大气沉降对陆地生态系统影响

1、一大气组成及污染1、大气组份大气主要成分氮、氧、氩三者之和为99.96%，加上二氧化碳为99.995%。次要成分主要是 惰性气体，还有微量的有毒气体（NO、NO2、CO、03、SO2、H2S）。这些有毒气体的天 然本底值一般小于ppm数量级。大气组分来源包括自然源和人为源。天然源（natural source） 由自然界发生的物理、化学、 生物过程向大气输送物质，包括：3 扬尘（地面土石风化，大气颗粒物来源）3 火山（H2S、SO2、COS、HCl、HF、颗粒物SPM，可传送到平流层）3 森林草原火灾（CO、CO2、SOx、NOx、VOC、SPM）3 海水溅沫（海洋SPM）3植物排放（树和灌木

2、丛能释放出成千上万吨的挥发性有机物萜烯和异戊二烯 F3）3沼泽地和某些动物。沼泽地腐烂植被的细菌代谢物和白蚁及反刍动物内脏的 植物纤维素是空气中2/3甲烷的来源3空气中的其它物质。空气中的花粉、抱子、病毒、细菌和其它微小有机物可 以穿播过敏症和空气传染性急病。2、大气污染人类活动及自然界不断的向大气排放各种物质，这些物质在大气中会存在一定时间。当某 种物质含量超过了正常水平而对人类和生态环境产生不良影响时，就构成大气污染物。使大 气产生污染的物质称为大气污染物，包括气态（气体、蒸汽）污染物和颗粒物（气溶胶）。 大气污染物一旦进入大气这个动态体系（源的输入），就参加到与植物、海洋、土壤等不断 进

3、行的物质交换过程，参与大气循环过程。经过一定时间后，又通过大气中的化学反应、生 物活动和物理沉降等过程从大气中除去（汇的输出）。如果输出大气的速率小于输入大气的 速率，就会在大气中相对地积累。当浓度高到超过安全水平时，就会直接地或间接地对人、 畜、水体、植被和材料造成急、慢性伤害。气态污染物（约占90%）：常温下是气体或蒸汽（gas and vapor），就是以气态方式输入并停 留在大气中的污染物，包括SOx、NOx、COx、HC、CFCs等。气溶胶:指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系，直径为0.001 100 以 m （Suess D T）。大气颗粒物（气溶胶，占10

4、%）：大气气溶胶体系中分散的各种粒子，它们可以是无机物也 可以是有机物（廖正元）。饱和水蒸气以大气颗粒物为核心而形成云、雾、雨、雪等。大气中 的一些有毒物质绝大部分都存在于颗粒物中，并通过人的呼吸过程吸入人体内而危害人体健 康。直接由污染源排放出来的称为一次颗粒物。某些污染组份之间，或者这些组份与大气成 分之间发生反应而产生的颗粒物，称为二次颗粒物。大气颗粒物按其粒径大小可分为：总悬浮颗粒物（TSP）：总悬浮颗粒物是指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径W100|im 的颗粒物，即粒径W100m的颗粒物。飘尘（SPM）： DpW10m的颗粒物。可吸入粒子（IP）：可通过呼吸进入呼吸系统的颗粒物，

5、DpW10|im （国际标准化组织） ISO。降尘：采用降尘罐所能收集到的颗粒物，直径大于10的粒子会因自身重力作用很快沉 降下来，这部分为降尘。大气沉降是大气颗粒物从大气中去除的主要途径和过程，分为干沉降和湿沉降(环境化学)干沉降是指颗粒物在重力作用下沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。这种沉降存在两种 机制，其一为重力对颗粒物的作用，使其降落在土壤、水体的表面或植物、建筑物等物体上； 另一种沉降机制是粒径小于0.1 “m的颗粒，积Aitken粒子,它们靠Brown运动扩散，相互碰 撞而凝聚成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞去除。湿沉降是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程，

6、分为雨除和冲涮两种机制。雨 除是一些颗粒物作为形成云的凝结核，成为云滴的中心，通过凝结过程和碰撞过程使其增大 为雨滴，进一步长大而形成雨降落到地面，颗粒物随之从大气中去除。冲涮则是降雨时在云 下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞或扩散、吸附过程，从而使颗粒物去除。悬浮物 因重力作用或植物吸附等降落到地面是干沉降，而悬浮物随降水降落到地面是湿沉降。大气沉 降的颗粒直径在10p m-100p m间，当受到冲刷作用时颗粒直径可以小于10p m()大气沉降化学组成大气沉降是指自然降落于地面的空气颗粒物，它在改变着生态系统的同时，也能够对人体健 康产生影响。大气沉降中的有害元素通过土壤、水体直接与人体

7、接触，被人体汲取，对人类 健康造成危害。朱发庆等开展了大气对人体营养元素影响的相关研究结果证明了人体硒、 氟等营养水平除受粮食、饮水因素影响外 还受到来自当地工厂排出的高浓度硒、氟的直接 影响。酸沉降导致重金属元素的溶解性增加，有利于重金属污染物进入食物链，对人类健康 造成危害。如Cd在人体内长期积累会造成骨痛病，有毒金属元素Pb进入人体后会导致高血 压患者激增并损伤儿童的神经系统等。鉴于大气沉降与人类健康的密切关系，本研究拟通过检 测吉林西部地区大气干湿沉降中各元素含量，并进一步追踪其可能来源，探讨吉林西部大气 环境质量的主要影响因素，为进一步制订改善气候环境的科学措施，提高当地人口健康水

8、平提供科学依据据kloke2(1984 )的报道，许多工业发达国家，大气沉降对土壤系统中重金属累积贡献率在各种外源输人因子中排在首位()。因此，研究大气沉降对土壤重金属累积的影响，不仅具有重要的理论价值，而且对防治重金属污染、保障人体健康具有实际指导意义大气沉降对生态环境产生了物理和化学的双重侵害，植物从土壤中吸收了有害物 质，而后被动物或人类食用，这样有害物质就传播到了人体内，对人体造成伤害。大气沉降在土壤和水体中的影响主要表现在重金属元素的污染。当重金属以颗粒物 形式沉降到土壤和水体中后，会造成土壤和水体中的重金属元素大量富集，致使土壤和 水体的物化性质发生改变，进而对陆地生物地球化学过程

9、造成重要影响2-5 大气沉降已成为土壤重金属元素污染的一个重要来源，随着人们对健康和周围环境的日益 关注，国内外的许多学者都致力于大气沉降中有害重金属元素的研究12- 17大气沉降对植物存在物理和化学两种影响。物理影响体现在沉降物落到叶片上后 形成了隔离层，会阻塞叶片的气孔从而对光合作用和呼吸作用造成严重的不利影响，还 能夺取植物的水分致使叶片温度升高，导致植物新陈代谢和水循环平衡失调。化学影 响体现沉降中的重金属对植物的影响上。重金属被植物吸收后，会破坏植物细胞和酶， 使植物的生理功能生物性状等产生变化。而这些受到污染的植物被人食用后，会对人的 身体机能和健康造成不利的影响6-80大气沉降对

10、人体的影响主要是沉降物中的一部分通过人类的呼吸进入人体内部并 在肺部沉积，从而对人体产生危害。此外人类还可能通过食用受污染的动物产品和水等 使沉降物中有害物质进入体内，进而对人的身体产生危害9-110近几年我国工业得到较大程度的发展，工业区新建、扩建项目增多，工业区四周烟囱林立， 烟尘量增加，从而使尘类污染加重；交通区人流、车流不断，带人大量泥土和灰尘，特别是 一些运载水泥、石灰、煤的车辆，几乎没有防尘设施，使所载物质乘风飞扬，造成尘类 污染也较重；居民区比较卫生，人车流动较少活动量不大，这是污染较轻的原因（表1）可见， 工业污染源排放、机动车尾气排放对大气中重金属的贡献最大（沙代提术沙、汪飞）研究现状在土壤元素外源输入途径研究中，与污水灌溉、污泥和化肥施用、生活垃圾堆放等途径相比，大气输入研究略显薄弱。从20世纪中叶开始，大气沉降研究逐渐成为研究热点（）丛源（丛源）等