大氣污染生態(tài)學(xué)

污染物對大氣生態(tài)系統(tǒng)的影響大氣圈大氣組成：主要由氮、氧、氬和二氧化碳等組成。還有少量臭氧。從地球表面10–25km形成臭氧層，可以大量吸取太陽的紫外線。還有水氣、其它液體已經(jīng)固體雜質(zhì)。大氣圈的結(jié)構(gòu)：依據(jù)大氣溫度的垂直分布，可將大氣分為對流層、平流層、中間層、暖層、散逸層等五層。其中對流層受人類活動影響顯著，云、霧、雨雪等主要氣候現(xiàn)象都發(fā)生在對流層；平流層包含臭氧層。大氣生態(tài)系統(tǒng)及其污染大氣生態(tài)系統(tǒng)污染：人類活動解除的污染物擴散到大氣中，變更了自然空氣的理化性質(zhì)，并干脆對人體、動植物和微生物產(chǎn)生影響，或者變更氣候影響到生命生長和發(fā)育。進入大氣中的有害成分統(tǒng)稱為大氣污染物。城市和工業(yè)區(qū)上空的空氣污染較嚴峻。

大氣污染源：

自然污染源：火山噴發(fā)、森林大火、土壤風(fēng)化等產(chǎn)生的沙塵、二氧化硫、一氧化碳等。

人為污染源：工業(yè)排放、汽車排放、家庭爐灶排放等。有可分為點源、面源、線源等。主要大氣污染物氣溶膠狀態(tài)污染物：

煙：一般指冶金過程中形成的固體粒子的氣溶膠。是熔融物揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物，生成過程伴隨著氧化過程。煙粒子直徑為0.1-1微米。粉塵：指懸浮在氣體中的小固體顆粒，受重力作用可發(fā)生沉降，但在確定時間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。粉塵粒子直徑為1-100微米。飛灰：燃燒過程產(chǎn)生的煙氣解除的分散得很細的無機灰分。黑煙：燃料燃燒過程產(chǎn)生的能見氣溶膠，是不完全燃燒的產(chǎn)物。

霧：氣體中液滴懸浮體的總稱。主要大氣污染物氣體狀態(tài)污染物：

碳氧化物：一氧化碳和二氧化碳等，二氧化碳可引起溫濕效應(yīng)

硫氧化物：二氧化硫等碳氫化合物：很多多環(huán)芳烴類對人體和其它動物有害。碳氫化合物可促進光化學(xué)煙霧的形成。氮氧化物：一氧化氮、二氧化氮等二氧化氮可參與光化學(xué)煙霧的形成。大氣污染與氣象的關(guān)系風(fēng)對污染物的影響

風(fēng)向：影響污染物的水平擴散方向。風(fēng)速：影響污染物稀釋作用的強弱。大氣中最大污染物濃度常出現(xiàn)在靜風(fēng)或微風(fēng)的地方。湍流大氣中風(fēng)速、方向的無規(guī)則變更或搖擺稱為大氣湍流。污染物在大氣中的稀釋主要是靠湍流擴散來進行的。地方性風(fēng)場海陸風(fēng)：海（湖）風(fēng)和陸風(fēng)的總稱，發(fā)生在海（湖）和陸地交界地帶，是日為周期。白天水體吸取熱量而升溫比陸地的慢，陸地上熱而輕的空氣上升，由水域上的空氣流向陸地補充，形成海風(fēng)；夜間陸地降溫比水體的快，水面空氣上升，陸面空氣流向水域補充，形成陸風(fēng)。山谷風(fēng)：發(fā)生在山區(qū)，以日為周期。白天山坡吸取太陽光升溫比山谷快，氣流沿山坡上升，形成谷風(fēng)；夜間山坡降溫比山谷的快，冷空氣順著山坡流向山谷，形成山風(fēng)。地方性風(fēng)場城市熱島：城市建筑、地面白天吸取大量的太陽輻射能，夜間釋放緩慢，低層空氣冷卻慢；而城市上空具有溫室效應(yīng)的氣體和煙霧，使地面有效輻射減弱。這樣導(dǎo)致城市的熱量凈收入比四周地區(qū)多，平均氣溫高于四周地區(qū)，形成城市熱島。城市熱島可使四周地區(qū)的空氣流向城市即城市熱島環(huán)流，可將四周工業(yè)區(qū)的污染物帶入城區(qū)，造成嚴峻污染。邊界層溫度逆溫：在邊界層中由于氣象和地形等條件的影響，有時會出現(xiàn)氣溫會隨著高度上升反而上升的現(xiàn)象。逆溫層又可稱為阻擋層。世界上一些重要的事務(wù)的發(fā)生都與逆溫層的形成有關(guān)，如洛山磯光化學(xué)煙霧事務(wù)，倫敦?zé)熿F事務(wù)等。

降水：

各種形式的降水可將大氣中的污染物清洗到地球表面。表明降水可以凈化空氣。大氣污染生態(tài)效應(yīng)大氣污染對植物的影響急性危害：高濃度下短時間內(nèi)便產(chǎn)生的危害。如高濃度SO2。慢性危害：低濃度污染物長期影響下造成的危害。如低濃度SO2的危害。不行見危害：在低濃度污染物長期影響下，植物外表不出現(xiàn)受害癥狀，但植物體內(nèi)的生理機能受到影響，產(chǎn)量下降，品質(zhì)變劣。間接危害：降低植物對病蟲和逆境的抗拒實力。劑量：污染物的濃度和接觸時間的聯(lián)合作用。臨界劑量：污染物引起植物損害的最低劑量。大氣污染對動物的影響干脆危害：動物干脆吸入含有污染物空氣引起死亡。如一些工廠四周的樹木死光。間接危害：大氣中的污染物沉降到土壤和水體后，通過植物富集進入食物鏈引起動物死亡。如銅礦冶煉廠排放出含砷的廢氣污染四周的牧草，牲畜食用后引起死亡。粉塵污染的空氣能使動物體質(zhì)變?nèi)?。大氣污染對人體的影響進入體內(nèi)的途徑：呼吸道：是最重要的途徑因為肺泡的表面積大，而且血管豐富，吸取的量大。皮膚上的毛孔食物飲水

危害：急性中毒；慢性中毒；致癌作用。大氣污染對一些金屬制品、建筑物、油漆涂料、紡織品、橡膠制品、皮革制品等產(chǎn)生危害。煙霧的生態(tài)效應(yīng)倫敦?zé)熿F1952年12月5-8日，由于低溫、高濕并存在逆溫，使大氣中的污染物擴散受阻地面空氣中的煙塵濃度達到4.46mg/L，是平常的10倍，二氧化硫是平常的6倍，導(dǎo)致很多市民感到胸悶、并有咳嗽、喉痛、嘔吐等癥狀發(fā)生，很多人發(fā)生呼吸系統(tǒng)疾病，4天內(nèi)有4000人死亡，過后一個月仍有8000人死亡。

成因：氣象和氣候條件：存在逆溫現(xiàn)象?？諝庵泻袩焿m、霧、二氧化硫等存在。光化學(xué)煙霧由工廠、汽車等排放的烴類化合物和氮氧化合物等一次污染物，在陽光的作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、過氧乙酸硝酸酯（PAN）等二次污染物，這一次污染物和二次污染物的混合物形成的煙霧污染現(xiàn)象。如洛山磯在1943-1967年多次發(fā)生這種危害，使人和動物的眼睛、黏膜、呼吸系統(tǒng)受到損害，影響植物的生長等。

成因：氣象和氣候條件：存在太陽輻射，大氣相對濕度較低?？諝庵泻袩N類化合物和氮氧化和物等存在，如早晨繁忙的交通。。馬斯河谷煙霧事務(wù)1930年比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)。在這個狹窄的河谷里有煉油廠、金屬廠、玻璃廠等很多工廠。12月1日到5日的幾天里，河谷上空出現(xiàn)了很強的逆溫層，致使13個大煙囪排出的煙塵無法擴散，大量有害氣體積累在近地大氣層，對人體造成嚴峻損害。一周內(nèi)有60多人喪生，其中心臟病、肺病患者死亡率最高，很多牲畜死亡。這是20紀最早記錄的公害事務(wù)。印度博帕爾事務(wù)1984年12月3日，美國聯(lián)合碳化公司在印度博帕爾市的農(nóng)藥廠因管理混亂，操作不當，致使地下儲罐內(nèi)劇毒的甲基異氰酸脂因壓力上升而爆炸外泄。45噸毒氣形成一股濃密的煙霧，以每小時5000米的速度攻擊了博帕爾市區(qū)。死亡近兩萬人，受害20多萬人，5萬人失明，孕婦流產(chǎn)或產(chǎn)下死嬰，受害面積40平方公里，數(shù)千頭牲畜被毒死。多諾拉煙霧事務(wù)1948年美國的賓夕法尼亞州多諾拉城有很多大型煉鐵廠、煉鋅廠和硫酸廠。1948年10月26日早晨，大霧充溢，受反氣旋和逆溫限制，工廠排出的有害氣體擴散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉嚨痛、頭痛胸悶、嘔吐、腹瀉。17人死亡。酸雨的生態(tài)效應(yīng)酸雨的形成

酸雨：是pH值小于5.6的酸性大氣降水，包括雨、雪、冰雹、露、霜及霧等?？諝庵卸趸嫉臐舛?21mg/m3，此時被二氧化碳飽和的雨水的pH值為5.6，所以清潔的大氣降水通常呈弱酸性。

成因：氣象和氣候條件：降水?？諝庵泻卸趸蚝偷趸锎嬖冢谟晁蟹謩e形成硫酸和硝酸等強酸。酸雨的生態(tài)效應(yīng)湖泊酸化：酸雨是湖泊酸化的主要緣由?？墒顾械聂~類削減，其緣由是受到酸沖擊、及影響魚類產(chǎn)卵。

植物受害：降低植物產(chǎn)量、使森林生態(tài)系統(tǒng)衰退。土壤酸化建筑物受到腐蝕危害人類健康臭氧層破壞臭氧是大氣中的微量氣體之一，主要集中在平流層20-25km的高空。它能吸取90%的紫外線，降低到達地球的紫外線劑量。另外，臭氧吸取太陽熱量，使地球表面至10km高空的對流層大氣穩(wěn)定。臭氧層破壞的緣由：排放到大氣中的CFCs等不斷增加是破壞臭氧層的主要因素。CFCs是多種含氯、氟烷烴類衍生物的總稱。CFCs是優(yōu)良的制冷劑、發(fā)泡劑、噴霧劑、清潔劑。另外，氮氧化合物也能破壞臭氧層：飛機在平流層中飛時排放，氮肥施用均能增加大氣中的氮氧化合物。

臭氧層破壞的生態(tài)效應(yīng)：生物學(xué)影響：增加皮膚癌的發(fā)病率；損害人的免疫系統(tǒng)；影響植物的生長發(fā)育；可殺死海洋中的浮游生物，破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)。

氣候?qū)W的影響溫室效應(yīng)概念：地球表面的大氣層允許短波輻射干脆透過，而吸取大部分的長波輻射，并且一以逆輻射的形式把熱量傳給地球使地表不因長波輻射而大副下降。將大氣層對地面的這種溫度疼惜作用稱為大氣的溫室效應(yīng)。溫室氣體：

二氧化碳：是大氣中濃度最大的溫室氣體。在工業(yè)革命以前，大氣的二氧化碳濃度穩(wěn)定在280ppm，而到1994年后，其濃度達到358ppm。1個ppm相當于大氣中含有7.8Gt的碳（每個G為10億噸）。

甲烷：是大氣中濃度最大的有機氣體。甲烷主要來自沼澤、稻田、牲畜反芻，其中稻田是重要來源。

NO2：是大氣中的高效溫室氣體。主要來自土壤的反硝化作用和交通排放。

鹵素炭化物：主要來自煙霧噴射劑、制冷劑、泡沫發(fā)生劑、溶劑、滅火劑。溫室效應(yīng)的危害：海平面上升：海水升溫膨脹和極地冰川溶化使海平面上升，陸地被沉沒。氣候帶移動：溫度帶和降水帶的移動，森林將遭到嚴峻破壞。臺風(fēng)、高溫、干旱和洪水等各種災(zāi)難頻繁發(fā)生。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響：二氧化碳濃度上升能夠提高作物產(chǎn)量，但一些地方由于溫度高，干旱加劇導(dǎo)致產(chǎn)量大副下降，同時溫度高病蟲害簡潔流行。

對人類健康的影響：溫度高病原菌活動頻繁，人易患病。北極因氣候變暖首次變成孤島:1979年的衛(wèi)星照片顯示，用粉色標注的北極冰層與加拿大北部（在左邊）和俄羅斯（在右邊）相聯(lián)。2008年的衛(wèi)星照片顯示，西北通道（左邊圓圈）和東北通道（右上方）都已無冰塊。(://sina

2008年09月01日13:47

中國網(wǎng))衛(wèi)星圖片顯示今年北極融冰范圍相對去年(紅線范圍)擴大很多。北冰洋中的北極熊，為登上日漸縮小的冰面，可能會精疲力竭而死。圖瓦盧50年后沉入海底海浪輕松給全島“洗澡”

北極圈里的愛斯基摩人看著不斷溶化的冰川，興奮得載歌載舞，因為冰川下沉睡了數(shù)千萬年的石油、礦產(chǎn)將會帶給他們更加富有的明天；而遠隔數(shù)萬公里的圖瓦盧人，卻越來越日夜難眠，北極不斷溶化的冰川就像一個個巨型炸彈，隨時都會將他們轟入海底恒久再難見藍天。大潮期間被海水沉沒的圖瓦盧沙塵暴

揚沙、沙塵暴與浮塵：揚沙和沙塵暴都是