空氣污染影響

高濃度的CO能夠引起人體生理上和病理上的變化，甚至死亡。CO是一種能奪去人體組織所需氧的有毒吸人物。人暴露于高濃度(>750 X 10-6)的CO中就會導(dǎo)致死亡。CO與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白(COHb)，氧和血紅蛋白結(jié)合生成氧合血紅蛋白(02Hb)。血紅蛋白對CO的親和力大約為對氧的親和力的210倍。這就是說，要使血紅蛋白飽和所需CO的分壓只是與氧飽和所需氧的分壓的1/200～1/250。

NO對生物的影響尚不清楚，經(jīng)動物實驗認(rèn)為，其毒性僅為NO₂的l/5。NO₂是棕紅色氣體，對呼吸器官有強烈刺激作用，當(dāng)其濃度與NO相同時，它的傷害性更大。據(jù)實驗表明，NO₂會迅速破壞肺細(xì)胞，可能是哮喘病、肺氣腫和肺癌的一種病因。環(huán)境空氣中NO₂濃度低于0.01×10^-6時，兒童(2~3周歲)支氣管炎的發(fā)病率有所增加；NO₂濃度為(1~3)×10^-6時，可聞到臭味；濃度為13×10^-6時，眼、鼻有急性刺激感；在濃度為17×10^-6的環(huán)境下，呼吸10 min，會使肺活量減少，肺部氣流阻力增加。NOx與碳?xì)浠衔锘旌蠒r，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的成分是光化學(xué)氧化劑，它的危害更加嚴(yán)重。

城市大氣中有很多有機化合物是可疑的致變物和致癌物，包括鹵代甲烷、鹵代乙烷、鹵代丙烷、氯烯烴、氯芳烴、芳烴、氧化產(chǎn)物和氮化產(chǎn)物等。特別是多環(huán)芳烴(PAHs)類大氣污染物，大多數(shù)有致癌作用，其中苯并[a]芘是強致癌物質(zhì)。城市大氣中的苯并[a]芘主要來自煤、油等燃料的未完全燃燒及機動車排氣。苯并[a]芘主要通過呼吸道侵入肺部，并引起肺癌。實測數(shù)據(jù)表明，肺癌與大氣污染、苯并[a]芘含量的相關(guān)性是顯著的。從世界范圍看，城市肺癌死亡率約比農(nóng)村高2倍，有的城市高達9倍。

SO₂在空氣中的濃度達到(0.3～1.0)X 10^-6時，人們就會聞到它的氣味。包括人類在內(nèi)的各種動物，對SO₂的反應(yīng)都會表現(xiàn)為支氣管收縮，這可從氣管阻力稍有增加判斷出來。一般認(rèn)為，空氣中SO₂濃度在0.5 X 10^-6以上，對人體健康已有某種潛在性影響，(1～3)X 10^-6時多數(shù)人開始受到刺激，10×10^-6時刺激加劇，個別人還會出現(xiàn)嚴(yán)重的支氣管痙攣。與顆粒物和水分結(jié)合的硫氧化物是對人類健康影響非常嚴(yán)重的公害見表1。

當(dāng)大氣中的SO2氧化形成硫酸和硫酸煙霧時，即使其濃度只相當(dāng)于SO₂的1/10，其刺激和危害也將更加顯著。據(jù)動物實驗表明，硫酸煙霧引起的生理反應(yīng)要比單一SO₂氣體強4～20倍。

空氣污染物侵入人體主要有三條途徑：表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空氣，其中以第三條途徑最為重要。大氣污染對人體健康的危害主要表現(xiàn)為引起呼吸道疾病。在高濃度污染物的突然作用下，人體可發(fā)生急性中毒，甚至在短時間內(nèi)死亡。長期接觸低濃度污染物，會引起支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫和肺癌等病癥。此外，還發(fā)現(xiàn)一些尚未查明的可能與大氣污染有關(guān)的疑難雜癥。下面即對幾種主要空氣污染物對人體健康危害的毒理做一簡介。

顆粒物對人體健康的影響，取決于顆粒物的濃度和在其中暴露的時間。研究數(shù)據(jù)表明，因上呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、氣喘、肺炎、肺氣腫等疾病而到醫(yī)院就診人數(shù)的增加與大氣中顆粒物濃度的增加是相關(guān)的?；己粑兰膊『托呐K病的老人的死亡率也表明，在顆粒物濃度一連幾天異常高的時期內(nèi)就有所增加。暴露在合并有其他污染物（SO₂）的顆粒物中所造成的健康危害，要比分別暴露在單一污染物中嚴(yán)重得多。表1中列舉了顆粒物濃度與其產(chǎn)生的影響之間關(guān)系的有限數(shù)據(jù)。

顆粒的粒徑大小是危害人體健康的另一重要因素。它主要表現(xiàn)在兩個方面：①粒徑越小，越不易沉積，長時間飄浮在大氣中容易被吸入體內(nèi)，且容易深入肺部。一般地說，粒徑在100μm以上的塵粒會很快在大氣中沉降；10μm以上的塵粒可以滯留在呼吸道中；5～10μm的塵粒大部分會在呼吸道沉積，被分泌的黏液吸附，可以隨痰排出；小于5 μm的微粒能深入肺部，0.01～0.1μm的塵粒，50%以上將沉積在肺腔中，引起各種塵肺病。②粒徑越小，顆粒的比表面積越大，物理、化學(xué)活性越高，加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展。此外，顆粒的表面可以吸附空氣中的各種有害氣體及其他污染物，而成為它們的載體，如可以承載強致癌物質(zhì)苯并[a]芘及細(xì)菌等。

空氣污染對金屬制品、油漆涂料、皮革制品、紙制品、紡織品、橡膠制品和建筑物等的損害也是嚴(yán)重的。這種損害包括玷污性損害和化學(xué)性損害兩個方面。玷污性損害主要是粉塵、煙等顆粒物落在器物表面或材料中造成的，有的可以通過清掃沖洗除去，有的很難除去，如煤油中的焦油等?；瘜W(xué)性損害是指由于污染物的化學(xué)作用，使器物和材料腐蝕或損壞。

顆粒物因其固有的腐蝕性，或惰性顆粒物進入大氣后因吸收或吸附了腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，而產(chǎn)生直接的化學(xué)性損害。金屬通常能在于空氣中抗拒腐蝕，甚至在清潔的濕空氣中也是如此。然而，在大氣中普遍存在吸濕性顆粒物時，即使在沒有其他污染物的情況下，也能腐蝕金屬表面。

空氣中的SO₂、NO_x。及其生成的酸霧、酸滴等，能使金屬表面產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，使紡織品、紙品、皮革制品等腐蝕破損，使金屬涂料變質(zhì)，降低其保護效果。造成金屬腐蝕最為有害的污染物一般是SO₂，已觀察到城市大氣中金屬的腐蝕率約是農(nóng)村環(huán)境中腐蝕率的1.5～5倍。溫度，尤其是相對濕度，皆顯著影響著腐蝕速率。鋁對SO₂的腐蝕作用具有很好的抗拒力。但是，在相對濕度高于70%時，其腐蝕率就會明顯上升。據(jù)研究，鋁在農(nóng)村地區(qū)暴露達20年以上，其抗張強度只減小1%或更少些。而在同樣長的時間內(nèi)，在工業(yè)區(qū)大氣中鋁的抗張強度卻減小了14%～17%。含硫物質(zhì)或硫酸會侵蝕多種建筑材料，如石灰石、大理石、花崗巖、水泥砂漿等，這些建筑材料先形成較易溶解的硫酸鹽，然后被雨水沖刷掉。尼龍織物，尤其是尼龍管道等，對大氣污染物也很敏感，其老化顯然是由SO₂或硫酸氣溶膠造成的。

光化學(xué)氧化劑中的臭氧，會使橡膠絕緣性能的壽命縮短，使橡膠制品迅速老化脆裂。臭氧還侵蝕紡織品的纖維素，使其強度減弱。所有氧化劑都能使紡織品發(fā)生不同程度的褪色。

空氣污染對植物的傷害，通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)中，因為葉子含有整棵植物的構(gòu)造機理。最常遇到的毒害植物的氣體是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟化氫、乙烯、氯化氫、氯、硫化氫和氨。

空氣中含SO₂過高，對葉子的危害首先是對葉肉的海綿狀軟組織部分，其次是對柵欄細(xì)胞部分。侵蝕開始時，葉子出現(xiàn)水浸透現(xiàn)象，干燥后，受影響的葉面部分呈漂白色或乳白色。如果SO₂的濃度為(0.3～0.5)X 10^-6，并持續(xù)幾天后，就會對敏感性植物產(chǎn)生慢性損害。SO₂直接進入氣孔，葉肉中的植物細(xì)胞使其轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽，再轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。當(dāng)過量的SO₂存在時，植物細(xì)胞就不能盡快地把亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，并開始破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。菠菜、萵苣和其他葉狀蔬菜對SO₂最為敏感，棉花和苜蓿也都很敏感。松針也受其影響，不論葉尖或是整片針葉都會變成褐色，并且很脆弱。

20世紀(jì)50年代后期，臭氧對植物的損害才引起人們的注意。臭氧首先侵襲葉肉中的柵欄細(xì)胞區(qū)。葉子的細(xì)胞結(jié)構(gòu)瓦解，葉子表面出現(xiàn)淺黃色或棕紅色斑點。針葉樹的葉尖變成棕色，而且壞死。菠菜、斑豆、西紅柿和白松顯得特別敏感。在某些森林中的很多松樹，似乎由于長期暴露在光化學(xué)氧化劑中而瀕于死亡。據(jù)估計，損害閾值約為0.03×10^-6，暴露時間為4 h。上述植物在0.1×10^-6或更低的濃度中暴露1～8 h，也曾出現(xiàn)受害情況。苜蓿在濃度0.06×10^-6的臭氧中暴露3～4 h，會受到損害。臭氧還阻礙檸檬的生長。

過氧乙酰硝酸酯(PAN)侵害葉子氣孔周圍空間的海綿狀薄壁細(xì)胞?？梢愿Q見的主要影響是葉子的下部變成銀白色或古銅色。雖然牽?；ㄔ跐舛?.005X 10^-6中暴露8 h，就會受到影響。但是，有害的閾值估計為0.01×10^-6，暴露時間為6 h。以成熟狀況看，幼葉是最敏感的。

氟化氫對植物是一種累積性毒物。即使暴露在極低的濃度中，植物也會最終把氟化物累積到足以損害其葉子組織的程度。最早出現(xiàn)的影響表現(xiàn)為葉尖和葉邊呈燒焦?fàn)睢ｏ@然，氟化物通過氣孔進入葉子，然后被正常的流動水分帶向葉尖和葉邊，最后使內(nèi)部細(xì)胞遭受破壞。當(dāng)細(xì)胞被破壞變干時，受害部分就由深棕色變成棕褐色。桃樹、葡萄藤和糖菖蒲等對氟化物十分敏感，超過4至5個星期暴露期的損害閾值低至0.1×10^-9。氟化氫的濃度接近1 X 10^-9時，就值得我們重視了。

在普通碳?xì)浠衔镏?，乙烯是唯一的在已知環(huán)境水平下就能引起植物遭受損害的物質(zhì)。濃度為(0.001～0.5)X 10^-6的乙烯，曾使敏感的植物受到損害。乙烯對植物的影響包括，使花朵凋落和葉子不能很好地舒展。已證實它對蘭花和棉花有害。在乙烯下暴露6 h的損害總閾值為0.05 X 10^-6。

其他氣體和蒸氣，如氯化氫、氯、硫化氫和氨，比別的氣體更能引起葉子組織劇烈瓦解。有關(guān)文獻中列舉了200種植物對13種不同污染物的敏感性。

關(guān)于顆粒物對植物的總影響還了解得很少。然而，人們已觀察到幾種特定物質(zhì)所引起的損害作用。含氟化物的顆粒物能引起某些植物損害。降落在農(nóng)田上的氧化鎂，曾使農(nóng)作物生長不良。動物誤食沾有有毒顆粒物的植物時，健康會受到損害。這些有毒化合物會被吸收進植物組織，或成為植物表面污染而存在下去。

氧化劑、臭氧(0₃)、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、過氧苯酰硝酸酯(PBN)和其他能使碘化鉀的碘離子氧化的痕量物質(zhì)，都稱為光化學(xué)氧化劑。臭氧和PAN以最高的濃度存在。氧化劑(主要是PAN和PBN)會嚴(yán)重地刺激眼睛，當(dāng)它和臭氧混合在一起時，它們還會刺激鼻腔、喉，引起胸腔收縮，在濃度高達3．90 mg/m³時，就引起劇烈的咳嗽，使注意力不能集中。

空氣污染對能見度的長期影響相對較小。但是，如果大氣污染對氣候產(chǎn)生大規(guī)模影響，則其結(jié)果肯定是極為嚴(yán)重的。已被證實的全球性影響有，CO₂等溫室氣體引起的溫室效應(yīng)以及SO₂、NO_x排放產(chǎn)生的酸雨等。除此之外，在較低大氣層中的懸浮顆粒物形成水蒸氣的“凝結(jié)核”，當(dāng)大氣中水蒸氣達到飽和時，就會發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象。在較高的溫度下，凝結(jié)成液態(tài)小水滴；而在溫度很低時，則會形成冰晶。這種“凝結(jié)核”作用有可能導(dǎo)致降水的增加或減少。對特殊情況的研究尚未取得一致結(jié)果，一些研究證明降水將增加，例如顆粒物濃度高的城區(qū)和工業(yè)區(qū)的降雨量明顯大于其周圍相對清潔區(qū)的降雨量，通過云催化造成的冰核少量增加來進行人工降雨等。另有一些研究表明降水會減少。

一些研究者認(rèn)為，那些伴隨著大規(guī)模氣團停滯的大范圍的霾層，可能也會有一些氣候意義。由于太陽輻射的散射損失和吸收損失，大氣氣溶膠粒子會導(dǎo)致太陽輻射強度的降低。計算表明，在受影響的氣團區(qū)域，輻射一散射損失可能會致使氣溫降低1℃。雖然這是一種區(qū)域性影響，但它在很大的地區(qū)內(nèi)起作用，以致具有某種全球性影響。

空氣污染最常見的后果之一是大氣能見度降低。一般說來，對空氣能見度或清晰度有影響的污染物，應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體。因此，對能見度有潛在影響的污染物有：①總懸浮顆粒物(TSP)；②SO₂和其他氣態(tài)含硫化合物，因為這些氣體在大氣中以較大的反應(yīng)速率生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子；③NO和NO₂，在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子，還在某些條件下，紅棕色的NO₂會導(dǎo)致煙羽和城市霾云出現(xiàn)可見著色；④光化學(xué)煙霧，這類反應(yīng)生成亞微米級的氣溶膠粒子。

能見度的氣象學(xué)定義是：在指定方向上僅能用肉眼看見和辨認(rèn)的最大距離：①在白天，能看見地平線上直指天空的一個顯著的深色物體；②在夜間，能看見一個已知的、最好未經(jīng)聚焦的中等強度的光源。能見度觀測是觀測者通過對指定方向上一個目標(biāo)的反差度的估計而對光衰減的主觀評價。如果觀測者視力完好，則這種反差度極限估計為2%。通常認(rèn)為，普通觀測者需要接近5%的反差度才能辨別出以背景為襯托的物體。

反差度的降低及大氣能見度的下降，主要是大氣中微粒對光的散射和吸收作用所造成的。還有某些散射是空氣分子引起的，這就是瑞利散射過程。大氣中由散射引起的光衰減，主要是由與入射光波長相近的粒子造成的?？梢姽廨椛洳ㄩL約為0.4～0.8μm，其最大強度為0.52μm左右。因此，粒徑處于0.1～1.0μm的亞微米級范圍內(nèi)的固體和液體粒子對能見度降低的影響很大。城市大氣中硫酸鹽的粒徑大多小于2μm，粒徑分布峰值為0.2～0.9 μm，因而這類氣溶膠的存在會引起能見度明顯降低。

空氣能見度的降低，不僅會使人感到不愉快，而且會造成極大的心理影響，還會產(chǎn)生交通安全方面的危害。

污染源、污染物（達到一定濃度）以及對人類及其生存環(huán)境造成危害與影響，這是構(gòu)成空氣污染問題的基本要素。當(dāng)今的人們已經(jīng)比較充分地認(rèn)識到了空氣污染的各方面危害和影響，主要歸結(jié)于以下方面：

1、對人體健康的危害

例如，由于人體受光化學(xué)煙霧刺激，可能是呼吸道粘膜受損，嚴(yán)重的能引起氣管、肺部疾病。由于可吸人顆粒物，會導(dǎo)致許多種呼吸系統(tǒng)病變，國際上對如何減少、如何預(yù)報可吸人顆粒物非常關(guān)注。

2、對生物體的危害

包括對動物與植物的危害。例如，放射性污染物發(fā)出的高能射線能破壞動植物的正常生理過程，甚至使基因產(chǎn)生突變。

3、對各類物品的危害

如建筑材料、金屬制品、紡織、橡膠、皮革、紙品以及各類文化藝術(shù)和文物的危害。例如，長期的酸雨能使建筑物表層剝落、褪色，并會造成鋼結(jié)構(gòu)的橋梁腐蝕，縮短使用壽命。

4、對全球氣候變化的影響

這是近一二十年來特別令人關(guān)注的課題，包括如溫室效應(yīng)、氣溶膠顆粒物作用和臭氧層破壞等方面的作用和危害。由于二氧化碳和甲烷等溫室氣體排放量增加，使大氣溫度上升，水體膨脹，從而導(dǎo)致海平面升高、大氣環(huán)流發(fā)生改變，導(dǎo)致氣候異常。 2100433B

城市空氣污染對健康影響

城市大氣污染后，由于污染物質(zhì)的來源、性質(zhì)、濃度和持續(xù)時間的不同，污染地區(qū)的氣象條件、地理環(huán)境等因素的差別，甚至人的年齡、健康狀況的不同，對人均會產(chǎn)生不同的危害?？諝馕廴緦θ梭w健康影響主要為二氧化硫、氮氧化物和顆粒物。

（1）二氧化硫的危害

二氧化硫（化學(xué)式：SO2）是最常見的硫氧化物。無色氣體，有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當(dāng)二氧化硫溶于水中，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。

危害：易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。期低濃度接觸，可有頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等。

（2）氮氧化物的影響

氮氧化物中污染大氣的主要有NO和NO2，其中NO為無色無臭的氣體，與血紅蛋白結(jié)合力強，對人體更容易造成缺氧；NO2為棕色氣體，可在人呼吸時到達肺部，引起呼吸系統(tǒng)疾病。NO2參與大氣中光化反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧后，毒性更強，嚴(yán)重是可引起人死亡。

（3）顆粒物對人體健康的影響

可吸入顆粒物與人體健康的關(guān)系十分密切?？晌腩w粒物中本身含有許多有毒有害的物質(zhì)，又是其他污染物的載體，所有可吸入顆粒物的危害是多方面的，有的可呈現(xiàn)出全身中毒，有的僅出現(xiàn)局部刺激癥狀。可吸入顆粒進入呼吸道可以刺激和腐蝕肺部勾壁，發(fā)生慢性支氣管炎、肺氣腫、支氣管哮喘等疾病。

城市空氣污染對經(jīng)濟影響

從20世紀(jì)80年代初開始，我國經(jīng)濟經(jīng)歷了近30年的高速增長，但賴以生存的環(huán)境遭到了破壞，影響了經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。20世紀(jì)90年代Grossman和Krueger開創(chuàng)性的提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線理論，他們認(rèn)為污染物的排放量與人均GDP間存在到“U”型相關(guān)關(guān)系。 2100433B

室內(nèi)空氣污染和室外空氣污染密切相關(guān)。近年來室內(nèi)空氣品質(zhì)變差的部分原因就是因為室外大氣污染日益嚴(yán)重，因此對室外空氣污染有必要了解。表1對室外大氣污染物做了一個簡單的總結(jié)。

表1 和室內(nèi)空氣品質(zhì)相關(guān)的室外污染物

這其中有些污染物可以通過舍內(nèi)外的空氣交換進入室內(nèi)，而有些室內(nèi)污染物則會隨著通風(fēng)被排至室外。一般來說，室內(nèi)VOCs/SVOCs濃度要高于室外，而在室外污染比較嚴(yán)重的地區(qū)，室內(nèi)、濃度較低。