汽车尾气导致酸雨

入冬以来，中国许多地方出现严重雾霾天气，PM2．5大大超标，其中以北京及其周边地区最为严重。中国工程院钟南山院士在接受央视记者采访时表示：大气污染比“非典”可怕得多，“非典”可以隔离，但是大气污染任何人都跑不掉。的确，雾霾之下，没有人能自强不“吸”。

如前所述，大气污染物主要包含颗粒物质、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等，其对社会环境、人类健康造成严重危害。

一、大气颗粒物的危害

颗粒物质是漂浮在大气中的固体和液体微粒。微粒的直径可以小到不足0．1微米，最大可以超过500微米。较大的颗粒物质可以因重力沉降而离开大气，小的颗粒物质则能在空气中漂流很长时间，甚至可以随气流环绕全球运动。

（一）影响交通

大气中的颗粒物质能散射和吸收阳光，使能见度降低，导致航班延误，高速公路封道、市区交通瘫痪，出行困难，严重影响交通，增加汽车与航空事故（图1-63）。

图1-63 影响交通安全

（二）破坏建筑文物

据其化学成分和物理性能，尘粒物质能对建筑物起到广泛的破坏作用。尘粒落到涂过涂料的建筑物表面、玻璃幕墙上，就会把它弄脏。每年对建筑物和构筑物内外重新涂装和清洗费用相当可观。大气中的粉尘和有害气体，对文物腐蚀速度加快，主要表现在金属文物锈蚀矿化，石质文物酥解剥落，纺织品、壁画褪色长霉。

颗粒物质在空气潮湿时还会腐蚀金属，污损建筑物、雕塑品、油漆表面和服装，颗粒物质还会损害电子设备，原因是它能对电接点发生化学腐蚀和机械作用。

（三）影响植物生长

颗粒物质对植物的危害也是显而易见的（图1-64）。粉尘降落到植物叶片上，能堵塞叶子上的气孔，抑制叶片的呼吸作用；同时，妨碍光合作用，抑制植物生长，还会危及其繁育。

图1-64 粉尘污染影响植物生长

动物吃了粘有毒尘粒的植物时，健康就会受到损害。这些有毒化合物会被吸收进植物组织或成为植物表面污染而存在下去。动物摄取带有含氟颗粒物的植物就能导致氟中毒，如牛羊吃了有含砷颗粒沉降在上面的植物，就会成为砷中毒的牺牲品。

（四）损害人体健康

颗粒物的成分包括硫酸盐、硝酸银和黑炭等污染物，它们可深入肺部和心血管系统，增加罹患中风、心脏病、肺癌以及包括哮喘在内的急慢性呼吸道疾病的风险。

直径在10微米左右的颗粒物质产生的危害最为严重，它们可以直接深入肺部，在肺泡内沉积，也可以进入血液，输往身体各部。直径在10微米以上的，几乎都可以被鼻毛、呼吸道黏液挡住，不会进入肺泡。直径在2．5～10微米的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小。

与较粗的大气颗粒物相比，PM2．5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响较大。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大（图1-65）。

图1-65 图解PM2．5致病机理

许多研究证实，城市颗粒物质浓度越高，死亡率和发病率也越高，其中呼吸道疾病，特别是气管炎、肺气肿等慢性病，同颗粒物质浓度的关系最为密切。

2009年中国环境科学杂志一篇名为《我国人群大气颗粒物污染暴露—反应关系的研究》的文章对中国城市PM2．5浓度和居民死亡率之间的关系作过统计分析。分析显示，PM10浓度每增加10微克／立方米，人群急性死亡率、呼吸系统疾病和心血管疾病死亡率分别增加0．38％、0．65％和0．40％；PM2．5浓度每增加10微克／立方米，人群急性死亡率、呼吸系统疾病和心血管疾病死亡率分别增加0．40％、1．43％和0．53％，这不但证明了空气中可吸入颗粒物对人体存在危害，更证明了PM2．5对健康的危害高于PM10。

据《新世纪》周刊报道，早在2007年，世界银行和中国国家环保总局共同开展过一项研究，形成的结论之一是：以PM10为指标衡量的空气污染，每年在中国导致35万～40万人“早死”。中科院研究已经基本证明大气污染与呼吸道疾病死亡率正相关。北京市近年肺癌患病率显著提高，2012年平均每天确诊104个肺癌病人。对广州市肺癌致死率与灰霾关系的研究表明，考虑7年滞后期，肺癌致死率和气溶胶消光系数的相关系数高达0．97。

世卫组织指出，颗粒物和细颗粒物高度集中造成的环境污染是影响健康的一大风险，每年导致全世界300多万人过早死亡。但如果将颗粒物污染从每立方米70微克降到20微克，因空气污染导致的相关死亡可能减少约15％。

二、硫氧化物的危害

硫的氧化物是指二氧化硫和三氧化硫，大气中的硫氧化物主要来自高硫煤和石油的大量燃烧，其余来自自然界中的有机物腐化。目前，全球每年向大气中排放的二氧化硫约2．9亿吨，其中80％为化石能源直接燃烧所致（图1-66）。

图1-66 重化工厂排放的硫污染

化石能源燃烧产生大量的二氧化硫、氮氧化物等污染物，当大气中的二氧化硫与氮氧化物遇到水滴或潮湿空气即转化成硫酸与硝酸溶解于雨水中，使雨酸化，这种雨称为酸雨。酸雨对生态系统将造成严重危害（图1-67），在国外被称为“空中死神”。

图1-67 酸雨的危害示意图

（一）农作物减产

酸雨会影响农作物水稻的叶子，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，将枯萎、死亡（图1-68）。

图1-68 酸雨对农作物的危害

（二）影响水生生物的生长和繁殖

北美死湖酸雨事件。20世纪70年代开始，美国东北部及加拿大东南部地区的湖泊开始变质，水质酸化，p H一度低到1．4，污染程度较弱的湖泊p H值仍有3．5，依然带有极强的酸性。这样的情况使动植物纷纷不堪忍受，大面积湖泊停止了“呼吸”，可谓一潭死水，实属惨不忍睹。此地区的工业高速发展，代价自然就是“高度发展”的二氧化硫排放量，年平均2500多万吨。这样的污染程度由雨水带到陆地，可不能认为是在补给人类缺水的事实。相反约3．6万平方千米的大面积酸雨区出现了，大约55％（9400平方千米）的湖泊被污染而酸化变质。可这次并不是由于空气的停留而导致，相反这些污染气体在美国北部的上空飘一会儿继而跑到加拿大的上空飘一会儿，然后循环往复，最终导致最强的酸雨降在弗吉尼亚州。另外，据纽约州的阿迪龙达克山区数据记载，1930年那里只有4％的湖泊无鱼，1975年就有50％的湖泊无鱼，其中200个都已成为死湖，可见酸雨的破坏性。美国北部遭到了破坏，加拿大的情况也不好过，其受酸雨影响的水域达5．2万平方千米，5000多个湖泊明显酸化。多伦多1979年平均p H值为3．5，安大略省萨德伯里周围1500多个湖泊池塘中也总是漂浮死鱼（图1-69），湖滨树木已然枯萎。

图1-69 北美死湖酸雨事件

（三）毁坏森林

德国森林枯死事件。不仅是湖泊受害，森林也抵挡不了酸雨的袭击。因为酸雨的缘故，德国西部共有森林740万公顷，到1983年为止有34％染上枯死病，每年枯死的蓄积量占同年森林生长量的21％还多，先后有80多万公顷森林被毁，这种枯死病来自酸雨之害。在巴伐利亚国家公园，由于酸雨的影响，几乎每棵树都得了病，面目全非。黑森州海拔500米以上的枞树相继枯死（图1-70），全州57％的松树病入膏肓，巴登胡腾堡州的“黑森林”因此得名。汉堡也有3／4的树木面临死亡，当时鲁尔工业区的森林里，到处可见秃树、死鸟、死峰，该区儿童每年有数万人感染特殊的喉炎症。

图1-70 大片森林死于酸雨

（四）腐蚀文物建筑

世界上许多石雕艺术品和古建筑遭酸雨腐蚀而严重损坏，如加拿大的议会大厦、中国的乐山大佛（图1-71）等。最近发现，北京卢沟桥的石狮和附近的石碑，五塔寺的金刚宝塔等均遭酸雨浸蚀而严重损坏。

图1-71 大佛石雕及古建筑遭受酸雨腐蚀

20世纪50年代以前，酸雨只在局部地区出现。20世纪70年代初，北欧地区、英国全国和德国西部，酸雨造成的环境酸化程度超过正常值的10倍以上，1974年科西嘉岛p H值约等于2．4。1982年美国15个州的降水p H值小于4．8。我国是一个以煤炭为主要能源的国家，每年都要排放大量的二氧化硫，最终形成面积惊人的酸雨区。目前中国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、重庆、贵州、湖南、湖北、江西以及沿海的福建、广东等省市，占我国国土面积的30％。另外，我国还出现过大片的p H值小于4．5的重酸雨区，酸雨污染程度比欧洲和北美都要严重。

三、氮氧化物的危害

造成大气污染的氮氧化物主要是氧化亚氮和二氧化氮。这些氮氧化物主要是燃料在空气中燃烧时产生的高温，使空气中的氮气与氧气发生反应。其次是生产硝酸、氮肥等工厂排出的氮氧化物。

氧化亚氮为无色无臭气体，它在大气中出现的浓度对人体不会产生有害影响，但当它转变成二氧化氮时，就具有腐蚀性和生理刺激作用，因而有害。当其含量在100ppm以上时，几分钟就能致命，吸入浓度为5ppm的二氧化氮，几分钟就能危害呼吸系统。氮氧化物由于参与光化学烟雾和酸雨的形成，因而危害性更大。

四、一氧化碳的危害

一氧化碳是排放量最大的大气污染物之一，它主要是碳氢化合物在空气中燃烧不完全时的产物。一氧化碳是无色、无味、无臭的窒息性毒气，人们不易察觉其存在，所以危险性更大。

一氧化碳对人类和动物的毒性作用是由于它与血液中的血红蛋白的结合力要比氧气与血红蛋白的结合力大200～300倍。当大气中存在一定浓度的一氧化碳时，一氧化碳抢先与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，这些血红蛋白就不能再与氧结合，因而降低血红蛋白输送氧气的能力，减少对体内细胞的氧气供应，从而造成体内缺氧。另外，一氧化碳还会减慢氧合血红蛋白的解离过程，所以血液中即使载有几倍于身体所需的氧气，因不能释放出来而发生缺氧症。一氧化碳对支配肌肉运动的神经末梢会起麻痹的作用，因此中毒初期，尽管患者心里明白，但手足已不听使唤，要想采取自救措施（如开门窗、逃离现场）已无能为力，所以它的危险性更大。

冬季若门窗紧闭，在室内用煤炉取暖或用燃气热水器洗澡，容易发生一氧化碳中毒事故（图1-72）。发生一氧化碳中毒，首先应将中毒者抬到空气新鲜的地方，若呼吸停止而心脏尚在跳动，应立即进行人工呼吸并送医院急救。

图1-72 在室内用煤炉取暖，谨防一氧化碳中毒

近来汽车内一氧化碳中毒事件也时有发生。随着汽车工业的发展，轿车门窗的密封性能良好，夏季天气闷热，许多驾车者喜欢在停驶的状态下或者在通风不好的车库里开着空调（图1-73），导致一氧化碳聚集在车内无法排出，形成一氧化碳窒息中毒。

图1-73 开车也可能导致一氧化碳中毒

据专业人员介绍，汽车发动机在高速运转状态下，废气中的一氧化碳含量极低，但当发动机在怠速空转时，因为燃烧不充分，废气中的一氧化碳含量就会增高。如果是停车状态下开空调，同时车窗又没有打开，那车内空气只能通过空调设备产生对流，这时发动机所排出的一氧化碳就会通过空调设备输送至车内，并越聚越多，加之车内人员排出的二氧化碳，时间一长，车内氧气减少，车内人员就会不知不觉地中毒，甚至丧失生命。因此，无论在行驶还是停车状态下，最好不要过久开空调机。如果必须持续开空调，要合理使用内／外循环，适时打开车窗，让车内外空气产生对流。一旦人在车内感觉不适，应该立即停车，及时打开车窗呼吸新鲜空气，待身体恢复正常后再驾车前行，以免意外发生。另外，车内配备一氧化碳浓度超标检测仪也很有必要。

因为夏天使用汽车空调不当，引发的命案并不鲜见。医生提醒，三类人要特别注意汽车空调引发一氧化碳中毒。

一是使用高档车人群。由于这类人使用的高档汽车密封性好，而且他们工作劳累后喜欢躺在开着空调的车内休息，可能因此入睡时间过长，容易引发一氧化碳中毒。

二是自己带着孩子的年轻母亲。有的年轻母亲开车外出，经常喜欢把睡着的孩子放在开着空调的车内，自己去购物或美容，容易引发一氧化碳中毒。

三是忘乎所以的年轻恋人。热恋的年轻人夏天喜欢坐在开着空调的车里谈情说爱，没有多少时间概念。长时间待在开着空调的车内，不知不觉中就会引发一氧化碳中毒。

严肃提醒：其一，不要开空调在车里睡觉。因车内通风较差，发动机排出的一氧化碳渗漏到车内会使人发生一氧化碳中毒。如果长时间车内开空调，最好留一点空隙，让外面的风与里面对流。其二，千万不能在车库内（特别是关上车库门）较长时间开着发动机，以免一氧化碳中毒。其三，正确利用空调的内外循环，能减少吸入不健康尾气（图1-74）。此外，合理使用内外循环，还能在一定程度上节省油耗。

图1-74 空调开启后要合理使用内／外循环

车辆暴晒后应开窗降温再启动内循环：在夏天太阳暴晒下车内温度可达60～70℃，车主进入车内，由于车内的空气本身温度很高，并不适宜启动内循环。这时应先打开车窗，启动外循环和利用车辆行驶产生的气流将车内的热气排走。待车内外温度基本平衡后，再关好车窗，然后再启动内循环。

长途驾驶不宜一路内循环：在长途驾驶中，长期启动内循环，车内的空气就会越来越浑浊。空气混浊会导致司机加速疲劳，并出现头昏脑涨等症状，影响行车安全。同时，长途行驶车速较快，一般不具备开窗透气的条件。因此，车内适当地变换内外循环改善室内空气显得尤为必要，因此建议司机在空气较好的路况，开启外循环换气。

市区行驶建议不要开启外循环：车子在城区行驶，行驶时间一般不长，加上马路上车流拥堵，尾气和粉尘随处飘荡，空气极为混浊，其中路口更是尾气和尘埃的重灾区。因此，汽车在市区行驶，建议不要开启外循环，通过开启内循环能很好地阻隔外部的气流进入。值得一提的是，当车辆进入尘土飞扬的路段，车子除了紧闭车窗外，也要记得开启内循环。

停车时不能开内循环吹空调：炎热夏天，不少车主在停车等人时习惯在车内吹空调。但这时还开启内循环则非常不合适。发动机在怠速状态下，往往燃烧不充分，并可能通过车体渗透进车厢内。车主开启内循环在车内等人，空气混浊不流通容易导致人体患上空调病，等候时间过长还可能引发一氧化碳中毒。停车等人时开启空调，谨记使用外循环。