环境地学和化学.doc

1、环 境 地 学环境海洋学是研究污染物在海洋中的分布、迁移、转化的规律，污染物对海洋生物和对人体的影响及其保护措施的科学。它是 50 年代以来随着海洋环境问题的发展而逐渐形成的一门新兴学科。进入海洋的废弃物无法排往他处，海洋水体连成一片，因此海洋污染具有广泛性和复杂性、扩散范围不易控制、污染持续性强等特点。环境海洋学研究的范围应是全球海洋，但重点在沿岸的海域、港湾、河口。研究的对象是海水、底质、海洋生物及在这三种介质中积蓄的污染物。环境海洋学主要研究海洋环境中物质通量的研究，即研究某种污染物在一定时间内通过各种途径排入海洋的量；污染物进入海洋后的迁移、转化规律的研究；海洋污染的生物学效应研究，这

2、是目前环境海洋学研究的核心；海洋污染防治措施的研究等。目前在环境海洋学中对海洋自净能力的研究是一个重要研究领域，低浓度的污染物长时间对海洋生态系统的影响也是一项重要研究内容。环境土壤学是环境科学与土壤学的交叉学科。它主要研究人类活动引起的土壤环境质量变化，以及这种变化对人体健康、社会经济、生态系统结构和功能的影响，探索调节、控制和改善土壤环境质量的途径和方法。环境土壤学的研究对象土壤-植物系统由土壤无机部分、土壤有机部分、植物三个亚系统组成。环境土壤学的核心是认识和掌握土壤-植物系统的污染和净化功能这一对矛盾的发生、发展、转化和统一的过程，以便采取必要的措施，使矛盾朝着有利于人类的方向发展。环

3、境土壤学研究的主要内容有：研究土壤背景值；研究土壤污染现状，进行综合评价和预测；研究土壤及其边界环境中污染物的迁移、转化和分布规律；定量研究人为污染因素对土壤特性的微观机理和宏观生态效应；研究土壤-植物系统对主要污染物的净化功能和作用机理，反应动力学及其环境条件；研究土壤环境质量基准、土壤环境标准、土壤环境容量等。环 境 地 质 学环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的学科，它是地质学的一个分支，也是环境地学的组成部分。20 世纪 50 年代以来，由于工业污染成为严重的环境问题，影响到人类健康和生态平衡。因而大批地质学家投入了环境问题的研究。世界一些国家纷纷建立环境地质研究机构，出版书刊

4、。从学科的发展来看，到 70 年代中期，环境地质学已发展成为一门比较完整、独立的新学科。环境地质学的研究内容包括自然和人为引起的环境地质问题，但也有人从狭义的地质环境概念出发，把问题局限于岩石圈。人类历史上最早出现的环境问题，如火山爆发、地震、山崩、泥石流等都是地质因素引起的。对于这些环境问题，人类至今还无法控制和准确预测，因此预测和防治地质因素造成的环境影响 ，是环境地质学研究的内容之一。地壳表面的化学元素，在成岩作用和风化侵蚀过程中形成了不均匀分布。生态系统中循环的物质和流动的能量都同地质环境有密切关系。地质体系中化学元素的丰度和赋有状态必然影响动、植物和人类的生存与发展 。一个地区某种元

5、素严重不足或过剩，就有可能引起地方病。如某些地区由于缺碘或多碘引起居民患地方性甲状腺肿，高氟地区引起地方性氟中毒。中国的克山病和大骨节病也与环境地质条件有关。研究地质环境与人类健康的关系，也是环境地质学的内容之一。人类赖以生存的地质环境是经过亿万年演化而形成的。在这一环境中，地质体系的各部分之间、地质体系与生态系统之间已形成一种动态平衡的关系。产业革命以来，特别是第二次世界大战以后，由于人口剧增，科学技术迅猛发展，人类活动已变成干预和改变自然体系的强大营力。环境地质学的一个重要任务就是研究人类活动所引起的环境地质问题，这其中主要包括：化学污染引起的环境地质问题：现代工业和农业的飞跃发展，废弃物

6、的排放和农药化肥的施用，把大量有害化学物质散布到地质环境中，逐渐改变地球表面的化学组成，生态平衡的物质基础便遭到破坏。这一方面直接危害人类的生存和健康，如出现公害病；另一方面还引起自然环境不可逆转的变化，如大气中二氧化碳浓度的增高，臭氧层被破坏等问题。污染物在地质环境中的迁移、转化、积累、净化的过程，十分复杂，研究这种过程是环境地质学的基本任务之一。大型工程和资源开发引起的环境地质问题：大型工程建设和资源开发活动，使地貌不断发生变化，如大矿坑出现，山头被削平，废石堆积如山，水系改变， 海岸线被侵蚀等。这样就留下一些难以处置的环境问题，如露天矿开采后的生态恢复问题，河流大坝和水库建成后的综合性生

7、态影响问题等。预防工程建设对环境的不良影响，也是环境地质学的基本任务。城市化引起的环境地质问题：由于人口的高度集中，能源和材料的大量消耗，废弃物的大量排放，大型和高层楼房的建设而引起的城市环境地质问题有：水资源(特别是地下水)的勘探、开发、利用和保护的问题，地下水硬度升高的防治问题，地质环境的容量问题地面沉降的防治问题，同城市工程建设有关的工程地质问题等。这些问题都同城市建设和发展、同城市人民的生活息息相关。也是环境地质学的研究内容。研究这些问题可为新城市的合理规划和旧城市的改造提供科学依据。环境地质学的研究方法通过对化学物质在环境中的迁移转化规律的研究，以及对矿物组成和结构特征的研究，探索地

8、质环境的变化。如水土流失现象与风化过程相关，而风化速率又同组成岩石的矿物性质和外部水热条件有关，通过对矿物成分和物理化学性质的测定和研究，可以评价风化作用的进程。又如克山病、氟中毒等疾病的地区分布与某些环境地质因素相关，研究这种特定区域地质环境中化学元素的丰度及其在各个生态环节中的运动规律，有利于揭示人体健康与地质环境间的内在联系，以及这些地方病的病因。再如，通过对工业污染物的追踪研究，可以发现污染物由于地表水的灌溉经过土层渗入地下水的途径。此外，评价大气颗粒物对环境质量的影响时，也要应用矿物学的方法，即不仅要考虑它们的浓度，而且要研究它们粒径的分散度、形态特征、矿物和化学组分特征。在环境地质

9、学的研究中，为了确定各种环境要素之间的关系，综合分析影响环境质量的地球内力、地表外力和人类活动三种营力之间的相互作用统一宏观研究与微观研究的结果，必须应用现代数学原理和计算方法。如设计研究工作的程序，检验样品和数据的代表性，分析数据资料的相关性，进行环境质量的综合评价，建立环境地质或环境地球化学模型，预测地质环境的演化趋势，拟定环境控制的最佳方案等都需要应用系统分析方法。地质环境问题具有空间性、动态性和综合性。分析和表示环境地质问题，图上作业是一种理和计算方法。如设计研究工作的程序，检验样品和数据的代表性，分析数据资料的相关性，进行环境质量的综合评价，建立环境地质或环境地球化学模型，预测地质环

10、境的演化趋势，拟定环境控制的最佳方案等都需要应用系统分析方法。地质环境问题具有空间性、动态性和综合性。分析和表示环境地质问题，图上作业是一种有效的方法。环境地质图不仅能表示出某一时刻的环境状态，而且能表示出随时间流逝所发生的系统变化。因此在环境地质图中，除了应用各种地质图件的颜色和线条等制图语言外，还要有数字和数学符号。这些数字和数学符号同一定的环境数学模式相关联，因而可使图件与电子计算机联用，形成动态环境地质图。一套完整的区域环境地质图包括环境地质单要素图、环境质量综合评价图、环境演化趋势图、环境区划图、环境规划图等。为解决人类环境问题而发展起来的环境地质学在基础理论和研究方法上带有地学、生

11、态学、物理学和化学等学科相互渗透、融合的特色。但环境地质学仍然是以地质学作为学科基础的。环 境 土 壤 学环境土壤学是研究人类活动引起的土壤环境质量变化，以及这种变化对人体健康、社会经济、生态系统结构和功能的影响，探索调节、控制和改善土壤环境质量的途径和方法。土壤是环境要素之一。从生产的角度看，土壤能为绿色植物提供肥力(水分和养料)；从保护环境的角度看，土壤具有同化和代谢进入土壤中的污染物的能力，因而是人类不可缺少的自然资源。环境土壤学是环境问题出现以后在土壤学基础上发展起来的新兴学科，是环境地学的一个分支。土壤同绿色植物有着密切的相互依存的关系。因此从广义上说，环境土壤学研究的对象应当是土壤

12、植物系统。这个系统由土壤的无机部分、土壤的有机部分、植物三个亚系统组成。土壤-植物系统是生物圈的基本结构单元，是联系城乡生态系统的纽带，也是沟通植物和动物的桥梁。这个系统具有把太阳能转化为生物化学能贮存起来的特殊功能。但是它如果受到污染，尤其是污染负荷超过它的容量，它的生物生产力就会下降，甚至全部丧失。而且土壤中的污染物还会扩散到大气和水体中，进入植物体，通过食物链危害人群的生命和健康。土壤-植物系统中的有机体密度最高，生命活动最旺盛。因而它对污染物具有很强的净化能力。它可以通过一系列的物理、化学和生物学过程，如吸收、吸附、离子交换、络合-整合、氧化还原、沉淀、转化和降解等作用，净化进入土壤中

13、的污染物。环境土壤学的核心就是认识和掌握土壤一植物系统的污染和净化功能这一对矛盾的发生、发展、转化和统一的过程，以便采取必要的对策和措施，使矛盾朝着有利于人类的方向发展。环境土壤学在研究方法上主要有下列特点：综合运用环境地学和环境生物学的研究方法。环境土壤学研究涉及生态系统中的能量流动和物质循环及其环境效应，因此在实验手段方面，近来越来越多地运用微宇宙方法，采用土壤植物系统开放式渗漏器抽汲式渗漏器和受控环境污染模拟实验系统。宏观研究和微观研究的结合。环境土壤学的研究工作中经常要在局部、区域，甚至全球范围内通过野外布点采样，或采用遥感、遥测等手段，取得大量资料信息和分析数据用宏观的数理统计方法去

14、掌握污染物在土壤中分布、迁移的时空规律，计算土壤环境对某些污染物的容量；同时，也要深入研究污染物在土壤环境中反应过程的微观机理，从宏观研究和微观研究的结合上去探索解决问题的途径。应用环境分析化学的测试技术。土壤环境质量研究需要对土壤、植物中的大量元素、微量和超微量元素以及具有复杂分子结构的有机物进行分析测定，最低检出限要求达到 ppb 或 ppt数量级。此外，需要分析的样品数量大，时空观念强，因此，要求有灵敏准确、自动连续的测试手段。建立数学模式。土壤一植物系统的污染及其生态效应的发生过程具有隐蔽性、长期性和不易恢复性的特点。土壤的形成和进化要经历很长的年代，但可以因人为污染毁于一旦，因此土壤

15、污染的防治对策，应当特别重视预防为主的方针。要求从污染源的调查，污染物的定性、定量分析开始，结合其他变化条件，将土壤一植物系统及其边界环境中污染物的迁移、归宿的物理化学过程，转化为数学模式和电子计算机语言程序，以便预测土壤环境中某些主要参数的变化趋势为制定环境保护政策和优选技术方案提供科学依据。环境土壤学的基本内容保护土壤资源，提高土壤-植物系统的生产能力，充分利用土壤-植物系统对污染物的净化能力，是环境土壤学研究的基本目的。它的主要研究内容包括：研究土壤背景值。其方法是，积累原始性和基础性资料，建立土壤环境背景资料数据库，以保证研究资料的准确性、可比性、系统性和完整性。研究土壤环境污染现状，

16、进行综合评价，并根据国民经济发展的需要以及可能采取的环境保护措施，对土壤环境质量作出科学的预测。研究土壤及其边界环境中污染物特别是主要污染物的迁移、转化和分布规律，弄清它们的来源和归宿。定量研究人为污染因素(物理的、化学的和生物学的)对土壤物理、化学、生物学特性的微观机理和宏观生态效应。研究土壤-植物系统污染的生态效应和卫生学评价，进行流行病学的统计相关分析和因果关系定量分析。如土壤及其边界环境污染对资源利用、生物生产力和生态效应的影响评价。研究土壤-植物系统对主要污染物的净化功能和作用机理、反应动力学及其环境条件，为发展城市污水的土地处理系统提供科学依据。建立土壤及其边界环境中污染物迁移、转

17、化规律的生物物理化学行为数学模式，并通过实践不断加以修改和完善。在严格的环境土壤学实验基础上，参考各种环境质量基准值，研究土壤环境标准。综合污染源、污染物类型、污染方式、污染途径、土壤类型及其分布的地貌条件、地球化学特征、气候和水文条件等因素，计算土壤的环境容量，确定表述土壤环境容量的数学模式，为实行土壤污染的总量控制土壤环境容量的数学模式，为实行土壤污染的总量控制提供科学依据。在发展国民经济的过程中，研究厂矿、企业、城市和大工程对土壤环境质量的影响。通过实地调查和实验，研究土壤-植物系统及其边界环境的污染防治途径和措施。研究土壤环境质量基准，例如收集和制备各种标准土壤样品、生物样品、纯化学标

18、准品，建立跨部门的技术协作网，实现土壤环境分析测试方法的标准化。环境土壤学展望过去环境土壤学的研究工作取得了一定进展：但还局限在土壤、大气、水这些单介质中进行。今后必须十分重视污染物在土壤-植物系统及其边界环境中迁移、转化的生物、物理和化学行为、反应机理和动力学等重要过程的动态研究；充分利用系统分析原理和方法建立数学模式和电子计算机语言程序。只要把上述研究和土壤环境监测系统的工作以及开展野外调查和定位站研究等有机地结合起来，是可以把环境土壤学的研究工作提高到新的水平上。环 境 海 洋 学环境海洋学是环境地学的一个分支，它主要研究污染物进入海洋的途径；污染物在海洋的分布、迁移、转化的规律，和对海

19、洋生物以及对人体的影响；并在此基础上提出保护和改造海洋的措施的学科。海洋是自然资源的宝库。海洋沿岸是建设城市、发展工农业生产和旅游事业，以及建立休养地的好地方。海上航线是天然的交通大道。随着海洋资源的开发，沿海城市和生产的发展，沿海港口频繁的贸易往来，海洋环境的污染日趋严重。例如，由于人类的活动：海洋中的重金届和放射性物质在逐年增加，海洋中本来不存在的有机化合物DDT、多氯联苯等，不仅在近海发现，而且在 3000 米的深海处和南极冰块中发现。这些无机物、有机物、放射性物质在海洋中不断积累，直接影响海洋生物的正常生长和繁殖，并对人类的健康造成直接的危害和潜在的影响。水俣病就是人们食用了含甲基汞的

20、海洋水产品引起的。石油是海洋中最常见的污染物之一，石油污染可引起环境因素的改变，进而引起生物生活环境的变迁。现代人类活动给海洋环境质量带来的上述各种不利影响，越出了传统的海洋科学的研究范围。为了保护海洋生态系统，要求了解、控制和消除这些有害影响。因此，从 20 世纪 50 年代以来，在零星的和不系统的研究基础上，逐步汇集成一门新兴的环境海洋学。它是环境科学的组成部分，又是海洋科学的组成部分。不少国家设有专门机构研究海洋污染问题，如中国的海洋环境保护研究所，美国环境保护局所属的柯伐利斯环境研究所、娜拉岗塞特环境研究所、勃里士海湾环境研究所，英国自然环境委员会所属的普利茅斯海洋环境研究所等。环境海

21、洋学的内容海洋环境具有自己的特点。海洋处于生物圈的最低部位，所容纳的废弃物无法排往他处。海洋之间彼此连成一片，相互沟通，都在以极快的速度蓄积污染物。凡是对人类最重要的水域表层海水、沿岸海域、江河出口，往往都最先受到污染。海洋污染在某种意义上说，比河流、湖泊和大气污染更具有广泛性和复杂性，这就是污染源广，持续性强，危害性大，扩散范围不易控制。鉴于上述特点，环境海洋学研究的范围是全球海洋，但重点是沿岸的海域、港湾、河口。研究的对象是海水底质、生物以及在这三种介质中积蓄的污染物。环境海洋学的研究是从以下五个方面的问题展开的：某一海域的污染物种类和数量，它们进入的方式和特点；污染物入海后的扩散、沉积和

22、迁移的物理和化学过程；污染物被海洋生物吸收的方式；污染对海洋生物和人类产生的效应，以及使环境发生的变化；海域中污染物的最后归宿。为了回答上述五个方面的问题，研究的主要内容可归结为：海洋环境中物质通量的研究。污染物除通过船舶和沿海工厂直接捧入海洋外，还通过河流、地面径流、风和冰川等途径输送入海洋。通量是指某种污染物在一定时间内通过各种途径捧入海洋的量。通量研究的目的是正确估计陆源物质给海洋造成的负荷。污染物进入海洋后的迁移、转化规律的研究。包括水迁移的动力学问题；污染物由于生物化学作用造成的化学形态的变化；污染物被海洋生物吸收后的迁移；悬浮物对污染物的吸附特性和共沉淀规律等。在研究过程中特别要注

23、意几个界面的变化(河-海界面，海-气界面，固-液界面，海-底界面)海洋污染的生物学效应研究。这是环境海洋学研究的核心。从生态系统的观点研究污染物对海洋生物的毒性毒理的作用，特别要注意低含量、长时间所造成的慢性作用。防治措施的研究。海洋环境一旦遭受严重污染是难以治理和恢复的，重点在于预防。研究在合理利用海洋自净能力的基础上，提出控制污染物入海量的可行措施，制定和选择沿岸工农业生产布局的最佳方案。环境海洋学的研究步骤一般为：背景调查，目的是确定陆源污染物的输入、扩散途径以及在沿岸和公海区域典型动植物中的蓄积量，以便估价它们对生命活动的威胁；动态监测，其任务是提供海洋环境因素方面的情报资料；定期测定

24、海水、底质和某些指示生物体中各种污染物的含量，以及其他水质参数；在海水、底质或某种指示生物体内污染物超过最高容许浓度时发布警报；基础研究：在上述基础上，研究污染物的转化机理和迁移规律。经过 20 多年的努力，全球海洋污染的基本状况，特别是各滨海国家领海范围的污染状况已经有了清楚的了解。对主要污染物的输入途径、转移规律尤其是食物链上各营养级生物对污染物的吸收、积累和迁移的机理，认识也较为深刻。生物学效应的研究，在微观上已深入到细胞水平探索有毒物质对海洋生物的毒性毒理作用；在宏观上开始综合分析污染对生态系统影响的基本规律，并由室内实验过渡到现场实验，即所谓现场“控制生态系统污染实验”。新技术的应用

25、，例如多项参数的自动探测仪、遥感、遥测、地球资源卫星等的应用，以及数学模拟的研究等，为海洋污染的调查研究开拓了新的前景。防治措施也由单纯采取阻止陆源污染物入海的“浓度标准”，发展到合理利用海洋自净能力，以环境容量为标准的“总量控制”的综合防治。广袤无垠的海洋，具有极大的自净能力，人类目前对它远未达到充分利用的程度。把海洋的自净能力视为资源加以合理开发，将是环境海洋学深入研究的一个方向；低浓度的污染物长时间对海洋生态系统的结构和功能影响的研究是环境海洋学重要的研究内容。环境海洋学是由海洋科学中新生长的一门边缘学科，它的发展既要继续吸收母体学科的营养，同时又将对海洋科学的进一步发展起促进作用。污染

26、气象学污染气象学是研究大气运动同大气中污染物相互作用的学科。它是现代气象学的一个分支，也是环境科学的重要组成部分。污染气象的发展历史产业革命以来，工业飞速发展，人口急剧增长，消耗了大量的煤、石油、天然气等燃料，排出的二氧化硫、二氧化碳等大气污染物的数量日益增多。早在 1861 年就有学者指出，大气中二氧化碳含量增加，温室效应会增强，可能影响气候。1921 年，英国为了弄清军事上施放毒气的气象条件，开始进行大气扩散实验。40 年代，原子能工业兴起，一些国家开始进行放射性物质污染预测和控制的研究，促进了大气扩散实验和理论研究的发展。5060 年代，一些工业集中的地区和城市相继发生严重的大气污染事件

27、。其原因一是 排入大气中的污染物数量大、浓度高；二是气象条件不利于大气污染物的扩散和迁移。为了控制和消除大气污染，一些国家开展了城市或区域性的大气污染物输送、扩散、迁移和转化规律的实验和研究，并在一些污染严重的地区开展了大气污染预报的研究。70 年代，在全球范围内出现了频繁的气候灾害，如非洲出现严重干旱等，人们把这些现象归因于大气污染。这样就推动了许多气象学者不仅进行气象因素对污染物扩散影响的研究，而且开展了大气污染对天气、气候影响的研究。同时，高空飞行器对平流层的污染以及污染物在 平流层和对流层之间的迁移转化，促使人们研究全球性的大气污染与气象的关系。在此基础上，气象学分蘖出一个新的学科污染

28、气象学。污染气象学的内容污染气象学主要研究近地层大气运动引起的污染物扩散、输送、迁移和转化过程，以及大气污染对天气和气候变化的影响。污染物在大气中的扩散和输送受风和温度的空间分布的制约，而大气湍流运动则引起污染物的稀释和再分配。风和温度的空间分布、大气湍流状况同地形、下垫面状况(水面、陆面、植被、城市等)有密切关系。地形和下垫面等状况不同也会影响污染物的输送和扩散过程。在平原地区，风向和风速在某一水平面上是均匀的。某一污染源 排放的污染物受当地风向频率的影响，最高风频的下风地区受污染的次数最多。在晴天的夜间，风速较小时，近地面几百米高度出现辐射逆温层，大气稳定，污染物的扩散能力差 ；在中午前后

29、，温度垂直递减率每100 米可大于 1，热力和动力湍流发展，大气很不稳定，污染物的扩散能力增强。在沿海(或滨湖)地区，由于海陆风的交换，有时低层 排放的污染物被海陆风输送到一定距离后，又会被高空反气流带回到原地，导致原地污染物浓度的增加。由于水陆气温的差异(春、夏季水面气温低于陆面，而秋冬季则相反)，在冷水面(或陆面)形成的逆温层的空气流经暖陆面(或水面)，逆温层被破坏，逆温层上部积聚的污染物被热对流带到地面，在短时间内会产生污染物浓度增高的“熏烟过程”。此外，由于陆面的粗糙度大于水面，水陆温度差异造成大气稳定度的差异，大气扩散能力也出现很大差异一般说来，陆面的大气扩散参数大于水面。在山区，由

30、于地形起伏，造成日辐射强度和辐射冷却不均而引起的热力环流，称为地形风。在地形的影响下山谷中不同位置、不同高度的大气运动状况不同，对污染物的输送能力也各不相同。在城市，热岛效应使城市温度的垂直分布在白天和夜晚都是递减的，形成城市混合层。污染物的垂直扩散受到限制，混合层内的污染物浓度趋于均匀。热岛效应形成热岛环流，还会增加辐合区的污染。辐合上升气流使高烟囱的烟气上升，减少了对城市的污染。由于城市对气流的扰动和城市大气的热对流造成的揣流比平原地区强，所以城市大气扩散的能力比平原大得多。在重力作用下，大气中一些颗粒物会沉降到地面。大气降水能冲洗大气中的污染物。雨雪在降落过程中通过碰撞而捕获大气中的颗粒

31、物，捕获量同雨滴大小、颗粒物大小和密度有关。雪花比雨滴体积大，降落慢，同样的降水量，雪的冲刷能力比雨大。气态污染物是通过分子扩散被雨雪溶解的，气体的分子扩散系数越大，溶解度也越大，清洗作用也就越大。因此降水的冲刷作用能使大气中的污染物浓度显著减低。污染物在大气环境诸因素的影响下发生极为复杂的化学反应。这些反应可使污染物毒性增强或减弱，或者丧失，或者形成新的污染物。二氧化硫在日光照射下可氧化成三氧化硫 ，三氧化硫溶于大气中的水，形成硫酸雾。二氧化硫也可溶于水，形成亚硫酸，再氧化成硫酸。氮氧化物与臭氧化合溶于大气中的水，可形成硝酸。硫酸和硝酸可使雨水酸化，也可能与其他物质化合形成盐类。氮氧化合物和

32、碳氢化合物共存于大气中，经紫外线照射，会发生光化学反应而产生危害甚大的光化学烟雾。大气污染对局部地区气候和区域气候也会发生影响。由于大气污染，英国伦敦和曼彻斯特曾出现过一年中有两百多天中午的能见度不到 10.5 公里。由于能见度降低，受污染地区的太阳辐射量比周围地区少 1520%，而紫外线则少得更多。城市污染源向大气中排放大量颗粒物。这些颗粒物作为凝结核把水气凝聚成水筋，在热岛辐合上升气流的作用下造成降水。据英国和北美几个城市统计，这些城市的降水量比郊区多510%。大气污染对全球气候的影响，也是污染气象学的一个重要的研究内容。从 19 世纪开始，大气中的二氧化碳在不断增长。二氧化碳吸收太阳和地

33、面的红外辐射形成温室效应，会使地面温度增加。不过 50 年代以来全球二氧化碳 排放量虽然增多，但气温反而下降。关于这个问题还需要探讨。大气中的飘尘有三分之一是人为排放的。过去认为飘尘具有“阳伞效应”，它能反射和吸收太阳辐射能，特别是减少紫外光的透过，使地面获得的太阳辐射能减少，引起气温降低。以后的模式试验表明，飘尘增加不多时，地面有增温现象。个别科学家甚至认为，飘尘越多，增热效果越大。因此飘尘的全球效应仍是值得继续研究的问题。人类消费能源所释放的热量也有增温的效应。据估计，当前全球人为释放的热量约相当于全球接受的太阳辐射能量的万分之一。即使今后人口增加到 200 亿，人为释放的热量也只有全球接

34、受的太阳辐射能量的 0.5%左右，只能使地面气温增加 1。美国和澳大利亚等国学者根据地球上不同地区的用能分布进行数学模式计算，认为在近期人类使用能量的水平上，对气候尚不至于有显著的影响。污染气象学是气象学和技术科学的结合体，又是气象学和化学、空气动力学等学科的结合体。它的发展将促进气象科学和相应科学的发展。大气污染证明了人类本身也参加了气象过程，并且影响越来越大。因此，污染气象学的出现也是气象科学向综合性学科发展的一个里程碑。环 境 地 球 化 学环境地球化学是环境科学与地球化学之间的一门新兴的边缘学科，是环境地学的一个分支。它主要研究环境中天然的和人为释放的化学物质的迁移转化规律，及其与环境

35、质量、人体健康的关系。环境地球化学是 20 世纪 70 年代发展起来的，它的基础是地球化学。地球化学是研究地球物质化学运动规律的学科。近代地球化学着重研究化学元素在地壳中的迁移、转化、分散和富集问题。各种金届和非金届元素、各种天然的无机和有机化合物在自然界的运动受地球化学规律的支配。随着社会生产的发展，出现了环境问题。人为释放的各种金属和非金属元素、各种无机和有机化合物也加入自然界原有物质循环之中，它们在自然界的运动同样受地球化学规律的支配。因此，地球化学的许多原理和方法可以应用于环境问题的研究，这样就促进了环境科学与地球化学的结合，导致了环境地球化学这门新兴的边缘学科的诞生。环境地球化学的主

36、要内容环境地球化学主要研究人类环境的化学性质、研究污染物在环境中的迁移转化规律、研究环境中的化学物质对生物体和人体健康的影响三个方面 。从地球化学的角度看：人类环境可分为五个地球化学系统，即表面岩石圈系统、大气系统、水系统、土壤-生物系统和技术系统。为了改善人类环境质量，必须深入了解这些系统的地球化学性质。这些系统是在地质历史过程中逐步演化、依次产生的，它们的化学性质不断地发生变化。到了近代，人类运用强大的技术力量大规模地改变自然界的面貌，地壳深处大量的化学物质被采掘出来，种类越来越多、数量越来越大的自然界本来不存在的化合物被合成出来，它们中的一部分不可避免地被散布到环境中。在原来环境物质循环

37、的基础上，叠加了这些新的物质的循环，对人类环境质量产生了严重影响。环境地球化学的重要任务之一就在于及时地研究现代环境化学变化的过程和趋势，在原来地球化学的基础上，更加深入地研究组成人类环境的各个系统的地球化学性质。人为散发的污染物在环境中不断发生空间位置的移动和存在形态的转化。这种迁移转化的结果，可以向着有利的方向发展，如污染物被稀释、扩散、分解，甚至消失；也可以向着不利的方向发展，如污染物在某些条件下积累起来，转变成为持久的次生污染物。污染物在环境中的存在形态可以通过各种化学作用不断发生变化，如溶解、沉淀、水解、络合与整合、氧化、还原、化学分解、光化学分解和生物化学分解等。污染物的存在形态不同，其毒性也往往不同，如六价铬的毒性大于三价铬，铜的络离子的毒性小于铜离子，且络离子愈稳定，其毒性愈小。污染物的存在形态不同，生物对它的吸收作用也不同，如水稻易于吸收金届汞、甲基汞，而不吸收硫化汞。在环境污染研究中，不但要研究污染物的总量，还必须研究污染物的形态。