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大气污染的影响及其危害

发布时间:2015-04-13 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1220

根据污染物的来源、性质、浓度和持续的时间不同以及污染地区的气象条件、地理环境因素的差别等,大气污染对人体健康将产生不同的危害。从规模上分类,可分为微观、中型和宏观三种。如放射性建筑材料的自然辐射所引起的室内大气污染属于微观空气污染;工业生产及汽车排放所引起的室外周围大气污染属于中型大气污染;大气污染物远距离传输及对全球的影响属于宏观大气污染(如酸雨)。大气污染对人体健康影响较大的污染物有颗粒物、二氧化硫、一氧化碳和臭氧等。大气污染是当前世界最主要的环境问题之一,其对人类健康、工农业生产、动植物生长、社会财产和全球环境等都会造成很大的危害。

1.大气污染对人体健康的危害

大气污染对人体健康的影响,一般可分为以下几种情况。

(1)急性危害 人在高浓度污染物的空气中暴露一段时间后,马上就会引起中毒或者其他一些病状,这就是急性危害。最典型的是1952年12月伦敦烟雾事件和1984年12月的印度帕尔毒气泄漏事件。

(2)慢性危害 慢性危害就是人在低浓度污染物中长期暴露,污染物危害的累积效应使人发生病状。由于慢性危害具有潜在性,往往不会立即引起人们的警觉,但一经发作,就会因影响面大、危害深而一发不可收拾。慢性危害一般可采取相应的防护措施减少其危害性。

例如,粒径在10μm以下的悬浮颗粒物——飘尘,经过呼吸道很容易沉积于肺泡上,其沉积量与人的呼吸量和呼吸次数紧密相关。沉积在肺部的污染物如被溶解,就会直接侵入血液,造成血液中毒;未被溶解的污染物有可能被细胞所吸收,造成细胞破坏,侵入肺组织或淋巴结可引起尘肺。尘肺的种类很多,它因所积的粉尘种类不同而异。人们如长期生活、工作在低浓度污染的空气中,就会导致慢性疾病率升高。如煤矿工人吸入煤灰、玻璃厂或石粉加工工人吸入硅酸盐粉尘、石棉工人吸入石棉导致肺沉埃沉着病。

颗粒物对人体健康的危害,有两个最重要的因素:一是化学成分,二是粒度。粒度不同,危害也不相同,如0.5~5μm的粒子可直接进入肺泡并在肺内沉积,其危害最大。

大气污染物侵入人体的途径有:通过呼吸道进入人体;通过饮食进入人体;通过皮肤毛孔进入人体。

其中,以通过呼吸道进入人体危害最大。因为人们每时每刻都要呼吸空气,一般成人一天需要13一15kg<10-12m3)空气,相当于每天所需食物质量的10倍,饮水量的5~6倍;此外,肺泡表面积很大,毛细血管丰富,与气体交换功能强;再有,整个呼吸道富有水分,对有害物质黏附、溶解、吸收能力大,感受性强。大气中污染物种类很多,不同的污染物对人体健康所造成的危害程度、表现病状也各不相同。

①颗粒物的吸入及滞留 呼吸系统主要由上呼吸道器官(鼻、咽、喉、气管)及下呼吸道器官(支气管及肺)所组成。空气污染物对上呼吸道主要影响嗅觉,且使原先可去痰及捕捉颗粒的纤毛的扫除动作迟钝。肺本身由成串葡萄状的囊(称为肺泡)所组成,其直径大约为300μm,肺泡壁之间通过毛细管连接。二氧化碳从毛细管壁扩散至肺泡,而氧气则从肺泡扩散出去至红细胞。颗粒物侵入下呼吸道的程度主要受颗粒尺寸和呼吸速率的影响。5~10μm的颗粒被鼻毛遮蔽,打喷嚏有助于这个遮蔽过程。1~2μm范围大小的颗粒可侵入肺泡,这些颗粒物不被遮蔽并沉积在上呼吸道。直径0.5μm的颗粒,由于沉积速率太小而不能被有效去除,因而这类颗粒将扩散至肺泡壁。

②硫氧化物 硫氧化物包括二氧化硫、三氧化硫,其对人体健康的主要影响是造成呼吸道内径狭窄,结果使空气进入肺部受到阻碍。浓度高时可使人出现呼吸困难,造成支气管炎和哮喘病,严重者可引起肺气肿,甚至死亡。

③一氧化碳 一氧化碳对人体的毒性作用,在于其同血液中血红素反应形成竣基血红素(COWb),血红素对一氧化碳的亲和力比它同氧气的亲和力大得多,大约为210倍。因此,人一旦吸入一氧化碳,它就和血红素结合起来,减少了血液载氧能力,使身体细胞得到的氧减少,最初危害中枢神经系统,发生头晕、头痛、恶心等症状,严重时窒息、死亡。

④氮氧化物(二氧化氮) 暴露在二氧化氮浓度超过5μL/L的空气中15min,将导致咳嗽及呼吸道疼痛,持续暴露在这样的空气中将造成肺水肿。在烟草燃烧中产生的二氧化氮平均浓度大约为5μL/L,而大约0.10μL/L的二氧化氮浓度,就可使呼吸道疾病加重,并使肺功能衰减。

⑤烃类化合物 碳氢两种元素组成的化合物总称为烃。烃类化合物的种类很多,大气中以气态形式存在的烃类化合物的碳原子数一般在1~10之间,它们是形成光化学烟雾的主要参与者。光化学反应产生的衍生物—丙烯醛、甲醛等对眼睛都有刺激作用,多环芳烃中环境化学有不少是致癌物质,如苯并[a]芘等。

2.大气污染对生物的危害

大气污染对农作物、森林、水产及陆地动物都有严重的危害。如因大气污染(以酸雨污染为主)造成我国农业粮食减产面积在1993年高达530万公顷。每年我国因大气污染、水体污染和固体废物污染造成的粮食减产量高达120亿千克。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类死亡。

大气污染对植物的危害可以分为急性危害、慢性危害和不可见危害三种。

急性危害是指在高浓度污染物影响下,短时间内产生的危害。如使植物叶子表面产生伤斑,或者直接使叶片枯萎脱落。

慢性危害是指在低浓度污染物长期影响下产生的危害。如使植物叶片褪绿,影响植物生长发育,有时还会出现与急性危害类似的症状。

不可见危害是指在低浓度污染物影响下,植物外表不出现受害症状,但植物生理机能已受影响,使植物品质变坏,产量下降。

大气污染除对植物的外观和生长发育产生上述直接影响外,还产生间接影响,主要表现为:由于植物生长发育减弱,降低了对病虫害的抵抗能力。

3.大气污染对材料的影响

大气污染对材料的影响突出表现在对建筑物和暴露在空气中的流体输送管道的腐蚀,如工厂金属建筑物被腐蚀成铁锈,楼房自来水管表面的腐蚀等。大气污染对全球大气环境的影响目前亦已突显出来,如臭氧层消耗、酸雨、全球变暖等。如不及时控制,将对整个地球造成灾难性的危害。大气污染也给一些历史文物、艺术珍品带来不可挽回的损失。
大气污染对材料的影响主要表现为五个机制,分别为磨损、沉积和洗除、直接化学破坏、间接化学破坏以及电化学腐蚀。

大气中较大的固体颗粒在材料表面高速运动会引起材料表面磨损,如沙尘暴、暴风雨中的固体颗粒等。一般大多数大气中污染物的颗粒尺寸或是较小,或是运动速率慢,所以不易造成材料表面的磨损。沉积在材料表面的小液滴和固体颗粒会导致一些纪念碑和建筑物表面的损伤。溶解和氧化反应导致直接化学破坏,通常水为反应介质,如二氧化硫及三氧化硫在有水存在时,与石灰石(CaCO3)反应生成石膏(CaSO4·2H2O)和硫酸钙,而硫酸钙和石膏比碳酸钙易溶于水,易被雨水溶解。

当污染物吸附在材料表面且形成破坏性化合物时,则发生对材料的间接化学破坏。产生的破坏性化合物可能是氧化剂、还原剂或溶剂。这些化合物会破坏材料结构中的化学键,因而具有破坏性。氧化还原反应会使金属材料表面存在局部的化学和物理变化,而这些变化导致金属表面形成微观的阳极和阴极,这些微观电极的电位差的存在,导致电化学腐蚀发生。

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