空氣污染
污染物
在安裝煙道氣脫硫環(huán)保設(shè)備之前,這家新墨西哥州的發(fā)電廠排放物中含有超量的二氧化硫。
空氣污染成因與影響圖解:(1)溫室效應(yīng)、(2)顆粒物污染、(3)增加紫外線輻射、(4)酸雨、(5)增加地面臭氧濃度、(6)增加氮氧化物濃度
空氣污染物是空氣中的物質(zhì),對(duì)人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害影響。該物質(zhì)可以是固態(tài)顆粒、液態(tài)液滴、或是氣體。污染物可以是天然的,也可以是人造的。污染物被分為初級(jí)污染物和次生污染物。初級(jí)污染物通常由過(guò)程產(chǎn)生,如火山噴發(fā)的煙灰。其它例子包括機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的一氧化碳,或工廠排放的二氧化硫。次生污染物不是被直接排放的。它們是由初級(jí)污染物反應(yīng)形成的。地面臭氧層就是典型的次生污染物。壹些污染物可以既是初級(jí)的,又是次生的:它們可能來(lái)自直接排放,或是由其它初級(jí)污染物合成而來(lái)。
人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的主要初級(jí)污染物包括:
硫氧化物(SO x ):通常是二氧化硫,化學(xué)公式為SO 2 。SO 2 由火山和其它工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生。煤和石油常常含有硫,它們?cè)谌紵龝r(shí)會(huì)殘生二氧化硫。SO 2 通常在受到NO 2 等的催化進(jìn)一步氧化,形成H 2 SO 4 ,即酸雨。用這些燃料作為能量來(lái)源是對(duì)環(huán)境影響的主要顧慮之壹。
氮氧化物(NO x ):氮氧化物,特別是高溫燃燒所產(chǎn)生的二氧化氮,也可以通過(guò)閃電產(chǎn)生。它們可能會(huì)形成棕色煙霧或污染股流,籠罩城市。二氧化氮是一種化學(xué)物質(zhì),公式為NO 2 。它是氮氧化物中的一種。作為最著名的空氣污染物,這種棕紅色的毒氣具有十分刺鼻的苦澀氣味。
一氧化碳(CO):CO是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)刺激的有毒氣體。是由不完全燃燒所產(chǎn)生的,如天然氣、煤或木頭等。汽車(chē)尾氣是一氧化碳的主要來(lái)源。
揮發(fā)性有機(jī)物:揮發(fā)性有機(jī)污染物是常見(jiàn)的室外空位污染物。它們可能是甲烷(CH 4 )或是非甲烷(NMVOCs)。甲烷是極其強(qiáng)大的溫室氣體,導(dǎo)致全球變暖。其它揮發(fā)性碳?xì)浠嫌袡C(jī)物也是重要的溫室氣體,因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生臭氧,延長(zhǎng)大氣中甲烷的壽命。影響則依地區(qū)空氣質(zhì)量的不同而不同。芳香非甲烷苯類(lèi)、甲苯、二甲苯則有致癌嫌疑,長(zhǎng)期接觸可能會(huì)導(dǎo)致白血病。1,3-丁二烯是另一種危險(xiǎn)的分子,常與工業(yè)應(yīng)用有關(guān)。
有毒金屬:如鉛和汞,特別是它們的合成物。
氯氟烴(CFCs):能破壞臭氧層;產(chǎn)生這一氣體的物質(zhì)目前已經(jīng)被禁用。這些氣體可以從空調(diào)、冰箱、噴霧劑等散布。氯氟烴進(jìn)入空氣后升至平流層。在此它們與其它氣體反應(yīng),破壞臭氧層,使得有害的紫外線到達(dá)地球表面。能導(dǎo)致皮膚癌、眼疾甚至傷害植物。
自由基:一種空中微粒,與心肺疾病有關(guān)。
氨氣(NH 3 ):來(lái)自農(nóng)業(yè)過(guò)程。氨氣的化學(xué)方程式是NH 3 ,通常是一種刺激性強(qiáng)的氣體。地面作物需要相關(guān)營(yíng)養(yǎng),氨是肥料和滋養(yǎng)的先導(dǎo)。無(wú)論是直接還是間接,氨都是許多藥物的合成成分。氨雖然被大量使用,但確是有腐蝕性的,傷身的物質(zhì)。在大氣中,氨氣與氮氧化物和硫發(fā)生反應(yīng),形成次生顆粒。
臭氣:從垃圾、污水和工業(yè)過(guò)程中釋放出來(lái)。
放射性廢料:由核爆炸、核事件、戰(zhàn)爭(zhēng)爆破和自然過(guò)程,如氡的放射性衰變產(chǎn)生。
希臘雅典上空的污染
次生污染物包括:
從氣體主污染物和光化霧合成的顆粒物。霾是一種空位污染物。普通霾是由于大量燃煤,混合煙霧和二氧化硫產(chǎn)生的?,F(xiàn)代霾不是由燃煤,而是由汽車(chē)和工業(yè)排放,并在紫外線作用下形成次生污染物,并于初級(jí)污染物混合,形成光化霧。
地面臭氧層(O 3 ) 從NO x 和揮發(fā)性有機(jī)化合物作用產(chǎn)生。臭氧(O 3 )是大氣的關(guān)鍵成分。也是某些同溫層重要的成分,通常叫做臭氧層。其所包含的光催化物和化學(xué)反應(yīng)日夜反應(yīng),驅(qū)動(dòng)許多化學(xué)步奏。由于人類(lèi)活動(dòng),反常的高濃度(通常是燃燒化石燃料)是一種污染物,導(dǎo)致霾形成。
硝酸過(guò)氧化乙酰 - 同樣由NO x 和揮發(fā)性有機(jī)化合物反應(yīng)形成。
其它空氣污染物包括:
大量次要空氣污染物。
各種持久性有機(jī)污染物,可以吸引顆粒物。
持久性有機(jī)污染物是有機(jī)化合物,在化學(xué)、生物和光解過(guò)程中難以自然分解。由此,它們?cè)谧匀恢写媪舫志?,可以遠(yuǎn)距離擴(kuò)散,在人體和動(dòng)物組織內(nèi)積存,通過(guò)食物鏈放大,對(duì)人類(lèi)健康和自然環(huán)境造成潛在的重要影響。
顆粒物
顆粒物,或稱懸浮微粒(particulate matter,PM)、大氣微粒物質(zhì),是懸浮在空氣中微小的固態(tài)或液態(tài)粒子。與之相對(duì)的是氣溶膠,常常指微粒和氣體的混合物。一些顆粒是自然生成的,如火山爆發(fā)、沙塵暴、森林或草地火災(zāi)、植物或海上浪花。人類(lèi)活動(dòng),如機(jī)動(dòng)車(chē)燃燒化石燃料、電廠或其它工業(yè)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量氣溶膠。從世界平均水平來(lái)看,由人類(lèi)活動(dòng)而產(chǎn)生的氣溶膠只占大氣中的10%??諝庵蓄w粒物增加與健康威脅如心臟病、肺病有關(guān)。 懸浮物通常以顆粒的大小來(lái)區(qū)分,而當(dāng)中的可吸入懸浮粒子則可影響人體健康。其中,空氣動(dòng)力學(xué)直徑(以下簡(jiǎn)稱直徑)小于等于10微米的顆粒物稱為可吸入顆粒物(PM 10 );直徑小于等于2.5微米的顆粒物稱為細(xì)顆粒物(PM 2.5 )。顆粒物能夠在大氣中停留很長(zhǎng)時(shí)間,并可隨呼入體內(nèi),積聚在氣管或肺中,影響身體健康。
這些可吸入懸浮顆粒還可以再細(xì)分為PM 10 和PM 2.5 兩類(lèi):
PM10(即直徑小于10微米)的顆粒,這種顆粒不能被身體的防御機(jī)制阻擋,可以直達(dá)肺部,所以十分危險(xiǎn);
PM2.5的顆粒比PM10的更危險(xiǎn),因?yàn)樗念w粒小于2.5微米,可以穿透肺泡到達(dá)血液。
直徑約為0.1mm的粉塵顆粒有超過(guò)50%會(huì)沉積在肺部,含硅的粉塵更會(huì)對(duì)人體造成永久傷害,例如引致矽肺病。
香煙塵是常見(jiàn)的懸浮顆粒,因粒徑小(在0.001至0.1mm之間)、擴(kuò)散力強(qiáng),在靜止空氣中幾乎可以不沉落,不僅即時(shí)可見(jiàn)污染惡果,長(zhǎng)期吸入更可以導(dǎo)致肺癌。
其他常見(jiàn)的懸浮顆粒:
硅、鋁、鈣、錳、鐵(來(lái)源:泥土、地殼和建筑活動(dòng))
釩、鎳(來(lái)源:以油作為燃料的燃燒工序)
鎘、碳?xì)浠衔铮▉?lái)源:焚化)
碳、鉛、溴、碳?xì)浠衔铮▉?lái)源:汽車(chē)廢氣)
鈉、氯、鎂、鉀(來(lái)源:海洋)
硝酸鹽、硫酸鹽、銨(來(lái)源:次生污染形成物)
來(lái)源
德州斯特拉特福德沙塵暴逼近
斯泰茨伯勒監(jiān)控燃燒,準(zhǔn)備春耕
各種地點(diǎn)、活動(dòng)和因素能導(dǎo)致污染物進(jìn)入大氣。這些來(lái)源被分為兩大類(lèi)。
人因來(lái)源:
這些主要包括燃燒各種燃料。
固定污染源:包括電廠煙筒、工廠和廢物焚燒爐,以及熔爐和其它使用燃料加熱的裝置。在發(fā)展中國(guó)家和經(jīng)濟(jì)落后國(guó)家,傳統(tǒng)生物大量焚燒是污染物的主要來(lái)源;傳統(tǒng)生物燃燒包括木材、廢料和糞便。
移動(dòng)污染源:包括機(jī)動(dòng)車(chē)、船舶和飛行器。
控制燃燒:是農(nóng)業(yè)和林業(yè)管理行為??刂苹蛴?jì)劃燃燒常常在林業(yè)管理、農(nóng)業(yè)和牧場(chǎng)回復(fù)或減少溫室氣體上運(yùn)用到?;鹗巧趾途G地生態(tài)系統(tǒng)的自然成分,控制燃燒是林業(yè)管理員的工具??刂迫紵梢钥刂浦脖?,促進(jìn)森林再生。
煙霧:從涂料、發(fā)膠、清漆、氣霧噴霧器和其它溶劑散播。
廢物堆積:如垃圾場(chǎng)產(chǎn)生甲烷。甲烷易燃,接觸空氣可以爆炸。甲烷也會(huì)導(dǎo)致窒息,能在封閉區(qū)域排除氧氣。如果某一區(qū)域氧氣不足19.5%,就會(huì)引起窒息。
軍事:如核武器、有毒氣體、細(xì)菌戰(zhàn)或火箭。
自然來(lái)源:
沙塵是自然形成的,來(lái)自植被稀少的土地。
甲烷可以從動(dòng)物排泄物中產(chǎn)生,如牛糞
氡氣來(lái)自地殼的放射性衰變。氡氣是氡元素衰變產(chǎn)生的無(wú)色、無(wú)臭、自然形成、有放射性的惰性氣體,對(duì)健康有害。自然形成的氡氣可以在室內(nèi)聚集,特別是封閉區(qū)域,如地下室,常造成肺癌。
野火導(dǎo)致的煙和一氧化碳。
在某些地區(qū),植被可以排放揮發(fā)性有機(jī)污染物。這些污染物與人因初級(jí)污染物反應(yīng),如NO x 、SO 2 和碳化物,產(chǎn)生季節(jié)性次生霧霾。 紫樹(shù)類(lèi)、白楊、橡樹(shù)和柳樹(shù)都可以產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)污染物。這些物種產(chǎn)生的污染物導(dǎo)致臭氧層濃度上升八倍。
火山活動(dòng),產(chǎn)生硫、氯和煙灰。
排放因素
中國(guó)華北上空的空氣污染
空氣污染排放因素所代表的價(jià)值是人們?cè)噲D將排放到清潔空氣中的污染物數(shù)量以及排放活動(dòng)相互聯(lián)系起來(lái)的事情。這些因素常常表述污染物的量,通過(guò)單位重量、體積、距離和排污活動(dòng)持續(xù)性(如每噸煤燃燒后所產(chǎn)生的顆粒物的公斤量)。這些因素導(dǎo)致對(duì)各種空氣污染來(lái)源進(jìn)行評(píng)估。在許多例子中,這些成分常常是將所有可接受質(zhì)量進(jìn)行簡(jiǎn)單平均,并常常認(rèn)為這是對(duì)長(zhǎng)期平均數(shù)的代表值。
持久性有機(jī)污染物列表上有12種化合物。二惡英和呋喃只是其中之二,是由有機(jī)物燃燒所產(chǎn)生的,如燃燒塑料。持久性有機(jī)污染物也是內(nèi)分泌干擾素,可以扭曲人類(lèi)基因。
暴露在空氣污染物下
空氣污染風(fēng)險(xiǎn)是污染物危害和暴露在污染物下所產(chǎn)生的負(fù)面功能。暴露在空氣污染物可以表述為對(duì)某人、某些人群(如某郡的鄰里或兒童)或是對(duì)所有人的影響。例如,某人想要計(jì)算在某一地理區(qū)域內(nèi)暴露在有害氣體下的問(wèn)題,這包括各種微觀環(huán)境和年齡人群。這可以被計(jì)算 吸入量。計(jì)量可以為在各種場(chǎng)合下每日暴露量(如室內(nèi)微觀環(huán)境和戶外地點(diǎn))。暴露需要包含各個(gè)年齡層和其它人口統(tǒng)計(jì)人群,特別是嬰兒、兒童、孕婦和其它敏感次人群。暴露在空氣污染物下需要綜合空氣污染物濃度、各地時(shí)間和每個(gè)次人群在某一時(shí)間的吸入量,以及該次人群所參與的活動(dòng)(游戲、做飯、閱讀、工作等)。例如,小孩吸入率比成人小。小孩參與各種劇烈活動(dòng)比參與安靜活動(dòng)的兒童吸入率要大。這樣,每日暴露需要反映在微觀環(huán)境中所花費(fèi)的時(shí)間以及活動(dòng)種類(lèi)。每個(gè)微觀環(huán)境的空氣污染物濃度需要總結(jié)以判斷這一暴露。
室內(nèi)空氣質(zhì)量
印度新德里空氣質(zhì)量監(jiān)視器
通風(fēng)不順暢導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染濃度上升,而人們待在屋子里時(shí)間太久。氡氣是致癌氣體,在地球某些地方會(huì)散布出來(lái),進(jìn)入屋子里。建材,如地毯和膠合板會(huì)散發(fā)出甲醛(H 2 CO)。圖畫(huà)和溶劑在變干時(shí)會(huì)散發(fā)出揮發(fā)性有機(jī)化合物。鉛畫(huà)會(huì)蛻變?yōu)閴m土,被人體吸入。一些空氣污染物是由空氣清新劑、熏香和其它香水造成的。爐子里的柴火也會(huì)造成許多煙塵。 室內(nèi)致命的污染物可能是使用殺蟲(chóng)劑和其它化學(xué)物質(zhì),缺乏通風(fēng)所致。
一氧化碳(CO)中毒和致命常常是由于煙筒出問(wèn)題導(dǎo)致的,或是在屋子里燒煤。慢性一氧化碳中毒甚至可以因信號(hào)燈燃燒不良引發(fā)。所有的室內(nèi)下水道都有存水彎,防止臭氣和硫化氫反進(jìn)室內(nèi)。在干洗數(shù)日后,衣物依然會(huì)散發(fā)出全氯乙烯或其它干洗液體。
雖然石棉已經(jīng)在許多國(guó)家禁止使用,但許多工業(yè)和室內(nèi)環(huán)境所留存的石棉依然很多,留下許多健康隱患。石棉會(huì)導(dǎo)致慢性炎癥,影響肺部組織。在長(zhǎng)期、大量接觸石棉后會(huì)導(dǎo)致石棉在肺部積存?;颊邥?huì)出現(xiàn)呼吸困難,會(huì)誘發(fā)各種肺癌出現(xiàn)。由于非技術(shù)文獻(xiàn)常常解釋不清楚這一問(wèn)題,人們應(yīng)該對(duì)一些疾病進(jìn)行區(qū)分。根據(jù)世界衛(wèi)生組織,這些包括石棉肺癌和腹膜間皮細(xì)胞瘤(非常罕見(jiàn)的癌癥形式,總是與長(zhǎng)期接觸石棉時(shí)出現(xiàn))。
室內(nèi)空氣污染的生物來(lái)源包括氣體和顆粒物。寵物會(huì)產(chǎn)生皮屑,人也會(huì)產(chǎn)生皮屑和頭發(fā)絲,床上、地?cái)偵虾图揖呱系膲m螨會(huì)產(chǎn)生酶和微小的糞便、排放甲醛、導(dǎo)致墻壁發(fā)霉、產(chǎn)生霉菌毒素和孢子??照{(diào)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生軍團(tuán)桿菌病和霉菌,室內(nèi)植物、土壤和周?chē)幕▓@也會(huì)產(chǎn)生花粉、塵土和霉菌。缺乏空氣通風(fēng)會(huì)導(dǎo)致空氣污染物堆積,以至于比自然含量還要高。
影響
2004年全球各地死于空氣污染的人口。
衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到的二氧化硫濃度,2002-2004年
空氣污染的一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)因素是導(dǎo)致一系列健康問(wèn)題,包括呼吸感染、心臟病、慢性阻塞性肺病、中風(fēng)和肺癌。 由空氣污染所導(dǎo)致的健康問(wèn)題可能包括呼吸困難、哮喘、咳嗽、氣喘、甚至是加重現(xiàn)有的呼吸和心肺疾病。這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致用藥增多,頻繁出入急診室,死亡率提升。因空氣質(zhì)量低劣所導(dǎo)致的人類(lèi)健康惡化普遍存在,但主要影響的是心肺系統(tǒng)。個(gè)人對(duì)空氣污染的反應(yīng)不同,取決于污染物的種類(lèi)、暴露情況、個(gè)人的健康狀況和基因因素等。 就室內(nèi)室外空氣污染死亡率上來(lái)說(shuō),發(fā)展中國(guó)家年齡不滿5歲的兒童受到的危害最大。
死亡率
據(jù)估算,每年約有700萬(wàn)人死于各種空氣污染。 印度空氣污染死亡率最高。 根據(jù)世界衛(wèi)生組織,印度中風(fēng)死亡率也很多。
在歐盟,空氣污染會(huì)減少壽命預(yù)期九個(gè)月。 所導(dǎo)致的疾病包括中風(fēng)、心臟病、慢性阻塞性肺病、肺癌和肺部感染。
美國(guó)環(huán)保局估算如果對(duì)柴油機(jī)技術(shù)進(jìn)行改良( 第二級(jí) )會(huì)減少 過(guò)早死亡 12,000起、心臟病15,000起、兒童哮喘急診6,000起、呼吸性疾病8,900起。
美國(guó)環(huán)保局估算相比目前的75-ppb(十億分之一)地面臭氧濃度若為65-ppb,2020年全世界會(huì)減少1,700到5,100起過(guò)早死亡。環(huán)保局計(jì)劃的更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)可以預(yù)防26,000起嚴(yán)重哮喘,以及數(shù)以百萬(wàn)的病假問(wèn)題。
一項(xiàng)在南加州洛杉磯盆地和圣華金谷進(jìn)行的空氣污染成本和健康的新經(jīng)濟(jì)研究揭示,由于空氣污染水平違反聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致每年超過(guò)3,800人過(guò)早死亡(比正常早了14年)。同一地區(qū)每年因此過(guò)早死亡的人數(shù)大于機(jī)動(dòng)車(chē)事故的死亡率,后者少于每年2,000起。
柴油尾氣也是制造空氣污染物的主要元兇之一。在一些人類(lèi)實(shí)驗(yàn)中放置柴油尾氣,會(huì)導(dǎo)致急性血管功能障礙和血栓形成。 這顯示之前所述的空氣污染顆粒物與心血管發(fā)病率和死亡率之間存在關(guān)系。
心血管疾病
2007年一份研究顯示暴露在環(huán)境空氣污染下與死于心血管疾病成正面相關(guān)(范圍:每10μg/m 增加12%到14%)。
空氣污染也會(huì)增加中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn),特別是在發(fā)展中國(guó)家,那里的污染水平最高。 2007年一份研究顯示婦女受空氣污染不但會(huì)引發(fā)出血性中風(fēng),而且會(huì)引發(fā)缺血性中風(fēng)。 在2011年定群研究中發(fā)現(xiàn),空氣污染也與冠狀動(dòng)脈中風(fēng)發(fā)生率和死亡率增加有關(guān)。 研究認(rèn)為影響可能包括血管收縮、低水平炎癥和植物性神經(jīng)系統(tǒng)失衡等機(jī)制問(wèn)題。
肺病
慢性阻塞性肺病包括慢性支氣管炎和肺氣腫。
研究顯示暴露在交通空氣污染下導(dǎo)致哮喘和慢性阻塞性肺病患病風(fēng)險(xiǎn)增加 另外,空氣污染與哮喘和慢性阻塞性肺病住院率和死亡率增加都有關(guān)系。
由于1952年倫敦?zé)熿F事件,1960-1961年的一項(xiàng)調(diào)查對(duì)比倫敦293位居民和格羅斯特、彼得伯格、諾維奇的477位居民,顯示后三城患慢性支氣管炎死亡率都相對(duì)較低。所有研究對(duì)象都是男性郵遞車(chē)駕駛員,年齡在40到59歲之間。與居住在邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的對(duì)象對(duì)比,倫敦對(duì)象呼吸道癥狀更加嚴(yán)重(包括咳嗽、痰和呼吸困難),肺功能下降(FEV 1 和峰值流量),痰多膿多。對(duì)于年齡在50-59歲的對(duì)象來(lái)說(shuō),差別更大。研究控制了年齡和吸煙習(xí)慣,因此空氣污染結(jié)果更可能被展示出來(lái)。
和囊腫性纖維化類(lèi)似,居住在日益城鎮(zhèn)化的環(huán)境里導(dǎo)致健康狀況更加惡化。研究顯示城市患者黏液分泌過(guò)多、肺功能低下、自查慢性支氣管炎和肺氣腫更多。
癌癥
就暴露在空氣污染下是否是癌癥風(fēng)險(xiǎn)因素這一問(wèn)題,2007年的研究得到確切數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期暴露在PM2.5(細(xì)顆粒物)下每增加10μg/m 就會(huì)增加非事故死亡率6%。暴露在PM2.5下也與肺癌死亡率風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)(范圍:每增加10μg/m 提高15%到21%)以及綜合心血管死亡率(范圍:每增加10μg/m 提高12%到14%)。研究進(jìn)一步注意到生活再繁忙交通要道附近會(huì)增加上述三種風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果——增加肺癌死亡率、心血管疾病死亡率和綜合非事故死亡率。研究人員也發(fā)現(xiàn)暴露在PM2.5下與冠心病死亡率正向相關(guān),暴露在SO 2 下會(huì)增加肺癌死亡率,但研究數(shù)據(jù)沒(méi)有找到過(guò)硬的結(jié)論。 另一項(xiàng)研究顯示活動(dòng)量增大導(dǎo)致氣溶膠顆粒加速沉積在人體肺部,因此建議在高污染區(qū)域內(nèi)減少?gòu)?qiáng)體力活動(dòng),如在室外跑步。
2011年,丹麥大型流行病研究發(fā)現(xiàn)在氧化氮濃度較高的地區(qū)居住,導(dǎo)致居民患肺癌幾率增大。研究中,非吸煙者關(guān)系比吸煙者還大。 2011年,另一項(xiàng)丹麥研究也發(fā)現(xiàn)空氣污染和其它癌癥形式有關(guān),如頸癌和腦癌。
兒童
在美國(guó),雖然潔凈空氣法案于1970年通過(guò),但在2002年至少有1.46億名美國(guó)人居住在未達(dá)標(biāo)區(qū)域里,即該區(qū)域空氣污染物濃度超過(guò)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)。 這些危險(xiǎn)的污染物被稱之為標(biāo)準(zhǔn)污染物,包括臭氧、顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和鉛。新德里等城市也采取了相應(yīng)的兒童保護(hù)措施,印度公交車(chē)現(xiàn)在使用了壓縮天然氣以減少“豆子湯”式霧霾。 歐洲最新研究顯示暴露在超細(xì)顆粒物下會(huì)導(dǎo)致兒童血壓上升。
對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響
數(shù)據(jù)顯示持續(xù)暴露在空氣污染下回影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
2014年6月,羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究在《環(huán)境健康展望》上發(fā)布,發(fā)現(xiàn)過(guò)早暴露在空氣污染所導(dǎo)致的大腦傷害等同于孤獨(dú)癥和精神分裂癥。研究也顯示空氣污染也會(huì)影響短期記憶、學(xué)習(xí)能力和沖動(dòng)性。鉛研究員狄波拉·柯里-施樂(lè)塔教授稱:“當(dāng)我們仔細(xì)觀察腦室,我們可以發(fā)現(xiàn)通常環(huán)繞的白質(zhì)沒(méi)有完全發(fā)育。這好像是因?yàn)檠装Y損害了腦細(xì)胞,腦室則干脆膨脹來(lái)填充空間。我們的研究也發(fā)現(xiàn)有關(guān)身體成長(zhǎng)的證據(jù),即空氣污染與孤獨(dú)癥有關(guān),以及其它神經(jīng)紊亂問(wèn)題?!笨諝馕廴緦?duì)男性的負(fù)面影響比女性更大。
相對(duì)“干凈”地區(qū)
即便某些地區(qū)空氣污染水平相對(duì)較低,公共健康依然會(huì)受到嚴(yán)重影響,這是因?yàn)槲氲娜硕唷?005年不列顛哥倫比亞肺協(xié)會(huì)科學(xué)研究顯示,2010年空氣質(zhì)量進(jìn)步一小步(PM2.5和臭氧濃度減少1%)會(huì)使得溫哥華市區(qū)增加2900萬(wàn)美元年存款。 這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)時(shí)根據(jù)健康評(píng)估中致命和非致命影響得出的。
生態(tài)系統(tǒng)
煙塵等粒子覆蓋植物的葉片,阻礙植物吸收陽(yáng)光,因此降低光合作用的效率。二氧化硫、二氧化氮溶于空氣中的水分,形成 酸雨、酸霧、酸雪,或直接溶于水體(湖泊、溪澗) ,降低水土酸堿度,使植物和水中生物死亡。二氧化硫能直接殺死地衣??諝馕廴緦?dǎo)致全球增溫、臭氧耗損、破壞生態(tài)系統(tǒng)。
2014年,印度報(bào)道空氣污染導(dǎo)致農(nóng)作物歉收,2010年污染最嚴(yán)重的地方與1980年水平相比減產(chǎn)過(guò)半。
社會(huì)
空氣污染導(dǎo)致的酸雨侵蝕金屬及大理石建筑、雕像,毀壞戶外文物、藝術(shù)品。降低土壤酸堿度,降低農(nóng)產(chǎn)品收成。光化學(xué)煙霧降低能見(jiàn)度,影響旅游業(yè)及對(duì)空中交通造成危險(xiǎn)。因空氣污染而致病的人口造成醫(yī)療負(fù)擔(dān)。令能見(jiàn)度下降,游客減少,經(jīng)濟(jì)倒退。
空氣污染一般集中在人口密集的大都市里,特別是在缺乏環(huán)境監(jiān)管或疏于管理的發(fā)展中國(guó)家。 然而,即便在發(fā)達(dá)國(guó)家里,人口密集地區(qū)污染也達(dá)到了臭不可聞的地步,如洛杉磯和羅馬就是兩個(gè)例子。 在2002年和2011年,北京肺癌發(fā)病率翻了將近一番。
世界上最嚴(yán)重的短期市民污染事件為印度1984年博帕爾事件。 氰化物從美國(guó)聯(lián)合碳化物工廠泄漏出來(lái),瞬間要了25,000人的命,受傷人數(shù)在150,000到600,000人左右。英國(guó)最嚴(yán)重的空氣污染事件是1952年倫敦?zé)熿F事件。在6天中,超過(guò)4,000斃命,近期評(píng)估的數(shù)據(jù)則為接近12,000人。 前蘇聯(lián)靠近葉卡捷琳堡的生物武器實(shí)驗(yàn)室在1979年發(fā)生炭疽病泄漏,即斯維爾德洛夫斯克炭疽泄漏事件,導(dǎo)致至少64人死亡。 最嚴(yán)重的單次污染事件為1948年10月美國(guó)賓夕法尼亞州多諾拉鎮(zhèn)事故,導(dǎo)致20人死亡,超過(guò)7,000人受傷。
污染物的測(cè)量
開(kāi)羅霧霾
一般用μg/m (微克/每立方米)作為單位;也有用PPM(parts per million,百萬(wàn)分率)作為單位。測(cè)量的標(biāo)地為一般常見(jiàn)單一污染物,例如可吸入懸浮粒子、一氧化碳。在不同天氣、風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、相對(duì)濕度下測(cè)量得的各項(xiàng)數(shù)值有差異。在周末/工作天、繁忙/非繁忙時(shí)段、空氣污染高峰時(shí)間/平時(shí),所測(cè)量得的數(shù)值皆有差異。
空氣質(zhì)量預(yù)報(bào),是指利用各種技術(shù)對(duì)空氣中的污染物濃度及其時(shí)空分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。就預(yù)報(bào)方法而言,空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)方法包括:數(shù)值預(yù)報(bào)、統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)、潛勢(shì)預(yù)報(bào)。
加拿大
在加拿大,空氣污染對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)的影響是由空氣質(zhì)量健康指數(shù)(Air Quality Health Index)。該健康工具有助于進(jìn)行決策,減少短期污染物暴露程度,在空氣污染物濃度增高時(shí)調(diào)節(jié)活動(dòng)。
空氣質(zhì)量健康指數(shù)是一聯(lián)邦項(xiàng)目,由加拿大環(huán)境部和加拿大衛(wèi)生部主辦。指數(shù)也得到了地方政府和事業(yè)單位的支持??諝赓|(zhì)量健康指數(shù)可以檢測(cè)健康威脅,參與社區(qū)互動(dòng),強(qiáng)化執(zhí)行。該指數(shù)范圍為從1到10+,用以表示當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量對(duì)健康的威脅。有時(shí),當(dāng)空氣污染物濃度異常高時(shí),數(shù)值會(huì)超過(guò)10。該數(shù)值也提供未來(lái)空氣預(yù)測(cè),為健康提供建議。
即便是低水平的空氣污染也會(huì)對(duì)敏感人群帶來(lái)不適,而指數(shù)是連續(xù)性的:數(shù)值越高,對(duì)健康的威脅越大,需要多加注意。數(shù)值與健康的關(guān)系是"低"、"中"、"高"或"非常高",并給出相應(yīng)的行為建議。
該尺度是根據(jù)觀察二氧化氮(NO 2 )、地面臭氧(O 3 )和顆粒物(PM 2.5 )與死亡率之間的關(guān)系得出的,在加拿大一些城市進(jìn)行分析。重要的是,上述三種污染物即便含量不多,對(duì)健康也依然存在威脅,特別是與其它已存的健康威脅一同來(lái)襲時(shí)尤甚。
在研發(fā)空氣質(zhì)量健康指數(shù)時(shí),加拿大衛(wèi)生部最初的污染物分析數(shù)據(jù)包括五種:顆粒物、臭氧、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO 2 )和一氧化碳(CO)。后兩種對(duì)健康影響測(cè)不準(zhǔn),就沒(méi)有納入公式。
空氣質(zhì)量健康指數(shù)無(wú)法檢測(cè)臭味、花粉、粉塵、氣溫或濕度。
能減低空氣污染的措施
各種空氣污染控制技術(shù)和土地規(guī)劃策略都可以減少空氣污染。 在最基本層面上,土地規(guī)劃常包括區(qū)域和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。在最發(fā)達(dá)國(guó)家,土地規(guī)劃是社會(huì)政策的重要部分,保證土地在經(jīng)濟(jì)和人口上能夠得到最大優(yōu)化,包括環(huán)境保護(hù)。
減少污染物移動(dòng)來(lái)源包括初級(jí)管理(很多發(fā)展中國(guó)家都有許可性管理),新資源延伸管理(如船舶、農(nóng)業(yè)設(shè)備、小型燃?xì)怛?qū)動(dòng)設(shè)備,如線式修邊機(jī)、鏈鋸、雪地車(chē)),增加油料效率(如使用混合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)),轉(zhuǎn)用清潔能源(如生物乙醇、生物柴油或電動(dòng)車(chē))。
一些對(duì)二氧化鈦的研究觀察了其減少空氣污染的能力。紫外線可以從該物質(zhì)上打出自由電子,釋放游離基,解開(kāi)揮發(fā)性有機(jī)污染物和NOx氣體。一種形式是超親水。
控制設(shè)備
如下設(shè)備常用于工業(yè)和交通業(yè)污染控制。它們要么可以摧毀污染物,或是從污染流中將污染物清除出來(lái),防止它們進(jìn)入大氣。
顆??刂?
麻煩地區(qū)
空氣污染麻煩地區(qū)是空氣污染物排放導(dǎo)致個(gè)人健康負(fù)面效應(yīng)持續(xù)增加的地方。 麻煩地區(qū)常見(jiàn)于人口高度密集、城市地區(qū),那里聚集了固定污染源(如工廠)和移動(dòng)污染源(如汽車(chē)和卡車(chē))。從這些來(lái)源散布的污染會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病、兒童哮喘、癌癥和其它健康問(wèn)題。每年,細(xì)顆粒物如柴油碳煙導(dǎo)致超過(guò)320萬(wàn)過(guò)早死亡,成為重要問(wèn)題。污染物很細(xì)小,可以沉積在肺里,進(jìn)入血管。 柴油碳煙會(huì)聚集在人口密集的地區(qū)。
空氣污染麻煩地區(qū)會(huì)影響各類(lèi)人群,一些人群卻更可能居住在這里。之前的研究顯示,種族或收入會(huì)影響污染物暴露的情況。有害土地使用(有毒物質(zhì)存放和廢料處理、工廠、主要道路)常常設(shè)立在窮人區(qū)域。社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位低下也會(huì)遭受到各種麻煩,包括種族問(wèn)題,使得問(wèn)題缺乏管控或無(wú)法搬遷到污染物較少的地方。這些社區(qū)污染物負(fù)擔(dān)沉重,更容易遭到健康威脅,如癌癥或哮喘。
研究顯示,種族和收入差距不但與污染物暴露程度有關(guān),而且與健康問(wèn)題有關(guān)。 相比特權(quán)階級(jí)來(lái)說(shuō),社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位卑微和少數(shù)族裔更容易因暴露在污染物下而遭到健康損害。 黑人和拉美人比白人和亞裔面對(duì)的污染物更多,低收入社區(qū)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)更大。 種族不平等,特別是在美國(guó)南方郊區(qū)和美國(guó)西部城市內(nèi)尤甚。 住在公寓里的居民收入常常不高,無(wú)法搬遷到污染物較少的地區(qū),受到臨近精煉廠和化工廠的影響更大。
大氣擴(kuò)散模型
空氣污染上升擴(kuò)散高斯視圖,應(yīng)用于許多大氣擴(kuò)撒模型。
分析空氣污染的基本工具是各種數(shù)學(xué)模型,可以預(yù)測(cè)空氣污染物在大氣層低位的轉(zhuǎn)播?;痉椒ㄓ校?/span>
點(diǎn)擴(kuò)散 ( 英語(yǔ) : Air pollution dispersion terminology#Air pollutant emission ) ,用于工業(yè)源
線性擴(kuò)散 ( 英語(yǔ) : Air pollution dispersion terminology#Air pollutant emission ) ,用于機(jī)場(chǎng)和道路空氣擴(kuò)散模型
區(qū)域擴(kuò)散 ( 英語(yǔ) : Air pollution dispersion terminology#Air pollutant emission ) ,用于森林防火和沙塵暴
光化學(xué)模型,用于分析形成霧霾的污染反應(yīng)
點(diǎn)擴(kuò)撒模型理解得最透徹,因?yàn)樗跀?shù)學(xué)上相對(duì)簡(jiǎn)單,研究的時(shí)間比較長(zhǎng),可以追溯到1900年,它使用高斯擴(kuò)撒模型模擬持續(xù)上浮污染卷流,預(yù)測(cè)空氣污染等濃度線,并考慮了空氣速度、煙囪高度、排放率和穩(wěn)定度。 這種模型被詳盡證明和矯正,檢驗(yàn)了各種大氣環(huán)境的數(shù)據(jù)。
參看
污染
排污交易
溫室效應(yīng)
全球暖化
京都議定書(shū)
室內(nèi)空氣污染
空氣污染指數(shù)
最佳可行控制技術(shù)
更多閱讀
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