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燃放烟花爆竹造成的光化学污染危害

已有 4083 次阅读 2019-3-3 20:47 |系统分类:观点评述


    光化学烟雾(photo-chemical smog)是汽车、工厂、燃放烟花爆竹等污染源排入大气的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CxHy)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光(紫外线)作用下发生光化学反应生成二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体污染物如臭氧(臭氧是浅蓝色气体,有鱼腥气味)及过氧乙酰硝酸酯PAN),也有气溶胶)所形成的烟雾污染现象,是有害的浅蓝色烟雾。光化学烟雾可随气流漂移数百公里,使远离城市的农作物也受到损害。

日本环保部门对东京几个主要污染排放的主要污染物进行调查发现,汽车排放的CO、NOx、CxHy三种污染物占总排放量的80%,使人们进一步认识到什么是产生光化学污染烟雾的罪魁祸首。显然,与产生这些汽车排放相同污染物的燃放烟花爆竹也绝对难逃造成光化学污染的罪责。

日益严重的光化学烟雾问题,逐渐引起人们的重视。人们对于光化学烟雾的发生源、发生条件、反应机理和模式,对生物体的毒性,以及光化学烟雾的监测和控制技术等方面进行了广泛的研究。世卫组织和美国、日本等许多国家已把臭氧或光化学氧化剂(臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、过氧乙酰硝酸酯PAN)及其他能使碘化钾氧化为碘的氧化剂的总称)的水平作为判断大气环境质量的标准之一,并据以发布光化学烟雾警报。

PAN即过氧乙酰硝酸酯(Peroxyacetyl Nitrate,亦称硝酸过氧化乙酰)是光化学烟雾的主要组分,是强氧化剂,常温下为气体,易分解生成硝酸甲酯(CH3ONO2)、二氧化氮(NO2)、硝酸(HNO3)等。大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。光化学烟雾是滞留于对流层中对生物体有害的污染物之一【注:只有在平流层(臭氧层)中的臭氧是紫外线吸收剂,而存在于对流层中的光化学烟雾是对生物体有害的污染物】。PAN没有天然源,只有人为源。它是在光的作用下,由乙醛与羟自由基通过O2生成过氧乙酰基,再与NO2反应而得。因此,大气中测得PAN即可作为发生光化学烟雾的依据。PAN由于在雨水中解离成硝酸根和有机物,而参与降水的酸化。与其同属一类的污染物还有过氧苯酰硝酸酯、过氧丙酰硝酸酯和过氧丁酰硝酸酯,都是光化学烟雾的反应产物。

低空对流层臭氧污染主要是在强光充分照射下,由低空的挥发性有机物、氮氧化物及其他一些物质发生光化学反应,进而生成含臭氧的光化学烟雾:1)NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应,并生成O3;(2)碳氢化合物被原子氧和臭氧氧化,产生醛、酮、醇、酸等产物以及中间产物即含过氧基(-O-O-)等自由基;(3)过氧自由基引NONO2化,并导致O3和PAN等氧化剂的生成(自由基传递形成稳定的最终产物,使自由基消除而终止反应)。

燃放烟花爆竹除了生成一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、臭氧、PAN等有害气体外,还会造成空气中与烟花爆竹特征成份对应的物质浓度显著升高,例如硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、钾盐、铅盐等,这些物质是形成大气颗粒物中二次粒子的重要成份。

 

光化学烟雾主要危害

(1)损害人和动物的健康

燃放烟花爆竹会使空气中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等有害人体且有害动植物甚至有害建筑物的污染物剧增。燃放烟花爆竹生成的烟气中所含氮氧化合物经阳光紫外线照射,发生光化学反应,产生光化学烟雾,这种有毒性的二次污染物刺激人的眼鼻粘膜,引发病变,引起头痛。人们长期处于氮氧化物含量过高的环境中会导致死亡

光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作,能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状,长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢,加速人的衰老PAN不仅是造成光化学烟雾中刺激眼的主要有害物,造成皮肤癌的可能致变剂,也是植物的毒剂。

光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。在美国加州,由于光化学烟雾的作用,曾使该州3/4的人发生红眼病。日本东京1970年发生光化学烟雾时期,有2万人患了红眼病。研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯(PAN)是一种极强催泪剂,催泪作用相当于甲醛的200倍。

臭氧0.1ppm浓度时,人就可以闻到其鱼腥气味。并可达到呼吸系统的深层,刺激下呼吸道黏膜,引起病变,其作用相当于放射线,使染色体异常,使红血球老化。大气中臭氧质量浓度为0.1-0.5mg/m3时,可引起人的鼻和喉头粘膜的刺激和对眼睛的刺激。在0.2-0.8mg/m3浓度下接触两小时后会出现气管刺激症状,在1.0mg/m3以上引起肺深部气道变窄,出现肺气肿,长时间接触会出现一系列中枢神经损害。臭氧的毒性还和与其接触时间有关,例如长期接触一定浓度的臭氧会引起永久性心脏障碍。网上有报道说,臭氧的气味很强烈(意思是说:吸入者在低浓度短时间内就会引起警觉与选择逃避),因此历史上没有因吸入臭氧而死亡的报道。但是,没有急性中毒事件不等于没有慢性中毒!而且,没有急性中毒事件报道也不等于就没有此类事件发生!

2影响植物生长

  植物受到臭氧的损害时表皮褪色,呈蜡质状,经一段时间后色素发生变化,叶片上出现红褐色斑点。PAN 也是植物的毒剂。PAN使植物的叶子背面呈银灰色或古铜色,影响植物的生长,降低植物对病虫害的抵抗力。

(3)降低大气能见度

          光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低、视程缩短。因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行,导致交通事故增多。

(4)破坏建筑材料

         臭氧具有强氧化性。常温下,臭氧可将金属银氧化成过氧化银,煤气、松节油等可在臭氧中自燃。对流层光化学烟雾中的臭氧具有很强的氧化性,除了金和铂外,臭氧几乎对所有的金属都有腐蚀作用。铝、锌、铅等金属与臭氧接触会被强烈氧化,但含铬合金基本上不受臭氧腐蚀。因此,工业上常使用含25% Cr的铬铁合金(不锈钢)来制造臭氧发生设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件。臭氧对非金属材料也有强烈的腐蚀作用,即使在别处使用得相当稳定的聚氯乙烯建筑材料,在臭氧加注设备中使用不久便见疏松、开裂和穿孔。在臭氧发生设备和计量设备中,不能用普通橡胶作密封材料,必须采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶等。

 

鉴于上述严重情况,所有良知尚存的人都应该为禁止燃放烟花爆竹而立即行动起来:自己绝不放炮!尽力宣传放炮危害!所有的政府部门都应该利用权力坚决禁止燃放烟花爆竹!任何个人与团体组织都别再造孽了!政府职能部门官员们应该尽快制定相关法律法规禁止燃放烟花爆竹,绝不能不作为甚或反作为!为官一任,造福一方吧!

 

参考文献

1.   https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E5%8C%96%E5%AD%A6%E7%83%

9F%E9%9B%BE/3069486?fr=aladdin

2https://wenku.baidu.com/view/39d0dc5d453610661fd9f463.html

3https://zhidao.baidu.com/question/1114403278452438619.html

4李悦,程水源,黄青,韩力慧,刘超,王志娟,田川. 烟花爆竹燃放期间大气颗粒物的化学成分特征. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2013,343: 328-332

5. 陈洪伟,彭荣飞. 大气中光化学污染物的监测现状与进展. 中山大学研究生学刊(自然科学版). 2000, (4): 68-81

6. 靳卫,齐杨萌. 城市光化学烟雾的形成机理与防治. 化学工业与工程技术. 2007, (3): 22-24





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