大气污染

什么是大气污染？历史地看，大气污染的定义起源于对有害影响的观察，也就是说，如果大气污染物达到一定程度，并持续足够的时间，以致对公众健康，动、植物、材料、大气特性或环境美学因素产生可以测量的影响，就是大气污染。这种定义方法在很大程度上是习惯的公害概念，现在已经很大延伸，如果大量能量（例如热能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致大气中某些成份减至正常浓度之下产生的危害也归入了大气污染的范畴。大气污染物从哪里来？大气污染物主要分为有害气体（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等）颗粒物（粉尘和酸雾、气溶胶等）。它们的主要来源是燃料燃烧、工业生产和交通运输等过程产生的废气。前两者是固定污染源，往往量大而集中；后者（汽车、火车、飞机等）属于流动污染源，它小型分散、量众多、来往频繁，排出的污染物总量也很可观。大气污染物种类有哪些？大气污染物种类同能源结构、工业结构有密切关系。燃煤的主要污染物是烟尘和二氧化硫，燃油的主要污染是二氧化硫和氮氧化物，汽车主要排放一氧化碳、氮氧化物和碳氢化物。工业生产过程因行业不同排放各种不同的无机和有机气体及有毒金属粉尘等。1、还原型大气污染——伦敦烟雾型由于大量使用煤炭燃料，煤炭燃烧过程中释放的大量颗粒物、二氧化硫和二氧化碳，在低温、潮湿的静风天气下，形成了含有硫酸和硫酸盐的溶胶，在近底层聚集，严重危害人类的呼吸系统，其造成的危害自然是不言而喻的。2、氧化型大气污染——洛杉矶光化学烟雾汽车尾气、燃油锅炉及石化工业所排放出的氮氧化物、甲烷及一氧化碳，在高温、干燥的静风天气下发生光化学反应，产生臭氧、PAN 醛类等具有强氧化性的气体或离子，刺激人的眼睛、喉粘膜等，严重危害人类健康。3、混合型大气污染——日本四日市大气污染在工业中心城市，由企业、汽车尾气等排放的二氧化硫、粉尘、氮氧化物及各种重金属微粒在静风的天气下，在近底层聚集，吸入肺部、刺激人体呼吸道，引起肺气肿、气管炎、哮喘等。4、特殊性大气污染——小区域局部地区大的工业、企业在生产过程中发生事故，导致特殊气体的大量排放，造成局部小范围的大气污染。4、特殊性大气污染——小区域局部地区大的工业、企业在生产过程中发生事故，导致特殊气体的大量排放，造成局部小范围的大气污染。

在提及农业环境污染时，我们往往关注于化肥污染、水污染等能够切实感受以及对于农作物生长产生直接影响的污染源，而对于植物生长必须的依赖因素大气却较少关注，很大程度上这是由于大气污染和农作物之间的关系以及大气污染的特性决定的。首先，大气污染具有复杂性。受污染的大气对于农作物的影响一般会通过很多途径产生作用，日光中的紫外线可使工厂和汽车排出的碳氢化合物、氮氧化合物等发生化学变化，产生有毒的光化学烟雾，使植物不能正常进行光合作用；干旱情况下，植物对氯气污染的抵抗力增强，而高温、高湿条件则常加剧二氧化硫、氯化氢等对谷类作物，特别是处于抽穗扬花期作物，危害尤其严重。其次，大气污染具有传递性。气象的因素左右着大气中污染物的传送、积累以及扩散的时间和深度。更为严重的是，空气中的污染物会跟随者气象条件的变化，通过降水转变为土壤污染以及水体污染，这样就从一次污染转变为了二次污染。　　正是由于这些原因，大气污染对于农业生产的影响更加不易察觉，造成的污染面也更加广泛。　　其中最为常见的和熟知的就是空气中二氧化硫污染，即"酸雨"对于农作物造成的危害。"酸雨"几乎对于农田中的植物都会产生影响，受到"酸雨"影响的水稻，叶片变成淡绿色或灰绿色，上面有小白斑，随后全叶变白，叶尖卷曲萎蔫，茎杆稻粒也变白，形成枯熟，甚至全株死亡。小麦受二氧化硫危害后，叶片症状与水稻相似，典型症状是麦芒变成白色。而蔬菜以及果树的叶子都会受到二氧化硫的影响，致使落叶，严重情况下可造成植物死亡或者果实脱落等症状。虽然说可能因为植物本身特性的差异，不同植物对二氧化硫的敏感程度不同，但是，"酸雨"必然会对植物健康生长过程产生不利的作用。　　从以上的分析中，我们可以对农田大气污染做一个较为明确的定义，农田大气污染是指向空气中排放的污染物数量超过了大气的自身净化和吸收能力，使得大气质量恶化，进而对农作物生长造成不利的影响。大气污染虽然对农作物造成的危害较为复杂，但是仍然有迹可循，其主要通过以下几种途径对作物产生影响。　　第一、直接影响。通常植物都具有数量级的叶面积，这些植物叶片往往直接与空气接触，此为其一。其二植物对于外界的冲击一般也没有高等动物会产生缓冲作用，危害最为直接和快速。其三，植物也很难如同动物一样避开污染源。所以，当大气污染产生时，植物遭受的危害甚至是不可避免的。一般情况下，大气污染物中对植物影响较大的是二氧化硫(SO2)、氟化物、氧化剂和乙烯。氮氧化物也会伤害植物，但毒性较小。这些污染物在短期内，可造成叶片上出现坏死斑，称为急性伤害，长期与低浓度污染物接触，植物的生长受阻，发育不良，会出现失绿、早衰等现象。　　第二、间接影响。大气污染物还会通过光照、降水等途径对农作物生长产生影响。例如臭氧可使叶绿素分解、原生质变质、植物不能正常进行光合作用。溶解了大气中污染物的降水，在下降的过程中还会吸收空气中的二氧化硫，从而使得危害进一步加大。降水落入地面之后，可能通过地表径流进入灌溉系统，或者进入渔业养殖水域，再次造成土壤污染以及毒害鱼类等水生生物。在最坏情况下，还可能污染水源、破坏种植环境，形成难以修复的恶性循环。　　在了解了大气污染对于农业环境的种种危害之后，对于大气污染的防治也就成为我们必须思索的问题，鉴于大气污染的复杂和隐蔽，其防治措施也就具有长期性和系统性。　　外部防治。对于任何环境问题的解决最根本也是最关键的措施就是控制污染源。然而，对于农田大气污染来说，污染源往往不在农田系统内部，而来自农业外部的生态环境，比如工业系统产生的大量废气，人类生活产生的燃油废气，汽车尾气就是大气废气主要组成部分之一。那么，防治工业以及人类活动产生的废气进入大气，就是防治农田大气污染的关键。在数量上，减少污染物排放量，多采用无污染能源，改革能源结构，大量用低污染能源。在技术上，使用除尘消烟技术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物。除此之外，应该充分认识到大气的自净能力，进行合理利用。对于风力大、通风好、湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多的污染物，反之，则要控制污染物向大气中的排放量。　　内部优化。所谓内部优化包含两个方面内容，一方面是指农业内部要减少向大气的污染物排放，农业秸秆焚烧就是就是内部优化典型反面教材，不但产生的烟雾已成为一大社会公害，而且对于秸秆再利用的经济效益都欠缺考虑。欣喜的是，中央及地方各级政府三令五申，禁止秸秆焚烧，同时农民也看见了秸秆利用的前景，开始逐步推广秸秆直接还田以及综合再利用。内部优化更重要的一个方面还在于意识的优化，即认识到农业生产的局限性以及生态环境自身的净化能力。在这方面，日本防治农田大气污染可作为榜样。日本提出的"环境保全型农业"概念就认识到农业生产不再单纯追求效率的提高，而是要充分考虑到农业的多功能和自然循环机能，从单纯追求规模转变到关注大气、土壤、水利之间的链条平衡。在这样的思路下，通过法规以及技术层面控制了向农田大气的污染物排放量。可以说这是"松绑才能健康"理念的完美注释。　　我们常言的"地球村"概念，从另一角度来看，也就意味着出现的问题要所有人共同承担，农田大气污染的解决之道在正在于此，需要工业、生活系统的共同努力，因为农业不只是其它行业的支持，同时还是人类生存的根基。

[center]大气污染指示生物[/center]对大气污染反应灵敏，用来监测和评价大气污染状况的生物，包括大气污染指示植物和大气污染指示动物。 　　大气污染指示植物 　19世纪中期，就有人注意到城市中地衣植物逐渐消失，在烧煤的烟囱附近，植物叶片出现“病斑”，后发现这与空气污染有关，并认为可利用植物来监测和评价空气污染状况。到20世纪40～50年代，空气污染日趋严重，对指示植物的研究也进一步开展起来。70年代初,中国也开始了这方面的工作,例如用唐菖蒲(Gladiolus gandavensis)等指示植物监测大气的氟化物污染；分析加拿大白杨(Populus canadensis)、悬铃木 (Platanus orientalis)等植物叶片的氟和硫的含量来监测较大范围大气中的氟化物和二氧化硫 (SO2)的污染； 测定刺槐（Robinia pseudoacacia）、 皂角(Gleditsia sinensis)等植物叶片中铅、镉等的含量以监测大气中的重金属污染等。同时，选择出适合于一些地区应用的指示植物,如金荞麦(Fagopуrum cуmosum)等。 　　指示植物的作用 　植物生长发育与周围环境有密切的联系，环境条件的变化、生态平衡的破坏都会在植物体内以某种形式表现出来。大气受到污染时，敏感的植物反应最快，最先发出污染信息，如出现污染症状，生长发育受阻，生理代谢过程发生变化和污染物在体内发生积累等。人们可以根据植物发出的各种信息来判断大气污染的状况，对大[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量作出评价。 　　指示植物对大气污染的指示作用主要表现在四个方面：①能够综合反映大气污染对生态系统的影响强度。这种影响强度一般是无法用理化方法直接进行测定的。大气受到多种污染物复合污染时，一些污染物之间会发生协同作用，使它们的影响比它们各自单独的影响强烈；有时则产生拮抗作用，其影响要比它们各自的影响微弱。这些影响只有通过对生物各种反应进行观察、分析和测定来了解。②能较早地发现大气污染。植物对大气污染的反应比人敏感得多，人在SO2浓度达1～5ppm时才能嗅到，接触3～10ppm超过8小时,才对健康有影响；而一些植物接触0.5ppm，在2～4小时内就会出现伤害症状。因而利用植物能及时发现污染，尽早防治。③能检测出不同的大气污染物。不同污染物会使植物的叶片出现不同的受害症状。SO2污染常使叶片的脉间出现有色的斑点或漂白斑；氟污染常使叶片的顶端和边缘出现伤斑，受害组织与正常组织之间有明显的界线；臭氧引起的典型症状是叶表面近小叶脉处产生点状或块状伤斑，因为栅栏组织对臭氧敏感，所以症状大多出现在上表面；受到过氧乙酰硝酸酯(PAN)急性危害后,大部分双子叶植物在叶片背面出现玻璃状或古铜色伤斑。④能反映一个地区的污染历史。通过对植物进行年轮生长量的分析以及测定积累在植物体内的污染物的数量，能够推测过去的污染状况和污染的历史，对大[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量做出回顾评价。 　　常用指示植物 　大气污染指示植物应具备的条件是：对污染物敏感；受污染后的症状明显；干扰症状少；生长期长，能不断萌发新叶；栽培管理和繁殖容易；并尽可能具有一定的观赏或经济价值，以起到美化环境和监测环境质量的双重作用。指示植物可以通过人工熏气试验、污染地区的植物调查、污染区栽培比较试验和叶片浸蘸等方法进行筛选。那些最易受害、反应最快的植物便是敏感植物。较常用的指示植物如下： 　　SO2污染指示植物──紫花苜蓿(Medicago sativa)、荞麦(Fagopуrum esculentum)、金荞麦、芝麻(Sesamu mindicum)、向日葵(Helianthus annuus)等； 　　氟化氢(HF)污染指示植物──唐菖蒲、郁金香(Tulipa gesneriana)、金荞麦、小苍兰(Freesia refracta)、 杏(Prunus armeniaca)、葡萄(Vitis vinifera)等； 　　臭氧(O3)污染指示植物──烟草(Nicotiana tabacum)、矮牵牛 (Petunia hуbrida)、光叶榉 (Zelkova serrata)、牵牛花(Pharbitis nil)等； 　　乙烯(C2H4)污染指示植物──芝麻、香石竹(Dianthus fragrans)、番茄(Lуcopersicum esculentum)等； 　　PAN污染指示植物──早熟禾(Poa annua)、矮牵牛、菜豆(Phaseolus vulgaris)等。 　　此外，地衣对大气污染也很敏感,在SO2年平均浓度为 0.015～0.105ppm时就无法生存。但是它对污染的反应缓慢，适于监测浓度低、时间长的污染。 　　利用生物特别是利用植物指示大气污染的优点是：指示植物种类多，取材容易，监测方法简单，费用低廉并能美化环境；它可以在一个较大的范围内，长期地观察污染的积累性影响。缺点是：环境条件的变化和植物本身生长发育的状况都会影响植物对污染的敏感性，使结果出现误差；在污染严重时，植物本身还会受害致死，失去继续监测的能力等。 　　利用指示植物监测大气污染的方法见大气污染的生物监测。 　　大气污染指示动物 　动物对大气污染的敏感性一般比植物低，而且动物活动性大，在环境质量恶化时会迁移回避，因此，通常不大用来指示或监测大气污染。但是有些小动物对一氧化碳(CO)的反应比人和植物灵敏得多。例如金丝雀、鼷鼠、麻雀、鸽子和狗等可用来作为CO的指示动物。狗的嗅觉特别灵敏，经过训练可以用来监测煤气管道漏气和CO污染源。 　　近年来，一些动物生态学家提出以小动物分布的多样性指数来指示大气污染。他们用灯光诱捕昆虫，统计一定时期内捕集到的昆虫种类和个体的数目，求出多样性指数，用以表示大气污染程度