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據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前被人們注意到或已經(jīng)對(duì)環(huán)境和人類產(chǎn)生危害的大氣污染物大約有100種左右。其中影響范圍廣、對(duì)人類環(huán)境威脅較大、具有普遍性的污染物有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠锛肮饣瘜W(xué)氧化劑等。
(1)顆粒物
顆粒物即顆粒污染物,是指大氣中粒徑不同的固體、液體和氣溶膠體。粒徑大于10μm的固體 顆粒稱為降塵,由于重力作用,能在較短時(shí)間內(nèi)沉降到地面。粒徑小于10μm的固體顆粒稱 為飄塵,能長期地飄浮在大氣中。粉塵的主要來源是固體物質(zhì)的破碎、分級(jí)、研磨等機(jī)械過程 或土壤、巖石風(fēng)化等自然過程以及燃料燃燒所形成的飛灰。目前大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中常用到一個(gè)重要污染指標(biāo)總懸浮顆粒物(TSP),他是指分散在大氣中的各種顆粒物的總稱,數(shù)值上等于飄塵與降塵之和。
(2)含硫化合物
硫常以二氧化硫和硫化氫的形式進(jìn)入大氣,也有一部分以亞硫酸及硫酸(鹽)微粒形式進(jìn)入大氣,人類活動(dòng)排放硫的主要形式是二氧化硫(SO2)。天然源排入大氣的硫化氫,也很快氧化為SO2,成為大氣中SO2的另一個(gè)源。
SO2是一種無色具有刺激性氣味的不可燃?xì)怏w,刺激跟睛、損傷器官、引發(fā)呼吸道疾病,甚至威脅生命。是一種分布廣、危害大的大氣污染物。SO2和飄塵具有協(xié)同效應(yīng),兩者結(jié)合起來對(duì)人體危害作用增加3~4倍。
SO2在大氣中不穩(wěn)定,在相對(duì)濕度較大且有催化劑存在時(shí),發(fā)生催化氧化,轉(zhuǎn)化為SO3,進(jìn)而生成毒性比SO2大10倍的硫酸或硫酸鹽。故,SO2是酸雨形成的主要因素之一。
(3)碳氧化合物
碳氧化合物主要是CO和CO2。CO2是大氣中的正常組成成分,CO則是大氣中排量極大的污染物。全世界CO年排放量約為2.10*108t,為大氣污染物排放量之首。CO是無色、無味的有毒氣體,主要來源于燃料的不完全燃燒和汽車尾氣。CO化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可以在大氣中停留較長時(shí)間。一般城市空氣中的CO水平對(duì)植物和微生物影響不大,對(duì)人類卻是有害物質(zhì)。因?yàn)橐谎趸寂c血紅蛋白的結(jié)合能力比氧與血紅蛋白的結(jié)合能力大200~300倍,當(dāng)CO進(jìn)入血液后,先與血紅蛋白作用生成羧基血紅素能使血液攜氧能力降低而引起缺氧,使人窒息。
CO2主要來源于生物呼吸和礦物燃料的燃燒,對(duì)人體無毒。在大氣污染問題中,CO2之所以引起人們普遍關(guān)注,原因在于它能引起溫室效應(yīng),使全球氣溫逐漸升高、氣候發(fā)生變化。
(4)氮氧化物
氮氧化物是NO、N2O、NO2、N2O4、N2O5等的總稱,其中主要的是NO、N2O、NO2。N2O是生物固氮的副產(chǎn)物,主要是自然源。故通常所說的氮氧化物,多指NO和N2O、的混合物,用NOX表示。
全球年排放氮氧化物總量約為109t,其中95%來自于自然源,即土壤和海洋中有機(jī)物的分解;人為源主要是化石燃料的燃燒過程,如飛機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)以及硝酸工業(yè)、氮肥廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。
NO毒性與一氧化碳類似,可使人窒息。NO進(jìn)入大氣后被氧化成NO2 。NO2的毒性約為NO的5倍。它既是形成酸雨的主要物質(zhì),又是光化學(xué)煙霧的引發(fā)劑和消耗臭氧的重要因子。
(5)碳?xì)浠衔?/p>
碳?xì)浠衔锇ㄍ闊N、烯烴和芳烴等復(fù)雜多樣的含碳和氫的化合物。大氣中碳?xì)浠衔镏饕羌淄椋s占70%左右。大部分的碳?xì)浠衔飦碓从谥参锏姆纸猓祟惻欧诺牧侩m然小,卻很重要。碳?xì)浠锏娜藶閬碓粗饕鞘腿剂系牟怀浞秩紵^程和蒸發(fā)過程,其中汽車尾氣占有相當(dāng)?shù)谋戎亍?/p>
目前,雖未發(fā)現(xiàn)城市中的碳?xì)浠衔餄舛葘?duì)人體健康的直接影響,但己證實(shí)它是形成光化學(xué)煙霧的主要成分。碳?xì)浯撕衔镏械亩喹h(huán)芳烴化合物3,4,苯并(a)芘具有致癌作用,已引起人們的密切關(guān)注。另外,甲烷也具有溫室效應(yīng),且效應(yīng)比同量的二氧化碳大20倍。
6.含鹵素化和物
大氣中的含鹵素化合物主要是鹵代烴以及其他含氯、溴、氟的化合物。大氣中鹵代烴包括鹵代脂肪烴和鹵代芳烴。如有機(jī)氯農(nóng)藥DDT、六六六,以及多氯聯(lián)苯(PCB)等以氣溶膠形式存在。含氟廢氣主要是指含HF和SiF4的廢氣。主要來源于鋼鐵工業(yè)、磷肥工業(yè)和氟塑料生產(chǎn)等過程。氟化氫是無色有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性的有毒氣體,極易溶于水,還能溶于醇和醚。氟化氫對(duì)人的呼吸器官和眼結(jié)膜有強(qiáng)烈的刺激性,長期吸入低濃度的HF會(huì)引起慢性中毒。在氟污染區(qū),大氣中的氟化物被植物吸收而在植體內(nèi)積累,再通過食物鏈進(jìn)入人體,產(chǎn)生危害,最典型的是“斑釉齒癥”和使骨骼中鈣的代謝紊亂“氟沉著癥” 。
(7)光化學(xué)煙霧(洛杉礬煙霧)
汽車、工廠等排入大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚铮谔栕贤饩的作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),生成淺藍(lán)色的混合物(一次污染物扣二次污染物)稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的表觀特征是煙霧彌漫,大氣能見度低。一般發(fā)生在大氣相對(duì)濕度較低、氣溫為24~32℃的夏季晴天。光化學(xué)煙霧最早在美國的洛杉磯發(fā)現(xiàn),以后陸續(xù)出現(xiàn)在世界的其他地區(qū)。一般多發(fā)生在中緯度(亞熱帶)汽車高度集中的城市,如蒙特利爾、渥太華、悉尼、東京等。20世紀(jì)70年代我國蘭州西固石油化工區(qū)也出現(xiàn)了光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧成分很復(fù)雜,主要成分是臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、大氣自由基以及醛、酮等光化學(xué)氧化劑。夏季中午前后光線強(qiáng)時(shí),是光化學(xué)煙霧形成可能性最大的時(shí)段。天空靖朗、高溫低濕和有逆溫層存在,或地形條件,利于使污染物在地面積聚的情況都易于形成光化學(xué)煙霧。
光化學(xué)煙霧的危害非常大。煙霧中的甲醛、丙烯醛、PAN、O3等可刺激人眼和上呼吸道,誘發(fā)各種炎癥。臭氧濃度超過嗅覺閾值(0.01~0.015ppm)時(shí),會(huì)導(dǎo)致人哮喘。臭氧還能傷害植物,使葉片上出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)。PAN則能使葉背面呈銀灰色或古銅色,影響植物的生長,降低抵抗害蟲的能力。此外,PAN和O3還會(huì)使橡膠制品老化、染料褪色,對(duì)油漆、涂料、纖維、尼龍制品等造成損害。
(9)酸雨
環(huán)境科學(xué)中將pH<5.6的雨、雪等大氣降水統(tǒng)稱為酸雨。由于人類活動(dòng)的影響,使大量SO2和NOX等酸性氧化物進(jìn)入大氣中,并經(jīng)過一系列化學(xué)作用轉(zhuǎn)化成硫酸和硝酸,隨雨水降落到地面,形成酸雨。天然降水中由于溶解了CO2而會(huì)呈現(xiàn)弱酸性,但一般pH值不低于5.6。故一般認(rèn)為是大氣中的污染物使降水pH值達(dá)到5.6以下的,所以酸雨是大氣污染的結(jié)果。
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