大气污染及其防治大气是人类和一切生物赖以生存的必需条件。

大气质量的优劣，对人体健康和整个生态系统都有着直接的影响。

人类又通过各种生产和生活活动影响和改变着大气环境，使其质量恶化，甚至造成严重的大气污染事件。

因此，大气污染已引起人们的极大关注，研究和控制大气污染已成为当前十分迫切的环境问题。

第一节大气污染概述一、大气圈的结构和组成覆盖于地球表面随地球引力而旋转的空气层叫大气圈。

它的厚度一般认为有1400km，超出这一高度就成为空气极其稀薄的宇宙空间了。

由于受地球引力的作用，大气质量在垂直方向上分布极不均匀，其质量的50%集中在离地球表面5～6km以下，99%集中在30km以下，且离地球表面愈近密度愈大。

（一）大气圈的结构根据大气的成分、密度、温度等性质在垂直方向上的变化，可将大气层分成5个层次。

1.对流层它的下界是地面，上界随纬度和季节而不同，低纬度为16～18 km，中纬度为10～12 km，高纬度8～9km。

对流层相对于整个大气圈来说是很薄的，但它的质量却占整个大气圈的3／4，并几乎占去了全部的水汽。

其特点是：（1）气温随高度的升高而降低，大约每上升100m，气温平均下降0.65℃。

（2）在该层中有大规模的垂直对流和水平对流运动，湍流混合强烈，云、雾、雨、雪等天气现象都发生在此层。

（3）该层对人类生产、生活影响最大，大气污染现象主要发生在这里，特别是近地面1～2km范围内。

2.平流层对流层顶以上至50～55km左右为平流层，其特点是：（1）气温随高度上升而增加，这是因为臭氧层强烈吸收紫外线的结果。

（2）该层无垂直对流运动，多为平流运动，因此气流平稳。

（3）该层空气干燥、清洁、尘埃少，无天气变化，大气透明度好，是超音速飞机理想的飞行场所。

3.中间层从平流层顶向上至80～85km的高度为中间层。

该层随高度上升气温下降很快，故有强烈的垂直对流运动，又称高空对流层。

4.热层中间层顶部至800km左右为热层。

该层有两大特点：（1）温度随高度上升而迅速升高。

（2）在太阳和其它星体射来的各类射线作用下，空气中大部分分子发生电离而具有较高密度的带电粒子，故又称为电离层。

5.逸散层是大气圈的最外层，位于800km以外。

（二）大气的组成大气是一个由多种气体组成的复杂的混合物，除去水汽和杂质的大气称为干洁空气。

按其组成成分的状态，可分为恒定组分、可变组分和不定组分。

恒定组分是指氧、氮、稀有气体。

可变组分是指CO2和水蒸汽。

它们在大气中的含量随季节、气象、纬度及人类活动的影响而变化。

不定组分除自然界的一些污染物（如尘暴、火山灰、硫化氢）以外，主要是人类生产生活活动排放的。

二、大气污染（一）大气污染的概念大气污染是指由于人类的生产生活活动，向大气中排放的各种污染物质超过了环境所能允许的极限，使大气质量恶化，对人体、动物、物品产生不良影响或受到破坏时的大气状况。

大气污染是由污染源、大气圈和受影响者三部分组成的统一整体，被称做大气污染系统。

（二）主要的大气污染源与污染物1、大气污染源大气污染源包括自然源和人工源两大类。

像火山爆发、森林火灾、尘暴等释放的灰尘和污染气体也能引起大气污染，这种污染源称为自然源。

人类所面临的大气污染主要是由人为活动造成的，称为人工源，可归纳为三方面：即工业企业排气、家庭炉灶及取暖设备排气和交通运输排气等。

（1）工业企业污染源工业企业是大气的主要污染源，排放量大且集中，排放物质组成复杂，主要包括燃料燃烧排放的废物，生产过程排放的废气以及各类矿物和金属粉尘等，其中以煤、石油和天然气燃烧过程排放出来的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、氟化物以及各种有机化合物气体为主（2）家庭炉灶与取暖设备排放源我国目前家庭炉灶和取暖的燃料仍以煤为主，特别是人口密集的大城市，炉灶数量多，分布面广，排烟高度低，烟气弥散在低空，扩散很慢，污染严重，是不可忽视的大气污染源。

（3）交通污染源包括汽车、火车、飞机、轮船等现代化交通工具和农机具。

污染的原因主要是汽油、柴油等燃料燃烧排出的尾气。

2.大气污染物（1）大气污染物的分类大气污染物种类很多，对人类危害大并已被人们注意的就有100多种，其中对人类环境威胁较大的主要有颗粒物质、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢、氟化物及光化学氧化剂等。

按其形成过程不同，可分为一次污染物和二次污染物。

一次污染物是指从污染源直接排放来的物质。

一次污染物又可分为反应性和非反应性污染物两类。

前者不稳定，在大气中常与某些物质起反应，或者作为催化剂促进其它污染物产生化学反应；后者性质稳定，不发生化学反应或反应速度很慢；当反应性一次污染物进入大气中相互混合、相互发生化学反应，形成一系列新的污染物，称为二次污染物。

（2）主要大气污染物①颗粒物质颗粒物质是除气体之外存在于大气中的所有物质。

包括各种各样的固体颗粒和液体气溶胶。

粒径一般为0.1～ 200um。

固体颗粒物根据其粒径大小可分为降尘和飘尘两类。

粒径＞10um的称为降尘，它可在重力作用下很快在污染源附近沉降下来；粒径＜10um的细小颗粒，可以长时间飘浮于大气中，称作飘尘，具有很大的危害性。

②二氧化硫 70%来源于煤炭燃烧，16%来源于重油燃烧，其余部分来自矿石冶炼和硫酸制备等。

特别是火电厂的排放量最大，约占总排放量的一半左右。

二氧化硫在干洁空气中比较稳定，在潮湿的空气中易被氧化成三氧化硫，再与雨、雪、雾、露等水汽结合生成毒性更大的硫酸烟雾，形成酸雨，从而对环境造成更大的危害。

③氮氧化物大气中的氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等。

人为活动排放到大气中的主要是NO和NO2。

④碳氧化合物大气中的碳氧化合物主要包括一氧化碳和二氧化碳两种。

二氧化碳是大气的正常组分，一氧化碳则是很普遍的排放量很大的污染气体，它即通常所说的“煤气”，产生于含碳物质的不完全燃烧。

⑤碳氢化合物碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳香烃等复杂多样的有机化合物。

⑥氟化物排放到大气中的氟化物有氟化氢、氟化硅、氟硅酸及氟化钙颗粒物等。

其中氟化氢占主要部分,是一种累积性中毒的大气污染物，可通过植物吸收累积进入食物链，在人和动物体内蓄积达到中毒浓度，从而使人畜受害。

⑦光化学氧化剂光化学氧化剂又叫光化学烟雾，是氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物在紫外线的照射下发生各种光化学反应而生成的以臭氧为主，醛、酮、酸、过氧乙酸硝酸酯等一系列二次污染物与一次污染物的特殊混合物。

⑧其它污染物除了上述主要大气污染物外，较为常见的污染物有硫化氢、氯化氢、氨、氯气等。

其次，还有一些有机化合物气体如苯、酚、酮、醛、苯并（a）芘、过氧硝基酸、芳香胺、氯化烃等。

这些污染物一般具有恶臭气味，对人体感官有刺激作用，有些有致癌、致畸和致突变作用。

三、影响大气污染的因素（－）影响大气污染的气象因素在自然条件下，气象要素对大气污染都有一定影响，其中风和温度层结是影响污染物扩散的主要气象因素。

1.风和湍流大气污染物在风的作用下被输送、冲淡、稀释、扩散。

随着风速的增大，污染物的稀释扩散速度加快。

风向决定着大气污染物的移动方向，所以污染区总是在污染源的下风向。

湍流，是指大气以不同尺度作无规则运动的流动状态。

由于湍流运动的结果，使流场的各个部分得到均匀混合，污染物也随之稀释，我们把这种现象叫大气扩散。

湍流的强弱主要决定于下垫面的自然特性及粗糙程度和大气垂直方向上温度层结状况。

当气流以一定速度流过粗糙的地表时，它将随地面的起伏而抬升、下沉或涡动，于是就产生了垂直方向上的湍流。

这种湍流是一种机械力作用的结果，所以称为机械湍流。

由于大气温度的垂直分布和大气稳定度不同所产生的湍流运动称为热力湍流。

2.温度层结与逆温温度层结气象学上把大气温度随高度的垂直变化称为温度层结。

把大气温度随高度上升而递增的现象称为逆温。

逆温严重影响大气的垂直运动，对污染物扩散极为不利。

（二）影响大气污染的下垫面因素在同样的天气条件下，由于地形起伏和水陆界面及植被等的差异，使地表受力或受热不均而影响或改变大气的热力学特性和流场与风向，进而影响大气对污染物的扩散作用。

1、山区地形的影响在不受大的天气形势控制的情况下，山区大气条件往往受到山谷风的控制。

一天自清晨开始山风逐渐转变为谷风；黄昏时，又由谷风转变为山风，在山谷形成局地闭合大气环流，使污染物在山谷中往复累积，常常会达到很高的浓度。

尤其在傍晚或夜间还会形成逆温层，严重影响谷中污染物的扩散。

2、海陆风在海陆交界处，白天海风自海面吹向陆地，夜间则相反，陆风从陆地吹向海面。

海陆风交替出现形成局地环流，影响污染物的扩散，造成海岸区往复污染。

3、城市“热岛”效应由于城市建筑物密集，使城区地面粗糙度大，一方面使风速减小，从而降低了污染物扩散速率，加重了大气污染；另一方面在风速较大时，更易产生机械湍流，从而又加快了污染物的稀释扩散。

其次，因为城市能源消耗量大，水分蒸发蒸腾作用比农村小；城市污染源和污染物多，空气吸收长波辐射较强，有效辐射小；城市风速比农村小。

因此就形成了城市气温比周围农村高的现象称为城市“热岛效应”。

城市“热岛效应”的强弱与城市的规模、性质、建筑物布局、绿地及水域面积、气候及地理位置等因素有关。

目前我国城乡间年平均气温差约为0.6～1.3℃。

由于城市“热岛效应”使城市的温度经常比农村高，市区上空暖而轻的空气上升形成一个低压区，市郊的冷空气就会从四周吹向市区形成“城市风”。

在市区上升的气流流至郊区又在周围农村下沉，这样就形成了“城市热岛环流”。

由于城乡间温差最大值，出现在夜间到早晨，所以城市大气污染夜间至早晨最为严重。

（三）影响大气污染的其它因素影响大气污染的因素还有天气形势、辐射与云量，污染源排放强度和高度等。

其次，污染物的性质、成分，污染源的几何形状及排放方式等均对大气污染有一定影响。

第二节大气污染对农业生产的影响我国大气污染形势虽在少数大中城市有所控制，但就全国而言，还在继续发展。

特别是随着乡镇企业的蓬勃兴起，使广大农村原本较好的空气质量日渐恶化，对农业的威胁和影响越来越大。

据《中国环境保护21世纪议程》中资料报道，我国大气污染仍属煤烟型，主要污染物为降尘（粉尘和烟尘）和二氧化硫，酸雨发生频率和面积也正在扩大。

从对农业环境的影响和危害来看，二氧化硫、氟化物及酸雨等污染物更为突出，是本节的重点。

一、二氧化硫二氧化硫是当前我国主要的大气污染物之一。

随着工业化的发展，煤炭消耗量的增加，二氧化硫的排放量正以每年5%的速度增长。

由于二氧化硫对植物的毒性强，污染源分布面广，排放量大，对植物的危害相当严重。

因此受到国内外研究者的普遍重视。

大气污染对植物造成的危害，一般分为用肉眼可以明显判断的可见症状危害和不可见症状危害。

根据症状出现的快慢，可分为急性危害和慢性危害。