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地理学与生活（插图第11版） [:1705409907]
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影响空气污染的因素
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影响一地空气污染类型和程度的因素很多。相对而言，人类难以控制的因素有气候、天气、风的类型和地形等。这些因素决定着污染物是被吹往他方，还是就地积聚。总体来说，位于平原上的城市比谷地中的城市遭到污染物积聚的可能性要小。
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不寻常的天气可能改变污染物扩散的正常模式。逆温现象加强了空气污染的效应。在正常状况下，空气温度从地表往上降低。但是，一层干暖空气稳定地覆盖在地表上空，将妨碍暖空气从下面正常上升和变冷。如第4章所述（图4.10和“多诺拉惨剧”专栏），逆温出现时空气变得停滞不动。污染物积聚在最下层而不是被吹走，空气污染变得越来越严重。逆温通常只持续几小时，尽管有些地方经常出现这种情况。洛杉矶秋季常出现逆温，丹佛则多在冬季。如果逆温徘徊时间足够长——超过几天，空气污染物就会积聚到严重影响人类健康的程度。
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某地形成的空气污染物可能在几百千米以外产生最严重的影响，因为大气环流能无视政治界限让污染物自由迁移。因此，康涅狄格州和马萨诸塞州部分地区能够感受到纽约市最严重的空气污染带来的影响。产生烟雾的化学反应要历经几小时，这时，气流已把污染物携带到纽约以外。纽约也以同样方式接受产生自其他地方的污染物。影响新英格兰地区和加拿大东部的酸雨，大多来源于五大湖地区和俄亥俄河谷的极高烟囱中飘散过来的硫化物。而俄罗斯和欧洲基于燃煤的工业产生的硫、碳和其他污染物，被气流传输到北极圈地面，在那里造成被称为“北极霾”（Arctic haze）的污染。
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某一地区影响空气污染类型和程度的其他因素是当地城市化和工业化的水平。人口密度、交通密度、工业类型与密度和家庭供暖方式共同决定着一个地区所排放到空气中的物质的类型。一般而言，一个地区城市化和工业化程度越高，其就越应对污染负责。为改良或扩大耕地而烧荒，加上城市与工业迅速发展——这是发展中国家广大地区日益普遍的现象——造成广泛的大气污染。例如，全彩卫星照相机定期地揭示一条近乎连续的烟雾带——由煤烟、有机化合物、灰尘和其他空气垃圾组成，厚达3.2千米，绵延于印度、孟加拉国和东南亚的大部分地区。
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污染源如此多样而多变，我们不能在本章中全都讨论。鉴于此，我们先来研究3种空气污染类型及其有关的效应。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705409908]
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酸雨
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虽然酸沉降是更精确的描述，但更普遍使用的是酸雨（acid rain）一词，用以描述化石燃料燃烧产生的污染物，主要为硫和氮的氧化物。它们在大气层中传输时发生化学变化，最后成为酸雨、酸雪、酸雾或酸尘降落到地面。这些污染物的主要来源是车辆、各种工厂、发电厂和矿冶设施。二氧化硫被大气层中的水蒸气吸收，变成具高度腐蚀性的硫酸。二氧化硫对雨水中酸的“贡献”占2/3。大约有1/3的酸来自在大气层中转化为硝酸的氮氧化物。
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一旦污染物在空气中产生，就能被风携带到几百千米之外，沉降到远离其源头的地方。在北美，最盛行的风是西风，这意味着降落到东海岸和加拿大东部的大多数酸雨来源于中部和中西部以北的10个州（图12.11）。同样，产生于英国、法国和德国空气中的污染物造成了斯堪的纳维亚半岛的酸化问题。
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图 12.11 酸沉降的源地和当前有问题的地区。盛行风能把酸沉降带到远离其源地的地方。降水中的酸损害土壤、植被、水生生物和建筑物。
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资料来源：Student Atlas of World Geography, 3d ed., John Allen, Map 46, p. 59. McGraw-Hill / Dushkin, 2003.
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酸雨有3种效应：陆地的、水体的和物质的。酸改变土壤和水的pH值（pH factor，一种0—14的酸碱性等级），引起一系列化学反应和相关的生物链反应（图12.12）。要注意pH值是一种对数尺度，即尺度上的每一级都代表10倍。因此，4.0就比5.0酸10倍，比6.0酸100倍。正常雨水的平均pH值为5.6，归为微酸性一类，不过曾经记录到pH值为1.5的酸雨（远比食醋和柠檬汁酸性强）。
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图 12.12 酸雨的形成。化石燃料燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸盐和硝酸盐颗粒，这些颗粒和水蒸气发生反应，形成硫酸和硝酸，然后降落到地表。
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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).
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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。
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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。
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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。
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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）
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光化学烟雾
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