面引起Ca、Mg生理性缺乏。七、F對(duì)家畜動(dòng)物的危害八、F對(duì)家蠶的危害九、大氣氟化物對(duì)農(nóng)業(yè)生物危害濃度F10ug/m3，接觸24hr，所有植物都會(huì)受害F：0.5-1.0ug/m3，敏感植物受害，其他幾乎

12、不受害F：0.3-0.5ug/m3，飼料作物累積F，危害敏感性的食草性動(dòng)物十、大氣氟污染的防治措施1、篩選種植、飼養(yǎng)抗性強(qiáng)的動(dòng)植物2、防治家蠶氟中毒 使用1%-3%的石灰水 盡量用未受污染的桑葉在春蠶3齡期喂食 出現(xiàn)癥狀時(shí)，停止含氟桑葉喂食 建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)3、增加Ca源4、氣象條件的影響 第五節(jié) 其它大氣污染物對(duì)植物的危害一、氯氣二、氯化氫三、乙烯四、氮氧化物五、顆粒物 指除氣體之外的包含于大氣中的固體和液體物質(zhì)。1、總懸浮顆粒物總懸浮顆粒物（TSP）：指分散在大氣中的各種顆粒物總稱，其粒徑絕大部分小于100um。2、漂塵漂塵（PM10） ：指粒徑小于10um，能在大氣中長(zhǎng)期漂浮的懸浮顆粒物質(zhì)。3

13、、降塵：降塵：指粒徑大于10um，靠重力作用能在短時(shí)間內(nèi)沉降到地面的顆粒物。4、PM2.5: 指粒徑小于2.5um的顆粒物，又稱可吸入顆粒物。六、氨氣七、臭氧八、光化學(xué)煙霧1、概念：指汽車、工廠排入大氣中的NOx、CH化合物等一次污染物，在太陽(yáng)紫外線（290-430 nm）的作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成淺藍(lán)色混合物（一次污染物和二次污染物）的污染煙霧現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧的表現(xiàn)特征：光化學(xué)煙霧的表現(xiàn)特征：煙霧彌漫，大氣能見(jiàn)度低。一般發(fā)生在大氣相對(duì)濕度較低，氣溫在24-32的夏季晴天。2、組成 主要成分：O3、PAN（過(guò)氧乙酸硝酸酯）、NO2、高活性游離基、醛、酮，總稱為光化學(xué)氧化劑。3、形成條件 大氣

14、中存在NO2、CH化合物，形成煙霧的前提。 充足的陽(yáng)光，產(chǎn)生290-430nm的紫外線輻射，使NO2光解。 地理氣象條件，天空晴朗、高溫低濕、有逆溫存在；或由于地形條件，導(dǎo)致煙霧在地面附近積聚不散。4、機(jī)制5、危害 對(duì)人體的危害 對(duì)植物的危害O3：葉片出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)，PAN：使葉背面呈銀灰色或古銅色，影響植物生長(zhǎng)，降低抗性。 第六節(jié) 大氣復(fù)合污染物對(duì)植物的危害一、復(fù)合污染中各種污染物的復(fù)合作用 大氣中的復(fù)合污染物 復(fù)合污染的作用類型及機(jī)理1、作用類型 加和作用（等效作用） 協(xié)同作用（增效作用） 拮抗作用（減效作用）2、作用機(jī)理 植物葉中各污染物直接反應(yīng)的能力 每種污染物對(duì)氣孔的影響 對(duì)反應(yīng)位的競(jìng)

15、爭(zhēng)二、SO2和O3對(duì)植物的復(fù)合影響三、SO2和NOx對(duì)植物的復(fù)合影響四、氟化物和其他污染物對(duì)植物的復(fù)合影響 HF和SO2 HF和NO2第七節(jié) 大氣污染危害農(nóng)業(yè)生物的調(diào)查鑒定方法一、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究 植物發(fā)生可見(jiàn)傷害的區(qū)域在地理上存在著某些分布特征1、有明顯的方向性2、植物傷害程度與污染源的距離有關(guān) 觀察植物受害的基本狀況 觀察植物的典型癥狀二、污染源調(diào)查1、了解污染區(qū)域有無(wú)有害氣體排放2、了解排放的污染物種類、排放強(qiáng)度、排放規(guī)律、無(wú)組織排放情況3、了解企業(yè)近期生產(chǎn)情況，原材料變化、生產(chǎn)工藝變化、有無(wú)事故發(fā)生、廢氣處理設(shè)施運(yùn)行情況三、基本資料收集調(diào)查1、氣象資料的收集2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況四、定性分析五、定量分析 植物葉片采樣分析1、注意對(duì)照樣的采集2、采樣點(diǎn)的設(shè)置3、采樣量的控制4、測(cè)定項(xiàng)目 大氣采樣監(jiān)測(cè)急性毒性：說(shuō)服力不