你了解NOx與O3嗎？
我國九省市被大霧籠罩
我國京津冀等9省市近日被大霧籠罩。受天氣不利影響，空氣污染物濃度快速上升。近期，空氣質(zhì)量問題備受關(guān)注。上期應(yīng)知著重對PM2.5及其造成的灰霾天氣進(jìn)行了解讀。本期應(yīng)知關(guān)注的是《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的兩項污染物項目——氮氧化物和臭氧，以及二者與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧。它們各自的定義是什么？對人體會產(chǎn)生哪些危害？三者之間的關(guān)系是怎樣的？本期應(yīng)知版圍繞以上問題進(jìn)行解讀。
什么是氮氧化物？
定義及性質(zhì)
氮氧化物主要包括氧化亞氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、亞硝酸、硝酸，還有少量三氧化二氮、四氧化二氮、三氧化氮和五氧化二氮等。其中一部分在大氣中很不穩(wěn)定，常溫下很易轉(zhuǎn)化成NO和NO2。通常氮氧化物系NO和NO2的總稱，用NOX表示。
氮氧化物從何而來？
氮氧化物的人工發(fā)生源主要有汽車、電廠、工廠？諝庵械牡趸，最大的來源是火力發(fā)電。在大城市中，氮氧化物更重要的來源是機(jī)動車排放的尾氣。當(dāng)汽車行駛時，內(nèi)燃機(jī)燃燒過程中的高溫和富氧條件生成了氮氧化物。采暖燃燒的鍋爐也是氮氧化物的一大來源。
對人體有哪些危害？
長期接觸低濃度氮氧化物會引起慢性咽喉炎、慢性支氣管炎等，也會引發(fā)不同程度的神經(jīng)衰弱綜合癥及牙齒酸蝕癥。此外，氮氧化物還會誘發(fā)肺細(xì)胞癌變。對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。
吸入氮氧化物除對呼吸道有刺激作用外，還可引起高鐵血紅蛋白血癥。急性輕度中毒主要表現(xiàn)為咽部不適、干咳、胸悶等呼吸道刺激癥狀。中度中毒出現(xiàn)化學(xué)性支氣管炎及肺炎。重度中毒出現(xiàn)中毒性肺水腫，可并發(fā)自發(fā)性氣胸、高鐵血紅蛋白血癥及缺氧性心肌損害。
對環(huán)境有哪些影響？
大氣氮氧化物的排放會造成多種環(huán)境影響，主要表現(xiàn)在5個方面:氮氧化物自身的污染、臭氧污染、酸沉降、顆粒物污染、富營養(yǎng)化問題。
氮氧化物作為一次污染物，會對人體健康產(chǎn)生危害。此外，氮氧化物還會產(chǎn)生多種二次污染。它是生成臭氧的重要物質(zhì)之一，與臭氧濃度和光化學(xué)污染緊密相關(guān)。氮氧化物還會造成土壤的酸化。排入大氣中的氮氧化物和二氧化硫會導(dǎo)致酸雨。酸雨是我國目前面臨最嚴(yán)重的區(qū)域性大氣污染問題之一。氮氧化物還會通過雨水落在江河湖泊、海洋中，進(jìn)入地下水，造成水體的富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化問題還能引起土壤化學(xué)成分改變，即土壤酸化以及生態(tài)系統(tǒng)失衡。
臭氧——功臣還是罪臣？
氮氧化物會產(chǎn)生多種二次污染。它是生成臭氧的重要物質(zhì)之一。
定義
臭氧化學(xué)式為O3，是帶有干青草和腥味的天藍(lán)色氣體，在光熱作用下易分解，有強(qiáng)氧化作用，能與很多元素和有機(jī)物反應(yīng)。地球上層大氣(平流層)和地面上大氣(對流層)均有臭氧。平流層中的臭氧能吸收有害的太陽紫外輻射，給全球提供防護(hù)紫外線的屏蔽，并將能量貯存在上層大氣，起到調(diào)節(jié)氣候的作用。這部分是“好的”臭氧。人類減少氯氟烴等化學(xué)物的使用，正是為了保護(hù)這部分“好的”臭氧。對流層中的臭氧則會對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生不利影響，這部分是“壞的”臭氧。
危害作用
臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。它主要是刺激和損害深部呼吸道，并可損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對眼睛有輕度的刺激作用。當(dāng)大氣中臭氧濃度為0.1mg/m3時，可引起鼻和喉頭黏膜的刺激；臭氧濃度在0.1~0.2mg/m3時，引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，同時刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低。臭氧濃度在2mg/m3以上可引起頭痛、胸痛、思維能力下降，嚴(yán)重時可導(dǎo)致肺氣腫和肺水腫。此外，臭氧還能阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧；使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化，還可引起潛在性的全身影響，如誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體畸變，損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應(yīng)。臭氧超過一定濃度，除對人體有一定毒害外，對某些植物生長也有一定危害。
臭氧對建筑材料、衣物及其他物質(zhì)材料等有損壞作用，如加速橡膠和塑料老化，使紡織品褪色等。
臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)
國際上保護(hù)人體健康的臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的研究最早是從1小時濃度值開始的。上世紀(jì)研究發(fā)現(xiàn)，人在1~3小時短期急性暴露于較高濃度水平的臭氧中會危害身體健康，為此發(fā)達(dá)國家制定了1小時標(biāo)準(zhǔn)。但在其后的研究中發(fā)現(xiàn)，人們?nèi)绻诘蜐舛人较卤┞?~8小時仍然會對健康產(chǎn)生不良反應(yīng)。與1小時暴露相比，較低濃度水平8小時暴露引起的健康效應(yīng)更直接相關(guān)。因而，上世紀(jì)90年代后期國際上的臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)逐漸發(fā)展為8小時濃度值。
我國現(xiàn)行一級標(biāo)準(zhǔn)1小時平均濃度限值為160μg/m3，在國際上處于中間水平。我國現(xiàn)行二級標(biāo)準(zhǔn)1小時平均濃度限值為200μg/m3。
發(fā)達(dá)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要采用8小時平均濃度限值，廢除了1小時平均濃度限值，主要是由于臭氧的濃度水平已經(jīng)下降到較低濃度水平。
雖然我國未開展過系統(tǒng)的臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，但已有研究表明，我國一些地區(qū)臭氧的濃度水平較高，污染存在加重趨勢，因而繼續(xù)保留1小時平均的取值時間，控制較高濃度水平下對公眾健康造成的潛在影響。為使標(biāo)準(zhǔn)具有先進(jìn)性，綜合考慮國內(nèi)實際情況和國際發(fā)展趨勢，《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》于近期修訂增加了8小時平均濃度限值，與國際接軌。
小常識
如何挑選口罩？
最近幾年，越來越多的人為了預(yù)防流感、應(yīng)對空氣污染、粉塵過敏等戴起了口罩。形形色色的口罩究竟各有什么特點，人們又該如何挑選呢？
生活中，人們使用最多的是用多層脫脂紗布制成的口罩。紗布口罩厚實而吸汗，可重復(fù)使用，易于洗滌。實驗證明，具備足夠?qū)訑?shù)的紗布口罩能夠濾除相當(dāng)一部分粉塵和細(xì)菌，城市空氣中可吸入顆粒物的危害已引起大眾的重視，而紗布口罩對于顆粒物的過濾率還不到30％。如果僅為了保護(hù)喉嚨和防寒，預(yù)防呼吸道傳染病或在家中清潔時佩戴，紗布口罩不失為好的選擇。
外科醫(yī)生手術(shù)用的一次性口罩對細(xì)菌的過濾率可達(dá)到95％以上，但它的顆粒物過濾率也僅稍大于30％。此類口罩邊緣并非契合臉型設(shè)計，多數(shù)情況下只能起到遮擋作用。這類口罩也不適合用于抵擋空氣中的顆粒物，更適用于阻擋細(xì)菌。
世界保健機(jī)構(gòu)、美國疾病防治管理中心推薦N95以上功能的口罩。所謂N95，即美國勞動安全衛(wèi)生局所制定的，工業(yè)用防塵口罩的標(biāo)準(zhǔn)。N95指標(biāo)評定的是口罩本身的綜合性能指標(biāo)。滿足N95規(guī)格的口罩，即“能阻止95％以上0.3微米以上的粒子通過的口罩”。與前兩種口罩相比，這種防護(hù)口罩在防塵方面更專業(yè)。然而，由于密閉性較強(qiáng)，會導(dǎo)致呼吸不通暢，所以無法長時間使用。
什么是光化學(xué)煙霧？
在陽光照射下，氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物經(jīng)由一連串的光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧O3和甲醛、乙醛等多種二次污染物，導(dǎo)致大氣氧化性增強(qiáng)，形成光化學(xué)煙霧，對大氣環(huán)境和人體健康造成危害。
定義
光化學(xué)煙霧指的是，汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化合物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚镌陉柟?紫外線)作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物。參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體污染物，也有氣溶膠)所形成的煙霧污染現(xiàn)象。
光化學(xué)反應(yīng)物有臭氧(占反應(yīng)產(chǎn)物的85％以上)、過氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類和有機(jī)酸類等二次污染物。這種類型的煙霧在20世紀(jì)40年代美國洛杉磯最早出現(xiàn)，故又稱洛杉磯型煙霧。
特征
光化學(xué)煙霧的表現(xiàn)特征是煙霧彌漫，大氣能見度低。一般發(fā)生在大氣相對濕度較低、氣溫為24℃~32℃的夏季晴天，污染高峰出現(xiàn)在中午或稍后的交通繁忙時段。光化學(xué)煙霧污染是一種循環(huán)過程，白天生成，傍晚消失。
對人體的危害
光化學(xué)煙霧具有特殊的氣味，化學(xué)氧化性強(qiáng)，對眼和呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用。對人體的刺激主要表現(xiàn)在:引起流淚、眼球充血、噴嚏、咳嗽、呼吸困難、哮喘等過敏反應(yīng)，嚴(yán)重時可引起聲帶水腫、窒息。
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