1705421392
1705421393
资料来源：Redrawn from Biosphere 2000, by Donald G. Kaufman and Cecilia M. Franz (NY: HarperCollins College Publishers, 1993, Fig. 14.5, p. 259).
1705421394
1705421395
酸沉降通过对土壤的酸化以及将铝和有毒重金属镉与铅等颗粒覆盖在地面上而危害土壤和植被。酸沉降杀死土壤中分解有机质和使营养物质通过生态系统再循环的微生物。美国东部、北欧和西欧、俄罗斯和中国的森林已经遭到严重伤害。
1705421396
1705421397
酸雨对水生生态系统的影响是多方面的。湖泊或河流的酸度无需增加很多就会开始干扰鱼类繁殖的早期阶段。同样，由于酸化杀死鱼类赖以为食的植物和昆虫，食物链也被中断。美国、加拿大和斯堪的纳维亚半岛成千上万的湖泊和河流中鱼类的消失以及其他地方鱼类减少被认为同酸雨有关。内华达山脉、喀斯喀特山脉、落基山脉和阿迪朗达克山脉等地的高海拔河流、湖泊和池沼也面临高酸度的慢性伤害。
1705421398
1705421399
建筑物和纪念碑见证了大气中酸的实质性影响。酸腐蚀着许多建筑材料，包括大理石、石灰石、钢铁和青铜（图12.13）。世界范围内，成千上万的建筑物正在被酸沉降缓慢地溶蚀。
1705421400
1705421401
1705421402
1705421403
1705421404
图 12.13 法国兰斯市（Reims）教堂这座石灰岩雕塑见证了酸雨的破坏作用。硫酸把石灰岩转化为石膏，使其在多年同雨水接触中被冲刷掉。（© William E. Ferguson）
1705421405
1705421406
地理学与生活（插图第11版） [:1705409909]
1705421407
光化学烟雾
1705421408
1705421409
二氧化硫是酸雨的罪魁，而氮的氧化物则是形成光化学烟雾（photochemical smog）的祸首。这种空气污染类型的形成，是由于氮氧化物和空气中水蒸气里的氧气发生反应，生成二氧化氮。后者在日光下同汽车尾气与工业废气中的碳氢化合物反应，生成像臭氧（ozone）之类的新化合物。光化学烟雾的主要成分——臭氧分子由3个而不是2个氧原子组成。天气干暖而环流微弱有利于臭氧形成。天气越热，日光越强，臭氧与烟雾形成越多。因此一般说来，夏季臭氧产生多于其他季节。
1705421410
1705421411
由于氮氧化物和碳氢化合物主要来源于机动车辆和工业，所以光化学烟雾多属城市问题。任何地方，光化学烟雾问题的严重程度都取决于气候、地形和交通状况。此类烟雾世界各地均有发生，影响着许多城市，如土耳其的安卡拉、印度的新德里、墨西哥的墨西哥城和智利的圣地亚哥。据世界银行报道，亚洲烟雾最严重的16座城市都在中国。
1705421412
1705421413
大约有1.6亿美国人，即一半以上美国人口，居住在不符合2004年6月生效的联邦地面臭氧标准的地方。加利福尼亚州温暖阳光的气候和地形特别有利于臭氧的生成（图12.14）。加利福尼亚州的河谷被山地环绕，空气污染保留在盆地中。出现逆温时，污染物被有效地截留而不能逃逸到大气层中去。一半以上的加拿大人也和对面的美国人一样，居住在臭氧污染水平超标的地方。从温莎到魁北克之间的区域空气质量最差（图12.15）。近一半臭氧是就地产生的，另一半来自俄亥俄河谷、克里夫兰和底特律地区。
1705421414
1705421415
1705421416
1705421417
1705421418
图 12.14 洛杉矶（a）晴天；（b）被光化学烟雾掩盖。空气停滞在城市上空时，汽车与工业废气越积越多，减弱下午的阳光，变成阴暗的霾，使臭氧水平剧增。《清洁空气法》的要求和对汽车排气更严格的规定已令臭氧峰值降低到1955年水平的1/4。（［a］© Gregory Mancuso / Stock Boston;［b］© Robert Landau / Corbis Images）
1705421419
1705421420
1705421421
1705421422
1705421423
图 12.15 美国和加拿大受烟雾污染最严重的城市。本图仅标示两国臭氧污染水平最高的20座城市。尽管近年来有害的排放明显减少，但就每年“坏空气”天数而言，洛杉矶仍然是美国臭氧污染最重的城市。而且，有些烟雾污染最严重的情况也出现在美国得克萨斯州休斯敦和达拉斯-沃斯堡。在加拿大的20座城市中，有10座位于温莎至魁北克廊道上，受到来自美国的越境污染。
1705421424
1705421425
资料来源：American Lung Association, Environment Canada.
1705421426
1705421427
光化学烟雾既伤害人类健康又伤害植被。长期暴露于烟雾中会对人的肺部造成永久性伤害，使之过早老化，而且据信会增加哮喘、支气管炎、肺炎和肺气肿之类的发病率。由于儿童呼吸道较短小，而且免疫系统不如成人发育成熟，所以他们尤其容易受到空气污染的伤害。
1705421428
1705421429
臭氧除了对人类有影响以外，也伤害植被。即使是百万分之一的低浓度也会对树木、植物和农作物造成伤害。虽然烟雾是城市工业中心产生的，但是对其下风向地区也有影响。日本东京和大阪、中国北京、巴基斯坦卡拉奇和美国加利福尼亚州洛杉矶等城市下风向的森林就受到与光化学烟雾有关的伤害。
1705421430
1705421431
地理学与生活（插图第11版） [:1705409910]
1705421432
臭氧层损耗
1705421433
1705421434
虽然臭氧在近地层是一种有害污染物，但对大气层却至关重要。在地面以上大约10—24千米的高度上，臭氧形成一个叫作臭氧层（ozone layer）的保护层，它护卫着地球上所有生命免遭来自太阳的致命紫外线（ultraviolet，UV）的过度辐射。越来越多的证据显示，各种化学品的排放正在破坏臭氧层。其中最重要的一类合成化学物质是1931年开发的氯氟碳（chlorofluorocarbons，CFCs）。成百种产品中含有氯氟碳。它被用作冰箱和空调器中的冷却剂，用作气溶胶喷雾剂，用作塑料泡沫包装、家居绝缘和室内装潢材料等。它还以液化形式用于外科手术工具的消毒，清洗电脑芯片和其他微电子设备。
1705421435
1705421436
另一些与臭氧层损耗有关的是用于灭火器中的哈龙（halon），用作溶剂和清洁剂的四氯化碳和甲基氯仿，以及用于土壤和谷仓消毒以及熏蒸易腐货物的杀虫剂溴化甲烷。不过，氯氟碳远比这些都重要。
1705421437
1705421438
这些气体释放到空气中后，穿过低层大气，在7—15年内上升到平流层（图12.16）。在那里，这些气体分子被紫外线辐射破坏，产生游离的氯原子和溴原子。经过一定时间，一个这样的原子就能破坏成千上万个（如果不是无限多个）臭氧分子。
1705421439
1705421440
1705421441