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造成大气污染的主要物质及其危害简析武汉大学 陈XX4摘要：随着人类社会的发展，尤其是重工业的飞速发展，大气污染已经成为了一个不可不提的话题。如何处理发展与环境的关系也成为了人们关心的话题。本文将就几种常见的大气污染物做简单介绍。一 大气污染概述大气污染，根据国际标准化组织（ISO）的定义，“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”。大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。 颗粒物： 指大气中液体、固体状物质，又称尘。 硫氧化物： 是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。 碳的氧化物： 主要是一氧化碳。氮氧化物： 是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。 碳氢化合物： 是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质： 如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。大气污染会造成很大的自然与社会危害。大气污染会危害人体健康，危害生物生存，影响全球气候等。二 硫氧化物大气中的硫氧化物污染物最主要的一种就是二氧化硫（SO2）污染。二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化物。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。若把SO2进一步氧化，通常在催化剂如二氧化氮的存在下，便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）2H2SO3+O22H2SO4（硫酸）大气中的二氧化硫主要来源如下：1 自然界含硫矿石的分解；2 火山喷发；3 工厂排出的废气；4 含硫燃料的燃烧。二氧化硫对人体的负面影响主要有：易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒：轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒可在数小时内发生肺水肿；极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响：长期低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症。三 氮氧化物大气中氮氧化物污染最主要的形式是二氧化氮（NO2）污染。二氧化氮是一种棕红色、高度活性的气态物质。二氧化氮在臭氧的形成过程中起着重要作用。人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放，比如机动车、电厂废气的排放等。 二氧化氮还是酸雨的成因之一，所带来的环境效应多种多样，包括：对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响，大气能见度的降低，地表水的酸化，富营养化（由于水中富含氮、磷等营养物藻类大量繁殖而导致缺氧）以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。过量的二氧化氮与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO二氧化氮与过量的水反应：4NO2+2H2O+O2=4HNO3二氧化氮除自然来源外，主要来自于燃料的燃烧、城市汽车尾气。此外，工业生产过程也可产生一些二氧化氮。据估计，全世界人为污染每年排出的氮氧化物大约为5300万吨。 另外,闪电也可以产生NO2,在闪电时,由于空气中电场极强,空气分子被撕裂而导电,雷电电流通过时产生大量的热,使已经呈游离状态的空气成分氮气、氧气结合。二氧化氮对人体健康的危害主要有：主要损害呼吸道。吸入气体初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激症状，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。可并发气胸及纵隔气肿。肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。慢性作用：主要表现为神经衷弱综合征及慢性呼吸道炎症。个别病例出现肺纤维化。可引起牙齿酸蚀症。亦可致人昏厥。四 一氧化碳碳氧化物在大气中的主要组分为二氧化碳（CO2），无色透明，无异味，无毒性。而一氧化碳（CO），却是一种重要的大气污染物。事实上，一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物。纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。 分子量28.01，密度0.967g/L， 冰点为-207，沸点-190。在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。一氧化碳有较强的还原性，常在工业上用于冶炼金属。一氧化碳的可燃性：2CO+O2=2CO2实验室用氧化铜制备铜：CuO+CO=CO2大气中一氧化碳的主要来源有是内燃排气以及化石燃料的燃烧。很明显，一氧化碳污染几乎全部是由人类活动造成的。显然，一氧化碳不同于上面提到的二氧化硫与二氧化氮。后两者的污染既有对人体健康的负面影响，也有对环境的影响。而一氧化碳被列为大气污染物则主要是因为其较强的毒性。五 光化学烟雾光化学烟雾指的是一系列对环境和健康有害的化学品。它们称之为光化学烟雾是因为它们是由最初的污染物质光解而产生的。光化学烟雾是一种淡蓝色烟雾，属于大气中二次污染物。光化学烟雾的主要组分有：臭氧（O3）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等。光化学烟雾的形成机理如下：1 污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。NO2NO+O2O(游离氧)+O2O3NO+O2NO2此三个化学反应可以循环进行。2 碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。3 过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的生成。光化学烟雾主要的危害有以下几点：1 损害人和动物的健康；人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。2 影响植物生长；可能导致农作物高产能力丧失，甚至使植物丧失遗传能力。3 影响材料质量；光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。4 降低大气能见度；这主要是由污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。参考资料：1.光化学烟雾的形成机制及其防治措施靳卫齐，2008，长安大学;2.浅析城市光化学烟雾形