大氣毒物

大氣毒物以氣態和顆粒兩種形式存在於大氣中。其主要來源是能源利用中煤和石油的燃燒，大量地排放出五大污染物——硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(CH)、一氧化碳(CO)及顆粒物。大氣中最普遍的污染物是硫氧化物和顆粒物。居民區人為的大氣污染，早在14世紀以煤作為能源就開始了，煤的燃燒釋放出大量的灰塵和二氧化硫，以後又出現石油燃燒的污染，特別是以汽油為動力的汽車產生了新的污染，可放出一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物及鉛等，使城市空氣受到嚴重的污染。

基本介紹

• 中文名：大氣毒物
• 外文名：air toxics
• 學科：氣象環境
• 來源：人為製造
• 影響：危害自然
• 防治：靜電除塵

簡介

指由於人類活動或自然過程排入大氣、並對人和環境產生有害影響的物質。按污染物的存在狀態，可將其分為顆粒污染物和氣態污染物兩大類。顆粒污染物也稱為氣溶膠態污染物，是進入大氣中的固體粒子和液體粒子的總稱。氣態污染物種類極多，其中危害大、對大氣環境質量影響顯著的有含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、鹵素化合物，以及以碳氫化合物為代表的有機廢氣。

大氣中超過潔淨空氣組成中應有濃度水平的物質。它們對生物體、物體及氣候會產生一定程度的不良效應或不利影響。大氣污染物可分為自然污染物和人為污染物兩類。引起公害的大氣污染物往往是後者。人為污染物的來源主要有工業生產、農業生產和交通運輸等過程中排入大氣中的廢氣、泄漏物等，尤其是來自煤和石油燃燒以及工業生產的。從污染源直接排入大氣的污染物，稱為一次污染物，有CO、HC、NO_x、SO_x和顆粒物等; 一次污染物在大氣中通過化學作用產生的污染物稱二次污染物，有O₃、PAN和硫酸煙霧等。

來源

人為污染物的來源主要有工業生產、農業生產和交通運輸等過程中排入大氣中的廢氣、泄漏物等，尤其是來自煤和石油燃燒以及工業生產的。從污染源直接排入大氣的污染物，稱為一次污染物，有CO、HC、NO_x、SO_x和顆粒物等; 一次污染物在大氣中通過化學作用產生的污染物稱二次污染物，有O₃、PAN和硫酸煙霧等。農業上量使用的農藥，殺蟲劑和肥料等， 也有部分經分解、揮發進入大氣。工業生產中散發的氟氯烴化合物(如氟里昂 等)會破壞平流層大氣中的臭氧層。

有毒物質的種類

總括

指可以單獨或者複合造成大氣污染的物質。主要包括二氧化硫、總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳、臭氧、鉛、苯並[a]芘以及氟化物等十大類。

氣溶膠污染物

又稱顆粒污染物。固體顆粒、液體顆粒或兩者在大氣介質中的懸浮體系。作為氣溶膠的特徵，它應當是一種穩定的或準穩定的體系。所以典型的大氣環境中存在的顆粒，其粒徑絕大多數都不超過1μm。與之相應的一般遇到的有相當代表性的顆粒濃度範圍為25～250μg/m。但是，空氣中總會有擾動，正常水平的擾動，一般都能使粒徑約為10μm的顆粒在空氣中懸浮。在某些環境(如封閉性設備或管道中)或大氣中，也能滿足更大的顆粒對穩定性的要求，這仍屬於動態穩定的情況。對光的禁止能力傳統上也與氣溶膠顆粒相關。現已確定，典型的大氣氣溶膠中對能見度影響最大的是粒徑範圍約為0.1～1.0μm的顆粒。一般說來，幾乎任何準穩定的顆粒懸浮體系，都可以藉助於延伸定義的方法對其進行描述。為了更詳盡地敘述分散相的性質，還可以按顆粒的形成方法、典型的大小和自然存在狀態，將氣溶膠分為固體顆粒氣溶膠(如粉塵、煙塵、煙、飛灰等)和液體顆粒氣溶膠(如靄、霧等)。

氣態污染物

以氣體形態進入大氣的污染物。氣態污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、 一氧化碳、碳氫化合物。

氣態污染物是指以氣體形態進入大氣的污染物。氣態污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物。們都具有能與空氣隨意混和、在空氣中分布較均勻、運動速度與氣流速度基本相同的特點。它們的擴散情況除與氣象條件有關外，還與自身的密度有關，密度小的如CH₄易上浮擴散;密度大的如水蒸氣易下沉擴散。氣態污染物多種多樣，空氣環境監測時應根據監測的目的、優先監測的原則和監測範圍內的實際情況確定監測項目。常規的環境空氣品質監測項目有：SO₂(二氧化硫)、NO_x(指空氣中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮氧化物，結果以NO₂計)、CO(一氧化碳)、O₃(臭氧)、Pb(鉛)、BP(苯並芘)和F(氟化物)等。室內空氣品質監測項目有：甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等。如果是空氣污染源監測，還應根據污染企業的原料、燃料、產品、副產品等具體情況增添相應的監測項目，如CO₂、H₂S、HF、Cl₂、HCl、Hg和其他有毒有機物(硝基苯、苯胺、吡啶、甲基對硫磷、丙烯腈等)。

研究進展

對大氣環境中重要污染物的毒理學作用及其機制方面的文獻進行綜述。首先,總結了細顆粒物(PM2.5)和納米顆粒物對呼吸系統和心血管系統毒理學作用及其機理方面的研究;然後,評述了二氧化硫(SO2)對基因表達的影響及內源性SO2生理作用方面的研究,提出SO2既是一種全身性毒物,又是一種新型信號分子的新觀點;對大氣環境致癌物,特別是有關苯並芘致癌作用分子機制的研究進行討論;對大氣中臭氧和光化學煙霧對健康影響的研究作了評述;最後,對室內空氣污染物尤其是甲醛的毒性作用及其機理方面的最新研究進行了評論。

危害

對木本植物影響

污染現場調查研究、試驗研究和單一毒物接觸試驗的大量數據基礎上,論述了木本植物對大氣重金屬污染物——鉛、鎘、銅、鋅的耐性。查明了大氣重金屬污染物引起葉片可見傷害症狀需要很高的劑量。糖槭以2000ppm硝酸鉛溶液浸泡塗抹枝葉,三天后出現輕度可見傷害症狀,葉中鉛積累量高達802ppm。旱柳以500ppm氯化鎘溶液浸泡塗抹枝葉,葉中積累量達66ppm,十天內未出現可見症狀。大氣重金屬污染物——鉛、鎘、銅、鋅對葉片造成的急性傷害症狀是相似的,而與土壤中相同污染物引起的急性傷害具有差別。木本植物對大氣重金屬污染物的耐性很強,在以大氣重金屬污染為主的複合污染現場,一些幼齡樹木的葉片吸鉛量達500—800ppm,超過背景濃度的120倍;吸鎘量10—18PPm,超過背景濃度的139倍;吸銅量100—239ppm,超過背景濃度的5—12倍,吸鋅量500—700ppm,超過背景濃度的9—20倍只出現較輕的受害症狀。在相對清潔區,對幼樹葉片進行單一毒物接觸試驗,一些主要綠化樹木的葉片吸鉛量達200—600ppm,吸鎘量20—60ppm並不出現可見症狀。木本植物對大氣重金屬污染物具有較強的耐性,因而為生物防治大氣重金屬污染開闢了廣闊的前景。

對生態系的影響

由於酸雨的地區特點,又因控制酸性沉降污染的巨大耗資,以往,環境研究機構已對此給於很大關注。從摸擬酸雨的實驗室和田間研究到理論的探討和許多種模型計算,都是為了確定有關地區各種酸性沉降物的劑量。為了確定對生態系統和特殊動植物種群的影響,幾乎所有研究都主要集中於硫酸和pH值上,而在硝酸方面是比較少的。因為自然系統也能導致以有機酸和無機酸的形式在遙遠地區沉降,科學家在研究(?)雨的影響

防治方法

國內外道路隧道空氣污染物治理技術的現狀及研究進展,包括靜電除塵淨化技術的套用、二氧化氮淨化技術的套用,靜電除塵、一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物綜合治理技術方案的提出。同時,對各種淨化方法的工藝、特點和原理進行了論述,並對道路隧道空氣污染物淨化技術的發展前景進行了展望。

電磁式靜電除塵

出了電磁式靜電除塵空氣淨化法。從帶電粒子的電漂移理論出發 ,闡明了加平行磁場較加垂直磁場能得到更高的淨化效率的理論依據。在更深一步的試驗研究基礎上 ,提出粒子初速存在著一個提高淨化效率的最佳值 ,並套用帶電粒子電漂移理論解釋了一定的集塵板間距內加垂直磁場後 ,淨化效率低於不加磁場情況下的淨化效率這一特殊現象 ,完善了這一新技術。

甲醛檢測方法及防治措施

室內空氣污染物甲醛的來源以及對人體健康造成的危害。探討了現有室內甲醛污染物的檢測方法,並對檢測方法中存在的問題和套用條件的限制因素進行了討論。為減少室內甲醛對人體健康造成的危害,提出了八種降解室內甲醛污染物的防治方法,並重點介紹了光催化氧化降解室內空氣中甲醛的作用機理。提出了對檢測方法和防治措施中存在問題的改進。改進檢測方法和改良治理措施以及對裝飾材料的選擇是減少室內空氣甲醛對人體健康造成危害的有效途徑。