顆粒和液體氣溶膠一般指粒徑為0.1~200微米的固體或液體顆粒。固體顆粒物根據其粒徑大小可分為降塵和飄塵兩類。粒徑大于10微米的稱為降塵,它可在重力作用下很快在污染源附近沉降下來;粒徑小于10微米的細小顆粒,可以長時間飄浮于大氣中,稱作飄塵,具有很大的危害性。
硫氧化物
硫氧化物包括二氧化硫和三氧化硫。二氧化硫主要是來自于燃燒含硫煤和石油產品,以及石油煉制、有色金屬冶煉、硫酸化工等生產過程。生物活動產生的硫化氫氧化后也能產生部分二氧化硫。據統計,全世界每年排放到大氣中的二氧化硫有1.46億噸,其中70%來源于煤的燃燒,16%來源于重油燃燒,其余部分來自礦石冶煉和硫酸制備等。特別是火電廠的排放量最大,約占總排放量的1/2。二氧化硫在干燥潔凈的空氣中比較穩定,在潮濕的空氣中易被氧化成三氧化硫,再與雨、雪、霧、露等水汽結合生成毒性更大的硫酸煙霧,或形成酸雨和其他形式的酸沉降,從而對環境造成更大的危害。
氮氧化物
大氣中的氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等。人為活動排放到大氣中的主要是NO和NO2。主要來源包括:1.含氮有機化合物燃燒產生氮氧化物;2.高溫燃燒(1100℃以上)時,空氣中的氮被氧化成一氧化氮,燃燒溫度越高,氧氣越充足,生成的一氧化氮越多;3.各種交通運輸工具排放的尾氣中含有氮氧化物;4.火力發電、硝酸、氮肥、炸藥等工業生產過程都有大量氮氧化物排出;5.土壤中氮素營養的反硝化作用產生一定的氮氧化物。
氮氧化物進入大氣后被水汽吸收,可形成氣溶膠態硝酸、亞硝酸霧,或硝酸、亞硝酸鹽類,是形成酸雨的原因之一。此外,氮氧化物又是形成光化學氧化劑次生污染的重要原因。
碳氧化物
大氣中的碳氧化合物主要包括一氧化碳和二氧化碳兩種。二氧化碳是大氣的正常組分,雖然沒有直接危害,但目前全球大氣二氧化碳濃度上升,形成溫室效應,導致全球氣候變暖,可能產生非常嚴重的后果。
一氧化碳就是通常所說的“煤氣”,產生于含碳物質的不完全燃燒。主要來源于燃料的燃燒和加工以及交通工具的排氣。據估算,全世界每年排放到大氣中的一氧化碳為2.2億噸左右,其中80%是汽車排出的。空氣中一氧化碳濃度達0.001%時就會使人中毒,達1%時在2分鐘內即可致人死亡。
碳氫化合物
碳氫化合物包括烷烴、烯烴和芳香烴等復雜多樣的有機化合物。大氣中的碳氫化合物主要來自汽車尾氣、有機化合物的蒸發、石油裂解煉制、燃料缺氧燃燒及化工生產。其次是自然界有機物質的厭氧分解等生物活動產生的。碳氫化合物對人體健康尚未產生直接影響,但它是形成光化學煙霧的主要成分。碳氫化合物中的多環芳烴具有明顯的致癌作用,已經引起人們的極大關注。
氟化物
排放到大氣中的氟化物有氟化氫、氟化硅、氟硅酸及氟化鈣顆粒物等。氟化物主要來自電解鋁、磷肥、陶瓷、磚瓦及鋼鐵等生產過程。大氣中的氟化物污染以氟化氫為主,是一種累積性中毒的大氣污染物,可通過植物吸收累積進入食物鏈,在人和動物體內蓄積達到中毒濃度,從而使人畜受害。
光化學氧化劑
光化學氧化劑又叫光化學煙霧,是氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物在紫外線的照射下發生各種光化學反應而生成的以臭氧為主,醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯等一系列二次污染物與一次污染物的特殊混合物。它是一種淺藍色煙霧,具有特殊氣味,能刺激人的眼睛和喉嚨,使之流淚、頭痛、嘔吐等。
光化學煙霧多出現在汽車密集地區,在夏秋季副熱帶高壓控制下,當太陽輻射強、溫度高的中午前后,容易發生光化學反應。光化學煙霧毒性大,氧化性強,對人體健康、動植物生長的危害較大。
除了上述主要大氣污染物外,較為常見的污染物還有硫化氫、氯化氫、氨、氯氣等。還有一些有機化合物氣體如苯、酚、酮、醛、苯并(a)芘、過氧硝基酰、芳香胺、氯化烴等,這些污染物一般具有惡臭氣味,對人體感觀有刺激作用,有些有致癌、致畸和致突變作用。
大氣污染物如通過呼吸作用進入動物體內,會引起動物新陳代謝紊亂,誘發各種動物疾病。此外,動物食用了被大氣污染物直接或間接污染過的植物或飼料,可引起中毒甚至死亡。如酸雨會使河流、湖泊等淡水水體酸化,從而破壞水生生態系統,影響魚類生長發育,甚至死亡滅絕。瑞典的9萬個湖泊中,已有2萬個遭受酸雨危害,其中4000多個已沒有魚蝦。
光化學煙霧大氣污染對人體有極大的危害,成人平均每天呼吸空氣達13.6千克(約10立方米),其肺細胞展開面積達50~70平方米。因此,大氣污染物首先通過呼吸系統進入人體。除此之外,大氣污染物也可通過飲水和食物進入消化道,通過接觸人體皮膚由循環系統進入人體。污染物進入人體后,其危害主要表現為:1.急性中毒。污染物濃度高,在大氣中停留時間長,容易使部分居民產生急性中毒,“公害事件”中的馬斯河谷煙霧事件、多諾拉煙霧事件、倫敦煙霧事件、洛杉磯光化學煙霧事件,均是大氣污染急性中毒的表現。2.慢性中毒。大氣污染物低濃度長時期的連續作用,也能使居民產生慢性中毒。例如,低濃度的一氧化碳,使人體血紅蛋白輸氧受阻,容易產生貧血癥狀,并導致心血管疾病的增加;低濃度的二氧化硫,刺激呼吸道,使呼吸道管腔縮小,黏膜增厚,氣管炎和肺氣腫發病率增高。3.致癌作用。大氣中的許多污染物,如多環芳香烴類、鉛、砷等,均有致癌作用。某些污染物(如二氧化硫)雖不直接致癌,但能使人體免疫能力降低,具有促進癌變的作用。
大氣污染對植物也有很大的負面影響。大氣污染一方面影響植物的生長發育,使農作物產量下降,嚴重時還能導致植株死亡;另一方面,大氣污染物也可通過植物氣孔進入植物體內,或通過其他途徑在植物體內積累,降低農產品品質。不同污染物對植物的毒性不同,長期研究結果表明,氟化氫、氯氣、乙烯、過氧乙酰硝酸酯等對植物毒性較大。大氣污染物對植物的危害表現為急性、慢性和潛在危害3種。污染物濃度很高時產生急性危害,往往導致葉片傷害、枯死,甚至導致植株死亡。低濃度長時間的連續作用,往往表現為影響植物生長發育,導致產量下降或品質變劣。
大氣污染除了影響生物的健康以外,還污染建筑物和土壤,嚴重腐蝕著儀器、設備和各種人工構筑物。如金屬建筑物出現的銹斑、各種文物的嚴重風化等。此外,因大氣污染而帶來的酸雨,造成土壤酸化、養分流失、肥力下降,導致作物減產。此外,大氣中的二氧化碳濃度上升,雖然不直接影響生物的生長發育,某種意義上說還具有促進植物光合作用的效果,但它是引起溫室效應,導致全球氣候變暖的主要元兇;氮氧化物、氯氟烴類物質還導致臭氧層遭到破壞,產生嚴重的后果。
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