趣味化学(环境类).doc

趣味化学(环境类)二十世纪八大公害事件 公害事件（publie nuisance events）：因环境污染造成的在短期内人群大量发病和死亡事件。 马斯河谷事件 1930年12月15日 比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12月15日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。 多诺拉事件 1948年10月2631日 美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇 该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上2630日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。 洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期 美国洛杉矶市 全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。 伦敦烟雾事件 1952年12月58日 英国伦敦市 58日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍。 四日市哮喘事件 1961年 日本四日市 1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。 米糠油事件 1968年3月 日本北九洲市、爱知县一带 生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。 水俣病事件 19531956年 日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新 县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。 痛痛病事件 19551972年 日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3 月共有患者130人，其中死亡81人。 关闭窗口酸雨 简单地说，酸雨就是酸性的雨。什么是酸? 纯水是中性的，没有味道；柠檬水，橙汁有酸味，醋的酸味较大，它们都是弱酸；小苏打水有略涩的碱性，而苛性钠水就涩涩的，碱味较大，它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关；而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关；然后建立了一个指标：氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是，纯水的pH值为7；酸性越大，pH值越低；碱性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的，pH值近于7；当它为大气中二氧化碳饱和时，略呈酸性，pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨；pH值小于5.65的雪叫酸雪；在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH值小于5.65时叫酸雾。近代工业革命，从蒸气机开始，锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器；而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾地是，煤含杂质硫，约百分之一，在燃烧中将排放酸性气体 SO2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨；这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦顿市雨水成份，发现它呈酸性，且农村雨水中含碳酸铵，酸性不大；郊区雨水含硫酸铵，略呈酸性；市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性. 温室效应 众所周知，全球变暖是由于“温室效应”。“温室效应”是怎样形成的呢？ 在凉爽、清凉的日子，都知道温室里的温度大大高于室外温度。这是因为温室的保温塑料薄膜使太阳能转化的热能进的多、出的少，所以温度逐渐升高。地球大气层里的二氧化碳、甲烷等气体就象这个薄膜，使太阳辐射进的多而出的少，因而使地球表面的温度逐渐升高。根据测定，大气中的二氧化碳浓度每增加1倍，地球表面的大气温度就会升高1.54.5度。由于全世界工业和交通耗费大量的石油、煤炭、天然气等能源，因此大气中的二氧化碳正以每年1.5ppm的速度增加。 全球变暖使大气、海洋环流规律变化，加剧“厄而尔尼诺”、“玛尼娜”现象的危害，导致大面积旱、涝灾害频繁发生。长期干旱使非洲几百万人饿死，上亿人营养不良。东南亚连年洪水使上千万人流漓失所。 全球变暖还使极地冰川溶化，海平面上升。每升高1米，将使直接受影响的人口达10亿，土地500万平方米公里（占世界的三分之一）。同时还引发风暴潮、盐水倒灌。可见其危害多么严重！ 二氧化碳与温室效应 近几年，天气确实在变暖，这是温室效应的缘故。那么什么是温室效应呢？这要从空气中的二氧化碳谈起。二氧化碳在空气中含量很少，只占空气的万分之三，但对人类来说，几乎与氧气具有同等重要的地位。近百年来，由于现代工业的迅猛发展，大气中的二氧化碳的含量越来越高，它们就好像一层日益加厚的透明薄膜罩在地球表面。由于这层透明薄膜的作用，太阳短波辐射可以透过大气层射入地面，而地面变暖后放出的长波热辐射却被大气中越来越多的二氧化碳吸收，难以向高空发散，这就跟培育花朵的温室一样，所以人们称这种导致全球气温变暖的作用为温室效应。温室效应有什么危害呢？主要表现在以下三个方面： 地球温度上升，将导致寒带和两极的冰川大量融化，海平面因而会上升，从而淹没地势较低的沿海城市及河流三角洲，如：上海、大连、纽约、伦敦等地都会发生这种现象。 气温上升会使干旱的热带地区更加干旱，并使土地沙漠化的进程加快，自然灾害的进程加快，自然灾害也越来越频繁，甚至会导致许多物种的加速灭绝。温室效应的辩证法 温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因。但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占75、氯氟代烷约占15%20，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象。如果二氧化碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高3 5 ，两极地区可能升高10 ，气候将明显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。20世纪60年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例。因此，必须有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增长，科学使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。 地荒漠化 严峻形势根据联合国的统计资料，目前荒漠化已影响到全世界15的人口和全球 13的陆地，成为导致贫困和阻碍发展中国家经济与社会持续发展的重要 原因。 中国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一。现已实际发生荒漠化的土地面积为2622万平方公里，占国土面积的273。在我国西北、华北北部 和东北西部分布着大面积的干旱、半干旱和亚湿润干旱区，这里生态环境 极其脆弱，在日益增长的人口压力下，土地荒漠化的形势日趋严重。 1994年，经国务院批准，在全国开展了沙漠、戈壁及沙化土地普查工作。 普查结果显示，我国沙漠、戈壁及沙化土地面积为1689万平方公里，占 国土面积的17，6，且每年以2460平方公里的速度在扩展。 首都北京受到越来越多的沙尘暴的侵袭，仅2000年就达13次。危害众所周知，荒漠化严重制约着我国经济发展，荒漠化地区人民生活困苦。有些地方因荒漠化严重，一些人不得不成为“生态难民”。每年，我国因荒漠化造成的直接经济损失已高达540亿元。50年前，我国在防治荒漠化方面基本属于空白。 沉重的生态包袱使得母亲河愈发地苍老，水土流失后的贫瘠土地已经失去了耕种能力，农民们往往一坡只能收一钵；社会生产进入了“越穷越垦、越恳越流失、越流失越穷”的恶性循环。 九曲黄河万里沙”。黄河为害，根在泥沙。作为世界上输沙量最多的河流，黄河每年输沙量达16亿吨，如果堆成宽、高各1米的土堆可以绕地球27圈。这些泥沙的80来源于黄河中游的黄土高原。1500年前的黄河中游“临广泽而带清流”，森林茂密，群羊塞道。而人类在那里进行掠夺性地开发，破坏了植被，带来了风沙，水土流失把黄土高原刻画得满目疮痍、千沟万壑。陕西北部的毛乌素沙漠向南长驱直入，新中国成立前的100年间，就有210万亩良田牧场被流沙吞噬，145万亩农田被流沙包围，6个县城、412个村镇被风沙压埋。陕西榆林城在沙漠的驱逐下，曾经3次迁城，1949年榆林解放时已经成了四面黄沙的沙海孤岛。据统计，黄土高原地区水土流失面积已达45万平方公里，占总面积的709，水土流失不仅造成了生态环境的恶化，制约了黄河流域地区的经济发展，而且使下游河床每年抬高10厘米，成为历史上黄河决口泛滥的重要原因，被称之为黄河的头号生态问题。 沙漠每年埋没许多村庄、铁路、公路，污染空气和城市的一切，给我国的经济建设和人民生活造成巨大经济损失。 物种灭绝 地球上动物、植物和微生物彼此之间相互作用以及与其所生存的自然环境间的相互作用，形成了地球丰富的生物多样性。这种多样性是生命支持最重要的组成部分，维持着自然生态系统的平衡，是人类生存和实现可持续发展必不可少的基础。地球上究竟存在多少物种？估计在地球上大约1000万3000万的物种中，只有150万种动物、33万种植物、6万种微生物已经被命名或被描述过。对多数研究较深的生物类群来说，物种的丰富程度从极地到赤道呈增加趋势。密闭的热带森林几乎包含了世界物种的一半以上，这儿充满着各种生命：林木、灌木、攀缘植物、藤本植物；附生植物、寄生植物；地衣、苔藓、水藻、真菌、蕨类等。在秘鲁1公顷的森林中，就发现了283种树木和17种藤本植物，在一棵树上就有43种蚂蚁，几乎同整个英国的蚂蚁种类差不多。在厄瓜多尔0.1公顷森林中，就有365种花科植物，比英国全部植物种类还多20以上，在巴西瑙斯地区1公顷的森林中，发现了179种直径15厘米或15厘米以上的树木以上几个实例可以说明滥用有限的自然资源是一种自我毁灭。生物资源提供了地球生命的基础，包括人类生存的基础。这些资源的社会、伦理、文化和经济价值，从有记载的历史的最早时期起，就已经在宗教、艺术和文学方面得到认识。我们所有的食物都来自野生物种的驯化，世界上许多在经济上最具有重要经济价值的物种分布在物种多样性并不特别丰富的地区，人类已利用了大约5000种植物作为粮食作物，其中不到20种提供了世界绝大部分的粮食。植物和动物是主要的工业原料，现存和早期灭绝的物种支持着工业的过程。大多数医药起先都来自野外，在中国，对5000多种药用植物已经有记载，世界上很多药物都含有从植物、动物或微生物中提取的或者利用天然化合物合成的有效成分。从全球看，物种丰富的生态系统无疑将为整个人类社会的未来提供更多的产品。由于食物链的作用，地球上每消失一种植物，往往有1030种依附于这种植物的动物和微生物也随之消失。每一物种的丧失减少了自然和人类适应变化条件的选择余地。生物多样性的减少，必将恶化人类生存环境，限制人类生存发展机会的选择，甚至严重威胁人类的生存与发展。 吸波材料 随着现代科学的发展，电磁辐射对环境的影响日益增大，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料吸波材料，成为当今材料科学的一大课题。 世界上吸波材料的研究始于二次大战期间，西方国家为实现军事领先，投入巨资研究吸波材料。而今随着电信业的迅速发展。吸波材料的应用被深入到通迅抗干扰、环保及人体防护等诸多领域。电磁辐射是通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害，将吸波材料用于电器、通迅业，可以使电磁波辐射降低到国家卫生安全限制以下，即38m/cm2，以确保人体健康。将吸波材料用于高功率雷达，微波机械上，能防止机械运动产生的电磁波泄漏，保护操作人员免受电磁波辐射的伤害。吸波材料有多种，科学界的研究证实，电磁波吸波材料中的高磁导率铁氧体吸波材料为最佳，它具有较高的吸收频段、高吸收率、匹配厚度较薄等特点。根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体，引导电磁波，当各向异性的自旋磁矩与外加的电磁波辐射频率一致时，发生共振，必然大量吸收外界的电磁辐射能量，再通过磁矩自身的旋转耦合，把电磁波的能量转变成热能的形式耗散。怎么证明电磁波被吸波材料吸收了呢？让我们来做一下测试和比较：为了消除外界电磁波干扰，材料测试需要在暗室中进行。意波暗室由劈形吸收体构成，而且六个面均完全被劈形吸收体覆盖。测试系统由信号发生器和频谱仪构成，测试吸波材料吸收性能时，将喇叭天线盖在材料上，启动倍号发生器发出一定强度的电磁波，当使用吸波材料时，从频谱仪上可以看到微弱的电磁波信号，证明电磁波被材料吸收而转变成热能耗散。当把铁氧体吸波材料换成金属材料时，从频谱仪上仍看到很强的电磁波信号，证明金属没有吸收作用。1996年1月1日，欧盟颁布了CE标准，规定凡是电子产品、通信产品以及一切电子设备要投放市场，就必须通过电磁兼容指标的检查，达不到电磁兼容指标的，不允许投放市场。电磁波吸波材料作为材料科学的分支，其应用的广泛，很可能使之在世纪之交变为新产业，成为电子信息业的基础产业，也必将为重塑人类洁净空间作出巨大贡献。 白色污染 被称为“白色污染”的，我们目前常见常用并常说的一次性“塑料餐具” 。 当白色的、轻轻的但却有相当厚度的塑料一次性餐具进入我们的生活时，我们着实为这方便又实用的小东西叫过好它因不能重复使用而卫生，不需要洗涤而方便，等等。但很快，我们就认识到，这类塑料餐具，虽说在用后被我们扔掉了，但却永远成为这个地球上的无机物垃圾。用专业术语说就是，自然状态下不能分解。于是，这给人类带来方便的东西也给地球带来麻烦。从农村到城市，从田野到山林，从小河沟到扬子江，到处可见废弃的一次性塑料餐具。于是，人们开始呼吁治理这“白色污染”，消灭这“白色污染公害”。白色污染的治理首先，政府参与，严令禁止销售和使用不可降解塑料制品；再者，尽快寻找并生成理想的替代产品 :一次性纸餐具首先被考虑，无毒无害、易回收、可再生利用，可降解或半可降解等优点，但是，纸的生产过程本身就是对大自然的破坏，一方面砍伐林木导致水土流失，另一方面制浆带来水浪费与水污染。换句话说，与塑料一次性餐具比，纸制品对环境的污染及破坏只是提前了时间，改变了方式而已；在老区沂蒙，有一个叫李玉忠的农民，从用秸秆做家用器皿的传统中得到启发，大胆地试制“秸秆碗”，在一次性使用后，入土是肥料，入水可自动“化”解为鱼饲料；弃之路边，几天后就化为乌有，实现了自然状态下的分解。水污染 水体污染 水体是指地面水（河流、湖泊、沼泽、水库）、地下水和海洋的总称。 在环境科学领域，水体不仅仅就是水，它还包括水中的溶解物、悬浮物、水 生生物和底泥，被当作一个完整的生态系统看待。所谓水体污染就是指进入水体的污染物造成该水体中某些物质（特别是对生物有毒性的或造成水体水质恶化的物质）超过了水体的本底值或水体的自净能力，从而使得该水体部分或全部失去它的功能或用途。在环境污染的研究中，区分水和水体 两个概念十分重要。例如，重金属污染物易于从水中转移到底泥里，水中的重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎水污染并不严重，但是从整个水体看，污染就可能很严重。可见，水体污染不仅仅是水污染，还包括底泥污染和水生生物污染。 赤潮 赤潮是湖泊或者海洋等水体富营养化的结果。富营养化指的是当湖泊、海洋等水中的N、 P等植物营养物（如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、尿素、磷酸盐）的浓度超过一定数值时引起的湖泊、海洋等生态系统的一种恶性循环。“赤潮”发生后，会引起鱼、虾、贝的大量死亡。我国近年发生海洋“赤潮”的次数越来越多，给我国的海洋养殖业造成几十亿元的经济损失。美国和日本曾是世界上两个赤潮严重的国家。50年代到60年代中期，美国佛罗里达州沿岸几乎每年都有赤潮发生，造成了鱼、虾、贝类的大量死亡，就连以这些生物为食的海龟、海豚也不能幸免。 据日本1979年的统计，在全部的海洋污染事件中，赤潮占8%，从1970年以来，赤潮已成为日本一种不可避免的海洋灾害。以濑户内海为例，1955年前的几十年间共发生过5次赤潮，而19591965年10年间就发生了39次;19961980年15年间竟先后发生了2589次，平均每年170余次，其中造成严重危害的305次。1975年和1976年两年，每年都在300次以上。据统计，19651973年5年间，日本全国因赤潮造成的渔业经济损失达2417亿日元，每年平均几百亿日元。水污染与健康 新世纪伊始，位于多瑙河流域的几个巴尔干国家却面临了一场劫难。1月30日，罗马尼亚境内一处金矿污水沉淀池，因积水暴涨发生漫坝，10多万升含有大量氰化物、铜和铅等重金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河，并顺流南下，迅速汇入多瑙河向下游扩散。造成河鱼大量死亡，河水不能饮用。匈牙利、南斯拉夫等国深受其害，国民经济和人民生活都遭受到一定的影响，严重破坏了多瑙河流域的生态环境。这起水污染事件引发国际诉讼，据悉，各项法律诉讼以及救护工作目前正在紧张地进行着。 在中国也曾发生这样的事件：1994年7月中旬，淮河上游的河南境内突降暴雨，颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线，因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方居民饮用了虽经自来水厂处理，但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实上游来水水质恶化，沿河各地自来水厂被迫停止供水达54天之久。由于水域严重污染，百万淮河民众饮水告急，不少地方花高代价远途取水饮用，有些地方出现居民抢购矿泉水的场面，这就是震惊中外的“淮河水污染事件”。全球性重大课题。随着工业进步和社会发展，水污染亦日趋严重，成了世界性头号环境治理课题。 臭氧层破坏 大气臭氧层的损耗是当前世界上又一个普遍关注的全球性大气环境问题，它直接关系到生物圈的安危和人类的生存。 1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的雨云-7号气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。据NASA报道，NASA的Nimbus -7卫星上的总臭氧测定记录数据表明，近年来，南极上空的臭氧洞有恶化的趋势。目前不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少现象。NASA和欧洲臭氧层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。对于大气臭氧层破坏的原因，科学家中间有多种见解。但是大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCl表示）是破坏臭氧层的主要原因。由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生不利的影响。 臭氧层破坏以后，人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加，这将给人体健康带来不少麻烦。首先，紫外辐射增强使患呼吸系统传染病的人增加；受到过多的紫外线照射还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外，强烈的紫外辐射促使皮肤老化。 臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响。近十几年来，人们对200多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验，其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来，紫外辐射增加使植物的叶片变小，因而减少俘获阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产2025%。 紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等。 空气污染 大气是环境的重要组成要素，并参与地球表面的各种过程。人类活动和某些自然过程不断和大气之间进行这各种物质与能量交换。大气质量的优劣对整个地球的生态系统和人类健康有着直接的影响。我们可以喝矿泉水来逃避水质恶化，但是否要带着呼吸面具走上街头来逃避大气污染哪？也许这副景象就在不远的将来吧！1、大气污染的概念(1)大气污染的产生地球上的大气是环境的重要组成部分。大气圈相对稳定的结构和成分，对于人类和其他生物的生存是适宜的。但是，由于人类的活动，使得排放到大气中的某些物质呈现出过量的浓度，且持续较长的时间，对人类的生活和身体健康，对设施或环境产生了不利影响，这就开成了大气污染。(2)大气污染:大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象,称为大气污染。2、大气污染物来源 大气污染主要来自三方面：燃料燃烧、工业生产和交通运输等过和产生的废气。前两者是固定污染源，往往量大而集中；后者（汽车、火车、飞机等）属于流动污染源，它小型分散、数量众多、来往频繁，排出的污染物总量也很可观。大气污染物主要分为有害气体(二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是燃料的燃烧和工业生产过程。锅炉、汽车与工业设备排放大气污染物比重表：污染源污染物一吨燃料或原料产生污染物重量(公斤)锅炉(燃料)粉尘、二氧化硫、一氧化碳、酸类和有机物515汽车(燃料)二氧化氮、一氧化碳、酸类、有机物4070炼油(燃料)二氧化硫、硫化氢、氨、一氧化碳、碳化氢、硫醇25150化工(燃料)二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、溶媒、有机物、硫化物50200冶金(燃料)二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物50200采矿(矿石处理加工) (原料)二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物100300 3、大气污染物种类 大气污染物种类同能源结构、工业结构有密切关系。燃煤的主要污染物是烟尘和二氧化硫，燃油的主要污染是二氧化硫和氮氧化物，汽车主要排放一氧化碳、氮氧化物和碳氢化全物。工业生产过程因行业不同，排放各种不同的无机和有机气体及有毒金属粉尘等。 （1）.还原型大气污染伦敦烟雾型 你也许听说过著名的伦敦烟雾事件，由于大量使用煤炭燃料，煤炭燃烧过程中释放的大量颗粒物、二氧化硫和二氧化碳，在低温、潮湿的静风天气下，形成了含有硫酸和硫酸盐的气溶胶，在近底层聚集，严重危害人类的呼吸系统，其造成的危害自然是不言而喻的。 （2）.氧化型大气污染洛杉矶光化学烟雾 汽车尾气、燃油锅炉及石化工业所排放出的氮氧化物、甲烷及一氧化碳，在高温、干燥的静风天气下发生光化学反应，产生臭氧、PAN、醛类等具有强氧化性的气体或离子，刺激人的眼睛、喉粘膜等，严重危害人类健康。 （3）.混合型大气污染日本四日市大气污染在工业中心城市，由企业、汽车尾气等排放的二氧化硫、粉尘、氮氧化物及各种重金属微粒在静风的天气下，在近底层聚集，吸入肺部、刺激人体呼吸道，引起肺气肿、气管炎、哮喘等。 （4）.特殊性大气污染小区域局部地区大的工业、企业在生产过程中发生事故，导致特殊气体的大量排放，造成局部小范围的大气污染。1976年，意大利一家农药厂发生事故，四氯联苯大量泄露。4.大气污染的危害 大气污染对人体的危害主要表现为卢呼吸道疾病；对植物可使其生理机制受抑制，生长不良，抗病抗虫能力减弱，甚至死亡；大气污染还能对气候产生不良影响，如降低能见度，减少太阳的辐射。据资料表明，城市太阳辐射强度和此外线强度要分别比农村减少而导致城市佝偻发病率的增加；大气污染物能腐蚀物品，影响产品质量；近十几年来，不少国家发现酸雨，雨雪中酸度增高，使河湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝，森林发育受影响，这与大气污染是有密切关系的。（1）某些大气污染物对人体的影响煤烟引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的尘肺等疾病。硫酸烟雾对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。铅略超大气污染允许深度以上时，可引起红血球碍害等慢性中毒症状，高浓度时可引起强烈的急性中毒症状。二氧化硫浓度为15ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息。氧化氮主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可臻肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。一氧化碳对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。臭氧其影响较复杂，轻病表现肺活量少，重病为支气管炎等。硫化氢浓度为100ppm吸入215分钟可使人嗅觉疲劳，高浓度时可引起全身碍害而死亡。氰化物轻度中毒有粘膜刺激症状，重者可使意识逐渐昏，虽直性痉挛，血压下降，迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛，失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。氟化物可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体，主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。氯主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达0.040.06毫克/升时，3060分钟即可致严重中毒，如空气中氯的浓度达3毫克/升时，则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡(2)儿童对大气污染最敏感近日通过鉴定的兰州市大气污染对儿童肺功能的影响研究课题表明,儿童年龄越小,大气污染对其影响越大。“兰州市大气污染对儿童肺功能的影响研究”是中国国家环保总局和美国国家环保总局的环境科技协作项目-“大气污染对儿童肺功能影响的研究”中的专题之一。 该项研究成果揭示出了许多新的规律,如对肺功能产生危害的主要因素首先是尘,其次是二氧化硫,且细小颗粒的尘对人体危害最大。从全国的情况看,大气总悬浮微粒浓度近几年约下降了一半,但是,对人体真正产生危害的细颗粒尘却呈上升趋势。5.大气污染的综合防治(1)烟尘控制技术改变燃料构成,优化燃烧方式烟尘被排入大气之前,采取必要的控制设备,除去烟尘改变下垫面性质,防止大风季节地面扬尘进入大气(主要采取植被保护)(2)技术装置 A.干式机械除尘装置利用重力,离心力,惯性力和沉降作用除去气体中的颗粒物,该装置对打颗粒的尘埃作用明显. B.湿式除尘装置含尘埃的气体在流动过程中与液体充分混合,接触,利用水滴和颗粒物的相互作用(分子力和表面张力),来捕集尘粒。 C.过滤式除尘装置利用过滤材料（滤纸，玻璃纤维等）将粉尘分离的装置，多用于空调和通风的空气净化。 D.电除尘装置利用电厂的库仑力和磁场的洛伦磁力，对含有带电尘埃的气流进行净化除尘的设备。 E.二氧化硫的净化装置燃料在燃烧前和燃烧过程中进行脱硫处理燃烧后的烟气中二氧化硫的分馏技术6、空气污染指数（API）以下是API图表:空气污染指数API空气质量状况对健康的影响建议采取的措施0-50优可正常活动 51-100良 100-200轻度污染易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动200-300中度污染心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内，并减少体力活动300重污染健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动空气污染的主要污染物有烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物（浮尘）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等等二氧化硫是一种无色的中等刺激性气体，主要影响呼吸道。二氧化硫主要来自燃烧含硫燃料。空气中的二氧化硫很大部分来自发电过程及工业生产。吸入二氧化硫可使呼吸系统功能受损，加重已有的呼吸系统疾病（尤其是支气管炎及心血管病）。对于容易受影响的人，除肺部功能改变处，还伴有一些明显症状如喘气、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。最易受二氧化硫影响的人士包括患有哮喘病、心血管或慢性肺病（例如支气管炎或肺气肿）者，儿童及老年人。二氧化氮是一种棕红色有刺激性臭味的气体。主要来自于车辆废气、火力发电站和其他工业的燃料燃烧及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程，具有腐蚀性和生理刺激作用，呼吸系统有问题的人士如哮喘患者，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。研究指出长期吸入能会导致肺部构造改变。二氧化氮是形成光化学烟雾的主要因素之一，也是酸雨的来源之一。总悬浮颗粒物能长时间悬浮于空气中，大小由0.05至100微米不等的颗粒物组成，小于10微米以下的又称为可吸入颗粒物（漂尘）总悬浮颗粒物由天然及人为来源产生，包括海洋、泥土、车辆废气、工业活动、建筑工程以及气相化学反应。空气中总悬浮颗粒物对人体健康的影响决定于粒子吸入而积聚于呼吸系统的数量。直径10微米或以下的可吸入颗粒物能直达并沉积于肺部，而引发不良的健康反应。可吸入颗粒物对人体健康的影响包括导致呼吸不适及呼吸系统症状（例如气促、咳嗽、喘气等）、加重已有的呼吸系统疾病及损害肺部组织。因此，可吸入悬浮颗粒物（漂尘）更引起人们的重视。最易受总悬浮颗粒物影响的人士包括慢性肺部及心脏病、感冒或哮喘病患者，老年人及儿童。 7、酸雨酸雨的定义一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨. 酸雨的pH值一般少于5.6. 酸雨的危害 1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死. 2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长. 3.破坏土壤、植被、森林. 4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料. 5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍. 酸雨的治理 二氧化硫污染大气的罪魁煤，平均含硫量约为2.5%-3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染， 一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿（FeS2）的形态存在；这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物，这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。 另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫。 高浓度的SO2（如某些有色金属治炼厂排放的） 可直接 用于生产硫酸。 低浓度的SO2多用碱吸收法处理，已采用过的及还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液、石灰石浆液、氢氧化镁浆液、氨水、氢氧化钠等。例如有石灰浆液吸收SO2，生成难溶于水的亚硫 酸钙： SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O 还可进一步利用空气中的氧气将CaSO3氧化为石膏(CaSO42H2O）应用，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO42H2O 但是，至今还没有找到令人完全满意的治理SO2污染大气的办法。集体“发疯”之谜 四十多年前，日本有个村庄发生了一起可怕的集体“发疯”事件，有16个村民突然一起“发疯”了。这些“疯子”一会儿哭哭啼啼，一会儿又哈哈大笑；发作时两手乱摇，颤抖不止，而下肢发硬直，如此反复发作，直至“疯死”。这起集体“发疯”事件经多方研究调查，发现这些人喝的是同一口水井中的水，考察水井，又在旁边挖出了大量废旧、破烂的干电池。原来这是水井的水受干电池中某些有害成份污染而造成的。据环境科学研究表明，废旧干电池中的锌、二氧化锰等成分长期埋在地下，会与土壤中化学物质发生作用，生成锌锰酸式盐。它渗入地下，极易污染饮用水，而这一群村民正是长期饮用这种水，造成蓄积性中毒，才有上述“发疯”症状。干电也在制造过程中还使用一定量的汞，其中含汞最多的锌汞电池约占电池重量的20% 30%，碱性干电池约为1 3%，普通锌锰电池含汞较少。汞对人体是一种有害蓄积性中毒物质，极易污染环境，特别是水质，造成种种危害。据统计，我国每年生产干电池50亿只，其中锌汞电池和碱性电池1亿只，每年电池用汞100吨。由于人们用完电池随意乱丢，时间一长，日晒雨淋或埋入地下，往往污染环境，造成不幸事件，所以废旧电池不可乱丢。吸“二手烟”比主动吸烟致癌风险高50倍 烟草燃烧时会释放超过4000种不同的化学物质，其中致癌物超过40种。无论你是吸烟者还是被动吸烟者，你吸入的有害化学物质均包括：氨(地板清洁剂)、氯乙烯(塑料原料)、砷(白蚁毒药)、镉(汽车电池原料)、丁烷(打火机燃气)、一氧化碳(汽车废气)、甲苯(工业溶剂)、氰化氢(致死毒气)、丙酮(油漆溶液)、甲醇(导弹燃料)。 吸烟者通过嘴吸入体内的烟称主流烟，只占全支烟燃烧生成烟雾的15%，而其余85%的烟雾成为了二手烟民的毒药。资料显示，二手烟民吸入体内的毒素含量比主流吸烟者还要高，其中致癌物质可引致癌症的风险高出50倍；一氧化碳使衰老的速度加快5倍；焦油刺激物刺激呼吸系统，肺部感染机率高出3倍；尼古丁令血压增高、增加血液黏性、容易阻塞血管的风险高出两倍。 与吸烟者同住的儿童，患呼吸系统疾病的机会比没有家人吸烟的高两至三倍；而儿童听觉受损者中的75%是由吸二手烟所致。有资料显示，儿童癌症个案中，15%的患者与父亲吸烟有关，其中原因之一是烟毒影响父亲精子及遗传细胞。 香烟中的化学致癌物 根据联合国世界卫生组织(WHO)的调查，全世界约有10亿人吸烟，中国有近3亿人吸烟，中国是一个烟民大国。科学家对香烟成份进行长期的研究指出，香烟中含有4000多种化学毒物，其中约有40种化学致癌物,例如，香烟在吸烟燃烧过程中生成的多环芳烃苯并(a)芘以及多种亚硝胺等化学致癌物。 根据最近的研究，与从不接触香烟的人相比较，经常吸烟者患动脉硬化的可能性要高50%，曾经吸烟但已戒烟的人患动脉硬化的可能性也要高20%。研究结果还表明，与从不接触香烟的人相比较，被动吸烟的人患动脉硬化的可能性要高20%。总之，吸烟与被动吸烟都有可能加速人体动脉硬化，因为吸烟和被动吸烟对动脉硬化的影响可能是累积性的，与接触香烟的时间成正相关。在公共场所吸烟，不仅危害吸烟者本人，还要危害那些不吸烟的那些被动吸烟者，因此，应当严禁在公共场所吸烟。 接触香烟可能危害人体健康的一个重要问题是吸烟与人类肿瘤。无论是吸烟者或者是被动吸烟者，都有可能接触到香烟中约40种化学致癌物。关于香烟中的化学致癌物，仅就致癌的亚硝胺化合物而言,就有10多种，特别是由烟碱生成的香烟中特有的亚硝胺，例如，去甲烟碱亚硝胺 ，对实验动物具有强烈的致癌性。 1828年人们从烟草中分离出烟碱尼古丁，直到1940年，确定吸烟者的烟瘾与烟碱尼古丁有关。约在40年之前，根据临床资料的分析和流行病学的调查，认为肺癌的致病因素与吸烟有关。比后，广泛的研究表明，吸烟与肺癌、喉癌、口腔癌与食管癌有关，而且，还会诱发胰腺癌、肾癌和膀胱癌等。 烟草的生长,加工和燃烧过程中都会生成致癌的亚硝胺化合物。烟草的蛋白质,农业化学品和生物碱是香烟中产生亚硝胺的前体物。烟草中的生物碱主要成份有烟碱尼古丁、去甲烟碱、甲酰基去甲烟碱,假木械碱和新烟草碱。这些烟草碱在吸烟燃烧过程中,同产生的氮氧化物作用,生成相应的香烟中特有的亚硝胺化合物。香烟中含有三大类亚硝胺,即挥发性亚硝胺、非挥发性亚硝胺和香烟中特有的亚硝胺。 表1带过滤咀香烟中的亚硝胺 二甲基亚硝胺(ng/支)吡咯烷亚硝胺(ng/支)日本279126中国17777英国294197美国407223松下秀鹤等人分析日本、中国、英国和美国香烟中的二甲基亚硝胺和吡咯烷亚硝胺,其平均含量如表1。 市售香烟烟雾中的亚硝胺平均含量如表2。 科学家对亚硝胺类化合物的致癌性进行了长期的研究，动物实验表明，许多亚硝胺,包括香烟中的10多种亚硝胺，无论是对低等动物，或者是高等动物，都能诱发出肿瘤，而且还证明，正硝胺几乎对动物的所有的脏器和组织都能诱发出肿瘤，但是，致癌的主要器官是肝脏、食管、肺、胃和肾，其次是鼻腔、气管、食管、胰腺、口腔等。亚硝胺具有明显的亲和性，不同化学结构的亚硝胺，可以有选择性对特定的器官诱发出肿瘤，例如，具有对称性结构的亚硝胺，对大白鼠主要诱发出肝癌，非对称性的二烷基亚硝胺和某些杂环亚硝胺，对大白鼠主要诱发出食管癌和鼻腔癌、食管癌、肺癌和膀胱癌等。香烟中的特有的亚硝胺，即去甲烟碱亚硝胺和甲酰基去甲烟碱亚硝胺,是两种强致癌性的亚硝胺，对大白鼠诱发肝、肺、鼻腔、气管等多种器官的肿瘤。经过科学家的广泛研究认为,吸烟与肺癌、肝癌、喉癌、食管癌、胰腺癌、肾癌和膀胱癌有关。关于香烟中的亚硝胺的致癌性表3。 表2香烟烟雾中的亚硝胺(ng/支) 亚硝胺无过滤咀带过滤咀二甲基亚硝胺2200.117二乙基亚硝胺ND2.8ND2.8甲基乙基亚硝胺ND2.7ND2.5二丙基亚硝胺ND1.0ND二丁基亚硝胺ND3ND吡咯烷亚硝胺ND1101.530哌淀亚硝胺ND9ND二乙醇亚硝胺3624去甲烟碱亚硝胺120950310甲酰基去甲烟碱80770150亚硝胺新烟碱亚硝胺140990370假木贼亚硝胺130720230*ND:代表未检出表3香烟中的亚硝胺的致癌性 亚硝胺试验动物靶器官二甲基亚硝胺大白鼠肝、肾、肺、鼻窦二乙基亚硝胺大白鼠肝、肾、食管、鼻窦甲基乙基亚硝胺大白鼠肝肝、食管、舌二丙基亚硝胺大白鼠肝、膀二丁基亚硝胺大白鼠胱、食管二乙醇亚硝胺大白鼠肝肝、肾、气管吡咯烷亚硝胺大白鼠鼻、食哌啶亚硝胺大白鼠管、肝、肠、胃西维因亚硝胺大白鼠肠、胃去甲烟碱亚硝胺大白鼠肺、鼻甲酰基去甲烟碱亚硝胺小白鼠腔、气管新烟碱亚硝胺小白鼠肝、肺、气管、鼻假木贼亚硝胺小白鼠腔气管、肺气管、肺 综上所述，吸烟与健康是关系到提高人民身体健康水平的重要问题。长期吸烟，不仅会加速动脉硬化，诱发心血管疾病，而且还会有诱发癌症的危险性。目前，心血管病和癌症是我国死亡率最高的两种疾病。因此，大力宣传吸烟的危害，减少心血管病和癌症发病的可能性，对于提高人民的健康素质，十分重要。同时，建议有关部门立法，禁止未成年人吸烟,禁止在公共场所吸烟，也是提高健康和道德水平的问题。美国民办未来学会提出研究健康香烟，作为民办将要攻克的九大难题之一。所谓的这种健康香烟，是一种不含任何毒物，无害，又不会上瘾的香烟，而且又有满足吸烟者对吸烟的乐趣和享受，看来，研究健康香烟，也将是我国科学家面临的挑战和责任。 光化学烟雾 光化学烟雾的形成过程是很复杂的,通过实验室模拟研究,已初步弄清了它们的基本化学过程。大体上为: （1）被污染空气中的NO2的光分解。 （2）在被污染的空气中同时存在着许多有机物，它们与空气中的O2、O3、NO2起反应,氧化成一系列有机物,生成烟雾。 (3)氧化过程中的中间产物导致NO向NO2转化,并导致有毒物质的产生。 光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低,气温为2432的夏季晴天,污染的高峰出现在中午或稍后。可能由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时带紫色,有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。 当来自太阳光的光子激发NO2分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环便开始了。 NO2(g)+能量NO(g)+O(g