其他大气污染物及危害

环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指从污染源直接排入大气的污染物质，如CO，NO，SO2等，也称原发性污染物。二次污染物是指由一次污染物与空气中原有成分发生反应，或污染物之间反应而产生一系列新的污染物质，如臭氧（O3）、硫酸盐颗粒物等，又称继发性污染物，其物理、化学性状与一次污染物不同，而且二次污染物比一次污染物危害更大。此外，大气污染物按化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物等，下面介绍几种主要大气污染物的来源及其危害途径。

1）含硫化合物

大气中的含硫化合物主要有SO2、SO3、H2 S、H2 SO4及其盐等，它们主要来源于煤（含硫量为0.5%～6%）和石油（含硫的质量分数为0.5%～3.0%）的燃烧，冶金厂和硫酸厂等也向大气中排放SO2气体。全世界每年由人为来源排入大气的SO2约有146×106 t，其中约有60%来自煤的燃烧，30%左右来自石油燃烧和炼制过程。大气中的SO2约有50%会转化形成硫酸或硫酸根，另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。

大气中的SO2对人体的呼吸道危害很大，它能刺激呼吸道并增加呼吸阻力，造成呼吸困难。对于已有呼吸系统疾病（尤其是支气管炎及心血管病）的人更容易受到影响，除肺部功能改变外，还伴有一些明显症状，如气喘、气促、咳嗽等。二氧化硫亦会导致死亡率上升，尤其是在悬浮粒子协同作用下，形成硫酸酸雾。此外，SO2对植物也有危害。高含量的SO2会损伤叶组织（叶坏死），长期与SO2接触会造成缺绿病或黄萎。

SO2的城市浓度具有明显变化规律，SO2的质量浓度在夏季低，且一天内变化不大。在冬季（采暖期）不但质量浓度增高，而且一天内浓度变化较大，早八点和晚六点到八点出现两个峰值，这是由于早、晚SO2排放量大，且逆温层低，空气稳定，排放的SO2不易扩散。

2）氮氧化物（NOx）

造成大气污染的NOx主要是NO和NO2，它们主要来自矿物燃料的高温燃烧（汽车及其他内燃机）、生产和使用硝酸的工厂所排放的尾气、金属冶炼等。城市大气中的NOx（NO和NO2）一般有2／3来自汽车等流动燃烧源的排放，1／3来自固定燃烧源的排放，且90%以上为NO；NO2的数量很少，占0.5%～10%。大气中NOx最终将转变为硝酸和硝酸盐微粒，经湿沉降和干沉降从大气中去除，其中湿沉降是最主要的消除方式。

NO的生物化学活性和毒性都不如NO2，NO2具有腐蚀性和生理刺激作用，如果NO2的体积分数为50×10-6～100×10-6时，吸入几分钟或一个小时，就会引起6～8周的肺炎，此后能恢复正常；如果NO2的体积分数为100×10-6～200×10-6时，就会造成纤维组织变性，引起支气管炎，不及时治疗，将于中毒3～5周死亡。呼吸系统有问题的人，如哮喘患者，较易受二氧化氮的影响。对儿童来说，可能会造成肺部发育受损。

此外，NOx还是导致大气光化学污染的重要污染物质，也是酸雨的来源之一。

3）碳氧化物（COx）

COx主要有CO和CO2。其中CO是矿物燃料不完全燃烧的产物。

据估计，在全球范围内，CO的人为来源为600×106～1 250×106 t／a，其中80%是由汽车排放出来的，城市空气中CO含量与交通流量成正比。交通高峰期，CO含量大，如城市交通道口CO的含量（体积分数）可达5×10-5～1×10-4，而且行车速度越低，燃料燃烧越不完全，汽车尾气中CO含量越大。家庭炉灶，工业燃烧锅炉，煤气加工等工业过程也排放大量的CO。

大气中CO的去除有土壤吸收和与HO自由基反应。

CO＋HO→CO2＋H

H＋O2＋M→HO2＋M

CO＋HO2→CO2＋HO

CO对人体的危害主要是阻碍体内氧气输送，使人体缺氧窒息。但CO排入空气后，由于扩散和氧化，一般在大气中不会达到引起窒息的浓度。CO的主要危害在于参与光化学烟雾的形成。此外，CO本身也是一种温室气体，可以导致温室效应。

CO2的人为来源主要是来自矿物燃料的燃烧过程，天然来源主要是海洋脱气、动植物呼吸、甲烷的转化等。

CO2对人体没有显著的危害作用。CO2在大气污染问题中，是一种重要的温室气体，能够导致温室效应的发生，从而引发一系列的全球性环境问题。

4）碳氢化合物（HC）

自然界中的碳氢化合物主要来源于生物的分解。人为造成的碳氢化合物污染，主要是燃料不完全燃烧和有机物的蒸发，其中以汽车尾气最为突出。

目前，大气中检出的烷烃有100多种，低于6个碳原子的烷烃有较高的蒸气压，在大气中多以气态形式存在。碳链长的烃类常形成气溶胶或吸附到其他颗粒物上。

碳氢化合物是大气中重要的污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。

5）硫酸烟雾型污染

硫酸烟雾又称为“伦敦型烟雾”，最早发生在英国伦敦，它主要是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物质所造成的大气污染现象，这种污染多发生在冬季、气温较低、湿度较高和日光较弱的气象条件下。如1952年12月在伦敦发生的一次硫酸烟雾污染事件。当时伦敦上空受冷高压控制，高空中的云阻挡了来自太阳的光。地面温度迅速降低，相对湿度高达80%，于是就形成了雾。由于地面温度低，上空又形成了一个逆温层。大量家庭的烟囱和工厂所排放出来的烟雾就积聚在低层大气中，难以扩散，这样在低层大气中就形成了很浓的黄色烟雾。

在硫酸烟雾的形成过程中，SO2转变为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁及氨的催化作用而加速完成。当然SO2的氧化速率还会受到其他污染物、温度以及光强等的影响。

硫酸烟雾型污染物，从化学上看是属于还原性混合物，故称此烟雾为还原烟雾。而光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾。这两种烟雾在许多方面具有相反的化学行为。它们发生污染的根源各有不同，硫酸烟雾主要是燃煤引起的，光化学烟雾则主要是由汽车排气引起的。目前已发现两种烟雾污染可交替发生。例如，广州夏季是以光化学烟雾为主，而冬季则以硫酸烟雾为主。

6）光化学烟雾

光化学烟雾的形成是大气中有氮氧化合物和碳氢化合物存在，大气温度较低和逆温气候条件，而且有强烈的阳光照射，经过一系列光化学反应形成的二次污染物。

光化学烟雾成分复杂，主要成分有臭氧（90%）、过氧乙酰基硝酸酯（即PAN，占10%）、高活性自由基、醛和酮等。由于光化学反应及其NOx、HC、O3之间的协同作用，使其污染危害远超过这些污染物的单独作用。

知识拓展

（1）灰霾。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象增多，危害加重。我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报，统称为“雾霾天气”。其实雾与霾从某种角度来说是有很大差别的。

灰霾就是大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10 km的空气普遍有混浊现象，使远处光亮物微带黄、红色，使黑暗物微带蓝色，凡能见度小于3 km则属严重灰霾现象。

霾的本质是“细粒子污染”，主要来自工业废气排放、汽车尾气等气体污染物经过一系列化学反应所形成的“二次污染物”。散播到空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气变得混浊，视野模糊，能见度差。

2010年6月1日，中国气象局发布的《霾（灰霾）的观测和预报等级》正式实施。灰霾所含灰尘较多，雾主要是水汽，两者之间在湿度及能见度上略有差异。灰霾的预报等级分为轻微、轻度、中度、重度4级。

20世纪80年代以前，我国城市每年灰霾的天气记录也就几天或十几天。此后，灰霾的天数猛增，有的城市1年中有100～200天。

灰霾主要集中在兰州、沈阳、北京这样的大城市，以及京津冀、长江三角洲和珠江三角洲等人口稠密、经济发达的地区。

中国气象局广州热带海洋气象研究所大气环境首席研究员吴兑说，“工业发展超过环境负荷，珠三角从机械污染、化学污染过渡到多种污染并存局面，国外发达国家完成这一污染过程花了200年，而我们只花了30年，就完成了3个污染阶段的演变。”

今天的灰霾已不是大自然的产物，而是工业文明带来的麻烦，它含有大量致癌物质。

资料来源http：／／www.sina.com.cn 2010年02月02日10：32 卫生与生活报。

（2）美国洛杉矶光化学烟雾事件

1943年，在美国洛杉矶首次出现了这种污染现象。洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，气候温暖，是美国西部工商业第一大城市。从20世纪40年代初开始，人们就发现，每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致百千米以外的海拔2 000 m高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅1950—1951年，美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上老人达400多人；1970年，约有75%以上的市民患上了红眼病。

以臭氧（90%以上）为主的光化学烟雾污染是大气污染物中危害最严重的污染物，其对人体、植物、材料等危害程度远比酸雨大得多。光化学烟雾影响人的呼吸道功能，特别是会损伤儿童的肺功能；引发胸疼、恶心、疲乏等症状；植物长期遭受臭氧污染，可导致高产作物高产性能的消失，甚至使植物丧失遗传基础。由于臭氧影响细胞的渗透性，降低了光合作用，使植物根部缺乏营养，同时又影响根部向上输送养料和水分。研究证明，臭氧是毒害植物的罪魁祸首。美国植物因光化学烟雾污染，每一年减产12%～13%。另外，光化学烟雾还会促成酸雨形成，并使染料、绘画褪色，橡胶变硬。

继洛杉矶之后，光化学烟雾污染在世界各地不断出现，如日本的东京、大阪，英国的伦敦等，我国虽然只在兰州等少数地区发现光化学烟雾污染，但随着我国汽车工业的迅速发展，氮氧化物和碳氢化合物排放量也相应上升，因此机动车尾气将是21世纪我国大气主要污染物之一。同时，由于我国近年来对大气中的二氧化硫进行了有效的控制，我国大气污染趋势已由过去燃煤为主的二氧化硫污染，转变为以机动车为主的氮氧化物污染。目前，广州的氮氧化物的浓度已是二氧化硫的2倍，北京的氮氧化物是二氧化硫的1.5倍，上海的氮氧化物高出二氧化硫30%。