在我们生活的环境中,空气是维持生命不可或缺的要素,随着工业的发展、城市化进程的加快以及人类活动的日益频繁,空气质量正面临着严峻的挑战,空气中的主要污染物成为威胁人类健康和生态环境的“隐形杀手”。
颗粒物(PM)
颗粒物是空气中常见的污染物,按照粒径大小可分为不同类别,其中PM2.5和PM10备受关注,PM2.5指的是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,PM10则是指空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物。
这些颗粒物的来源十分广泛,自然源方面,沙尘暴、火山喷发、森林火灾等都会产生大量的颗粒物,在我国北方地区,春季的沙尘暴天气会将大量沙尘颗粒卷入空中,使得空气中的PM10浓度急剧升高,人为源则更为复杂,工业生产过程中的粉尘排放,像水泥厂、钢铁厂等在生产过程中会产生大量的粉尘颗粒;汽车尾气排放也是重要来源之一,汽车发动机燃烧燃料时会产生包括碳烟颗粒在内的多种颗粒物;建筑施工、道路扬尘以及露天烧烤等活动也会向空气中释放大量的颗粒物。
颗粒物对人体健康的危害极大,PM2.5因其粒径小,能直接进入人体的细支气管和肺泡,甚至可以通过肺泡进入血液,进而影响人体的呼吸系统、心血管系统等,长期暴露在高浓度的PM2.5环境中,可能引发慢性阻塞性肺疾病、肺癌等严重疾病,PM10虽然粒径相对较大,但也能进入人体的上呼吸道,刺激呼吸道黏膜,引发咳嗽、气喘等症状,对于儿童、老年人以及患有呼吸系统疾病的人群危害更为明显。
二氧化硫(SO₂)
二氧化硫主要来源于含硫燃料的燃烧,特别是煤炭和石油的燃烧,在火力发电厂中,煤炭作为主要燃料,其中含有的硫元素在燃烧过程中会与氧气反应生成二氧化硫,有色金属冶炼行业,如铜、铅、锌等金属的冶炼过程中,也会产生大量的二氧化硫,因为这些矿石中往往含有一定量的硫化物,在冶炼过程中硫化物被氧化就会释放出二氧化硫。
二氧化硫是一种具有刺激性气味的气体,对人体的呼吸道具有强烈的刺激作用,当空气中二氧化硫浓度较高时,会引起咳嗽、咽喉疼痛、呼吸困难等症状,严重时甚至会导致肺水肿等危及生命的疾病,二氧化硫还是形成酸雨的主要物质之一,二氧化硫在大气中经过一系列的化学反应,会被氧化为三氧化硫,三氧化硫再与水蒸气结合形成硫酸,随着降水落到地面就形成了酸雨,酸雨会对土壤、水体、森林等生态系统造成严重破坏,比如使土壤酸化,影响土壤中微生物的活性,降低土壤肥力,导致农作物减产;还会腐蚀建筑物、文物古迹等。
氮氧化物(NOₓ)
氮氧化物主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)等,其主要来源是高温燃烧过程,如汽车发动机在燃烧汽油或柴油时,空气中的氮气和氧气在高温条件下会发生反应生成一氧化氮,一氧化氮在大气中又会进一步被氧化为二氧化氮,火力发电厂、工业锅炉等的燃烧过程也会产生大量的氮氧化物。
氮氧化物对人体健康有诸多危害,二氧化氮具有较强的氧化性和腐蚀性,会刺激呼吸道,引发支气管炎、肺炎等疾病,长期暴露还可能导致肺部功能下降,氮氧化物也是形成光化学烟雾的重要前体物之一,在阳光照射下,氮氧化物与挥发性有机物等发生一系列复杂的光化学反应,会生成臭氧等二次污染物,形成光化学烟雾,光化学烟雾不仅会对人体的眼睛、呼吸道等造成刺激,还会降低大气能见度,影响交通和人们的日常生活。
一氧化碳(CO)
一氧化碳主要是由于含碳燃料的不完全燃烧产生的,汽车尾气排放是城市中一氧化碳的主要来源之一,当汽车发动机燃烧不充分时,就会产生大量的一氧化碳,工业生产中的一些加热过程、居民生活中的炉灶燃烧等也会产生一氧化碳,比如在一些小型的工厂中,使用煤炭作为燃料进行加热时,如果通风不良,就容易导致煤炭不完全燃烧,释放出一氧化碳。
一氧化碳是一种无色、无味的有毒气体,它与人体血液中的血红蛋白具有很强的亲和力,比氧气与血红蛋白的亲和力高200 - 300倍,一旦吸入一氧化碳,它会迅速与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白,使血红蛋白失去与氧气结合的能力,导致人体组织和器官缺氧,引起头痛、眩晕、恶心、呕吐等症状,严重时甚至会导致昏迷和死亡。
挥发性有机物(VOCs)
挥发性有机物种类繁多,包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛等,其来源涵盖多个方面,工业源方面,如石油化工、涂料、油墨、胶粘剂等行业在生产和使用过程中会排放大量的挥发性有机物;生活源方面,室内装修使用的各种装饰材料,如油漆、板材等会释放甲醛等挥发性有机物,汽车使用的汽油也会挥发产生挥发性有机物。
挥发性有机物对人体健康和环境都有不良影响,部分挥发性有机物具有毒性和致癌性,例如苯是一种明确的致癌物质,长期接触会增加患白血病等血液系统疾病的风险,挥发性有机物在大气中会参与光化学反应,是形成臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物,对大气环境质量产生负面影响。
为了应对空气中主要污染物带来的危害,我们需要采取一系列有效的防治措施,在工业领域,推广清洁生产技术,提高能源利用效率,减少污染物的产生;加强废气治理设施的建设和运行管理,确保污染物达标排放,在交通领域,大力发展公共交通,推广新能源汽车,加强对机动车尾气排放的监管,在生活方面,倡导绿色生活方式,减少室内装修污染,加强对露天烧烤、秸秆焚烧等行为的管控。
空气中的主要污染物来源复杂、危害严重,我们必须充分认识到它们的威胁,采取综合、系统的防治措施,才能改善空气质量,保护人类健康和生态环境,为我们自己和子孙后代创造一个清新、洁净的生存空间。