大气环境污染与人类健康

大气环境污染与人类健康

一、空气污染概述

大气是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混和物。就干洁空气而言，按体积计算，在标准状态下，氮气占78.08％，氧气占20.94％，氩气占0.93％，二氧化碳占0.03％，而其他气体的体积则是微乎其微的。随着现代工业和交通运输的发展，向大气中持续排放的物质数量越来越多，种类越来越复杂，引起大气成分发生急剧的变化。当大气正常成分之外的物质达到对人类健康、动植物生长以及气象气候产生危害的时候，我们就说大气受了污染。

1、空气污染物的种类

大气污染通常按下列两种方法对大气污染物进行分类。

1.1按形成过程分类

(1)一次污染物：直接从污染源排放到空气中的有害物质。最常见的一次污染物有SO2、CO、NOx及颗粒物。

(2)二次污染物: 进入空气的一次污染物间的相互作用或它们与正常大气组分

发生反应所产生的新的污染物。最常见的二次污染物有臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯以及硫酸雾和硝酸雾等。

1.2.按存在状态分类

(1)分子状污染物：由于沸点低，在常温下只能以气体分子的形式存在的污染物质，有些物质沸点并不低，在常温下是液体(如苯和汞)，但因其挥发性强，受热时易形成蒸汽进入大气中。

(2)粒子状污染物:粒径约在0.01～100μm之间。通常根据颗粒物在重力下的沉降特性分为降尘和飘尘。前者粒径大于10μm，在重力作用下能较快沉降到地面上；后者粒径小于10μm，可长期漂浮在大气中，易被人体吸入，对健康危害较大。由于粒径小于10μm的颗粒物还具有胶体的一些特性，故又称气溶胶。它包括通常所说的雾、烟、尘。

1.3我国大气污染情况

我国大气污染严重，大气污染地区分布极为不平衡。中国北方的大气污染在

取暖期的主要污染气体是SO2,氮气的各种化合物NOX,在非取暖期，大气的污染主要是可吸入颗粒物。例如北京常见的沙尘暴天气。而在我国南方的大气污染主要酸雨和可吸入颗粒物污染为主。酸雨的主要成因在于南方气候温暖潮湿，使得酸雨频繁，对建筑物破坏尤为严重。与农村相比，我国城镇大气污染比较严重，大中城市工业高度集中，加上布局不合理，能源又以燃煤为主，使城市大气受到不同程度的污染。我国城市大气主要污染物是颗粒物，其次是，基本属于以飘尘和二氧化硫为代表的煤烟型污染。近年来酸沉降污染(酸雨、酸雾等)等出现了许多地区，特别是南方城市。如某城市酸雾出现频率达66.7～100%，雾水pH值最低时达2.8。

二、大气污染的来源

大气污染来源广泛，概括起来可分为两大类，即自然污染和人为污染。自然污染如火山爆发、森林火灾、风沙风暴等，人为污染包括生产性污染，生活性污染、交通运输污染等，不同的来源具有不同的污染物种类及污染特点。

2.1燃料燃烧。在一些城市,天然气在居民的生活中还没有普及,煤仍然是人们的首选燃料。而在燃煤市场上,高硫煤仍占主导地位。由于经济条件的限制,人们不可能放弃廉价的高硫煤而去购买环保型的低硫煤;这就造成SO2的大量排放。

2.2工业生产过程。工业生产排放到大气中的污染物种类繁多，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等化学工业、煤炭工业等。企业对大气的污染不仅种类多、数量大，还具有污染范围广，污染持续时间长的特点。这是因为工业企业的废气多以烟囱形式排放，可输送较远距离，污染范围较大；而且工业生产多为长年持续生产，因而季节性波动不明显。企业中以火力发电厂、石油化工厂、有色金属冶炼厂、钢铁厂、水泥厂、造纸厂等对大气污染最严重。

2.3交通运输。汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具，它们烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车，量大而集中，排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官，对城市的空气污染很严重，成为大城市空气的主要污染源之一。汽车排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等。汽车废气靠近地面易为人所吸入，危害很大。汽车废气还是造成光化学烟雾的主要污染物。

2.4农业污染源，农业大量使用化肥、农药及农田产生的甲烷气体，通过挥发而进入大气中，可污染大气、降水成分。

2.5军事或科学实验污染源，核试验、原子弹爆炸、航天器的废弃物及毁坏后的碎片垃圾等，可造成大气层的严重污染危害。此等污染一旦形成，危害极难清除，对人体健康侵害极其严重。

三、对人体健康的危害

成人每天约呼吸10～12立方米的空气，大气中的有害化学物质一般是通过呼吸道进入人体的。也有少数的有害化学物质经消化道或皮肤进入人体。大气污染对健康的影响，取决于大气中有害物质的种类、性质、浓度和持续时间，也取决于人体的敏感性。有害气体在化学性质、毒性和水溶性等方面的差异，也会造成危害程度的差异。另外，呼吸道各部分的结构不同，对毒物的阻留和吸收也不尽相同。一般地说，进入愈深，面积愈大，停留时间愈长、吸收量也愈大。成年人肺泡总面积约为55～70平方米，而且布满毛细血管。毒物能很快被肺泡吸收并由血液送至全身，不经过肝脏的转化就起作用，所以毒物由呼吸道进入机体的危害最大。

3.1各主要污染物对人体的危害

1）二氧化硫SO2 主要危害：形成工业烟雾，高浓度时使人呼吸困难, 是著名的伦敦烟雾事件的元凶；进入大气层后，氧化为硫酸（SO4）在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又称气溶胶，随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作用浓度为1－5ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息。

2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）主要危害：随呼吸进入肺，可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面, 干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程，从而影响植物的健康和生长；厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物, 引起食物链改变，进而影响整个生态系统；遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。

3）氮氧化物 Nox（如：NO、NO2、NO3）主要危害：刺激人的眼，鼻, 喉和肺，增加病毒感染的发病率, 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒，诱发肺细胞癌变；形成城市的烟雾, 影响可见度一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可臻肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。

4）一氧化碳CO 主要危害：极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼，重者脑细胞受到永久性损伤, 甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。

5）挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物）主要危害：容易在太阳光作用下产生光化学烟雾；在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性；对人体有致癌、引发白血病的危险。

6）光化学氧化物（如：臭氧O3）主要危害：低空臭氧是一种最强的氧化剂，能够与几乎所有的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油漆、织物等材料；臭氧对植物的影响很大。浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织, 致使整个叶片枯死，最终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被分析与臭氧有关；臭氧对于动物和人类有多种伤害作用, 特别是伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。

7）煤烟主要危害：引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的尘肺等疾病。

8）硫酸烟雾主要危害：对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。

3.2大气污染的人体的危害

大气被污染后，由于污染物质的来源、性质和持续时间的不同，被污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，以及人的年龄、健康状况的不同，对人体造成的危害也不尽相同。大气中的有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害：

(1)通过人的直接呼吸而进入人体；

(2)附着在食物上或溶于水中，使之随饮食而侵入人体；

(3)通过接触或刺激皮肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径，危害也最大。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒，慢性中毒，致癌三种。

（一）、急性中毒

存在于大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体的急性中毒，但是在某些特殊条件下，加工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体跑出，外界气象条

件突变等，便会引起居民人群的急性中毒。大气污染引导起的急性中毒事件，在西方工业发达国家已发生过多次，多由于事故排入或特殊的气象、地理环境所致。如1950年墨西哥曾因工厂生产事故使硫化氢污染大气，引起320人急性中毒入院，22人死亡； 1952年12月英国伦敦烟雾事件，这次事件造成多达12000人因为空气污染而丧生，并推动了英国环境保护立法的进程。

（二）、慢性中毒

慢性中毒是由于长期吸入较低浓度空气污染物而致，一般病程进展缓慢而隐匿，不易引人注意。其始发症状往往是一般性的体弱、食欲不振、肌肉痛、乏力、咳嗽等，随着接触时间的延长，可产生慢性进行性咳嗽伴随呼吸短促，并逐渐产生肺气肿和肺纤维化(疤痕化)。某些污染如低剂量石棉、铍、铅、砷、氟化物等，引起明显症状所需时间会长达20年。慢性中毒可以不仅甚至不主要表现在呼吸系统的损害上。

（三）、部位及呼吸系统急慢性炎症增加：

许多大气污染物(SO２、SO３、NOＸ、H２SO4气溶胶、飘尘等)均可对眼、呼吸道粘膜产生直接刺激作用。空气污染可使支气管炎、哮喘、肺气肿以及其他呼吸系统疾病的发病率增加。污染越重，通气阻力越大。通气阻力增大是慢性阻塞性肺部疾病的重要亚临床表现。呼吸系统炎症的增加，不仅与污染物的局部刺激作用有关，还与污染物对机体的免疫力影响有关。

（四）、污染对人群免疫功能的影响：

许多研究表明，空气污染对人群，特别是对儿童的免疫功能有重严重影响。免疫功能的改变可发生在病理或临床改变之前。长期生活在大气污染环境中的儿童，在未出现临床症状之前，机体免疫功能已有不同程度降低。

（五）、致癌作用

这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。

四、治理大气污染的措施

4.1．筹规划，合理布局

搞好规划布局，特别是工业布局，对一个城市的大气状况十分重要。在布局工

业时，应将工业生产均衡分布，不要集中在局部或少数大城市。如此单位面积上排放的污染物少，易于自然净化。另外，厂址的选择也应与该厂的性质相符，如生产有害气体的工厂应布局在居住区的下风向。

4.2．改进燃烧方式，改进燃料结构

我国的能源结构不合理，从目前状况看，煤炭在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源。我国工业燃料动力的80%依靠煤炭，而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%。其不高的利用率使得我国的大气污染更加严重。因此，我们应改善我国的能源结构，加大天然气、石油的比重，发展新能源。与此同时，也可以实施一些具体措施，如区域供热，实现煤气化……(1)调整能源战略, 优化我国能源消费，减少煤炭资源的使用，增加对其他无污染或少污染的能源的使用，采用清洁能源。大力开发水利资源,有步骤地发展核能,努力利用太阳能、风能、海洋能等清洁能源。

4.3．治理工厂，加大法律监督

工厂的废气排放，一方面推出政策是企业主动进行产能升级，淘汰落后的生产方式，并对排放气体进行无害化处理后才排放。另一方面，加大执法部门的监督力度，利用法律手段对没有达到国家排污标准的主要排污大户进行停产整改并处罚大额罚金。

4.4.提高人们的环保意识，植树造林，绿化环境

绿色植物可以使大气中的氧气不断得到更新，以此调节空气成分，净化大气。大批植树造林，充分利用森林及绿色植被对温室效应的调节作用。扩大生物链中的碳量，使大量碳不能转化为CO2进人大气中；适应气候变化，培育出适宜气候变化的农作物新品种等等，种种措施都能减缓温室气体对环境的影响。

4.5对大气环境质量进行监测

大气中的有害物质是多种多样的,不同地区污染类型和排放污染物种类不尽相同,因此,在进行大气质量评价时，应根据各地的实际情况确定需要检测的大气环境指标。大气中常见的污染物有总悬浮颗粒物、降尘、可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、总烃、铅、氟化物、臭氧和苯并芘。

4.6 利用气象条件防治大气污染

在污染源变化相对稳定的情况下,大气污染状况主要取决于气象条件。污染物在大气中的稀释和扩散受气象条件的支配非常明显,因此,利用气象条件来制约污染

源是防治大气污染现实而又有效的途径,而污染气象条件预报则是其中的关键。气象部门在防治城市大气污染方面。不仅仅只限于提供大气污染预报,还可以为政府规划部门搞好城市建设的合理布局和城市环境规划提供科学依据。雾是加重大气污染的重要气象条件之一,而降水可以冲刷大气中的污染物。所以气象部门可以通过人工增雨、增雪、消雾等技术来净化大气、消除污染。

五、总结

我们研究大气污染对人体健康的伤害，正是为了保护自己，保护这个我们赖以生存的地球。大气污染已经到了不得不治理的地步，为了人类社会的可持续发展，保护大气环境，势在必行。

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