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解读空气质量数据:车内抽烟如同汽车排气管

2017-10-25 11:05

  你真正了解空气质量吗?现在,越来越多的关注着空气质量情况播报,但也有不少好奇空气质量指数到底是根据哪些污染物算出来的?各种等级的污染对我们有哪些危害?针对空气质量的种种疑问,监测中心副张灵芝一一给出了通俗易懂的答案。本报记者 李春炜

  清洁的空气是人类和生物赖以的要素之一,正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气和人体、动物必需的氧气、还含有少量的二氧化碳和其他气体。一个成年人每天呼吸大约两万次,吸入的空气量约10立方米-15立方米,为每天所需食物的10倍,人如果5分钟不呼吸就会死亡。

  随着工业及交通运输业的迅速发展,特别是煤和石油的大量使用,将产生的大量有害物质如:烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等排放到大气中,当其浓度超过所能允许的极限并持续一定时间后,就会改变大气的正常组成,自然的物理、化学和生态平衡体系,从而危害人体健康,损害自然资源及财产等。这种情况即被称为大气污染。

  污染大气的物质称为大气污染物。大气污染物的种类繁多,按其存在的状态,基本上可分为两类:即气体状态污染物和气溶胶状态污染物。

  气体状态污染物中,目前受到人们关注的有害气体是硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、臭氧(O3)、碳氢化合物(CH)和卤族化合物等。

  气溶胶系指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体离子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体,统称为悬浮颗粒物。空气中的悬浮颗粒物通常分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、可入肺颗粒物(PM2.5)。TSP和PM10、PM2.5在粒径上存在着层层包含的关系,即 PM10为TSP的一部分,PM2.5是PM10的一部分。

  颗粒物的排放源种类繁多,比如各种锅炉燃烧、工业生产过程、机动车尾气排放、建筑施工扬尘、各种堆场扬尘、道运输扬尘、道保洁扬尘、秸秆焚烧、垃圾焚烧、饮食油烟排放、农田耕作、畜牧养殖、家装粉尘和废气、植物的挥发性有机物、植物花粉、细菌病毒等微生物个体等等。

  一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自各种扬尘以及粗放式燃烧、除尘效率较低的排放源;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物以及二次生成等。

  由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物,会被挡在人的鼻腔之外;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物,能够进入上呼吸道,部分可通过痰液等排出体外,另外也会被鼻腔内部的绒毛,对人体健康危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物,直径相当于人类头发丝的1/20大小,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。

  人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力。进入肺泡的微尘可迅速被吸收,不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到;其次会损害血红蛋白输送氧的能力。对贫血和血液循环障碍的病人来说,可能产生严重后果。如可以加重呼吸系统疾病,甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。

  细颗粒物主要来源于人为活动,如能源工业部门煤炭的燃烧、机动车尾气的排放、金属冶炼过程中金属蒸汽的冷凝聚结、居民生活炉灶的燃烧。此外,排入大气中的二氧化硫、氮氧化物等气态污染物经化学反应后也可形成粒径较小的粒子。

  香烟烟雾颗粒直径大多在0.1至1.0微米。实验结果表明,在密闭的车厢内抽一支烟,PM2.5的浓度就会瞬间提高25倍,达到680ug/m3。所以在车厢内抽烟就跟直接面对汽车排气管一样。

  机动车排放对城市污染“贡献率”达50%以上,部分甚至达到了污染物排放总量的70%。无论是汽油车还是柴油车,都会产生PM2.5,柴油车产生的更多一些。同时,汽车尾气中的一些气态污染物,也会二次为细颗粒物。机动车激增,导致城市道拥堵,车辆走不动,又加剧了尾气排放污染。

  日常生活中要想减少PM2.5排放,市民所能做的最主要的是少用机动车,平时少用电,节约能源。

  二氧化硫是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。是大气中的主要污染物之一。

  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)。若把二氧化硫进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。二氧化硫的危害还在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起,进入人和其他动物的肺部,或在高空中与水蒸气结合成酸性降水,对人和动植物造成危害。

  二氧化硫易被湿润的黏膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道黏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。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、乏力等症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。

  氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。氮氧化物包括多种化合物,除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。因此,职业中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气),主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。

  氮氧化物都具有不同程度的毒性。天然排放的氮氧化物主要来自土壤和海洋中有机物的分解,属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的氮氧化物大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。

  氮氧化物对的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。

  臭氧是地球大气中一种微量气体,含有3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10-50千米,这才是需要人类的大气臭氧层。还有少部分的臭氧徘徊在近地面,仍能对紫外线有一定作用。但是,近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了。

  这些臭氧是从哪里冒出来的呢?它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。研究表明,空气中臭氧浓度引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm,时间长了会感到口干等不适,浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽。作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显。

  我国空气质量采用了空气质量指数(AQI)进行评价。空气污染指数是根据空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态的影响来确定污染指数的分级及相应的污染物浓度值。

  雾霾频发时期,空气质量指数AQI容易达到极值,“爆表”成为公共热词,那么,“爆表”究竟是什么意思呢?“爆表”通常指仪表指针超过表上所示的极限,具体到空气质量来说,AQI指数最大值为500,当AQI超过500(即达到严重污染),就是所谓的“爆表”了。

  出现“爆表”就意味着至少有一项污染物的监测数据超过AQI对应的污染物浓度限值。在出现“爆表”天时,作为市民,在做好措施的同时,也应该有意识不给城市空气污染增加负担,如尽量少开车上街,绿色出行。

  空气污染是一个复杂的现象,在特定时间和地点,空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一。城市的发展密度、地形地貌和气象等客观条件也是影响空气质量的重要因素。影响大气污染物扩散的主要气象因素有风向、风速、降水量、热岛效应、逆温天气、大气稳定度、日照强度、空气相对湿度等。