空氣污染與健康

第五節(jié) 空氣污染與健康一、空氣污染概論(一)空氣污染的定義大氣是多種物質(zhì)的混合物。清潔干燥的大氣(指離開頻繁的人類活動地點及其他不良影響，有一定距離的地方的大氣)有著固定的組成(如表 2-8)。表2-8近海面干潔大氣的組成組分濃度(體積%)組分濃度(體積%)氮(N2)78.09氧化亞氮(N2O)0.25×10-4氧(O2)20.94氫(H2)0.5×10-4氬(Ar))0.93甲烷(CH4)1.5×10-4二氧化碳(CO0.0318二氧化氮(NO)0.001×10-422氖(Ne)18×10-4臭氧(O3)0.02×10-4氦(He)5.2×10-4二氧化硫(SO2)0.0002×10-4氪(Kr)1.0×10-4一氧化碳(CO)0.1×10-4氙(Xe)0.08×10-4氨(NH)0.01×10-43在漫長的自然界及人類發(fā)展的過程中，人和生物逐漸適應(yīng)了這個大氣環(huán)境，即大氣的上述組成不僅不危害人和生物， 而且為人和生物的生存提供了必需的條件。但是隨著人類生產(chǎn)活動的發(fā)展及生活水平的提高，特別是化石燃料(煤和石油)大量使用的結(jié)果，將許多有害物質(zhì)如煙塵、SO 2、NOx、CO和碳氫化合物等排放到大氣中，使局部地區(qū)大氣中有害物質(zhì)的濃度增加。 某些自然因素如火山爆發(fā)等亦可使局部大氣的有害物質(zhì)濃度上升。 當有害物質(zhì)的濃度超過環(huán)境所能允許的極限并持續(xù)一定的時間時，就會使大氣質(zhì)量惡化，并對人們的健康、生活、工作、財物和設(shè)備產(chǎn)生直接或間接的影響。我們稱這種現(xiàn)象為空氣污染(airpollution) 。引起空氣污染的各種有害物質(zhì)稱為空氣污染物(airpollutant) 。(二)大氣污染物的分類通常按下列兩種方法對大氣污染物進行分類。按形成過程分類一次污染物(primarypollutant):直接從污染源排放到空氣中的有害物質(zhì)。最常見的一次污染物有SO2、CO、NOx及顆粒物。顆粒物中還包含有毒重金屬，強致癌物3、4-苯并芘［B(a)p］，以及其他碳氫化合物等多種物質(zhì)。二次污染物(secondarypollutant):進入空氣的一次污染物間的相互作用或它們與正常大氣組分發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的新的污染物。最常見的二次污染物有臭氧、醛類(乙醛和丙烯醛等)、過氧乙酰硝酸酯(PAN)以及硫酸霧和硝酸霧等。按存在狀態(tài)分類由于各種污染物的理化性質(zhì)不同，產(chǎn)生它的工藝過程和環(huán)境條件各異，因而空氣污染物的存在狀態(tài)也不相同。分子狀污染物(molecularpollutant)：由于沸點低，在常溫下只能以氣體分子的形式存在的污染物質(zhì)，如CO、SO２、NO２、HCN等。有些物質(zhì)沸點并不低，在常溫下是液體(如苯和汞)，但因其揮發(fā)性強，受熱時易形成蒸汽進入大氣中。(2)粒子狀污染物(particulatepollutant): 也稱顆粒物(particlematter,PM)，是分散在大氣中的液體或固體顆粒。粒徑約在0.01～100μm之間。通常根據(jù)顆粒物在重力下的沉降特性分為降塵(fallingdust)和飄塵(suspendingparticulate)。前者粒徑大于10μm，在重力作用下能較快沉降到地面上；后者粒徑小于10μm，可長期漂浮在大氣中，易被人體吸入，對健康危害較大。由于粒徑小于10μm的顆粒物還具有膠體的一些特性，故又稱氣溶膠(aerosol)。它包括通常所說的霧、煙、塵。霧(fog)：指懸浮在空氣中的液體微粒，粒徑一般在10μm以下。一般由蒸汽冷凝或液體霧化而產(chǎn)生，如硫酸霧、硝酸霧等。煙(fume)：指懸浮在空氣中粒徑小于1μm的固體粒子。通常是燃料未完全燃燒而逸出的細小碳粒，如煤煙；也可以是金屬升華遇冷凝結(jié)而成，如鉛煙、氧化鐵煙等。塵或粉塵(dust)：指懸浮在空氣中粒徑大于1μm的固體粒子。通常是固體物在人工破碎或自然風(fēng)化過程中產(chǎn)生，如矽塵等。煙霧(smog)：當煙和霧同時形成時就構(gòu)成煙霧。煙霧中又有硫酸煙霧和硝酸煙霧，通常分別稱為工業(yè)煙霧和光化學(xué)煙霧。硫酸煙霧主要由燃煤時所產(chǎn)生的高濃度SO２和煤煙所形成。在特定的條件下，高濃度的SO２被氧化成SO３，后者與水蒸氣結(jié)合成硫酸霧并與煙混合在一起構(gòu)成硫酸煙霧，由于這種煙霧主要是工業(yè)革命的產(chǎn)物，故通常稱之為工業(yè)煙霧。由于這種煙霧首次出現(xiàn)在倫敦，所以又稱倫敦型煙霧(Londonsmog)。硝酸煙霧主要是汽車廢氣中氮氧化物和碳氫化合物通過光化學(xué)反應(yīng)與水蒸氣形成的硝酸霧，又與煙混合在一起構(gòu)成硝酸煙霧，由于必須經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)這種特殊的反應(yīng)形式才能形成，故通常稱之為光化學(xué)煙霧。又因首先發(fā)生在洛杉磯。也稱洛杉磯煙霧(LosAngelessmog)。工業(yè)煙霧和光化學(xué)煙霧的主要區(qū)別見表2-9。( 三)空氣污染來源及主要污染物空氣污染來源：空氣污染來源廣泛，概括起來可分為兩大類，即自然污染和人為污染。自然污染如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、風(fēng)沙風(fēng)暴等，多具有偶然性和一時性，而人為污染則是經(jīng)常存在的，因此空氣污染的來源主要是后者。人為污染包括生產(chǎn)性污染，生活性污染、交通運輸污染等，不同的來源具有不同的污染物種類及污染特點?，F(xiàn)分述如下：表2-9工業(yè)煙霧與光化學(xué)煙霧的區(qū)別特征工業(yè)煙霧光化學(xué)煙霧典型代表城市倫敦，芝加哥洛杉磯，墨西哥城氣候寒冷，潮濕晴朗，干燥，炎熱主要污染物SO2，微粒*O3，PANs，醛，氮氧化合物，CO主要污染來源工業(yè)和家庭燃煤和燃車輛汽油燃燒油易發(fā)生時間冬天（尤其早上）夏天（尤其中午）*PAN：過氧乙酰硝酸酯生產(chǎn)性污染：工業(yè)企業(yè)是大氣污染的最主要來源。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，大氣污染物的種類和數(shù)量日漸增多。工業(yè)企業(yè)對大氣的污染，既可產(chǎn)生于其動力部門(如燃煤)，也可產(chǎn)生于其工藝過程(如冶金、化工部門)。由于工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模、工藝過程、原料和產(chǎn)品的不同，對空氣污染的程度也不同，有的可產(chǎn)生粉塵如水泥、礦業(yè)、冶煉、鋼鐵等工業(yè)，有的散發(fā)刺激及有毒物質(zhì)，二氧化硫、氟等，如石油、有色金屬冶煉等企業(yè)，有的散發(fā)臭氣如石油聯(lián)合企業(yè)、化工企業(yè)等。表2-10顯示不同企業(yè)排出的主要大氣污染物種類。如一個設(shè)有煤粉燃燒鍋爐的大型熱電站，每日燒煤1000噸，煤的含塵量為20%、含硫量為1.57%，則在沒有凈化條件下，每日將向大氣排出190噸灰塵和28.3噸二氧化硫。在工企業(yè)中以火力發(fā)電廠、石油化工廠、有色金屬冶煉廠、鋼鐵廠、水泥廠、造紙廠等對大氣污染最嚴重。工業(yè)企業(yè)對大氣的污染不僅種類多、數(shù)量大，還具有污染范圍廣，污染持續(xù)時間長的特點。這是因為工企業(yè)的廢氣多以煙囪形式排放，可輸送較遠距離，污染范圍較大；而且工業(yè)生產(chǎn)多為長年持續(xù)生產(chǎn)，因而季節(jié)性波動不明顯。表2-10 各種工業(yè)企業(yè)排出的主要大氣污染物工業(yè)部門企業(yè)名稱排出的主要大氣污染物電力火力發(fā)電廠煙塵、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、多環(huán)烴、五氧化二釩鋼鐵廠煙塵、二氧化硫、一氧化硫、氧化鐵粉塵、錳氧化鈣粉塵冶金焦化廠煙塵、二氧化硫、一氧化碳、酚、苯、荼、硫化氫、烴類有色金屬冶煉廠煙塵(含有各種金屬如銅、鋅、銅等)，二氧化硫、汞蒸氣石油化工廠二氧化硫、硫化氫、氰化物、烴類、氮氧化合物、氯化物氮肥廠氮氧化物，一氧化碳、硫酸氣溶膠、氨、煙塵磷肥廠煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠硫酸廠二氧化碳、氮氧化物、砷、硫酸氣溶膠化工氯堿工廠氯氣、氯化氫化學(xué)纖維廠硫化氫、二硫化碳、甲醇、丙酮、煙塵、二氯甲烷合成橡膠廠丁間二烯、苯乙烯、乙烯、異戊乙烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯代甲烷農(nóng)藥廠砷、汞、氯水晶石工廠氟化氫造紙廠煙塵、硫醇、硫化氫、臭氣輕工儀器儀表廠汞、氰化物、鉻酸燈泡廠汞、煙塵機械機械加工廠煙塵建材水泥廠水泥塵、煙塵農(nóng)業(yè)噴灑農(nóng)藥農(nóng)藥粉塵和霧滴糧棉、茶加工各種有機粉塵、某些致敏原絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)都需燃料作為動力，用的最多的是煤，其次是石油。煤的含灰量為10～30%，含硫率因產(chǎn)地不同而有很大差別，一般平均為3%。石油含灰率為0.2%，含硫率在0.8%以下。由于煤在燃燒過程中產(chǎn)生多種有害氣體與粉塵，能嚴重污染大氣。表2-11燃燒一噸煤時排出各種有害物質(zhì)量(kg)有害物質(zhì)電廠鍋爐工業(yè)鍋爐取暖鍋爐二氧化硫606060一氧化碳0.231.422.7二氧化氮993.6碳化氫0.10.55粉塵(一般情況)111111(燃燒得好)369生活性污染：主要來源于生活爐灶與采暖鍋爐。在城鎮(zhèn)居民區(qū)，大量的民用生活爐灶與采暖鍋爐也消耗大量煤炭，成為大氣污染的一個重要來源。近年來城區(qū)內(nèi)各種個體飲食攤點的增多，也使城市大氣污染更為嚴重。由于民用爐灶數(shù)量多而散在，因而給治理帶來事實上的困難。民用爐灶大多煙囪高度低甚或無煙囪，排放高度與呼吸帶接近，且大多燃燒效率低，可排放大量煙塵、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等污染物，對人體危害大。生活性污染的另一個特點是季節(jié)性明顯。在北方冬季采暖期，煤炭消耗量的大增使空氣中二氧化硫與煙塵濃度大幅度升高，而冬季氣象條件又不利于污染物擴散稀釋，因而對居民健康的危害增大。如據(jù)北方某城市調(diào)查，采暖期(11～3月)二氧化硫最高日均濃度比非采暖期高約4倍，月降塵量高約1～3倍。交通運輸污染：由于交通運輸?shù)陌l(fā)展，汽車量大增，汽車廢氣成為大氣污染的重要來源。汽車使用汽油和柴油，排出的廢氣中含有一氧化碳、氮氧化合物、烴類較多，還含有醛、鉛化合物等。汽車廢氣靠近地面易為人所吸入，危害很大，如值勤交警血中COHb含量明顯增高，甚至超過2.5%，交警體內(nèi)有鉛蓄積，尿鉛、發(fā)鉛較對照人群增高。汽車廢氣還是造成光化學(xué)煙霧的主要污染物。表2-12常見污染物及其來源常見污染物主要來源化學(xué)性污染物顆粒物森林火災(zāi)、巖石風(fēng)化、火山噴發(fā)、燃煤、采礦、建筑、掃地等碳氧化物CO森林火災(zāi)、燃料(主為煤)的不完全燃燒(占2/3)、吸煙CO2植物呼吸、化石燃料的燃燒硫氧化物23煤及石油的燃燒、含硫礦石冶煉、火山噴發(fā)SO和SO氮氧化物NO和NO2機動車及爐灶中燃料的高溫燃燒，閃電碳氫化物汽車及燃爐中化石燃料的不完全燃燒、植物腐敗分解(占85%)光化學(xué)煙霧太陽光作用于碳氫化物及氮化物而生成金屬和金屬化合物鉛、砷、汞等礦石開采冶煉、燃煤、機動車廢氣等其他無機化合物氟化氫(HF)汽油提煉、玻璃蝕刻、鋁及化肥生產(chǎn)氨(NH3)化工部門、化肥生產(chǎn)HS化工部門、化肥生產(chǎn)、有機物無氧分解、污水處理2H2SO4和HNO3化工生產(chǎn)、SO2和NOx與水蒸氣結(jié)合而成殺蟲劑、除草劑農(nóng)業(yè)及林業(yè)生產(chǎn)物理性污染物噪聲交通運輸、工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工微波輻射雷達、通訊放射性污染物放射性礦石開采提煉、核電生產(chǎn)、核武器試驗、核戰(zhàn)爭生物性污染物致敏原 植物花粉、螨蟲等病原微生物 結(jié)核桿菌、流感病毒等(四)影響空氣污染物濃度的因素空氣污染物排放狀況：污染物的性質(zhì)、排出量、排放高度和排放時間等，是決定污物染濃度及污染范圍的最基本因素。單位時間內(nèi)污染物排出量越大，空氣污染的程度就越重。而排出量又與工藝過程、凈化設(shè)備及其效率、生產(chǎn)的周期等有關(guān)系。一般來說，一年中以夏季污染為輕，冬春采暖季節(jié)最重，一天中則以中午污染為最輕。污染物的排放高度直接影響污染物擴散的范圍和稀釋的程度，排放高度越高，排出口的風(fēng)速越大，越容易擴散、稀釋，地面空氣受污染的程度也較低。1．地理環(huán)境因素的影響：污染物排出后，因所處地理環(huán)境的不同，危害大小也有差異。在“窩風(fēng)”的丘陵地區(qū)和山谷盆地，污染物難以擴散，形成局部范圍的污染區(qū)，同時沿山谷的平行方向流動，給遠處下風(fēng)側(cè)造成持續(xù)高濃度。另外，高大建筑也能在小范圍內(nèi)產(chǎn)生渦流，阻礙污染物迅速排走，加重局部污染。著名的比利時馬斯河谷煙霧事件，就是因為許多工廠密集于狹窄的河谷盆地里而造成的。2．氣象條件的影響：氣象因素對大氣污染的程度及其所造成的危害具有重要的影響。當污染物進入大氣后，在正常情況下，由于大氣的自然擴散能力，排出的污染物能迅速得到擴散和稀釋。大氣的這種擴散能力，沿水平方向移動，主要受風(fēng)力和風(fēng)向的影響，而垂直方向的移動，則與氣溫垂直分布有關(guān)。在正常狀態(tài)下，大氣的溫度隨地面高度的增加百下降，每升高100m平均下降0.65℃，由于下層溫度高，上層溫度低，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，暖空氣向上移動產(chǎn)生對流，污染物便能隨之上升向高空擴散。然而，在某些特殊的氣象條件下，大氣溫度出現(xiàn)下層氣溫低、上層氣溫高的所謂“氣溫逆增”現(xiàn)象(temperatureinversion)，此時大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，不能進行上下垂直對流，污染物因而聚集于地面，使其濃度加大。所以氣溫逆增是造成大氣污染的重要因素之一。發(fā)生在1952年的著名的倫敦煙霧事件就是在當時特殊的氣象條件(寒冷、大霧、無風(fēng)、氣溫逆增等)的配合下而發(fā)生的。表2-13 各種自然因素對大氣污染的影響自然因素影響效果降雨、降雪溶解并清除大氣中污染物，使空氣潔凈濕度大污染物與水蒸氣凝結(jié)成霧，比重加大，聚集于地面，使污染加重，幫助形成毒性更大的二次污染物如SO２→HＳＯ４２陽光激發(fā)光化學(xué)煙霧形成；但可減少燃料燃燒風(fēng)促進污染物擴散，使局部污染減輕；但可將污染物帶至遠處氣壓穩(wěn)定高壓時，易出現(xiàn)逆溫，風(fēng)速也小，可使污染加重高山、高大建筑物形成局部渦流、阻止污染物擴散盆地、山谷滯留污染物人口密集 污染源及排放量增大；易產(chǎn)生“城市熱島”效應(yīng)加重城市污染綠色植物 阻留灰塵，吸收CO２等有害氣體除氣溫外，其他氣象因素及許多自然因素也會對大氣污染產(chǎn)生一定影響，見表2-13。(五)國內(nèi)外大氣污染概況國外大氣污染經(jīng)歷了三個時期最早是煤煙的污染，主要是粉塵的污染，具有代表性的污染事件是幾次的倫敦煙霧事件。 二次世界大戰(zhàn)后，石油代替煤成為主要燃料，煙塵污染有所減輕，但二氧化硫污染則占了主要地位。如日本四日市，二氧化硫濃度超過容許濃度 5倍，在污染嚴重地區(qū)患支氣管哮喘人數(shù)比對照區(qū)高2—3倍，六十年代以后，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，城市中大量使用汽車，汽車排出的廢氣對大氣污染上升到主要地位，進入所謂光化學(xué)煙霧時期。具代表性的是美國洛杉磯事件。近年來引起廣泛關(guān)注的幾種新的環(huán)境污染問題如溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、酸沉降污染等皆源于大氣污染。全世界范圍內(nèi)肺癌及其他呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢，提醒人們對大氣污染所帶來的危害給予高度的重視。我國城鎮(zhèn)大氣污染比較嚴重，大中城市工業(yè)高度集中，加上布局不合理，能源又以燃煤為主，使城市大氣受到不同程度的污染。我國城市大氣主要污染物是顆粒物，其次是二氧化硫，基本屬于以飄塵和二氧化硫為代表的煤煙型污染。我國幾乎所有的城市降塵都超過了衛(wèi)生標準。近年來酸沉降污染(酸雨、酸霧等)等出現(xiàn)了許多地區(qū)，特別是南方城市。如某城市酸霧出現(xiàn)頻率達66.7～100%，霧水pH值最低時達2.8。黑雨現(xiàn)象也有發(fā)生。近年來大量涌現(xiàn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體私營企業(yè)，其中許多工藝設(shè)備簡陋，沒有相應(yīng)的排污凈化措施，加之管理落后，分布散亂，許多已經(jīng)造成大氣嚴重污染，應(yīng)該引起環(huán)保部門高度重視。二、空氣污染的危害(一)空氣污染對人群健康的危害大氣污染物進入人體的途徑主要是呼吸道。 呼吸道粘膜與污染物接觸面積很２大，肺泡總表面積約為 50～100M，并富含毛細血管網(wǎng)，對污染物的吸收很快。其次，空氣中的污染物沉降到水、土壤及食物上，污染了水及食品，也可通過消化道對人造成危害。空氣中的污染物還可直接接觸皮膚、 粘膜，造成局部或全身人類呼吸系統(tǒng)存在數(shù)種防御機制以抵抗污染物的侵襲：1.鼻毛阻擋大顆粒；2.上呼吸道不斷分泌的少量粘液吸附并洗刷掉顆粒物及刺激性氣體； 3.成千上萬氣管及支氣管上皮細胞纖毛(cilia)的持續(xù)前后波動將粘液及外來污染物輸送到肺外；4.游離于氣管及肺泡表面的大量的吞噬細胞—肺巨噬細胞(pulmonarymacrophages)對異物的不斷吞噬和消化。吸煙或長期暴露于刺激性大氣污染物如SO２、NOX、顆粒物等中，可破壞上述防御機制，結(jié)果將會導(dǎo)致細菌及空氣中污染物進入肺實質(zhì)細胞或通過血氣交換進入血循環(huán)，從而導(dǎo)致一系列的呼吸系統(tǒng)或全身的疾患。大氣污染對人群健康的危害，可以是局部的，也可以是全身性的；可以是特異性的，也可以是非特異性的。概括起來可分為以下幾個方面：引起急、慢性中毒：大氣污染引導(dǎo)起的急性中毒事件，在西方工業(yè)發(fā)達國家已發(fā)生過多次，多由于事故排入或特殊的氣象、地理環(huán)境所致。如1950年墨西哥曾因工廠生產(chǎn)事故使硫化氫污染大氣，引起320人急性中毒入院，22人死亡；1964年日本富山市因工廠氯氣管道破裂，氯氣外溢污染大氣，發(fā)生急性氯氣中毒，患者533人，住院43人。而發(fā)生于1930年12月的比利時馬斯河谷煙霧事件，1948年10月美國多諾拉煙霧事件，1952年12月英國倫敦煙霧事件，則是在嚴重大氣污染基礎(chǔ)上外加特殊的氣象條件、地理環(huán)境因素的作用而造成的。大氣污染所引起的急性中毒，受害人群多表現(xiàn)為咳嗽、胸痛、呼吸急促、咳膿痰、眼刺激等局部的、以呼吸系統(tǒng)為主的癥狀；原本體質(zhì)較弱者，或患有心肺疾患的人可因呼吸系統(tǒng)的刺激加重心臟負擔，嚴重者可導(dǎo)致死亡。如在1952年倫敦煙霧事件中超額死亡的四千多人中大部分都為原有心血管疾患或呼吸系統(tǒng)疾患的病人和體質(zhì)較弱的老年人及嬰幼兒。空氣污染引起的慢性中毒事件也屢有報道。慢性中毒是由于長期吸入較低濃度空氣污染物而致，一般病程進展緩慢而隱匿，不易引人注意。其始發(fā)癥狀往往是一般性的體弱、食欲不振、肌肉痛、乏力、咳嗽等，隨著接觸時間的延長，可產(chǎn)生慢性進行性咳嗽伴隨呼吸短促，并逐漸產(chǎn)生肺氣腫和肺纖維化(疤痕化)。某些污染如低劑量石棉、鈹、鉛、砷、氟化物等，引起明顯癥狀所需時間會長達年。慢性中毒可以不僅甚至不主要表現(xiàn)在呼吸系統(tǒng)的損害上。視毒物性質(zhì)的不同，可有其特異性的中毒表現(xiàn)，如鉛主要損害神經(jīng)、造血系統(tǒng)；砷常表現(xiàn)為皮炎；氟化物可損害牙、骨、肝、腎等系統(tǒng)。暴露部位及呼吸系統(tǒng)急慢性炎癥增加。許多大氣污染物(SO２、SO３、NOＸ、H２SO4氣溶膠、飄塵等)均可對眼、呼吸道粘膜產(chǎn)生直接刺激作用，使眼結(jié)膜炎、翼狀胬肉和呼吸道炎癥等疾患的發(fā)病率增加，降低肺通氣功能。據(jù)蘇聯(lián)資料，空氣嚴重污染區(qū)與清潔區(qū)比較，兒童鼻炎高6倍，咽炎高9倍，成人鼻炎高4倍，咽炎高6倍；我國上海市某區(qū)，密集50多個工廠，降塵超標3～8倍，SO２、H２S和HCl的濃度超標幾十甚至數(shù)百倍，當?shù)?/5的高中生患有慢性鼻炎、1/3患有慢性咽喉炎?？諝馕廴究墒怪夤苎?、哮喘、肺氣腫以及其他呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率增加。污染越重，通氣阻力越大。通氣阻力增大是慢性阻塞性肺部疾病的重要亞臨床表現(xiàn)。分析表明，大氣中飄塵濃度每增加 0.1mg/m３，慢性氣管炎患病率提高 0.06倍。表2-14顯示1991年報導(dǎo)的我國北方某市40歲以上居民慢性阻塞性肺部疾患在不同污染區(qū)的發(fā)病率比較。呼吸系統(tǒng)炎癥的增加，不僅與污染物的局部刺激作用有關(guān)，還與污染物對機體的免疫力影響有關(guān)。空氣污染對人群免疫功能的影響許多研究表，空氣污染對人群，特別是對兒童的免疫功能有重嚴重影響。如生活在石油化工廠周圍的人群，其人體外周血中性粒細胞比值低于正常最低值的比例，污染區(qū)為20.12%，非污染區(qū)為1.27%；絕對值低于正常最低值的比例，污染區(qū)為2.7%，非污染區(qū)為5%。應(yīng)用植物血凝素（PHA）皮試(一種測定細胞免疫狀態(tài)的方法)對城市污染區(qū)及邊緣區(qū)10～11歲健康兒童進行對比調(diào)查(為期三年)。發(fā)現(xiàn)PHA皮試紅斑直徑大小即反應(yīng)強度逐年減少；污染區(qū)兒童PHA皮試反應(yīng)強度明顯低于對照區(qū)兒童，同時隨著接觸污染區(qū)時間的增加，二組反應(yīng)強度的差異越明顯，說明空氣污染對兒童非特異性免疫功能影響程度逐年增加。免疫功能的改變可發(fā)生在病理或臨床改變之前。長期生活在大氣污染環(huán)境中的兒童，在未出現(xiàn)臨床癥狀之前，機體免疫功能已有不同程度降低。如沈陽市重污染區(qū)兒童的唾液溶菌酶含量、E玫瑰花結(jié)形成率和IgG含量均明顯低于對照區(qū)。表2-14我國北方某市40歲以上居民慢性阻塞性肺部疾患患病率的比較(%)對照區(qū)中污染區(qū)重污染區(qū)P值慢性氣管炎5.014.332.7<0.01哮喘2.97.716.7<0.01肺氣腫2.34.24.9<0.01肺心病1.23.53.4<0.01空氣污染的致癌作用近數(shù)十年來，由于工業(yè)化的發(fā)展，大量排放廢氣污染空氣，工業(yè)發(fā)達國家肺癌死亡率急劇上升。根據(jù)美國1974年癌癥死因統(tǒng)計，男女死于肺癌的平均占31.2％，占癌癥死因首位。我國肺癌死亡率上升亦很快，尤其是大城市如上海肺癌死亡率從1960年至1975年15年增加了5倍，重慶從1973年至1983年10年間肺癌死亡率增加1.1倍。污染大氣中的致癌物主要是多環(huán)芳烴化合物。多環(huán)芳烴化合物中以苯并(a)芘［B(a)p］含量最多致癌性最強，多環(huán)芳烴化合物主要來源于含碳有機物的不完全燃燒及用燃料加工。據(jù)測定1g煤燃燒可產(chǎn)生63～136μg苯并(a)芘，1g原油可產(chǎn)生40～68μg苯并(a)芘，1g木材燃燒可產(chǎn)生60～120μg苯并(a)芘。我國城市大氣中苯并(a)芘含量一般少于10μg／100m3。此外，大氣污染物中還含有可抑制支氣管上皮纖毛運動及粘液凝固的物質(zhì)如苯、甲苯、甲醛、酚等。這些物質(zhì)能助長化學(xué)致癌物對支氣管上皮的損害。許多學(xué)者認為空氣污染與致癌有密切關(guān)系。根據(jù)是空氣污染嚴重的地區(qū)肺癌死亡率也高， 反之則低。英國進行過一次較大規(guī)模調(diào)查，證明降塵量、煤煙濃度、二氧化硫與肺癌死亡率有非常顯著相關(guān)，我國26個城市調(diào)查表明，市區(qū)空氣污染濃度較對照區(qū)嚴重，市區(qū)居民肺癌死亡率高于對照區(qū)，空氣污染程度與居民肺癌死亡率分布是一致的。 一般離開大城市愈遠，肺癌死亡率愈低，說明空氣污染與肺癌是有關(guān)的(見表 2-１5)。其次是認為大氣中的苯并(a)芘是引起肺癌的主要原因。動物試驗也說明了這點。流行病學(xué)調(diào)查表明大氣中苯并(a)芘的濃度與肺癌死亡率有關(guān)(見表2-16)。近年對云南一個肺癌高發(fā)區(qū)進行流行病學(xué)調(diào)查和實驗室研究都表明空氣中苯并(a)芘濃度與肺癌有關(guān)。該地區(qū)使用低質(zhì)煙煤(油煤)，爐灶為沒有煙囪的火溏，室內(nèi)苯并(a)芘含量為131.28μg／100m3，肺癌死亡率為105.27／10萬，比肺癌死亡率最高的上海還高得多。表2-15 我國部分城市與其遠郊縣的男性肺癌調(diào)整死亡率(1／10萬)城市死亡率近郊縣死亡率遠郊縣死亡率上海29.3224.4916.21長沙23.997.143.09哈爾濱19.298.316.86太原17.0514.099.08北京14.8510.678.30近幾年來，對室內(nèi)空氣污染進行了廣泛的研究，證明室內(nèi)空氣中二氧化硫、飄塵多較室外空氣高得多，尤其是以煤作燃料。還有的研究表明廚房油煙可能致癌，上述資料都支持了空氣污染是引起肺癌主要原因的論點。吸煙是肺癌的重要危險因素，但在吸煙比例相近的情況下，城市與農(nóng)村肺癌死亡率存在著明顯的差別。一般認為，城市因素特別是空氣污染在肺癌病因中起重要作用。我國26城市大氣污染與居民死亡調(diào)查表明，1）工業(yè)較發(fā)達的老城市，居民肺癌標化死亡率[（重慶（20.77/10萬）、上海（18.58/10萬）、沈陽（18.49/10萬）、大連（18.18/10萬））高于非工業(yè)城市（蘭州，西安，貴陽，桂林等，約在10/10萬以下）；2]市區(qū)高于郊區(qū)，如北京、上海、天津、沈陽、成都等市區(qū)肺癌死亡率比郊區(qū)高0.2-3.0倍。3）在排除吸煙和室內(nèi)燃煤因素的影響后，沈陽、大連、撫順、成都等城市市區(qū)大氣中B（a）P濃度明顯高于對照區(qū)。如何估計大氣污染在肺癌病因中所占的比重？目前根據(jù)城市嚴重污染區(qū)較輕污染區(qū)或?qū)φ諈^(qū)的肺癌死亡率增高的比例，考慮城市大氣污染的不均勻性，以及一些其他致病因素，初步認為空氣污染在肺癌病因中僅次于吸煙的危害，居于第二位。空氣污染再加上吸煙，會大大增加肺癌相對危險性，如吸煙的石棉接觸者肺癌相對危險性為不吸煙石棉接觸者的17倍。表2-16 上海市區(qū)與郊縣大氣中苯并(a)芘量與呼吸道癌死亡率關(guān)系地區(qū)大氣中苯并(a)芘濃度降塵量呼吸道癌死亡率(μg/1000m3)(g/m２·d)(1/10萬)市區(qū)11.890.9932.20崇明縣0.850.1514.91(二)主要污染物及其對健康的危害目前，國際上已公認對健康危害較大并已頒布了大氣環(huán)境質(zhì)量標準的大氣污染物有五種：飄塵，SO2，NOx，CO和O3。飄塵(suspendingparticulate)飄塵是大氣顆粒物。大氣顆粒物按其重力沉降特性分為降塵和飄塵。粒徑大于10μm靠其自身重量自然降落的固體稱為降塵。粒徑小于10μm的固體顆粒物可以長期在空氣中飄浮，能進入人上下呼吸道的稱為飄塵，也稱為可吸入顆粒物（inhalableparticulate ，IP）。自然界的風(fēng)沙塵土、火山爆發(fā)、森林火災(zāi)以及海水噴濺等，經(jīng)常向空氣中散發(fā)各種固體或液體顆粒，這是空氣中飄塵的自然來源。飄塵的人為來源，主要來自工礦企業(yè)排出的各種煙塵，如以煤和油為燃料的鍋爐和其他燃燒設(shè)備排出的黑煙、細煤屑和飛灰，固體物質(zhì)的粉碎、研磨、篩分、裝卸及運輸過程中散發(fā)的粉塵，金屬冶煉和鑄造以及食品加工的噴霧干燥等散發(fā)出的煙氣和粉塵，建筑工地、采礦以及交通運輸?shù)葥P起的塵土等等。全世界人為的煙塵排放量據(jù)估計每年約有1億噸，其中飄塵量約有2000萬噸。飄塵顆粒小、比重輕，有的比細菌還小，它們在空中可以飄浮幾小時甚至幾年，可以飛得很遠，甚至可隨氣流環(huán)繞全球運動。由于在空中飄浮時間長，易被人體吸入，因而與人體健康的關(guān)系密切。飄塵對人體健康的危害:飄塵中對人體健康危害最大的是0.5～5μm之間的粒子。大于5μm的飄塵，由于慣性力作用，被鼻毛和呼吸道粘液擋住而排除；小于0.5μm以下者，又能較自由進出肺部，可隨呼氣排出，因而危害相對較小。飄塵自身成分復(fù)雜，它含有二氧化硅、石棉等無機物以及多種金屬如鉛、汞、鎘、鈹、釩、鐵及其氧化物等，進入肺泡后，可引起與污染物特性有關(guān)的特異性損害，如二氧化硅可導(dǎo)致矽肺，鈹可致鈹肺等。飄塵對人體健康的另一重要危害在于它的吸附能力。許多有害氣體都能吸附在飄塵表面而被帶入人肺深處，從而促成急性或慢性損害。如大氣污染中危害最大的SO2，就是以5μm以下的飄塵為“載體”而被帶入肺深處，從而造成嚴重的危害。1952年發(fā)生震驚世界的“倫敦煙霧事件”后，英國當局對煙塵采取控制措施，使煙塵濃度大為下降，所以在 1962年再次發(fā)生煙霧事件時，雖然SO2濃度比1952年還高，但由于煙塵濃度較低，所以死亡率反比1952年降低了80％。(見表2-17)。所以，對大氣中煙塵含量的控制，是降低其他有害氣體如SO2等危害的一個重要措施。飄塵所含的金屬氧化物具有催化作用，能促使其吸附的SO2、NOx等氣體變成毒性更強的H2SO4、HNO3，后者對肺組織的刺激性更大；飄塵還能吸附空氣中致癌性烴類化合物苯并(a)芘等，使其更易進入機體。研究表明，粒徑越小的飄塵組分，吸附B(a)p等的濃度越大。飄塵的其他危害:大氣中飄塵污染給人們帶來的危害是多方面的。首先，飄塵濃度增高，會使大氣能見度降低，地面日照量減少。由于陽光中紫外線減弱，兒童生長發(fā)育受到影響，佝僂病和骨髓發(fā)育不良等疾病增加；視程的縮短，會使城市交通事故增多；日照量的減少也可影響動植物的生長，特別是妨礙植物的光合作用；飄塵量大還會給日常生活帶來不便，如衣物易臟易損等。表2-17英國數(shù)次倫敦煙霧事件中煙塵和SO2含量與死亡人數(shù)的比較年份煙塵含量(mg／m3)SO2含量(mg／m3)超額死亡人數(shù)19524.463.8400019563.251.6100019572.401.840019622.804.1750大氣中飄塵還有可能參與“溫室效應(yīng)”的形成。我國大氣衛(wèi)生標準規(guī)定飄塵的日平均最高容許濃度為0.15mg／m3，一次最高容許濃度為0.3mg／m3?；覊m自然沉降量為3T／km2／mon(在當?shù)厍鍧崊^(qū)基礎(chǔ)上容許增加的數(shù)值)。表2-18飄塵濃度及其影響濃度(μg／m３)影響20-25自然本底濃度25-100多數(shù)人能耐受濃度100以上一般死亡率，慢性疾病患者死亡率增加，兒童患支氣管哮喘增加150-200多數(shù)人不能耐受濃度，病患者，體弱者，老年人死亡數(shù)增加，視距在8公里以下，飛行困難，太陽紫外線減少7.5％200以上多數(shù)人完全不能耐受濃度,患病死亡率增加,視距2公里以下，交通事故增加二氧化硫(sulphurdioxide)二氧化硫的理化特性:二氧化硫(SO2)又稱亞硫酸酐，為無色氣體，有刺激性氣味，比重1.4337，易溶于水而部分成為亞硫酸，能氧化成SO 3。二氧化硫的污染來源:SO2是大氣污染的主要物質(zhì)之一，污染主要來自于含硫燃料(煤和石油)的燃燒和采用各種含硫原料的工藝過程。來源于燃料燃燒者約占80％，此系煤和石油含硫量較高而燃燒量極大之故?；鹆Πl(fā)電廠和其它工業(yè)企業(yè)所排放的煙氣中的SO2是SO2污染大氣的主要來源。生活性排放(取暖和烹調(diào)等)的煤煙雖排放量較小，但因分散而數(shù)多，且不易擴散，亦為重要污染源之一。至于可產(chǎn)生SO2的工藝過程，主要有各種有色金屬的冶煉、石油精制、硫酸制造、造紙等，其中有色金屬冶煉和硫酸制造最為重要，與上述燃料燃燒并列為大氣中SO2的三大主要污染源。二氧化硫?qū)θ梭w健康的危害:SO2是窒息性氣體，有腐蝕作用。它能刺激眼結(jié)膜和鼻咽等粘膜，在潮濕或有霧的空氣中，能與水分結(jié)合，形成亞硫酸，并緩慢地形成硫酸，使其刺激作用加強。SO2易溶于水，吸入時易被上呼吸道和支氣管粘膜的富水性粘液吸收，因而它主要作用于上呼吸道。但當空氣中含有各種飄塵時，則可以吸附于飄塵的表面而進入呼吸道深部。如飄塵含有亞鐵、錳或釩化合物等催化劑，能使SO2氧化為硫酸，而加強其毒性。其他不易溶解的惰性飄塵則僅起載體作用。短時吸入低濃度SO２，可使呼吸道輕度收縮，空氣流通受阻；并有眼、鼻及呼吸道的刺激癥狀；短時吸入高濃度SO2，可引起急性支氣管炎，極高濃度時可發(fā)生聲門水腫、肺水腫和呼吸道麻痹，400～500ppm時可立即危及生命。長時吸入較低濃度SO2，可引起慢性支氣管炎、慢性鼻咽炎，并對其他刺激物的敏感性提高。表2-19二氧化硫?qū)θ梭w的影響2３)對人體的影響SO濃度(mg／m2.86對于初接觸者或習(xí)慣接觸者均無反應(yīng)，稍有胸部壓迫感5.15吸入10分鐘無明顯感覺，但呼吸次數(shù)有增加5.72初接觸者28人中有2人習(xí)慣接觸者28人中13人有異物感7.8428位不習(xí)慣者有10人嗅到燃燒硫的臭味，或異物臭味8.58～14.3能嗅到臭味11.44初接觸者28人中14人有燃燒硫的臭味感，32名習(xí)慣者中30人感到硫燃燒臭味14.3吸入10分鐘對某些人有不適感18.59～32.89吸入10～15分鐘鼻腔刺激感28.6工業(yè)衛(wèi)生最大允許濃度28.6～42.9吸入1小時從咽喉纖毛排出粘液40～42.9吸入30分鐘對鼻腔有刺激不適感57.2有明顯刺激感，刺激眼睛，引起咳嗽71.5咽喉纖毛運動有60～70％發(fā)生障礙85.8～105.82初接觸者吸入15分鐘打噴嚏和咳嗽285.6每日8小時吸入，對支氣管有明顯刺激癥狀，引起肺組織障礙286～572吸入30分鐘出現(xiàn)噴嚏和眼淚858不能吸入1144呼吸困難由于呼吸道阻力增大和呼吸道炎癥所致的通氣障礙以及肺泡本身受到SO2破壞的結(jié)果，可以導(dǎo)致肺氣腫和支氣管哮喘等疾病，慢性支氣管炎、支氣管哮喘和肺氣腫三者合稱為“慢性阻塞性呼吸道疾病”(chronicobstrictedrespiratorydisease)，它們可繼發(fā)地引起心臟障礙。二氧化硫的其他危害:SO2及其衍生物能使植物干枯、葉片壞死，使之不能生長甚至死亡；對多種動物均可引起疾病或致死。此外它對于建筑物、橋梁、金屬材料等都有嚴重的腐蝕作用。我國大氣衛(wèi)生標準規(guī)定二氧化硫的日平均最高容許程度0.15mg／m3，一次最高容許濃度為0.5mg／m3。3.氮氧化物與光化學(xué)煙霧(nitrogenoxidesandphotochemicalsmog)氮氧化物的理化特性:氮氧化物(NOx)包括NO、N2O、N2O3、NO2和N2O5，其中與大氣污染關(guān)系最密切者為NO2和NO。NO2是紅褐色氣體，有毒性及刺激性，并有辛辣臭，比重1.448(20℃)；NO為無色氣體，遇氧則變?yōu)镹O2。在1000℃以上高溫中，開始分解為氮和在常溫下，空氣中含有穩(wěn)定的氮和氧，對人體無不良反應(yīng)。在燃燒著的火焰中(如在火爐或汽車氣缸中)，特別當火焰溫度超過1093℃時，上述兩種氣體可化合為NO。NO本身毒性不大，但當它排入大氣并迅速冷卻時，可部分地轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2。NO2在烴類化合物和日光參與下可進一步產(chǎn)生一系列復(fù)雜反應(yīng)，從而形成臭氧和其他氧化劑。氮氧化物的污染來源:NO是自然界NOx的主要成分，由細菌作用產(chǎn)生，在雨季更易產(chǎn)生。它常被氧化為NO2。NOx的人為來源，主要是煤、石油、天然氣和汽車燃料的燃燒。非燃燒性工業(yè)生產(chǎn)，如硝酸的制造和使用，電鍍、雕刻、焊接、金屬清洗、炸藥爆炸以及液態(tài)二氧化氮的應(yīng)用(火箭推進劑的基本成分)等，雖排出的總量較少，但在職業(yè)接觸中具有重要意義。家庭燃燒木柴和通風(fēng)不良的煤氣爐，均可產(chǎn)生NOx的污染。氮氧化物對人體健康的影響:NOx難溶于水，故對眼睛和上呼吸道的刺激作用較小，它們易于大量進入肺深處而不被人所察覺。但如空氣中NOx的濃度較高時，如60～150ppm，可立即引起鼻腔和咽喉的刺激，并發(fā)生咳嗽及喉頭和胸部的燒灼感，吸入新鮮空氣后上述癥狀可消失，但在吸入后6～24小時又可能發(fā)生胸部緊縮和燒灼感、呼吸促迫、失眠不安，并可發(fā)生肺水腫、呼吸困難加劇、出現(xiàn)紫紺，昏迷甚至死亡。幸存者日后有可能再發(fā)生肺炎。短時吸入較低濃度NO2，可引起人呼吸道阻力增高，濃度0.5ppm以下長期吸入，可發(fā)生肺氣腫樣癥狀。其機理可能與NO2能引起慢性缺氧，并干擾機體對氧的利用有關(guān)。表2-20 不同濃度二氧化氮對人體影響NO2濃度(mg／m3)對人體影響0.23嗅覺閾3～3.8慢性氣管炎患者接觸15分鐘，出現(xiàn)呼吸阻力增大9.4從事間歇運動健康人，接觸2小時后，出現(xiàn)呼吸道壓力增大24.4眼鼻有刺激感及胸部不適感47～141接觸1小時內(nèi)就會引起支氣管炎和肺炎150接觸3～5分鐘，胸部出現(xiàn)絞痛感564～940接觸數(shù)分鐘，會引起肺水腫而死亡光化學(xué)煙霧:NOx對人和植物的危害，要在較高濃度下(如職業(yè)接觸)方能發(fā)生。對大氣而言，若同時受到烴類物質(zhì)污染，則NO2在0.1ppm時，即可在一定條件下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而生成二次污染物，使其危害增強。產(chǎn)生“光化學(xué)煙霧”的光化學(xué)反應(yīng)，過程非常復(fù)雜，大體有下列四個階段:1)NO2和某些烴類污染物(主要是烯烴)共同存在于空氣中；2)NO受太陽紫外線激發(fā)分解為NO和原子氧， 后者與空氣中氧分子形成臭氧；在烴類物質(zhì)存在時，臭氧、原子氧、NO、NO2等與烴類發(fā)生氧化反應(yīng)形成多種光化學(xué)產(chǎn)物；上述反應(yīng)產(chǎn)物若遇上特殊的氣象條件(如強烈日光、氣溫逆增、無或微風(fēng)、夏季至初秋等)和地理條件(如濱?？可?、低緯度地區(qū)等)，可在低層大氣中大量蓄積，形成“光化學(xué)煙霧”造成嚴重危害。上述光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物可達數(shù)百種之多，包括大量的臭氧以及醛類、酮類、過氧?；跛狨?PANs)、硝酸及微粒(主要為硝酸鹽、硫酸鹽和某些高分子化合物微粒)等。這些物質(zhì)都有強烈的氧化作用，通稱為“氧化劑”。其中比例最大者為臭氧，約占85％以上；其次為PANs，約占10％以上，其他物質(zhì)僅占微小的比例。臭氧主要影響呼吸道，特別是肺組織，在較低的臭氧濃度200～400μg／m3，可引起肺部上皮和內(nèi)皮細胞的很多變化，大白鼠在臭氧400ug／m3下暴露2小時，發(fā)現(xiàn)Ⅰ型肺細胞接連發(fā)生變性、脫屑和損壞，小實驗動物接觸了急性中毒濃度的臭氧會導(dǎo)致肺水腫，出血和死亡。吸入LD50大約為12mg／m3。有人研究將小白鼠暴露在總氧化劑濃度為800μg／m3的洛杉磯空氣中2～3小時，發(fā)現(xiàn)肺泡組織中產(chǎn)生了超微結(jié)構(gòu)改變——細胞質(zhì)分解和異常的線粒體，低濃度、長時期暴露在臭氧中對肺部造成的損害更廣泛，更難以恢復(fù)，如肺氣腫、肺不張、局部壞死、支氣管炎和纖維性變，并常伴有各種各樣的細胞變性。一些動物暴露于臭氧后，肺部抵抗感染性微生物的機制受到影響。進行人工感染實驗時，由于感染性微生物和臭氧的聯(lián)合作用造成死亡率增加。居民接觸光化學(xué)煙霧，當每小時氧化劑濃度在200～500μg／m3范圍以內(nèi)時，會影響兒童肺功能，增加哮喘發(fā)作次數(shù)，引起經(jīng)常的眼刺激和降低運動成績，在實驗室對人的試驗表明，在700～800μg／m3臭氧中暴露2小時后，健康受試者的氣道阻力會增加。WHO建議以臭氧100-200μg／m3暴露1小時為保護公眾健康的準則。我國大氣環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)定光化學(xué)氧化劑(O3)的二級標準(城市居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)，文化區(qū)，廣大農(nóng)村等)一小時平均濃度為0.16mg／m3。表2-21 不同濃度光化學(xué)氧化劑對人體影響氧化劑(μ／m3) 對人體影響40 臭氧嗅覺閾短時接觸，對眼睛產(chǎn)生刺激哮喘病患者發(fā)作頻率增加500～1400 慢性呼吸器官病患者病情惡化一氧化碳一氧化碳（carbonmonoxide，CO）是由于含碳物質(zhì)不完全燃燒而產(chǎn)生的一種有毒氣體，無色、無臭、無味、無刺激性，吸入時不為人們所察覺。人為來源主要是各種內(nèi)燃機車排出的廢氣，約占總排放量的50%以上。家用爐灶、吸煙和家用熱水器則是室內(nèi)一氧化碳污染的主要來源。吸入一氧化碳可引起急慢性中毒，特別應(yīng)引起重視的是家用熱水器一氧化碳急性中毒。一氧化碳是血液、神經(jīng)毒物。它對人的主要危害是引起組織缺氧，導(dǎo)致急性和慢性中毒甚至死亡。CO經(jīng)呼吸道吸入，再通過肺泡彌漫于血液中，與血紅蛋白的卟啉中的鐵起作用，生成碳氧血紅蛋白（HbCO）。CO與血紅蛋白的親和力比O2與血紅蛋白的親和力大200-300倍，而HbCO的解離速度比氧合血紅蛋白（HbO2）慢3600倍，所以一旦CO與血紅蛋白結(jié)合而形成HbCO，不僅減少了血球攜氧能力，抑制細胞的含鐵呼吸酶，影響血紅蛋白、肌紅蛋白和細胞色素氧化酶，抑制細胞內(nèi)呼吸；而且抑制氧合血紅蛋白的解析與氧的釋放，便組織氧分壓降低，造成判斷力下降、頭痛、疲倦、心肺疾患加重等一系列反應(yīng)、持續(xù)高濃度時可致死。CO中毒主要表現(xiàn)為缺氧，神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)對缺氧最敏感，當空氣中CO濃度引起血液中HbCO含量輕微升高時，即可引起行為的改變和工作能力下降，如當血液中的HbCO為2%時，人的時間辨別能力受到障礙，3%時警覺性降低，5%時光感敏銳度下降。當CO濃度高達62.5-312.5mg/m3時,持續(xù)0.5-2.5小時,人的聽力警覺性和理解力都會受到抑制。此時前面汽車排出的CO濃度也可以傷害尾隨汽車的駕駛員的光感敏銳度，使其不能及時剎車，易發(fā)生交通事故。當吸入高濃度 CO時，可引起腦水腫，腦缺氧和腦水腫可繼發(fā)腦血循環(huán)障礙，導(dǎo)致腦組織發(fā)生缺血性軟化和脫髓鞘性病變，目前認為這些病變可能和急性CO中毒遲發(fā)性腦病有關(guān)。近年來已發(fā)現(xiàn)CO能影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)單胺類神經(jīng)介質(zhì)的含量及代謝過程，大鼠吸入含CO為52.50mg/m3的空氣2小時，腦皮質(zhì)和紡狀體中的去甲腎上腺素，多巴胺以及5-羥色胺含量均有改變，這種改變可以影響神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能，繼而發(fā)生行為改變。3CO對心血管系統(tǒng)有影響，兔吸入225mg/m的CO兩周后，HbCO達16%-18%，心肌發(fā)生退行性變。長期吸入高濃度CO，竇性心動過速、心瓣膜病、動脈硬化性心臟病等心血管系統(tǒng)疾病增加。心肌梗塞者、慢性心臟病患者由CO導(dǎo)致的心肌損害比正常人要容易發(fā)生。表2-22 非吸煙人群 CO暴露條件指標一氧化碳濃度3125mg/m(100ppm)62.5mg/m3(50ppm)331mg/m(25ppm)316mg/m(13ppm)12.5mg/m3(10ppm)

時間不得超過15min不得超過30min不得超過1h時間超過1h暴露時間為8h-24h胎兒對CO的毒性比母親更敏感。孕婦若患急性的CO中毒，幸存后其胎兒可以致死或出生后遺留神經(jīng)障礙。將妊娠大鼠置于187.5mg/m3的CO環(huán)境中生活，其仔鼠學(xué)習(xí)和記憶功能均受到損害，啟示CO可影響后代的發(fā)育和生長。世界衛(wèi)生組織工作根據(jù)大量動物實驗及人群觀察的資料，提出2.5%-3%為一般居民暴露極限值，即在此濃度下不會出現(xiàn)不良的主觀感覺及病理改變，并對于非吸煙人群提出了暴露條件的指標（見表2-22）。三、大氣質(zhì)量的評價綜合評價大氣質(zhì)量可以采用大氣污染指數(shù)。大氣污染指數(shù)的大量研究基本上是七十年代開始的，常用的有污染物標準指數(shù)、白勃考大氣污染綜合指數(shù)、橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)、密特大氣質(zhì)量指數(shù)等等。現(xiàn)重點介紹污染物標準指數(shù)與白勃考大氣污染綜合指數(shù)。(一)污染物標準指數(shù) PSI(pollutantstandardindex)美國1979年9月公布污染物標準指數(shù)PSI供各州、市采用，PSI主要用于評價大氣量逐日的變化，它包括一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、氧化劑和顆粒物質(zhì)5個參數(shù)，以及二氧化硫和顆粒物的乘積。已知各污染物的實測濃度后，可按分段線性函數(shù)關(guān)系參照表數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法計算各分指數(shù)，亦可根據(jù)表內(nèi)數(shù)據(jù)或分段直線圖，再根據(jù)實測濃度在圖上直接查得PSI，然后選擇各分指數(shù)中最高值預(yù)報大氣質(zhì)量，用最高分指數(shù)報告每日大氣質(zhì)量比較合理，因為大氣污染危害常由于那天濃度過高的某種污染物所引起，而不是各污染物的平均濃度所引起的。PSI的特點是與人的健康密切聯(lián)系，而且提出當 PSI超過100時，人們?yōu)楸Ｗo健康應(yīng)采取的措施。(二)白勃考大氣污染綜合指數(shù) PINDEX由白勃考Babcob于1970～1971年提出。PINDEX包括顆粒物、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳和氧化劑五項污染物。我國在實際應(yīng)用時，有的只采用顆粒物、二氧化硫和二氧化氮3個參數(shù)。PINDEX計算式如下:PI＝PM+SOx+NOx+CO+O3式中:PI 為大氣污染綜合指數(shù)PM為顆粒物SOx為硫氧化物NOx為氮氧化物CO為一氧化碳O3為氧化劑(臭氧)計算時根據(jù)5項污染物以及碳氫化合物實測數(shù)據(jù)。先按 1克分子氮氧化物與1克分子碳氫化合物，在太陽輻射作用下合成光化學(xué)氧化劑的反應(yīng)，算出產(chǎn)生的氧化劑數(shù)量，然后加在大氣中原有氧化劑濃度內(nèi)，剩余的氮氧化物假設(shè)50％為二氧化氮。再將這5項污染物濃度，分別除以相應(yīng)的大氣質(zhì)量標準(24小時平均濃度標準)，即得各污染物的污染分指數(shù)，其總和即為大氣污染綜合指數(shù)值。PINDEX可用于評價大氣質(zhì)量長期變化和逐日變化?？梢员容^各城市總體污染程度，還可以從各分指數(shù)比例分析每個城市重點污染物。四、空氣污染的防治由于空氣污染的日益加劇，各國都采取了一些防治措施，根據(jù)我國實踐經(jīng)驗，要搞好空氣衛(wèi)生防護工作，必須采取多方面的綜合措施，如廠址選擇、生產(chǎn)區(qū)與居民區(qū)的合理規(guī)劃與布局、生產(chǎn)工藝改革、節(jié)能及改善能源結(jié)構(gòu)、廢氣凈化措施等。針對空氣污染的凈化措施，主要有以下三個方面：（一） 有害氣體控制技術(shù)二氧化硫（1）燃料脫硫采用低硫燃料是控制硫氧化物污染的一項根本措施，國外近年正在加強研究洗煤和原煤脫硫。如煤塊在破碎后經(jīng)兩次浮選，可將灰分降低并去除無機硫90％，但不能去除有機硫。原煤脫硫可用化學(xué)法，目前推廣型煤在煤粉中加入石灰與粘結(jié)劑可脫硫51％，也可用煤的氣化和液化方法?，F(xiàn)已發(fā)展了一些生產(chǎn)成本較低、脫硫效果好的最佳實用技術(shù)，可以解決燃煤含硫量過高的問題。（2）煙氣處理火力發(fā)電廠煙氣中SO2濃度很低，即使燃用高硫煤，含硫大多在0.5%以下,處理煙氣量大,脫硫成本較高,應(yīng)用受到限制。我國規(guī)定二氧化硫容許排放量與煙囪有效高度的平方成正比，但由于煙囪建造高度有一定限制，為控制二氧化硫造成的嚴重污染，也在大型火力發(fā)電廠建成了脫硫示范工程。對于我國使用量極大的工業(yè)鍋爐，近年已推出采用堿性硫酸鋁-石膏法為原理的工業(yè)脫硫裝置。2．氮氧化物凈化煙氣中氮氧化物的方法分為干法和濕法兩大類。干法凈化主要是采用催化還原法，此法又分為非選擇性催化還原法和選擇性催化還原法兩種，前者是用元素鉑、鈀、作催化劑，以氫、甲烷、一氧化碳和低碳氫化合物等為還原劑，在一定溫度下（400-800℃）下，將煙氣中的一氧化氮和二氧化氮還原成氮。此法效率高，但需耗費大量還原劑。后者是在元素鉑或銅催化劑的存在下， 用氨或硫化氫作還原劑，使氨有選擇性地將煙氣中的氮氧化物還原為氮。此法效率可達99%，還原劑的消耗僅為非選擇性催化還原法的1/4-1/5，但氨的消耗量大。兩種方法的材料都比較昂貴，因此國內(nèi)外除某些化工廠配置外，其它工業(yè)部門主要是采取預(yù)防措施，即盡量減少氮氧化物生成量的辦法來控制大氣污染。表2-23PSI與各污染物濃度的關(guān)系及PSI的分級大氣污染物濃度大氣對健康的要求采取顆粒物2CO32SOX顆粒質(zhì)量SOONO污染物分級一般影響的措施PSI24小時24小時8小時1小時1小時濃度μg／m3μg／m3μg／m3μg／m3μg／m3μg／m3水平顯著病人和老年人提全體人群應(yīng)停危前死亡，健康人出留在室內(nèi)關(guān)閉500危害10000262057.512003750490000險現(xiàn)不良癥狀，影響門窗。所有的人性正常生活均應(yīng)盡量減少水平消耗除出現(xiàn)明顯癥狀老年人和病人緊急和降低運動耐力應(yīng)停留在室內(nèi)400875210046.010003000393000外，提前出現(xiàn)某些避免體力消耗，水平疾病一般人群應(yīng)避免戶外活動很心臟病和肺病患老年人和肺病、者癥狀顯著加劇，心臟病患者應(yīng)警報不300625160034.08002260261000運動耐力