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'''大气污染'''(atmospheric pollution),由于人类的生活、生产活动或自然灾害而致一种或多种有害因子进入大气,并达到能直接或间接影响人体身心健康,甚至造成远期危害程度的现象。[[大气污染]]的历史可按能源的变革而划分若干阶段。工业革命前主要燃烧木柴、秸杆、干草等生物性燃料,故大气污染以烟尘为主。18世纪工业革命以后,煤炭成主要燃料,从此,污染物以煤烟颗粒物和SO<sub>2</sub>为主。随着工业生产的迅速发展,居住区和工业区高度集中,这使污染源更为集中,排污量更大,历史上多次大气污染事件均发生于此阶段。1920年代开始,[[石油]]燃料迅速发展,造成煤炭、石油两类燃料燃烧产物的共同污染。50年代以来,核工业兴起,又增加了核污染的危险性。大气污染除能引起[[急性中毒]]外,更经常的是造成慢性危害。如引起[[鼻炎]]、[[咽炎]]、[[支气管炎]]、肺部[[慢性疾病]]、[[肺癌]]、[[肺原性心脏病]]、变应性疾病等。轻者也能刺激眼、[[呼吸道]],引起[[暗适应]]减弱、工作效率降低等。 ==大气污染物的来源== 大气污染物以化学性污染物的种类最多,污染最普遍、广泛。污染来源主要有4个方面。 ① 工业企业。尤以火力发电、焦化、冶炼、石油化工等行业的污染最为严重。污染物主要来自两个系统:一是生产的动力系统,燃料燃烧产生大量的燃烧产物,污染大气。主要有颗粒物、SO<sub>2</sub>、NO<sub>x</sub>、CO、多环芳烃等。此外,根据燃料的不同,还可排出氟、砷、镉等无机毒物。二是生产过程中排出的废气或是泄漏出的原料、中间产物或产品。例如[[硫酸]]厂排出SO<sub>2</sub>,化工厂排出[[氯气]],[[温度计]]厂排出汞蒸气等。1930年12月3~5日,比利时河谷烟雾事件,1948年10月美国多诺拉烟雾事件,都是工业废气造成的急性中毒事件。 ② 交通运输。主要来自汽车、火车、轮船、飞机、卡车等排出的尾气,主要含有NO<sub>x</sub>、CO、醛类、SO<sub>2</sub>、颗粒物、铅等。其中NO<sub>x</sub>、 醛类能在[[紫外线]]的光化学作用下,形成光化学烟雾,造成更严重的危害。洛杉矶是全世界汽车最多的城市之一,曾于1942、1954和1955年的8月底9月初烈日当空时,发生过光化学烟雾事件。 ③ 生活炉灶和采暖锅炉。是来自居住区的污染。污染物亦以燃料的燃烧产物为主。虽然每个炉子的规模很小,但由于炉子数量极多,故污染可以很严重。1952年12月4日伦敦烟雾事件,死亡人数达4000之多,主要即由冬季壁炉采暖的废气造成。④意外灾害。如火山爆发、森林[[火灾]]或油井着火等, 能产生大量CO<sub>2</sub>、CO、 SO<sub>2</sub>、H<sub>2</sub>S、NO<sub>x</sub>颗粒物、多环芳烃等有害物质。1986年 8月21日晚,喀麦隆的尼奥斯火山湖突然从湖底喷出大量CO<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>S,造成1746人和大量牲畜死亡。有些专家认为这些气体是湖底受到有机物的严重污染而产生的,平时沉于湖底,一旦发生[[地震]]湖底毒气受震动而喷出。另一些专家认为这是由湖底火山口冒出的,先溶于湖水中,待气体一旦[[饱和]],则犹如汽水开瓶似地喷出。 ===大气中常见的[[化学]]污染物=== 包括以下几类。 ① 颗粒物。 是颗粒状污染物的总称。 粒径在≤100μm的颗粒物称为总悬浮颗粒物(TSP)。其中粒径≤10μm者称为可吸入颗粒物(IP),能进入呼吸道。 5~10μm的易滞留在[[上呼吸道]],小于 5μm的能进入呼吸道深部,影响[[肺泡]]。尤以粒径 0.4~1.0μm 的在肺泡中沉积率最高,因此危害也最大。小于 0.4μm的,则可以随[[呼吸运动]]自由出入。颗粒物的化学成分依其产生来源不同而异。常见种类有SiO<sub>2</sub>、碳粒、各种金属微粒、石棉[[纤维]]、烃类颗粒等,还可以吸附上SO<sub>2</sub>、NO<sub>x</sub>、氟、汞蒸汽、病源体等其他有害物。颗粒物的[[毒性]]也因其成分不同而异。 ② [[二氧化硫]](SO<sub>2</sub>)。 主要来自含硫燃料和含硫工艺生产过程。易溶于水,故易被上呼吸道粘液吸附,引起刺激、[[炎症]]、甚至[[过敏反应]]。反复吸入可逐渐引起慢性阻塞性[[肺病]](COPD,支气管炎、[[支气管哮喘]]、[[肺气肿]]、肺纤维性变等四种疾病的总称),使肺功能明显降低,乃至[[心力衰竭]]。 SO<sub>2</sub>与空气中的水蒸汽结合并氧化生成二次污染物──硫酸雾,对呼吸道的刺激更大,其毒性比SO<sub>2</sub>高出10倍。 ③ [[氮氧化物]](NO<sub>x</sub>)。 各种燃料的高温燃烧使空气中的N和O合成NO<sub>x</sub>。此外,含氮生产工业也可排出NO<sub>x</sub>。汽车尾气是NO<sub>x</sub>的一个极重要的污染来源。NO<sub>x</sub>溶于水的能力不如SO<sub>2</sub>,故易进入呼吸道深部,破坏肺泡的表面活性物质,使呼吸道阻力增加、[[抵抗力]]下降,重者也能发展成COPD。高浓度NO<sub>x</sub>被吸入,可进入[[血液]],与[[血红蛋白]]结合形成变性血红蛋白,造成[[缺氧]][[窒息]],重者有生命危险。NO<sub>x</sub>在紫外线光化学作用下,能生成二次污染物──光化学烟雾,呈蓝色,刺激眼、呼吸道,引起[[流泪]]、眼红肿、[[头痛]]、[[气喘]]、[[呼吸困难]]、[[胸痛]]、[[肺水肿]],重者窒息死亡。 ④ [[一氧化碳]](CO)。主要来自燃料的不完全燃烧。CO吸入体内能立即与血红蛋白结合成[[碳氧血红蛋白]](COHb),造成机体缺氧,引起[[心血管]]疾患和[[脑血管]]疾患。正常人体内含COHb约为0.4%。大气中CO为10mg/m<sup>3</sup>时,体内的碳氧血红蛋白达21%, 机体产生轻度[[生理]]变化; COHb达70%时,可致死亡(见[[一氧化碳中毒]])。 ⑤ 多环芳烃。也是燃烧不完全产物。吸附在颗粒物上。其中有几种[[化合物]]是致癌源,例如 3,4-[[苯并芘]]。有些多环芳烃在机体[[内经]][[活化]]酶作用后,其中间[[代谢]]产物就是强致癌物。有些大气颗粒物中也含有致突变性很强的硝基多环芳烃。 ⑥ [[放射性物质]]。主要来自[[放射性]]矿藏的开采、冶炼加工,核工业生产,放射性废弃物的无组织排放,核武器试验和作用等等。 主要污染物为<sup>90</sup>锶、<sup>131</sup>碘、<sup>137</sup>铯等。这些放射性物质可以在大气中直接照射人体而产生外照射效应,也可通过吸入而产生内照射效应。慢性为害主要表现为头痛、[[头晕]]、[[食欲下降]]、睡眠不良,继而出现[[白细胞]]降低、[[血小板减少]],远期效应为出现各种[[癌症]](包括[[白血病]])、[[不育]]、[[死胎]]、畸胎,以及[[遗传性疾病]]等。在核爆炸地区可能引起急性放射病。非战争时期应警惕事故性灾难的发生。1984年 4月25日晚,前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸,当时造成大量的人员伤亡。大气受<sup>131</sup>碘和<sup>137</sup>铯的严重污染。3年后,距事故发生处80公里地区的癌症患者、儿童[[甲状腺疾病]]患者以及[[畸形]]家畜均增多。 ⑦ 生物性污染物。较少,主要有[[花粉]]、某些[[霉菌]][[孢子]]等,能引起某些人的[[变态反应]]。此外,抵抗力强的[[结核杆菌]]、化脓性葡萄[[球菌]]、粪[[链球菌]]等也可随空气进入呼吸道而引起疾病。 ===大气对污染物扩散的影响=== 污染物扩散[[受气]]象因素的影响很大。通常在气温高、湿度低、风速大、气压低的情况下,污染物扩散良好,大气自净作用明显。反之,则污染物不易扩散,往往在局部上空聚集,造成严重污染。但如果污染过于严重,即使能扩散到远处,也会对所到之处造成污染。 另外,在烈日当空的中午,紫外线强度极高,易产生光化学作用。 ==大气污染的间接影响== 大气污染除以上的直接影响外,还能产生间接影响: ① 大气中颗粒物太多,阻挡太阳照射,使地表的[[生物]]缺乏必要的阳光,影响其健康。如儿童可因紫外线照射不足而出现[[佝偻病]],紫外线不足以杀灭[[致病菌]]而使[[传染病]]增加,各种生物的生长也受到影响。来自工业生产的颗粒物污染的范围较为局限。火山爆发的颗粒物污染能影响一定范围,并可持续数月至数年,使地面得不到充分的阳光而气温降低,气候转冷,出现“冷化效应”。假如全球发生核大战,则大量的颗粒物能被送进平流层,造成全球性的寒冷天气,这称为“核冬天”。苏美两国于1961~1962年间曾多次进行核爆炸试验。至1963~1964年冬季,北半球平均气温比往年同期降低0.6℃。1991年海湾战争造成科威特油田大火,黑烟浓雾,许多地区白昼如黑夜,气温下降约11℃。 ② 产生“温室效应”由于能源的大量燃烧,产生了大量的CO<sub>2</sub>排入上空。CO<sub>2</sub>能促使太阳[[辐射]]中的可见光、紫外线等[[射线]]更易于穿透大气层而到达地表,却又能阻止地表的[[红外线]]等向上空散发,从而造成地表气温增高,易使[[病原体]]加快繁殖生长,例如致病菌、[[蠕虫]]、致病昆虫等均大量繁殖,各种传染病、[[寄生虫病]]、生物性[[地方病]]、[[食物中毒]]等疾病的[[发病率]]均明显上升。 ③ 酸雨。是大气中大量SO<sub>2</sub>、NO<sub>2</sub>溶于水蒸汽而形成的。酸雨的pH值一般在4左右,严重时可低于3。酸雨不仅能腐蚀建筑物,破坏土壤性能,还能使酸化土壤中重金属的水溶性增强,加速其流动转移。例如镉在酸性土壤中更易进入水体和农作物,因而进入人体的机会更多。又如酸性[[饮用水]]能将输水管网的金属管壁材料溶入饮用水中,使水质恶化,出现怪味,可引起[[腹泻]]、慢性[[中毒]]等。 ④ 臭氧层的破坏。由于大量使用制冷剂、发泡剂、洗净剂、溶剂,以致大量[[氟利昂]]进入大气平流层。喷气式飞机在平流层内飞行,排出尾气中含烃类和氮氧化物。这些污染物在平流层内能严重消耗[[臭氧]],使臭氧层出现空洞。其后果是臭氧层遮挡[[短波紫外线]]的功能减弱,大量短波紫外线穿过大气层到达地面照射地表的生物,促使人类[[皮肤癌]]的高发,对其他生物也有杀伤作用,破坏了生态平衡。 ==大气污染的防治原则== 包括以下几个方面。①定期进行大气质量监测。②污染源应设在居住区夏季最小风向的上风侧。③加强绿化,吸附过滤污染物,净化环境。④尽量以集中供暖集中供气来取代分散炉灶。⑤改革工艺过程,促进燃料充分燃烧,减少燃烧不完全产物的生成量。⑥污染源设置除尘设备。⑦加强对事故性灾难的预防措施和[[急救]]措施的科学研究。 参考书目 姚志麒、陈秉衡主编:《[[环境卫生]]学》,人民卫生出版社,北京,1987。 G.L.Waldbott, ''Health Effects of Environmental Pollutants,''C.B.Mosby Co.,St.Louis,1978.
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