第二章人为逆境与生物效应-第一节大气环境与生物效应

第二章人为逆境与生物效应人为逆境：即由人类活动所产生的不良和恶劣环境。人为逆境因子(人为胁迫因子):化学性人为胁迫因子物理性人为胁迫因子生物性人为胁迫因子1第一节大气环境与生物效应一、大气的组成1、恒定组分：氮为78.09%，氧为20.95%，氩为0.93%，这三者占空气总量的99.97%，还有微量的氖、氪、疝、氡等稀有气体。2、可变组分：CO2和水蒸气。3、不定组分：包括尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物等。

(1)自然的火山爆发、森林大火、海啸、地震等暂时性灾难所引起的；

(2)人类社会的生产化、城市化、城市工业布局不合理和环境管理不善等人为因素所造成的。2二、大气的重要性三、大气污染(一)大气污染的概念自然界中局部或一定范围的大气中，由于人类活动向空气中排放的各种物质，其数量、浓度和持续时间均足以使人、动植物以及物品、材料等直接或间接地遭受到危害和破坏，使公共卫生处于恶化状态，这种现象即称为大气污染。34

浓烟滚滚，滚滚浓烟，呼吸窒息，喉头哽咽，天也无言，地也无言，人们心头，走雷闪电。丰收在望，饱满的穗儿拽弯秸杆，穗儿对秸杆说：你是我的出处。收割时，穗儿被主人割走、出售，秸秆被遗弃在田野上，走投无路。深秋，秸秆点燃，火焰吞吞吐吐，秸秆劝阻：穗乃吃食，杆可烧煮，拒绝土地恩赐，上天定会罚汝。浓烟弥天，飞机走失，汽车迷路。5浓烟笼罩中的纽约世界贸易中心6(二)大气污染源和主要污染物1、大气污染源(1)生活污染源(2)工业污染源(3)交通运输污染源

2、大气中的主要污染物大气污染物中，粉尘、一氧化碳、二氧化硫所占比例最大，分别占总量的16%、24%和36%；还有氮氧化物、光化学烟雾、碳氢化合物、氟化物、氯气等7(三)大气污染的历史1、工业革命前的大气污染2、煤炭造成的污染3、石油出现以后的污染四、大气污染事件(一)气温逆转在大气对流层中，气温垂直分布，一般是随高度的增加而下降。在白天日照时间里，太阳将地球表面及临近地球表面的空气照暖，被照暖的空气上升，直到它的温度冷却到和上层空气温度相同时为止。到夜晚地球表面以及近地球表面的空气变冷，其温度较高空空气温度低。即产生了气温逆转。8(二)大气污染事件

ppm

百万分之一，10—6

ppb十亿分之一，10—9

1、马斯河谷事件比利时1930年2、多诺拉事件美国1948年3、波查·里加事件墨西哥1950年4、伦敦烟雾事件英国1952年5、洛杉矶事件美国1955年6、富山事件日本1964年7、四日事件日本1964年98、博帕尔事件印度1984年在二十世纪由于技术原因所造成的10次悲剧性失误中，博帕尔名列第七；但从造成的严重后果来说，仅次于前苏联的切尔诺贝利核电站事故，名列第二。9、科威特油烟1991年海湾战争伊拉克撤离科威特前点燃了700口油井，其中300口油井境内发生爆炸。大火每天吞噬掉的600万桶原油而化为火焰和烟尘。10

科威特遮天蔽日的油井大火油井喷发的油泥使石油工人们像铜雕一样1110、“石油井喷”事件中国2003年

12月23日22时左右川东北气矿一气矿发生天然气“井喷”事故，事故发生时富含硫化氢和二氧化碳的天然气喷至30米高。24日16点，8人死亡！25日16点，163人死亡！18点40分，191人死亡！12

硫化氢：硫化氢为硫化氢为无色，具有臭鸡蛋气味的有毒气体，吸入会导致人死亡。浓度过高时，对嗅神经有麻痹作用。

硫化氢中毒症状：主要经呼吸道吸入，能溶解于粘膜表面的水分中，与钠离子结合生成硫化钠，对粘膜产生刺激，引起局部刺激作用如眼睛刺痛、怕光、流泪、咽喉痒和咳嗽。高浓度硫化氢可导致头昏、头痛、全身无力、心悸、呼吸困难、口唇及指甲青紫。重者可出现抽筋，并迅速进入昏迷状态。常因呼吸中枢麻痹而致死。

13五、大气污染对生物的影响(一)大气污染物对植物生长发育的影响1、伤害症状(1)可见伤害①急性伤害污染物排出的浓度过高，受气流、气温、湿度等气象条件的影响，而在短期内植物即表现出受害症状，且以后不能完全恢复，以致产量降低、质量下降。受害植物普遍呈现显著的白、黄花症状，或出现坏死症状。14②慢性伤害

环境中的污染物浓度较低，污染物在植物中的积累量不引起急性伤害症状，致使出现植物体局部组织坏死，或产生缺绿变色症状，这种现象称慢性伤害。③混合伤害：介于上述两类伤害之间混合型(2)不可见伤害植物生长于污染物浓度较低的环境中，吸收污染物的量不引起植物体表现出明显的受害症状。但植物体内的生理生化代谢活动受到影响和抑制，而使植物生长发育不良，造成不同程度的产量和品质降低，或物侯期推迟等。152、几中污染物对植物的影响(1)SO2对植物生长发育的影响①植物对SO2的吸收和运转

SO2气孔细胞间隙叶肉细胞

侧根主根茎叶脉维管束

②植物受SO2的危害症状

叶脉间出现不规则的斑点，急性伤害时可出现伤斑。受害组织和健康组织之间有一明显的界限。S0216波斯菊玉米棉花17③SO2对植物生长发育及生理机制的影响A.气孔机能瘫痪导致植物气孔开启和关闭的机能瘫痪，刺激气孔开放，使SO2更大量的进入植物体细胞内，加重其危害；使水分不断地大量蒸腾，导致植物组织失水而枯萎。B.叶片组织结构破坏细胞失水变形；组织破碎；细胞间隙增大；叶片显著变薄；细胞产生质壁分离；叶绿体基质出现成粒作用，基粒片层膨胀，最后叶绿体被膜降解。

敏感程度：成熟叶＞幼嫩叶和老龄叶18C.植物的生理代谢活动受干扰抑制光合作用，使叶绿素失去镁离子，导致去镁叶绿素增高。④危害剂量及暴露时间浓度比接触时间更为重要，浓度是第一性的，时间是第二性的。⑤对SO2的抗性植物大叶黄杨、女贞、构树、苦楝、石榴、夹竹桃、凤尾兰、小叶黄叶、沙枣、海桐。19(2)氯对植物生长发育的影响氯主要来自化工厂、农药厂、冶炼厂、玻璃厂和塑料厂散发出的氯和氯化氢气体。①植物对氯的吸收和运转通过叶片气孔吸收。吸收量与气孔的数目及气孔的开度有关。气孔数目多、开度大，吸收量大，反之亦然。氯进入气孔后，先进入孔下室周围的海绵组织细胞，再扩展进入维管束鞘、韧皮部及栅栏组织细胞和表皮组织细胞。20②氯对植物的危害症状脉间出现点状或块状伤斑，或黄化失绿，或叶片出现坏死斑。受害组织和健康组织之间没有明显的界限。受害严重时全叶漂白，叶下表皮及叶面出现皱缩，网脉凸起，全也枯卷，直至落叶；

敏感程度是：成熟叶＞老叶＞嫩叶。21被氯气熏黄的油菜花倾覆的液氯罐22③氯对植物的危害机制氯进入植物组织产生次氯酸，次氯酸是较强的氧化剂，具有漂白作用；氯能改变酶的效应，降低水解酶的活性，破坏碳水化合物的代谢平衡和蛋白质的合成。上述效应是由于氯破坏了植物细胞汁液的pH平衡造成的，这是氯造成植物伤害的重要原因。④对氯的抗性植物抗性强：构树、海桐、无花果、木槿、蚊母、山茶、日本女贞、凤尾兰、龙柏、侧柏、紫藤、苦刺、桑、大叶黄杨。23(3)氟化物对植物生长发育的影响氟化物来源于磷肥厂和冶金厂等企业。氟化物是一类刺激性很强的有毒物质，且能在生物体内累积，危害甚大。氟与硫、氯不同，氟不是植物正常发育所需要的重要元素。大气中的氟化物主要是以HF的形式存在。①植物对氟化物的吸收和运转叶片可吸收氟化物，树皮也可吸收氟化物。氟化物进入叶片后，总是以离子状态存在；氟化物在绝大多数植物代谢活动中不起作用；氟化物在植物细胞中不发生解毒作用，一旦中毒，即对植物危害较重。24

植物对大气中氟的积累与作用剂量和作用时间有关。氟化物剂量——累积公式：△F＝KCT

式中：△

F：积累量；K：累积系数；

C：氟化物浓度；T：暴露时间②氟化物引起植物的伤害症状

与SO2危害的症状相似；氟化物对幼叶、幼芽危害更大；危害症状表现速度快，伤害几小时后植物即可出现萎蔫现象；受害叶片，表皮细胞、栅栏组织细胞、海绵组织细胞及维管束的导管和韧皮部细胞均出现红棕色，维管束周围的一层细胞还会形成一个红棕色的圆环。25

一般HF浓度在1~10ppb时，植物连续暴露数天至数十天，植物即受伤害。一些敏感植物如唐菖蒲等在10ppb时接触20小时；葡萄、樱桃、杏、李等5ppb接触7~9天即可表现出受害症状。③氟化物危害植物的机制首先，氟化物主要抑制酶的活性，使植物生理代谢机能受到影响；其次是破坏叶绿素降低光合速率；第三是影响呼吸作用。④对氟化物的抗性植物抗性强：大叶黄杨、构树、女贞、棕榈、凤尾兰、桑树、榆树、朴树、梧桐、美人蕉等。263、植物受大气污染危害的因素(1)有害气体的浓度和接触时间的影响(2)植物的发育阶段(3)植物受害的环境条件风、光、温度、土壤因子和地形等。(4)植物体的抗性

抗性是指植物在污染物影响下，能尽量减少伤害，或者受害后能很快恢复生长，继续保持旺盛活力的特性。叶面具附属物的种类抗性较强；叶片单位面积的气孔数少、气孔的开度小的种类抗性强。27(5)污染物的符合影响相加作用：二氧化硫+硫化氢相减(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)大气污染对人类的影响1、粉尘稍大的微粒被截留在上呼吸道粘液层中，可以溶解，也可以被粘液一起送到喉头，成为痰而被吐出；而较小的粒子则被吸入肺泡造成危害。沉淀在肺部的有毒物质被溶解时，会侵入血液中导致中毒，未被吸收的微粒可被吞噬细胞吸收，这些毒物会杀死细胞造成尘肺或肺部感染。292、SO2SO2会造成呼吸道官腔缩小，粘液增加，导致空气进出受阻。轻时喘息，重时呼吸困难，产生咳嗽、声哑、胸痛等症状；并造成支气管炎、哮喘等病症，严重时可引起肺气肿，甚至死亡。吸入SO2或硫酸雾时，组织内会产生明显变化；硫酸雾的毒性比SO2的毒性强4~20倍，对人体的损害比SO2更严重；

SO2与空气中的粉尘结合，会产生协同作用而增加其毒性，因SO2可吸附在粉尘上进入肺泡。吸入SO2的浓度达400~500ppm时，可立即危及生命。303、一氧化碳一氧化碳进入人体后，与血液中血红蛋白相结合，生成稳定的一氧化碳血红蛋白；一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧气大200~300倍，使得血液中一部分血红蛋白优先与一氧化碳结合，使血液中氧的浓度显著下降，血液的输氧机能大受抑制，导致机体出现缺氧的各种症状：皮肤血管扩张、头痛、眩晕，甚至昏迷死亡。吸入体内的一氧化碳浓度过高时，还会与细胞色素氧化酶中的铁结合，对组织的呼吸过程有障碍作用，造成中枢神经机能受损，记忆力减退，知觉失常、失眠等。314、氟化物(水、食物)首先，在恒牙形成期和钙化期毒害牙釉质细胞，使牙结构损害而成“氟斑牙”；第二，氟沉积在骨组织中，使钙磷代谢紊乱，造成骨质增生或骨质松碎两种表现的“氟骨症”。第三，氟离子使脑生物电发生改变，影响高级神经的正常功能，出现记忆减退、精神不振、头痛、烦躁、失眠等症；第四，造成消化道溃疡、心肌纤维变性等疾病；第五，抑制体内多种酶的活性，使糖代谢紊乱，乙酰胆碱支流滞留，出现身体不适等症状。第六，少量氟分布于主动脉、心脏、肝、脾、肾等软组织，还能通过胎盘膜使胎儿致畸的危害。32

老年氟斑牙

氟斑牙一家老水井33(三)大气污染造成经济损失1、酸雨破坏了大片森林2、使水域酸化3、对建筑物腐蚀4、人类受硫、硫酸雾危害事例34

六、温室效应及其成因、危害