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空气污染基本知识(一)

发布时间:2017-12-04 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1221

一、大气、空气及其污染

大气系指包围在地球周围的气体,其厚度达1000~1400 km,其中,对人类及生物生存起着重要作用的是近地面约10 km内的空气层(对流层)。空气层厚度虽然比大气层厚度小得多,但空气质量却占大气总质量的95%左右。在环境科学相关书籍、资料中,常把“空气”和“大气”作为同义词使用。

清洁干燥的空气主要组分体积分数是:氮78.06%、氧20,95%、氩0.93%。这三种气体的总和约占总体积的99.94%,其余尚有十多种气体,其体积总和不足0.1%。实际空气中含有水蒸气,其含量因地理位置和气象条件不同而异,干燥地区可低至0.02%(体积分数),而暖湿地区可高达0.46%。

清洁的空气是人类和其他生物赖以生存的环境要素之一。在通常情况下,每人每日平均吸入10~12耐的空气,在面积为60~90耐的肺泡上进行气体交换,吸收生命所必需的氧气,以维持人体正常的生理活动。

随着工业及交通运输业等的迅速发展,特别是煤和石油的大量使用,将产生的大量有害物质如烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等排放到空气中,当其浓度超过环境所允许的极限浓度并持续一定时间后,就会改变空气的正常组成,破坏自然的物理、化学和生态平衡体系,从而危害人们的生活、工作和健康,损害自然资源及财产、器物等。这种情况即被称为空气污染。

二、空气污染的危害

空气污染会对人体健康和动、植物产生危害,对各种材料产生腐蚀损害。

对人体健康的危害可分为急性作用和慢性作用。急性作用是指人体受到污染的空气侵袭后,在短时间内即表现出不适或中毒症状的现象。历史上曾发生过数起急性作用的危害事件,例如:伦敦烟雾事件,造成空气中二氧化硫质量浓度高达3.5 mg/m3,总悬浮颗粒物达4.5 mg/m3,一周雾期内伦敦地区死亡4703人,其中48岁以上人群死亡率为正常时期的3倍,1岁以下人群的死亡率为正常时期的2倍;洛杉矶光化学烟雾事件是由于空气中碳氢化合物和氮氧化物急剧增加,受强烈阳光照射,发生一系列光化学反应,形成臭氧、过氧乙酚硝酸酯(PAN)和醛类等强氧化性烟雾造成的,致使许多人喉头发炎,鼻、眼受刺激而出现红肿,并有不同程度的头痛。慢性作用是指人体在含低浓度污染物的空气长期作用下产生的慢性危害。这种危害往往不易引人注意,而且难以鉴别,其危害途径是污染物与呼吸道黏膜接触,主要症状是眼、鼻黏膜刺激,慢性支气管炎,哮喘,肺癌及因生理机能障碍而加重高血压、心脏病的病情。根据动物试验结果,已确定有致癌作用的污染物质多达数十种,如某些多环芳烃、脂肪烃类、金属类(砷、镍、铍等)。近年来,世界各国肺癌发病率和死亡率明显上升,特别是工业发达国家增长尤其快速,而且城市高于农村。通过大量事实和研究证明,空气污染是重要的致癌因素之一。

空气污染对动物的危害与对人的危害情况相似,对植物的危害可分为急性、慢性和不可见三种。急性危害是在高浓度污染物作用下短时间内造成的危害,常使作物产量显著降低,甚至枯死。慢性危害是在低浓度污染物作用下长时间内造成的危害,会影响植物的正常发育,有时出现危害症状,但大多数症状不明显。不可见危害只造成植物生理上的障碍,使植物生长在一定程度上受到抑制,但从外观上一般看不出症状。常采用植物生产力测定、叶片内污染物分析等方法判断慢性和不可见危害情况。

空气污染能使某些物质发生质的变化,造成损失,如SO2能很快腐蚀金属制品及使皮革、纸张、纺织制品等变脆,光化学烟雾能使橡胶轮胎龟裂等。

三、空气污染源

空气污染源可分为自然源和人为源两种。自然源是由于自然现象造成的,如火山爆发时喷射出大量粉尘、二氧化硫气体等;森林火灾产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射等。人为源是由于人类的生产和生活活动造成的,是空气污染的主要来源,主要有以下几种。

(一)工业企业排放的废气

在工业企业排放的废气中,排放量最大的是以煤和石油为燃料,在燃烧过程中排放的粉尘、SO2,NOx,CO,CO,等,其次是工业生产过程中排放的多种有机污染物和无机污染物。表3-1列出了各类工业企业向空气中排放的主要污染物。
表3-1各类工业企业向空气中排放的主要污染物

(二)交通运输工具排放的废气

这主要是交通车辆、轮船、飞机排出的废气。其中,汽车数量最大,并且集中在城市,故对空气质量特别是城市空气质量影响大,是一种严重的空气污染源,其排放的主要污染物有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物和黑烟等。

(三)室内空气污染源

随着人们生活水平、现代化水平的提高,加之信息技术的飞速发展,人们在室内活动的时间越来越长,据估计,现代人,特别是生活在城市中的人,80%以上的时间是在室内度过的。因此,近年来对建筑物室内空气质量(IAQ)的监测及评估在国内外引起广泛重视。据测量,室内污染物的浓度高于室外污染物浓度的2~5倍。室内空气污染直接威胁着人们的身体健康,流行病学调查表明:室内空气污染将提高急、慢性呼吸系统障碍疾病的发病率,特别是使肺结核、鼻炎、咽喉炎、肺癌、白血病等疾病的发病率、死亡率上升,导致社会劳动生产效率降低。

室内空气污染的来源有:化学建材和装饰材料中的油漆;胶合板、内墙涂料、刨花板中含有的挥发性有机物,如甲醛、苯、甲苯、三氯甲烷等有毒物质;大理石、地砖、瓷砖中的放射性物质排放的氡气及其子体;烹饪、吸烟等室内燃烧所产生的油、烟污染物质;人群密集且通风不良的封闭室内高浓度的CO2;空气中的霉菌、真菌和病毒等。

1.室内空气污染的影响因子及相关标准

(1)化学性影响因子:如甲醛、总挥发性有机物(TVOCs)、O3、NH3、CO、CO2、SO2、NO2等。

(2)物理性影响因子:温度、相对湿度、空气流速、新风量、PM10、电磁辐射等。

(3)生物性影响因子:真菌、细菌、病毒等。

(4)放射性影响因子:氡气及其子体。

发达国家对室内空气质量均制定标准、规范、标准监测方法和评估体系等。我国也已开展了这方面的工作,已颁布实施了控制室内环境污染的工程设计标准,包括《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325-2006)和《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)等10项标准,并配套规定相应的采样、监测方法。

2.室内空气质量的表征

(1)有毒、有害污染因子指标:在《室内空气质量标准》中规定了最高允许量。

(2)舒适性指标:包括室内温度、湿度、大气压、通风率、新风量等,它属于主观性指标,与季节(夏季和冬季室内温度控制不同)、人群生活习惯等有关。

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