第一章 空氣理化檢驗(yàn)概論
空氣(air)是人類生存最重要的環(huán)境因素;空氣質(zhì)量與人體健康息息相關(guān)。有毒有害物質(zhì)進(jìn)入空氣后,空氣組成改變,質(zhì)量下降,甚至造成空氣污染(air pollution),影響人們身體健康?諝饫砘瘷z驗(yàn)(physical andchemical analysis for air)是一門以保護(hù)人群健康為目的,以分析化學(xué)為技術(shù)手段,研究空氣污染物(air pollutant)采樣和理化檢驗(yàn)的方法、原理的科學(xué)。它所指的空氣包括大氣(atmosphere)、工作場(chǎng)所空氣(workplace air)和室內(nèi)空氣(indoor air),或者說包括室內(nèi)空氣和室外空氣。
第一節(jié) 空氣理化檢驗(yàn)的基本任務(wù)和內(nèi)容
一、空氣理化檢驗(yàn)的意義
目前,人類面臨的十大環(huán)境問題,大部分都與空氣質(zhì)量有關(guān),世界衛(wèi)生組織(WHO)正在加強(qiáng)對(duì)全球空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)?諝饫砘瘷z驗(yàn)是這一工作的重要組成部分,是判斷特定范圍內(nèi)空氣質(zhì)量的重要手段,是實(shí)施國(guó)家空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(hygienicstandard)的必要措施;具有以下三個(gè)方面的重要意義。
1.防止空氣污染引起的急性中毒、慢性危害和遠(yuǎn)期作用 開展理化檢驗(yàn)工作,人們可以了解空氣中有毒有害物質(zhì)的種類、數(shù)量和來源,指導(dǎo)人們控制空氣污染,防患空氣毒物中毒和慢性危害,保障人群健康。特別是在一些突發(fā)事件中,空氣理化檢驗(yàn)是查明化學(xué)物質(zhì)中毒的主要手段,對(duì)擬訂搶救方案具有重要指導(dǎo)作用。
2.評(píng)價(jià)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況,評(píng)價(jià)空氣污染控制、管理效果 開展空氣理化檢驗(yàn)工作,能有效監(jiān)測(cè)室內(nèi)和特定環(huán)境空氣中污染物的種類和濃度,判斷空氣污染的程度、范圍、規(guī)律和廢氣排放的情況;根據(jù)有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)污染源排放和凈化裝置情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
近年來,室內(nèi)空氣污染(indoor air pollution)日趨嚴(yán)重,人們正在受到比室外空氣污染更加嚴(yán)重的危害;加強(qiáng)室內(nèi)空氣理化檢驗(yàn)對(duì)保護(hù)人體健康具有更加廣泛和直接的意義。
3.為保護(hù)人體健康,治理空氣污染提供科學(xué)依據(jù) 根據(jù)暴露反應(yīng)關(guān)系,通過長(zhǎng)期檢測(cè)空氣污染物的濃度,人們可以預(yù)測(cè)空氣中有毒有害物質(zhì)對(duì)接觸人群健康的影響,預(yù)報(bào)其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,為預(yù)防和治理空氣污染積累資料;應(yīng)用空氣理化檢驗(yàn)的綜合資料,為制訂和修訂空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),為城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)建設(shè)的合理布局,為制訂廢氣治理方案以及保護(hù)人體健康提供科學(xué)依據(jù)。
二、空氣理化檢驗(yàn)的基本任務(wù)和分類
空氣理化檢驗(yàn)的主要任務(wù)是應(yīng)用理化檢驗(yàn)手段,發(fā)現(xiàn)、了解空氣中有毒有害物質(zhì)的來源、種類、數(shù)量、遷移、轉(zhuǎn)化和消長(zhǎng)規(guī)律,為消除空氣污染,改善空氣質(zhì)量,保護(hù)人群健康提供科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)檢驗(yàn)對(duì)象的不同,空氣理化檢驗(yàn)可以分為大氣質(zhì)量檢驗(yàn)、工作場(chǎng)所空氣質(zhì)量檢驗(yàn)、室內(nèi)空氣和公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量檢驗(yàn)。
1.大氣質(zhì)量檢驗(yàn) 大氣質(zhì)量檢驗(yàn)主要是研究大氣污染物在空氣中的組成、濃度變化及其遷移規(guī)律。
2.室內(nèi)空氣和公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量檢驗(yàn) 許多空氣污染問題都與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。由于現(xiàn)代建筑材料等可能不斷散發(fā)有機(jī)污染物、現(xiàn)代建筑門窗密封程度不斷提高、人們大量使用空調(diào),造成室內(nèi)通風(fēng)換氣次數(shù)減少,新風(fēng)量嚴(yán)重不足,室內(nèi)空氣污染物不斷積累;加之人們大多數(shù)時(shí)間在室內(nèi)度過,因此,與室外空氣污染相比,室內(nèi)空氣污染對(duì)人體的危害更大。近年來,室內(nèi)空氣和公共場(chǎng)所空氣的理化檢驗(yàn)工作任務(wù)越來越多。
室內(nèi)空氣質(zhì)量檢驗(yàn)以室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),檢驗(yàn)的對(duì)象是某一特定的房間或場(chǎng)所內(nèi)的環(huán)境空氣,目的是了解和掌握室內(nèi)環(huán)境空氣狀況(污染物種類、水平、變化規(guī)律),評(píng)價(jià)污染物濃度是否超過國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),空氣污染物對(duì)人體健康是否有影響
二十世紀(jì)80年代以來,我國(guó)開始了室內(nèi)空氣理化檢驗(yàn)工作,經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第一個(gè)階段主要是檢驗(yàn)燃料燃燒產(chǎn)生的室內(nèi)空氣污染物。最有代表性的工作是1987~1988年在上海、武漢、承德和沈陽四個(gè)城市調(diào)查室內(nèi)空氣污染物;在云南宣威縣肺癌高發(fā)區(qū)調(diào)查室內(nèi)燃煤空氣污染物。結(jié)果表明,我國(guó)燃煤家庭室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重,已對(duì)人體健康構(gòu)成危害。第二階段是2000年以來,隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們的生活方式也發(fā)生了很大變化。房屋越來越密閉,建筑裝潢材料日益普及,各種油漆、涂料、化妝品、香味劑、清潔劑、消毒劑和殺蟲劑等大量進(jìn)入家庭,使室內(nèi)空氣中有毒化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量不斷增加。由于室內(nèi)空間小,空氣不流通,空氣交換不足,限制了污染物的稀釋,導(dǎo)致人體長(zhǎng)期密切接觸室內(nèi)有毒化學(xué)物質(zhì),常常對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害,“不良建筑物綜合征”(sickbuilding syndrome,SBS)就是這一潛在危害的表現(xiàn)。衛(wèi)生檢驗(yàn)研究結(jié)果表明,我國(guó)裝飾裝修引起的室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重,特別是室內(nèi)甲醛和揮發(fā)性有機(jī)物污染更應(yīng)引起人們高度重視。目前,室內(nèi)空氣污染監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向?qū)@類物質(zhì)的檢驗(yàn);國(guó)家頒布了一系列與室內(nèi)空氣質(zhì)量相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。
3.工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)的檢驗(yàn) 廠礦企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中排放的廢氣污染工作場(chǎng)所空氣,影響周邊環(huán)境空氣質(zhì)量,對(duì)作業(yè)人員和周邊居民健康造成長(zhǎng)期的危害。對(duì)工作場(chǎng)所廢氣的檢驗(yàn),主要是檢驗(yàn)車間空氣中有毒有害物質(zhì)的種類和含量,預(yù)防急慢性中毒事件的發(fā)生,為改善作業(yè)場(chǎng)所空氣質(zhì)量,保護(hù)人群健康提供依據(jù);為制定作業(yè)場(chǎng)所的空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的法規(guī)提供科學(xué)依據(jù)。
檢驗(yàn)工作場(chǎng)所空氣中的有毒有害物質(zhì),一直是空氣理化檢驗(yàn)工作的重要任務(wù)。從空氣理化檢驗(yàn)的總體任務(wù)來說,雖然目前工作重點(diǎn)已由原來的室外空氣檢驗(yàn)向室內(nèi)空氣檢驗(yàn)轉(zhuǎn)移,但由于工作場(chǎng)所往往可能固定地、長(zhǎng)期地、集中地排放高濃度空氣污染物,對(duì)局部空氣造成嚴(yán)重污染,對(duì)相對(duì)固定的人群造成長(zhǎng)期危害,因此,這一工作依然是空氣理化檢驗(yàn)的重要任務(wù)。
按照檢驗(yàn)?zāi)康,空氣理化檢驗(yàn)可分為三類。
1.環(huán)境污染監(jiān)測(cè) 主要監(jiān)測(cè)對(duì)象是室內(nèi)、公共場(chǎng)所和工作場(chǎng)所的空氣,檢驗(yàn)和判斷生活、生產(chǎn)環(huán)境現(xiàn)狀是否合乎國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。了解和掌握特定范圍內(nèi)空氣污染情況,對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),預(yù)報(bào)污染范圍和程度,為修訂、制定國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù),為治理空氣污染提供依據(jù)。
目前,環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)是室內(nèi)環(huán)境空氣中有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)。
2.特定目的監(jiān)測(cè) 它包括事故性監(jiān)測(cè)、仲裁監(jiān)測(cè)、考核驗(yàn)證監(jiān)測(cè)和咨詢服務(wù)監(jiān)測(cè)。
空氣中有毒有害污染物質(zhì)種類很多,不管出于哪種特定檢測(cè)目的,都不可能對(duì)所有污染物質(zhì)制訂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、制訂限制排放標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)行控制,很難對(duì)所有污染物進(jìn)行全面的衛(wèi)生理化檢驗(yàn),只能優(yōu)先選出一些重要的污染物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)、控制。空氣理化檢驗(yàn)工作中,往往根據(jù)特定目的選擇一種或幾種污染物進(jìn)行檢驗(yàn)。這種優(yōu)先選擇的有毒有害污染物稱為(環(huán)境)優(yōu)先污染物;對(duì)優(yōu)先污染物的監(jiān)測(cè)稱為優(yōu)先(污染)監(jiān)測(cè)。
空氣理化檢驗(yàn)工作的目的是研究污染物暴露對(duì)人體健康影響的暴露水平。目前,檢驗(yàn)工作已把個(gè)體接觸量監(jiān)測(cè)作為一個(gè)重要的特定目的。通過個(gè)體接觸量的監(jiān)測(cè)值可以估算出吸入空氣污染物劑量的大小,為評(píng)價(jià)空氣污染對(duì)健康影響提供依據(jù)。
3.污染源的監(jiān)測(cè) 通過檢測(cè)污染源(pollution source)排放空氣污染物的種類和濃度,判斷污染源造成的污染程度,有利于采取相應(yīng)措施改善空氣質(zhì)量。在污染源的監(jiān)測(cè)工作中,同時(shí)要對(duì)有害物質(zhì)排放口凈化裝置的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過對(duì)污染源的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),為修訂現(xiàn)行有毒有害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境保護(hù)法規(guī)提供科學(xué)依據(jù)。
三、空氣理化檢驗(yàn)的主要內(nèi)容
空氣理化檢驗(yàn)包括兩大方面的工作:空氣自然環(huán)境物理因素的測(cè)定;空氣污染物的檢驗(yàn)。最主要的工作是對(duì)空氣污染物的理化檢驗(yàn),一般按照以下原則,即根據(jù)污染的程度,選擇毒性大、擴(kuò)散范圍廣、危害嚴(yán)重的、已經(jīng)建立了可靠分析方法,并能保證獲得準(zhǔn)確檢驗(yàn)結(jié)果的污染物作為優(yōu)先污染物,再進(jìn)行優(yōu)先(污染)檢測(cè)。當(dāng)有多種污染物符合上述條件,又不能同時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)按照下列原則進(jìn)行優(yōu)先檢驗(yàn):①污染范圍較大的優(yōu)先檢驗(yàn);②污染嚴(yán)重的優(yōu)先檢驗(yàn);③樣品具有廣泛代表性的優(yōu)先檢驗(yàn)。
空氣理化檢驗(yàn)工作有以下主要內(nèi)容。
1.顆粒物的測(cè)定 包括生產(chǎn)性粉塵濃度的測(cè)定,生產(chǎn)性粉塵分散度的測(cè)定,游離二氧化硅的測(cè)定,可吸入顆粒物(inhalable particle,IP)的測(cè)定,灰塵自然沉降量的測(cè)定等;
2.無機(jī)污染物的測(cè)定 如鉛、錳、汞、二氧化硫等物質(zhì)的測(cè)定;
3.有機(jī)污染物的測(cè)定 如苯系物、農(nóng)藥、甲醛等物質(zhì)的測(cè)定;
4.空氣污染物的快速測(cè)定 快速測(cè)定是處理突發(fā)事件最常用的檢驗(yàn)手段,是工作場(chǎng)所防止急性中毒的重要預(yù)防措施;
5.氣象參數(shù)的測(cè)定 為了確定空氣污染物的濃度,對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充說明,空氣理化檢驗(yàn)工作中還需測(cè)定氣溫、氣壓、氣濕、風(fēng)速等氣象參數(shù)。
目前,從檢驗(yàn)工作的重點(diǎn)來看,國(guó)內(nèi)外空氣理化檢驗(yàn)的主要工作內(nèi)容正在由對(duì)室外空氣污染物的檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向?qū)κ覂?nèi)空氣污染物的檢驗(yàn);由主要對(duì)無機(jī)污染物的檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向主要對(duì)有機(jī)污染物的檢驗(yàn)。室內(nèi)空氣理化檢驗(yàn)的主要內(nèi)容包括化學(xué)污染物和顆粒物(particle)的檢驗(yàn)。室內(nèi)化學(xué)污染物包括十一項(xiàng):一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫、氨、臭氧、甲醛、苯、揮發(fā)性有化合機(jī)物(volatileorganic compound,VOC)、苯并[a]芘 、氡及其子體。這些項(xiàng)目與前面五大測(cè)定項(xiàng)目中的相關(guān)內(nèi)容大體相同,但檢測(cè)室內(nèi)甲醛和VOC具有重要意義。室內(nèi)甲醛的來源很多,對(duì)室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重。根據(jù)WHO定義,常壓下,沸點(diǎn)在50~260℃的各種有機(jī)化合物稱為VOC,常用總揮發(fā)性有機(jī)化合物(total volatileorganic compound,TVOC)表示室內(nèi)空氣中VOC總的質(zhì)量濃度。當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量好壞與人的呼吸無關(guān),而是因?yàn)榻ㄖ牧、裝飾材料和日用品造成時(shí),TVOC是表征室內(nèi)污染程度的一項(xiàng)很好的綜合指標(biāo)。
四、空氣理化檢驗(yàn)的基本步驟
空氣理化檢驗(yàn)項(xiàng)目很多,但各項(xiàng)檢驗(yàn)工作步驟大體相同,具有六個(gè)基本步驟。
(一)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,收集資料,制定采樣方案
空氣污染物的形態(tài)、遷移、轉(zhuǎn)化和二次污染物的形成,都受時(shí)間、空間、氣象條件和地理等因素的影響。為了正確選擇待測(cè)污染物,確定采樣點(diǎn),制訂檢驗(yàn)方案,應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空氣污染背景進(jìn)行下列調(diào)查:①調(diào)查污染源分布、排放情況。主要掌握污染源的類型、數(shù)量、位置,了解污染物種類和排放量。有生產(chǎn)活動(dòng)的還要了解生產(chǎn)原料、燃料及其消耗量。要注意區(qū)分是一次污染物還是二次污染物;二次污染物是在大氣中形成的,其高濃度可能在遠(yuǎn)離污染源的地方,應(yīng)在相應(yīng)地點(diǎn)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn);②收集氣象資料。主要收集風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度資料;有時(shí)還要收集氣溫的垂直梯度、降水量、日照時(shí)間等資料。利用氣象資料分析污染物在空氣中的擴(kuò)散、輸送和理化性質(zhì)的改變;③收集地形資料。地形對(duì)風(fēng)向、風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度影響很大,地形資料是指導(dǎo)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)的重要因素;④收集土地利用和功能分區(qū)等情況;⑤收集人口分布和人群健康情況;⑥收集以往的衛(wèi)生檢驗(yàn)資料。
檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料制訂采樣方案。
(二)確定檢驗(yàn)項(xiàng)目
空氣污染物種類很多,應(yīng)根據(jù)優(yōu)先監(jiān)測(cè)原則,選擇那些危害大,涉及范圍廣,已建立了成熟測(cè)定方法,并有衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可供比較的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。
各國(guó)對(duì)大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目大同小異,我國(guó)規(guī)定的必測(cè)項(xiàng)目有二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、硫酸鹽化速率和灰塵自然沉降量;選測(cè)項(xiàng)目有一氧化碳、光化學(xué)氧化劑、氮氧化物、鉛、汞、苯并[a]芘、總烴及非甲烷烴、可吸入顆粒物等。
當(dāng)檢驗(yàn)?zāi)康、檢驗(yàn)任務(wù)十分明確時(shí),可按照國(guó)家規(guī)定的空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污染物排放的特點(diǎn)確定檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(三)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間、采樣頻率和采樣方法
采樣點(diǎn)設(shè)置合理是決定檢測(cè)結(jié)果正確性的重要因素之一,必須根據(jù)待測(cè)污染物特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理布設(shè)采樣點(diǎn)。要根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)康、污染物分布特征和人力、物力等因素來設(shè)計(jì)采樣時(shí)間和采樣頻率。污染物不同,采樣時(shí)間和采樣頻率要求可能不同,有的按規(guī)定可多次短時(shí)間采樣,有的要連續(xù)不斷地、長(zhǎng)時(shí)間地一次性采樣。采樣時(shí)間太短,試樣沒有代表性,檢驗(yàn)結(jié)果不能反映現(xiàn)場(chǎng)污染物濃度隨時(shí)間的變化情況。短時(shí)間采樣只適用于現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查和污染物濃度很高的事故性污染等應(yīng)急檢測(cè)。合理選用采樣方法是保證樣品測(cè)定結(jié)果可靠性的又一個(gè)重要因素。制訂樣品采樣方案時(shí),要根據(jù)污染物的理化性質(zhì)、存在狀態(tài)、污染程度以及分析方法的靈敏度來選擇采樣方法。
(四)空氣樣品的保存與預(yù)處理
空氣樣品有三種保存方法:①密封保存。將樣品放在干燥潔凈的容器中,封口保存;②冷藏保存。對(duì)于一些易揮發(fā)、易變質(zhì)的樣品應(yīng)冷藏保存;③化學(xué)保存法。在樣品中加入化學(xué)試劑,抑制微生物生長(zhǎng)、防止沉淀生成、阻止樣品分解,以便穩(wěn)定待測(cè)組分的組成和形態(tài)?諝鈽悠窇(yīng)該盡快分析,保存時(shí)間越短越好。
為了消除干擾,使待測(cè)物形態(tài)、濃度適應(yīng)檢驗(yàn)方法要求,檢驗(yàn)工作中還要根據(jù)樣品類型和待測(cè)污染物特征,選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)處理辦法處理樣品。待測(cè)物是無機(jī)物時(shí),一般選用無機(jī)試劑進(jìn)行提。淮郎y(cè)物是有機(jī)物時(shí),一般采用有機(jī)溶劑提取。具體處理方法有濕法(溶解法)、干法(熔融法)和特殊分解法,應(yīng)選擇使用。
(五)樣品的分析測(cè)定
對(duì)樣品進(jìn)行分析測(cè)定是空氣理化檢驗(yàn)工作的主要內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)樣品特征、待測(cè)組分的特點(diǎn),選擇適宜的檢驗(yàn)方法。
空氣理化檢驗(yàn)方法主要分為化學(xué)分析法和儀器分析法兩大類。化學(xué)分析法的主要特點(diǎn)是:準(zhǔn)確度高,相對(duì)誤差一般小于0.2%;儀器設(shè)備簡(jiǎn)單;靈敏度較低,只適用于測(cè)定常量組分。儀器分析法的共同特點(diǎn)有:①靈敏度高,適用于微量、痕量、超痕量組分的檢測(cè);②選擇性好,對(duì)試樣預(yù)處理要求簡(jiǎn)單;③響應(yīng)快速,易實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè);④可幾種儀器聯(lián)用,能發(fā)揮多種儀器的優(yōu)勢(shì)。目前,主要依賴現(xiàn)代化高精度大型儀器檢驗(yàn)分析復(fù)雜樣品;⑤準(zhǔn)確度不太高,相對(duì)誤差較大,通常達(dá)到百分之幾,在的甚至更差。因此,要特別注意儀器分析的局限性。這種準(zhǔn)確度水平雖然完全滿足空氣樣品中低含量組分的檢驗(yàn)要求,但分析常量污染物時(shí),其準(zhǔn)確度沒有滴定分析、重量分析方法的高。另外,儀器分析法一般都需要用一種或多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn),而很多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)又需要先用化學(xué)分析方法進(jìn)行標(biāo)定;加之儀器價(jià)格昂貴,設(shè)備復(fù)雜,選用分析測(cè)試方法時(shí)要根據(jù)情況,取長(zhǎng)補(bǔ)短,配合使用。
從儀器分析方法的種類來看,目前應(yīng)用最多的檢測(cè)方法是分光光度法和氣相色譜法。實(shí)際工作中按照以下原則選擇空氣理化檢驗(yàn)方法:
1.選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法、推薦方法。沒有兩類方法時(shí),可以選擇國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)方法。選用統(tǒng)一的方法檢驗(yàn)樣品,其結(jié)果具有可比性。若一個(gè)待測(cè)組分有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法時(shí),可根據(jù)具體條件選用。
2.根據(jù)樣品中待測(cè)組分的含量選用分析方法。分析常量污染物時(shí)選用化學(xué)分析法,否則選用儀器分析法。
3.分析多組分樣品時(shí),盡可能選擇既可分離組分又可測(cè)定組分的分析方法,如色譜法等。
4.有條件時(shí),盡可能選擇具有專屬性單項(xiàng)成分檢驗(yàn)儀器(如甲醛檢測(cè)儀等)進(jìn)行檢驗(yàn)。
5.在經(jīng)常性的檢驗(yàn)工作中,盡可能選用連續(xù)自動(dòng)測(cè)定儀。有些污染物還可以采用生物學(xué)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。
(六)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果報(bào)告
空氣理化檢驗(yàn)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程始終存在誤差,影響檢驗(yàn)結(jié)果。為了獲得準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果,必須先對(duì)檢驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理,再將結(jié)果與國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,做出衛(wèi)生評(píng)價(jià),報(bào)告檢驗(yàn)結(jié)果。
五、空氣理化檢驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)
(一)發(fā)展歷史與成就
我國(guó)空氣理化檢驗(yàn)工作經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:
第一階段是20世紀(jì)50年代后期開始的居民區(qū)大氣監(jiān)測(cè)。以保護(hù)居民健康為目的,監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)由工廠排放的煙氣和廢氣對(duì)周圍環(huán)境所造成的大氣污染狀況。
第二個(gè)階段是20世紀(jì)80年代初開展的大氣監(jiān)測(cè)。以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和健康為目的,監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)環(huán)境大氣質(zhì)量。
第三階段是1987年以后開展的公共場(chǎng)所空氣監(jiān)測(cè)。以確保室內(nèi)公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量,保護(hù)人們身體健康為目的,國(guó)家批準(zhǔn)頒發(fā)了[1987]24號(hào)《公共場(chǎng)所衛(wèi)生管理?xiàng)l例》,指導(dǎo)開展各類公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。
第四個(gè)階段是21世紀(jì)以來,我國(guó)快速發(fā)展室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
在這四個(gè)發(fā)展歷史階段中,我國(guó)空氣理化檢驗(yàn)工作取得了五項(xiàng)成就。
一是建立了規(guī)范化的空氣理化檢驗(yàn)方法,為保障空氣理化檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性、可比性奠定了基礎(chǔ);對(duì)確保正確評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量、執(zhí)行有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生法規(guī)具有重大意義。
二是參加了全球大氣監(jiān)測(cè),動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)了我國(guó)大氣質(zhì)量狀況。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)和WHO建立了全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(GlobalEnvironmental Monitoring System, GEMS),全球大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(GEMS/Air)是GEMS的重要組成部分,它通過監(jiān)測(cè)人口高度集中地區(qū)的空氣質(zhì)量,長(zhǎng)期觀察全球大氣污染水平和變化趨勢(shì),估計(jì)和評(píng)價(jià)大氣污染對(duì)地球生態(tài)和人類健康的影響。我國(guó)以中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所為技術(shù)中心,北京、上海、沈陽、西安和廣州作為參加城市,參加了GEMS/Air國(guó)際合作,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)我國(guó)大氣質(zhì)量。結(jié)果表明,我國(guó)空氣污染十分嚴(yán)重,引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
三是開展了個(gè)體接觸量監(jiān)測(cè),利用衛(wèi)生檢驗(yàn)結(jié)果更好地反映了污染物與疾病之間的劑量‑效應(yīng)關(guān)系。個(gè)體接觸量是指以人體為靶標(biāo),對(duì)污染物與人體接觸,特別是與鼻、嘴等呼吸器官相接觸的量。測(cè)定時(shí),由選定的人群攜帶個(gè)體采樣器,通過跟蹤其正常的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行連續(xù)采樣或間斷采樣,測(cè)定每人每日對(duì)污染物的接觸量,測(cè)定一天內(nèi)或一段時(shí)間內(nèi)污染物濃度的變化情況。個(gè)體接觸量的監(jiān)測(cè)結(jié)果不是某一固定地點(diǎn)采樣、測(cè)定的結(jié)果,而是一個(gè)人室內(nèi)外實(shí)際生活、工作活動(dòng)(包括工作、休息、吃飯、走路、乘車等)時(shí)的接觸量。這種檢驗(yàn)結(jié)果不但反映了污染物每天進(jìn)入人體的總量、平均濃度和時(shí)間加權(quán)平均濃度,而且還可以反映出不同時(shí)間段污染物的總量和平均濃度。結(jié)合大量的人體健康檢查,個(gè)體接觸量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能很好地反映出污染物與疾病之間的劑量‑效應(yīng)關(guān)系,是評(píng)價(jià)空氣污染對(duì)健康影響的依據(jù)。近年來,我國(guó)先后研制了CO、NO2和PM10等個(gè)體采樣器,為人們普遍關(guān)注的室內(nèi)空氣污染和個(gè)體接觸量的評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)提供了最適用的采樣裝置。
四是大力開展了室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生檢驗(yàn)工作,使空氣理化檢驗(yàn)工作更加具有衛(wèi)生學(xué)意義?諝馕廴景ㄊ覂(nèi)、室外空氣污染兩部分。由于人們每天80%~90%的時(shí)間在室內(nèi)生活或工作,所呼吸的空氣主要來自于室內(nèi),接觸室內(nèi)空氣污染物的時(shí)間明顯多于室外。另外,室內(nèi)污染源就在室內(nèi)微小的環(huán)境中產(chǎn)生、積累有毒有害物質(zhì),直接作用于人體,室內(nèi)空氣污染問題更應(yīng)受到重視。因此,我國(guó)近年來開展的個(gè)體接觸量監(jiān)測(cè),使空氣理化檢驗(yàn)工作更具衛(wèi)生學(xué)意義。
五是大力開展了空氣采樣儀器、檢測(cè)儀器和氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究開發(fā)工作,為我國(guó)空氣理化檢驗(yàn)工作的質(zhì)量保障創(chuàng)造了物質(zhì)條件。
(二)發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)近年來發(fā)生的一些公共衛(wèi)生事件,由國(guó)內(nèi)外檢驗(yàn)工作的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀可見,空氣理化檢驗(yàn)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。
1.主要檢驗(yàn)對(duì)象由無機(jī)物轉(zhuǎn)向有機(jī)物 重點(diǎn)關(guān)注嚴(yán)重影響人體健康的有機(jī)污染物,完善和建立有機(jī)污染物的檢驗(yàn)方法。從我國(guó)開展空氣檢驗(yàn)工作的四個(gè)階段可見,我國(guó)較早開展了對(duì)空氣中無機(jī)物的監(jiān)測(cè),形成了一套較為完整的檢驗(yàn)方法,研制了相關(guān)的儀器設(shè)備。通過城市空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng),比較清楚地了解了空氣中無機(jī)物污染狀況;但對(duì)空氣中的許多有機(jī)污染物的污染狀況還不十分清楚,有的還沒有成熟的檢驗(yàn)方法和儀器。例如,我國(guó)調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)以來,逐步改燃煤燃料為燃?xì)、燃油燃料,減少了總懸浮顆粒物(totalsuspended particulates,TSP)和SO2等無機(jī)物對(duì)空氣的污染,但新燃料所產(chǎn)生的有機(jī)物的污染水平、污染類型、污染特征以及對(duì)人體健康有什么影響,人們知之不多。二噁英、多環(huán)芳烴等有機(jī)物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變等毒性作用,嚴(yán)重影響人體健康,急需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)?諝庵杏袡C(jī)污染物種類繁多,成分復(fù)雜,含量甚微,應(yīng)盡快研究相關(guān)的采樣方法、分離方法和理化檢驗(yàn)方法。
2.主要檢驗(yàn)范圍由室外轉(zhuǎn)向室內(nèi) 重點(diǎn)關(guān)注室內(nèi)空氣污染物對(duì)人體健康的影響,完善室內(nèi)空氣質(zhì)量的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法。由于室內(nèi)裝飾、家用化學(xué)品的使用,空調(diào)的使用導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)量減少,空氣污染物擴(kuò)散稀釋速度減慢,室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重;加之現(xiàn)代生活方式使人們生活在封閉空間的時(shí)間增多,使室內(nèi)空氣污染問題更加突出,空氣理化檢驗(yàn)工作的主要任務(wù)已由主要進(jìn)行室外空氣污染物的檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向主要進(jìn)行室內(nèi)空氣污染物的檢驗(yàn)。主要包括
(1)建立長(zhǎng)期暴露于低劑量空氣污染物接觸水平的檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法;
(2)充實(shí)完善室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和配套的衛(wèi)生檢驗(yàn)方法;制訂家用化學(xué)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生檢驗(yàn)方法;建立規(guī)范快速的檢驗(yàn)方法,完善、提高室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)水平,以適應(yīng)衛(wèi)生監(jiān)督、衛(wèi)生執(zhí)法和處理現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)事件的需要。
(3)開展室內(nèi)裝飾裝修材料和用品的衛(wèi)生監(jiān)測(cè)(health monitor)工作及安全評(píng)價(jià)工作,為制定室內(nèi)材料和用品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、控制室內(nèi)污染提供科學(xué)依據(jù)。
(4)建立室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品性能的評(píng)價(jià)方法。
3.在顆粒物的檢驗(yàn)中,由主要開展TSP檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向主要進(jìn)行細(xì)顆粒物(fine particulate matter)對(duì)人體健康影響的監(jiān)測(cè) 主要是建立PM2.5等細(xì)顆粒物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。目前,我國(guó)城市正逐步由煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚺艢庑涂諝馕廴,汽車尾氣排出的?xì)顆粒物吸附大量的有毒物質(zhì),進(jìn)入人體影響健康。特別是PM2.5吸附有毒物質(zhì),并能直接沉積在呼吸道深部的肺泡內(nèi),危害極大。我國(guó)對(duì)TSP污染的研究較多,污染水平比較清楚,但對(duì)細(xì)顆粒物的健康效應(yīng)研究剛剛起步,對(duì)細(xì)顆粒物(PM2.5)的研究更少。開展相關(guān)檢驗(yàn)工作,盡快制定我國(guó)細(xì)顆粒物(PM2.5)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)非常必要。
4.大氣監(jiān)測(cè)項(xiàng)目趁于全面、合理,監(jiān)測(cè)范圍不斷擴(kuò)大 不僅重視當(dāng)時(shí)的大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作,而且著眼于未來的大氣環(huán)境質(zhì)量;不僅監(jiān)測(cè)直接危害人體的污染因素,而且加強(qiáng)對(duì)引起全球大氣環(huán)境質(zhì)量下降的全球大氣環(huán)境問題及間接污染因素的監(jiān)測(cè)。通過GEMS/Air系統(tǒng),實(shí)行跨國(guó)界、跨區(qū)域及全球范圍的聯(lián)合監(jiān)測(cè),室外大氣監(jiān)測(cè)范圍不斷擴(kuò)大。
5.檢驗(yàn)技術(shù)向高度自動(dòng)化方向發(fā)展 我國(guó)空氣理化檢驗(yàn)技術(shù)路線的主要發(fā)展方向是,以空氣自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)為主導(dǎo),連續(xù)自動(dòng)采樣‑實(shí)驗(yàn)室分析為基礎(chǔ),被動(dòng)式吸收采樣技術(shù)和可移動(dòng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)為輔助的技術(shù)路線。
總的來說,我國(guó)空氣衛(wèi)生檢驗(yàn)工作已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段,主要工作范圍從室外逐漸轉(zhuǎn)向室內(nèi),檢驗(yàn)工作的主要對(duì)象從無機(jī)污染物轉(zhuǎn)向有機(jī)污染物,并側(cè)重于有機(jī)污染物、細(xì)顆粒污染物和室內(nèi)空氣污染物對(duì)人體健康效應(yīng)的監(jiān)測(cè),自動(dòng)化檢驗(yàn)技術(shù)快速發(fā)展。
(呂昌銀)
第二節(jié) 空氣污染及其危害
一、空氣污染
自然狀態(tài)的空氣是無色、無臭、無味的混合氣體。在一般情況下,空氣的各組分幾乎是恒定的?諝獾闹饕煞质堑?dú)夂?a class="channel_keylink" href="http://payment-defi.com/pharm/2009/20090107122009_48345.shtml" target="_blank">氧氣,它們占空氣總量的99.03%;其余的主要是氬氣和二氧化碳,是空氣的次要成分;氦、氖、氪、氙、臭氧、一氧化二氮、甲烷等物質(zhì),若占空氣總量的0.10%,是空氣的痕量成分。
各種自然現(xiàn)象的變化可引起空氣正常組成的變化,如火山爆發(fā),大量的塵埃、SO2和硫化物等氣體進(jìn)入空氣;雷電產(chǎn)生的NO、NO2和森林火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵和CO2都會(huì)污染空氣。一般來講,自然現(xiàn)象引起的空氣污染往往是局部的和短暫的。而人類活動(dòng),特別是化石燃料(煤和石油)的大量使用,將許多有害物質(zhì)如煙塵、SO2、NOx、CO和碳?xì)浠衔锏扰欧诺娇諝庵校箍諝庵杏泻ξ镔|(zhì)的濃度增加,給人類帶來了嚴(yán)重的危害。隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展和生活水平的提高,向空氣中排放的污染物的數(shù)量越來越多,種類也越來越復(fù)雜,從而引起空氣質(zhì)量的嚴(yán)重下降,不僅危害人類的健康,而且對(duì)地球的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都會(huì)造成極其嚴(yán)重的影響。
空氣污染是由于人為的或自然的原因,使一種或多種污染物混入空氣中,并達(dá)到一定濃度,超過了空氣的自凈能力,致使空氣原有的正常組成、性狀發(fā)生了改變,對(duì)人體健康和生活條件造成了危害,對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生不良影響的空氣狀況。常見的空氣污染物主要有顆粒物、SO2、NOx、CO、碳?xì)浠衔铮òǘ喹h(huán)芳烴)等。空氣中常見的對(duì)人體健康影響較大的微量污染物主要是苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,B[a]P)、二噁英、H2O2、羥自由基、甲醛、鉛、氟化物等。
空氣污染指數(shù)(air pollution index,API)是表示空氣綜合質(zhì)量狀況的指標(biāo)。API就是將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物濃度簡(jiǎn)化成為單一的概念性指數(shù)值形式,并分級(jí)表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況,適合于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì)。API指數(shù)所選擇的評(píng)價(jià)因子為PM10、SO2、NO2、CO和O3,其中PM10、SO2、NO2為必測(cè)因子。API由多個(gè)分指數(shù)(Ii)所組成,Ii的計(jì)算方法是將污染物實(shí)測(cè)濃度的日均值或小時(shí)均值代入分段線形方程進(jìn)行計(jì)算,對(duì)于第i種污染物的第j個(gè)折點(diǎn)(Ipayment-defi.com/pharm/i.j,ci.j)的分指數(shù)值和相應(yīng)的濃度值可查表1-1確定。
表1-1 空氣污染指數(shù)相對(duì)應(yīng)污染物濃度(mg/m3)限值
API | PM10 | SO2 | NO2 | CO | O3 |
50 | 0.050 | 0.050 | 0.080 | 5 | 0.120 |
100 | 0.150 | 0.150 | 0.120 | 10 | 0.200 |
200 | 0.350 | 0.800 | 0.280 | 60 | 0.400 |
300 | 0.420 | 1.600 | 0.565 | 90 | 0.800 |
400 | 0.500 | 2.100 | 0.750 | 120 | 1.000 |
500 | 0.600 | 2.620 | 0.940 | 150 | 1.200 |
注:PM10、SO2和NO2為日均值;CO和O3為小時(shí)均值。
當(dāng)?shù)?i>i種污染物ci.j≤ci≤ci.j+1時(shí),其分指數(shù)為:
式中,Ii為第i種污染物的污染分指數(shù);ci為第i種污染物的濃度測(cè)定值;Ii.j為第i種污染物j轉(zhuǎn)折點(diǎn)的污染分項(xiàng)指數(shù)值;Ii.j+1為第i種污染物j+1個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的污染分項(xiàng)指數(shù)值;ci.j為第j轉(zhuǎn)折點(diǎn)i種污染物的(對(duì)應(yīng)于Ii.j+1)濃度限值;ci.j+1為第j+1轉(zhuǎn)折點(diǎn)i種污染物(對(duì)應(yīng)于Ii.j+1)濃度限值。
污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果只保留整數(shù),小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值全部進(jìn)位。各種污染物的污染分指數(shù)都計(jì)算出以后,取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API,該項(xiàng)污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。
我國(guó)空氣污染指數(shù)分為五級(jí),API值小于等于50,表明空氣質(zhì)量為優(yōu),相當(dāng)于達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),符合自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)地區(qū)的空氣質(zhì)量要求。API值大于50且小于等于100,表明空氣質(zhì)量良好,相當(dāng)于達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。API值大于100且小于等于200,表明空氣質(zhì)量為輕度污染,相當(dāng)于達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),長(zhǎng)期接觸,易感人群癥狀有輕度加劇,健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。API值大于200且小于、等于300,表明空氣質(zhì)量較差,超過國(guó)家空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),一定時(shí)間接觸后,對(duì)人體危害較大。API值大于300,空氣質(zhì)量狀況屬于重度污染,此時(shí),所有人的健康都會(huì)受到嚴(yán)重影響。
世界上許多國(guó)家和地區(qū)都有各自的空氣污染指數(shù)發(fā)布系統(tǒng),如美國(guó)、英國(guó)和我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)采用的是污染物標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)(pollutantstandard index,PSI),馬來西亞、我國(guó)的香港則采用API指數(shù)。PSI和API大同小異,僅在污染物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方面稍有不同而已?諝馕廴局笖(shù)所對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量狀況及其對(duì)人體健康的影響,以及建議采取的措施見表1-2。
表1-2 空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別
API | 空氣質(zhì)量 | 表征顏色 | 對(duì)健康的影響 | 建議采取的措施 |
0~50 | 優(yōu) | 天藍(lán) | 可正;顒(dòng) | |
51~100 | 良 | 墨綠 | 可正常活動(dòng) | |
101~200 | 輕度污染 | 淺黃 | 易感人群癥狀有輕度加劇,健康人群出現(xiàn)刺激癥狀 | 心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng) |
201~300 | 中度污染 | 心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇,運(yùn)動(dòng)耐受力降低,健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀 | 老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)停在室內(nèi),并減少體力活動(dòng) | |
>300 | 重度污染 | 紫紅 | 健康人運(yùn)動(dòng)耐受力降低,有明顯強(qiáng)烈癥狀,提前出現(xiàn)某些疾病 | 老年人、病人應(yīng)當(dāng)留在室內(nèi),避免體力消耗,一般人群應(yīng)避免戶外活動(dòng) |
二、空氣污染的危害
(一)重大的空氣污染事件
1.倫敦?zé)熿F事件 英國(guó)倫敦曾經(jīng)多次發(fā)生大氣煙霧事件,其中最嚴(yán)重的一次發(fā)生在1952年12月5~9日,由于短時(shí)間內(nèi)全市取暖用煤排放大量的SO2和煙塵,加之特殊的地形和氣象條件,空氣中的污染物難以擴(kuò)散,倫敦上空連續(xù)4~5天煙霧彌漫,造成了嚴(yán)重的空氣污染。與歷年同期相比,在發(fā)生嚴(yán)重?zé)熿F的第一周,該地區(qū)的死亡人口總數(shù)大量增加,第二周內(nèi)死亡的人數(shù)仍較平時(shí)成倍增加。
2.光化學(xué)煙霧事件 在日光紫外線的照射下,汽車尾氣中的氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔锝?jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)后,可生成刺激性很強(qiáng)的光化學(xué)氧化劑(photochemicaloxidant),其主要成分是臭氧、醛類和各種過氧;跛狨ィ╬eroxyacyl nitrates,PANs)。20世紀(jì)40年代以來,世界上許多汽車流量大的城市都發(fā)生過光化學(xué)煙霧(photochemicalsmog)事件。1943、1946、1954、1955年,美國(guó)洛杉磯發(fā)生過一系列的嚴(yán)重光化學(xué)煙霧中毒事件。1955年的光化學(xué)煙霧事件是在37.8℃以上高溫情況下發(fā)生的,煙霧滯留市內(nèi)數(shù)日不散,引起嚴(yán)重的眼、鼻、喉、呼吸道刺激,出現(xiàn)眼睛紅腫、流淚、喉痛、咳嗽、胸痛、紅眼病流行,甚至呼吸衰竭死亡;65歲以上的人群死亡率明顯升高。
3.天然氣井噴事件 2003年12月23日,我國(guó)一礦井發(fā)生天然氣井噴事故,富含硫化氫和二氧化碳的天然氣隨空氣迅速擴(kuò)散,大量劇毒的硫化氫氣體沿著峽谷地帶迅速蔓延,對(duì)大面積的環(huán)境空氣造成嚴(yán)重污染,直接威脅當(dāng)?shù)厝藗兊纳踩?/p>
4.氯氣泄露事件 2004年4月16日,我國(guó)一化工總廠的冷凝管破裂,鹽水流入液體氯氣罐,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后發(fā)生爆炸,大量氯氣泄露,在空氣中迅速?gòu)浡,造成?yán)重的空氣污染事故。
(二)全球性的大氣環(huán)境問題
目前與大氣污染相關(guān),影響全球環(huán)境的主要問題是溫室效應(yīng)、酸雨和臭氧層破壞。
1.溫室效應(yīng) 人類在生產(chǎn)和生活過程中排入大氣中的某些氣體污染物能吸收太陽和地表發(fā)射的熱輻射,使大氣增溫,從而對(duì)地球起保溫作用,稱為溫室效應(yīng)(greenhouse effects)。能引起溫室效應(yīng)的氣體稱為溫室氣體(greenhouse gas),主要包括CO2、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氯氟烴(氟里昂,CFCs)等。各種溫室氣體對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率不同,CO2為55%、CH4為5%、N2O為6%、CFCs為24%。由此可見,CO2是全球變暖的主要原因。
產(chǎn)生溫室效應(yīng)的后果是:冰山冰川融化,海平面上升,洪水泛濫;森林減少,農(nóng)作物產(chǎn)量降低;人群中生物性疾病和熱有關(guān)死亡數(shù)增加;地球生物多樣化減少,甚至使一些生物滅絕。近百年來,地球表面的溫度升高了0.3~0.6℃,海平面上升了10~25 cm。
在1992年召開的聯(lián)合國(guó)第二次環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上,包括中國(guó)在內(nèi)的166個(gè)國(guó)家簽署了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNFCCC)。1997年發(fā)表的《京都議定書》規(guī)定了15個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室氣體限排、減排任務(wù)和時(shí)間。我國(guó)于1998年簽署了《京都議定書》。
2.酸雨 酸雨(acid rain)是指pH<5.6的酸性降水,包括雨、雪、雹和霧等。酸雨的形成受多種因素的影響,其前提物是SO2和NOx,其中SO2對(duì)全球酸沉降的貢獻(xiàn)率為60%~70%。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,近20年來我國(guó)的酸雨區(qū)逐漸擴(kuò)大,已達(dá)國(guó)土面積的30%,成為繼歐洲、北美之后的第三大酸雨區(qū)。我國(guó)酸雨中硫酸根和硝酸根之比約為10:1,說明我國(guó)酸雨主要由SO2形成。隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,NOx對(duì)酸雨的形成越來越重要。
酸雨具有多方面的危害:①引起呼吸道和眼睛慢性炎癥;②影響很多水生生物和土壤中生物的生存;③造成地表水的pH值降低,增加輸水管管壁材料中金屬化合物的溶出量,使水質(zhì)惡化變質(zhì);④使土壤酸化,有毒金屬進(jìn)入農(nóng)作物再進(jìn)入人體;⑤破壞森林、植被,腐蝕建筑物、文物古跡,損害農(nóng)作物。
3.臭氧層破壞 臭氧層破壞(destructionof ozonosphere)是指近幾十年來,平流層中的臭氧層逐漸變薄,在南北極甚至出現(xiàn)臭氧空洞(ozone hole)的現(xiàn)象。1985年科學(xué)家首次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞,后來在北極、青藏高原也觀察到這一現(xiàn)象。過去30年臭氧空洞逐漸增大,2000年測(cè)定南極大陸上空洞面積達(dá)2800萬km2。
人類使用含氯氟烴(CFCs)、溴代氟烴等化學(xué)物質(zhì)是引起臭氧層破壞的主要原因。CFCs亦稱氟利昂(freon),主要是指一氟三氯甲烷(CFC-11)和二氟二氯甲烷(CFC-12)。自然界不產(chǎn)生CFCs,1929年美國(guó)生產(chǎn)CFCs以來,CFCs已廣泛用作制冷劑、氣溶膠推進(jìn)劑、發(fā)泡劑、溶劑和氟樹酯原料。CFCs排放進(jìn)入大氣后,由于缺乏短波紫外線作用,它在對(duì)流層的其降解十分緩慢(半衰期10~50年);到達(dá)平流層后,CFCs受到短波紫外線作用而發(fā)生光解,釋放出游離氯,后者與O3作用生成氧,從而破壞了大氣的臭氧層。溴代氟烴(哈龍,Halons)有溴三氟乙烷(FC-1301)和溴氯二氟乙烷(FC-1211)等滅火劑和溴代甲烷(CH3Br)和二溴乙烷(CH2BrCH2Br)熏蒸劑等,它們排放到大氣后,可轉(zhuǎn)移至平流層,使平流層的游離溴離子濃度大幅度上升。溴與氯有協(xié)同作用,可加速臭氧的消耗。
大氣平流層的臭氧幾乎可全部吸收來自太陽的短波紫外線,使人類和其它生物免遭紫外線輻射的傷害。臭氧層破壞給人類帶來多方面的影響:①增加皮膚癌和白內(nèi)障的發(fā)病率,皮膚癌多為基底和鱗狀細(xì)胞癌及惡性黑色素瘤。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局依據(jù)以往鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生資料估計(jì),O3每減少1﹪,該類癌癥的發(fā)生率將增加2﹪~3﹪。另有人估計(jì),總O3減少1﹪,基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌和皮膚黑瘤的發(fā)生率將分別增加4﹪、6﹪和2﹪;②導(dǎo)致嚴(yán)重的皮膚灼傷,對(duì)淺膚色的人們尤其如此;③影響其它生物的生存和繁殖;④ 引起全球范圍內(nèi)氣侯變化。
(三)空氣污染的危害
1.對(duì)人體健康的影響 大氣污染對(duì)人體的直接危害一方面取決于大氣污染物的性質(zhì)、濃度、持續(xù)作用時(shí)間、作用方式及污染物間的聯(lián)合作用,另一方面也取決于機(jī)體的抵抗力。由于污染物的理化性質(zhì)和毒性不同,來源不同,侵入機(jī)體的途徑、毒害作用機(jī)理和在體內(nèi)的代謝、蓄積、排出途徑等各不相同,同時(shí)污染大氣的污染物的數(shù)量、濃度不同,人群中各個(gè)體對(duì)污染物的暴露時(shí)間及機(jī)體的抵抗力的差異,造成的危害各不相同。
(1)急性危害:大氣中污染物在短時(shí)間內(nèi)急劇增高,可使當(dāng)?shù)厝巳何氪罅课廴疚锒鸺毙灾卸旧踔了劳觥4髿馕廴疽鹬卸镜姆秶笮〔灰,有時(shí)可波及整個(gè)工業(yè)城市;有時(shí)可影響一個(gè)或整個(gè)工業(yè)區(qū);有時(shí)僅影響到工廠附近的居民點(diǎn)。發(fā)生急性中毒時(shí),往往有一個(gè)比較嚴(yán)重的污染源或存在事故性排放,同時(shí)有不良的氣象條件和特殊的地形存在。世界各地曾發(fā)生過多次大氣污染引起的急性中毒事件,如震驚世界的“倫敦?zé)熿F事件,整個(gè)城市被濃煙吞沒,超死亡人數(shù)達(dá)4000多人。1964年日本富山市因工廠氯氣管道破裂,氯氣外溢污染大氣,發(fā)生急性氯氣中毒,患者533人,住院43人。1984年12月3日凌晨,印度博帕爾市聯(lián)合農(nóng)藥廠滲漏45噸異氰酸甲酯,毒氣向下風(fēng)向擴(kuò)散,很快籠罩了約40 km2的地區(qū)。幾天內(nèi)死亡3000多人,52萬人受到傷害,其中10多萬人終生殘廢。近年來,我國(guó)空氣污染引起的急性危害事件屢有發(fā)生,比較典型的如重慶硫化氫井噴事件和氯氣泄露事件等。此外,車、船傾覆導(dǎo)致的化學(xué)物質(zhì)污染空氣的事件也時(shí)有發(fā)生,給人民的生命和財(cái)產(chǎn)都造成了嚴(yán)重的危害。
(2)慢性危害:大氣中低濃度有毒、有害污染物長(zhǎng)期反復(fù)作用于人體則可發(fā)生慢性危害。大氣中的SO2、NO2、H2S、氯氣、硫酸霧、硝酸霧和顆粒物不僅能對(duì)呼吸道、眼結(jié)膜產(chǎn)生急性刺激作用,而且還可長(zhǎng)期反復(fù)刺激這些部位引起咽炎、喉炎、氣管炎和結(jié)膜炎等。呼吸道炎癥的反復(fù)發(fā)作,可以造成氣道狹窄,氣道阻力增加,肺功能不同程度的下降,最終形成慢性阻塞性肺部疾患(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)。大氣顆粒物中含有有毒元素,如鉛、鎘、鉻、氟、砷、汞等。世界上許多城市大氣中鎘、鋅、鉛、鉻的濃度分布趨勢(shì)與居民的心臟病、動(dòng)脈硬化、高血壓、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、慢性腎炎、呼吸系統(tǒng)癥狀的分布趨勢(shì)一致。在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū),居民唾液溶菌酶和免疫性球蛋白A(SIgA)的含量均明顯下降,血清中的免疫指標(biāo)也有所下降,表明大氣污染可抑制機(jī)體的免疫功能。大氣中某些污染物如甲醛、某些石油制品的分解產(chǎn)物均能使機(jī)體產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng),發(fā)生在日本四日市的哮喘事件就是典型的例子。大氣污染可導(dǎo)致肺部疾患,使肺功能下降,肺動(dòng)脈壓升高,繼發(fā)肺心病。此外,某些污染物如CO、O3、NO2等能使血紅蛋白攜氧能力下降而造成組織缺氧,加重心臟負(fù)擔(dān),使心臟病的患病率上升。
(3)致癌作用:空氣污染物中能檢出致癌物質(zhì),如多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)及其衍生物和某些無機(jī)元素砷、鉛、鎘、鉻、鈹?shù),其中致癌性最?qiáng)的是B[a]P。近幾十年來,國(guó)內(nèi)外許多研究表明,大氣污染程度與肺癌的發(fā)病率和死亡率呈正相關(guān)關(guān)系。許多研究結(jié)果均顯示:城區(qū)肺癌死亡率大于近郊區(qū);近郊區(qū)又大于遠(yuǎn)郊區(qū)。我國(guó)的研究發(fā)現(xiàn),上海、沈陽、天津等大城市居民肺癌死亡率與大氣中B[a]P濃度有顯著的相關(guān)關(guān)系。毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)研究都證實(shí)砷、B[a]P等污染物均有致癌作用。
表1-3 我國(guó)部分城市與其遠(yuǎn)郊縣的男性肺癌調(diào)整死亡率(1/10萬)
城市 | 死亡率 | 近郊縣死亡率 | 遠(yuǎn)郊縣死亡率 |
上海 | 29.32 | 24.49 | 16.21 |
長(zhǎng)沙 | 23.99 | 7.14 | 3.09 |
哈爾濱 | 19.29 | 8.31 | 6.86 |
太原 | 17.05 | 14.09 | 9.08 |
北京 | 14.85 | 10.67 | 8.30 |
2.對(duì)動(dòng)物的危害 動(dòng)物與人類共同生存在一個(gè)大氣環(huán)境里。大氣污染對(duì)人類的傷害,動(dòng)物也不能幸免于難。凡是對(duì)人類造成嚴(yán)重危害的大氣污染事件,對(duì)動(dòng)物也產(chǎn)生同樣的危害和影響?諝馕廴緦(duì)動(dòng)物的危害,除污染物直接侵入造成傷害之外,還通過污染食品進(jìn)入體內(nèi),導(dǎo)致發(fā)病和死亡。因?yàn)閯?dòng)物沒有能力去選擇和鑒別某些具有毒性的食品,所以它們將比人類更容易遭受污染物的傷害和影響。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,美國(guó)一家煉鋼廠排放大量的二氧化硫、三氧化二砷等廢棄物,污染了廠區(qū)周圍的牧草,牧草中砷的含量高達(dá)1338 mg/kg,使周圍24km2內(nèi)的3500頭羊中毒死亡625頭。我國(guó)一家鋼鐵廠曾經(jīng)采用含氟量高的礦石原料,排放的煙中國(guó)衛(wèi)生人才網(wǎng)氣中氟含量很高,污染周圍的牧草和水源,引發(fā)牛、羊、馬等牲畜的骨骼變形、骨折等。酸性降水可導(dǎo)致淡水湖泊和河流的酸化,長(zhǎng)期處于酸性的水體會(huì)影響魚類的繁殖,使魚群密度降低,甚至種群消滅。據(jù)報(bào)道,瑞典、挪威等國(guó)都出現(xiàn)過因酸雨造成的湖泊魚蝦絕跡的現(xiàn)象。
3.對(duì)植物的危害 大氣污染主要是通過三條途徑危害植物的生存和發(fā)育的:一是使植物中毒或枯竭死亡,二是減緩植物的正常發(fā)育,三是降低植物對(duì)病蟲害的抗御能力。植物受空氣污染的傷害以葉子最為嚴(yán)重,植物在生長(zhǎng)期中長(zhǎng)期接觸大氣的污染物,損傷了葉面,減弱了光合作用,抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育?諝馕廴疚锟赏ㄟ^植物葉面的氣孔進(jìn)入植物體內(nèi),干擾酶的作用,傷害其內(nèi)部結(jié)構(gòu),使代謝機(jī)能出現(xiàn)障礙而引起植物枯黃,農(nóng)作物減產(chǎn),嚴(yán)重時(shí)使植物死亡。各種有害氣體中,二氧化硫、氯氣和氟化氫等對(duì)植物的危害最大。
近年來,酸雨對(duì)植物的危害日益受到關(guān)注。酸雨對(duì)植物的毒害很大,它使植物的種子發(fā)芽率和幼苗的成熟率降低,影響光合作用的效率,降低土壤的肥力,因而造成森林枯萎,樹木死亡,農(nóng)作物減產(chǎn)。據(jù)報(bào)道,我國(guó)酸雨區(qū)面積在迅速擴(kuò)大,已約占全國(guó)面積的30%,酸雨對(duì)我國(guó)農(nóng)作物、森林等影響巨大。降水的pH<4.9時(shí),將會(huì)對(duì)森林產(chǎn)生更明顯的損害。
4.對(duì)材料的損害 空氣污染物如SO2、NOx、Cl2、H2S等對(duì)各種材料和物品有腐蝕損壞作用,特別是對(duì)金屬制品、油漆、涂料、皮革、紙張、紡織品、橡膠制品和建筑物損害嚴(yán)重,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
酸雨對(duì)材料、建筑物及文物古跡的危害也十分嚴(yán)重。酸雨對(duì)金屬材料的腐蝕作用是通過電化學(xué)過程,使金屬表面的氧化保護(hù)層及其本身腐蝕而損害。硫酸酸霧、二氧化硫氣體能使紡織品、皮革、紙張變脆、涂料變質(zhì)。光化學(xué)煙霧能引起汽車的橡膠輪胎龜裂,金屬制品加速腐蝕。高濃度的氮氧化物能使尼龍織品腐蝕而破碎。英國(guó)在1952年“倫敦?zé)熿F事件”后進(jìn)行了調(diào)查,因煙霧造成的器物腐蝕損失高達(dá)8億多美元。
(四)室內(nèi)空氣污染對(duì)健康的影響
繼18世紀(jì)的工業(yè)革命帶來煤煙污染、19世紀(jì)石油和汽車工業(yè)發(fā)展帶來光化學(xué)煙霧污染之后,現(xiàn)在人類又進(jìn)入室內(nèi)空氣污染為標(biāo)志的第三代污染時(shí)期,國(guó)際上公認(rèn)室內(nèi)空氣污染是對(duì)健康危害最大的環(huán)境因素。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球近一半的人處于室內(nèi)空氣污染中,室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的氣管炎、支氣管炎和肺癌。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,室內(nèi)空氣污染導(dǎo)致人群發(fā)病率和死亡率逐年增加,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
1.刺激作用 室內(nèi)空氣中的主要污染物是甲醛及其它揮發(fā)性有機(jī)化合物。甲醛大量存在于裝飾材料、建筑材料、化妝品、清潔劑、殺蟲劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維中,室內(nèi)來源很多;甲醛造成的室內(nèi)污染已引起世界各國(guó)的高度重視。甲醛有刺激性,人的甲醛嗅覺閾為0.06 mg/m3,當(dāng)甲醛濃度達(dá)到0.15 mg/m3時(shí),可引起眼紅、眼癢、流淚、咽喉干燥、發(fā)癢、噴涕、咳嗽、氣喘、聲音嘶啞、胸悶、皮膚干燥發(fā)癢、皮炎等。甲醛還可引起變態(tài)反應(yīng),主要是過敏性哮喘,還可引起過敏性紫瘢。
VOC是一類重要的室內(nèi)空氣污染物,目前已鑒定出500多種,常見的有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二異氰酸酯類等。它們各自的濃度往往不高,但多種物質(zhì)共存于時(shí),其聯(lián)合作用是不可忽視的。目前認(rèn)為,VOC對(duì)人體有一定刺激作用,能引起機(jī)體免疫水平失調(diào),影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能,出現(xiàn)頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶、食欲不振、惡心等,甚至可損傷肝臟和造血系統(tǒng),并可引起變態(tài)反應(yīng)等。
2.不良建筑物綜合征(SBS) 某些建筑物內(nèi),由于空氣污染、空氣交換率很低,以致在該建筑物內(nèi)活動(dòng)的人群產(chǎn)生了一系列自覺癥狀,而離開建筑物后,癥狀即可消退。近年來,國(guó)外有關(guān)專家提出了SBS。SBS的主要癥狀表現(xiàn)為:眼、鼻、咽喉部位有刺激感,頭疼、易疲勞、呼吸困難、皮膚刺激、嗜睡,哮喘等非特異癥狀。
目前認(rèn)為,SBS是多因素綜合作用的結(jié)果,而室內(nèi)空氣中的吸煙煙霧、甲醛、VOC、顆粒物、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、生物殺蟲劑等污染物是引起SBS的主要因素。盡管SBS是一種非致死和非致殘性病態(tài)綜合征,脫離“不良建筑物”之后,有關(guān)癥狀亦可以消失,但是,它可以長(zhǎng)期困擾在“不良建筑物”中工作或生活的人,降低他們的工作效率,影響其健康和舒適水平;另外,不能排除那些導(dǎo)致SBS的危險(xiǎn)因素的其他危害,例如甲醛和醛類化合物誘發(fā)的過敏性皮炎、哮喘;醛類和苯系物的潛在三致作用等等。因此,開展室內(nèi)空氣污染物的衛(wèi)生檢驗(yàn)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.致癌作用 室內(nèi)空氣污染與肺癌的相關(guān)關(guān)系已是不爭(zhēng)的事實(shí)。
根據(jù)流行病學(xué)研究資料,我國(guó)云南省宣威縣居民長(zhǎng)期以煙煤為燃料,造成室內(nèi)PAHs污染,B[a]P污染尤其嚴(yán)重,是導(dǎo)致當(dāng)?shù)胤伟└甙l(fā)的主要原因,肺癌死亡率居全國(guó)之首。經(jīng)檢測(cè),燃煙煤農(nóng)戶室內(nèi)空氣中B[a]P濃度很高,最高的達(dá)到626.9 mg/100m3,超過我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)600多倍。在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行的居民室內(nèi)空氣中B[a]P濃度與肺癌死亡率之間關(guān)系的研究結(jié)果表明,人群肺癌死亡率隨室內(nèi)空氣中B[a]P濃度增高而升高,與吸煙率高低無關(guān),這種現(xiàn)象在婦女當(dāng)中表現(xiàn)尤為明顯。
食用油在加熱烹調(diào)時(shí)產(chǎn)生的油煙是肺鱗癌和肺腺癌的危險(xiǎn)因素。煙焦油是香煙煙霧中微粒部分的濃縮物,含有B[a]P等10多種極強(qiáng)的致癌物和致突變物。建筑材料釋放的氡及其短壽命子體對(duì)人體健康的危害主要是引起肺癌。此外,裝飾材料中的苯可引起白血病,甲醛已被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為可疑致癌物。
4.氟中毒 燃煤型氟中毒是一種由于燃煤污染空氣環(huán)境而引起的人體以骨組織病變?yōu)橹鞯娜硇、慢性中毒性疾病。這類疾病在我國(guó)廣泛流行,分布于14個(gè)省、市、自治區(qū)。病區(qū)居民以高氟煤為燃料做飯、取暖,尤其在高寒潮濕地區(qū),居民為防止剛收獲的玉米和蔬菜受潮變霉,將糧食掛在房?jī)?nèi)烘烤,氟很容易被烘烤的食物吸收或吸附,導(dǎo)致烘烤后的糧食、蔬菜中的氟含量增高數(shù)倍至數(shù)百倍。病區(qū)居民生活在高氟環(huán)境中,他們約有2/3的時(shí)間在室內(nèi)活動(dòng)和休息,加之經(jīng)常食用含高氟的食物,從而導(dǎo)致氟中毒。病人主要表現(xiàn)為氟斑牙、氟骨癥。此外對(duì)腎臟、肝臟、心臟、神經(jīng)以及免疫系統(tǒng)均有危害。
5.對(duì)心血管系統(tǒng)的影響 室內(nèi)空氣CO污染與動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗塞、心絞痛有密切關(guān)系。據(jù)調(diào)查資料顯示,室內(nèi)CO污染水平與居民血液中碳氧血紅蛋白(COHb)含量成正相關(guān),COHb增加可加強(qiáng)心肌缺氧的發(fā)展。
6.危害兒童健康 室內(nèi)空氣污染從多方面?zhèn)和慕】担菏紫,誘發(fā)兒童的血液性疾病。醫(yī)學(xué)研究證明,室內(nèi)空氣污染已成為誘發(fā)白血病的主要原因。其次,增加兒童哮喘病發(fā)病率。世界衛(wèi)生組織宣布:全世界每年有10萬人因室內(nèi)空氣污染而死于哮喘,而其中35%為兒童。我國(guó)1~5歲兒童哮喘患病率很高。第三,造成新生兒先天性異常。第四,引發(fā)新生兒心臟病。第五,使兒童的智力大大下降。
7.生物性變應(yīng)原引起的過敏癥 變應(yīng)原又稱過敏原,是一種能激發(fā)變態(tài)反應(yīng)的抗原性物質(zhì)。此種過敏原存在于室內(nèi)空氣中,成為空氣的一種生物性污染物,主要的有花粉、真菌孢子、放線菌、塵螨、皮屑等。常見的變態(tài)反應(yīng)性疾病有花粉病和塵螨過敏癥等。
8.病原微生物污染 流行性感冒、麻疹、流行性腮腺炎、百日咳、白喉、猩紅熱、結(jié)核及軍團(tuán)病等,都可經(jīng)空氣傳播引起傳染病。因此,開展室內(nèi)空氣衛(wèi)生檢驗(yàn)工作,防止室內(nèi)空氣污染,對(duì)預(yù)防呼吸道傳染病的傳播有重要意義。
第三節(jié) 空氣污染物的來源和分類
一、空氣污染物的來源
(一)大氣污染的來源
大氣污染從總體來看可分為自然污染源和人為污染源兩大類。自然污染源是由自然原因形成的,例如森林火災(zāi)、火山爆發(fā)等。人為污染源是由于人們從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)造成的,人為污染源又可分為固定污染源(如煙囪、工業(yè)排氣管等)和流動(dòng)污染源(汽車、火車等)。二者相比,人為污染源的污染時(shí)間更長(zhǎng)、影響范圍更大,是大氣污染的主要來源。
1.工業(yè)企業(yè) 工業(yè)企業(yè)屬于固定污染源,是大氣污染的主要來源。工業(yè)企業(yè)排放的大氣污染物主要來自兩個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
(1)燃料的燃燒:這是造成大氣污染最主要的來源。我國(guó)的主要工業(yè)燃料是煤和石油,用煤量最大的企業(yè)是火力發(fā)電、冶金、化工、機(jī)械、輕工和建材等部門。煤的主要雜質(zhì)是硫化物,此外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等元素的化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物和氮化物,其中也含有金屬元素的化合物。燃料所含的雜質(zhì)與其產(chǎn)地有關(guān),我國(guó)煤的含硫量一般在0.2%~0.4%之間,但重慶地區(qū)煤的含硫量高達(dá)8%。我國(guó)石油多為優(yōu)質(zhì)石油,含硫量在0.8%以下,而中東地區(qū)石油的含硫量在0.5%~2%,有的甚至高達(dá)4%以上。
燃料燃燒的程度不同,所產(chǎn)生的污染物的種類和數(shù)量也不同。燃料燃燒完全時(shí)的主要污染物是CO2、SO2、NO2、水汽和灰分;燃燒不完全時(shí)的污染物是CO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳粒和PAHs等。
(2)生產(chǎn)過程的排放:工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都可能排放污染物。生產(chǎn)原料和工藝過程不同,排出污染物的種類和數(shù)量也可能不同。不同類型的工業(yè)企業(yè)排放的主要污染物也可能不同。
表1-4 不同工業(yè)企業(yè)排出的主要大氣污染物
工業(yè)部門 | 企業(yè)名稱 | 排出的主要大氣污染物 |
電力 | 火力發(fā)電廠 | 煙塵、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、多環(huán)芳烴、五氧化二礬 |
冶金 | 鋼鐵廠 | 煙塵、二氧化硫、一氧化碳、氧化鐵粉塵、氧化鈣粉塵、錳 |
焦化廠 | 煙塵、二氧化硫、一氧化碳、酚、苯、萘、硫化氫、烴類 | |
有色金屬冶煉廠 | 煙塵(含有各種金屬如鉛、鋅、鎘、銅等)、二氧化硫、汞蒸汽 | |
鋁廠 | 氟化氫、氟塵、氧化鋁 | |
化工 | 石油化工廠 | 二氧化硫、硫化氫、氰化物、烴類、氮氧化物、氯化物 |
氮肥廠 | 氮氧化物、一氧化碳、硫酸氣溶膠、氨、煙塵 | |
磷肥廠 | 煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠 | |
硫酸廠 | 二氧化硫、氮氧化物、砷、硫酸氣溶膠 | |
氯堿工廠 | 氯化氫、氯氣 | |
化學(xué)纖維廠 | 硫化氫、二氧化碳、甲醇、丙酮、氨、煙塵、二氯甲烷 | |
合成橡膠廠 | 苯乙烯、乙烯、異戊二烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯代甲烷等 | |
農(nóng)藥廠 | 砷、硫醇、硫化氫等 | |
輕工 | 造紙廠 | 煙塵、硫醇、硫化氫等 |
儀器儀表廠 | 汞、氰化物、鉻酸 | |
燈泡廠 | 汞、煙塵 | |
機(jī)械 | 機(jī)械加工廠 | 煙塵 |
建材 | 水泥廠 | 水泥、煙塵 |
磚瓦廠 | 氟化氫、二氧化硫 | |
玻璃廠 | 氟化氫、二氧化硅、硼 | |
瀝青油氈廠 | 油煙、B[a]P、石棉、一氧化碳 |
2.生活性污染 主要來源于生活爐灶與采暖鍋爐。民用生活爐灶與采暖鍋爐也消耗大量煤炭,成為大氣污染的又一個(gè)重要來源。生活性污染的特點(diǎn)是:①鍋爐和爐灶數(shù)量多而分散,不便采取治理措施;②燃燒不完全,產(chǎn)生污染物的數(shù)量多、毒性大;③煙囪低,污染物擴(kuò)散稀釋能力小,大多聚集在人的呼吸帶范圍;④冬季污染更嚴(yán)重。
3.交通運(yùn)輸 主要指汽車、火車、飛機(jī)、輪船、拖拉機(jī)和摩托車等交通工具排放的污染物。交通工具使用的燃料主要是汽油、柴油等石油制品,燃燒后排放的污染物主要是CO、NOx、PAHs、顆粒物和醛類等。隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加,汽車尾氣已經(jīng)成為我國(guó)許多大城市中大氣污染的主要來源之一。
(二)室內(nèi)空氣污染的來源
室內(nèi)空氣污染包括物理、化學(xué)、生物和放射性污染,根據(jù)室內(nèi)污染物形成的原因和進(jìn)入室內(nèi)的渠道,主要污染來源有:
1.室內(nèi)燃燒或加熱 在室內(nèi),各種燃料燃燒、食物加熱時(shí)產(chǎn)生的污染物都是經(jīng)過高溫反應(yīng)引起的。不同種類的燃料或相同種類的燃料而品種或產(chǎn)地不同時(shí),其燃燒產(chǎn)物的成分和數(shù)量都會(huì)有很大差別。燃燒的條件不同時(shí),燃燒產(chǎn)物的成分也有差別。這一類的污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、烴類(包括B[a]P等致癌性PAHs)和懸浮顆粒物等。
2.室內(nèi)人的活動(dòng) 人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)時(shí),通過呼出氣和汗液排出大量的代謝產(chǎn)物。人的呼出氣中主要含有二氧化碳、水蒸汽以及氨類化合物等內(nèi)源性氣態(tài)物,還可能含有一氧化碳、甲醇、乙醇、苯、甲苯、苯胺、二硫化碳、氯仿、硫化氫、砷化氫、甲醛等外來物,或外來物在體內(nèi)代謝后的產(chǎn)物。吸煙是室內(nèi)空氣污染的一項(xiàng)重要原因,煙草煙氣中至少含有3800種成分,其中確定致癌物不少于44種。呼吸道傳染病患者和帶菌者的室內(nèi)活動(dòng),也可能造成室內(nèi)空氣病原體污染。
3.家用電器和辦公用具 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,家用電器和辦公用具不斷更新?lián)Q代。家用電器和辦公用具可導(dǎo)致電磁輻射等物理性污染和臭氧等化學(xué)性污染。
4.建筑材料和裝飾材料 一些非天然的建筑材料、裝飾材料在加工生產(chǎn)過程中可能加入多種助劑,很多助劑含有甲醛和VOC等有毒物質(zhì),污染室內(nèi)空氣。有些磚、混凝土、石材、土壤和粉煤灰的預(yù)制構(gòu)件中氡含量高,用含鐳、釷等氡母元素的石材作為建筑材料時(shí),室內(nèi)空氣中的氡濃度會(huì)相當(dāng)高。
5.來自室外的污染物 室外的污染物主要有兩個(gè)來源:一是由室外空氣帶入室的各種污染物,包括工業(yè)、交通運(yùn)輸所排出的污染物等,通過門窗、孔隙進(jìn)入室內(nèi)。二是人為帶入室內(nèi)的污染物,如干洗后帶回家的衣服可釋放出殘留的干洗劑四氯乙烯和三氯乙烯;將工作服帶回家,可使工作環(huán)境中的有害物帶入室內(nèi)等。另外還有來自房屋地基的地層中氡及其子體和地基在建房前已遭受污染的污染物(如某些農(nóng)藥、化工染料、汞等),以及從水管中引入的致病菌或化學(xué)污染物,從鄰居家排煙道進(jìn)入的有害物質(zhì)或熏蒸殺蟲劑等。
(三)工作場(chǎng)所空氣中污染物的來源
工作場(chǎng)所空氣中的污染物可分為生產(chǎn)性毒物和生產(chǎn)性粉塵兩大類,它們的污染來源如下:
1.生產(chǎn)性毒物的來源 生產(chǎn)性毒物是指在生產(chǎn)過程中形成的可能對(duì)人體產(chǎn)生有害影響的化學(xué)物質(zhì),主要以氣體、蒸氣、煙、霧形態(tài)存在于生產(chǎn)環(huán)境空氣中。生產(chǎn)性毒物的來源有多種形式,可來自于原料、中間產(chǎn)品(中間體)、輔助材料、成品、夾雜物、副產(chǎn)品或廢棄物;也可來自熱分解產(chǎn)物及反應(yīng)產(chǎn)物,例如聚氯乙烯塑料加熱至160℃~170℃時(shí)可分解產(chǎn)生氯化氫;磷化鋁遇濕分解生成磷化氫等。
2.生產(chǎn)性粉塵的來源 生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過程中形成的并能較長(zhǎng)時(shí)間飄浮在空氣中的固體微粒。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的很多生產(chǎn)過程中都可產(chǎn)生生產(chǎn)性粉塵,如礦山開采、隧道開鑿、筑路、礦石粉碎及生產(chǎn)中的固體物質(zhì)的破碎和機(jī)械加工;水泥、玻璃、陶瓷、機(jī)械制造、化學(xué)工業(yè)等生產(chǎn)過程中的粉末狀物質(zhì)的配料、混合、過篩、包裝、運(yùn)轉(zhuǎn)等;皮毛及紡織業(yè)的原料處理;金屬熔煉、焊接、切割以及可燃物的不完全燃燒等。此外,生產(chǎn)環(huán)境中沉積的降塵也可因機(jī)械振動(dòng)、氣流變化等形成二次揚(yáng)塵污染工作場(chǎng)所空氣。生產(chǎn)性粉塵按其化學(xué)性質(zhì)可分為無機(jī)粉塵、有機(jī)粉塵和混合性粉塵。
二、空氣污染物的分類
按其屬性,空氣污染物一般分為三大類:物理性污染物(如噪聲、電離輻射、電磁輻射等)、化學(xué)性污染物(如SO2、NOx、H2S等)和生物性污染物(經(jīng)空氣傳播的病原微生物和植物花粉等),其中以化學(xué)性污染物種類最多、污染范圍最廣。危害較嚴(yán)重的空氣污染物有顆粒物、硫氧化物、NOx、CO、PAHs、氟化物、光化學(xué)氧化劑和二噁英等。
根據(jù)污染物的形成過程,空氣污染物又可分為一次污染物和二次污染物。由污染源直接排入空氣環(huán)境中,其物理和化學(xué)性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物稱為一次污染物(primary pollutant),又稱為原始污染物。例如火山爆發(fā)和森林火災(zāi)形成的煙塵;燃料燃燒完全產(chǎn)生的污染物主要有CO2、SO2、NO2、水汽、灰分等;燃料燃燒不完全產(chǎn)生的污染物主要是CO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、炭粒和PAHs等。有些一次污染物在大氣中與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),或在太陽輻射線作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成新的污染物稱為二次污染物(secondary pollutant),又稱為次生污染物或次級(jí)污染物。常見的二次污染物有SO2在大氣中氧化遇水形成的硫酸;NO2在大氣環(huán)境中與水反應(yīng)形成硝酸;汽車尾氣中的氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔镌趶?qiáng)烈的日光紫外線的照射下,經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧、醛類和各種過氧酰基硝酸酯等。
一般來說,二次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害要比一次污染物更大。
三、空氣污染物的存在狀態(tài)
污染物在空氣中的存在狀態(tài),取決于它們本身的理化性質(zhì)和形成過程,氣象條件也有一定影響,空氣污染物有氣體、蒸氣和氣溶膠三種存在狀態(tài)。根據(jù)存在狀態(tài)的不同,空氣污染物可分為氣體、蒸氣和氣溶膠狀態(tài)污染物。
(一)氣體和蒸氣狀態(tài)污染物
1.氣體狀態(tài)污染物 氣體(gas)狀態(tài)污染物是指在常溫、常壓下以氣體狀態(tài)分散在空氣中的污染物。常見的氣體狀態(tài)污染物有SO2、CO、CO2、NO2、NH3、H2S、HF等,它們的沸點(diǎn)都比較低,在常溫常壓下以氣體形式存在,從污染源進(jìn)入空氣后,仍然以分子形式存在。
2.蒸氣狀態(tài)污染物 蒸氣(vapour)狀態(tài)污染物是指固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱升華或揮發(fā)而分散在空氣中的污染物。例如汞蒸氣、苯蒸氣和硫酸蒸氣等。蒸氣遇冷后,仍能逐漸恢復(fù)至原有的固體或液體狀態(tài)。
氣體和蒸氣狀態(tài)污染物均勻地分布在空氣中,它們的運(yùn)動(dòng)速度較大,可以擴(kuò)散到較遠(yuǎn)的地方。不同的氣體或蒸氣的密度各不相同,相對(duì)密度大的向下沉降,相對(duì)密度小的可以長(zhǎng)時(shí)間的漂浮在空氣中。
(二)氣溶膠狀態(tài)污染物
氣溶膠(aerosol)是由固態(tài)顆粒和液態(tài)顆粒分散在空氣中形成的一種多相分散體系。氣溶膠粒度大小不同,其化學(xué)和物理學(xué)性質(zhì)差異也很大。極細(xì)的顆粒幾乎與氣體和蒸氣一樣,它們受布朗運(yùn)動(dòng)支配,在空氣中經(jīng)過碰撞,能聚集或凝聚成較大的顆粒。而較大的顆粒因受重力影響很大,很少聚集或凝聚,易沉降。氣溶膠狀態(tài)污染物的化學(xué)性質(zhì)受顆粒物的化學(xué)組成和表面所吸附物質(zhì)的影響。目前對(duì)于氣溶膠尚無統(tǒng)一的分類方法。
1.按物理形態(tài)分類 通常根據(jù)氣溶膠的物理形態(tài)可分為塵(dust)、煙(smoke)和霧(fog)。塵是由于各種機(jī)械作用粉碎而成的顆粒,其化學(xué)性狀與母體材料相同。煙是燃燒產(chǎn)物,是炭粒、水汽、灰分等燃燒產(chǎn)物的混合物。霧是懸浮在空氣中的液體微粒,粒徑一般在10 μm以下。霧一般由蒸氣冷凝或液體霧化而產(chǎn)生,如硫酸霧、硝酸霧等。氣象學(xué)上是指使大氣能見度減小到1 km內(nèi)的水滴懸浮體系。
2.按形成方式分類 氣溶膠按其形成方式分為以下三類。
(1)分散性氣溶膠:由固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)經(jīng)粉碎或噴射,形成微小粒子,分散在大氣中形成的氣溶膠稱為分散性氣溶膠。如煤粉塵、礦石粉塵屬于固態(tài)分散性氣溶膠;硫酸霧、噴灑農(nóng)藥產(chǎn)生的微小液滴屬于液態(tài)分散性氣溶膠。
(2)凝聚性氣溶膠:由氣體或蒸氣(其中包括固態(tài)升華而成的蒸氣)遇冷凝聚成液態(tài)或固態(tài)微粒形成的氣溶膠稱為凝聚性氣溶膠。例如金屬冶煉時(shí),形成的金屬氧化物煙塵;有機(jī)溶劑遇冷凝聚形成的霧滴等,這些都屬于凝聚性氣溶膠。
(3)化學(xué)反應(yīng)形成的氣溶膠:有些一次污染物在大氣中可發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng),形成顆粒狀物質(zhì),懸浮在大氣中形成氣溶膠。這種氣溶膠稱為化學(xué)反應(yīng)形成的氣溶膠。如NO2、SO2在一定條件下氧化并與水反應(yīng)生成硝酸、亞硝酸和硫酸,再與空氣中無機(jī)塵粒反應(yīng)形成硝酸鹽、亞硝酸鹽和硫酸鹽氣溶膠。
大氣氣溶膠不僅參與大氣中云、雨、霧、雪等濕沉降過程,而且還造成一系列的環(huán)境問題,如臭氧層破壞、酸雨的形成、煙霧事件的發(fā)生等。大氣氣溶膠顆粒的化學(xué)成分、粒徑大小和濃度不同時(shí),對(duì)環(huán)境和健康的影響程度也不同。近年來,人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到大氣氣溶膠的細(xì)顆粒物PM10、PM2.5易于富集空氣中的有毒重金屬、酸性氧化物、有機(jī)污染物、細(xì)菌和病毒等,細(xì)顆粒氣溶膠可附著于呼吸道,甚至進(jìn)入肺部沉積,對(duì)人體健康危害極大。因此,對(duì)氣溶膠的衛(wèi)生檢驗(yàn)是空氣污染監(jiān)測(cè)的重要部分。
空氣污染物的存在狀態(tài)非常復(fù)雜,許多污染物以多種狀態(tài)存在于空氣中。例如SO2、NOx在空氣中可以氣態(tài)存在,也可與NH3反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨以氣溶膠狀存在;PAHs多數(shù)聚集在顆粒物表面以氣溶膠狀態(tài)存在,也可能以PAHs蒸氣狀態(tài)存在。因此,采樣時(shí)應(yīng)該根據(jù)氣溶膠的實(shí)際存在狀態(tài),選用正確的采樣方法,確保采樣效率,以便獲得出正確的檢驗(yàn)結(jié)果。
第四節(jié) 空氣污染物濃度的表示方法
一、采樣體積的計(jì)算和換算
在測(cè)定空氣中有害物質(zhì)時(shí),不同現(xiàn)場(chǎng)的氣象條件可能不同,為了使污染物的測(cè)定結(jié)果具有可比性,必須將采樣體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,再進(jìn)行空氣中有害物質(zhì)濃度的計(jì)算。因此,采樣時(shí)應(yīng)記錄采樣現(xiàn)場(chǎng)的氣溫和氣壓,并根據(jù)氣體狀態(tài)方程將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積。
式中,V0為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積,m3;Vt為實(shí)際采樣體積,m3;T0為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的絕對(duì)溫度,273K;T為采樣時(shí)的絕對(duì)溫度,K;P0為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的大氣壓101.325 kPa;P為采樣時(shí)的大氣壓,kPa。
二、空氣污染物濃度的表示方法
空氣污染物的濃度通常采用以下幾種方法來表示:
1.質(zhì)量體積表示法 這種方法以每立方米空氣中含有污染物的毫克數(shù)表示,單位為mg/m3。這是我國(guó)法定計(jì)量單位之一?捎糜诒硎練怏w、蒸氣和氣溶膠狀態(tài)空氣污染物的濃度。
2.體積表示法 指每立方米空氣中含有污染物的毫升數(shù),單位為ml/m3(百萬分之一,ppm)。這種表示法僅適用于表示氣體和蒸氣狀態(tài)污染物的濃度,不適用于氣溶膠狀態(tài)污染物的濃度。
3.個(gè)數(shù)、體積表示法 指每立方米空氣中含有多少個(gè)分子、原子或自由基,單位為個(gè)數(shù)/m3。通常用來表示空氣中濃度水平極低的污染物的含量。
我國(guó)頒布的居住區(qū)大氣和車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度以及室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中空氣污染物的濃度均以mg/m3表示,國(guó)外一些文獻(xiàn)有時(shí)以體積濃度(ppm或ppb)表示空氣污染物的濃度。這兩種濃度可按下式換算。
式中,
第五節(jié) 空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
為了預(yù)防空氣中有毒有害物質(zhì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害,防止急性中毒、慢性中毒和遠(yuǎn)期危害的發(fā)生,為了控制污染,確保居住區(qū)大氣、工作場(chǎng)所空氣以及室內(nèi)空氣的質(zhì)量,制訂空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要的意義。
一、大氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
大氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是大氣中有害物質(zhì)的法定最高限值。它是防止大氣污染,保護(hù)人群健康,評(píng)價(jià)大氣污染程度,制訂大氣防護(hù)措施的法定依據(jù)。由于大氣污染具有影響范圍大、作用時(shí)間長(zhǎng)、作用對(duì)象廣泛(包括生活在污染區(qū)域范圍內(nèi)的所有居民)等特點(diǎn),考慮到保護(hù)老、弱、病、幼、孕和敏感人群,應(yīng)采用較靈敏的指標(biāo),所采用的標(biāo)準(zhǔn)要比工作場(chǎng)所空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。
我國(guó)于1982年頒布了《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-82)》,對(duì)TSP、飄塵、SO2、NOx、CO、光化學(xué)氧化劑(O3)制訂了濃度限值,每種污染物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都分為三級(jí)。
一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)自然生態(tài)和人群健康,在長(zhǎng)期接觸情況下,不發(fā)生任何危害影響的空氣質(zhì)量要求。國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡和療養(yǎng)地等地區(qū)應(yīng)執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動(dòng)、植物,在長(zhǎng)期和短期接觸情況下,不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、和廣大農(nóng)村等地區(qū)應(yīng)執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般的動(dòng)、植物(敏感者除外)正常生長(zhǎng)的空氣質(zhì)量要求。適用于大氣污染程度比較重的城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)以及城市交通樞紐、干線等地區(qū)。
1996年,我國(guó)修訂了《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。修訂后的標(biāo)準(zhǔn)改稱為《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-96)》。在原有6種污染物限值的基礎(chǔ)上增加了NO2、鉛、B[a]P和氟化物的濃度限值,并將飄塵改為可吸入顆粒物,光化學(xué)氧化劑改為O3(見附錄一)。
受生產(chǎn)周期、排放方式、氣象條件等因素的影響,大氣中有害物質(zhì)的濃度經(jīng)常變化,不同有害物質(zhì)對(duì)機(jī)體的有害作用類型也不相同。因此,我國(guó)的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了不同形式的濃度限值,如1h平均濃度限值、日平均濃度限值、年平均濃度限值等。1h濃度平均限值是指任何1h內(nèi)平均濃度的最高容許值。有些物質(zhì)能使人或動(dòng)物在短期內(nèi)出現(xiàn)刺激、過敏或中毒等急性危害,則該物質(zhì)必須制訂1h平均濃度限值,這是確保接觸者在短期內(nèi)吸入該物質(zhì)不至于產(chǎn)生上述任何一種急性危害的上限值。日平均濃度限值是指任何一天內(nèi)多次測(cè)定的平均濃度的最高容許值。對(duì)一些有慢性危害作用的物質(zhì)都應(yīng)制訂此值,亦即經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間(數(shù)月、數(shù)年)的持續(xù)作用也不致引起最敏感對(duì)象發(fā)生慢性中毒或出現(xiàn)蓄積現(xiàn)象以及遠(yuǎn)期效應(yīng)的日平均上限值,在任何24h內(nèi)均不得超過此值,以達(dá)到防止污染物產(chǎn)生慢性和潛在性危害的目的。對(duì)于既能產(chǎn)生急性危害,又可引起慢性危害的物質(zhì),則制定了1h平均濃度限值和日平均濃度限值。附錄二是一些國(guó)家和組織的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
二、工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
1979年,我國(guó)頒布的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(TJ36 – 79)中規(guī)定了車間空氣中120種有害物質(zhì)的最高容許濃度,對(duì)111項(xiàng)有毒物質(zhì)和9類生產(chǎn)性粉塵在車間空氣中的最高濃度作了規(guī)定,1988~1989年補(bǔ)充了32項(xiàng)。2002年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)又作了修訂,修訂后的標(biāo)準(zhǔn)改稱為《工作場(chǎng)所中有害因素職業(yè)接觸限值(GBZ2—2002)》(見附錄三、四)。
職業(yè)接觸限值(occupational exposure limit,OEL)是職業(yè)性有害因素的接觸限制量值,指勞動(dòng)者在職業(yè)活動(dòng)中長(zhǎng)期反復(fù)接觸對(duì)機(jī)體不引起急性或慢性有害健康影響的容許接觸水平;瘜W(xué)因素的職業(yè)接觸限值可分為時(shí)間加權(quán)平均容許濃度、最高容許濃度和短時(shí)間接觸容許濃度三類。
1.時(shí)間加權(quán)平均容許濃度(permissible concentration-time weighted average,PC-TWA) 指以時(shí)間為權(quán)數(shù)規(guī)定的8h工作日的平均容許接觸水平。
2.最高容許濃度(maximum allowable concentration,MAC) 指工作地點(diǎn)、在一個(gè)工作日內(nèi)、任何時(shí)間均不應(yīng)超過的有毒化學(xué)物質(zhì)的濃度。工作地點(diǎn)(work site)指勞動(dòng)者從事職業(yè)活動(dòng)或進(jìn)行生產(chǎn)管理過程而經(jīng);蚨〞r(shí)停留的地點(diǎn)。
3.短時(shí)間接觸容許濃度(permissible concentration-short time exposure limit,PC-STEL) 指一個(gè)工作日內(nèi),任何一次接觸不得超過的15 min時(shí)間加權(quán)平均的容許接觸水平。
制訂車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度的依據(jù)是:①有害物質(zhì)的物理和化學(xué)特性資料;②動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體毒理學(xué)資料;③現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)調(diào)查資料;④流行病學(xué)調(diào)查資料。
制訂過程一般先從毒理實(shí)驗(yàn)著手。首先應(yīng)獲得毒物毒性的基本資料,如進(jìn)入途徑、半數(shù)致死濃度(LC50)或劑量(LD50),急性吸入閾濃度,毒作用特點(diǎn)與靶器官,蓄積毒性與體內(nèi)代謝,有無致畸、致突變、致癌、致敏和遲發(fā)毒作用等。進(jìn)而通過吸入染毒實(shí)驗(yàn)確定慢性毒性閾濃度。然后求出急性毒作用帶、慢性毒作用帶,選擇一定的安全系數(shù)提出接觸限值的初步建議。再根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空氣中有害物質(zhì)濃度測(cè)定資料與工人健康情況的觀察等資料,以及參考生產(chǎn)技術(shù)的可能性,經(jīng)過綜合分析確定合適的數(shù)據(jù),經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門審批后列為國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。最高容許濃度制訂以后,在實(shí)施過程中通過對(duì)接觸者健康狀況的動(dòng)態(tài)觀察,結(jié)合有關(guān)毒理學(xué)資料的積累以及衛(wèi)生技術(shù)水平的提高,將對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不斷修訂。
三、室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
20世紀(jì)70年代能源危機(jī)之后,西方國(guó)家開始重視室內(nèi)空氣質(zhì)量(indoor airquality,IAQ)。為了節(jié)約能源,建筑物的氣密性大大提高,導(dǎo)致通風(fēng)率明顯下降,室內(nèi)空氣污染事件頻頻發(fā)生,人們開始深入研究和探討室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人類健康的影響、污染物及其來源及可行的解決途徑。
20世紀(jì)70年代至90年代,新加坡、澳大利亞、日本、加拿大、挪威和美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼制訂了有關(guān)的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和室內(nèi)空氣質(zhì)量推薦指南。70年代末我國(guó)制訂了職業(yè)安全的車間空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);80年代末制訂了公共場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn); 2002年12月18日發(fā)布了第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18883-2002)》(附錄五),2003年3月1日起開始實(shí)施。
我國(guó)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是在環(huán)境衛(wèi)生基準(zhǔn)和流行病學(xué)調(diào)查基礎(chǔ)上,進(jìn)行廣泛的調(diào)研和科學(xué)驗(yàn)證,以充分的科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù)制訂出來的。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的控制項(xiàng)目不僅有化學(xué)性污染,還有物理性、生物性和放射性污染;瘜W(xué)性污染物質(zhì)中不僅有人們熟悉的甲醛、苯、氨、氡等污染物質(zhì),還有可吸入顆粒物、二氧化碳、二氧化硫等13項(xiàng)化學(xué)性污染物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)的制定緊密結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況,既考慮到發(fā)達(dá)地區(qū)和城市建筑中的新風(fēng)量、溫度、濕度以及甲醛、苯等污染物質(zhì),也考慮了一些不發(fā)達(dá)地區(qū)使用原煤取暖和烹飪?cè)斐傻氖覂?nèi)一氧化碳、二氧化碳和二氧化氮的污染。標(biāo)準(zhǔn)中加入了“室內(nèi)空氣應(yīng)無毒、無害、無異常嗅味”的要求,使標(biāo)準(zhǔn)的適用性更強(qiáng)。
復(fù)習(xí)思考題
1.空氣理化檢驗(yàn)有何意義?
2.空氣理化檢驗(yàn)的基本任務(wù)和內(nèi)容是什么?
3.空氣理化檢驗(yàn)有哪幾個(gè)基本步驟?
4.我國(guó)空氣理化檢驗(yàn)工作經(jīng)歷了哪四大發(fā)展階段?取得了哪些成就?
5.空氣理化檢驗(yàn)的主要發(fā)展趨勢(shì)是什么?
6.空氣的主要成分、次要成分和痕量成分各是什么?
7.什么是空氣污染?空氣中的主要污染物有哪些?
8.我國(guó)的空氣污染指數(shù)分為幾級(jí)?有何意義?
9.目前與大氣污染相關(guān)的影響全球環(huán)境的主要問題有哪些?
10.室內(nèi)空氣中的主要污染物有哪些?
11.人為空氣污染源有哪幾種?污染物在空氣中有哪幾存在狀態(tài)?
12.什么是一次污染物和二次污染物?
13.空氣污染物的濃度有幾種表示方法?
(原福勝)