大气污染生态学
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污染物对大气生态系统的影响
大气圈
大气组成：主要由氮、氧、氩和二氧化碳等组成。 还有少量臭氧。从地球表面10 – 25 km形成臭氧层， 可以大量吸收太阳的紫外线。还有水气、其它液体已 经固体杂质。 大气圈的结构：根据大气温度的垂直分布，可将大 气分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层等五 层。其中对流层受人类活动影响显著，云、雾、雨雪 等主要气候现象都发生在对流层；平流层包含臭氧层。
边界层温度
逆温：在边界层中由于气象和地形等条件的影 响，有时会出现气温会随着高度升高反而上升的现 象。逆温层又可称为阻挡层。 世界上一些重要的事件的发生都与逆温层的形成有 关，如洛山矶光化学烟雾事件，伦敦烟雾事件等。
降水：
各种形式的降水可将大气中的污染物清洗到地 球表面。表明降水可以净化空气。
主要大气污染物
气溶胶状态污染物：
粉尘：指悬浮在气体中的小固体颗粒，受重力作 用可发生沉降，但在一定时间内能保持悬浮状态。粉 尘粒子直径为1-100微米。 烟：一般指冶金过程中形成的固体粒子的气溶胶。 是熔融物挥发后生成的气态物质的冷凝物，生成过程 伴随着氧化过程。烟粒子直径为0.1-1微米。 飞灰：燃烧过程产生的烟气排除的分散得很细的 无机灰分。
氮氧化物：一氧化氮、二氧化氮等二氧化氮可参 与光化学烟雾的形成。
大气污染与气象的关系
风对污染物的影响
风向：影响污染物的水平扩散方向。 风速：影响污染物稀释作用的强弱。大气中最 大污染物浓度常出现在静风或微风的地方。
湍流
大气中风速、方向的无规则变化或摆动称为大 气湍流。污染物在大气中的稀释主要是靠湍流扩 散来进行的。
白天山坡吸收太阳光升温比山谷快，气流沿山坡 上升，形成谷风；夜间山坡降温比山谷的快，冷空气 顺着山坡流向山谷，形成山风。
地方性风场
城市热岛： 城市建筑、地面白天吸收大量的太阳辐射能， 夜间释放缓慢，低层空气冷却慢；而城市上空具 有温室效应的气体和烟雾，使地面有效辐射减弱。 这样导致城市的热量净收入比周围地区多，平均 气温高于周围地区，形成城市热岛。 城市热岛可使周围地区的空气流向城市即城 市热岛环流，可将周围工业区的污染物带入城区， 造成严重污染。
气象和气候条件：存在逆温现象。
空气中含有烟尘、雾、二氧化硫等存在。
光化学烟雾
由工厂、汽车等排放的烃类化合物和氮氧化合物等 一次污染物，在阳光的作用下发生光化学反应，生成 臭氧、醛、酮、过氧乙酸硝酸酯（PAN）等二次污染物， 这一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染 现象。如洛山矶在1943-1967年多次发生这种危害，使 人和动物的眼睛、黏膜、呼吸系统受到伤害，影响植 物的生长等。 成因：
气象和气候条件：存在太阳辐射，大气相对湿度较低。
空气中含有烃类化合物和氮氧化和物等存在，如早晨 繁忙的交通。。
wenku.baidu.com
马斯河谷烟雾事件 1930年
比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的 河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多 工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空 出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排 出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在 近地大气层，对人体造成严重伤害。一周 内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者 死亡率最高，许多牲畜死亡。这是20纪最 早记录的公害事件。
大气污染对人体的影响
进入体内的途径： •呼吸道：是最重要的途径因为肺泡的表面积大，而且 血管丰富，吸收的量大。 •皮肤上的毛孔
•食物
•饮水 危害：急性中毒；慢性中毒；致癌作用。
大气污染对一些金属制品、建筑物、油漆 涂料、纺织品、橡胶制品、皮革制品等产生 危害。
烟雾的生态效应
伦敦烟雾
地方性风场
海陆风：海（湖）风和陆风的总称，发生在海 （湖）和陆地交界地带，是日为周期。
白天水体吸收热量而升温比陆地的慢，陆地上热 而轻的空气上升，由水域上的空气流向陆地补充，形 成海风；夜间陆地降温比水体的快，水面空气上升， 陆面空气流向水域补充，形成陆风。 山谷风：发生在山区，以日为周期。
大气生态系统及其污染
大气生态系统污染：人类活动排除的污染物扩散到 大气中，改变了自然空气的理化性质，并直接对人体、 动植物和微生物产生影响，或者改变气候影响到生命 生长和发育。进入大气中的有害成分统称为大气污染 物。
城市和工业区上空的空气污染较严重。
大气污染源：
自然污染源：火山喷发、森林大火、土壤风化等产 生的沙尘、二氧化硫、一氧化碳等。 人为污染源：工业排放、汽车排放、家庭炉灶排放 等。有可分为点源、面源、线源等。
黑烟：燃料燃烧过程产生的能见气溶胶，是不完 全燃烧的产物。 雾：气体中液滴悬浮体的总称。
主要大气污染物
气体状态污染物：
硫氧化物：二氧化硫等 碳氧化物：一氧化碳和二氧化碳等，二氧化碳可 引起温湿效应 碳氢化合物：许多多环芳烃类对人体和其它动物 有害。碳氢化合物可促进光化学烟雾的形成。
1952年12月5-8日，由于低温、高湿并存在逆 温，使大气中的污染物扩散受阻地面空气中的烟尘 浓度达到4.46 mg/L，是平常的10倍，二氧化硫是 平常的6倍，导致许多市民感到胸闷、并有咳嗽、 喉痛、呕吐等症状发生，许多人发生呼吸系统疾病， 4天内有4000人死亡，过后一个月仍有8000人死亡。 成因：
大气污染生态效应
大气污染对植物的影响
急性危害：高浓度下短时间内便产生的危害。如高 浓度SO2。 慢性危害：低浓度污染物长期影响下造成的危害。 如低浓度SO2的危害。 不可见危害：在低浓度污染物长期影响下，植物外 表不出现受害症状，但植物体内的生理机能受到影响， 产量下降，品质变劣。 间接危害：降低植物对病虫和逆境的抵抗能力。 剂量：污染物的浓度和接触时间的联合作用。
临界剂量：污染物引起植物伤害的最低剂量。
大气污染对动物的影响
直接危害：动物直接吸入含有污染物空气引起死 亡。如一些工厂周围的树木死光。 间接危害：大气中的污染物沉降到土壤和水体后， 通过植物富集进入食物链引起动物死亡。如铜矿冶炼 厂排放出含砷的废气污染周围的牧草，牲畜食用后引 起死亡。粉尘污染的空气能使动物体质变弱。
大气圈
大气组成：主要由氮、氧、氩和二氧化碳等组成。 还有少量臭氧。从地球表面10 – 25 km形成臭氧层， 可以大量吸收太阳的紫外线。还有水气、其它液体已 经固体杂质。 大气圈的结构：根据大气温度的垂直分布，可将大 气分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层等五 层。其中对流层受人类活动影响显著，云、雾、雨雪 等主要气候现象都发生在对流层；平流层包含臭氧层。
边界层温度
逆温：在边界层中由于气象和地形等条件的影 响，有时会出现气温会随着高度升高反而上升的现 象。逆温层又可称为阻挡层。 世界上一些重要的事件的发生都与逆温层的形成有 关，如洛山矶光化学烟雾事件，伦敦烟雾事件等。
降水：
各种形式的降水可将大气中的污染物清洗到地 球表面。表明降水可以净化空气。
主要大气污染物
气溶胶状态污染物：
粉尘：指悬浮在气体中的小固体颗粒，受重力作 用可发生沉降，但在一定时间内能保持悬浮状态。粉 尘粒子直径为1-100微米。 烟：一般指冶金过程中形成的固体粒子的气溶胶。 是熔融物挥发后生成的气态物质的冷凝物，生成过程 伴随着氧化过程。烟粒子直径为0.1-1微米。 飞灰：燃烧过程产生的烟气排除的分散得很细的 无机灰分。
氮氧化物：一氧化氮、二氧化氮等二氧化氮可参 与光化学烟雾的形成。
大气污染与气象的关系
风对污染物的影响
风向：影响污染物的水平扩散方向。 风速：影响污染物稀释作用的强弱。大气中最 大污染物浓度常出现在静风或微风的地方。
湍流
大气中风速、方向的无规则变化或摆动称为大 气湍流。污染物在大气中的稀释主要是靠湍流扩 散来进行的。
白天山坡吸收太阳光升温比山谷快，气流沿山坡 上升，形成谷风；夜间山坡降温比山谷的快，冷空气 顺着山坡流向山谷，形成山风。
地方性风场
城市热岛： 城市建筑、地面白天吸收大量的太阳辐射能， 夜间释放缓慢，低层空气冷却慢；而城市上空具 有温室效应的气体和烟雾，使地面有效辐射减弱。 这样导致城市的热量净收入比周围地区多，平均 气温高于周围地区，形成城市热岛。 城市热岛可使周围地区的空气流向城市即城 市热岛环流，可将周围工业区的污染物带入城区， 造成严重污染。
气象和气候条件：存在逆温现象。
空气中含有烟尘、雾、二氧化硫等存在。
光化学烟雾
由工厂、汽车等排放的烃类化合物和氮氧化合物等 一次污染物，在阳光的作用下发生光化学反应，生成 臭氧、醛、酮、过氧乙酸硝酸酯（PAN）等二次污染物， 这一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染 现象。如洛山矶在1943-1967年多次发生这种危害，使 人和动物的眼睛、黏膜、呼吸系统受到伤害，影响植 物的生长等。 成因：
气象和气候条件：存在太阳辐射，大气相对湿度较低。
空气中含有烃类化合物和氮氧化和物等存在，如早晨 繁忙的交通。。
wenku.baidu.com
马斯河谷烟雾事件 1930年
比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的 河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多 工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空 出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排 出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在 近地大气层，对人体造成严重伤害。一周 内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者 死亡率最高，许多牲畜死亡。这是20纪最 早记录的公害事件。
大气污染对人体的影响
进入体内的途径： •呼吸道：是最重要的途径因为肺泡的表面积大，而且 血管丰富，吸收的量大。 •皮肤上的毛孔
•食物
•饮水 危害：急性中毒；慢性中毒；致癌作用。
大气污染对一些金属制品、建筑物、油漆 涂料、纺织品、橡胶制品、皮革制品等产生 危害。
烟雾的生态效应
伦敦烟雾
地方性风场
海陆风：海（湖）风和陆风的总称，发生在海 （湖）和陆地交界地带，是日为周期。
白天水体吸收热量而升温比陆地的慢，陆地上热 而轻的空气上升，由水域上的空气流向陆地补充，形 成海风；夜间陆地降温比水体的快，水面空气上升， 陆面空气流向水域补充，形成陆风。 山谷风：发生在山区，以日为周期。
大气生态系统及其污染
大气生态系统污染：人类活动排除的污染物扩散到 大气中，改变了自然空气的理化性质，并直接对人体、 动植物和微生物产生影响，或者改变气候影响到生命 生长和发育。进入大气中的有害成分统称为大气污染 物。
城市和工业区上空的空气污染较严重。
大气污染源：
自然污染源：火山喷发、森林大火、土壤风化等产 生的沙尘、二氧化硫、一氧化碳等。 人为污染源：工业排放、汽车排放、家庭炉灶排放 等。有可分为点源、面源、线源等。
黑烟：燃料燃烧过程产生的能见气溶胶，是不完 全燃烧的产物。 雾：气体中液滴悬浮体的总称。
主要大气污染物
气体状态污染物：
硫氧化物：二氧化硫等 碳氧化物：一氧化碳和二氧化碳等，二氧化碳可 引起温湿效应 碳氢化合物：许多多环芳烃类对人体和其它动物 有害。碳氢化合物可促进光化学烟雾的形成。
1952年12月5-8日，由于低温、高湿并存在逆 温，使大气中的污染物扩散受阻地面空气中的烟尘 浓度达到4.46 mg/L，是平常的10倍，二氧化硫是 平常的6倍，导致许多市民感到胸闷、并有咳嗽、 喉痛、呕吐等症状发生，许多人发生呼吸系统疾病， 4天内有4000人死亡，过后一个月仍有8000人死亡。 成因：
大气污染生态效应
大气污染对植物的影响
急性危害：高浓度下短时间内便产生的危害。如高 浓度SO2。 慢性危害：低浓度污染物长期影响下造成的危害。 如低浓度SO2的危害。 不可见危害：在低浓度污染物长期影响下，植物外 表不出现受害症状，但植物体内的生理机能受到影响， 产量下降，品质变劣。 间接危害：降低植物对病虫和逆境的抵抗能力。 剂量：污染物的浓度和接触时间的联合作用。
临界剂量：污染物引起植物伤害的最低剂量。
大气污染对动物的影响
直接危害：动物直接吸入含有污染物空气引起死 亡。如一些工厂周围的树木死光。 间接危害：大气中的污染物沉降到土壤和水体后， 通过植物富集进入食物链引起动物死亡。如铜矿冶炼 厂排放出含砷的废气污染周围的牧草，牲畜食用后引 起死亡。粉尘污染的空气能使动物体质变弱。