空气污染,又称为大气污染,由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,当排放的物质越来越多,远远超过大气的自净能力时,就导致大气的组成发生变化。当大气中污染物质的数量、浓度和持续时间达到有害程度,危害到人类的健康和环境时,即形成大气污染。
除了室外大气污染危害严重,目前室内环境空气污染(简称室内空气污染)也越来越受到学者们的广泛关注。室内空气污染是有害的化学性、物理性和/或生物性因子进入室内空气,并对人体身心健康产生直接/间接,近期/远期,或者潜在有害影响的状况。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中将家用燃料燃烧的室内排放列为2A类致癌物。
“室内”主要指居室内。目前室内空气污染有害物质主要包括甲醛、苯、氨、放射性氡等。随着室内空气污染程度加剧,人体会产生机体有害反应甚至威胁到生命安全,是日益受到重视的人体危害之一。
空气污染对健康的影响分为急性危害和慢性危害。急性危害主要是由于大气(特指室外环境空气)污染物的浓度在短期内急剧增高(如重度雾霾),人群大量吸入污染物造成的急性危害,主要表现为呼吸道和眼部刺激性症状、咳嗽、胸痛、呼吸困难、咽喉痛、头痛、呕吐、心功能障碍、肺功能衰竭、诱发慢性心脑血管疾病的急性发作等。
大气污染物的浓度在短期内急剧升高,可使当地人群因吸入大量的污染物而引起急性中毒,按其形成的原因可以分为烟雾事件和生产事故。
1)烟雾事件:
根据烟雾形成的原因,烟雾事件可以分为煤烟型烟雾事件和光化学型烟雾事件。
①煤烟型烟雾(coal smog)事件:
主要由燃煤产生的大量污染物排入大气,在不良气象条件下不能充分扩散所致。自19世纪末开始,世界各地曾经发生过多起烟雾事件,著名的有马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件以及伦敦烟雾事件。
②光化学型烟雾(photochemical smog)事件:
光化学型烟雾是由汽车尾气中的氮氧化物(NO x )和挥发性有机物在日光紫外线的照射下,经过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾所致,其主要成分是臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯,这些通称为光化学氧化剂。近年来,我国的大气污染形势比较严峻,严重的大气污染在各地时有发生。特别是2013年1月2日至12月14日间,我国中东部地区大范围出现严重的雾霾天气,引起国内外的关注。在此期间,天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、浙江、上海等多地空气质量指数达到六级严重污染级别,使得京津冀与长三角雾霾连接成片状结构。
2)事故性排放引发的急性中毒事件:
事故造成的大气污染急性中毒事件一旦发生,后果通常十分严重。近年发生的代表性事件有博帕尔毒气泄漏事件、切尔诺贝利核电站爆炸事件、重庆市开县特大天然气井喷事件、福岛核泄漏事件、天津港“8·12”火灾爆炸事件、以及宣威肺癌事件等。
空气污染对健康的慢性危害主要包括如下几点:
1)影响呼吸系统:
大气中的SO 2 、NO x 、硫酸雾、硝酸雾及颗粒物不仅能产生急性刺激作用,还可长期反复刺激机体引起咽炎、喉炎、眼结膜炎和气管炎等。呼吸道炎症反复发作,可以造成气道狭窄,气道阻力增加,肺功能不同程度的下降,最终形成慢性阻塞性肺疾患(COPD)。
2)影响心血管系统:
对美国哈佛等六个城市进行的队列研究首次提出,大气污染的长期暴露与心血管疾病死亡率增加有关。对美国50个州暴露大气污染16年的近50万成年人的死亡数据分析后发现,在控制饮食、污染物联合作用等混杂因素后,PM 2.5 年平均浓度每增高10μg/m 3 ,心血管疾病患者死亡率增加6%,且未观察到其健康效应的阈值。此外,大气污染长期暴露还与心律不齐、心衰、心搏骤停的危险度升高有关。
3)增加癌症风险:
2013年10月17日,世界卫生组织下属的国际癌症研究机构发布报告,首次明确将大气污染确定为人类致癌物,其致癌风险归为人类致癌物。报告指出,有充足证据显示,大气污染与肺癌之间存在因果关系。此外,大气污染还会增加人群罹患膀胱癌的风险。
当今,人类面临“煤烟污染”“光化学烟雾污染”之后的“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就高达20余种,致病病毒200余种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。研究表明,室内空气的污染程度要比室外空气严重2~5倍,在特殊情况下可达到100多倍。随着人们生活水平的不断提高,人们对生存环境,尤其是室内生活环境的要求越来越高。随着越来越复杂的室内装潢材料的出现,造成的室内环境污染也越来越严重。人的一生有80%以上的时间是在室内度过的,因而室内环境质量对人的健康至关重要,室内环境污染对人体健康的影响已越来越为人们所关注。
人们对室内空气中的传染病病原体认识较早,而对其他有害因子则认识较晚。早在人类住进洞穴并在其内点火烤食取暖的时期,就存在烟气污染。当时这类影响的范围极小,持续时间极短暂,人的室外活动也极频繁,因此,室内空气污染无明显危害。进入20世纪中期以来,由于民用燃料的消耗量增加、进入室内的化工产品和电器设备的种类和数量增多,更由于为了节约能源寒冷地区的房屋建造得更加密闭,室内污染因子日渐增多,而通风换气能力反而减弱,这使得室内有些污染物的浓度较室外高达数十倍以上。
目前,室内空气污染物的种类已高达900多种,主要分为3类:
(1)气体污染物:挥发性有机物是最主要的成分,还有O 3 、CO、CO 2 、NO x 和放射性元素氡(Rn)及其子体等。特别是室内通风条件不良时,这些气体污染物就会在室内积聚,浓度升高,有的浓度可超过卫生标准数十倍,造成室内空气严重污染。
(2)微生物污染物:如过敏反应物、病毒、室内潮湿处易滋生的真菌与微生物。
(3)可吸入颗粒物(PM 10 和PM 2.5 )
某些地区的煤中含有较多的氟、砷等无机污染物,燃烧时能污染室内空气和食物,吸入或食入后,能引起氟中毒或砷中毒。
烹调产生的油烟不仅有碍一般卫生,更重要的是其中含有致癌突变物。
主要的室内致敏生物是真菌和尘螨。主要来自家禽、尘土等。尘螨喜潮湿温暖,主要生长在尘埃、床垫、枕头、沙发椅、衣服、食物等处。无论是活螨还是死螨,甚至其蜕皮或排泄物,都具有抗原性,能引起哮喘或荨麻疹。
患有呼吸道传染病的病人,通过呼出气、喷嚏、咳嗽、痰和鼻涕等,可将病原体传播给他人。
室内使用的复印机、静电除尘器等仪器设备产生O 3 。O 3 是一种强氧化剂,对呼吸道有刺激作用,尤其损伤肺泡。家用电器产生电磁辐射,如果辐射强度大,可导致人头晕、嗜睡、无力、记忆力衰退等。
重离子的不良影响包括使人头痛、心烦、疲劳、血压升高、精神萎靡、注意力衰退、工作能力降低、失眠等。
呼出气的主要成分是CO 2 。每个成年人每小时平均呼出的CO 2 ,大约为22.6L。此外,伴随呼出的还可有氨、二甲胺、二乙胺、二乙醇、甲醇、丁烷、丁烯、二丁烯、乙酸、丙酮、氮氧化物、CO、H 2 S、酚、苯、甲苯、CS 2 等。
室内空气污染物的来源很广,种类很多,对人体健康可以造成多方面的危害。污染物往往可以若干种类同时存在于室内空气中,可以同时作用于人体而产生联合有害影响。
人们在室内进行生理代谢,进行日常生活、工作学习等活动,均可产生很多污染因子。主要有以下几个方面:
室内主要的污染源之一。烟草燃烧产生的烟气,主要成分有CO、烟碱(尼古丁)、多环芳烃、甲醛、氮氧化物、亚硝胺、丙烯腈、氟化物、氰氢酸、颗粒物以及含砷、镉、镍、铅等物质,约3000多种,其中具有致癌作用的约40多种。
室内主要污染源之一。不同种类的燃料,甚至不同产地的同类燃料,其化学组成以及燃烧产物的成分和数量都会不同。煤的燃烧产物以颗粒物、SO 2 、NO 2 、CO、多环芳烃为主;液化石油气的燃烧产物以NO 2 、CO、多环芳烃、甲醛为主。
厨房空气中,SO 2 可达17mg/m 3 ;NO 2 可高达50mg/m 3 ;CO可达300mg/m 3 以上;颗粒物约在1~2mg/m 3 。有烟囱时,SO 2 可降至约在0.05mg/m 3 左右;NO 2 在0.6mg/m 3 左右,CO约6mg/m 3 ;颗粒物约1.4mg/m 3 。液化石油气燃烧充分而室内无抽气设备时,SO 2 由未检出至0.05mg/m 3 ;NO 2 为10mg/m 3 以上;CO为3~4mg/m 3 ;颗粒物为0.26mg/m 3 ;甲醛可达0.1~0.4mg/m 3 。
SO 2 和NO 2 会损伤呼吸道。CO除引起急性中毒外,其慢性影响为损伤心肌和中枢神经。颗粒物中含有大量的多环芳烃,其中很多是致癌原。从1775年P.波特发现英国扫烟囱工人易患阴囊癌开始,人们逐渐认识到煤焦油中含有致癌物。20世纪80年代对云南省宣威市肺癌高发原因的研究,证明了当地燃煤的烟气中,含有大量致癌的多环芳烃。另一项流行学调查发现,北方非肺癌高发地区的农民肺癌原因之一是冬季家中燃烧蜂窝煤而不安装烟囱。液化石油气燃烧颗粒物的二氯甲烷提取物中,含有硝基多环芳烃,这是一种强致基因突变物。
甲醛是室内常见的挥发性有机物,无色,有刺激性,易溶于水,可与氨基酸、蛋白质、DNA反应,从而破坏细胞。低浓度的甲醛即可对人体产生急性不良影响,如头痛、流泪、咳嗽等症状,高浓度的甲醛可引起过敏性哮喘。长期吸入一定浓度的甲醛还有致癌作用,如家具厂工人的呼吸道、肺、肝等的癌症发病率高于其他工种的工人。目前,国际癌症研究协会建议将甲醛作为可疑致癌物。
白领精英们长期工作在空气质量不好的环境中,容易导致头晕、胸闷、乏力、情绪起伏大等不适症状,影响工作效率,并引发各种疾病,严重者还可致癌。办公环境变成了看不见的健康慢性杀手。
据中国疾病预防控制中心专家调查,由于办公室空间相对密闭,空气不流通,空气污浊,氧气含量低,容易导致肌体和大脑新陈代谢能力降低。长期坐办公室者容易患“白领综合征”。
室内空气污染特别是装修有害气体污染对女性身体的影响相对更大。
由于女性脂肪多,苯吸收后易在脂肪内贮存,因此女性更应注意苯的危害。女性在怀孕前和怀孕期间应避免接触装修污染。国内外众多案例表明,苯对胚胎及胎儿发育有不良影响,严重时可造成胎儿畸形及死胎。
调查发现,装饰材料和家具中使用的各种人造板、胶合剂等,其游离甲醛是可疑致癌物。长期接触低浓度的甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合征,引起新生儿体质降低;高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害,还可诱发胎儿畸形、婴幼儿白血病。
儿童身体正在发育中,免疫系统功能不完善。儿童呼吸量按体重比较成年人高50%,使他们更容易受到室内空气污染的危害。从儿童的身体和智力发育看,室内空气环境污染对儿童的危害不容忽视。室内空气污染会诱发儿童的血液性疾病,增加儿童哮喘病的发病率,影响儿童的身高和智力健康发育。
人体进入老年期,各项身体功能下降,比较容易受到环境因素的影响而诱发各种疾病。空气污染不仅是引起老年人气管炎、咽喉炎、肺炎等呼吸道疾病的重要原因,还会诱发高血压、心血管、脑出血等病症,甚至危及体弱者的生命。
在污染的空气中长期生活,会引起呼吸功能下降、呼吸道症状加重,有的还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病,肺癌、鼻咽癌患病率也会有所增加。
室内空气污染物主要成分为可吸入颗粒物外,还是多种致癌化学污染物和放射性物质的主要载体。生物活性粒子有细菌、病毒、花粉等,是大多数呼吸道传染病和过敏性疾病的元凶。在室内环境中,特别是在通风不良、人员拥挤的环境中,一些致病微生物容易通过空气传播,使易感人群发生感染。一些常见的病毒、细菌引起的疾病如流感、麻疹、结核等呼吸道传染病都会借助空气在室内传播。非典病毒肆虐的事实也充分说明,室内生物污染不可轻视。
中国室内装饰协会总结了中国室内环境污染九大典型案件,给所有人敲响了警钟。
1998年陈先生购买了位于北京昌平的一套住宅,装修入住后,陈先生因空气污染患“喉乳头状瘤病”。经检测,室内空气中甲醛浓度超标25倍。
2001年杨老师在北京某家具商场订购一套价值6400元的卧室家具,使用一个月,杨老师全家人出现身体不适的感觉。经检测,存放家具的房间,空气中甲醛超出国家标准6倍多。经过法院调解,木器厂为杨老师办理退货并一次性付给货款及连带损失共计7000元。
2000年7月,美国一家律师事务所北京办事处装修后员工普遍感到有头疼、气闷、流泪等不适症状。经检测,发现室内空气中甲醛超标。经国际经贸仲裁委裁决,被告退还原告20%的装修款和利息合计人民币23万元,同时消除律师事务所北京办事处办公室的甲醛污染。
1998年10月,天津市民李某在新房装修入住后即发现室内的空气异常,全家人先后出现不适症状。经检测,室内氨气超过国际标准达10倍以上,原因为建筑商使用了混凝土防冻剂所致。
原告卢先生于2002年3月在北京花费约70万元购置一辆改装进口车,使用后,发觉车内气味刺鼻难忍,卢先生和司机都发生头顶小片脱发的症状。经检测,车内空气甲醛含量超出正常值26倍多。
2001年10月,南京市民栗某请装饰公司装修新居,入住3个月后,栗某及其母发现同患再生障碍性贫血。经检测,结果发现室内环境中甲醛超标12.6倍,挥发性有机物超标3.3倍。
2003年9月,房客石某因室内空气甲醛超标将房东(上海ZYLWC住宅业主)告上法庭。
2003年初,广东省佛山市谭某夫妇在搬进装修过的新居3个月后胎儿流产。经检测,主卧室甲醛超过国家标准4倍多。
1999年,业主孙某、张某购买了位于朝阳区现代城公寓2号楼房屋,入住后,两位业主感觉房间内气味难闻,具有强烈刺激性。经检测室内空气中氨浓度超标。
空调污染是指空调内部生成或积聚的污染物通过空调通风系统进入室内环境,继而对室内人群造成健康危害。空调系统内污染物各种各样,按性质可分为物理、化学和生物性三种。生物性污染物(细菌、霉菌、致病菌、病毒、螨虫等)不仅可积聚在空调系统内部,而且能在适宜生长的某些部位(风机盘管、散热片等)大量繁殖,是对人体健康危害极大的一类污染物。空调污染引起的人体健康损害和疾病种类达几十种,但主要有呼吸道感染(军团菌引起的军团病是最常见的呼吸道感染疾病)和过敏性疾病(包括过敏性鼻炎、哮喘、过敏性肺泡炎等)。
2019年4月,深圳刘女士,因为天气闷热开自家安装的挂式空调。此空调自去年快入冬后一直未使用。直接打开空调前,未请专业的家电清洗公司进行清洗。空调启动后,刘女士闻到吹出来的风有一股难闻的味道,连续吹了三四天后,感觉身体不适,有头晕发热的迹象。遂就医,医院检查结果为吹空调引起的呼吸道感染,幸好及时发现病因并及时就医。
市民魏先生患有慢性鼻炎,每年大多在春季时发病。2006年入夏以后还是不断打喷嚏。经赴院检查,是由尘螨引起的过敏性鼻炎。但是魏先生自述家中打扫的一尘不染,其本人也很少出门,尘螨从何而来?魏先生将家中的空调打开,滤网上积有厚厚的一层灰尘,自述家中空调从未清洗过。医院呼吸科主任分析,魏先生的病很可能是由空调中的尘螨引起。
65岁的张先生是位“老哮友”,往年春秋季才发作,可2017年夏天却发病。据子女介绍,夏季天气炎热,张先生并未外出,家人全天为老人开启空调。据哮喘科主任介绍,哮喘突然发作和老人长期待在空调房里存在关联。空调房内温度过低,人体的上呼吸道受到冷空气的突然袭击,身体仿佛置身于深秋季节,让原本就处于高反应状态的气管、支气管反射性地痉挛,引起咳嗽、气喘等症状。而且在使用空调的房间,空气得不到彻底更新和流通,加上空调器内、房间内存积的病毒、螨虫和灰尘无法外放,也可能诱发哮喘。
军团菌肺炎是伴随着空调而来的一种现代病,目前已比较少见。2016年陈先生体检后被告知肺部有一小团阴影。其本人并无吸烟史,且有独立办公室,不可能受到“二手烟”、粉尘的“毒害”。经调查,很可能是陈先生办公室的中央空调导致。其所在的办公大楼已经使用10余年,空调的通风管多年无人清理,每个办公室的空调通风口也从未清洗过。几年不清洗的中央空调,空调风管里的垃圾包括土头、尘土、毛发、蟑螂等昆虫的尸体等都很常见。
上述四个案例告诉我们家用空调应在每年启用前进行清洗,开启后每两个月再清洗一次。清洗时不但要清洗送风口,拆卸滤网清洗,还要清洗散热片。进行家用空调清洗时,必须开启门窗,保持室内通风。空调清洗后,应开启20分钟,保持室内外通风,避免在空调清洗后造成室内空气的二次污染。
综上所述,空气污染引发的公害事件能给人类带来灾难性的后果;而室内空气污染也对人群产生较大的影响,甚至危害人体健康。虽然近年来,严重的公害事件很少出现,但是空气污染引起的小范围危害事件仍不断发生。在本书中,我们将详细讲述近年来日常工作和生活中发生的某些空气污染引发的突发健康危害事件,以案例为警示,教育各行从业者规范生产经营安全,避免各种突发事件的发生,保护人民生命财产安全。
(范淑君 江思力 吴 燕)
[1]美国洛杉矶光化学烟雾事件,天津职业大学公开课.
[2] LA SMOG, the battle against air pollution. Marketplace. 2014-07-14.
[3] PHOTOCHEMICAL SMOG REACTIONS. California State University,Northridge.
[4] 1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件,洛杉矶华人资讯网,https://www.chineseinla.com/f/page_viewtopic/t_4348/view_previous.html.
[5] 1984年印度博帕尔毒气泄漏:导致近60万人死亡,人民网,2014-12-02.
[6]何晨晖,张艳亮.云南宣威肺癌流行病学研究及进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(06):110-111,113.
[7]杨克敌.环境卫生学[M].8版.北京:人民卫生出版社,2017.
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