大氣污染
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大氣污染(atmospheric pollution)，由于人類的生活、生產(chǎn)活動(dòng)或自然災(zāi)害而致一種或多種有害因子進(jìn)入大氣，并達(dá)到能直接或間接影響人體身心健康，甚至造成遠(yuǎn)期危害程度的現(xiàn)象。大氣污染的歷史可按能源的變革而劃分若干階段。工業(yè)革命前主要燃燒木柴、秸桿、干草等生物性燃料，故大氣污染以煙塵為主。18世紀(jì)工業(yè)革命以后，煤炭成主要燃料，從此，污染物以煤煙顆粒物和SO2為主。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，居住區(qū)和工業(yè)區(qū)高度集中，這使污染源更為集中，排污量更大，歷史上多次大氣污染事件均發(fā)生于此階段。1920年代開始，石油燃料迅速發(fā)展，造成煤炭、石油兩類燃料燃燒產(chǎn)物的共同污染。50年代以來，核工業(yè)興起，又增加了核污染的危險(xiǎn)性。大氣污染除能引起急性中毒外，更經(jīng)常的是造成慢性危害。如引起鼻炎、咽炎、支氣管炎、肺部慢性疾病、肺癌、肺原性心臟病、變應(yīng)性疾病等。輕者也能刺激眼、呼吸道，引起暗適應(yīng)減弱、工作效率降低等。
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大氣污染物的來源
大氣污染物以化學(xué)性污染物的種類最多，污染最普遍、廣泛。污染來源主要有4個(gè)方面。
① 工業(yè)企業(yè)。尤以火力發(fā)電、焦化、冶煉、石油化工等行業(yè)的污染最為嚴(yán)重。污染物主要來自兩個(gè)系統(tǒng)：一是生產(chǎn)的動(dòng)力系統(tǒng)，燃料燃燒產(chǎn)生大量的燃燒產(chǎn)物，污染大氣。主要有顆粒物、SO2、NOx、CO、多環(huán)芳烴等。此外，根據(jù)燃料的不同，還可排出氟、砷、鎘等無機(jī)毒物。二是生產(chǎn)過程中排出的廢氣或是泄漏出的原料、中間產(chǎn)物或產(chǎn)品。例如硫酸廠排出SO2，化工廠排出氯氣，溫度計(jì)廠排出汞蒸氣等。1930年12月3～5日，比利時(shí)河谷煙霧事件，1948年10月美國多諾拉煙霧事件，都是工業(yè)廢氣造成的急性中毒事件。
② 交通運(yùn)輸。主要來自汽車、火車、輪船、飛機(jī)、卡車等排出的尾氣，主要含有NOx、CO、醛類、SO2、顆粒物、鉛等。其中NOx、 醛類能在紫外線的光化學(xué)作用下，形成光化學(xué)煙霧，造成更嚴(yán)重的危害。洛杉磯是全世界汽車最多的城市之一，曾于1942、1954和1955年的8月底9月初烈日當(dāng)空時(shí)，發(fā)生過光化學(xué)煙霧事件。
③ 生活爐灶和采暖鍋爐。是來自居住區(qū)的污染。污染物亦以燃料的燃燒產(chǎn)物為主。雖然每個(gè)爐子的規(guī)模很小，但由于爐子數(shù)量極多，故污染可以很嚴(yán)重。1952年12月4日倫敦?zé)熿F事件，死亡人數(shù)達(dá)4000之多，主要即由冬季壁爐采暖的廢氣造成。④意外災(zāi)害。如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)或油井著火等， 能產(chǎn)生大量CO2、CO、 SO2、H2S、NOx顆粒物、多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)。1986年 8月21日晚，喀麥隆的尼奧斯火山湖突然從湖底噴出大量CO2和H2S，造成1746人和大量牲畜死亡。有些專家認(rèn)為這些氣體是湖底受到有機(jī)物的嚴(yán)重污染而產(chǎn)生的，平時(shí)沉于湖底，一旦發(fā)生地震湖底毒氣受震動(dòng)而噴出。另一些專家認(rèn)為這是由湖底火山口冒出的，先溶于湖水中，待氣體一旦飽和，則猶如汽水開瓶似地噴出。
大氣中常見的化學(xué)污染物
包括以下幾類。
① 顆粒物。 是顆粒狀污染物的總稱。 粒徑在≤100μm的顆粒物稱為總懸浮顆粒物（TSP）。其中粒徑≤10μm者稱為可吸入顆粒物（IP），能進(jìn)入呼吸道。 5～10μm的易滯留在上呼吸道，小于 5μm的能進(jìn)入呼吸道深部，影響肺泡。尤以粒徑 0.4～1.0μm 的在肺泡中沉積率最高，因此危害也最大。小于 0.4μm的，則可以隨呼吸運(yùn)動(dòng)自由出入。顆粒物的化學(xué)成分依其產(chǎn)生來源不同而異。常見種類有SiO2、碳粒、各種金屬微粒、石棉纖維、烴類顆粒等，還可以吸附上SO2、NOx、氟、汞蒸汽、病源體等其他有害物。顆粒物的毒性也因其成分不同而異。
② 二氧化硫(SO2)。 主要來自含硫燃料和含硫工藝生產(chǎn)過程。易溶于水，故易被上呼吸道粘液吸附，引起刺激、炎癥、甚至過敏反應(yīng)。反復(fù)吸入可逐漸引起慢性阻塞性肺病（COPD，支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫、肺纖維性變等四種疾病的總稱），使肺功能明顯降低，乃至心力衰竭。 SO2與空氣中的水蒸汽結(jié)合并氧化生成二次污染物──硫酸霧，對(duì)呼吸道的刺激更大，其毒性比SO2高出10倍。
③ 氮氧化物（NOx）。 各種燃料的高溫燃燒使空氣中的N和O合成NOx。此外，含氮生產(chǎn)工業(yè)也可排出NOx。汽車尾氣是NOx的一個(gè)極重要的污染來源。NOx溶于水的能力不如SO2，故易進(jìn)入呼吸道深部，破壞肺泡的表面活性物質(zhì)，使呼吸道阻力增加、抵抗力下降，重者也能發(fā)展成COPD。高濃度NOx被吸入，可進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合形成變性血紅蛋白，造成缺氧窒息，重者有生命危險(xiǎn)。NOx在紫外線光化學(xué)作用下，能生成二次污染物──光化學(xué)煙霧，呈藍(lán)色，刺激眼、呼吸道，引起流淚、眼紅腫、頭痛、氣喘、呼吸困難、胸痛、肺水腫，重者窒息死亡。
④ 一氧化碳(CO)。主要來自燃料的不完全燃燒。CO吸入體內(nèi)能立即與血紅蛋白結(jié)合成碳氧血紅蛋白(COHb)，造成機(jī)體缺氧，引起心血管疾患和腦血管疾患。正常人體內(nèi)含COHb約為0.4％。大氣中CO為10mg/m3時(shí)，體內(nèi)的碳氧血紅蛋白達(dá)21％， 機(jī)體產(chǎn)生輕度生理變化; COHb達(dá)70％時(shí)，可致死亡（見一氧化碳中毒）。
⑤ 多環(huán)芳烴。也是燃燒不完全產(chǎn)物。吸附在顆粒物上。其中有幾種化合物是致癌源，例如 3，4-苯并芘。有些多環(huán)芳烴在機(jī)體內(nèi)經(jīng)活化酶作用后，其中間代謝產(chǎn)物就是強(qiáng)致癌物。有些大氣顆粒物中也含有致突變性很強(qiáng)的硝基多環(huán)芳烴。
⑥ 放射性物質(zhì)。主要來自放射性礦藏的開采、冶煉加工，核工業(yè)生產(chǎn)，放射性廢棄物的無組織排放，核武器試驗(yàn)和作用等等。 主要污染物為90鍶、131碘、137銫等。這些放射性物質(zhì)可以在大氣中直接照射人體而產(chǎn)生外照射效應(yīng)，也可通過吸入而產(chǎn)生內(nèi)照射效應(yīng)。慢性為害主要表現(xiàn)為頭痛、頭暈、食欲下降、睡眠不良，繼而出現(xiàn)白細(xì)胞降低、血小板減少，遠(yuǎn)期效應(yīng)為出現(xiàn)各種癌癥(包括白血病)、不育、死胎、畸胎，以及遺傳性疾病等。在核爆炸地區(qū)可能引起急性放射病。非戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期應(yīng)警惕事故性災(zāi)難的發(fā)生。1984年 4月25日晚，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸，當(dāng)時(shí)造成大量的人員傷亡。大氣受131碘和137銫的嚴(yán)重污染。3年后，距事故發(fā)生處80公里地區(qū)的癌癥患者、兒童甲狀腺疾病患者以及畸形家畜均增多。
⑦ 生物性污染物。較少，主要有花粉、某些霉菌孢子等，能引起某些人的變態(tài)反應(yīng)。此外，抵抗力強(qiáng)的結(jié)核桿菌、化膿性葡萄球菌、糞鏈球菌等也可隨空氣進(jìn)入呼吸道而引起疾病。
大氣對(duì)污染物擴(kuò)散的影響
污染物擴(kuò)散受氣象因素的影響很大。通常在氣溫高、濕度低、風(fēng)速大、氣壓低的情況下，污染物擴(kuò)散良好，大氣自凈作用明顯。反之，則污染物不易擴(kuò)散，往往在局部上空聚集，造成嚴(yán)重污染。但如果污染過于嚴(yán)重，即使能擴(kuò)散到遠(yuǎn)處，也會(huì)對(duì)所到之處造成污染。
另外，在烈日當(dāng)空的中午，紫外線強(qiáng)度極高，易產(chǎn)生光化學(xué)作用。
大氣污染的間接影響
大氣污染除以上的直接影響外，還能產(chǎn)生間接影響：
① 大氣中顆粒物太多，阻擋太陽照射，使地表的生物缺乏必要的陽光，影響其健康。如兒童可因紫外線照射不足而出現(xiàn)佝僂病，紫外線不足以殺滅致病菌而使傳染病增加，各種生物的生長也受到影響。來自工業(yè)生產(chǎn)的顆粒物污染的范圍較為局限?；鹕奖l(fā)的顆粒物污染能影響一定范圍，并可持續(xù)數(shù)月至數(shù)年，使地面得不到充分的陽光而氣溫降低，氣候轉(zhuǎn)冷，出現(xiàn)“冷化效應(yīng)”。假如全球發(fā)生核大戰(zhàn)，則大量的顆粒物能被送進(jìn)平流層，造成全球性的寒冷天氣，這稱為“核冬天”。蘇美兩國于1961～1962年間曾多次進(jìn)行核爆炸試驗(yàn)。至1963～1964年冬季，北半球平均氣溫比往年同期降低0.6℃。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)造成科威特油田大火，黑煙濃霧，許多地區(qū)白晝?nèi)绾谝?，氣溫下降約11℃。
② 產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”由于能源的大量燃燒，產(chǎn)生了大量的CO2排入上空。CO2能促使太陽輻射中的可見光、紫外線等射線更易于穿透大氣層而到達(dá)地表，卻又能阻止地表的紅外線等向上空散發(fā)，從而造成地表氣溫增高，易使病原體加快繁殖生長，例如致病菌、蠕蟲、致病昆蟲等均大量繁殖，各種傳染病、寄生蟲病、生物性地方病、食物中毒等疾病的發(fā)病率均明顯上升。
③ 酸雨。是大氣中大量SO2、NO2溶于水蒸汽而形成的。酸雨的pH值一般在4左右，嚴(yán)重時(shí)可低于3。酸雨不僅能腐蝕建筑物，破壞土壤性能，還能使酸化土壤中重金屬的水溶性增強(qiáng)，加速其流動(dòng)轉(zhuǎn)移。例如鎘在酸性土壤中更易進(jìn)入水體和農(nóng)作物，因而進(jìn)入人體的機(jī)會(huì)更多。又如酸性飲用水能將輸水管網(wǎng)的金屬管壁材料溶入飲用水中，使水質(zhì)惡化，出現(xiàn)怪味，可引起腹瀉、慢性中毒等。
④ 臭氧層的破壞。由于大量使用制冷劑、發(fā)泡劑、洗凈劑、溶劑，以致大量氟利昂進(jìn)入大氣平流層。噴氣式飛機(jī)在平流層內(nèi)飛行，排出尾氣中含烴類和氮氧化物。這些污染物在平流層內(nèi)能嚴(yán)重消耗臭氧，使臭氧層出現(xiàn)空洞。其后果是臭氧層遮擋短波紫外線的功能減弱，大量短波紫外線穿過大氣層到達(dá)地面照射地表的生物，促使人類皮膚癌的高發(fā)，對(duì)其他生物也有殺傷作用，破壞了生態(tài)平衡。
大氣污染的防治原則
包括以下幾個(gè)方面。①定期進(jìn)行大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。②污染源應(yīng)設(shè)在居住區(qū)夏季最小風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。③加強(qiáng)綠化，吸附過濾污染物，凈化環(huán)境。④盡量以集中供暖集中供氣來取代分散爐灶。⑤改革工藝過程，促進(jìn)燃料充分燃燒，減少燃燒不完全產(chǎn)物的生成量。⑥污染源設(shè)置除塵設(shè)備。⑦加強(qiáng)對(duì)事故性災(zāi)難的預(yù)防措施和急救措施的科學(xué)研究。
參考書目
姚志麒、陳秉衡主編：《環(huán)境衛(wèi)生學(xué)》，人民衛(wèi)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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