大气污染

[拼音]：daqi wuran

[外文]：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SO2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、SO2、NOx、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SO2，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NOx、CO、醛类、SO2、颗粒物、铅等。其中NOx、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CO2、CO、 SO2、H2S、NOx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CO2和H2S，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SiO2、碳粒、各种金属微粒、石棉纤维、烃类颗粒等，还可以吸附上SO2、NOx、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(SO2)。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。 SO2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SO2高出10倍。

（3）氮氧化物（NOx）。各种燃料的高温燃烧使空气中的N和O合成NOx。此外，含氮生产工业也可排出NOx。汽车尾气是NOx的一个极重要的污染来源。NOx溶于水的能力不如SO2，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NOx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。NOx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/m3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90锶、131碘、137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131碘和137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CO2排入上空。CO2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SO2、NO2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

Health Effects of Environmental Pollutants，