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大气污染、监测浅谈

本站 2017-05-05 11:35:19

      由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏。人类不断的向环境排放污染物质,但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用,污染物质的浓度和毒性会自然降低,这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就会发生不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染。

环境污染有各种分类:

按环境要素分:大气污染、水体污染、土壤污染。

按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。

按造成环境污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声污染、放射性、电磁波)固体废物污染、能源污染。

环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。

      例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等。

      随着经济的发展,环境污染直接影响了人们的生活质量,环境质量问题也得到了越来越多的重视。其中就大气污染而言,城市区域由于受到工业生产、居民生活的影响,成为大气污染发生的集中区域,历史上几次严重的污染事故,如伦敦烟雾事件(1952)、洛杉矶光化学烟雾事件(1943),都是发生在大城市。近几十年来,研究者对大气污染问题进行了大量研究。  而大气污染监测就是指测定大气中污染物的种类及其浓度,观察其时空分布和变化规律的过程。大气污染监测的目的在于识别大气中的污染物质,掌握其分布与扩散规律,监视大气污染源的排放和控制情况。

      目前已确认的大气污染物有100多种,这些污染物以分子状和粒子状两种状态分布于大气中。分子状污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、卤代烃、碳氢化合物等。粒子状污染物主要有降尘、总悬浮颗粒物、飘尘等。

排入大气中的污染物以各种途径侵人人体造成危害,其中主要有三条:

(1)通过皮肤和眼睛粘膜的表面接触;

(2)通过消化系统食入含有大气污染物的食物和水;

(3)通过呼吸系统吸入被污染的空气。

      其中以第三条途径危害最大,因为:每人每天吸入空气有10立方米之多。与这种含有污染物的空气接触肺泡表面积为人体表面积的25,并且对污染物非常敏感,同时呼吸系统富有带水份的粘膜,对大气污染物吸收能力很高,就矿区而言,尘肺病、肺病是矿工的职业病,因此大气污染对人体健康的危害主要表现为呼吸道疾病。


大气污染对人类的直接影响主要表现在:

      1、急性中毒:1952年英国伦敦烟雾事件在几天内造成几千人死亡当时伦敦上空烟尘最高浓度达4.5毫克/立方米,为平时的十倍;SO2浓度高达3.8毫克/立方米为平时的六倍。在严重污染的一周内人口死亡总数达4703第二周为3138,据研究这是由于严重大气污染引起支气管炎、心血管病患者死亡数增加所致。

      2、慢性中毒“四日市哮喘病”是慢性中毒的一个典型例子。四日市是个所谓“石油联合企业之城”,有三个大型石油联合企业和一百多个中小型化工厂。每天由工厂排出SO2和粉尘高达13万吨使这里终年黄烟弥漫。大气中SO2最高时达到允许浓度的5-6倍。而且大气污染物中含有铅、钒、锰等重金属微粒。人们长期呼吸被污染的空气,逐渐形成支气管炎、支气管哮喘及肺气肿等多种呼吸道病,被统称为四日市哮喘病。六十年代以来,这种病在四日市开始蔓延,1972年全日本这种病患者已达6000余人。

      3、致癌:近年来各国肺癌的发病率和死亡率有明显增加,而且大城市和工业区尤为严重。据悉美国大气污染使肺癌患者增加了一倍,而在我们煤城七台河,肺癌患者也在逐年增加,不少学者研究认为肺癌死亡率与大气污染物浓度基本上成正比。

大气污染对人类的间接影响主要表现在:

      1、对大气的影响,发气溶胶、光化学烟雾可降低能度,减弱阳光强度,从而影响植物光合作用,给其生长带来不利影响。

      2、对植物影响:对植物危害是大气污染影响生物界最初表现。一般认为,植物受害现象是人类健康受影响的预兆。大气污染可使植物叶、花及果实生长迟缓、产量减少、重量变差,甚至助长病虫害的发展和蔓延。

      3、对生活条件的影响:大气中的煤烟和灰尘等污染物会污染街道和庭院,使居室及室内设备、衣服等被腐蚀受损。

      4、对建筑物、名胜古迹等影响。大气中酸雨、酸雾及各种氧化性物质会腐蚀建筑材料和设备器材、损坏建筑物及名胜古迹。在一定条件下,粉尘也会引起爆炸。因此,由大气污染造成严重的经济和文化损失是必须重视的。  


以下为各种大气污染物对人体的具体影响:

煤烟: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。

硫酸烟雾: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。

铅:略超大气污染允许深度以上时,可引起红血球碍害等慢性中毒症状,高浓度时可引起强烈的急性中毒症状。

二氧化硫:浓度为15ppm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。

氧化氮:主要指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。

一氧化碳:对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍,能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。

臭氧:其影响较复杂,轻病表现肺活量少,重病为支气管炎等。

硫化氢:浓度为100ppm吸入215分钟可使人嗅觉疲劳,高浓度时可引起全身碍害而死亡。

氰化物:轻度中毒有粘膜刺激症状,重者可使意识逐渐昏,虽直性痉挛,血压下降,迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛,失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。

氟化物:可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体,主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。

氯:主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达0.040.06毫克/升时,3060分钟即可致严重中毒,如空气中氯的浓度达3毫克/升时,则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡。

      我国大气污染属煤烟型污染,以粉尘和酸雨危害最大,污染程度在加重。

      1995年,据87个城市监测,大气中总悬浮微粒年日均值为55732微克/立方米,北方城市平均392微克/立方米;南方城市平均242微克/立方米。45个城市年日均值超过国家二级标准,占监测城市数的51.7%。

      据84个城市监测,降尘年月均值3.7060.13/平方公里,平均值为17.7/平方公里•月,南方城市降尘量平均值为10.16/平方公里•月;北方平均值为24.73/平方公里•月。

      88个城市监测,二氧化硫年日均值2424微克/立方米,北方城市平均值为81微克/立方米;南方城市平均值为80微克/立方米,南北方城市总体污染水平相近。超过年日均值标准的城市为48个,占监测城市数的54.4%。

      88个城市监测,氮氧化物年日均值12129微克/立方米,北方城市平均值为53微克/立方米;南方城市平均值为41微克/立方米,北方城市较南方城市污染严重。氮氧化物已成为广州、北京冬季的首位污染物,表明我国一些特大城市大气污染开始转型。

      由于大气受到污染,一些地区开始形成酸雨区。我国的酸雨区主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最重,其中心区域酸雨年均pH 值低于4.0,酸雨频率在80%以上。西南地区以南充、宜宾、重庆和遵义等城市为中心的酸雨区,近年来有所缓减,但仅次于华中地区,其中心地区年均pH值低5.0,酸雨频率高于80%。华东沿海地区的酸雨主要分布在长江下游地区以南至厦门的沿海地区,该区域酸雨污染强度较华中、西南地区弱,但区域分布范围较广,覆盖苏南、皖南、浙江大部及福建沿海地区。华南地区的酸雨主要分布于珠江三角洲及广西的东部地区,重污染城市降水年均pH值在4.55.0之间,中心区域酸雨频率在6090%范围。广西地区的酸雨污染较普遍,除南部滨海地区,大部分地区酸雨频率在30%以上,酸雨区沿湘桂走廊向东西扩展,东与珠江三角洲相连。  

      大气污染生物监测是利用生物对大气污染或变化所产生的反应来监控大气污染状况的方法。它从生物学的角度为大气环境质量的监测和评价提供科学依据,是环境科学最基本的研究手段之一。

      生物与环境相互依存,相互制约,生物长期生活在环境中,受环境各种因素的综合作用,生物的生活周期长,环境污染和环境破坏必然作用于生物体,能贮存整个生活时期内环境因素变化的各种信息。例如:生物个体数量和群落的变化,生物的结构和生理的变化,宏观和微观受害症状的观察,能综合反映大气污染对生态系统的影响强度,能较早地发现大气污染,能检测出不同的大气污染物,能反映一个地区的污染历史。利用生物对大气污染物的反应,监测有害气体的分和含量以了解大气的环境质量状况。

概述大气污染的生物监测包括动物监测和植物测。

      动物监测由于动物对环境的趋性和管理困难,目尚未形成一套完整的监测方法,但一般能起到指示环污染的作用。由于植物有位置固定,管理方便且对大气污染物敏感等特点,大气污染物的植物监测被广泛应用。

      针对大气污染物中某一种类选择哪种指示生物呢?

      一般具备对污染物敏感,受污染后症状明显,干扰症状少,长期生长能不断萌发新叶,栽培管理繁殖容易,并尽可能有一定观赏和经济价值,能起到美化环境和监测环境的双重作用。例如:污染物是硫氧化物(SO2SO3H2S)常选紫花苜蓿、荞麦、芝麻、向日葵、蕃茄、马尾松、白桦,一般多在燃煤锅炉房、火电厂、肥料厂等处多种植。

以下为各种指示生物受危害的机理与症状:

1、硫化物的污染物

危害机理:进入植物体先生成亚硫酸后生成а-羟基磺酸盐能抑制氧化酶ATP形成。

症状:阔叶植物出现坏死斑点或块状失绿。单子叶植物出现点状或条状坏死斑,失绿针叶植物受害后叶尖呈红棕色或褐色并下延。

2、氧化物的污染物。

危害机理:进入植物体后,在叶尖边缘积累,抑制本酶的活性。

症状:植物嫩叶,幼芽上伤斑由油渍状发展到黄白色而呈现红褐色,与正常组织稍顷或近红色条带。

3、氮氧化物:

危害机理:抑制植物体内的酶的活性。

症状:开始背腹两面的脉间出溃斑,叶片后来出现斑纹和坏死皱缩,斑纹呈现白色,宗黄色,有时也出现叶尘或边缘。

4、酸雨:

危害机理:破坏植物叶绿体,叶绿素含量降低,光合作用减弱。

症状:叶缘、叶尖和脉间出现块状源白坏死斑,有时黄化成枯萎。


怎样判断污染源和污染程度就应知道生物学监测大气污染物的方法

      现场调查了解污染源。包括工业污染源,交通污染源,同时还应了解是否出现过异常气候变化,受害植物如呈扇状,带状或片状分布于污染源下风向。在一定范围,树木的受害症状多表现在上部重,下部轻,迎风面重,背风面轻,树冠上面叶片受害重里面叶片受害轻,受害植物涉及种类多,多为污染伤害。若对某种污染物敏感的种类受害重,抗性种类受伤较轻,则更可为污染伤害,根据叶片伤害面积判定污染程度。同时注意重合污染,注意污染物的增效或相乘、相加、相减作用的总效应。

      深入现场,具体分析调查,利用相应的对照点和相同指示生物,排除一些非污染产生的伤害。如:大旱、大风、霜冻、盐害、营养元素缺乏,病虫害的伤害等。

      生物学监测在冬季很困难,而北方燃煤多在冬季,采取特殊方法,也有一定作用。如果生物学监测与理化监测相结合,取长补短。综合分析,对大气污染监测具有更大意义。

      综上所述,利用生物学监测能综合反映大气污染对生态系统的影响强度,能较早地发现大气污染,对大气污染监测具有更大意义。大气污染对人类影响比较严重,我们每个人,每个企业都要重视大气污染,搞好环境保护工作,为人民谋福,为子孙谋福。

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