人类健康与环境-大气污染与人类健康
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    大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物,包括各种烷烃、烯烃、多氯联苯、二英等这类对人体有严重危害的有机物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。而且南极和北极的动物也受了大气污染的影响。

    大气被污染了,人类的正常呼吸都变得奢侈。

    捂住口鼻才能睡觉

    2004年4月26日,《江南时报》的记者顾强和李亚东通过调查,在报上发表了《江苏癌症村调查:空气污染严重睡觉要捂住口鼻》这样一篇文章,将大气污染对人类健康的影响摆在了人们的面前。以下是报道原文:有一家农药厂、两家化工厂的江苏省盐城市阜宁县古河镇洋桥村村民,成天闻怪味,井水不能喝,自来水有农药味。据记者初步了解,三年来,该村因癌症去世的村民已超过20人,今年又有近10人被确诊为癌症,现正在医院治疗。该村靠近农药厂和化工厂的五组、六组、七组因癌症不治去世的人数已占到这三个组三年来自然死亡人数的70%。是不是这几家化工厂的原因,还有待相关部门调查后确定,但洋桥村已经让人闻之色变。

    A空气污染,睡觉要用湿毛巾捂住口鼻

    一大早,记者来到盐城市阜宁县古河镇洋桥村,迎着一股浓烈的刺鼻味道,沿着农药厂、化工厂的围墙来到该村五组。一位年长的村民得知记者的来意后告诉记者,他家隔壁陈立贵、杨寿宜夫妻分别患肺癌、食道癌于去年相继去世,该组每年都有好多人患癌症去世,尤其是近两年,肺癌、食道癌的患病率直线上升,而且患病的人越来越年轻。据该村民讲,他们居住的地方北边不远就是农药厂、化工厂,排放的工业废气味道十分难闻,村民平日都不敢开窗,夜里不得不用湿毛巾捂住口鼻才能睡觉。一位姓季的村民激动地说,今年春节,她家一位住阜城的亲戚来拜年,晚上住在他们家,睡到半夜竟嚷着要回家,原因是亲戚受不了这里的怪味。村里不少村民都已经搬走了,包括陈立贵的子女。距洋桥村不远的淮安市涟水县福兴中学众多师生也深受“毒气”之害,多次到当地政府反映,但因管辖问题,始终无法解决。

    约有80%村民表示,由于受刺鼻气味的影响,他们很多时候都会感觉到肺部不适,呼吸困难,头部晕眩,特别是老人和小孩,很多人有不正常的咳嗽、胸闷现象。一位汤女士告诉记者,去年3月,她进化工厂打工,可是短短的一个月时间,她就出现全身浮肿,脸色发青等中毒症状,幸亏女儿是医生,花费近千元后才治好,从此再也不敢到化工厂打工了。当地居民表示,当地人已经很少到化工厂工作了,现在化工厂里面的工人都是外地来的,干不了多久,就都离开了。

    B河水发臭,鸭子只能放在猪圈里饲养

    家靠着化工厂的梁先生一脸无奈地告诉记者,去年,他们家的几头母猪怀孕两三个月就小产;从恒河里捕捉到的鱼煮熟后,发现有农药味,自己不敢食用,结果家里的猫吃了之后很快就死了;很多人家的狗喝了恒河里的水死了。现在很多村民都不养猪了,而本当放在河里养的鸭子被他们放到了猪圈里圈养。而附近的一个蜜蜂养殖场也随着蜜蜂的纷纷死亡,蜂蜜产量的日益减少,养蜂场场主无奈将蜜蜂养殖场搬走了。随后梁先生把记者带到他家田地附近,记者看到,一截裸露在地表的长达3米的排污管道,正肆无忌惮地向麦田里排放着黏黏的黄色油状液体,排污口附近的麦苗或死或黄。他指着田间沟道里一片雪白的霜状物告诉记者说:“这些都是因为化工厂排污留下的残质,你看看。现在田间连一个麻雀都没有了。”他坦言,自家田里生产的粮食,喂了鸡,鸡就不下蛋,猪也不吃,所以他自己也不敢吃,只能出售后到镇上买别的地方生产的粮食。

    记者在村民带领下又来到流经该村的已发黑、变臭的恒河。据了解,洋桥村居民对这条河很有感情,一直以来,这条河里鱼虾鲜美,很多村民的生活用水都直接取之于恒河。可现在,随着两家化工厂的先后建立,越来越多的工业污水都排入此河中。曾有一段时间,死鱼死虾浮了一条河。村民家里的井水时常有红色的漂浮物,根本不能食用。而自来水厂距农药厂、化工厂不足1000米,离农药厂、化工厂的排污口甚至不到100米,所以自来水有时都会有农药味,村民的生活用水很成问题。

    C隐形杀手,三年夺走三个组20多条人命

    记者从古河镇民政办初步了解到:从2001年到2004年,洋桥村死于癌症的人数达到20人,可是记者在洋桥村五组、六组、七组三个组了解到的三年来死于癌症的数字已超过这个数据,且所得癌症多为呼吸系统、消化系统癌症。三年来,因患癌症去世的村民年龄越来越小,有些死者还不足40岁。李侍常、李王氏、张海兰、季黎生、季亚生、季永生这些曾经鲜活的生命已化为冰冷的统计数字。而今年陆续又确诊几位癌症患者,正在治疗过程中,李文灿(59岁)、季长清(51岁)、刘玉庆(36岁)、李文国(34岁)这些人中年龄最小的杨金巧才29岁,因患直肠癌,其家人花去近6万元。

    经并村搬迁到此的现洋桥村七组村民们表示,搬到此处仅仅三年,因癌症去世的已有4人,今年又有两名被确诊为癌症。该组三年来正常死亡的人一共有6人,但因癌症去世的人数已占到了自然死亡人数的67%,五组这一比例更是高达80%。一位姓季的女村民愤恨地告诉记者,她父亲去年在田间劳作时,恰逢农药厂向外排放废气,她父亲闻到刺激味道后,立即鼻出血并晕倒。家人将其送至医院救治,经医生检查确诊为鼻咽癌,至今仍在上海某医院治疗。为何在农药厂扩建,两个化工厂建立后的三年里,洋桥村村民中的癌症患者越来越多?癌症的发病率的升高是不是和农药厂、化工厂对当地环境的污染有直接或内在的关联?另外,在我国的其他地方,也出现了类似的情况:无锡市崇安区广益镇广丰村:几年来因癌症去世的近20人,目前已查出患癌症者有近30人,占了全镇癌症病人总数的60%以上。广丰村周围都是化工厂,排放的工业废气味道十分难闻,横穿该村的马家河浜成了石利新村2000户居民生活污水的聚集地,邻近的液化气公司不断散发出的怪味,压得人喘不过气。

    河南浚县北老观嘴村:从20世纪80年代起,邻县先后上马了很多造纸厂,大都是个体企业或承包企业,这些企业有的排放的工业废水不达标,有的甚至根本就没有排污净化设备,污水直接排入河流,导致卫河严重污染。住在两岸的很多村民近年来纷纷患上肠癌、食道癌、肝癌、胃癌等病;位于河渠交汇处的北老观嘴村情况尤为严重,近年来已有近百人患癌症陆续死亡。

    大气污染及其对人类健康的影响

    大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康或环境的现象。大气污染的产生原因有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、焚烧垃圾、核爆炸等)两种,且以后者为主,尤其是工业生产和交通运输所造成的。

    大气污染非常严重凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种,按其存在状态可分为两大类:一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。

    一、大气中的主要污染物

    大气中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒污染物、一氧化碳等。

    二氧化硫(SO2):二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物质燃烧产生;其次是来自自然界,如火山爆发、森林起火等产生。二氧化硫对人体的危害是刺激呼吸道:二氧化硫易溶于水,当其通过鼻腔、气管、支气管时,多被管腔内膜水分吸收阻留,变成亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。

    二氧化硫和悬浮颗粒物的联合毒性作用:二氧化硫和悬浮颗粒物一起进入人体,气溶胶微粒能把二氧化硫带到肺深部,使毒性增加3-4倍。此外,当悬浮颗粒物中含有三氧化二铁等金属成分时,可以催化二氧化硫氧化成酸雾,吸附在微粒的表面,被带入呼吸道深部,硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。

    二氧化硫的促癌作用:动物实验证明,10毫克/立方米的二氧化硫可加强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。在二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用下,动物肺癌的发病率高于单个致癌因子的发病率。

    此外,二氧化硫进入人体时,血中的维生素便会与之结合,使体内维生素C的平衡失调,从而影响新陈代谢。二氧化硫还能抑制和破坏或激活某些酶的活性,使糖和蛋白质的代谢发生紊乱,从而影响机体生长发育。

    另外,二氧化硫对金属材料、房屋建筑、棉纺化纤织品、皮革纸张等制品容易引起腐蚀作用,导致剥落、褪色而损坏;还可使植物叶片变黄甚至枯死。国家环境质量标准规定,居住区日平均浓度应低于0.15毫克/立方米,年平均浓度应低于0.06毫克/立方米。

    氮氧化物(NOx):空气中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)等,其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮,以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等矿物燃料燃烧的产物(包括汽车及一切内燃机燃烧排放的NOx);其次是来自生产或使用硝酸的工厂排放的尾气。当NOx与碳氢化物共存于空气中时,经阳光紫外线照射,发生光化学反应,产生一种光化学烟雾,它是一种有毒性的二次污染物。

    氮氧化物主要是对呼吸器官有刺激作用。由于氮氧化物较难溶于水,因而能侵入呼吸道深部细支气管及肺泡,并缓慢地溶于肺泡表面的水分中,形成亚硝酸、硝酸,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用,引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后,与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。在一般情况,当污染物以二氧化氮为主时,对肺的损害比较明显,二氧化氮与支气管哮喘的发病也有一定的关系;当污染物以一氧化氮为主时,高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显。

    悬浮颗粒污染物:空气中可自然沉降的颗粒物称降尘,而悬浮在空气中的直径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物,其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物。可吸入颗粒物因粒小体轻,能在大气中长期飘浮,飘浮范围从几千米到几十千米,可在大气中造成不断蓄积,使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物数量大、成分复杂,它本身可以是有毒物质或是其他污染物的运载体。例如可吸附各种金属粉尘和强致癌物苯并(a)芘、吸附病原微生物等。

    可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位,粒径小于5微米的多滞留在上呼吸道。滞留在鼻咽部和气管的颗粒物,与进入人体的二氧化硫(SO2)等有害气体产生刺激和腐蚀黏膜的联合作用,损伤黏膜、纤毛,引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管与肺泡的颗粒物也会与二氧化氮等产生联合作用,损伤肺泡和黏膜,引起支气管和肺部产生炎症。长期持续作用,还会诱发慢性阻塞性肺部疾患并出现继发感染,最终导致肺心病死亡率增高。

    悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼结膜炎或造成角膜损伤。此外,悬浮颗粒物还能降低大气透明度,减少地面紫外线的照射强度;紫外线照射不足,会间接影响儿童骨骼的发育。

    悬浮颗粒污染物主要来源于煤及其他燃料的不完全燃烧而排出的煤烟、工业生产过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风的扬尘等,以及气态污染物经过物理化学反应形成的盐类颗粒物。在空气污染监测中,粒子状污染物的监测项目主要为总悬浮颗粒物、自然降尘和飘尘。

    酸雨:指降水的pH值低于5.6时,降水即为酸雨。煤炭燃烧排放的二氧化硫(SO2)和机动车排放的氮氧化物(NOx)是形成酸雨的主要因素。在污染的空气中,SO2被氧化成SO3,遇上雨水变成硫酸而成酸雨。同样,NO在空气中被氧化成NO2,遇上雨水变成硝酸而成酸雨。其次气象条件和地形条件也是影响酸雨形成的重要因素。酸雨可以直接危害人体的呼吸系统、眼睛和皮肤,产生哮喘、咳嗽、眼睛和鼻子过敏。酸雨还可使水体和土壤酸化,使铅、镉、汞等金属析出,通过鱼和农作物的富集,再通过食物链的作用,影响人体健康。此外,酸雨还会对森林、农作物、建筑物和材料产生明显的损害。

    一氧化碳(CO):俗称煤气,是一种无色、无味、无臭、无刺激性的有毒气体,几乎不溶于水,在空气中不容易与其他物质产生化学反应,故可在大气中停留很长时间。

    一氧化碳是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物。一些自然灾害如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等,也能造成局部地区一氧化碳的浓度增高。吸烟也被认为是一氧化碳污染来源之一。如局部污染严重,可对健康产生一定危害等。空气中一氧化碳浓度到达一定高度,就会引起种种中毒症状,甚至死亡。

    随空气进入人体的一氧化碳,在经肺泡进入血液循环后,能与血液中的血红蛋白(Hb)等结合。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200多倍,因此,当一氧化碳侵入机体后,便会很快与血红蛋白合成碳氧血红蛋白(COHb),阻碍氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白(HbO2),造成缺氧,形成一氧化碳中毒。当吸入浓度为0.5%的一氧化碳,只要20-30分钟,中毒者就会出现脉弱,呼吸变慢,最后衰竭致死。这种急性一氧化碳中毒,常发生在车间事故和家庭取暖不慎时。

    长时间接触低浓度的一氧化碳对人体心血管系统、神经系统乃至对后代均有一定影响。我国空气环境质量标准规定居住区一氧化碳日平均浓度应低于4.00毫克/立方米。

    光化学烟雾:光化学烟雾是排入大气的氮氧化物和碳氢化物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝色的烟雾。它包含有臭氧(O3)、醛类、硝酸酯类(PAN)等多种复杂化合物。这些化合物都是光化学反应生成的二次污染物,主要是光化学氧化剂。当遇逆温或不利于扩散的气象条件时,烟雾会积聚不散,造成大气污染事件,使人眼和呼吸道受刺激或诱发各种呼吸道炎症,危及人体健康。

    这种污染事件最早出现在美国洛杉矶,所以又称洛杉矶光化学烟雾。光化学烟雾事件不仅在美国出现过,而且在日本的东京、大阪、川崎市,澳大利亚的悉尼,意大利的热那亚和印度的孟买等许多汽车众多的城市都先后出现过。

    大气中的氮氧化物和碳氢化物主要来自汽车尾气、石油和煤燃烧的废气及大量使用挥发性有机溶剂等。在太阳紫外线的作用下,产生化学反应,生成臭氧和醛类等二次污染物。在光化学反应中,臭氧约占85%以上。

    日光辐射强度是形成光化学烟雾的重要条件,因此在一年中,夏季是发生光化学烟雾的季节;而在一日中,下午2时前后是光化学烟雾达到峰值的时刻。光化学氧化剂可由城市污染区扩散到100千米甚至700千米以外。在汽车排气污染严重的城市,大气中臭氧浓度的增高,可视为光化学烟雾形成的信号。

    光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎,这可能与产生的醛类等二次污染物的刺激有关。光化学烟雾对人体的另一些危害则与臭氧浓度有关。臭氧在高层(10-50千米)则可阻挡紫外光对人体的危害作用,而对人体健康有保护作用。但当低空大气中臭氧的浓度达到200-1000微克/立方米时,则对人体健康有害,不仅会引起哮喘发作,导致上呼吸道疾患恶化,同时也刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低;浓度在400-1600微克/立方米时,只要接触两小时就会出现气管刺激症状,引起胸骨下疼痛和肺通透性降低,使机体缺氧;浓度再高,就会出现头痛,并使肺部气道变窄,出现肺气肿。接触时间过长,还会损害中枢神经,导致思维紊乱或引起肺水肿等。臭氧还可引起潜在性的全身影响,如诱发淋巴细胞染色体畸变、损害酶的活性和溶血反应、影响甲状腺功能、使骨骼早期钙化等。长期吸入氧化剂会影响体内细胞的新陈代谢,加速衰老。

    氟(F)化物:指以气态与颗粒态形式存在的无机氟化物。主要来源于含氟产品的生产、磷肥厂、钢铁厂、冶铝厂等工业生产过程。氟化物对眼睛及呼吸器官有强烈刺激,吸入高浓度的氟化物气体时,可引起肺水肿和支气管炎。长期吸入低浓度的氟化物气体会引起慢性中毒和氟骨症,使骨骼中的钙质减少,导致骨质硬化和骨质疏松。我国环境空气质量标准规定城市地区日平均浓度应低于7微克/立方米。

    铅(Pb)及其化合物:指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。主要来源于汽车排出的废气。铅进入人体,可大部分蓄积于人的骨骼中,损害骨骼造血系统和神经系统,对男性的生殖腺也有一定的损害。引起临床症状为贫血、末梢神经炎,出现运动和感觉异常。我国尿铅80微克/升为正常值,血铅正常值小于50微克/毫升。

    二、大气污染主要过程

    大气污染的主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的)、污染源的性质(污染源的强度、污染源的高度、污染源区域内的温度、排气速率等)、气象条件(风向、风速、温度层结等)、地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。

    大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。污染物在大气中的浓度,除了取决于排放的总量外,还同排放源高度、气象和地形等因素有关。

    污染物一进入大气,就会稀释扩散。风越大,大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快;相反,污染物的稀释扩散就慢。在后一种情况下,特别是在出现逆温层时,污染物往往可积聚到很高的浓度,造成严重的大气污染事件。降水虽可对大气起净化作用,但因污染物随雨雪降落,大气污染会转变为水体污染和土壤污染。

    地形或地面状况复杂的地区,会形成局部地区的热力环流,如山区的山谷风、滨海地区的海陆风,以及城市的热岛效应等,都会对该地区的大气污染状况发生影响。

    烟气运行时,碰到高的丘陵和山地,在迎风面会发生下沉作用,引起附近地区的污染。烟气如越过丘陵,在背风面出现涡流,污染物聚集,也会形成严重污染。在山间谷地和盆地地区,烟气不易扩散,常在谷地和坡地上回旋。特别在背风坡,气流做螺旋运动,污染物最易聚集,浓度就更高。夜间,由于谷底平静,冷空气下沉,暖空气上升,易出现逆温,整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫,经久不散,易形成严重污染。

    早期的大气污染,一般发生在城市、工业区等局部地区,在一个较短的时间内大气中污染物浓度显著增高,使人或动物、植物受到伤害。20世纪60年代以来,一些国家采取了控制措施,减少污染物排放或采用高烟囱使污染物扩散,大气的污染情况有所减轻。

    虽然现在人们已经开始重视城市空气环境的问题,而将污染较重的工厂搬出了城市,但仍然在离城市不远的郊区,随着空气的流动,或多或少地还会对城市空气产生影响。并且城中仍然有不少轻工业制造厂、加工厂,它们排出的废气、锅炉排出的煤烟仍然是一些城市空气的主要污染源。工业废气中包括硫、氮、碳的氧化物,挥发性有机化合物及其他化合物等。

    现在采取的废气排放措施中有的是采用了高烟囱排放,然而,高烟囱排放只是降低了污染物的近地面浓度,而把污染物扩散到更大的区域,从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。另外,大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中,造成全球性的大气污染。

    三、大气污染的一般危害

    大气污染的危害是多方面的。大气污染可使植物生理机制受压抑,成长不良,抗病虫能力减弱,甚至死亡;大气污染物能腐蚀物品,影响产品质量。近十几年来,不少国家发现酸雨,雨雪中酸度增高,使河流、湖泊、土壤酸化,鱼类减少甚至灭绝,森林发育受影响。当烟囱排放出的二氧化硫酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空中与水蒸气相遇时,就会形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,这时落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。酸雨会对环境带来广泛的危害,造成巨大的经济损失,如腐蚀建筑物和工业设备;破坏露天的文物古迹;损坏植物叶面,导致森林死亡;使湖泊中鱼虾死亡;破坏土壤成分,使农作物减产甚至死亡。

    四、大气污染对人类健康的危害

    对于人类来说,大气污染最大的危害是对人体健康的危害。由于人们一刻也不能停止呼吸,空气中氧含量的下降,会直接影响到人体的新陈代谢。同时空气污染物可以随呼吸进入呼吸道刺激鼻黏膜、气管黏膜和肺,也可直接刺激皮肤、眼睛等,造成这些器官的损害,其中,以呼吸系统疾病为主,特别是未成年的儿童更加敏感。呼吸道是空气污染物侵入人体的第一道防线,突破第一道防线后,就会通过血液循环侵入到体内其他脏器。随空气污染物的种类、浓度和作用时间的不同,会引起人的慢性中毒和远期危害。

    1.大气污染对呼吸系统健康的影响

    大气污染物通过呼吸道侵入人体,有害气体和微小颗粒可以到达肺的内部。如果长期受到有害气体和颗粒污染物作用,就会使肺功能降低,使呼吸道自身的防御功能减弱或破坏,导致慢性的感染和炎症,最终导致呼吸系统的病理改变,常表现为慢性阻塞性肺部疾患,如慢性支气管炎、肺气肿、支气管哮喘等,最后发展为肺源性心脏病,最终可因呼吸、循环衰竭而死亡。

    有害气体中,二氧化硫对人体的结膜和上呼吸道黏膜有强烈刺激性,可损伤呼吸器官,导致鼻炎、支气管炎、支气管哮喘、肺炎,甚至肺水肿等。短期接触二氧化硫浓度为0.5毫克/立方米的空气,老年或慢性病人死亡率会增高;浓度高于0.25毫克/立方米,可使呼吸道疾病患者病情恶化;长期接触浓度为0.1毫克/立方米空气的人群呼吸系统病症增加。二氧化硫和其二次污染物亚硫酸及硫酸还可腐蚀呼吸道组织,引起炎症、坏死。据研究,二氧化硫还可促进空气中的苯并(a)芘的致癌作用。

    大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。化工生产和汽车尾气均可产生一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮无刺激性,但可转化为亚硝酸根,引起高铁血红蛋白血症,损害血液的携氧能力,导致组织缺氧和中枢神经损害。二氧化氮则具有较强的刺激性和腐蚀性,可导致肺充血、肺水肿。

    氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的照射下可发生光化学反应,产生二次污染物--光化学烟雾,主要成分有臭氧、甲醛、丙烯醛、过氧乙酰硝酸酯等,由于这些物质具有较强的氧化性,故又称光化学氧化剂。这些二次污染物刺激性更强,能够造成呼吸道、肺和眼的刺激,且可诱发像过敏性鼻炎、支气管哮喘等变态反应性疾病。

    大气中的飘尘颗粒物,可长期悬浮在空气中。飘尘颗粒物的成分依来源的不同而不同,包括金属、石英、石棉、水泥、有机物等。飘尘颗粒物具有很强的吸附力,能吸附空气中的许多污染物,包括化学污染物和细菌等病原体。吸附二氧化硫的飘尘常常是引起哮喘发作的变应原。生产环境的飘尘以及更大的粉尘常常导致尘肺的产生。

    2.大气污染与癌症的关系

    大气污染物中所含致癌物质种类繁多,根据动物实验及流行病学调查,证明具有致癌作用的大气污染物有30多种。如多环芳烃类、硝基多环芳烃类、芳香胺类等,常常由汽车尾气、工厂废气、烟尘及煤焦油、沥青等有机物的高温裂解产生,其典型代表3,4-苯并芘,是全世界公认的一类致癌物质,与肺癌、皮肤癌、胃癌、食道癌、乳腺癌等的发生有密切的相关。根据美国有关研究,大气中3,4-苯并芘的浓度每立方米增加0.001微克,肺癌死亡率就会增加5%。如果和飘尘颗粒物中的镍、镉、铬、砷等致癌物质结合将增大其致癌性。这些致癌物质常常在污染严重的空气中浓度较高,并且与当地居民肺癌的增加有密切的关系。

    3.大气污染对神经系统和心血管系统健康的影响

    大气污染物不仅通过呼吸道进入人体,也可进入血液,对人体的其他部位产生毒害作用,造成神经系统、心血管系统、骨骼系统等全身重要器官的损害。一氧化碳是煤、石油等矿物燃料燃烧不完全时所产生的一种气态污染物,香烟中也含有大量的一氧化碳。一氧化碳经呼吸道吸入时不产生刺激作用,因而不易被察觉。进入人体后,一氧化碳很快与红细胞中的血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白的携氧能力降低,最终导致组织缺氧。由于神经系统和心血管系统的组织对缺氧特别敏感,所以容易导致神经系统和心血管系统的功能紊乱。如果长时间接触一氧化碳超标浓度的空气环境,则可导致神经系统和心血管系统的慢性器质性损害。另外,如果空气中二氧化碳的浓度过高,也会导致组织缺氧,出现呼吸急促、乏力、头痛、眩晕、惊厥等症状。空气中的甲醛,飘尘中的铅、砷、汞等都对神经组织具有毒性作用。

    4.大气污染对免疫系统的影响

    大气中的飘尘颗粒污染物吸入肺后在肺中聚集,首先影响局部的免疫功能,使抗细菌、抗病毒的能力下降;颗粒污染物还可使呼吸道纤毛运动能力降低,使附着在呼吸道表面的异物难于清除,从而导致机体抵抗力下降;颗粒污染物对肺组织中的免疫巨噬细胞具有明显的毒性作用,降低巨噬细胞的吞噬能力,从而降低肺的免疫功能。

    大气中的气态污染物,如二氧化硫、氮氧化物等可降低机体对细菌和病毒的清除能力。二氧化氮还可抑制巨噬细胞产生干扰素,使机体对病毒的抵抗力降低。全身免疫功能在长期低浓度气态污染物作用下也会发生明显改变,一般早期表现为免疫功能过度增高,出现免疫性疾病,而后期则表现为细胞免疫和体液免疫都下降。

    大气污染还能对气候产生不良影响,如降低能见度,减少太阳辐射(据资料表明,城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10%-30%和10%-25%)而导致城市佝偻发病率增加。

    大气污染造成的公害事件

    公害事件是指因环境污染造成的在短时期内人群大量发病和死亡的事件。自20世纪30年代开始,比利时、美国、英国、日本等都先后发生了大气烟雾污染的公害事件。20世纪60年代以前,世界上发生的八大公害事件中,大气烟雾污染事件就占了五起。我们应从发达国家的这些污染教训中吸取经验,以免重蹈覆辙,再走弯路。

    一、马斯河谷烟雾事件:1930年12月1-5日

    比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之一,1930年12月1-5日发生在比利时马斯河谷工业区。由于该工业区处于狭窄的河谷中,即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间,两侧山高约90米。许多重型工厂分布在那里,包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂,还有石灰窑炉。12月1-5日时值隆冬,大雾笼罩了整个比利时大地。由于该工业区位于狭长的河谷地带,发生气温逆转,大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空,工厂排出的有害气体在近地层积累,无法扩散,二氧化硫的浓度也高得惊人。3日这一天雾最大,加上工业区内人烟稠密,整个河谷地区的居民有几千人生起病来。病人的症状表现为流泪、喉痛、声嘶、胸痛、咳嗽、呼吸困难、恶心、呕吐等。一星期内,有60多人死亡,其中以原先患有心脏病和肺病的人死亡率最高。与此同时,许多家畜也患了类似病症,死亡的也不少。据推测,事件发生期间,大气中的二氧化硫浓度竟高达25-100毫克/立方米,空气中还含有有害的氟化物。专家们在事后进行分析认为,此次污染事件,几种有害气体与煤烟、粉尘同时对人体产生了毒害。这是20世纪最早记录的公害事件。

    二、洛杉矶光化学烟雾事件:1943年夏季

    1943年美国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了喉咙发炎、眼睛发红、鼻子受刺激、头痛、恶心等症状。开始人们并不知道这种蓝色烟雾的来源,经过长期的调查研究,直到1951年才发现这种烟雾是汽车尾气造成的,后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因中毒、呼吸衰竭而死,后者使全市3/4的人患病。

    三、多诺拉烟雾事件:1948年10月26-31日

    美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。由于该城处于河谷,1948年10月最后一个星期,大部分地区受反气旋和逆温控制,加上26-30日持续有雾,工厂排出的有害气体扩散不出去,使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素,全城14000人中有5911人发病,占全镇人口43%。症状主要是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻,事件造成17人死亡。

    四、伦敦烟雾事件:1952年12月5-8日

    英国伦敦市。自1952年以来,伦敦发生过12次大的烟雾事件,与洛杉矶光化学烟雾事件不同,伦敦烟雾事件的祸首则是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞,汽车白天开灯行驶,行人走路都困难,烟雾事件使呼吸疾病患者猛增。1952年12月那一次,5天内有4000多人死亡,2个月内又有8000多人死去。

    五、四日市哮喘病事件:1955-1963年

    最早发生在日本四日市的一种以阻塞性呼吸道疾患为特征的公害病,包括支气管哮喘、慢性支气管炎、哮喘性支气管炎和肺气肿等,其中尤以支气管哮喘最为突出,故被定名为四日市哮喘。

    四日市位于日本伊势湾西岸,1955-1963年间,相继兴建了三座石油化工联合企业,每年排出大量的硫氧化物、碳氢化物、氮氧化物和飘尘等污染物,造成严重的大气污染。随着污染的日趋严重,支气管哮喘患者显著增加,这种情况引起各界广泛注意,人们遂开始探索致喘原因。据四日市医师会调查资料证明,患支气管哮喘的人数在严重污染的盐浜地区比非污染的对照区约高2-3倍。发生支气管哮喘的原因一般有家族遗传因子和对室内尘埃过敏因素。从家族史调查和室内尘埃提取液皮内试验的结果都表明,污染区患者检出的阳性率低于对照区的患者。这说明室内尘埃和遗传因子,不是四日市支气管哮喘高发的致喘因素。另外,新患者一旦脱离大气污染环境,就能取得良好的疗效,从而推断局部的大气污染是主要的致喘因素。后来的观察又发现,哮喘病患者的发病和症状的加重都与大气中二氧化硫的浓度呈明显相关关系,进而认为二氧化硫是与哮喘密切相关的因素。

    六、印度博帕尔事件:1984年12月3日

    1984年12月3日凌晨,坐落在博帕尔市郊的“联合碳化杀虫剂厂”因管理混乱,操作不当,致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄,受害面积达40平方千米。45吨毒气形成一股浓密的烟雾,以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。1小时后有毒烟雾袭向这个城市,形成了一个方圆25英里的毒雾笼罩区。首先是近邻的两个小镇上,有数百人在睡梦中死亡。随后,火车站里的一些乞丐死亡。毒雾扩散时,居民们有的以为是“瘟疫降临”,有的以为是“原子弹爆炸”,有的以为是“地震发生”,有的以为是“世界末日的来临”。一周后,有2500人死于这场污染事故,另有1000多人危在旦夕,3000多人病入膏肓。在这一污染事故中,有15万人因受污染危害而进入医院就诊,事故发生4天后,受害的病人还以每分钟一人的速度增加。这次事故还使5万多人双目失明,孕妇流产或产下死婴,数千头牲畜被毒死。

    博帕尔的这次公害事件是有史以来最严重的因事故性污染而造成的惨案。

    七、切尔诺贝利核漏事件:1986年4月27日

    1986年4月27日早晨,位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站,由于管理不善和操作失误,4号反应堆爆炸起火,致使大量放射性物质泄漏,引起一系列严重后果。上万人受到辐射伤害,直接死亡31人,13万居民被疏散。这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难,带有放射性物质的核尘埃云团随风飘到丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国,瑞典东部沿海地区的辐射剂量超过正常情况时的100倍。核电站周围的庄稼全被掩埋,少收2000万吨粮食;距电站7000米内的树木全部死亡;此后半个世纪内,10千米内不能耕作放牧,100千米内不能生产牛奶。当时预测,这场核灾难,还可能导致日后十年中10万居民患肺癌或骨癌而死亡。这是世界上最严重的一次核污染。

    让呼吸变得自由

    大气污染对人类健康的影响是很大的。为改善大气质量状况,改善人民群众的生活环境,提高人类健康的水平,我们必须保护好环境,降低大气污染,使人们生活在清新的空气当中。为了减小大气污染,可以从以下几个方面入手。

    人类渴望自由地呼吸

    一、改善能源结构,减少废气排放

    造成大气污染的最主要原因就是对传统能源的过度使用,而新能源在自然界大量存在,比如我们所熟知的太阳能、风能、潮汐能、地热能以及核能等,都是干净的新能源。

    目前,世界上已有的火力发电厂的总装机容量约为10亿千瓦左右。这样庞大的火力发电站能产生巨大的功率,可是,这些功率还不到太阳投送地球功率的十七万分之一。如果改用太阳能发电,按现有功率计算,每年可节约煤炭7.8亿吨。这意味着每年可少排放46000万吨二氧化硫,6240万吨二氧化氮,1560万吨一氧化碳,78万吨致癌力很强的3,4-苯并芘。

    风能是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式,其中又以风力发电为主。以风能作动力,就是利用风来直接带动各种机械装置,如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是投资少、工效高、经济耐用。利用风力发电,以丹麦应用最早,而且使用较普遍。我国风力资源丰富,可开发利用的风能储量为10亿千瓦。对风能的利用,特别是对我国沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场,以及远离电网的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,具有十分重要的意义。

    潮汐能是一种不消耗燃料,没有污染,不受洪水或枯水影响,用之不竭的再生能源。在海洋各种能源中,潮汐能的开发利用最为现实、最为简便。我国早在20世纪50年代就已开始利用潮汐能,在这一方面是世界上起步较早的国家。我国潮汐能的理论蕴藏量达到1.1亿千瓦,在我国沿海,特别是东南沿海有很多地区能量密度较高。其中浙江、福建两省蕴藏量最大,约占全国的80.9%。

    地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,地热能是可再生资源。地热能的利用,主要有地热发电、地热供暖、地热务农、地热行医几个方向。地热发电是地热利用的最重要方式。地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。然而,地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地热水灌溉农田,可使农作物早熟增产;利用地热水养鱼,在28℃水温下可加速鱼的育肥,提高鱼的出产率;利用地热建造温室,育秧、种菜和养花;利用地热给沼气池加温,提高沼气的产量等。地热在医疗领域的应用有诱人的前景,由于地热水是从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果。充分发挥地热的医疗作用,发展温泉疗养行业是大有可为的。

    核能利用是对核裂变所释放出的热能进行利用的一种能源利用方式,目前主要用途为核能发电。核能发电与火力发电极其相似,只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电。由于核电站在运行的过程中,设置了一套完善的“三废”处理系统,有效地阻止或减少了放射性物质向环境释放,从而保护了环境和保障了公众的健康。因此,核能也被认为是一种安全、清洁、经济、可靠的能源。

    二、加强废气产生和排放的控制

    除了改善能源结构,增加新能源的使用比例外,减少大气污染的最主要手段,便是对影响大气质量的废气产生和排放加强控制。

    可以采取的措施主要有:对燃料进行预处理(如燃料脱硫,煤的液化和气化),以减少燃烧时产生污染大气的物质;改进燃烧装置和燃烧技术,如改革炉灶,采用沸腾炉燃烧等,以提高燃烧效率和降低有害气体排放量;采用无污染或低污染的工业生产工艺,如不用和少用易引起污染的原料,采用闭路循环工艺等;节约能源和开展原料综合利用;加强企业管理,严格控制新污染源的产生,加强企业锅炉及小浴池锅炉的废气治理,确保处理效率,提高烟控区大气的质量,减少事故性排放和逸散;及时清理和妥善处置工业、生活和建筑废渣,减少地面扬尘;加强对机动车尾气的监督管理,对检测不合格的车辆要安装净化设备,对超标严重的车辆要强行淘汰。

    三、加强绿化,美化环境

    人们都有这样的感受,当你在闷热的夏季来到凉爽的海滨或喷水池边时,会感到心旷神怡;雷雨之后,到屋外走一走,也会感到空气清新,呼吸舒畅,其原因是空气中的负离子起的作用。负离子,又叫阴离子或轻离子,是一种带负电荷的气体原子。这是空气在受到太阳光中的紫外线、宇宙间的宇宙线,以及水、土壤中微量放射性物质的辐射,和闪电、雷鸣、刮风、下雨等其他环境因素的影响下,放出电子,与空气中的氧、氮、二氧化碳中性分子或原子相结合而形成的带负电荷的阴离子。这种现象就是空气的离子化现象。

    也正由于空气中的负离子有上述许多作用,故被人们称为“空气维生素”。但这些负离子太娇弱了,它在空气污染的环境里,几分钟甚至几秒钟就会“夭折”。原因是负离子本身带电,它一旦跟尘埃等空气污染物接触,电性就会被中和,负离子也就会消失。尤其在人口稠密、烟雾弥漫的工业城市和通风不良、空气混浊的环境里,阴离子简直难以存身。

    所以,不难看出,注意加强绿化是多么重要,尤其是由于种种污染破坏了美丽的自然环境,使生态失去了平衡的现代化社会里,人工创造一个良好优美的环境就显得更为重要。如果在城市居民区及工厂建设时留有足够的绿地,种植一些高吸附率的植物,以吸附悬浮微粒、二氧化硫、氮氧化物,那么,对于人类健康将具有重要意义。

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