氮循环过程及机理PPT课件

刺激眼睛
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聚合与核长大
气溶胶 光雾
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自然源、电厂以及内燃机等排放出的污染物在大气中发 生化学反应产生导致酸沉降的化学物质。
酸沉降形成过程
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人类对全球氮循环过程的扰动
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The NERC GANE programme
人类对全球氮循环过程的扰动
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The NERC GANE programme
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氮循环过程改变的后果
• 物种变化或消失
N肥 增产
N 肥 增加优势 度，减少多样性
. Tilman，19877
氮循环过程改变的后果
大气活性温室气体
– NO + NO2 (NOx): 化石燃料燃烧
• NO (高活性) 烟雾，对流层O3形成 • 酸雨 (NO2 + OH- HNO3)
– N2O: 肥料施用量增加 反硝化
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Matthieu Heine
人类对全球氮循环过程的扰动
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The NERC GANE programme
人类对全球氮循环过程的扰动
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The NERC GANE programme
大气中的转化
• 大气中的转化：以光化学氧化、催化氧化反应为主
• 例一：光化学烟雾（Photochemical Smog） – 光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下 反应生成的多种污染物的混合物。 – 光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸 酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。
• 例二：酸雨（Acid Rain）
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光化学烟雾形成过程
NO2（微量）
NNOO2 + UV → NO2*
NO*2 → NO + O
O3
O + O2 → O3
O3 + NO → NO2 + O2
O3 + HC → ↓
醛类及其它氧化物
刺激眼睛 醛类
复杂的有机化合物
紫外光 NO
汽车排气
太阳
HC
Thank you!
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• 增温潜势大 (约为CO2 的200倍, 占大气增温总贡献的6%) • 在对流层是化学惰性的，但在平流层会破坏臭氧
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氮循环过程改变的后果
大气活性温室气体 NH3: 家畜, 农田肥料施用,生物质燃烧 大气活性 气溶胶,空气污染,沉降,下风向N可利用性
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氮循环过程改变的后果
• N沉降 加速植物生长(C吸收)…到达某个临界值. • N饱和: 可利用性超出需求
NO2
紫外光
过氧酰基硝酸酯类包括过氧乙酰硝酸酯(PAN)、 过氧丙酰硝酸酯(PPN)、
过氧丁基硝酸酯(PBN)及过氧异丁基硝酸酯(PisoBN)。 其中含量最高、毒性最强的为PAN。
HC + O2 + NO2 + UV ↓
O3 + 甲醛 + PAN + 氧化产物
氧化产物
O3
PAN
甲醛、丙稀醛等
伤害植物 伤害植物 刺激眼睛
生态系统氮循环
-氮循环过程及机理、气候变化
陈书涛
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全球氮循环
通量单位：1012 g N/year；储量单位1012 g N
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2
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3
evapotranspiration
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rainfall/soil moisture4
人类活动固氮量已超过自然过程固氮量
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氮循环过Байду номын сангаас改变的后果
• 富营养化
• 浮游生物的大量繁 殖，往往使水体呈 现蓝色、红色、棕 色、乳白色等。由 于海洋富营养化时， 水体常呈现红色， 故海洋富营养化被 称为赤潮。而江河 湖泊中的富营养化 被称为水华。
–与森林生产力下降相关联(酸化产生的非直接的影响,如改 变了对寒冷的耐受性
• N饱和 N 损失 “opening” of the N cycle
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湿地生态系统氮循环
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农田生态系统氮循环
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海洋氮收支
Codispoti and Christensen, 1985 Heine et al.