气态污染物,气态污染物的介绍

气态污染物是在常态、常压下以分子状态存在的污染物。气态污染物 包括气体和蒸汽。气体是某些物质在常温、常压下所形成的气态形式。常见的气体污染物有：CO、SO2、NO2、NH3、H2S等。蒸汽是某些固态或液态物质受热后，引起固体升华或液体挥发而形成的气态物质。例如：汞蒸汽、苯、硫酸蒸汽等。蒸汽遇冷，仍能逐渐恢复原有的固体或液体状态。气态污染物 又可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分，或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。在大气污染控制中受到普遍重视的一次污染物有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物以及有机化合物等；二次污染物有硫酸烟雾和光化学烟雾。

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式存在的无机氟化物。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。 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。

主要大气污染物有以下几种：
1、二氧化硫 SO2：
二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧；含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。
2、悬浮颗粒物 TSP（如：粉尘、烟雾、PM10、PM2.5）
3、氮氧化物 NOx
一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质，能刺激呼吸器官，引起急性和慢性中毒，影响和危害人体健康。
氮氧化物中的二氧化氮毒性最大，它比一氧化氮毒性高4－5倍。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气爱卫天猫。
4、挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物、甲醛）
5、光化学氧化物 （如：臭氧 O3）
6、温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）

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1、一次污染物与二次污染物 按照污染物形成过程的不同，可将其分为一次污染物与二次污染物。一次污染物是从污染源直接排出的大气污染物，如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等；二次污染物则是由污染源排出的一次污染物与大气正常组分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物。如伦敦型姻雾中硫酸、光化学烟雾中过氧乙酰硝酸酯、酸雨中硫酸和硝酸等。这类污染物颗粒小，一般在0.01～1.0μm，其毒性一般较一次污染物强。

2、常见主要大气污染物简介

据不完全统计，目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。

（1）颗粒物

颗粒物即颗粒污染物，是指大气中粒径不同的固体、液体和气溶胶体。粒径大于10μm的固体 颗粒称为降尘，由于重力作用，能在较短时间内沉降到地面。粒径小于10μm的固体颗粒称 为飘尘，能长期地飘浮在大气中。粉尘的主要来源是固体物质的破碎、分级、研磨等机械过程 或土壤、岩石风化等自然过程以及燃料燃烧所形成的飞灰。目前大气质量评价中常用到一个重要污染指标总悬浮颗粒物（TSP），他是指分散在大气中的各种颗粒物的总称，数值上等于飘尘与降尘之和。

（2）含硫化合物
硫常以二氧化硫和硫化氢的形式进入大气，也有一部分以亚硫酸及硫酸（盐）微粒形式进入大气，人类活动排放硫的主要形式是二氧化硫（SO2）。天然源排入大气的硫化氢，也很快氧化为SO2，成为大气中SO2的另一个源。

SO2是一种无色具有刺激性气味的不可燃气体，刺激跟睛、损伤器官、引发呼吸道疾病，甚至威胁生命。是一种分布广、危害大的大气污染物。SO2和飘尘具有协同效应，两者结合起来对人体危害作用增加3～4倍。

SO2在大气中不稳定，在相对湿度较大且有催化剂存在时，发生催化氧化，转化为SO3，进而生成毒性比SO2大10倍的硫酸或硫酸盐。故，SO2是酸雨形成的主要因素之一。

（3）碳氧化合物

碳氧化合物主要是CO和CO2。CO2是大气中的正常组成成分，CO则是大气中排量极大的污染物。全世界CO年排放量约为2.10*108t，为大气污染物排放量之首。CO是无色、无味的有毒气体，主要来源于燃料的不完全燃烧和汽车尾气。CO化学性质稳定，可以在大气中停留较长时间。一般城市空气中的CO水平对植物和微生物影响不大，对人类却是有害物质。因为一氧化碳与血红蛋白的结合能力比氧与血红蛋白的结合能力大200~300倍，当CO进入血液后，先与血红蛋白作用生成羧基血红素能使血液携氧能力降低而引起缺氧，使人窒息。

CO2主要来源于生物呼吸和矿物燃料的燃烧，对人体无毒。在大气污染问题中，CO2之所以引起人们普遍关注，原因在于它能引起温室效应，使全球气温逐渐升高、气候发生变化。

（4）氮氧化物

氮氧化物是NO、N2O、NO2、N2O4、N2O5等的总称，其中主要的是NO、N2O、NO2。N2O是生物固氮的副产物，主要是自然源。故通常所说的氮氧化物，多指NO和N2O、的混合物，用NOX表示。

全球年排放氮氧化物总量约为109t，其中95％来自于自然源，即土壤和海洋中有机物的分解；人为源主要是化石燃料的燃烧过程，如飞机、汽车、内燃机以及硝酸工业、氮肥厂、有色及黑色金属冶炼厂等。

NO毒性与一氧化碳类似，可使人窒息。NO进入大气后被氧化成NO2 。NO2的毒性约为NO的5倍。它既是形成酸雨的主要物质，又是光化学烟雾的引发剂和消耗臭氧的重要因子。

（5）碳氢化合物

碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合物。大气中碳氢化合物主要是甲烷，约占70％左右。大部分的碳氢化合物来源于植物的分解，人类排放的量虽然小，却很重要。碳氢化含物的人为来源主要是石油燃料的不充分燃烧过程和蒸发过程，其中汽车尾气占有相当的比重。

目前，虽未发现城市中的碳氢化合物浓度对人体健康的直接影响，但己证实它是形成光化学烟雾的主要成分。碳氢此合物中的多环芳烃化合物3，4，苯并（a）芘具有致癌作用，已引起人们的密切关注。另外，甲烷也具有温室效应，且效应比同量的二氧化碳大20倍。

6.含卤素化和物

大气中的含卤素化合物主要是卤代烃以及其他含氯、溴、氟的化合物。大气中卤代烃包括卤代脂肪烃和卤代芳烃。如有机氯农药DDT、六六六，以及多氯联苯（PCB）等以气溶胶形式存在。含氟废气主要是指含HF和SiF4的废气。主要来源于钢铁工业、磷肥工业和氟塑料生产等过程。氟化氢是无色有强烈刺激性和腐蚀性的有毒气体，极易溶于水，还能溶于醇和醚。氟化氢对人的呼吸器官和眼结膜有强烈的刺激性，长期吸入低浓度的HF会引起慢性中毒。在氟污染区，大气中的氟化物被植物吸收而在植体内积累，再通过食物链进入人体，产生危害，最典型的是“斑釉齿症”和使骨骼中钙的代谢紊乱“氟沉着症” 。

（7）光化学烟雾（洛杉矾烟雾）

汽车、工厂等排入大气中的氮氧化物、碳氢化合物等一次污染物，在太阳紫外线的作用下发生光化学反应，生成浅蓝色的混合物（一次污染物扣二次污染物）称为光化学烟雾。光化学烟雾的表观特征是烟雾弥漫，大气能见度低。一般发生在大气相对湿度较低、气温为24~32℃的夏季晴天。光化学烟雾最早在美国的洛杉矶发现，以后陆续出现在世界的其他地区。一般多发生在中纬度（亚热带）汽车高度集中的城市，如蒙特利尔、渥太华、悉尼、东京等。20世纪70年代我国兰州西固石油化工区也出现了光化学烟雾。光化学烟雾成分很复杂，主要成分是臭氧、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、大气自由基以及醛、酮等光化学氧化剂。夏季中午前后光线强时，是光化学烟雾形成可能性最大的时段。天空靖朗、高温低湿和有逆温层存在，或地形条件，利于使污染物在地面积聚的情况都易于形成光化学烟雾。

光化学烟雾的危害非常大。烟雾中的甲醛、丙烯醛、PAN、O3等可刺激人眼和上呼吸道，诱发各种炎症。臭氧浓度超过嗅觉阈值（0.01~0.015ppm）时，会导致人哮喘。臭氧还能伤害植物，使叶片上出现褐色斑点。PAN则能使叶背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低抵抗害虫的能力。此外，PAN和O3还会使橡胶制品老化、染料褪色，对油漆、涂料、纤维、尼龙制品等造成损害。

（9）酸雨

环境科学中将pH＜5.6的雨、雪等大气降水统称为酸雨。由于人类活动的影响，使大量SO2和NOX等酸性氧化物进入大气中，并经过一系列化学作用转化成硫酸和硝酸，随雨水降落到地面，形成酸雨。天然降水中由于溶解了CO2而会呈现弱酸性，但一般pH值不低于5.6。故一般认为是大气中的污染物使降水pH值达到5.6以下的，所以酸雨是大气污染的结果。

12种大气污染物
1）二氧化硫
SO2：
二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧；含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。
2）悬浮颗粒物
TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）
3）氮氧化物
NOx
一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质，能刺激呼吸器官，引起急性和慢性中毒，影响和危害人体健康。
氮氧化物中的二氧化氮毒性最大，它比一氧化氮毒性高4－5倍。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。
4）挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物、甲醛）
5）光化学氧化物
（如：臭氧
O3）
6）温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）

为了改善空气质量，近几年来北京市还将采取四大措施。一是不断加大大气污染防治力度。截止到2006年，全市已累计实施了12个阶段，近200项大气污染控制措施，在控制煤烟型方面，北京市积极改善能源结构，目前已累计改造了15000台煤炉。

二是加大机动车污染控制。2006年，北京市更新淘汰了1.5万辆出租车和3000余辆公交车，累计更新淘汰5万辆老旧出租车、近1万辆老旧公交车。同时北京市有4000辆天然气公交车投入运营。

三是加快经济结构调整和增长方式转变，加大工业污染治理。北京市将积极发展高新技术产业、现代服务业，加快对传统产业的技术改造和产品升级，坚决淘汰资源和能源消耗高、污染物排放量大的生产工艺和设备，加快市区污染企业的搬迁调整。2006年5月，首钢2号焦炉停产，7月，北京炼焦化学厂全面停产，高井、国华、京能、京丰、华能五大燃煤电厂，按照奥运倒排期的要求，加快了脱硫、脱氮和除尘的深度治理工程。

四是严格工地管理，控制扬尘污染。

史捍民说，根据全市水资源短缺和水污染情况，北京市加大了水污染防治工作力度。2006年，北京市完成了坝河、清河、凉水河等共计45公里的河道治理。同时为了加强噪声管理，2006年市政府颁布了《北京市环境噪声污染防治办法》，进一步明确了各类噪音污染防治的要求和各有关部门的监管职责