大气污染的危害与反思
大气污染的危害与反思[20191219200601]
摘要:
古人常说:鱼与熊掌不可兼得。在很大一部分人看来生态环境平衡和经济的高速发展同样也是相互对立的关系。我国自改革开放以来,国内的工厂、企业不断兴起,经济得到飞快发展,人们生活水平也得到长足提高,特别是进入21世纪以来中国GDP增长率已连续数年超过了10%。特别是工业产业实现了从无到有,从弱到强的根本性改变。但是,工业体系的建立和发展也带来了一系列的危害,譬如工业废水排放造成的水污染、工业垃圾大量排放造成的重金属污染、工业废气乱排乱放造成的大气污染等等。特别是自2012年入秋以来,我国各大城市频繁出现严重的雾霾天气,给人们的工作和生活造成了严重的影响,甚至对人们的身体健康带来了严重的危害,如引发各种过敏性疾病、呼吸道疾病、心理抑郁等等。本文将从大气污染的历史现状、成因、危害、治理现状等方面入手,以数据为依据,运用各种统计方法来进行合理正确的分析,从而得出结论,并且根据大气污染的成因和得到的结论及其他各方面的综合考虑,从而提出针对大气污染治理的合理化建议,希望本文所得到的结论和所提出的建议可以对于现如今日益严峻的大气污染治理合作起到一定的积极作用。
大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。按照大气污染的范围可以分为局限于人范围的大气污染、涉及一个地区的大气污染、涉及到比一个城市更广泛地区的广域污染、必须从全球范围考虑的全球性污染。引起大气污染的大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物,可以分为化学性污染物、生物性污染物以及物理性污染物3类。根据其存在的状态不同可分为气态和气溶胶两类。大气污染的形成有多种因素共同作用,通常我们以大气污染物的来源和种类不同进行划分。大气污染源一般可以分为天然污染源和人为污染源。其中,天然污染源主要包括火山爆发、森林火灾、森林植物释放、自然尘、海浪飞沫等;人为污染源主要包括燃料燃烧、工业生产过程、交通运输、农业活动等。通常我们了解的大气污染现象有酸雨、温室效应与全球气候变暖、臭氧层受损、雾霾天气等。特别是2012年以来全国各大城市和地区频繁出现严重的雾霾天气使人们对大气污染的治理工作更加地关注。
大气污染的历史与现状
自2012年以来,各大媒体都着重关注和报道了北京及河北省等地区出现的严重雾霾天气,如“11月21日以来,笼罩在中国中东部地区长达十天的大雾迟迟不能退去,新疆、宁夏、黑龙江、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、江苏、四川、安徽、江西、浙江等地部分地区继续大雾笼罩,中央气象台继续拉响大雾橙色警报”。“2012年11月下旬以来,华北中南部至江南的大部地区出现了持续长达十天的雾霾天气。”“石家庄、天津、太原、银川、长春、杭州等地有雾日数均超过了历史平均值。截至目前,北京遭遇的有雾天气,已是近四十年来历史同期持续时间最久、雾日数最多的一次大雾天气过程。经估算,截止2012年11月30日,大雾影响面积约为二十六点八万平方公里”。这些一系列的报道直接把环境污染治理工作推到了风口浪尖上,在社会上引起了广泛的关注与支持。人们也意识到环境保护不再是停留在书本和宣传幅上的口号了,而是摆在所有人面前的刻不容缓的工作。特别是网络上网友拍摄的2013年2月28日在北京出现的笼罩全城的沙尘暴,还有就是2013年国庆期间北京出现的大规模雾霾天气,当时报道称:“10月5日,北京继续遭遇雾霾围城,天安门广场笼罩在浓重雾霾中,能见度低空气质量差。当日,华北、黄淮等地出现雾霾天气,其中北京PM2.5浓度已达重度污染至严重污染水平。未来三天,华北、黄淮一带的雾霾天气将进一步发展,气象条件不利于污染物扩散,空气质量将会较差,需注意防范。北京市环境保护监测中心提醒人们,空气质量不适宜人群外出,建议停留室内。”近几年来这样的事例还有很多很多,这不禁让我们回忆起在历史上出现过的三大惨痛事件:伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、东京光化学烟雾事件。这三起事件都是环境污染造成的。其中伦敦烟雾事件是1952年发生的,那时候的伦敦有燃煤发电厂,离市中心不远处有许多工厂,大多数住家用烧煤来取暖,由于没有很好的管理和控制 ,在1952年12月4日,连续的浓雾将近一周不散,工厂和住户排出的烟尘和气体大量在低空聚积,整个城市为浓雾所笼罩,陷入一片灰暗之中。期间,有4700多人因呼吸道病而死亡;雾散以后又有8000多人死于非命。这就是震惊世界的“雾都劫难”。随后,1956、1957和1962年伦敦又相继发生同类烟雾事件,共死亡约2000人。另外,洛杉矶光化学烟雾事件是在20世纪40年代发生的,洛杉矾位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,在当时是一个商业、旅游业都很发达的港口城市。而后来由于汽车尾气和工业废气排放,洛杉矶市经常出现一种浅蓝色的刺激性烟雾,有时持续几天不散,大气可见度大大降低,许多人喉痛发炎,并伴有不同程度的头痛。据统计仅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岁以上的老人达400多人;1970年,约有75%以上的市民患上了红眼病。最后是东京光化学烟雾事件,1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,同一天,日本的其他城市也有类似的事件发生。此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾,该事件中受害者近万人。另外还有一个实例,在日本四日市,人口不到30万,由于发展石化工业,空气被二氧化硫严重污染,形成硫酸烟雾,并且长时间弥漫不散,自1955年以来,许多市民因此患上了支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等多种呼吸道疾病,这些病统称为“四日气喘病”。1961、1964、1967和1970年四日市还发生了全市性的气喘病大发作,一些患者不堪痛苦而自杀。这些都是血的教训,如今历史的教训依然历历在目,伦敦直到2012年才真正摆脱“雾都”的梦魇,如若我们还对环境治理不引起关注,还不加大力度去治理环境,也许过不了多久,我们的首都,我国的许多城市和地区都将经历同样的痛楚,所以,治理环境刻不容缓。当然,我们的政府和社会各界也采取了一些措施去遏制环境污染的扩散,国务院前后两届总理都对雾霾天气都是非常关注,前总理温家宝在中南海主持召开三次座谈会,听取各界人士对《政府工作报告(征求意见稿)》的意见和建议时,温家宝总理表示,“最近的雾霾天气对人们生产生活和身体健康都造成影响,我们应该采取切实有效的措施 ,加快推进产业结构和布局调整,推进节能减排,建设生态文明,用行动让人民看到希望”。现任总理李克强也曾在北京出席中国环境与发展国际合作委员会2012年年会时表示,“环境问题已经成为重要的民生问题,中国政府将加大污染治理力度,2012年将在京津冀等地开展PM监测并公布信息”。但是,这些行动的力度都不是很大,实施的过程中也不是很严谨和坚决,所以我们需要改正和完善的地方还有很多,需要努力去做的也有很多。我们可以针对性地出台一些法律或条款,从法律的角度来约束一些不合格的企业行为,另外政府还可以推出一些倾斜性的政策,大力鼓励新能源开发企业和环保企业或组织,而对那些设施不合格,质量不过关的企业要加大处罚力度,政府还要发挥宏观调控的作用,利用市场的自身调控机制,形成企业良性发展,带动企业科技创新。同时,针对我国如今严重的汽车尾气污染问题,首先可以借鉴北京的限行规定,减少车辆的使用,这样不仅缓解了城市交通压力,还可以相对的改善环境。还有就是提高汽车尾气的排放标准,督促并帮助汽车企业提高科技生产水平,改进发动机的燃烧设计,从而达到减少尾气排放的目的。另外还要从石油加工的环节抓起,提高石油提炼标准,提高汽车耗油的质量,真正从源头把汽车尾气的危害降到最小,为大气污染的治理做出贡献,给城市一片蓝天,给人们一个清新的世界。
大气污染的来源和成因
大气污染的因素有很多:各种工业企业的不合格排放、居民生活过程中产生的废物和烟尘,还有就是自然灾害的排放,如火山爆发、森林火灾等,这些都是造成大气污染的来源,当然它们各自所占的比重和所形成的危害也是不尽相同的。
首先是居民生活对大气的污染主要表现在汽车尾气的排放、生活用煤等燃料的使用以及生活垃圾的胡乱扔放堆积。随着我国经济的高速发展和人们生活水平的不断提高,汽车行业产销量不断提高,汽车的燃油耗费也越来越大,这样不仅给城市交通和石油资源带来了很大的压力,同时汽车尾气的排放对大气的污染也越来越明显,前段时间全国各地的大范围雾霾天气就说明了这点。还有就是居民的生活用煤也是我国大气污染的主要来源之一,其形成的污染物主要有烟尘和二氧化硫。我国人口基数大,一到冬季北方天气寒冷,在中小城市许多居民都是通过烧煤来取暖,由于用来燃煤的自家锅炉、炉窑陈旧等原因造成燃煤率低,并且会产生大量的一氧化碳、二氧化硫、浮游粒子状物质等有害气体,不但对身体健康有害,而且对大气形成污染。还有就是随着人们生活水平的提高,铺张浪费之风在社会上盛行,居民生活垃圾也变得更加的多和更加的杂,可是大多数居民对于垃圾的分类不清,导致扔垃圾时不顾这些,这样不仅导致了资源的浪费,同时也造成了环境的污染,而且在垃圾处理的过程中,我国的一些处理技术又达不到先进国家的标准,所以处理的过程会导致其产生的气体污染环境,从而造成废气和恶臭的大气污染。
而自然灾害对大气污染的影响就相对来说要小一些了。火山爆发会向大气中排放大量的灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物,另外,森林火灾也会产生大量的烟尘,对大气造成污染。据统计,全球各种自然灾害每年向大气排入约5.5亿吨污染物,而且由于现在的全球气候变暖,自然灾害的频率越来越高,自然灾害这方面对大气的污染也越来越严重。
最后,工业排放是大气污染这么严重的主要原因。我国自从改革开放以来各个行业都取得了高速发展的机会,特别是之前我国工业企业的匮乏,政府积极引进外企和扶持本土工业企业的发展,效果也是有目共睹的,如今我国的工业体系已经初步建立并且也得到了发展和加强,已经基本实现了工业化,使我国不再单纯的是一个农业大国,同时还是一个工业强国。但是,凡事都有其两面性,虽然我国的工业企业迅速增多,工业体系也是快速建立、完善,但是,由于地方政府的监察不力和纵容,难免其中会出现很多的不合规定和要求的企业浑水摸鱼,这些企业大多数都是只关注经济效益,而对于员工的人身安全及健康情况却置之不理,对于环境的破坏也是肆无忌惮,造成企业在资源、能源高消耗的同时,产出效益却较低。经济的高速发展带来的是对能源的需求增大,我国如今的石油消耗已达到968万桶/日,约为135.5万吨/天,而石油和天然气的开采和运输及加工利用都会造成各种各样的污染,单独废气的排放量就从2004年的44万吨猛增到2007年的122.8吨。我国的石油和天然气开采起步较晚,煤炭的开采和利用才是我国的能源主体,我国工业燃料动力的80%依靠煤炭,而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%,由于需求的增大,其中的利润和商机吸引着越来越多的人投身到煤矿开采中,全国各个煤矿产地都迅速得涌现大量的私人小煤矿,这些私人煤矿都采用最原始的采矿技术,基础设施不合格,安全隐患大,所开采的煤炭质量达不到市场准入标准,其不高的利用率在使用之后会产生更多的有害气体,使得我国的大气污染更加严重。据统计,全国的煤炭开采业燃料燃烧过程中废气排放量在2004年就达到了1127万吨,到了2009年更是增长到了2005万吨。下图就是对2009年各个行业生产过程废气排放量的统计比较。
无论是企业乱排乱放,还是自然排放以及居民生活排放,它们对大气形成污染都是在于所排放的物质成分中含有大量的二氧化硫、氮氧化合物、烟粉尘、氰化物、氟化物、芳香烃等污染物,我们比较这些污染物的含量比例就可以了解它们各自的危害程度。我们以2010年统计的数据为例,我们可以看出工业二氧化硫排放所占的比例远远大于其他污染来源,工业烟尘的排放也是占有17%的高比重,由此我们可以看出工业企业的乱排乱放可以说是大气污染的主要因素。
另外,工业企业的生产活动除了二氧化硫和烟尘粉尘的排放量高以外,各种氮氧化物的排放量也很惊人,并且,氮氧化物的危害更加的大,对人体的危害也更加的严重,这个会在下面的部分之中具体的讨论。以上的数据比较和分析都可以得
出工业污染时大气污染的主要部分,这也为我们今后针对大气污染的治理提出工作重点和努力方向。
大气污染的分析
时间序列分析
我们想要对大气污染进行分析,就必须要选择一个指标,我们这里先对空气污染指数(API)进行一些基本分析。空气污染指数是根据空气环境质量标准和各种污染物的生态环境效应及其对人体健康的影响来确定污染指数的分级数值及相应的污染物浓限值。它划分为0-50、51-100、101-150、151-200、201-300和大于300六个级别,指数越大级别也越高,相应的污染程度越严重,对人体健康的影响也越明显。我们选取了南京地区2012年12月份API,对这些数据进行时间序列分析得到时序图如下,我们由图中可以看出南京在12月份的空气质量的波动范围为40-140之间,这一范围已经涉及3个级别了,波动还是比较大的。
聚类分析
我们知道大气污染主要的污染物有二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘,我们根据全国主要省份和地区2011年的这3种污染物的排放量进行聚类分析得到了以下结果,我们可以由得到的树状聚类图可以得到各省份的分类情况,如果所有的省份地区分为2类的话,得到分类结果为:北京市,青海省,江苏省,广东省,辽宁省,内蒙古自治区,河南省,山西省,山东省,河北省为一类,余下的省份地区为另外一类。还可以分为4类,这都要根据实际需求和分类个数进行选择。
Rescaled Distance Cluster Combine
C A S E 0 5 10 15 20 25
Label Num +---------+---------+---------+---------+---------+
?£?¨ê? 13 -+
?t????×? 30 -+
???ìêD 22 -+
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1??÷×3×? 20 -+---+
ot±±ê? 17 -+ |
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é??÷ê? 27 -+-+ | +---------------------------------+
D??????á 31 -+ +-+ | |
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?÷2?×??? 26 -+-+ |
±±??êD 1 -+ |
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áé?tê? 6 -------+ | |
?ú?é1?×? 5 -+---+ +---------------------------------+
oó??ê? 16 -+ +---+ |
é??÷ê? 4 -----+ | |
é???ê? 15 ---------+-----+
oó±±ê? 3 ---------+
我们还可以对数据进行快速聚类法分析,并得到结果,我们选择方差分析表可以看出我们选择的三个变量都对分类贡献显著。
ANOVA
Cluster Error F Sig.
Mean Square df Mean Square df
?t???ˉáò??·?á? 37575.008 1 844.161 29 44.512 .000
μa???ˉ????·?á? 55641.767 1 621.976 29 89.460 .000
?ì·?3???·?á? 14062.176 1 468.240 29 30.032 .000
The F tests should be used only for descriptive purposes because the clusters have been chosen to maximize the differences among cases in different clusters. The observed significance levels are not corrected for this and thus cannot be interpreted as tests of the hypothesis that the cluster means are equal.
判别分析
判别分析是利用已知类别的样本培训模型,为未知类别的样本判类的已知统计方法,主要分为距离判别、Fisher判别(典型判别)和Bayes判别,我们将会用Fisher判别(典型判别)进行研究分析。我们从两个总体中抽取具有p个指标的样品观测数据,借助于方差分析的思想构造一个线性判别函数: 其中系数t1,...tp确定的原则是使两组间的组间离差最大,而每个组的组内离差最小。当建立了判别式以后,对一个新的样品值,我们可以将它的p个指标值带入判别式中求出y值,然后与某个临界值比较,就可以将该样品归类。具体如下:假设我们已经得到上面的线性判别函数,则将两个分类的样本带入上式,可得到: ,分别对以上公式左右相加,再除以样品个数,可以得到两个分类的重心: 其中的系数向量t的确定原则是:两个重心的距离越大越好,两个组内的离差平方和越小越好。这刚好是方差分析的思想,因此,我们借用方差分析的做法确定系数向量t。使得组间方差和组内方差比值最大,即 达到最大,式中B为组间方差阵,E为组内方差阵,I的最大值即为 的最大特征值,其对应的特征向量即为t。如果 判别准则为 相反,如果 判别准则也相反:
式中, 是两个分类中心投影的样本量加权均值,即: 。
我们定义新的变量Group为被解释变量,用“1”表示环境优,“2”表示环境良,“3”表示环境差,将二氧化硫排放量、氮氧化物排放量和烟粉尘排放量这三个变量作为解释变量,下面公式中用X1、X2、X3进行表示。利用SPSS软件进行判别分析,我们由第一张表可以得到标准化的判别函数可以表示为: y1=1.041X1-2.5X2+1.603X3; y2=1.438X1-0.031X2-0.554X3
还由第二张表得到非标准化的判别函数为:y1=0.077+0.022X1-0.049X2+0.052X3
y2=-1.403+0.031X1-0.018X3
Canonical Discriminant Function Coefficients
Function
12
?t???ˉáò??·?á?.022.031
μa???ˉ????·?á?-.049.000
?ì·?3???·?á?.052-.018
(Constant).077-1.403
Unstandardized coefficients
Standardized Canonical Discriminant Function Coefficients
Function
12
?t???ˉáò??·?á?1.0411.438
μa???ˉ????·?á?-2.500-.031
?ì·?3???·?á?1.603-.554
另外我们还得到了每组的分类函数,也称为费歇线性判别函数,y=1这组的分类函数为:f1=-2.671+0.055X2-0.044X3,y=2这组的分类函数为:f2=-2.355+0.021X1+0.011X2+0.002X3,y=3这组的分类函数为:f3=-2.43+0.031X1-0.013X2+0.029X3。
Classification Function Coefficients
Group
1.002.003.00
?t???ˉáò??·?á?.000.021.031
μa???ˉ????·?á?.055.011-.013
?ì·?3???·?á?-.044.002.029
(Constant)-2.671-2.355-2.430
Fishers linear discriminant functions
大气污染的危害
(1)大气污染对人体健康的影响
现如今大气污染的早已成为每一个人所关心的问题,我想着一个问题引起如此广泛关注的最重要的原因是它对我们的身体健康构成了很大的威胁。通过收集整理资料,在近半个世纪以来,已经有相当多的实例表明了不少疾病和症状都和大气污染有着密不可分的关系,比如慢性阻塞性肺疾病、急性呼吸道感染、心血管疾病、肺癌等都与大气污染有关。我们了解它们之间有着相互关系还不够,还应该去搞清楚大气污染对这些疾病的作用方法和起作用的成分,这样我们才能够更好的去预防。下面我们就从大气污染的各种主要构成成分的不同来讨论起对人们身体健康的影响。
1、二氧化硫对人体的影响
二氧化硫是大气污染物中最主要的成分,其含量也是我们判断大气污染程度的主要标准。它是无色气体,易溶于水,有毒且具有强烈的刺激性,具专家实验观察,当二氧化硫浓度达到0.5ppm时就对人体健康构成威胁了,当浓度达到400-500ppm时就会使人出现溃疡和肺水肿症状,直至人窒息死亡。由于其强烈的有毒性,一般都被用来生产杀虫剂、漂白剂、制冷剂和还原剂等。
二氧化硫对人体的伤害作用主要是由于其可以生成亚硝酸以及进一步氧化生成腐蚀性更强的硫酸。人体在吸入二氧化硫之后,会在湿润的粘膜上产生亚硝酸和硫酸,由于亚硝酸及硫酸都具有强烈的腐蚀性和刺激性,对呼吸道粘膜和气管都有很强的刺激作用,如果人体大量吸入的话,还会引起肺水肿等反应而窒息死亡。另外,二氧化硫还会进入血液,破坏酶的活力,对人体的肝脏组织造成破坏,还会通过循环作用造成全身中毒反应,长期接触会导致人体感冒后很难痊愈的情况。二氧化硫还有促癌性,会使得癌病发病率提高。二氧化硫不仅自身对人体有很强的危害性,还会和其他物质形成相互作用,从而产生更大的威胁。首先它能够和粉尘颗粒物一起进入肺深部,使毒性作用增强3-4倍,特别的,当粉尘中含有三氧化二铁等金属成分时,可以形成酸雾,并进入呼吸道深部,刺激作用也会增强10倍左右。
2、烟粉尘对人体的影响
粉尘在生活中还有许多其他名称,如灰尘、烟尘和矿尘等,国际标准化组织规定,粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。它的来源主要有木材和农作物的燃烧、煤炭和石油的燃烧、固体物质的加工和粉碎以及物质加热氧化所形成的尘粒等。在自然循环系统中,粉尘也发挥了主要的作用,首先它是地球温度保持相对稳定的主要原因之一。另外,粉尘还可以让水汽凝结,形成云、雾、雨和雪等自然现象,彩虹以及其他很多的美丽自然风光都和粉尘有着不可分割的联系。
但是,粉尘的危害作用也不容忽视。接触或吸入粉尘,首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的刺激作用,并产生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道,早期可引起鼻腔粘膜机能亢进和毛细血管扩张,久之便形成肥大性鼻炎,最后由于粘膜营养供应不足而形成萎缩性鼻炎。还可形成咽炎、喉炎、气管以及支气管炎。它们还可以随着呼吸进入支气管, 使呼吸道粘膜、气管、支气管的纤毛上皮细胞受到损伤,破坏了呼吸道的防御功能,另外随着粉尘在肺组织中沉积,将会引起中毒性肺炎或矽肺,更加严重的是当沉积在肺部的污染物一旦被溶解,就会直接侵入血液,引起血液中毒,未被溶解的污染物,也可能被细胞所吸收,导致细胞结构的破坏。要说到粉尘对于人体的危害,尘肺病是最常见的职业病了,当粉尘被人体吸入后,吞噬细胞就会吞噬粉尘,如此吞噬细胞就成为了尘细胞,由于粉尘中含有重金属物质活其他有毒物质,在人体中酶的参与下,细胞本身被消化死亡,那么粉尘又会暴露出来,之后再被吞噬细胞吞噬,如此循环下去,人体内的吞噬细胞大量死亡,影响了人体的平衡系统,同时还会产生多种细胞因子,如肿瘤坏死因子、表皮细胞因子和白细胞介素等,最终形成组织纤维化,而引起尘肺病。粉尘还会因为其所含的物质成分不同而引发各种类型的癌症,比如长期接触如镍、铬、铬酸盐的粉尘,可以引起肺癌;而长期接触放射性矿物粉尘就会容易生成肺癌;长期接触石棉粉尘可引起皮癌。
3、氮氧化物对人体的影响
氮氧化物是多种化合物的合称,其中包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,这些氮氧化物主要来自于汽车尾气排放以及煤炭和石油等燃料的燃烧,它们都具有一定的毒性。一旦一氧化氮进入血液中,由于一氧化氮对血红蛋白的亲和力是氧的数十万倍,就会阻止氧气与血红蛋白的结合,自身与血红蛋白牢固地结合在一起,从而引起高铁血红蛋白血症。长时间处于一氧化氮的环境较易引起支气管炎和肺气肿等病变.这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生,甚至是肺癌等症状的产生。二氧化氮的毒性比一氧化氮高4-5倍,它对于支气管哮喘的发病有很大的影响,而且对于肺部的损伤也很明显。氮氧化物主要损害呼吸道,吸入初期会有轻微的眼及呼吸道刺激症状,如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等症状,还会并发气胸、纵隔气肿及迟发性阻塞性细支气管炎。另外,氮氧化物还会引发神经衰弱综合征、慢性呼吸道炎症、肺纤维化、牙齿酸蚀症以及导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,而且还会诱发肺细胞癌变。
4、一氧化碳对人体的影响
一氧化碳是一种无色、无臭、无刺激性的气体,它是大气中分布最广和数量最多的污染物,也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的一氧化碳主要来源是汽车尾气排放,还有就是农耕燃烧、煤炭和石油等燃料的不完全燃烧以及森林火灾和火山爆发等自然灾害。据统计,一氧化碳中毒的死亡率非常的高,这一个数据的由来和它的中毒作用方式有很大的关系,当人体吸入一氧化碳,它和血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大230倍,所以它会迅速地与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用。我们都知道人体运输氧气是通过氧气与血红蛋白的结合之后,再借助身体的血液循环系统运送到大脑和心脏等部位,而现在就会使中毒者出现缺氧昏迷,让中毒者无法进行自救,另外一氧化碳中毒的地方大多是比较封闭的空间,如通风效果差的家庭厨房、地底深处的矿井或煤矿道。这些地方一旦发生一氧化碳中毒的事件,在中毒者昏迷而无法自救的情况下,也是很难被发现并且实施抢救的,所以,往往在中毒者意识到中毒时已经晚了。当中毒时间短时,会出现头痛眩晕、心悸、恶心、呕吐和四肢无力,甚至出现短暂的昏厥的症状;当中毒时间稍长时,会有更加严重一些的昏迷和虚脱的现象出现;如果人体吸入一氧化碳浓度过高的话,会出现重度昏迷,并且会有大小便失禁、血压降低等现象发生,并且病人会很快死亡,即使被抢救回来也会有很强的后遗症,如痴呆、记忆力下降严重、瘫痪等。有心脏病, 贫血和呼吸道疾病的患者更易受到一氧化碳的攻击。孕妇吸入过量一氧化碳会引起胎儿生长受损和智力低下。
5、光化学烟雾对人体的影响
光化学烟雾又被称为光化学污染,是氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线后产生的一种大气污染。在这个过程中产生了多种化学污染物,有臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等。臭氧是一种强氧化剂,在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层,刺激下气道黏膜,引起化学变化,其作用相当于放射线,使染色体异常,使红血球老化。过氧乙酰硝酸酯、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用,其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作,能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状,长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢,加速人的衰老。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激,光化学烟雾通过刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,使人发生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。光化学烟雾还会引发癌症。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡,随后全球工业和汽车业的迅猛发展,光化学烟雾污染在世界各地不断出现,如日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及中国北京、南宁、兰州均发生过光化学烟雾现象。这些发生的光化学烟雾都带来了严重的经济损失和人员伤亡。
(2)大气污染使气候环境变化
1、雾霾天气
雾和霾是不同的两种自然现象,雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。霾是指大量细微的干尘粒等均匀地悬浮在空中,使水平能见度小于10公里、空气普遍混浊的现象。雾和霾是以相对湿度来定义和区别的:相对湿度达到95%以上的低能见度现象叫做雾,低于80%的叫做霾,霾形成的条件和因素有一是在水平方向静风现象的增多。二是垂直方向上出现逆温。三是空气中悬浮颗粒物的增加,这是形成霾的重要因素。其中悬浮颗粒物中含氮有机颗粒物占有重要部分,这些包括含氮有机颗粒物有4类有机组分:氧化型有机颗粒物;油烟型有机物,主要来自局地烹饪源排放;氮富集有机物;还有烃类有机颗粒物,主要来自于汽车尾气和燃煤。其中氧化型有机颗粒物在整个污染过程所占比例最大,为44%,其余三个组分别占21%、17%和18%。雾霾天容易使人们的身心造成压抑,引发抑郁症和其他心理性疾病。雾霾有非常强的吸附力,能吸附大量有毒害的酸、碱、盐、胺、酚、病原微生物等物质,然后形成非常大的雾核,这些有害物质会引发一些过敏性病症。雾霾天气还会引发呼吸道疾病,如哮喘、急性气管支气管炎及肺炎等,另外还会对小孩的生长发育和体质造成一定的影响。雾霾天气还会阻碍正常的血液循环,从而引起心血管疾病、高血压、冠心病、心绞痛等心脑血管疾病。另外,雾霾天气还会诱发癌症。中国工程院院士、广州呼吸疾病研究所所长钟南山曾研究发现“阴霾天气比香烟更易致癌”。现如今,我国的雾霾天气相当的严重,全国各个地区都有不同程度的影响,给人们的工作和生活都造成了很大的负担,更加对人们的身体健康构成了严重的威胁。
2、酸雨
3、温室效应
4、臭氧层被破坏
大气污染的治理建议
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摘要:
古人常说:鱼与熊掌不可兼得。在很大一部分人看来生态环境平衡和经济的高速发展同样也是相互对立的关系。我国自改革开放以来,国内的工厂、企业不断兴起,经济得到飞快发展,人们生活水平也得到长足提高,特别是进入21世纪以来中国GDP增长率已连续数年超过了10%。特别是工业产业实现了从无到有,从弱到强的根本性改变。但是,工业体系的建立和发展也带来了一系列的危害,譬如工业废水排放造成的水污染、工业垃圾大量排放造成的重金属污染、工业废气乱排乱放造成的大气污染等等。特别是自2012年入秋以来,我国各大城市频繁出现严重的雾霾天气,给人们的工作和生活造成了严重的影响,甚至对人们的身体健康带来了严重的危害,如引发各种过敏性疾病、呼吸道疾病、心理抑郁等等。本文将从大气污染的历史现状、成因、危害、治理现状等方面入手,以数据为依据,运用各种统计方法来进行合理正确的分析,从而得出结论,并且根据大气污染的成因和得到的结论及其他各方面的综合考虑,从而提出针对大气污染治理的合理化建议,希望本文所得到的结论和所提出的建议可以对于现如今日益严峻的大气污染治理合作起到一定的积极作用。
大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。按照大气污染的范围可以分为局限于人范围的大气污染、涉及一个地区的大气污染、涉及到比一个城市更广泛地区的广域污染、必须从全球范围考虑的全球性污染。引起大气污染的大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物,可以分为化学性污染物、生物性污染物以及物理性污染物3类。根据其存在的状态不同可分为气态和气溶胶两类。大气污染的形成有多种因素共同作用,通常我们以大气污染物的来源和种类不同进行划分。大气污染源一般可以分为天然污染源和人为污染源。其中,天然污染源主要包括火山爆发、森林火灾、森林植物释放、自然尘、海浪飞沫等;人为污染源主要包括燃料燃烧、工业生产过程、交通运输、农业活动等。通常我们了解的大气污染现象有酸雨、温室效应与全球气候变暖、臭氧层受损、雾霾天气等。特别是2012年以来全国各大城市和地区频繁出现严重的雾霾天气使人们对大气污染的治理工作更加地关注。
大气污染的历史与现状
自2012年以来,各大媒体都着重关注和报道了北京及河北省等地区出现的严重雾霾天气,如“11月21日以来,笼罩在中国中东部地区长达十天的大雾迟迟不能退去,新疆、宁夏、黑龙江、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、江苏、四川、安徽、江西、浙江等地部分地区继续大雾笼罩,中央气象台继续拉响大雾橙色警报”。“2012年11月下旬以来,华北中南部至江南的大部地区出现了持续长达十天的雾霾天气。”“石家庄、天津、太原、银川、长春、杭州等地有雾日数均超过了历史平均值。截至目前,北京遭遇的有雾天气,已是近四十年来历史同期持续时间最久、雾日数最多的一次大雾天气过程。经估算,截止2012年11月30日,大雾影响面积约为二十六点八万平方公里”。这些一系列的报道直接把环境污染治理工作推到了风口浪尖上,在社会上引起了广泛的关注与支持。人们也意识到环境保护不再是停留在书本和宣传幅上的口号了,而是摆在所有人面前的刻不容缓的工作。特别是网络上网友拍摄的2013年2月28日在北京出现的笼罩全城的沙尘暴,还有就是2013年国庆期间北京出现的大规模雾霾天气,当时报道称:“10月5日,北京继续遭遇雾霾围城,天安门广场笼罩在浓重雾霾中,能见度低空气质量差。当日,华北、黄淮等地出现雾霾天气,其中北京PM2.5浓度已达重度污染至严重污染水平。未来三天,华北、黄淮一带的雾霾天气将进一步发展,气象条件不利于污染物扩散,空气质量将会较差,需注意防范。北京市环境保护监测中心提醒人们,空气质量不适宜人群外出,建议停留室内。”近几年来这样的事例还有很多很多,这不禁让我们回忆起在历史上出现过的三大惨痛事件:伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、东京光化学烟雾事件。这三起事件都是环境污染造成的。其中伦敦烟雾事件是1952年发生的,那时候的伦敦有燃煤发电厂,离市中心不远处有许多工厂,大多数住家用烧煤来取暖,由于没有很好的管理和控制 ,在1952年12月4日,连续的浓雾将近一周不散,工厂和住户排出的烟尘和气体大量在低空聚积,整个城市为浓雾所笼罩,陷入一片灰暗之中。期间,有4700多人因呼吸道病而死亡;雾散以后又有8000多人死于非命。这就是震惊世界的“雾都劫难”。随后,1956、1957和1962年伦敦又相继发生同类烟雾事件,共死亡约2000人。另外,洛杉矶光化学烟雾事件是在20世纪40年代发生的,洛杉矾位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,在当时是一个商业、旅游业都很发达的港口城市。而后来由于汽车尾气和工业废气排放,洛杉矶市经常出现一种浅蓝色的刺激性烟雾,有时持续几天不散,大气可见度大大降低,许多人喉痛发炎,并伴有不同程度的头痛。据统计仅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岁以上的老人达400多人;1970年,约有75%以上的市民患上了红眼病。最后是东京光化学烟雾事件,1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,同一天,日本的其他城市也有类似的事件发生。此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾,该事件中受害者近万人。另外还有一个实例,在日本四日市,人口不到30万,由于发展石化工业,空气被二氧化硫严重污染,形成硫酸烟雾,并且长时间弥漫不散,自1955年以来,许多市民因此患上了支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等多种呼吸道疾病,这些病统称为“四日气喘病”。1961、1964、1967和1970年四日市还发生了全市性的气喘病大发作,一些患者不堪痛苦而自杀。这些都是血的教训,如今历史的教训依然历历在目,伦敦直到2012年才真正摆脱“雾都”的梦魇,如若我们还对环境治理不引起关注,还不加大力度去治理环境,也许过不了多久,我们的首都,我国的许多城市和地区都将经历同样的痛楚,所以,治理环境刻不容缓。当然,我们的政府和社会各界也采取了一些措施去遏制环境污染的扩散,国务院前后两届总理都对雾霾天气都是非常关注,前总理温家宝在中南海主持召开三次座谈会,听取各界人士对《政府工作报告(征求意见稿)》的意见和建议时,温家宝总理表示,“最近的雾霾天气对人们生产生活和身体健康都造成影响,我们应该采取切实有效的措施 ,加快推进产业结构和布局调整,推进节能减排,建设生态文明,用行动让人民看到希望”。现任总理李克强也曾在北京出席中国环境与发展国际合作委员会2012年年会时表示,“环境问题已经成为重要的民生问题,中国政府将加大污染治理力度,2012年将在京津冀等地开展PM监测并公布信息”。但是,这些行动的力度都不是很大,实施的过程中也不是很严谨和坚决,所以我们需要改正和完善的地方还有很多,需要努力去做的也有很多。我们可以针对性地出台一些法律或条款,从法律的角度来约束一些不合格的企业行为,另外政府还可以推出一些倾斜性的政策,大力鼓励新能源开发企业和环保企业或组织,而对那些设施不合格,质量不过关的企业要加大处罚力度,政府还要发挥宏观调控的作用,利用市场的自身调控机制,形成企业良性发展,带动企业科技创新。同时,针对我国如今严重的汽车尾气污染问题,首先可以借鉴北京的限行规定,减少车辆的使用,这样不仅缓解了城市交通压力,还可以相对的改善环境。还有就是提高汽车尾气的排放标准,督促并帮助汽车企业提高科技生产水平,改进发动机的燃烧设计,从而达到减少尾气排放的目的。另外还要从石油加工的环节抓起,提高石油提炼标准,提高汽车耗油的质量,真正从源头把汽车尾气的危害降到最小,为大气污染的治理做出贡献,给城市一片蓝天,给人们一个清新的世界。
大气污染的来源和成因
大气污染的因素有很多:各种工业企业的不合格排放、居民生活过程中产生的废物和烟尘,还有就是自然灾害的排放,如火山爆发、森林火灾等,这些都是造成大气污染的来源,当然它们各自所占的比重和所形成的危害也是不尽相同的。
首先是居民生活对大气的污染主要表现在汽车尾气的排放、生活用煤等燃料的使用以及生活垃圾的胡乱扔放堆积。随着我国经济的高速发展和人们生活水平的不断提高,汽车行业产销量不断提高,汽车的燃油耗费也越来越大,这样不仅给城市交通和石油资源带来了很大的压力,同时汽车尾气的排放对大气的污染也越来越明显,前段时间全国各地的大范围雾霾天气就说明了这点。还有就是居民的生活用煤也是我国大气污染的主要来源之一,其形成的污染物主要有烟尘和二氧化硫。我国人口基数大,一到冬季北方天气寒冷,在中小城市许多居民都是通过烧煤来取暖,由于用来燃煤的自家锅炉、炉窑陈旧等原因造成燃煤率低,并且会产生大量的一氧化碳、二氧化硫、浮游粒子状物质等有害气体,不但对身体健康有害,而且对大气形成污染。还有就是随着人们生活水平的提高,铺张浪费之风在社会上盛行,居民生活垃圾也变得更加的多和更加的杂,可是大多数居民对于垃圾的分类不清,导致扔垃圾时不顾这些,这样不仅导致了资源的浪费,同时也造成了环境的污染,而且在垃圾处理的过程中,我国的一些处理技术又达不到先进国家的标准,所以处理的过程会导致其产生的气体污染环境,从而造成废气和恶臭的大气污染。
而自然灾害对大气污染的影响就相对来说要小一些了。火山爆发会向大气中排放大量的灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物,另外,森林火灾也会产生大量的烟尘,对大气造成污染。据统计,全球各种自然灾害每年向大气排入约5.5亿吨污染物,而且由于现在的全球气候变暖,自然灾害的频率越来越高,自然灾害这方面对大气的污染也越来越严重。
最后,工业排放是大气污染这么严重的主要原因。我国自从改革开放以来各个行业都取得了高速发展的机会,特别是之前我国工业企业的匮乏,政府积极引进外企和扶持本土工业企业的发展,效果也是有目共睹的,如今我国的工业体系已经初步建立并且也得到了发展和加强,已经基本实现了工业化,使我国不再单纯的是一个农业大国,同时还是一个工业强国。但是,凡事都有其两面性,虽然我国的工业企业迅速增多,工业体系也是快速建立、完善,但是,由于地方政府的监察不力和纵容,难免其中会出现很多的不合规定和要求的企业浑水摸鱼,这些企业大多数都是只关注经济效益,而对于员工的人身安全及健康情况却置之不理,对于环境的破坏也是肆无忌惮,造成企业在资源、能源高消耗的同时,产出效益却较低。经济的高速发展带来的是对能源的需求增大,我国如今的石油消耗已达到968万桶/日,约为135.5万吨/天,而石油和天然气的开采和运输及加工利用都会造成各种各样的污染,单独废气的排放量就从2004年的44万吨猛增到2007年的122.8吨。我国的石油和天然气开采起步较晚,煤炭的开采和利用才是我国的能源主体,我国工业燃料动力的80%依靠煤炭,而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%,由于需求的增大,其中的利润和商机吸引着越来越多的人投身到煤矿开采中,全国各个煤矿产地都迅速得涌现大量的私人小煤矿,这些私人煤矿都采用最原始的采矿技术,基础设施不合格,安全隐患大,所开采的煤炭质量达不到市场准入标准,其不高的利用率在使用之后会产生更多的有害气体,使得我国的大气污染更加严重。据统计,全国的煤炭开采业燃料燃烧过程中废气排放量在2004年就达到了1127万吨,到了2009年更是增长到了2005万吨。下图就是对2009年各个行业生产过程废气排放量的统计比较。
无论是企业乱排乱放,还是自然排放以及居民生活排放,它们对大气形成污染都是在于所排放的物质成分中含有大量的二氧化硫、氮氧化合物、烟粉尘、氰化物、氟化物、芳香烃等污染物,我们比较这些污染物的含量比例就可以了解它们各自的危害程度。我们以2010年统计的数据为例,我们可以看出工业二氧化硫排放所占的比例远远大于其他污染来源,工业烟尘的排放也是占有17%的高比重,由此我们可以看出工业企业的乱排乱放可以说是大气污染的主要因素。
另外,工业企业的生产活动除了二氧化硫和烟尘粉尘的排放量高以外,各种氮氧化物的排放量也很惊人,并且,氮氧化物的危害更加的大,对人体的危害也更加的严重,这个会在下面的部分之中具体的讨论。以上的数据比较和分析都可以得
出工业污染时大气污染的主要部分,这也为我们今后针对大气污染的治理提出工作重点和努力方向。
大气污染的分析
时间序列分析
我们想要对大气污染进行分析,就必须要选择一个指标,我们这里先对空气污染指数(API)进行一些基本分析。空气污染指数是根据空气环境质量标准和各种污染物的生态环境效应及其对人体健康的影响来确定污染指数的分级数值及相应的污染物浓限值。它划分为0-50、51-100、101-150、151-200、201-300和大于300六个级别,指数越大级别也越高,相应的污染程度越严重,对人体健康的影响也越明显。我们选取了南京地区2012年12月份API,对这些数据进行时间序列分析得到时序图如下,我们由图中可以看出南京在12月份的空气质量的波动范围为40-140之间,这一范围已经涉及3个级别了,波动还是比较大的。
聚类分析
我们知道大气污染主要的污染物有二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘,我们根据全国主要省份和地区2011年的这3种污染物的排放量进行聚类分析得到了以下结果,我们可以由得到的树状聚类图可以得到各省份的分类情况,如果所有的省份地区分为2类的话,得到分类结果为:北京市,青海省,江苏省,广东省,辽宁省,内蒙古自治区,河南省,山西省,山东省,河北省为一类,余下的省份地区为另外一类。还可以分为4类,这都要根据实际需求和分类个数进行选择。
Rescaled Distance Cluster Combine
C A S E 0 5 10 15 20 25
Label Num +---------+---------+---------+---------+---------+
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é??÷ê? 4 -----+ | |
é???ê? 15 ---------+-----+
oó±±ê? 3 ---------+
我们还可以对数据进行快速聚类法分析,并得到结果,我们选择方差分析表可以看出我们选择的三个变量都对分类贡献显著。
ANOVA
Cluster Error F Sig.
Mean Square df Mean Square df
?t???ˉáò??·?á? 37575.008 1 844.161 29 44.512 .000
μa???ˉ????·?á? 55641.767 1 621.976 29 89.460 .000
?ì·?3???·?á? 14062.176 1 468.240 29 30.032 .000
The F tests should be used only for descriptive purposes because the clusters have been chosen to maximize the differences among cases in different clusters. The observed significance levels are not corrected for this and thus cannot be interpreted as tests of the hypothesis that the cluster means are equal.
判别分析
判别分析是利用已知类别的样本培训模型,为未知类别的样本判类的已知统计方法,主要分为距离判别、Fisher判别(典型判别)和Bayes判别,我们将会用Fisher判别(典型判别)进行研究分析。我们从两个总体中抽取具有p个指标的样品观测数据,借助于方差分析的思想构造一个线性判别函数: 其中系数t1,...tp确定的原则是使两组间的组间离差最大,而每个组的组内离差最小。当建立了判别式以后,对一个新的样品值,我们可以将它的p个指标值带入判别式中求出y值,然后与某个临界值比较,就可以将该样品归类。具体如下:假设我们已经得到上面的线性判别函数,则将两个分类的样本带入上式,可得到: ,分别对以上公式左右相加,再除以样品个数,可以得到两个分类的重心: 其中的系数向量t的确定原则是:两个重心的距离越大越好,两个组内的离差平方和越小越好。这刚好是方差分析的思想,因此,我们借用方差分析的做法确定系数向量t。使得组间方差和组内方差比值最大,即 达到最大,式中B为组间方差阵,E为组内方差阵,I的最大值即为 的最大特征值,其对应的特征向量即为t。如果 判别准则为 相反,如果 判别准则也相反:
式中, 是两个分类中心投影的样本量加权均值,即: 。
我们定义新的变量Group为被解释变量,用“1”表示环境优,“2”表示环境良,“3”表示环境差,将二氧化硫排放量、氮氧化物排放量和烟粉尘排放量这三个变量作为解释变量,下面公式中用X1、X2、X3进行表示。利用SPSS软件进行判别分析,我们由第一张表可以得到标准化的判别函数可以表示为: y1=1.041X1-2.5X2+1.603X3; y2=1.438X1-0.031X2-0.554X3
还由第二张表得到非标准化的判别函数为:y1=0.077+0.022X1-0.049X2+0.052X3
y2=-1.403+0.031X1-0.018X3
Canonical Discriminant Function Coefficients
Function
12
?t???ˉáò??·?á?.022.031
μa???ˉ????·?á?-.049.000
?ì·?3???·?á?.052-.018
(Constant).077-1.403
Unstandardized coefficients
Standardized Canonical Discriminant Function Coefficients
Function
12
?t???ˉáò??·?á?1.0411.438
μa???ˉ????·?á?-2.500-.031
?ì·?3???·?á?1.603-.554
另外我们还得到了每组的分类函数,也称为费歇线性判别函数,y=1这组的分类函数为:f1=-2.671+0.055X2-0.044X3,y=2这组的分类函数为:f2=-2.355+0.021X1+0.011X2+0.002X3,y=3这组的分类函数为:f3=-2.43+0.031X1-0.013X2+0.029X3。
Classification Function Coefficients
Group
1.002.003.00
?t???ˉáò??·?á?.000.021.031
μa???ˉ????·?á?.055.011-.013
?ì·?3???·?á?-.044.002.029
(Constant)-2.671-2.355-2.430
Fishers linear discriminant functions
大气污染的危害
(1)大气污染对人体健康的影响
现如今大气污染的早已成为每一个人所关心的问题,我想着一个问题引起如此广泛关注的最重要的原因是它对我们的身体健康构成了很大的威胁。通过收集整理资料,在近半个世纪以来,已经有相当多的实例表明了不少疾病和症状都和大气污染有着密不可分的关系,比如慢性阻塞性肺疾病、急性呼吸道感染、心血管疾病、肺癌等都与大气污染有关。我们了解它们之间有着相互关系还不够,还应该去搞清楚大气污染对这些疾病的作用方法和起作用的成分,这样我们才能够更好的去预防。下面我们就从大气污染的各种主要构成成分的不同来讨论起对人们身体健康的影响。
1、二氧化硫对人体的影响
二氧化硫是大气污染物中最主要的成分,其含量也是我们判断大气污染程度的主要标准。它是无色气体,易溶于水,有毒且具有强烈的刺激性,具专家实验观察,当二氧化硫浓度达到0.5ppm时就对人体健康构成威胁了,当浓度达到400-500ppm时就会使人出现溃疡和肺水肿症状,直至人窒息死亡。由于其强烈的有毒性,一般都被用来生产杀虫剂、漂白剂、制冷剂和还原剂等。
二氧化硫对人体的伤害作用主要是由于其可以生成亚硝酸以及进一步氧化生成腐蚀性更强的硫酸。人体在吸入二氧化硫之后,会在湿润的粘膜上产生亚硝酸和硫酸,由于亚硝酸及硫酸都具有强烈的腐蚀性和刺激性,对呼吸道粘膜和气管都有很强的刺激作用,如果人体大量吸入的话,还会引起肺水肿等反应而窒息死亡。另外,二氧化硫还会进入血液,破坏酶的活力,对人体的肝脏组织造成破坏,还会通过循环作用造成全身中毒反应,长期接触会导致人体感冒后很难痊愈的情况。二氧化硫还有促癌性,会使得癌病发病率提高。二氧化硫不仅自身对人体有很强的危害性,还会和其他物质形成相互作用,从而产生更大的威胁。首先它能够和粉尘颗粒物一起进入肺深部,使毒性作用增强3-4倍,特别的,当粉尘中含有三氧化二铁等金属成分时,可以形成酸雾,并进入呼吸道深部,刺激作用也会增强10倍左右。
2、烟粉尘对人体的影响
粉尘在生活中还有许多其他名称,如灰尘、烟尘和矿尘等,国际标准化组织规定,粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。它的来源主要有木材和农作物的燃烧、煤炭和石油的燃烧、固体物质的加工和粉碎以及物质加热氧化所形成的尘粒等。在自然循环系统中,粉尘也发挥了主要的作用,首先它是地球温度保持相对稳定的主要原因之一。另外,粉尘还可以让水汽凝结,形成云、雾、雨和雪等自然现象,彩虹以及其他很多的美丽自然风光都和粉尘有着不可分割的联系。
但是,粉尘的危害作用也不容忽视。接触或吸入粉尘,首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的刺激作用,并产生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道,早期可引起鼻腔粘膜机能亢进和毛细血管扩张,久之便形成肥大性鼻炎,最后由于粘膜营养供应不足而形成萎缩性鼻炎。还可形成咽炎、喉炎、气管以及支气管炎。它们还可以随着呼吸进入支气管, 使呼吸道粘膜、气管、支气管的纤毛上皮细胞受到损伤,破坏了呼吸道的防御功能,另外随着粉尘在肺组织中沉积,将会引起中毒性肺炎或矽肺,更加严重的是当沉积在肺部的污染物一旦被溶解,就会直接侵入血液,引起血液中毒,未被溶解的污染物,也可能被细胞所吸收,导致细胞结构的破坏。要说到粉尘对于人体的危害,尘肺病是最常见的职业病了,当粉尘被人体吸入后,吞噬细胞就会吞噬粉尘,如此吞噬细胞就成为了尘细胞,由于粉尘中含有重金属物质活其他有毒物质,在人体中酶的参与下,细胞本身被消化死亡,那么粉尘又会暴露出来,之后再被吞噬细胞吞噬,如此循环下去,人体内的吞噬细胞大量死亡,影响了人体的平衡系统,同时还会产生多种细胞因子,如肿瘤坏死因子、表皮细胞因子和白细胞介素等,最终形成组织纤维化,而引起尘肺病。粉尘还会因为其所含的物质成分不同而引发各种类型的癌症,比如长期接触如镍、铬、铬酸盐的粉尘,可以引起肺癌;而长期接触放射性矿物粉尘就会容易生成肺癌;长期接触石棉粉尘可引起皮癌。
3、氮氧化物对人体的影响
氮氧化物是多种化合物的合称,其中包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,这些氮氧化物主要来自于汽车尾气排放以及煤炭和石油等燃料的燃烧,它们都具有一定的毒性。一旦一氧化氮进入血液中,由于一氧化氮对血红蛋白的亲和力是氧的数十万倍,就会阻止氧气与血红蛋白的结合,自身与血红蛋白牢固地结合在一起,从而引起高铁血红蛋白血症。长时间处于一氧化氮的环境较易引起支气管炎和肺气肿等病变.这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生,甚至是肺癌等症状的产生。二氧化氮的毒性比一氧化氮高4-5倍,它对于支气管哮喘的发病有很大的影响,而且对于肺部的损伤也很明显。氮氧化物主要损害呼吸道,吸入初期会有轻微的眼及呼吸道刺激症状,如咽部不适、干咳等。常经数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等症状,还会并发气胸、纵隔气肿及迟发性阻塞性细支气管炎。另外,氮氧化物还会引发神经衰弱综合征、慢性呼吸道炎症、肺纤维化、牙齿酸蚀症以及导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,而且还会诱发肺细胞癌变。
4、一氧化碳对人体的影响
一氧化碳是一种无色、无臭、无刺激性的气体,它是大气中分布最广和数量最多的污染物,也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的一氧化碳主要来源是汽车尾气排放,还有就是农耕燃烧、煤炭和石油等燃料的不完全燃烧以及森林火灾和火山爆发等自然灾害。据统计,一氧化碳中毒的死亡率非常的高,这一个数据的由来和它的中毒作用方式有很大的关系,当人体吸入一氧化碳,它和血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大230倍,所以它会迅速地与血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白丧失携氧的能力和作用。我们都知道人体运输氧气是通过氧气与血红蛋白的结合之后,再借助身体的血液循环系统运送到大脑和心脏等部位,而现在就会使中毒者出现缺氧昏迷,让中毒者无法进行自救,另外一氧化碳中毒的地方大多是比较封闭的空间,如通风效果差的家庭厨房、地底深处的矿井或煤矿道。这些地方一旦发生一氧化碳中毒的事件,在中毒者昏迷而无法自救的情况下,也是很难被发现并且实施抢救的,所以,往往在中毒者意识到中毒时已经晚了。当中毒时间短时,会出现头痛眩晕、心悸、恶心、呕吐和四肢无力,甚至出现短暂的昏厥的症状;当中毒时间稍长时,会有更加严重一些的昏迷和虚脱的现象出现;如果人体吸入一氧化碳浓度过高的话,会出现重度昏迷,并且会有大小便失禁、血压降低等现象发生,并且病人会很快死亡,即使被抢救回来也会有很强的后遗症,如痴呆、记忆力下降严重、瘫痪等。有心脏病, 贫血和呼吸道疾病的患者更易受到一氧化碳的攻击。孕妇吸入过量一氧化碳会引起胎儿生长受损和智力低下。
5、光化学烟雾对人体的影响
光化学烟雾又被称为光化学污染,是氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线后产生的一种大气污染。在这个过程中产生了多种化学污染物,有臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等。臭氧是一种强氧化剂,在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层,刺激下气道黏膜,引起化学变化,其作用相当于放射线,使染色体异常,使红血球老化。过氧乙酰硝酸酯、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用,其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作,能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状,长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢,加速人的衰老。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激,光化学烟雾通过刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,使人发生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。光化学烟雾还会引发癌症。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡,随后全球工业和汽车业的迅猛发展,光化学烟雾污染在世界各地不断出现,如日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及中国北京、南宁、兰州均发生过光化学烟雾现象。这些发生的光化学烟雾都带来了严重的经济损失和人员伤亡。
(2)大气污染使气候环境变化
1、雾霾天气
雾和霾是不同的两种自然现象,雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。霾是指大量细微的干尘粒等均匀地悬浮在空中,使水平能见度小于10公里、空气普遍混浊的现象。雾和霾是以相对湿度来定义和区别的:相对湿度达到95%以上的低能见度现象叫做雾,低于80%的叫做霾,霾形成的条件和因素有一是在水平方向静风现象的增多。二是垂直方向上出现逆温。三是空气中悬浮颗粒物的增加,这是形成霾的重要因素。其中悬浮颗粒物中含氮有机颗粒物占有重要部分,这些包括含氮有机颗粒物有4类有机组分:氧化型有机颗粒物;油烟型有机物,主要来自局地烹饪源排放;氮富集有机物;还有烃类有机颗粒物,主要来自于汽车尾气和燃煤。其中氧化型有机颗粒物在整个污染过程所占比例最大,为44%,其余三个组分别占21%、17%和18%。雾霾天容易使人们的身心造成压抑,引发抑郁症和其他心理性疾病。雾霾有非常强的吸附力,能吸附大量有毒害的酸、碱、盐、胺、酚、病原微生物等物质,然后形成非常大的雾核,这些有害物质会引发一些过敏性病症。雾霾天气还会引发呼吸道疾病,如哮喘、急性气管支气管炎及肺炎等,另外还会对小孩的生长发育和体质造成一定的影响。雾霾天气还会阻碍正常的血液循环,从而引起心血管疾病、高血压、冠心病、心绞痛等心脑血管疾病。另外,雾霾天气还会诱发癌症。中国工程院院士、广州呼吸疾病研究所所长钟南山曾研究发现“阴霾天气比香烟更易致癌”。现如今,我国的雾霾天气相当的严重,全国各个地区都有不同程度的影响,给人们的工作和生活都造成了很大的负担,更加对人们的身体健康构成了严重的威胁。
2、酸雨
3、温室效应
4、臭氧层被破坏
大气污染的治理建议
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