環(huán)境地球化學(xué)

1、成都理工大學(xué)環(huán)境地球化學(xué)PPT地球化學(xué)研究的環(huán)境是指與人類環(huán)境密切相關(guān)的 4 個組成要素：大氣圈、水圈、土壤-生物圈和表層巖石圈。 環(huán)境問題又分原生環(huán)境（或第一類環(huán)境）問題、次生環(huán)境（或第二類環(huán)境）問題和社會環(huán)境（或第三類環(huán)境） 原生環(huán)境（或第一類環(huán)境）是指地球自身形成過程及隨后的長期地質(zhì)歷史中，在各種地質(zhì)營力作用下形成的自然 原生環(huán)境（或第一類環(huán)境） 環(huán)境，其基本的組成要素包括有天然的巖石、大氣、土壤、地表水、地下水與植物等。這類環(huán)境的物質(zhì)成分特點和結(jié) 構(gòu)特征是天然形成的，因此又稱作原生環(huán)境或第一環(huán)境。 原生環(huán)境（或第一類環(huán)境）問題是與人類活動無關(guān)的，由自然界原來的環(huán)境給人類造成的，如許多自

2、然災(zāi)害是大 自然活動的結(jié)果；還有疾病的流行或某些地方性病的發(fā)生等。 次生環(huán)境（或第二類環(huán)境）即所謂人為成因的環(huán)境，是 次生環(huán)境（或第二類環(huán)境 次生環(huán)境 指人類生產(chǎn)活動和社會生活對天然環(huán)境所引起的改造，使其原有的成份特點和結(jié)構(gòu)特征發(fā)生了劇烈的、甚至質(zhì)的變化， 形成與原來天然環(huán)境不完全同步的一種新的環(huán)境，即一般所稱的污染環(huán)境亦即第二環(huán)境。環(huán)境地球化學(xué)是研究與人類的生存和發(fā)展密切相關(guān)的元素在地球外圈層環(huán)境中的含量、分布、形態(tài)以及遷移和循環(huán)規(guī)律的科學(xué)。同時，它還研究人類生產(chǎn)和消費活動造成對自然環(huán)境影響的上述地球化學(xué)規(guī)律。 環(huán)境地球化學(xué)是研究化學(xué)元素和微量物質(zhì)在人類賴以生存的周圍環(huán)境中的含量、分布和遷移

3、過程及與人類健康關(guān) 環(huán)境地球化學(xué)是研究 系的科學(xué)（楊忠芳等，1999）； 環(huán)境地球化學(xué)研究的環(huán)境，是指與人類生活密切相關(guān)的 4 個地球化學(xué)系統(tǒng)，即大氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、土壤和生物系統(tǒng)、表層巖石圈系統(tǒng)。 目前環(huán)境地球化學(xué)研究集中表現(xiàn)在下面幾個方面：地球化學(xué)環(huán)境與人類健康，亦即原生環(huán)境的地球化學(xué)性質(zhì)及其與植物、動物和人體健康的關(guān)系；環(huán)境污染的地球化學(xué)研究，亦即人類活動對環(huán)境的化學(xué)組成、化學(xué)作用、化學(xué)演化的影響及其環(huán)境效應(yīng)。全球環(huán)境變化的地球化學(xué)記錄農(nóng)業(yè)的地球化學(xué)研究 環(huán)境地球化學(xué)的研究方法和手段對比研究法。 元素追索法。 環(huán)境檔案研究法。 測年技術(shù) 環(huán)境地球化學(xué)制圖法 同位素示蹤方法。室內(nèi)實驗?zāi)M各種

4、環(huán)境地球化學(xué)現(xiàn)象和過程及建立數(shù)學(xué)模型。 地球環(huán)境的獨特性 ：1.地球環(huán)境豐富多樣，適合生物的生存和繁衍：地球上存在著大氣、陸地和海洋；距地面1540km處有一個臭氧層，保護(hù)著地球不受高能紫外線的侵襲；大氣中含有一定數(shù)量的CO2，使地表保持適中的溫度，有利于生物的生長;地表上覆蓋著一層或厚或薄的土壤，為植物提供營養(yǎng)和生長的基地。2.地球的獨特性在于它是一個靠生命來捕獲、轉(zhuǎn)移和儲存太陽輻射能，靠生命活動來驅(qū)動地球表層的物質(zhì)元素循環(huán)。 大氣圈結(jié)構(gòu)：按大氣溫度隨高度分布的特征可把大氣分為對流層、平流層、中間層、熱層和外層。1)對流層：大氣圈的最下一層，平均厚度在高緯度地區(qū)為89km，中緯度地區(qū)為10.

5、12km，低緯度地區(qū)為1718km。2)平流層：從對流層頂以上到大約50Km左右高度為平流層。3)中間層：平流層頂以上到大約80km的一層為中間層。4)熱層(或暖層)：中間層頂以上到800km高空屬于暖層。5)外層（或逸散層）：是指熱層以上的大氣層，即800km高度以上的大氣層屬散逸層。地球大氣平衡對生命的影響組成地球大氣的多種成分可分為穩(wěn)定組分和不穩(wěn)定組分。氮、氧、氬、氦、氪、甲烷、氫、氖等，這些氣體之間的比例，從地表到90km的高度范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的，屬穩(wěn)定組分；不穩(wěn)定組分包括二氧化碳、二氧化硫、臭氧和水汽等。不穩(wěn)定組分CO2、O3等濃度的變化對生物圈會造成極大影響。作為大氣微量組分的C02

6、和03等氣體濃度已經(jīng)發(fā)生實質(zhì)性變化則是不爭的事實，目前還沒有觀測到大氣氧濃度的這種戲劇性變化。大氣圈各組分之間的平衡是地球環(huán)境億萬年來發(fā)育的結(jié)果。保持這種平衡乃是維護(hù)生物圈所必須的，破壞這種平衡就是破壞生命的基礎(chǔ)。然而，人類社會實現(xiàn)工業(yè)化以來，規(guī)模和強(qiáng)度日益加大的人類活動正在破壞這種平衡，這是人類面臨的重大環(huán)境問題之一。 大氣圈的演化大氣圈的氧化在初期主要取決于地球內(nèi)部不斷釋放出來的氣體（地球的排氣作用），爾后則主要取決于地球生物圈的發(fā)展。原始大氣：其成分主要來自地球內(nèi)部，由地球形成初期火山活動釋放出來的氣體所組成，是一種還原性的大氣。主要成分有：H2, H2O, CO, CO2, H2S,

7、N2, CH4, NH3, HF, HCl, Ar 等。含氧大氣的成因和演化：無機(jī)造氧過程由波長為150-210nm的太陽高能輻射對大氣上層中的水蒸汽和CO2的光解反應(yīng)的分解產(chǎn)物。有機(jī)光化學(xué)作用6CO2+12H2O-(光，葉綠體)C6H12O6+6O2水圈的演化四 水圈的演化一、從無到有：關(guān)于地球水的來源有各種各樣的說法，這反映了水的來源的多樣性，但其主要包括兩種情況，一種是自生的，認(rèn)為地球的水來自地球內(nèi)部；另一種是外生的，認(rèn)為地球水來自地球以外的宇宙空間。(一) 自生說(二) 外生說二、從少到多、從酸性到堿性：自從地球形成以后，地球上的巖漿活動、火山噴發(fā)、隕石墜落等活動就從來未停止過，并且還

8、將持續(xù)下去。經(jīng)過以上的自生和外生過程，從而使地球上的水量逐漸發(fā)生變化。據(jù)估計，35億年前地球表層的水量只有目前的1/10。水通過巖漿活動和火山噴發(fā)由地球內(nèi)部逸出，從而使地球水圈的水越來越多。目前每年約有660km3 的水從地幔逸出。水的類型：按天然水所處的環(huán)境不同可分為：海水、大氣水和陸地水3類 。1.海水：海洋是地球表面最大的積水盆地，是水圈的主體。海水的溫度常隨緯度和水深的變化而變化，低緯度地區(qū)的海水溫度較高；深部的海水溫度較穩(wěn)定，常在(-14)之間，但表層的海水溫度變化較大。海水的密度取決于海水的鹽度和溫度，0時，正常鹽度(35)的海水密度為1.02gcm3，密度隨鹽度的增加而增加但隨溫

9、度的增高而降低。通常深部海水的密度較大，而淺處較小；近岸邊的較大，而海洋中心的較小。海水的壓力每加深10 m約增105Pa。海水的透明度是指海水透過光線的能力，一般近岸帶的海水透明度低，而遠(yuǎn)岸的海水透明度高。2.陸地水 ：陸地水主要包括地面流水、地下水、湖泊與沼澤及冰川。(1)地面流水 ：地面流水是指沿陸地表面流動的水體，其水源主要有大氣降水、冰雪融水、地下水和湖泊。(2)地下水：地下水是埋藏在地表以下巖石和松散堆積物空隙中的水體。水源主要來自地面流水和大氣降水，通過巖石或松散堆積物的空隙下滲而保存在地表以下。常見的泉、水井就是地下水在地表的露頭。(3)湖泊與沼澤：湖泊是陸地上較大的集水洼地，

10、全世界湖泊的總面積約27×105km2，占陸地面積的18。沼澤是陸地上潮濕積水、喜濕性植物大量生長并有泥炭堆積的地方。沼澤主要分布在濕潤氣候區(qū)，不論熱帶、溫帶和寒帶都可產(chǎn)生。(4)冰川：冰川是指由積雪形成的、并能運(yùn)動的冰體。它是陸地上以固體形式存在的水。現(xiàn)在陸地上的冰川主要分布于地球兩極及高山地區(qū)，覆蓋陸地面積的10，集中了全球85的淡水。 3大氣水：大氣水是指存在于大氣圈中的水，它以汽態(tài)的形式存在。據(jù)估算，大氣中水的總量約為1.3×1013m3：，而絕大多數(shù)分布于大氣圈的對流層中。我們通常用濕度表示大氣中的水含量。大氣水對地球的溫度能起到“溫室效應(yīng)”，使地球的表面溫度保持

11、恒定。水汽與CO2一樣，能吸收大量來自地面的長波熱輻射。把太陽輻射的能量截留住，使大氣升溫。據(jù)研究，如果大氣圈的水分含量降低50，氣溫將降低5左右。水圈的循環(huán)地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射和地心引力作用下，不斷蒸發(fā)、輸送、凝結(jié)、降落的往復(fù)循環(huán)過程就構(gòu)成水循環(huán).。水循環(huán)是一個巨大的動態(tài)系統(tǒng)，它將地球上各種水體連接起來構(gòu)成水圈，使得各種水體能夠長期存在，并在循環(huán)過程中進(jìn)入大氣圈、巖石圈和生物圈，組成一個循環(huán)聯(lián)系的有機(jī)整體，從而使水能被周而復(fù)始地重復(fù)利用，成為再生性資源。水圈的循環(huán)可分為自然循環(huán)和人為循環(huán)，我們通常所說的是水的自然循環(huán)。水圈對生命的重要作用：無色透明的水允許太陽光中的可見光和波長較長

12、的紫外線部分可以透過，使光合作用所需的光能能夠到達(dá)水面以下的一定深度，而對生物體有害的短波紫外線則被阻擋在外。水是一種極好的溶劑，為生命過程中營養(yǎng)物和廢棄物的傳輸提供了最基本的媒介。水的高比熱4.18J(g·) 、高蒸發(fā)熱在20下為2.4kJg使得地球上的海洋、湖泊、河流等水體，白天吸收到達(dá)地表的太陽光的熱量，夜晚又將熱量釋放到大氣中，避免了劇烈的溫度變化，使地表溫度長期保持在一個相對恒定的范圍內(nèi)。水在4時的密度最大，這一特性在控制水體溫度分布和垂直循環(huán)中起著重要作用。 冰輕于水冰的密度只有0.92g/cm3?？梢愿≡谒嫔?。這一特性對水下生物具有十分重要的意義。 地質(zhì)年代：相對地質(zhì)

13、年代或古生物地層法。一、相對年代的確定方法1.地層學(xué)方法：沉積巖的原始沉積總是一層一層疊置起來的，它們存在著下伏沉積一定早于上覆沉積的相對新老關(guān)系。2.古生物學(xué)方法：生物演化是由簡單到復(fù)雜，由低級到高級，生物種屬由少到多，而且這種演化和發(fā)展是不可逆的。因而，各地質(zhì)時期所具有的生物種屬、類別是不相同的。時代越老，所具有的生物類別越少，生物越低級，構(gòu)造越簡單；時代越新，所具有的生物類別越多，生物越高級，構(gòu)造越復(fù)雜。因此，在時代較老的巖石中保存的生物化石相對較低級，構(gòu)造較簡單；而在時代較新的巖石中保存的生物化石相對較高級，構(gòu)造較復(fù)雜。3.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方法：地殼運(yùn)動和巖漿活動的結(jié)果，使不同時代的巖層、巖

14、體和構(gòu)造出現(xiàn)彼此切割穿插關(guān)系，利用這些關(guān)系也可以確定巖層、巖體和構(gòu)造的形成先后的順序。（二）絕對年代法對礦物或巖石的放射性同位素的測定，依據(jù)放射性元素蛻變規(guī)律計算其絕對年齡，距今天的年數(shù)。常用的有U-Th-Pb法、K-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nb法、C14法。在地質(zhì)學(xué)研究中，把地質(zhì)歷史按不同的級別劃分了不同的時間單位。由大到小分別是：宙、代、紀(jì)、世。而在這些時間單位內(nèi)形成的地層稱為：宇、界、系、統(tǒng)生物圈：是指地球上有生命活動的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。它包括海平面以上23km至海平面以下12km的范圍 。主要由生命物質(zhì)、生物生成性物質(zhì)和生物惰性物質(zhì)組成。生命物質(zhì)又稱活質(zhì)，是生命有機(jī)體的總和。

15、生物生成性物質(zhì)是由生命物質(zhì)所組成的有機(jī)礦質(zhì)作用和有機(jī)作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖質(zhì)等。生物惰性物質(zhì)是指大氣低層的氣體、沉積巖、粘土礦物和水。 生物圈存在的基本條件：能夠獲得來自太陽的充足光能；存在有可被生物利用的大量液態(tài)水 ；生物圈內(nèi)要有適合生命活動的溫度條件，在此溫度變化的范圍內(nèi)的物質(zhì)存在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種變化；提供生命物質(zhì)所需的各種營養(yǎng)元素，包括02、C02、N、C、K、Ca、Fe和S等，它們是生命物質(zhì)的組成或中介。 環(huán)境因素與生物的相互影響：任何生物有機(jī)體都不能脫離環(huán)境而生存，環(huán)境控制和塑造著生物的生理過程、形態(tài)構(gòu)造和地理分布。同時，生物有機(jī)體特別是其群體對環(huán)境也產(chǎn)生有明顯

16、的改造作用。 不同的生物種對生態(tài)因素和環(huán)境的適應(yīng)能力存在差異。一般來說，對環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的種類，其分布范圍亦較廣。生物的適應(yīng)性：是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理機(jī)能、個體發(fā)育和行為等與其生存的一定環(huán)境條件互相統(tǒng)一、彼此適合的現(xiàn)象。生物的指示現(xiàn)象：是指根據(jù)生物種或它們的群體、或生物的某些特征來確定地理環(huán)境中其他成分的現(xiàn)象。 種群占據(jù)著一定環(huán)境空間的同一種生物的個體集群叫做種群。換言之，種群就是在一定空間中同種生物的個體群。自然界中，種群是物種存在、物種進(jìn)化和表達(dá)種內(nèi)關(guān)系的基本單位，是生物群落或生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，同時也是生物資源開發(fā)、利用和保護(hù)的具體對象。 生物群落 群落：種群的集合體，是一個比種

17、群更復(fù)雜更高一級的生命組織層次。 生物群落 在一定地段的自然環(huán)境條件下，由彼此在發(fā)展中有密切聯(lián)系的動物、植物和微生物有規(guī)律地組合成的生物群體。 每個生物群落都是自然界真實存在的一個整體單位，占據(jù)著生物圈的一定地區(qū)，具有一定的組成和結(jié)構(gòu)，在物質(zhì)和能量交換中執(zhí)行著獨特的功能。 生物多樣性生物多樣性包括了遺傳多樣性（包括一個物種內(nèi)個體之間和種群之間的差別 ）、物種多樣性（一個區(qū)域內(nèi)動植物和其他生物的不同類型 ）和生物群落或生態(tài)系統(tǒng)多樣性（一個地區(qū)內(nèi)各種各樣的生境 ）。多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中的重要性有一部分是由于它們可以為人類服務(wù)水、氣體、營養(yǎng)物和其他物質(zhì)的循環(huán)。 生態(tài)系統(tǒng)：1.概念在自然界中，一定空間內(nèi)

18、由生物成分和非生物成分組成的一生態(tài)學(xué)單位構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。即：生態(tài)系統(tǒng)就是由生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。 任何生態(tài)系統(tǒng)都具有三個共同特征：能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞；具自我調(diào)節(jié)的能力；屬一動態(tài)系統(tǒng)。自養(yǎng)型生物：稱為生產(chǎn)者，包括各種綠色植物和化能合成細(xì)菌。異養(yǎng)型生物：稱為消費者，包括草食動物和食肉動物。 異養(yǎng)型微生物：稱為分解者（或還原者），如細(xì)菌、真菌、土壤原生動物和一些小型無脊椎動物，它們靠分解動植物殘體為生。 生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：指生態(tài)系統(tǒng)中的無機(jī)環(huán)境與生物群落之間和生產(chǎn)者、消費者與分解者之間，通過營養(yǎng)或食物傳遞形成的一種組織形式。食物鏈：是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同生物之間類似鏈條式的食物依存

19、關(guān)系。營養(yǎng)級：食物鏈上的每一個環(huán)節(jié)稱之。食物網(wǎng)：食物鏈相互交叉形成復(fù)雜的攝食關(guān)系網(wǎng)稱之。生態(tài)系統(tǒng)的功能主要表現(xiàn)為生物生產(chǎn)、能量流動和物質(zhì)循環(huán)，它們是通過生態(tài)系統(tǒng)的核心部分生物群落來實現(xiàn)的。生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)是指生物有機(jī)體在能量和物質(zhì)代謝的過程中，將能量、物質(zhì)重新組合，形成新的產(chǎn)物(碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等)的過程。植物性生產(chǎn)或初級生產(chǎn)：綠色植物通過光合作用，吸收和固定太陽能，將無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生產(chǎn)過程。動物性生產(chǎn)或次級生產(chǎn)：消費者利用初級生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行新陳代謝，經(jīng)過同化作用形成異養(yǎng)生物自身物質(zhì)的生產(chǎn)過程。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動都是按照熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行的。在熱力學(xué)定律的約束下，

20、自然界中大大小小的生態(tài)系統(tǒng)處于完美的和諧之中。 在熱力學(xué)定律的約束下，自然界中大大小小的生態(tài)系統(tǒng)處于完美的和諧之中。大自然賦予生物多樣性使生態(tài)系統(tǒng)更加和諧。由于存在著這種多樣性，每種生物都會在生態(tài)系統(tǒng)中找到適宜的棲息地。生存競爭導(dǎo)致優(yōu)勝劣汰。當(dāng)某種病害襲來時，只有某些敏感的物種遭到傷害。災(zāi)害過后，幸存的物種可能使生態(tài)系統(tǒng)得以復(fù)蘇。值得注意的是，自然界的生態(tài)平衡很脆弱，易遭外力破壞。人類雖無力改變熱力學(xué)定律，但往往能輕易地破壞生態(tài)金字塔和生物多樣性，使不少地區(qū)陷入“生態(tài)危機(jī)”之中。 地球化學(xué)循環(huán)：自然界的各種元素和化合物在生態(tài)系統(tǒng)中的運(yùn)動為一種循環(huán)式的流動, 稱為生物地球化學(xué)循環(huán)。其主要能源是太

21、陽能、機(jī)械能、化學(xué)能和地?zé)崮?。生物地球化學(xué)循環(huán)可分為三種主要類型：水循環(huán)，氣體型循環(huán)和沉積型循環(huán)。氣體型循環(huán)主要包括碳和氮的循環(huán)，這兩個元素的貯存庫主要是大氣和海洋。循環(huán)具全球性。碳循環(huán)的最簡單形式：在有陽光的條件下，植物把大氣中的C02轉(zhuǎn)化為碳水化合物，用以構(gòu)成自身。同時，植物通過呼吸過程產(chǎn)生的C02被釋放到大氣中，供植物再度利用。碳循環(huán)的第二種形式 ：植物被動物采食后，碳水化合物轉(zhuǎn)入動物體內(nèi)，經(jīng)消化、合成，由動物的呼吸排出C02。此外，動物排泄物和動、植物遺體中的碳，經(jīng)微生物分解被返回大氣中，供植物重新利用 。碳循環(huán)的第三種形式 ：人類通過燃燒煤、石油和天然氣等釋放出大量C02，它們也可以

22、被植物利用，加入生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中。此外，在大氣、土壤和海洋之間時刻都在進(jìn)行著碳的交換，最終碳被沉積在深海中，進(jìn)入更長時間尺度的循環(huán)。氮循環(huán)：氮屬于不活潑元素，氣態(tài)氮并不能直接被一般的綠色植物所利用。氮只有被轉(zhuǎn)變成氨離子、亞硝酸離子和硝酸離子的形式，才能被植物吸收，這種轉(zhuǎn)變稱為硝化作用。大氣氮進(jìn)入生物體的主要途徑有四種：生物固氮(豆科植物、細(xì)菌、藻類等)；工業(yè)固氮(合成氨)；巖漿固氮(火山活動)；大氣固氮(閃電、宇宙線作用)。四種途徑中第一種使大氣氮直接進(jìn)人生物有機(jī)體，其他則以氮肥的形式或隨雨水間接地進(jìn)人生物有機(jī)體。 硫循環(huán)：地球中的硫大部分儲存在巖石、礦物和海底沉積物中，以黃鐵礦、石膏和水合

23、硫酸鈣的形式存在。大氣圈中天然源的硫包括H2S、SO2和硫酸鹽。H2S來自火山活動、沼澤、稻田和潮灘中有機(jī)物的嫌氣(缺氧)分解等途徑，SO2來自火山噴發(fā)的氣體；大氣圈中硫酸鹽(如硫酸銨)則來自海浪花的蒸發(fā)。大氣圈中硫的l3(包括硫酸鹽的99)來自人類活動，其中的2/3來自含硫化石燃料(煤和石油)的燃燒，其余來自煉油和冶金工業(yè)和其他工業(yè)過程。信息傳遞：物理信息由聲、光和顏色等構(gòu)成。例如，動物的叫聲可以傳遞驚慌、警告、安全和求偶等信息；某些光和顏色可以向昆蟲和魚類提供食物信息。 化學(xué)信息 由生物代謝作用產(chǎn)物(尤其是分泌物)組成的化學(xué)物質(zhì)。如同種動物間釋放的化學(xué)物質(zhì)能傳遞求偶、行蹤和劃定活動范圍等信

24、息。 營養(yǎng)信息 營養(yǎng)信息由食物和養(yǎng)分構(gòu)成。食物網(wǎng)和食物鏈就是一個營養(yǎng)信息系統(tǒng)。行為信息 無論是同一種群還是不同種群，它們的個體之間都存在行為信息的表現(xiàn)。如某些動物以飛行姿勢和舞蹈動作傳遞覓食和求偶信息，以鳴叫和動作傳遞警戒信息等。生態(tài)平衡：任何一個正常、成熟的生態(tài)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與功能，包括其物種組成，各種群的數(shù)量和比例，以及物質(zhì)與能量的輸出、輸入等方面，都處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。就是說，在一定時期內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)者、消費者和分解者之間保持著一種動態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質(zhì)平衡在較長時期內(nèi)保持穩(wěn)定。 影響生態(tài)平衡的因素既有自然的，也有人為的。自然因素如火山、地震、海嘯、林火、臺風(fēng)、泥石流和水旱災(zāi)害等常

25、常在短期內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)破壞或毀滅。受破壞的生態(tài)系統(tǒng)在一定時期內(nèi)有可能自然恢復(fù)或更新。人為因素包括人類有意識“改造自然”的行動和無意識造成對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。例如，砍伐森林、疏干沼澤、圍湖圍海(墾殖)和環(huán)境污染等。這些人為因素都能破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，引起生態(tài)失調(diào)，直接或間接地危害人類本身。所謂的“生態(tài)危機(jī)”大多是指人類活動引起的此類生態(tài)失調(diào)?？諝夂痛髿猓喝祟?、植物、動物和建筑物暴露于其中的室外空氣為空氣。而在大氣物理學(xué)、大氣氣象學(xué)、自然地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)的研究中，常常以大區(qū)域或全球性的氣流為研究對象常用大氣，是指環(huán)繞地球的全部空氣的總和。大氣污染：大氣污染是指大氣中的污染物及二次污染物的濃度達(dá)

26、到有害程度的現(xiàn)象。向大氣排放各種有毒、有害氣體和飄塵等污染物；中心排放物超過一定界限，則造成對人類和其它生物的危害由污染源直接排入大氣的污染物是造成大氣污染的主要原因。二次污染物是指排入環(huán)境中的污染物在各種因素作用下發(fā)生變化或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成的新的污染物，又稱繼發(fā)性污染物。 大氣污染形成具備的條件：（1）大氣污染源（2）大氣作用（3）復(fù)雜地形（4）受害對象空氣污染對人體的危害途徑：呼吸道吸入；隨食物和飲水?dāng)z入；體表接觸侵入。人類的生產(chǎn)生活活動可能改變大氣組成引起大氣污染。由于大氣的整體性和流動性，大氣環(huán)境問題常常是全球性的、區(qū)域性的。目前國際關(guān)注的三大環(huán)境問題：全球性的酸雨、C

27、O2濃度的增加（溫室效應(yīng)）、臭氧層的破壞都成為全球性的環(huán)境問題。 酸雨：由于人類活動的影響，使降水中溶入其它酸性物質(zhì)，從而使其pH值降到5.6以下的降水。酸雨的形成：是復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，是由自然排放和人為活動等釋放到大氣中的SO2或NOx通過氧化反應(yīng)（氣相或液相反應(yīng)），生成硫酸或硝酸和亞硝酸，附在凝結(jié)核上降落到地面上的。影響與危害：（1）損害水生、陸生生物：如魚類和森林（2）對人體健康影響：使有毒重金屬溶入飲用水中，危害飲用者（3）腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件、油漆以及名勝古跡等大氣污染物按照大氣污染物的存在形式，可以分為顆粒物質(zhì)和氣態(tài)物質(zhì)。所謂顆粒物質(zhì)是指大氣中粒徑不同的固體、液體和氣

28、溶膠體。氣態(tài)污染物質(zhì)主要有含硫化合物、氮化合物、碳?xì)浠衔铩⑻佳趸衔?、鹵素化合物等。這些氣態(tài)物質(zhì)對人類生產(chǎn)、生活以及對生物所產(chǎn)生的危害主要是因其化學(xué)行為造成的。一次污染物：主要包括碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和微粒物質(zhì)；反應(yīng)性污染物：性質(zhì)不穩(wěn)定，在大氣中常與某些其它物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，或作為催化劑促進(jìn)其它污染物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；非反應(yīng)性污染物：性質(zhì)較為穩(wěn)定，它不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或反應(yīng)速度很緩慢；二次污染物：由一次污染物經(jīng)各種反應(yīng)生成的一系列新的污染物，常見的有：臭氧、過氧化乙酰硝酸脂(PAN)、硫酸及硫酸鹽氣溶膠、硝酸及硝酸鹽氣溶膠。以及一些活性中間產(chǎn)

29、物，如過氧化氫基(HO2)、氫氧基(OH)、過氧化氮基(NO3)和氧原子等。 一氧化碳危害對植物及有關(guān)的微生物均無害能與血紅素作用生成羧基血紅素，血紅素與CO的結(jié)合能力比與氧的結(jié)合能力大200300倍，即使CO的濃度降低千分之一，CO的絡(luò)合物仍優(yōu)先形成。因此，使血液攜帶氧的能力降低而引起缺氧，出現(xiàn)頭痛、暈眩，甚至死亡。二氧化碳危害：無毒但它會危害生命，空氣中CO2濃度高時能造成缺氧窒息，呼吸CO2含量高的空氣能刺激中樞并使呼吸加快。CO2是溫室氣體，空氣中的CO2含量增加，還會引起空氣溫度上升。 氮氧化物危害：當(dāng)空氣中NO含量較高時，NO通過氣管、肺進(jìn)入血液中和紅血球反把血紅朊變成正鐵血紅阮而

30、有血液毒害，同時也作用于中樞神經(jīng)而產(chǎn)生麻痹作用，引起痙攣、運(yùn)動失調(diào)；NO2是赤褐色劇毒性的氧化劑，因為刺激性比較弱，所以能侵入到肺臟深處及肺毛細(xì)管，數(shù)小時能引起肺水腫而致死，或因持續(xù)性閉塞性支氣管炎而致死。此外，NO2還會毀壞棉花、尼龍等織物；損害植物，使落葉增多，發(fā)生萎黃病。硝氣是以NO2為主，同時含有NO，有時含有亞硝酸、硝酸等的煙霧性氣體。硝氣是刺激性氣體，高濃度時最初對氣管上皮有強(qiáng)烈刺激，引起咳嗽、肺刺激，最終引起肺氣腫而死亡。氨(NH3)是自然界任何一種含氮有機(jī)物，在沒有空氣的情況下分解產(chǎn)生的。在有機(jī)物發(fā)生腐壞作用的地方以及某些生產(chǎn)氨的工廠都會有氨的污染。氨污染的慢性中毒會產(chǎn)生消化機(jī)

31、能障礙、慢性結(jié)膜炎、慢性支氣管炎，有時有血痰、耳聾、食道狹窄等癥狀。鹵素化合物：主要污染物質(zhì)：氟與氟化氫、氯與氯化氫；它們都有較強(qiáng)的刺激性，很大的毒性和腐蝕性，氟化氫甚至可以腐蝕玻璃。SiO2+4HF=SiF4+2H2O來源：工業(yè)生產(chǎn)中排放出來的，例如：氯堿廠液氯生產(chǎn)排出的廢氣、提取金屬鈦時排出的廢氣等；用途：漂白紙張、布匹，消毒飲用水；危害：腐蝕性和對大氣臭氧層的破壞等；鹵素化合物危害：氟污染：可以和人體內(nèi)的鈣、鎂、錳等離子結(jié)合，抑制許多種酶，使骨細(xì)胞能量供應(yīng)不足，造成骨細(xì)胞營養(yǎng)不良。例如：氟化鈣還可抑制骨磷酸化酶，使骨中鈣代謝紊亂，鈣的吸收和積蓄過程減緩，并可從骨組織中游離出來，導(dǎo)致形成氟

32、骨癥，斑釉齒癥。氯氣：黃綠色具有強(qiáng)烈刺激性的氣體；容易和其它元素結(jié)合；可引起呼吸道、眼結(jié)膜及皮膚的刺激癥狀；同時可使受污染區(qū)的金屬物件腐蝕、生銹，衣服等織品變色、發(fā)脆。微粒物質(zhì)：微粒是指空氣中分散的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)，直徑約0.0002微米和500微米之間，包括氣溶膠、煙、塵、霧和炭煙等。 未燃燒的有機(jī)化合物：組成：礦物質(zhì)燃料的未燃成分。來源：大氣中除含有微量的甲烷外，其余的有機(jī)成分均來自人類活動，如煉焦、化工和汽車排氣等。危害：一般來講，飽和的低級烴多具有麻醉性，中級烴麻醉性和刺激性有所增加，而高級烴中還具有致癌的物質(zhì)。不飽和烴具有強(qiáng)烈刺激性，麻醉性。芳香烴中的低級烴刺激性、毒性最強(qiáng)，但側(cè)鏈增加

33、時，其刺激性增強(qiáng)，毒性減少。多環(huán)芳烴是環(huán)境中存在的強(qiáng)致癌物質(zhì)。多環(huán)芳烴來源有兩個：一為微生物、原生動物、藻類和高等植物的合成；二為人為的高溫裂解反應(yīng)、開放燃燒和自然界的火山活動所致。但多環(huán)芳烴的主要來源是煤的燃燒、鋼鐵企業(yè)中焦炭的生產(chǎn)和開放燃燒。食品工業(yè)中多環(huán)芳烴有所增加是由于炸、燒、烤、烘、熏魚肉食品所致。 多環(huán)芳烴危害：早在六十多年前，人們就開始認(rèn)識到某些多環(huán)芳烴，特別是苯并芘類化合物有致癌特性。多環(huán)芳烴（PAHs主要是由煤、石油、木材等不完全燃燒形成，廣泛分布于大氣顆粒物(氣溶膠)、土壤與沉積物及冰雪中不能融化的組分中，可通過呼吸污染空氣、煙草煙霧，消化某些食物和飲料而進(jìn)入人體，特別是被

34、呼吸道吸入的氣溶膠細(xì)顆粒物上的PAHs等，對哺乳類動物及人類有致癌、致畸、致突變作用，被多環(huán)芳烴污染的地區(qū)，肺癌發(fā)病和死亡率就高。另外，許多多環(huán)芳烴與皮膚長期接觸會導(dǎo)致皮膚癌。 光化學(xué)煙霧：進(jìn)入大氣的一次污染物通過一系列的化學(xué)反應(yīng)可以生成二次污染物，如“倫敦?zé)熿F”和“光化學(xué)煙霧”等。倫敦?zé)熿F主要是SOx和微粒(其主要成分是氧化鐵)的混合物，經(jīng)化學(xué)作用，生成硫酸而危害人類的呼吸系統(tǒng)；光化學(xué)煙霧則是HC和NOx在陽光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成刺激性的產(chǎn)物。 光化學(xué)煙霧反應(yīng)是氮氧化物變化的一種特殊形式，它的反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜，生成物為光化學(xué)煙霧，光化學(xué)煙霧多在大城市中發(fā)生，通常在相對濕度較低的夏季晴天產(chǎn)

35、生，并在中午或午后達(dá)到高峰，在夜間污染物的濃度顯著降低。光化學(xué)煙霧之所以在大城市發(fā)生，主要原因是大城市中大量汽車排出的廢氣造成的。在汽車的廢氣中含有氮氧化物和碳?xì)浠衔?，正是它們在一定條件下產(chǎn)生了光化學(xué)煙霧。 光化學(xué)煙霧危害：刺激眼睛 這是由甲醛、過氧化苯甲酰硝酸脂(PBzN)、PAN和丙烯醛引起的。?臭氧會引起胸部壓縮、刺激粘膜、頭痛、咳嗽、疲倦等癥狀。臭氧能損害有機(jī)物質(zhì)，如橡膠、棉布、尼龍和聚酯等。目前哮喘病的增多與氧化劑的增多有關(guān)，還會引起植物毀壞。大氣污染可分為自然的和人為的兩大類。前者是自然界所發(fā)生火山爆發(fā)、地震、臺風(fēng)、森林火災(zāi)等自然災(zāi)害所造成的。后者是人類活動所排放的有毒有害氣體所

36、造成的。目前，一般所說的大氣污染多指后者。人為造成大氣污染的污染源較多，根據(jù)不同的研究目的以及污染源的特點，污染源的類型有四種劃分方法： （1）按污染源存在的形式：劃分為固定污染源和移動污染源，此劃分法適用于進(jìn)行大氣質(zhì)量評價時繪制污染源分析圖。固定源就是位置和地點固定不變的污染源。主要指工礦企業(yè)在生產(chǎn)中排放的大量污染物。冶金、鋼鐵、建材等工業(yè)企業(yè)都是對大氣環(huán)境污染嚴(yán)重的固定源。流動污染源是指交通工具在行駛時向大氣中排放的有害氣體而形成的污染源。(2)按污染物排放的方式可劃分為高架源、面源、線源，此劃分法適用于大氣擴(kuò)散計算。(3)按污染物排放的時間可劃分為連續(xù)源、間斷源、瞬時源，此劃分方法適用于

37、分析大氣污染物排放的時間規(guī)律。(4)按人類社會活動功能劃分，還可以分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源和生活污染源等。工業(yè)污染源： 由火力發(fā)電、鋼鐵、化工和硅酸鹽等工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程、中所排放的煤煙、粉塵及有害化合物等形成的污染源。此類污染源由于不同工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)和流程工藝的不同，其所排放的污染物種類和數(shù)量大不相同，但有一個共同的特點是，排放源集中、濃度高、局地污染強(qiáng)度高。是城市大氣污染的罪魁禍?zhǔn)住?農(nóng)業(yè)污染源：主要是不當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥、有機(jī)糞肥等過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)揮發(fā)擴(kuò)散，以及施用后期NOX、CH4、揮發(fā)性農(nóng)藥成分從土壤中逸散進(jìn)入大氣等形成的污染源。 交通運(yùn)輸污染源 由汽車、飛機(jī)、

38、火車和輪船等交通運(yùn)輸工具運(yùn)行時向大氣中排放的尾氣。這類污染源屬流動污染源，主要污染物是煙塵、碳?xì)浠衔?、NOX、金屬塵埃等，是城市大氣環(huán)境惡化的主要原因之一。 生活污染源：是指居民日常燒飯、取暖、沐浴等活動，燃燒化石燃料而向大氣排放煙塵、SO2 、NOX等污染物。這類污染源屬固定源，具有分布廣、排量大、污染高度低等特點，是一些城市大氣污染不可忽視的污染源。但是，隨著城市電氣化的推進(jìn)，城市生活污染源將從根本上得到遏制。 污染物質(zhì)在大氣中的遷移和轉(zhuǎn)化： 污染物質(zhì)排入大氣以后，在大氣環(huán)境中通過一系列物理的和化學(xué)的作用產(chǎn)生了多種變化。這些變化改變了污染物質(zhì)的濃度、污染的范圍和性質(zhì)，并在一定條件下從一種

39、化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成另一種化學(xué)物質(zhì)。(1)污染物質(zhì)在大氣中的化學(xué)變化；(2)污染物質(zhì)在大氣中的擴(kuò)散和輸運(yùn)； 當(dāng)污染物排入大氣后，除發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外，還要發(fā)生物理變化過程，主要包括擴(kuò)散和輸運(yùn)光化學(xué)反應(yīng)：分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。初級過程A+hv->A*次級過程初級過程中反應(yīng)物與生成物之間進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng)。光化學(xué)第一定律只有被分子吸收的光才能引起分子的光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)第二定律在初級反應(yīng)中，一個反應(yīng)分子吸收一個光子而被活化。光化學(xué)煙霧現(xiàn)象：大氣中碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOX）等一次污染物在陽光照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二次污染物，這種由參加反應(yīng)的一、二次污染物的混合物

40、（包括氣體污染物和氣溶膠）形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。特點：藍(lán)色煙霧，強(qiáng)氧化性，具有強(qiáng)刺激性，使大氣能見度降低，在白天生成傍晚消失，高峰在中午。形成條件：1.大氣中有氮氧化合物和碳?xì)浠衔锎嬖?.大氣濕度較低3.有強(qiáng)陽光照射光化學(xué)煙霧的控制對策：（1）控制反應(yīng)活性高的有機(jī)物的排放；（2）控制臭氧的濃度1、SO2的氣相氧化直接光氧化SO2+hv(290-340nm)->1SO2SO2+hv(340-400nm)->3SO21SO2為單重態(tài)，不穩(wěn)定，3SO2為三重態(tài),是大氣環(huán)境中重要的SO2物質(zhì)形態(tài)，能量較高的單重態(tài)分子躍遷到三重態(tài)或回到基態(tài)：1SO2+M->3SO2+M

41、1SO2+M->SO2+M因此，激發(fā)態(tài)的SO2主要以三重態(tài)存在，并進(jìn)一步反應(yīng)如下：SO2+O2->SO4->SO3+OSO4+SO2->SO3被自由基氧化so2+ho-(M)->HOS2HOSO2+O2-(M)->HO2+SO3SO3+H2O->H2SO4反應(yīng)中生成的 HO2，通過反應(yīng):HO2+NO->HO+NO2使得HO又再生，上述氧化過程又循環(huán)進(jìn)行，其決定步驟為SO2和HO的反應(yīng)。被氧原子氧化NO2+hv-（K1）->NO+OSO2+O-(K4)->SO3硫酸煙霧型污染:由于煤燃燒而排放出來的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的

42、硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。特點:發(fā)生在冬季，氣溫低，濕度高，日光弱。 SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳、鐵、氨的催化作用而加速，硫酸煙霧型污染屬于還原性混合物，稱還原性煙霧。酸性降水:指通過降水將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程，最常見的就是酸雨，稱濕沉降。降水的化學(xué)組成(1)大氣中固定的氣體組分（2）無機(jī)物（3）有機(jī)物（4）光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物（5）不溶物酸雨的化學(xué)組成：H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+ SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-其中起主要作用的是SO42-，其次是NO3-和CI-，我國的酸雨主要是硫酸型的。3、影響酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排

43、放（2）大氣中的NH3（3）顆粒物的酸度及其緩沖能力（4）天氣形勢的影響大氣顆粒物大氣顆粒物是大氣的一個組成部分，參與大氣降水過程，大氣中有毒物質(zhì)可以是無機(jī)物也可以是有機(jī)物，主要分布在氣溶膠中看作污染源。大氣顆粒物的分類總懸浮顆粒物飄塵降塵 可吸入粒子大氣顆粒物的化學(xué)組成無機(jī)顆粒物有機(jī)顆粒物大氣污染的危害： 一、大氣污染與人類健康 由于人類生產(chǎn)活動造成對大氣的污染，如化石燃料燃燒時向空氣中排放二氧化碳、氫氧化物和煙塵等；工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的各種有害氣體和固態(tài)物質(zhì)；農(nóng)田施肥時飛散的農(nóng)藥也可進(jìn)入大氣成為大氣污染物。當(dāng)這些污染物的濃度超過大氣自凈能力時，就會使大氣質(zhì)量惡化，對人、動物和社會財產(chǎn)產(chǎn)生明

44、顯的“損害效應(yīng)”，在嚴(yán)重情況下，將危及人類的生命。大氣污染主要對人體呼吸系統(tǒng)致病，如鼻炎、咽炎、支氣管炎、哮喘病、肺炎、肺氣腫和肺癌等。 大氣中的污染物質(zhì)主要是飄塵、二氧化硫、光化學(xué)煙霧和一氧化碳等，它們對人體危害機(jī)理各有不同。 煙塵微粒是指分散于大氣中的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)，如煙、塵、霧和煙黑等，其粒徑在0.001500微米之間。煙塵微粒對人體危害的程度隨其性質(zhì)及粒徑大小有所不同。大于10微米的煙塵微粒，幾乎都可被鼻腔和咽喉所捕集，而不進(jìn)入肺泡；10微米以下的飄塵，經(jīng)過呼吸道沉積于肺泡，如被溶解，就會直接進(jìn)入血液，有可能造成血液中毒；侵入肺組織或淋巴結(jié)可引起塵肺。塵肺因吸入粉塵種類不同而各不相同，

45、煤礦工人吸入煤灰形成煤肺；玻璃廠或石粉加工工人吸入硅酸鹽粉塵形成矽肺；石棉廠工人多患有石棉肺等。 以燃煤造成的污染源所排放的二氧化硫和飄塵，在冬季無風(fēng)或微風(fēng)、有霧和出現(xiàn)逆溫等不利于大氣污染物擴(kuò)散和稀釋的情況下，就會連續(xù)不斷地積蓄起來，形成煙霧，籠罩在城市的上空，持續(xù)數(shù)日不散，從而造成急性死亡事件倫敦四次煙霧事件。倫敦?zé)熿F事件的“主犯”是飄塵，“幫兇”是二氧化硫，即二者協(xié)同作用的結(jié)果。二氧化硫是水溶性化學(xué)物質(zhì)，因而對水有浸潤性，這樣，當(dāng)二氧化硫進(jìn)入呼吸道時，大部分為氣管以上的部分所吸收不會進(jìn)入肺腔，也不會對肺部造成損害。但當(dāng)存在飄塵的情況下，二氧化硫就會吸附在飄塵上，隨呼吸道進(jìn)入肺腔深部，對肺泡

46、造成損害，刺激支氣管產(chǎn)生窄縮反應(yīng)(痙攣)，甚至使人窒息死亡。它還能使慢性心肺疾病的患者癥狀惡化或死亡。空氣中的塵埃、飛沫、滴核等顆粒（氣溶膠），也是傳播病毒的媒介，一些帶有病毒、直徑在0.160m大小的顆粒它們長期懸浮在空氣中，隨風(fēng)和氣流四處遷移。氣溶膠產(chǎn)生于人類活動、廢水流動以及污水灌溉等過程中，病毒依附于氣溶膠顆粒表面，隨人的呼吸而引起上呼吸道病毒感染。氣溶膠中所含的病毒量常比水環(huán)境中高100倍以上。少數(shù)腸道病毒也可通過此途徑轉(zhuǎn)移而危害人體。 二氧化硫是無色但具有特殊臭味的刺激性氣體；濃度低：刺激上呼吸道；濃度高：刺激呼吸道深部；刺激或損傷造血器官；破壞肌體內(nèi)正常的新成代謝； 二氧化硫氧化

47、成三氧化硫或氧化成硫酸霧，對人體危害更大，因為三氧化硫或硫酸霧可以直接進(jìn)入肺的深部； 除了上述急性危害以外，還造成對人體的許多慢性危害，主要表現(xiàn)在對呼吸道、肺部和心臟的影響上。 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧是一種特殊混合物的統(tǒng)稱，包括反應(yīng)物和生成物。在碳?xì)浠衔锖蜌溲趸衔锿瑫r存在，且有陽光照射時的城市大氣中。光化學(xué)煙霧是在十分復(fù)雜的體系里發(fā)生的，氣象條件、污染物的連續(xù)排放和化學(xué)反應(yīng)等都起著重要作用。突然發(fā)生，來勢迅猛，受害者多為戶外活動的人；受害者的癥狀多為流淚、眼睛刺痛、口渴、聲音嘶啞、咳嗽、呼吸困難、眩暈、頭痛、手足麻木和全身疲倦，重者還出現(xiàn)意識障礙。一氧化碳：一氧化碳對人類和動物的毒性作用是由

48、于它同血液中血紅蛋白(Hb)的可逆反應(yīng) HbO2+CO=HbCO+O2但是血紅蛋白更容易與一氧化碳親和，因此在有一氧化碳存在的情況下，就會降低血液的載氧能力，致使機(jī)體細(xì)胞得到的氧較少。另一方面，血紅蛋白同一氧化碳的結(jié)合還會減弱氧合血紅蛋白(HbO2)解離成血紅蛋白和氧的過程，使血液中的氧不能提供給細(xì)胞，因此，即使血液中載有幾倍于身體所需的氧，也可能發(fā)生缺氧癥。癥狀有頭痛、眩暈等，同時還使心藏過度疲勞，甚至死亡。 氮氧化物：構(gòu)成大氣污染的氮氧化物，主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。NO對人體的生理 影響目前還不十分清楚。NO2是對呼吸器官有刺激性的氣體，NO2的中毒常作職業(yè)病來對待，可

49、引起肺水腫，以及由慢性中毒而引起的慢性支氣管炎和肺水腫。在某些中毒病例中還見到有全身性反應(yīng)，其表現(xiàn)為血壓降低、血管擴(kuò)張、血液中生成變性血紅素，以及對神經(jīng)系統(tǒng)有一定的麻醉作用等。多環(huán)芳烴：多環(huán)芳烴是指分子中含有兩個或兩個以上的苯環(huán)的化合物。根據(jù)苯環(huán)的連接方式分為聯(lián)苯類、多苯代脂肪烴和稠環(huán)芳香烴三類。多環(huán)芳烴是一類惰性較強(qiáng)的碳?xì)浠衔?，由于這種較強(qiáng)的惰性致使它們比較穩(wěn)定，能廣泛地存在于水、土壤中，特別是大氣飄塵中。某些多環(huán)芳烴(圖7-4)是最強(qiáng)致癌物質(zhì)。目前已對2000多種化合物作了致癌試驗，發(fā)現(xiàn)有致癌作用的有500余種，其中200余種系芳香烴類。在這些致癌物中多環(huán)芳烴是重要的一類。 甲醛甲醛(H

50、CHO)是一種無色，有刺激性的氣體，易溶于水、醇和醚，其中40的水溶液稱為“福馬林”，此溶液的沸點為19，因此在室溫時即易揮發(fā)，遇熱更甚。環(huán)境中的甲醛在工業(yè)上甲醛的用途廣泛，是制造樹脂、油漆、塑料、人造纖維等的原料。在醫(yī)院和科學(xué)實驗室，常作為消毒劑和防腐劑。近年來，居室的內(nèi)裝飾過程中大量使用含醛樹脂、脲醛泡沫塑料、使用含醛油漆等致使家庭居室空氣中甲醛含量增加可達(dá)0.05-2mg/m3。室內(nèi)空氣中甲醛的另一重要來源是吸煙，煙草煙霧中的甲醛濃度相當(dāng)高，在30 m3的室內(nèi)吸煙兩支，可使室內(nèi)空氣中甲醛增高到0.1mg/ m3以上。大氣污染與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：工業(yè)的危害主要有兩種：一是大氣中的酸性污染物如二氧

51、化硫、二氧化氮等對工業(yè)材料、設(shè)備和建筑設(shè)施的腐蝕；另一個是飄塵增多給精密儀器、設(shè)備的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試和使用帶來的不利影響。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響是非常大的。其中酸雨會使生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受害。例如：酸雨使瑞典和挪威上千個湖泊酸化，漁業(yè)遭到破壞，并且損害了大批森林。環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)。二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級）一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)空氣污染指數(shù)(AIR POLLUTION INDEX，簡稱API)

52、是一種反映和評價空氣質(zhì)量的方法，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式、并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度，其結(jié)果簡明直觀，使用方便，適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。 空氣污染指數(shù)的確定原則：空氣質(zhì)量的好壞取決于各種污染物中危害最大的污染物的污染程度?？諝馕廴局笖?shù)是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和各項污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響來確定污染指數(shù)的分級及相應(yīng)的污染物濃度限值。 分級標(biāo)準(zhǔn)：(1)空氣污染指數(shù)(API)50點對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值一級標(biāo)準(zhǔn)；(2)API100點對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)；(3)API200點對應(yīng)的污染物

53、濃度為國家空氣質(zhì)量日均值三級標(biāo)準(zhǔn)；(4)API更高值段的分級對應(yīng)于各種污染物對人體健康產(chǎn)生不同影響時的濃度限值，API500點對應(yīng)于對人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害時各項污染物的濃度。 空氣污染指數(shù)的計算方法I=(I大-I小)（C-C?。?（C大-C小）+I小C大與C?。涸贏PI分級限值表（表1）中最貼近C值的兩個值，C大為大于C的限值，C小為小于C的限值。 I大與I?。涸贏PI分級限值表（表1）中最貼近I值的兩個值，I大為大于I的值，I小為小于I的值。全市主要污染物的選?。?? 各種污染物的污染分指數(shù)都計算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API，則該項污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。

54、API = max(I1,I2IiIn） 假定某地區(qū)的PM10日均值為0.215毫克/立方米，SO2日均值為0.102毫克/立方米，NO2日均值為0.080毫克/立方米。試確定該地區(qū)首要污染物 。解：I PM10 （200100）/（0.3500.150）×(0.2150.150) +100132I SO2 （10050）/（0.150.05）×(0.1020.05) +5076 I NO2 （10050）/（0.1200.080）×(0.0800.080) +5050 API =max（132,76,50）=132 首要污染物為可吸入顆粒物（PM10）。 大氣污

55、染的控制與防治：大氣污染的控制 合理的工業(yè)布局、改進(jìn)燃燒技術(shù)等大氣污染的治理 除塵裝置、生物法、催化法等土壤的重要性一、土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地二、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分三、土壤管理是植物生產(chǎn)和動物生產(chǎn)的基礎(chǔ)四、土壤是具有再生作用的自然資源 五、土壤是最珍貴的自然資源 在人類賴以生存的物質(zhì)生活中，人類消耗的約80以上的熱量，75以上的蛋白質(zhì)和大部分的纖維都直接來源自土壤。 土壤在植物生長中的特殊作用1、營養(yǎng)庫的作用2、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用3、雨水涵養(yǎng)作用4、生物的支撐作用5、穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化的作用土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中起著極重要作用：保持生物活性，多樣性和生產(chǎn)性；對水體和溶質(zhì)

56、流動起調(diào)節(jié)作用；對有機(jī)、無機(jī)污染物具有過濾、緩沖、降解、固定和解毒作用；具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分和其它元素的功能。 土壤管理是植物生產(chǎn)和動物生產(chǎn)的基礎(chǔ)：植物生產(chǎn)和動物生產(chǎn)都直接或間接以土壤為基地而實現(xiàn)，因此對土壤進(jìn)行合理利用、科學(xué)管理，是保證動植物正常生產(chǎn)的前提。 （1）科學(xué)規(guī)劃，宜農(nóng)則農(nóng)，宜林則林，宜牧則牧。 （2）用地和養(yǎng)地相結(jié)合（科學(xué)施肥，灌溉），促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。 （3）植物生產(chǎn)動物生產(chǎn)廢棄物堆肥培肥土壤。土壤管理是植物生產(chǎn)和動物生產(chǎn)的基礎(chǔ)植物生產(chǎn)和動物生產(chǎn)都直接或間接以土壤為基地而實現(xiàn)，因此對土壤進(jìn)行合理利用、科學(xué)管理，是保證動植物正常生產(chǎn)的前提。 （1）科學(xué)規(guī)劃，宜農(nóng)則農(nóng)，宜林則林，宜牧則牧