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科學生活:生態環境與人體健康
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2007年05月11日   來源:中國氣象報

    自然因素對生態環境的破壞,給人類生命財産可能會帶來巨大損害,甚至爆發疾病流行。但自然因素對生態環境的破壞,常具有明顯的地域性,發生頻率相對較低。人為因素如環境污染對人類生態系統的破壞則更為嚴重。它能造成各種規模性的急、慢性毒害事件,增加人群癌症發生率,甚至對子孫後代發育與健康帶來嚴重影響。環境污染對生態的破壞沒有國界,它不僅影響自身的國家,而且還可能對全球生態環境産生影響。

    一、環境污染主要有大氣污染;水污染;土壤污染;居室污染等。

    二、污染源主要有煤燃燒,釋放出一氧化碳、二氧化硫、煙塵等有害物;機動車輛排放廢氣,主要含氮氧化合物、一氧化碳、鉛的氣態化合物等有害氣體;工業“三廢”,即廢氣、廢水、廢渣;生活廢水和垃圾;化肥、農藥的大量使用;建築裝潢裝飾材料中所含的有害物質的釋放等。

    三、環境污染的熱點問題

    (一)大氣污染

    1、全球氣候變暖與人體健康

    大氣中的CO2和水蒸氣能夠吸收地表射出的波長較長的輻射,從而對地球起到保溫的作用,這相同於人工溫室作用,從而對地球起到保溫的作用,故稱"溫室效應"(Greenhouse Effect)。當地球表面大氣中具有溫室效應的氣體如CO2、N2O、O3、CFC(chloro fluoro carbons 氯氟烴類)等含量增加,使地球氣溫可能上升。有人測定世界産業革命前,大氣中CO2濃度僅為503毫米/米3,到1990年 CO2濃度已達634毫米/米3,增加約26%。據測算,到21世紀中葉,CO2濃度可達産業革命前的一倍,全球全年平均氣溫比現在可能要高1.5~4.5℃。氣候變暖將使年平均降雨量增加,冰雪覆蓋陸地面積縮小。而溫度如果繼續升高,將使海洋水位增高,淹沒大陸。目前這個問題尚有爭論。  

    氣候變暖使得某些經生物傳染媒介傳播和在熱帶流行的疾病如瘧疾,登革熱、黃熱雨、維蟲病、乙型腦炎、麻疹等發病率增加,流行期延長,流行地域向寒冷地區擴展。

    2、臭氧層破壞與人體健康

    (1)臭氧層的存在:在離地面20千米~25千米的高空,覆蓋著一層臭氧含量高達0.1%的稀薄大氣,稱為臭氧層。

    (2)臭氧層的作用:氧分子受強烈日光輻射,特別是短波紫外線照射而生成臭氧。反過來,臭氧又能吸收波長小于340納米的紫外線,將臭氧又分解為氧原子和氧分子,使臭氧層中的臭氧始終保持一種動態平衡。臭氧層能吸收大部分來自太陽輻射中有害的、影響人類生活和生存的短波紫外線。據研究,臭氧層中O3每減少1%,人群鱗狀細胞癌發生率可能會增加2%~3%,人類的皮膚癌患者也將增加2%。污染區人群呼吸道疾病和眼睛炎症的發病率指數會增高。由於一切生物的遺傳基因的物質基礎DNA都易受紫外線的影響,因而臭氧層的破壞會嚴重影響到動植物的生殖繁衍。

    3、酸雨與人體健康

    (1)酸雨定義:酸雨是指氣態污染物、飄塵和大氣中的雲雨結合形成的雨雪或其他形式的大氣降水。通常雨水呈弱酸性,因為它能吸收二氧化碳而生成碳酸,其pH值約為6。雨水的這種微弱酸性可溶解地殼的礦物質,供給植物吸收,有營養作用,這種酸性是正常的。環境科學研究的是由於人類活動的影響,pH值降至5.6以下的酸性降水。

    (2)酸雨成因:通常認為由於煤炭、石油等燃料燃燒放出的二氧化硫及氮氧化物,是酸雨形成的主因。這些氣體可以是當地排放的,也可以是從遠處遷移來的,它們被釋放入大氣後,在陽光和飄塵(催化)作用下,經歷各種大氣化學和大氣物理過程,成為酸雨降落地面,因而酸雨的化學組成是很複雜的,其只要成分為硫酸和硝酸。空氣中的金屬離子,顆粒物可能成為酸性組成形成的催化劑和氣溶核心。

    (3)酸雨危害:酸雨使土壤、湖泊、河流酸化,抑制土壤中有機物的分解和氮的固定,使固氮菌減少,淋洗掉與土壤團粒結合的鈣、鎂、鉀等營養元素,使土壤貧瘠,影響肥力,植物葉片可能萎縮,葉綠素含量降低,光合作用受阻,對植物角質層的破壞,妨礙植物道孔細胞正常機能,對植物細胞的毒害還會影響受精發育過程,影響森林、植被生態平衡。 酸雨還能使水生物減少甚至絕跡;酸雨與大氣中的煙霧結合形成酸霧,其酸性和腐蝕能力大增,使建築物和各種裸露材料受損害,如大理石、漢白玉、砂岩等都能被腐蝕;酸雨還能加速金屬材料的腐蝕;對油漆、橡膠也産生破壞作用,可導致鐵軌、橋梁、汽車、電纜等設施的使用壽命縮短。酸雨形成前大氣中的酸霧對人體健康可産生直接傷害。酸雨本身帶有的金屬毒物和經酸化從土壤中溶出的金屬毒物,進入水體和食物,對人群健康構成十分重要的潛在危害。對農作物直接損害將會産生難以估量的社會危害及經濟損失。

    4、懸浮顆粒物污染與人體健康

    空氣中可自然沉降的顆粒物稱降塵,而懸浮在空氣中的粒徑小于100微米的顆粒物通稱總懸浮顆粒物(TSP),其中粒徑小于10微米的稱可吸入顆粒物(PM10)。可吸入顆粒物因粒小體輕,能在大氣中長期飄浮,飄浮範圍從幾公里到幾十公里,可在大氣中造成不斷蓄積,使污染程度逐漸加重。可吸入顆粒物成份很複雜,並具有較強的吸附能力。

    可吸入顆粒物隨人們呼吸空氣而進入肺部,以碰撞、擴散、沉積等方式滯留在呼吸道不同的部位,粒徑小于5微米的多滯留在上呼吸道。滯留在鼻咽部和氣管的顆粒物,與進入人體的二氧化硫(SO2)等有害氣體産生刺激和腐蝕粘膜的聯合作用,損傷粘膜、纖毛,引起炎症和增加氣道阻力。持續不斷的作用會導致慢性鼻咽炎、慢性氣管炎。滯留在細支氣管與肺泡的顆粒物也會與二氧化氮等産生聯合作用,損傷肺泡和粘膜,引起支氣管和肺部産生炎症。長期持續作用,還會誘發慢性阻塞性肺部疾患並出現繼發感染,最終導致肺心病死亡率增高。

    懸浮顆粒物還能直接接觸皮膚和眼睛,阻塞皮膚的毛囊和汗腺,引起皮膚炎和眼結膜炎或造成角膜損傷。

    5、氮氧化物污染與人體健康

    一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常見的大氣污染物質,能刺激呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影響和危害人體健康。

    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。大氣中氮氧化物主要來自汽車廢氣以及煤和石油燃燒的廢氣。氮氧化物主要是對呼吸器官有刺激作用。由於氮氧化物較難溶于水,因而能侵入呼吸道深部細支氣管及肺泡,並緩慢地溶于肺泡表面的水分中,形成亞硝酸、硝酸,對肺組織産生強烈的刺激及腐蝕作用,引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液後,與血紅蛋白結合生成高鐵血紅蛋白,引起組織缺氧。在一般情況,當污染物以二氧化氮為主時,對肺的損害比較明顯,二氧化氮與支氣管哮喘的發病也有一定的關係;當污染物以一氧化氮為主時,高鐵血紅蛋白症和中樞神經系統損害比較明顯。

    6、二氧化硫污染與人體健康

    二氧化硫是一種常見的和重要的大氣污染物,是一種無色有刺激性的氣體。二氧化硫主要來源於含硫燃料(如煤和石油)的燃燒;含硫礦石(特別是含硫較多的有色金屬礦石)的冶煉;化工、煉油和硫酸廠等的生産過程。

    二氧化硫對人體的危害是:

    (1)刺激呼吸道。二氧化硫易溶于水,當其通過鼻腔、氣管、支氣管時,多被管腔內膜水分吸收阻留,變成亞硫酸、硫酸和硫酸鹽,使刺激作用增強。

    (2)二氧化硫和懸浮顆粒物的聯合毒性作用。二氧化硫和懸浮顆粒物一起進入人體,氣溶膠微粒能把二氧化硫帶到肺深部,使毒性增加3-4倍。此外,當懸浮顆粒物中含有三氧化二鐵等金屬成分時,可以催化二氧化硫氧化成酸霧,吸附在微粒的表面,被代入呼吸道深部。硫酸霧的刺激作用比二氧化硫約強10倍。

    (3)二氧化硫的促癌作用。動物實驗證明10毫克/米3的二氧化硫可加強致癌物苯並〔a〕芘(Benzo(a)pyrene;3,4-Benzypyrene)的致癌作用。在二氧化硫和苯並[a]芘的聯合作用下,動物肺癌的發病率高於單個致癌因子的發病率。此外,二氧化硫進入人體時,血中的維生素便會與之結合,使體內維生素C的平衡失調,從而影響新陳代謝。二氧化硫還能抑制和破壞或激活某些酶的活性,使糖和蛋白質的代謝發生紊亂,從而影響機體生長髮育。

    7、一氧化碳污染與人體健康

    一氧化碳是一種無色、無味、無臭、無刺激性的有毒氣體,幾乎不溶于水,在空氣中不容易與其它物質産生化學反應,故可在大氣中停留很長時間。如局部污染嚴重,可對健康産生一定危害。一氧化碳屬於內窒息性毒物。空氣中一氧化碳濃度到達一定高度,就會引起種種中毒症狀,甚至死亡。

    一氧化碳是煤、石油等含碳物質不完全燃燒的産物。一些自然災害如火山爆發、森林火災、礦坑爆炸和地震等災害事件,也能造成局部地區一氧化碳的濃度增高。吸煙也被認為是一氧化碳污染來源之一。

    隨空氣進入人體的一氧化碳,在經肺泡進入血液循環後,能與血液中的血紅蛋白(Hb)等結合。一氧化碳與血紅蛋白的親和力比氧與血紅蛋白的親和力大200-300倍,因此,當一氧化碳侵入機體後,便會很快與血紅蛋白合成碳氧血紅蛋白(COHb),阻礙氧與血紅蛋白結合成氧合血紅蛋白(HbO2),造成缺氧形成一氧化碳中毒。當吸入濃度為0.5%的一氧化碳,只要20-30分鐘,中毒者就會出現脈弱,呼吸變慢,最後衰竭致死。這種急性一氧化碳中毒,常發生在車間事故和家庭取暖不慎時。

    (二)水污染

    1、水污染種類

    水污染是指進入水體的污染物含量超過水體本地值和自凈能力,使水質受到損害,破壞了水體原有的性質和用途。水污染主要來自工業廢水、生活污水、農業廢水等,由人類活動引起的。水污染是水污染可分為病原體污染、需氧物質污染、植物營養物質污染、石油污染、熱污染、放射性污染、鹽類污染、有毒化學物質污染等。有些污染物是可以用肉眼看出來的,例如水污染後,有飄浮物、水變顏色、有異味等,而有些污染物則需要測定。

    2、水污染對人體健康的危害

    水污染對人體健康造成的危害是嚴重的,其中包括:慢性中毒和急性中毒。水體受化學毒物污染後,通過飲用水或食物鏈便會造成中毒,入甲基汞中毒(水俁病)、鎘中毒(痛痛病)、砷中毒、氰化物中毒、農藥中毒等。

    (三)土壤污染與人體健康

    土壤污染會使污染物在植物體中積累,並通過食物鏈富集到人體和動物體中,危害人畜健康,引發癌症和其他疾病等。

    目前,我國對這方面的情況仍缺乏全面的調查和研究,對土壤污染導致污染疾病的總體情況並不清楚。但是,從個別城市的重點調查結果來看,情況並不樂觀。我國的研究表明,土壤和糧食污染與一些地區居民肝腫大之間有明顯的關係。廣西某礦區因污水澆灌稻田使稻米的含鎘濃度嚴重超標。當地居民長期食用這種“鎘米”後已經開始出現腰酸背疼和骨節痛等“痛痛病”的症狀。經過骨骼透視後確定,已經達到“痛痛病”的第三階段。廣州市某污水灌區的癌症死亡率比對照區(清水灌溉區)高10多倍。瀋陽某污水灌區的癌症發病率比對照區(清水灌溉區)也高10 多倍。其他城市也有類似的零星報道。

    (四)居室污染與人體健康

    1、建築裝潢裝飾材料中所含有害物質的污染:各種新型木質建材如膠合板、油漆、塗料、粘合劑等會不斷釋放出甲醛。甲醛為細胞原漿毒物,可經呼吸道、消化道及皮膚吸收,對皮膚有強烈的刺激作用,可引起組織蛋白的凝固、壞死,對中樞神經系統有抑製作用,也是肺致癌物。裝修中使用的各種溶劑、粘合劑可造成苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯等揮發性有機物的污染。

    2、廚房污染:炊事燃燒時各種燃料在供氧不充分條件下不完全燃燒,生成大量多環芳烴,在400℃~800℃下芳香烴逐漸聚合或環化,生成的苯並[α]芘是強致癌物。烹調加工過程中,烹調油在270℃高溫下分解,其煙霧中含有多環芳烴如苯並[α]芘、苯並蒽,而食用油與魚、肉等食品一起在高溫下能生成烴類、醛類、羧酸、雜環胺等200多種物質,其遺傳毒性遠大於苯並[α]芘。

    3、衛生間、下水道散發出的硫化氫、甲硫醇等也會使人發生慢性中毒反應。

    4、化粧品、日用化學品和化學製品的污染。

    5、“電子霧”污染:空調、彩電、計算機、冰箱、影印機、移動電話、對講機等電子産品在使用中都不同程度地産生電磁波—“電子霧”。“電子霧”會使人頭痛、疲乏、神經質、睡眠不安,影響兒童發育。

    四、環境疾病

    (一)城市病

    1、大氣污染集中在城市,使呼吸道疾病顯著增加。

    2、飲水不潔或缺水,造成水質病患的流行和傳播。如氟骨病、傳染性肝炎等。

    (二)職業病

    各行業由於小環境的影響有不同的職業病,如礦石粉塵引起的硅肺;某些化工廠由一氧化碳、煙霧引發的心絞痛;雷達、射頻設備等引起的電磁輻射病(白內障、心律不齊、神經衰弱、失眠、脫髮等)。

    (三)地方病

    指發生在某一特定地區,同當地自然環境有密切關係的疾病。地方病在該地區往往流行年代久遠,且患者病變有共同特徵,由環境的化學和生物效應引起。如一個地區碘元素分佈異常,可引起地方性甲狀腺腫大或地方性克汀病;氟元素過多可引起地方性氟中毒;還有克山病、大骨節病、水俁病、痛痛病等地方病。

    五、環境治理

    (一)控制污染源:

    1、工業的合理佈局:工廠企業是環境污染的重要排放源。如果工廠佈局合理,大氣污染能較快地“稀釋”和“擴散”,就有可能不造成大的危害。已造成污染的企業,應搞好工藝改革,對“三廢”進行處理,變廢為寶。努力把“三廢”消滅在生産過程中;採取經濟有效的消煙除塵、污水凈化等治理措施,積極進行“三廢”的綜合利用,化害為利,使“三廢”少産生或不産生,必須排放的污染物要達到國家規定的標準。工廠區與生活區要有一定的距離,要盡可能留出空地植樹造林。

    2、 改善燃料結構,開發新能源:要逐步推廣使用天然氣、煤氣和石油液化氣,改變目前我國以煤為主的燃料結構;運用低硫燃料對重油和煤炭進行脫硫處理,改善燃料品質;開發和利用太陽能、氫燃料、地熱等新能源。

    3、交通運輸工具廢氣的治理。

    4、禁止含磷洗滌劑的生産和使用。

    5、科學用肥。為防止農藥污染,應積極發展高效低毒、低殘毒農藥,推廣綜合防治和生物防治,合理利用污水灌溉,以防止土壤和農作物的污染。

    6、大力開展城鄉的愛國衛生運動,進行垃圾糞便的無害化處理,搞好環境衛生,積極開展衛生和環境保護方面的宣傳教育,把有關科學知識交給群眾,培養良好的衛生習慣和美德,並採取有力措施,教育群眾不隨地吐痰、隨地大小便,亂倒亂潑垃圾污水等,大力宣傳戒煙的好處,禁止在公共場所吸煙。

    (二)、綠化造林是治理污染比較經濟且有效的措施,其作用主要表現為:綠化,特別是在城市、工廠區大力提倡植樹造林,對保護環境、美化環境起著重要作用。由於綠色植物有製造氧氣、吸收二氧化碳和其他有害氣體,過濾灰塵,殺死病菌等功能,故可凈化大氣,還可調節城市氣候,減弱噪音,防止風沙以及保持生態平衡等,好處很多。因此要積極搞好植樹造林,綠化祖國的工作。

    1、樹木對空氣有過濾作用,當空氣流過茂密的叢林時,風速降低,氣流中攜帶的顆粒較大的煙塵、粉塵及塵暴粒子就會沉降下來。又由於樹葉上生有絨毛,有的還分泌有粘液和油脂,能吸附大量的飄塵。這些吸附灰塵的葉片經過雨水的沖洗後,其攔截、過濾塵埃的功能又得以恢復。

    2、植樹對空氣中的CO2含量有調節作用。據測定,每一城市居民有10m2~15m2林地面積,就可以維持大氣成分的新陳代謝平衡。

    3、大片樹林根植土壤,可以保持土壤不流失或少流失,進一步控制、減緩沙漠蔓延速度。  

    (三)加強環境質量管理

    除了技術上對環境污染進行治理外,還應通過一系列行政手段,執行環境保護法法令,獎懲分明,對違反法律,污染和破壞環境,危害人民健康的單位給以法律制裁,是對環境保護的一項重要保證。加強環境質量的管理工作,以保證在發展生産的同時,環境質量長久持續地得以控制。進行環境質量管理,要嚴格執行國家環境質量標準、污染物排放標準,從而使污染問題得到解決。

    (四)強化環保意識。工作、生活中要持科學、講衛生的積極態度,為保護人類健康,造福子孫後代為已任。

    六、五大綠色通道

    (一)減量。減量是從省資源、少污染角度提出的要在保證産量的情況下減少原材料用量,其有效途徑之一是提高轉化率、減少損失率。減少“三廢”排放量,“三廢”排放必須在排放標準值以下。

    (二)重復使用。這是降低成本和減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從開始設計就應考慮重復使用,避免過度浪費,造成環境污染。

    (三)回收。回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求。回收包括:回收未反應的原料、副産物、助溶劑、催化劑、穩定劑等未反應試劑。

    (四)再生。再生是變廢為寶,節省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工産品生産在工藝設計中應考慮到有關原材料的再生利用。

    (五)拒絕使用。拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法。它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用。環境污染對人類生態環境的破壞,從而導致對人類健康的危害將是十分嚴重的。保護人類生態環境,是減少人類疾病發生和增進人類健康的重要而長期的任務。 (楊玉輝 梁鋒)