第二章人為逆境與生物效應(yīng)-第一節(jié)大氣環(huán)境與生物效應(yīng)

第二章人為逆境與生物效應(yīng)人為逆境：即由人類活動所產(chǎn)生的不良和惡劣環(huán)境。人為逆境因子(人為脅迫因子):化學(xué)性人為脅迫因子物理性人為脅迫因子生物性人為脅迫因子1第一節(jié)大氣環(huán)境與生物效應(yīng)一、大氣的組成1、恒定組分：氮為78.09%，氧為20.95%，氬為0.93%，這三者占空氣總量的99.97%，還有微量的氖、氪、疝、氡等稀有氣體。2、可變組分：CO2和水蒸氣。3、不定組分：包括塵埃、硫、硫化氫、硫氧化物等。

(1)自然的火山爆發(fā)、森林大火、海嘯、地震等暫時性災(zāi)難所引起的；

(2)人類社會的生產(chǎn)化、城市化、城市工業(yè)布局不合理和環(huán)境管理不善等人為因素所造成的。2二、大氣的重要性三、大氣污染(一)大氣污染的概念自然界中局部或一定范圍的大氣中，由于人類活動向空氣中排放的各種物質(zhì)，其數(shù)量、濃度和持續(xù)時間均足以使人、動植物以及物品、材料等直接或間接地遭受到危害和破壞，使公共衛(wèi)生處于惡化狀態(tài)，這種現(xiàn)象即稱為大氣污染。34

濃煙滾滾，滾滾濃煙，呼吸窒息，喉頭哽咽，天也無言，地也無言，人們心頭，走雷閃電。豐收在望，飽滿的穗兒拽彎秸桿，穗兒對秸桿說：你是我的出處。收割時，穗兒被主人割走、出售，秸稈被遺棄在田野上，走投無路。深秋，秸稈點(diǎn)燃，火焰吞吞吐吐，秸稈勸阻：穗乃吃食，桿可燒煮，拒絕土地恩賜，上天定會罰汝。濃煙彌天，飛機(jī)走失，汽車迷路。5濃煙籠罩中的紐約世界貿(mào)易中心6(二)大氣污染源和主要污染物1、大氣污染源(1)生活污染源(2)工業(yè)污染源(3)交通運(yùn)輸污染源

2、大氣中的主要污染物大氣污染物中，粉塵、一氧化碳、二氧化硫所占比例最大，分別占總量的16%、24%和36%；還有氮氧化物、光化學(xué)煙霧、碳?xì)浠衔铩⒎?、氯氣?(三)大氣污染的歷史1、工業(yè)革命前的大氣污染2、煤炭造成的污染3、石油出現(xiàn)以后的污染四、大氣污染事件(一)氣溫逆轉(zhuǎn)在大氣對流層中，氣溫垂直分布，一般是隨高度的增加而下降。在白天日照時間里，太陽將地球表面及臨近地球表面的空氣照暖，被照暖的空氣上升，直到它的溫度冷卻到和上層空氣溫度相同時為止。到夜晚地球表面以及近地球表面的空氣變冷，其溫度較高空空氣溫度低。即產(chǎn)生了氣溫逆轉(zhuǎn)。8(二)大氣污染事件

ppm

百萬分之一，10—6

ppb十億分之一，10—9

1、馬斯河谷事件比利時1930年2、多諾拉事件美國1948年3、波查·里加事件墨西哥1950年4、倫敦?zé)熿F事件英國1952年5、洛杉磯事件美國1955年6、富山事件日本1964年7、四日事件日本1964年98、博帕爾事件印度1984年在二十世紀(jì)由于技術(shù)原因所造成的10次悲劇性失誤中，博帕爾名列第七；但從造成的嚴(yán)重后果來說，僅次于前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故，名列第二。9、科威特油煙1991年海灣戰(zhàn)爭伊拉克撤離科威特前點(diǎn)燃了700口油井，其中300口油井境內(nèi)發(fā)生爆炸。大火每天吞噬掉的600萬桶原油而化為火焰和煙塵。10

科威特遮天蔽日的油井大火油井噴發(fā)的油泥使石油工人們像銅雕一樣1110、“石油井噴”事件中國2003年

12月23日22時左右川東北氣礦一氣礦發(fā)生天然氣“井噴”事故，事故發(fā)生時富含硫化氫和二氧化碳的天然氣噴至30米高。24日16點(diǎn)，8人死亡！25日16點(diǎn)，163人死亡！18點(diǎn)40分，191人死亡！12

硫化氫：硫化氫為硫化氫為無色，具有臭雞蛋氣味的有毒氣體，吸入會導(dǎo)致人死亡。濃度過高時，對嗅神經(jīng)有麻痹作用。

硫化氫中毒癥狀：主要經(jīng)呼吸道吸入，能溶解于粘膜表面的水分中，與鈉離子結(jié)合生成硫化鈉，對粘膜產(chǎn)生刺激，引起局部刺激作用如眼睛刺痛、怕光、流淚、咽喉癢和咳嗽。高濃度硫化氫可導(dǎo)致頭昏、頭痛、全身無力、心悸、呼吸困難、口唇及指甲青紫。重者可出現(xiàn)抽筋，并迅速進(jìn)入昏迷狀態(tài)。常因呼吸中樞麻痹而致死。

13五、大氣污染對生物的影響(一)大氣污染物對植物生長發(fā)育的影響1、傷害癥狀(1)可見傷害①急性傷害污染物排出的濃度過高，受氣流、氣溫、濕度等氣象條件的影響，而在短期內(nèi)植物即表現(xiàn)出受害癥狀，且以后不能完全恢復(fù)，以致產(chǎn)量降低、質(zhì)量下降。受害植物普遍呈現(xiàn)顯著的白、黃花癥狀，或出現(xiàn)壞死癥狀。14②慢性傷害

環(huán)境中的污染物濃度較低，污染物在植物中的積累量不引起急性傷害癥狀，致使出現(xiàn)植物體局部組織壞死，或產(chǎn)生缺綠變色癥狀，這種現(xiàn)象稱慢性傷害。③混合傷害：介于上述兩類傷害之間混合型(2)不可見傷害植物生長于污染物濃度較低的環(huán)境中，吸收污染物的量不引起植物體表現(xiàn)出明顯的受害癥狀。但植物體內(nèi)的生理生化代謝活動受到影響和抑制，而使植物生長發(fā)育不良，造成不同程度的產(chǎn)量和品質(zhì)降低，或物侯期推遲等。152、幾中污染物對植物的影響(1)SO2對植物生長發(fā)育的影響①植物對SO2的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)

SO2氣孔細(xì)胞間隙葉肉細(xì)胞

側(cè)根主根莖葉脈維管束

②植物受SO2的危害癥狀

葉脈間出現(xiàn)不規(guī)則的斑點(diǎn)，急性傷害時可出現(xiàn)傷斑。受害組織和健康組織之間有一明顯的界限。S0216波斯菊玉米棉花17③SO2對植物生長發(fā)育及生理機(jī)制的影響A.氣孔機(jī)能癱瘓導(dǎo)致植物氣孔開啟和關(guān)閉的機(jī)能癱瘓，刺激氣孔開放，使SO2更大量的進(jìn)入植物體細(xì)胞內(nèi)，加重其危害；使水分不斷地大量蒸騰，導(dǎo)致植物組織失水而枯萎。B.葉片組織結(jié)構(gòu)破壞細(xì)胞失水變形；組織破碎；細(xì)胞間隙增大；葉片顯著變??；細(xì)胞產(chǎn)生質(zhì)壁分離；葉綠體基質(zhì)出現(xiàn)成粒作用，基粒片層膨脹，最后葉綠體被膜降解。

敏感程度：成熟葉＞幼嫩葉和老齡葉18C.植物的生理代謝活動受干擾抑制光合作用，使葉綠素失去鎂離子，導(dǎo)致去鎂葉綠素增高。④危害劑量及暴露時間濃度比接觸時間更為重要，濃度是第一性的，時間是第二性的。⑤對SO2的抗性植物大葉黃楊、女貞、構(gòu)樹、苦楝、石榴、夾竹桃、鳳尾蘭、小葉黃葉、沙棗、海桐。19(2)氯對植物生長發(fā)育的影響氯主要來自化工廠、農(nóng)藥廠、冶煉廠、玻璃廠和塑料廠散發(fā)出的氯和氯化氫氣體。①植物對氯的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)通過葉片氣孔吸收。吸收量與氣孔的數(shù)目及氣孔的開度有關(guān)。氣孔數(shù)目多、開度大，吸收量大，反之亦然。氯進(jìn)入氣孔后，先進(jìn)入孔下室周圍的海綿組織細(xì)胞，再擴(kuò)展進(jìn)入維管束鞘、韌皮部及柵欄組織細(xì)胞和表皮組織細(xì)胞。20②氯對植物的危害癥狀脈間出現(xiàn)點(diǎn)狀或塊狀傷斑，或黃化失綠，或葉片出現(xiàn)壞死斑。受害組織和健康組織之間沒有明顯的界限。受害嚴(yán)重時全葉漂白，葉下表皮及葉面出現(xiàn)皺縮，網(wǎng)脈凸起，全也枯卷，直至落葉；

敏感程度是：成熟葉＞老葉＞嫩葉。21被氯氣熏黃的油菜花傾覆的液氯罐22③氯對植物的危害機(jī)制氯進(jìn)入植物組織產(chǎn)生次氯酸，次氯酸是較強(qiáng)的氧化劑，具有漂白作用；氯能改變酶的效應(yīng)，降低水解酶的活性，破壞碳水化合物的代謝平衡和蛋白質(zhì)的合成。上述效應(yīng)是由于氯破壞了植物細(xì)胞汁液的pH平衡造成的，這是氯造成植物傷害的重要原因。④對氯的抗性植物抗性強(qiáng)：構(gòu)樹、海桐、無花果、木槿、蚊母、山茶、日本女貞、鳳尾蘭、龍柏、側(cè)柏、紫藤、苦刺、桑、大葉黃楊。23(3)氟化物對植物生長發(fā)育的影響氟化物來源于磷肥廠和冶金廠等企業(yè)。氟化物是一類刺激性很強(qiáng)的有毒物質(zhì)，且能在生物體內(nèi)累積，危害甚大。氟與硫、氯不同，氟不是植物正常發(fā)育所需要的重要元素。大氣中的氟化物主要是以HF的形式存在。①植物對氟化物的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)葉片可吸收氟化物，樹皮也可吸收氟化物。氟化物進(jìn)入葉片后，總是以離子狀態(tài)存在；氟化物在絕大多數(shù)植物代謝活動中不起作用；氟化物在植物細(xì)胞中不發(fā)生解毒作用，一旦中毒，即對植物危害較重。24

植物對大氣中氟的積累與作用劑量和作用時間有關(guān)。氟化物劑量——累積公式：△F＝KCT

式中：△

F：積累量；K：累積系數(shù)；

C：氟化物濃度；T：暴露時間②氟化物引起植物的傷害癥狀

與SO2危害的癥狀相似；氟化物對幼葉、幼芽危害更大；危害癥狀表現(xiàn)速度快，傷害幾小時后植物即可出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象；受害葉片，表皮細(xì)胞、柵欄組織細(xì)胞、海綿組織細(xì)胞及維管束的導(dǎo)管和韌皮部細(xì)胞均出現(xiàn)紅棕色，維管束周圍的一層細(xì)胞還會形成一個紅棕色的圓環(huán)。25

一般HF濃度在1~10ppb時，植物連續(xù)暴露數(shù)天至數(shù)十天，植物即受傷害。一些敏感植物如唐菖蒲等在10ppb時接觸20小時；葡萄、櫻桃、杏、李等5ppb接觸7~9天即可表現(xiàn)出受害癥狀。③氟化物危害植物的機(jī)制首先，氟化物主要抑制酶的活性，使植物生理代謝機(jī)能受到影響；其次是破壞葉綠素降低光合速率；第三是影響呼吸作用。④對氟化物的抗性植物抗性強(qiáng)：大葉黃楊、構(gòu)樹、女貞、棕櫚、鳳尾蘭、桑樹、榆樹、樸樹、梧桐、美人蕉等。263、植物受大氣污染危害的因素(1)有害氣體的濃度和接觸時間的影響(2)植物的發(fā)育階段(3)植物受害的環(huán)境條件風(fēng)、光、溫度、土壤因子和地形等。(4)植物體的抗性

抗性是指植物在污染物影響下，能盡量減少傷害，或者受害后能很快恢復(fù)生長，繼續(xù)保持旺盛活力的特性。葉面具附屬物的種類抗性較強(qiáng)；葉片單位面積的氣孔數(shù)少、氣孔的開度小的種類抗性強(qiáng)。27(5)污染物的符合影響相加作用：二氧化硫+硫化氫相減(拮抗)作用：二氧化硫+氨相乘(放大或增效)作用：二氧化硫+臭氧二氧化硫+二氧化氮28(二)大氣污染對人類的影響1、粉塵稍大的微粒被截留在上呼吸道粘液層中，可以溶解，也可以被粘液一起送到喉頭，成為痰而被吐出；而較小的粒子則被吸入肺泡造成危害。沉淀在肺部的有毒物質(zhì)被溶解時，會侵入血液中導(dǎo)致中毒，未被吸收的微?？杀煌淌杉?xì)胞吸收，這些毒物會殺死細(xì)胞造成塵肺或肺部感染。292、SO2SO2會造成呼吸道官腔縮小，粘液增加，導(dǎo)致空氣進(jìn)出受阻。輕時喘息，重時呼吸困難，產(chǎn)生咳嗽、聲啞、胸痛等癥狀；并造成支氣管炎、哮喘等病癥，嚴(yán)重時可引起肺氣腫，甚至死亡。吸入SO2或硫酸霧時，組織內(nèi)會產(chǎn)生明顯變化；硫酸霧的毒性比SO2的毒性強(qiáng)4~20倍，對人體的損害比SO2更嚴(yán)重；

SO2與空氣中的粉塵結(jié)合，會產(chǎn)生協(xié)同作用而增加其毒性，因SO2可吸附在粉塵上進(jìn)入肺泡。吸入SO2的濃度達(dá)400~500ppm時，可立即危及生命。303、一氧化碳一氧化碳進(jìn)入人體后，與血液中血紅蛋白相結(jié)合，生成穩(wěn)定的一氧化碳血紅蛋白；一氧化碳與血紅蛋白的親和力比氧氣大200~300倍，使得血液中一部分血紅蛋白優(yōu)先與一氧化碳結(jié)合，使血液中氧的濃度顯著下降，血液的輸氧機(jī)能大受抑制，導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)缺氧的各種癥狀：皮膚血管擴(kuò)張、頭痛、眩暈，甚至昏迷死亡。吸入體內(nèi)的一氧化碳濃度過高時，還會與細(xì)胞色素氧化酶中的鐵結(jié)合，對組織的呼吸過程有障礙作用，造成中樞神經(jīng)機(jī)能受損，記憶力減退，知覺失常、失眠等。314、氟化物(水、食物)首先，在恒牙形成期和鈣化期毒害牙釉質(zhì)細(xì)胞，使牙結(jié)構(gòu)損害而成“氟斑牙”；第二，氟沉積在骨組織中，使鈣磷代謝紊亂，造成骨質(zhì)增生或骨質(zhì)松碎兩種表現(xiàn)的“氟骨癥”。第三，氟離子使腦生物電發(fā)生改變，影響高級神經(jīng)的正常功能，出現(xiàn)記憶減退、精神不振、頭痛、煩躁、失眠等癥；第四，造成消化道潰瘍、心肌纖維變性等疾??；第五，抑制體內(nèi)多種酶的活性，使糖代謝紊亂，乙酰膽堿支流滯留，出現(xiàn)身體不適等癥狀。第六，少量氟分布于主動脈、心臟、肝、脾、腎等軟組織，還能通過胎盤膜使胎兒致畸的危害。32

老年氟斑牙

氟斑牙一家老水井33(三)大氣污染造成經(jīng)濟(jì)損失1、酸雨破壞了大片森林2、使水域酸化3、對建筑物腐蝕4、人類受硫、硫酸霧危害事例34

六、溫室效應(yīng)及其成因、危害