大气污染指大气中一些物质的含量超过正常本底含量而对人体、动物、植物和物体产生不良影响的大气状况。大气污染的发生,主要是由于人类活动的结果。人类对能源的开发利用和城市人口密度的增加是两个直接有关的重要因素。
大气污染物约100种,主要有烟尘微粒、二氧化硫、氮的氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢、氟化物及光化学氧化剂等。其污染源主要有工业企业排气、家庭炉灶及取暖设备排气和汽车排气等。其类型,依污染物的化学性质可分为还原型和氧化型;依燃料的性质可分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型;依污染涉及的范围可分为局部地区污染、地区性污染、广域性污染及全球性污染。其危害是多方面的,既损害人体健康,又影响动、植物生长和建筑物的使用寿命,严重时可改变大气性质,对一地区甚至全球的天气、气候发生影响。
①悬浮颗粒物。粒径小于5微米的能进入呼吸道深部,损伤肺泡,使肺部产生炎症。悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺,引起皮肤炎和眼结膜炎等。②氮氧化物。NOx主要是对呼吸器官有刺激作用,对肺的损害比较明显,进入呼吸道深部,会引起支气管哮喘。一氧化氮(NO)对高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显。NOx在紫外线光化学作用下,产生光化学烟雾,刺激眼、呼吸道,引起呼吸困难、胸痛、肺水肿等。③二氧化硫。SO2易溶于水,易被上呼吸道黏液吸附引起炎症。当SO2与空气中的三氧化二铁(Fe2O3)氧化生成硫酸雾,它的刺激作用比SO2高出10倍。SO2还会影响人体的新陈代谢,影响机体生长发育。④一氧化碳。CO与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200~300倍,使血液输送氧的机能大大降低。因此,当空气中的CO浓度到达一定程度时,就会引起中毒症状,甚至死亡。
大气受到严重污染时,动物会由于吸入有害物质而中毒或死亡。但大气污染对动物的危害,往往是由于动物食用或饮用积累了大气污染物的植物和水。对植物的危害是由于污染物使植物机体发生生理和生物化学的变化。急性伤害导致细胞死亡,常在短时间内显示出来。慢性伤害影响植物正常的细胞活动或植物的遗传系统,最终引起植物数量和群落的变化。植物受到慢性伤害通常不具有受到某一种污染物伤害的特征,因而与病虫害的症状相混淆。有时植物吸收有害物质在体内积累,本身并未出现症状,却能使摄食的动物受害。
大气污染是城市地区经济损失的一大原因。这种损害有不同的形式,如腐蚀金属、侵蚀建筑材料、使橡胶制品脆裂、损坏艺术品、使有色材料褪色等。此外,颗粒物沉积在高压输电线绝缘器件上,在高湿度时可成为导体而造成短路事故。大气污染物还能在电子器件接触器上生成绝缘膜层。大气污染物对材料的损害机制有:磨损,直接的化学冲击(如酸雾对材料的腐蚀),间接的化学冲击(如皮革吸收的二氧化硫转化为硫酸对皮革的腐蚀),电化学侵蚀。影响的因素则有湿度、温度、阳光、风、物体位置等。
①臭氧层的破坏。由于工业生产中大量使用制冷剂、洗净剂等,以致释放出的氯氟烃气体强烈破坏臭氧层,使得臭氧层遮挡短波紫外线的功能减弱,大量短波紫外线穿过大气层直接照射到地面,杀伤地表的生物,对人类和生物的生存环境产生危害。②全球气候变暖。大气中二氧化碳(CO2)等温室气体能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,产生“温室效应”。温室气体的增多,使地球热气无法散出,全球气温上升,导致灾害天气增多。大气混浊度的增加,减弱了太阳辐射,地球长波辐射受到影响,灾害性和异常性天气将更加频繁。③造成酸雨。当空气中存在大量排出的二氧化硫(SO2)酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物(NOx)烟气上升到空中与水蒸气相遇时,就会形成酸雨,其pH一般在4左右,严重时可低于3。中国也是一个酸雨污染灾害严重的国家,酸雨使林木枝叶枯萎,植物生长受阻,建筑物腐蚀锈损;海洋、湖泊、江河酸度提高,鱼虾类由于中毒而死亡;土壤酸化致使土壤成分受到破坏,造成土壤贫瘠,使农林作物减产甚至死亡;饮用酸化物造成的饮用水,还会对人体产生危害,影响人类健康。