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、健康或环境的现象。大气污染的产生原因有自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、焚烧垃圾、核爆炸等）两种，且以后者为主，尤其是工业生产和交通运输所造成的。
大气污染非常严重
凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种，按其存在状态可分为两大类：一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。
一、大气中的主要污染物
大气中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒污染物、一氧化碳等。
二氧化硫（SO2）：二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物质燃烧产生；其次是来自自然界，如火山爆发、森林起火等产生。二氧化硫对人体的危害是：
刺激呼吸道：二氧化硫易溶于水，当其通过鼻腔、气管、支气管时，多被管腔内膜水分吸收阻留，变成亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。
二氧化硫和悬浮颗粒物的联合毒性作用：二氧化硫和悬浮颗粒物一起进入人体，气溶胶微粒能把二氧化硫带到肺深部，使毒性增加3—4倍。此外，当悬浮颗粒物中含有三氧化二铁等金属成分时，可以催化二氧化硫氧化成酸雾，吸附在微粒的表面，被带入呼吸道深部，硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。
二氧化硫的促癌作用：动物实验证明，10毫克／立方米的二氧化硫可加强致癌物苯并（a）芘的致癌作用。在二氧化硫和苯并（a）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个致癌因子的发病率。
此外，二氧化硫进入人体时，血中的维生素便会与之结合，使体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢。二氧化硫还能抑制和破坏或激活某些酶的活性，使糖和蛋白质的代谢发生紊乱，从而影响机体生长发育。
另外，二氧化硫对金属材料、房屋建筑、棉纺化纤织品、皮革纸张等制品容易引起腐蚀作用，导致剥落、褪色而损坏；还可使植物叶片变黄甚至枯死。国家环境质量标准规定，居住区日平均浓度应低于0．15毫克／立方米，年平均浓度应低于0．06毫克／立方米。
氮氧化物（NOx）：空气中含氮的氧化物有一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化二氮（N2O3）等，其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮，以NOx（氮氧化物）表示。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等矿物燃料燃烧的产物（包括汽车及一切内燃机燃烧排放的NOx）；其次是来自生产或使用硝酸的工厂排放的尾气。当NOx与碳氢化物共存于空气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反应，产生一种光化学烟雾，它是一种有毒性的二次污染物。
氮氧化物主要是对呼吸器官有刺激作用。由于氮氧化物较难溶于水，因而能侵入呼吸道深部细支气管及肺泡，并缓慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亚硝酸、硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后，与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。在一般情况，当污染物以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，二氧化氮与支气管哮喘的发病也有一定的关系；当污染物以一氧化氮为主时，高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显。
悬浮颗粒污染物：空气中可自然沉降的颗粒物称降尘，而悬浮在空气中的直径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物，其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物。可吸入颗粒物因粒小体轻，能在大气中长期飘浮，飘浮范围从几千米到几十千米，可在大气中造成不断蓄积，使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物数量大、成分复杂，它本身可以是有毒物质或是其他污染物的运载体。例如可吸附各种金属粉尘和强致癌物苯并（a）芘、吸附病原微生物等。
可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位，粒径小于5微米的多滞留在上呼吸道。滞留在鼻咽部和气管的颗粒物，与进入人体的二氧化硫（SO2）等有害气体产生刺激和腐蚀黏膜的联合作用，损伤黏膜、纤毛，引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管与肺泡的颗粒物也会与二氧化氮等产生联合作用，损伤肺泡和黏膜，引起支气管和肺部产生炎症。长期持续作用，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患并出现继发感染，最终导致肺心病死亡率增高。
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或造成角膜损伤。此外，悬浮颗粒物还能降低大气透明度，减少地面紫外线的照射强度；紫外线照射不足，会间接影响儿童骨骼的发育。
悬浮颗粒污染物主要来源于煤及其他燃料的不完全燃烧而排出的煤烟、工业生产过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风的扬尘等，以及气态污染物经过物理化学反应形成的盐类颗粒物。在空气污染监测中，粒子状污染物的监测项目主要为总悬浮颗粒物、自然降尘和飘尘。
酸雨：指降水的pH值低于5．6时，降水即为酸雨。煤炭燃烧排放的二氧化硫（SO2）和机动车排放的氮氧化物（NOx）是形成酸雨的主要因素。在污染的空气中，SO2被氧化成SO3，遇上雨水变成硫酸而成酸雨。同样，NO在空气中被氧化成NO2，遇上雨水变成硝酸而成酸雨。其次气象条件和地形条件也是影响酸雨形成的重要因素。酸雨可以直接危害人体的呼吸系统、眼睛和皮肤，产生哮喘、咳嗽、眼睛和鼻子过敏。酸雨还可使水体和土壤酸化，使铅、镉、汞等金属析出，通过鱼和农作物的富集，再通过食物链的作用，影响人体健康。此外，酸雨还会对森林、农作物、建筑物和材料产生明显的损害。
一氧化碳（CO）：俗称煤气，是一种无色、无味、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不容易与其他物质产生化学反应，故可在大气中停留很长时间。
一氧化碳是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物。一些自然灾害如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等，也能造成局部地区一氧化碳的浓度增高。吸烟也被认为是一氧化碳污染来源之一。如局部污染严重，可对健康产生一定危害等。空气中一氧化碳浓度到达一定高度，就会引起种种中毒症状，甚至死亡。
随空气进入人体的一氧化碳，在经肺泡进入血液循环后，能与血液中的血红蛋白（Hb）等结合。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200多倍，因此，当一氧化碳侵入机体后，便会很快与血红蛋白合成碳氧血红蛋白（COHb），阻碍氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白（HbO2），造成缺氧，形成一氧化碳中毒。当吸入浓度为0．5%的一氧化碳，只要20—30分钟，中毒者就会出现脉弱，呼吸变慢，最后衰竭致死。这种急性一氧化碳中毒，常发生在车间事故和家庭取暖不慎时。
长时间接触低浓度的一氧化碳对人体心血管系统、神经系统乃至对后代均有一定影响。我国空气环境质量标准规定居住区一氧化碳日平均浓度应低于4．00毫克／立方米。
光化学烟雾：光化学烟雾是排入大气的氮氧化物和碳氢化物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝色的烟雾。它包含有臭氧（O3）、醛类、硝酸酯类（PAN）等多种复杂化合物。这些化合物都是光化学反应生成的二次污染物，主要是光化学氧化剂。当遇逆温或不利于扩散的气象条件时，烟雾会积聚不散，造成大气污染事件，使人眼和呼吸道受刺激或诱发各种呼吸道炎症，危及人体健康。
这种污染事件最早出现在美国洛杉矶，所以又称洛杉矶光化学烟雾。光化学烟雾事件不仅在美国出现过，而且在日本的东京、大阪、川崎市，澳大利亚的悉尼，意大利的热那亚和印度的孟买等许多汽车众多的城市都先后出现过。
大气中的氮氧化物和碳氢化物主要来自汽车尾气、石油和煤燃烧的废气及大量使用挥发性有机溶剂等。在太阳紫外线的作用下，产生化学反应，生成臭氧和醛类等二次污染物。在光化学反应中，臭氧约占85%以上。
日光辐射强度是形成光化学烟雾的重要条件，因此在一年中，夏季是发生光化学烟雾的季节；而在一日中，下午2时前后是光化学烟雾达到峰值的时刻。光化学氧化剂可由城市污染区扩散到100千米甚至700千米以外。在汽车排气污染严重的城市，大气中臭氧浓度的增高，可视为光化学烟雾形成的信号。
光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎，这可能与产生的醛类等二次污染物的刺激有关。光化学烟雾对人体的另一些危害则与臭氧浓度有关。臭氧在高层（10—50千米）则可阻挡紫外光对人体的危害作用，而对人体健康有保护作用。但当低空大气中臭氧的浓度达到200—1000微克／立方米时，则对人体健康有害，不仅会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾患恶化，同时也刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低；浓度在400—1600微克／立方米时，只要接触两小时就会出现气管刺激症状，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使机体缺氧；浓度再高，就会出现头痛，并使肺部气道变窄，出现肺气肿。接触时间过长，还会损害中枢神经，导致思维紊乱或引起肺水肿等。臭氧还可引起潜在性的全身影响，如诱发淋巴细胞染色体畸变、损害酶的活性和溶血反应、影响甲状腺功能、使骨骼早期钙化等。长期吸入氧化剂会影响体内细胞的新陈代谢，加速衰老。
氟（F）化物：指以气态与颗粒态形成存在的无机氟化物。主要来源于含氟产品的生产、磷肥厂、钢铁厂、冶铝厂等工业生产过程。氟化物对眼睛及呼吸器官有强烈刺激，吸入高浓度的氟化物气体时，可引起肺水肿和支气管炎。长期吸入低浓度的氟化物气体会引起慢性中毒和氟骨症，使骨骼中的钙质减少，导致骨质硬化和骨质疏松。我国环境空气质量标准规定城市地区日平均浓度应低于7微克／立方米。(www.xing528.com)
铅（Pb）及其化合物：指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。主要来源于汽车排出的废气。铅进入人体，可大部分蓄积于人的骨骼中，损害骨骼造血系统和神经系统，对男性的生殖腺也有一定的损害。引起临床症状为贫血、末梢神经炎，出现运动和感觉异常。我国尿铅80微克／升为正常值，血铅正常值小于50微克／毫升。
二、大气污染主要过程
大气污染的主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质（物理的和化学的）、污染源的性质（污染源的强度、污染源的高度、污染源区域内的温度、排气速率等）、气象条件（风向、风速、温度层结等）、地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等）。
大气中有害物质的浓度越高，污染就越重，危害也就越大。污染物在大气中的浓度，除了取决于排放的总量外，还同排放源高度、气象和地形等因素有关。
污染物一进入大气，就会稀释扩散。风越大，大气湍流越强，大气越不稳定，污染物的稀释扩散就越快；相反，污染物的稀释扩散就慢。在后一种情况下，特别是在出现逆温层时，污染物往往可积聚到很高的浓度，造成严重的大气污染事件。降水虽可对大气起净化作用，但因污染物随雨雪降落，大气污染会转变为水体污染和土壤污染。
地形或地面状况复杂的地区，会形成局部地区的热力环流，如山区的山谷风、滨海地区的海陆风，以及城市的热岛效应等，都会对该地区的大气污染状况发生影响。
烟气运行时，碰到高的丘陵和山地，在迎风面会发生下沉作用，引起附近地区的污染。烟气如越过丘陵，在背风面出现涡流，污染物聚集，也会形成严重污染。在山间谷地和盆地地区，烟气不易扩散，常在谷地和坡地上回旋。特别在背风坡，气流做螺旋运动，污染物最易聚集，浓度就更高。夜间，由于谷底平静，冷空气下沉，暖空气上升，易出现逆温，整个谷地在逆温层覆盖下，烟云弥漫，经久不散，易形成严重污染。
早期的大气污染，一般发生在城市、工业区等局部地区，在一个较短的时间内大气中污染物浓度显著增高，使人或动物、植物受到伤害。20世纪60年代以来，一些国家采取了控制措施，减少污染物排放或采用高烟囱使污染物扩散，大气的污染情况有所减轻。
虽然现在人们已经开始重视城市空气环境的问题，而将污染较重的工厂搬出了城市，但仍然在离城市不远的郊区，随着空气的流动，或多或少地还会对城市空气产生影响。并且城中仍然有不少轻工业制造厂、加工厂，它们排出的废气、锅炉排出的煤烟仍然是一些城市空气的主要污染源。工业废气中包括硫、氮、碳的氧化物，挥发性有机化合物及其他化合物等。
现在采取的废气排放措施中有的是采用了高烟囱排放，然而，高烟囱排放只是降低了污染物的近地面浓度，而把污染物扩散到更大的区域，从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。另外，大气层核试验的放射性降落物和火山喷发的火山灰可广泛分布在大气层中，造成全球性的大气污染。
三、大气污染的一般危害
大气污染的危害是多方面的。大气污染对植物可使其生理机制受压抑，成长不良，抗病虫能力减弱，甚至死亡；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，使河流、湖泊、土壤酸化，鱼类减少甚至灭绝，森林发育受影响。当烟囱排放出的二氧化硫酸性气体，或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空中与水蒸气相遇时，就会形成硫酸和硝酸小滴，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如腐蚀建筑物和工业设备；破坏露天的文物古迹；损坏植物叶面，导致森林死亡；使湖泊中鱼虾死亡；破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡。
四、大气污染对人类健康的危害
对于人类来说，大气污染最大的危害是对人体健康的危害。由于人们一刻也不能停止呼吸，空气中氧含量的下降，会直接影响到人体的新陈代谢。同时空气污染物可以随呼吸进入呼吸道刺激鼻黏膜、气管黏膜和肺，也可直接刺激皮肤、眼睛等，造成这些器官的损害，其中，以呼吸系统疾病为主，特别是未成年的儿童更加敏感。呼吸道是空气污染物侵入人体的第一道防线，突破第一道防线后，就会通过血液循环侵入到体内其他脏器。随空气污染物的种类、浓度和作用时间的不同，会引起人的慢性中毒和远期危害。
1．大气污染对呼吸系统健康的影响
大气污染物通过呼吸道侵入人体，有害气体和微小颗粒可以到达肺的内部。如果长期受到有害气体和颗粒污染物作用，就会使肺功能降低，使呼吸道自身的防御功能减弱或破坏，导致慢性的感染和炎症，最终导致呼吸系统的病理改变，常表现为慢性阻塞性肺部疾患，如慢性支气管炎、肺气肿、支气管哮喘等，最后发展为肺源性心脏病，最终可因呼吸、循环衰竭而死亡。
有害气体中，二氧化硫对人体的结膜和上呼吸道黏膜有强烈刺激性，可损伤呼吸器官，导致鼻炎、支气管炎、支气管哮喘、肺炎，甚至肺水肿等。短期接触二氧化硫浓度为0．5毫克／立方米的空气，老年或慢性病人死亡率会增高；浓度高于0．25毫克／立方米，可使呼吸道疾病患者病情恶化；长期接触浓度为0．1毫克／立方米空气的人群呼吸系统病症增加。二氧化硫和其二次污染物亚硫酸及硫酸还可腐蚀呼吸道组织，引起炎症、坏死。据研究，二氧化硫还可促进空气中的苯并（a）芘的致癌作用。
大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。化工生产和汽车尾气均可产生一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮无刺激性，但可转化为亚硝酸根，引起高铁血红蛋白血症，损害血液的携氧能力，导致组织缺氧和中枢神经损害。二氧化氮则具有较强的刺激性和腐蚀性，可导致肺充血、肺水肿。
氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的照射下可发生光化学反应，产生二次污染物——光化学烟雾，主要成分有臭氧、甲醛、丙烯醛、过氧乙酰硝酸酯等，由于这些物质具有较强的氧化性，故又称光化学氧化剂。这些二次污染物刺激性更强，能够造成呼吸道、肺和眼的刺激，且可诱发像过敏性鼻炎、支气管哮喘等变态反应性疾病。
大气中的飘尘颗粒物，可长期悬浮在空气中。飘尘颗粒物的成分依来源的不同而不同，包括金属、石英、石棉、水泥、有机物等。飘尘颗粒物具有很强的吸附力，能吸附空气中的许多污染物，包括化学污染物和细菌等病原体。吸附二氧化硫的飘尘常常是引起哮喘发作的变应原。生产环境的飘尘以及更大的粉尘常常导致尘肺的产生。
2．大气污染与癌症的关系
大气污染物中所含致癌物质种类繁多，根据动物实验及流行病学调查，证明具有致癌作用的大气污染物有30多种。如多环芳烃类、硝基多环芳烃类、芳香胺类等，常常由汽车尾气、工厂废气、烟尘及煤焦油、沥青等有机物的高温裂解产生，其典型代表3，4－苯并芘，是全世界公认的一类致癌物质，与肺癌、皮肤癌、胃癌、食道癌、乳腺癌等的发生有密切的相关。根据美国有关研究，大气中3，4－苯并芘的浓度每立方米增加0．001微克，肺癌死亡率就会增加5%。如果和飘尘颗粒物中的镍、镉、铬、砷等致癌物质结合将增大其致癌性。这些致癌物质常常在污染严重的空气中浓度较高，并且与当地居民肺癌的增加有密切的关系。
3．大气污染对神经系统和心血管系统健康的影响
大气污染物不仅通过呼吸道进入人体，也可进入血液，对人体的其他部位产生毒害作用，造成神经系统、心血管系统、骨骼系统等全身重要器官的损害。一氧化碳是煤、石油等矿物燃料燃烧不完全时所产生的一种气态污染物，香烟中也含有大量的一氧化碳。一氧化碳经呼吸道吸入时不产生刺激作用，因而不易被察觉。进入人体后，一氧化碳很快与红细胞中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白的携氧能力降低，最终导致组织缺氧。由于神经系统和心血管系统的组织对缺氧特别敏感，所以容易导致神经系统和心血管系统的功能紊乱。如果长时间接触一氧化碳超标浓度的空气环境，则可导致神经系统和心血管系统的慢性器质性损害。另外，如果空气中二氧化碳的浓度过高，也会导致组织缺氧，出现呼吸急促、乏力、头痛、眩晕、惊厥等症状。空气中的甲醛，飘尘中的铅、砷、汞等都对神经组织具有毒性作用。
4．大气污染对免疫系统的影响
大气中的飘尘颗粒污染物经吸入肺后在肺中聚集，首先影响局部的免疫功能，使抗细菌、抗病毒的能力下降；颗粒污染物还可使呼吸道纤毛运动能力降低，使附着在呼吸道表面的异物难于清除，从而导致机体抵抗力下降；颗粒污染物对肺组织中的免疫巨噬细胞具有明显的毒性作用，降低巨噬细胞的吞噬能力，从而降低肺的免疫功能。
大气中的气态污染物，如二氧化硫、氮氧化物等可降低机体对细菌和病毒的清除能力。二氧化氮还可抑制巨噬细胞产生干扰素，使机体对病毒的抵抗力降低。全身免疫功能在长期低浓度气态污染物作用下也会发生明显改变，一般早期表现为免疫功能过度增高，出现免疫性疾病，而后期则表现为细胞免疫和体液免疫都下降。
大气污染还能对气候产生不良影响，如降低能见度，减少太阳辐射（据资料表明，城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10%—30%和10%—25%）而导致城市佝偻发病率增加。
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