地球空气污染问题

我们所说的大气污染是指进入大气中的污染物质超过了大气环境的容许量，直接或间接地对人类生活、生产和身体健康等方面产生不良影响的现象。

除火山爆发、煤田、油田放出的有害气体及腐烂的动植物等自然因素造成大气污染外，工业生产、农业生产、交通运输、居民日常生活活动等均可造成大气污染。

大气中主要的污染物，概括起来可分为两类，即颗粒状污染物和有害气体。

一、悬浮颗粒物污染与人体健康

空气中可自然沉降的颗粒物称降尘，而悬浮在空气中的粒径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物（TSP），其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物（PM10）。可吸入颗粒物因粒小体轻，能在大气中长期飘浮，飘浮范围从几公里到几十公里，可在大气中造成不断蓄积，使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物成份很复杂，并具有较强的吸附能力。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粘膜的联合作用，损伤粘膜、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，损伤肺泡和粘膜，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。

当大气处于逆温状态时，污染物便不易扩散，悬浮颗粒物浓度会迅速上升。1952年12月英国伦敦发生烟雾事件大气中悬浮颗粒物的含量比平时高5倍，引起居民死亡率激增，4天内较同期死亡人数增加4000余人。由此可见大气中可吸入颗粒物浓度突然增高，对人类健康能造成急性危害，对患有心肺疾病的老人和儿童威胁更大。

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。北京市的天总是灰蒙蒙的便与我市悬浮颗粒物污染严重有着紧密关系。悬浮颗粒物污染对健康的危害是多方面的，复杂的，应引市民们的足够重视。

我市悬浮颗粒物污染的主要原因有两方面：一是地面扬尘，二是燃煤排放的烟尘。因此，在紧急措施当中，关于控制扬尘的有四条措施。一是加强对施工工地和拆迁工地的扬尘的管理，市区所有工地必须做到围档、路面硬化、洒水、密闭运输、防治料堆扬尘等措施。同时，要加大道路遗洒的检查力度。二是扩大道路的喷水清洁措施。三是加强市区料堆、煤堆、灰堆的防治措施。四是完成三环路以内道路，及规划四环路内已建成道路、裸露地面的绿化和铺装(已经完成）。

当然除了上述紧急措施提出几点方法外，发展区域集中供暖，减少分散烟囱，也可以减低烟尘对大气的污染；改造锅炉、改进燃料的燃烧方法，安装净化除尘设备，可达到消烟除尘的目的；利用一切空地种植花草树木使城市绿化等均可达到防治尘污染的效果。

二、氮氧化物污染与人体健康

一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质，能刺激呼吸器官，引起急性和慢性中毒，影响和危害人体健康。

氮氧化物中的二氧化氮毒性最大，它比一氧化氮毒性高4－5倍。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。

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。

汽车排出的氮氧化物（NOX）有95%以上是一氧化氮，一氧化氮进入大气后逐渐氧化成二氧化氮。二氧化氮是一种毒性很强的棕色气体，有刺激性。当二氧化氮的量达到一定程度时，在遇上静风、逆温和强烈阳光等条件，便参与光化学烟雾的形成。

空气中二氧化氮浓度与人体健康密切相关，曾发生过因短时期暴露在高浓度二氧化氮中引起疾病和死亡的情况。如1929年5月15日，在克里夫兰的克里尔医院发生的一次火灾中，有124人死亡，死亡的直接原因就是由于含有硝化纤维的感光胶片着火而产生大量的二氧化氮所致。

北京市城区氮氧化物的47 %来自汽车尾气，因此治理汽车尾气刻不容缓。

三、二氧化硫污染与人体健康

二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧；含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。

二氧化硫对人体的危害是：

1、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。

2、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，被代入呼吸道深部。硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。

3、二氧化硫的促癌作用。动物实验证明10毫克/米3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。

北京市大气中的二氧化硫90％来自于燃煤。燃煤多是造成北京市大气污染的主要原因之一。因此在治理大气污染紧急措施中，北京市采取了推广使用低硫低灰份优质煤、大力推广和强制使用清洁燃料等措施。

四、一氧化碳污染与人体健康

一氧化碳是一种无色、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它物质产生化学反应，故可在大气中停留很长时间。如局部污染严重，可对健康产生一定危害。一氧化碳属于内窒息性毒物。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。

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、矿坑爆炸和地震等灾害事件，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。

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200－300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。

五、光化学烟雾污染与健康

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，危机人体健康。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。近年来，光化学烟雾不仅在美国出现，而且在日本的东京、大板、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公里甚至700公里以外。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粘膜，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。当大气中臭氧的浓度达到200－1000微克/米3时，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/米3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。

预防光化学烟雾要采取一系列综合性的措施，其中包括制定法规，监测废气排放，改良汽车排气系统和提高汽油质量及减少挥发性有机物如油漆、涂料的使用等。

空气污染物（air pollutant）
空气污染物主要有：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物(HC)、硫氧化物和颗粒物（PM）等。
一氧化碳是一种无色、无味、无臭的易燃有毒气体，是含碳燃料不完全燃烧的产物，在高海拔城市或寒冷的环境中，一氧化碳污染问题比较突出。
氮氧化物主要是指一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）两种，它们大部分来源泉于矿物燃料的高温燃烧过程。一氧化氮相对无害。，但它迅速被空气中的臭氧氧化，黑心化为二氧化氮。燃烧含氮燃料（如煤）和含氮化学制品也可以直接释放二氧化氮。一般来说机动排放是城市氮氧化物主要来源之一。
臭氧是光化学烟雾的代表性污染物，主要由空气中的氮氧化物和碳氢化合物在强烈阳光照射下，经过一系列复杂的大气化学反应而形成和富集。虽然在高空平流层的臭氧对地球生物具有重要防辐射保护作用，但城市低空的臭氧却是一种非常有豁的污染物。
自然界中的碳氢化合物主要由生物的分解作用而产生，如甲烷、乙烯等。甲烷是惰性气体，不会引起光化学污染的危害，但乙烯的光化学活性较强，还会产生甲醛而刺激眼睛。人为的碳氢化合物排放主要来自不完全燃烧过程和挥发性有机物的蒸发。大部分碳氢成分对人体健康无害，但能导致光化学烟雾的形成。
硫氧化物主要是指二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）和硫酸盐，如燃烧含硫煤和石油等。此外，火山活动等自然过程也排出一定数量的硫氧化物。二氧化硫对人体健康有重要影响，并进一步与空气中的水反应形成酸寸污染。二氧化硫是城市中普遍存在的污染物。空气中的二氧化硫主要来自火力发电及其他行业的工业生产，比如固定污染源燃料的燃烧、有色金属冶炼、钢铁、化工、硫厂等的生产、小型取暖锅炉和民用煤炉的排放等来源。二氧化硫是无色气体，有刺激性，在阳光下或空气中某些金属氧化物的催化作用下，易被氧化成三氧化硫。三氧化硫有很强的吸湿性，与水汽接触后形成硫酸雾，其刺激作用较二氧化硫强10倍，这也是酸雨形成的主要原因。人体吸入的二氧化硫，主要影响呼吸道，在上呼吸道很快与水分接触，形成有强刺激作用的三氧化硫，可使呼吸系统功能受损，加重已有的呼吸系统疾病，产生一系列的症状，如气喘、气促、咳嗽等。最易受二氧化硫影响的人包括哮喘病、心血管、慢性支气管炎及肺气肿患者以及儿童和老年人。当二氧化硫与下述的颗粒物共存时，其危害作用会加强。
颗粒物质主要指分散悬浮在空气中的液态或固态物质，其粒度在徽米级，粒径大约在0.0002－100微米之间，包括气溶胶、烟、尘、雾和炭烟等多种形态。
颗粒物是烟尘、粉尘的总称。有天然来源，如风沙尘土、火山爆发、森林火灾等造成的颗粒物；也有人为来源的颗粒物，如工业活动、建筑工程、垃圾焚烧以及车辆尾气等。由于颗粒物可以附着有毒金属、致癌物质和致病菌等，因此其危害更大。空气中的颗粒物又可分为降尘、总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物等。其中可吸入颗粒物，能随人体呼吸作用深入肺部，产生毒害作用。
[编辑本段]空气污染指数
空气质量预报中免不了提到空气污染指数。这是一项可以定量、客观地评价空气环境质量的指标，是对空气中的若干种主要污染物的监测数据参照一定的分级标准，经过综合换算而得到的。以数字的形式表示空气的质量，有利于公众简明、清楚地了解空气质量的优劣。
我国不同省份、不同城市根据国家环保局的有关技术规定，结合本地的实际情况，计入大气污染指数的污染物项目不尽相同，但目前规定，空气质量必须依据的污染物有三项：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（IP），这是根据全国污染情况及现有技术水平而确定的。
[编辑本段]空气质量等级的评定
一级：空气污染指数≤50优级二级：空气污染指数≤100良好三级：空气污染指数≤200轻度污染四级：空气污染指数≤300中度污染五级：空气污染指数＞300重度污染
当空气污染指数小于100时，人们可正常活动。例如自然保护区、风景名胜区的空气质量好，污染指数多小于50，一般的商业区、居民区也在100以内；当空气污染指数达到轻度污染（即100～200间）时，健康人群可出现刺激症状，心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动；当空气污染指数达到200～300时，健康人群中普遍出现症状，老年人和心脏病、肺病患者应停留于室内，并减少体力活动；当达到重度污染（即空气污染指数在300以上）时，则健康人也要避免室外活动了。

空气污染对环境造成的影响,最为人所熟知的是「温室效应」以及「臭氧层的破洞」,另外空气中漂浮的污染物有一些是呈酸性,它们由空中降至地上有两种不同的方式:1.直接落下,2.跟随雨水落下,其中第二种也就是我们俗称的「酸雨(acid rain)」,酸雨会使一般的人联想到掉头发,事实上酸雨的危害远比掉头发更为严重,以下是我们对上列三种不同的污染及破坏所做的分析.
温室效应
若是温室效应气体浓度不断增加,则将使地表温度增加,进而导致气候的变化,其影响包括:
北半球冬季将缩短,并更冷更湿,而夏季则变长且更乾更热,亚热带地区则将更乾,而热带地区则更湿.
由於气温增高,水汽蒸发加速,全球雨量每年将减少,各地区降水型态将会改变.
改变植物,农作物之分布及生长力,并加快生长速度,造成土壤贫瘠,作物生长终将受限制,且间接破坏生态环境,改变生态平衡.
海洋变暖,海平面将於2100年上升 15-95公分,导致低洼地区海水倒灌,全世界三分之一居住於海岸边缘的人口将遭受威胁.
改变地区资源分布,导致粮食,水源,渔获量等的供应不平衡,引发国际间之经济,社会问题.
臭氧层的破坏
地球的臭氧保护层减弱,将无法遏阻紫外线对生物的伤害.自然生态及人体健康会有以下明显的受害:
植物受损农作物减产,强烈的紫外线会破坏叶绿素,妨碍植物成长,甚至造成遗传因子突变,果实产量骤减.
破坏生态系统的平衡,海中的生物及虾,蟹无法抵挡强烈的紫外线而死亡,鱼类会因缺少这些赖以为生的食物而无法生存.
免疫系统受抑制,哺乳类动物在强烈紫外线照射过度,皮肤癌及白内障将加速危害人体健康.
造成气象的变异,臭气层遭破坏会使气候变暖,加强温室效应,间接促使海平面上升.
酸雨
正如之前所说的,空中本来就存在著硫化物,但是在我们生活中的代步工具如汽,机车等,在排汽时就会产生硫化物,另外就是在工业上大量使用石化燃料也会产生硫化物,当空中的硫化物与雨水结合便会形成酸雨.
酸雨的特点在於影响缓慢但是却具有累积性,跨国性,因为形成酸与的前兆物-硫化物及氮氧化物都能随著风飘散而飘散的距离会从5公理到1000公理以外的地方,当酸雨的累积数量到达一定的程度便会造成土壤以及水质"酸化",这时土壤中的营养物质会很容易被水给冲走,再贫脊的土壤上种植的农作物的生长以及产量都会受到影响,也因为酸雨会破坏土壤使植物的生长受限以至於会使地球上的森林遭受到严重的破坏,也因此有人将酸雨称为「绿色瘟疫」.

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