大氣污染物的生物學監(jiān)測及大氣污染對人類的影響

王延華　李麗萍

摘要:本文主要介紹了大氣污染物的種類及利用生物學監(jiān)測可進行環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢,同時論述了大氣污染通過什么樣的途徑對人類進行危害,以及危害的結(jié)果。并呼吁人們對此產(chǎn)生重視。

關(guān)健詞:大氣污染物;生物學監(jiān)測;影響

1 利用生物學監(jiān)測大氣污染物

環(huán)境監(jiān)測一般采用人工采樣或半自動采樣,用實驗室化學分析方法進行定期、定點測量、理化監(jiān)測方法,雖然有速度快和準確的優(yōu)點,但受技術(shù)和經(jīng)濟條件所限,多數(shù)理化項目不能連續(xù)自動監(jiān)測,還靠人工采樣測試瞬時濃度或平均濃度值。在一些分散地點測定,有一定的偶然性,時空代表性差,不能反映監(jiān)測前后的污染物的變化情況,也不能反映綜合污染情況。利用生物學監(jiān)測可以克服這些缺點,因為生物與環(huán)境相互依存,相互制約,生物長期生活在環(huán)境中,受環(huán)境各種因素的綜合作用,生物的生活周期長,環(huán)境污染和環(huán)境破壞必然作用于生物體,能貯存整個生活時期內(nèi)環(huán)境因素變化的各種信息。例如:生物個體數(shù)量和群落的變化,生物的結(jié)構(gòu)和生理的變化,宏觀和微觀受害癥狀的觀察,能綜合反映大氣污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響強度,能較早地發(fā)現(xiàn)大氣污染,能檢測出不同的大氣污染物,能反映一個地區(qū)的污染歷史。

1.1 大氣污染物的種類

人類生產(chǎn)、生活活動以各種形式排出大氣的污染物種類很多,僅煤炭燃燒煙塵中就有四百多種有毒物質(zhì),大氣污染物對生物產(chǎn)生的危害有:

1.1.1 氧化性:如臭氧、二氧化氮、氯氣等,它們能形成酸雨危害很大。

1.1.2 還原性:一氧化硫、硫化氫、一氧化碳、甲醛等,也能進一步形成酸雨。

1.1.3 酸性:氟化氫、氯化氫、氰化氫、二氧化硫等。

1.1.4 堿性:氨等。

1.1.5 有機物:乙烯、甲醇、苯酚等。

1.1.6 無機物:重金屬及其氧化物、粉塵、塵土。

1.2 大氣污染物對植物造成的危害分類。

1.2.1急性危害:一般污染物濃度高,毒性大,接觸時間短,就可導致植物失綠,組織壞死。

1.2.2 慢性危害:污染物濃度低,接觸時間長,植物生長不良,輕度生物綠色澤較淡。

1.2.3 混合性危害:污染物濃度低時,接觸時間長,濃度變高時,時間短,先表現(xiàn)慢性危害,然后植物又表現(xiàn)出急性危害癥狀。

1.2.4 隱性危害:污染物濃度特低,接觸時間長,對植物的生理生化過程產(chǎn)生影響,對生育和產(chǎn)量有控制作用和輕微影響。

1.3 怎樣選擇指示生物

針對大氣污染物中某一種類選擇哪種指示生物呢?一般具備對污染物敏感,受污染后癥狀明顯,干擾癥狀少,長期生長能不斷萌發(fā)新葉,栽培管理繁殖容易,并盡可能有一定觀賞和經(jīng)濟價值,能起到美化環(huán)境和監(jiān)測環(huán)境的雙重作用。例如:污染物是硫氧化物(SO2、SO3、H2S)常選紫花苜蓿、蕎麥、芝麻、向日葵、蕃茄、馬尾松、白樺,一般多在燃煤鍋爐房、火電廠、肥料廠等處多種植。

1.4 指示生物受危害的機理與癥狀

1.4.1 硫化物的污染物

危害機理:進入植物體先生成亞硫酸后生成а-羥基磺酸鹽能抑制氧化酶ATP形成。

癥狀:闊葉植物出現(xiàn)壞死斑點或塊狀失綠。

單子葉植物出現(xiàn)點狀或條狀壞死斑,失綠針葉植物受害后葉尖呈紅棕色或褐色并下延。

1.4.2 氧化物的污染物。

危害機理:進入植物體后,在葉尖邊緣積累,抑制本酶的活性。

癥狀:植物嫩葉,幼芽上傷斑由油漬狀發(fā)展到黃白色而呈現(xiàn)紅褐色,與正常組織稍頃或近紅色條帶。

1.4.3 氮氧化物:

危害機理:抑制植物體內(nèi)的酶的活性。

癥狀:開始背腹兩面的脈間出潰斑,葉片后來出現(xiàn)斑紋和壞死皺縮,斑紋呈現(xiàn)白色,宗黃色,有時也出現(xiàn)葉塵或邊緣。

1.4.4 酸雨:

危害機理:破壞植物葉綠體,葉綠素含量降低,光合作用減弱。

癥狀:葉緣、葉尖和脈間出現(xiàn)塊狀源白壞死斑,有時黃化成枯萎。

怎樣判斷污染源和污染程度就應(yīng)知道生物學監(jiān)測大氣污染物的方法。

現(xiàn)場調(diào)查了解污染源。包括工業(yè)污染源,交通污染源,同時還應(yīng)了解是否出現(xiàn)過異常氣候變化,受害植物如呈扇狀,帶狀或片狀分布于污染源下風向。在一定范圍,樹木的受害癥狀多表現(xiàn)在上部重,下部輕,迎風面重,背風面輕,樹冠上面葉片受害重里面葉片受害輕,受害植物涉及種類多,多為污染傷害。若對某種污染物敏感的種類受害重,抗性種類受傷較輕,則更可為污染傷害,根據(jù)葉片傷害面積判定污染程度。同時注意重合污染,注意污染物的增效或相乘、相加、相減作用的總效應(yīng)。

深入現(xiàn)場,具體分析調(diào)查,利用相應(yīng)的對照點和相同指示生物,排除一些非污染產(chǎn)生的傷害。如:大旱、大風、霜凍、鹽害、營養(yǎng)元素缺乏,病蟲害的傷害等。

生物學監(jiān)測在冬季很困難,而北方燃煤多在冬季,采取特殊方法,也有一定作用。如果生物學監(jiān)測與理化監(jiān)測相結(jié)合,取長補短。綜合分析,對大氣污染監(jiān)測具有更大意義。

2 大氣污染對人類的影響

空氣是人類賴以生存的環(huán)境因素,它直接參與人體的代謝和體溫調(diào)節(jié)等生命過程,因此大氣污染勢必危害人體健康。大氣污染對人類的影響有直接和間接兩種方式。

2.1 大氣污染對人類的直接影響

排入大氣中的污染物以各種途徑侵人人體造成危害,其中主要有三條:(1)通過皮膚和眼睛粘膜的表面接觸;(2)通過消化系統(tǒng)食入含有大氣污染物的食物和水;(3)通過呼吸系統(tǒng)吸入被污染的空氣。其中以第三條途徑危害最大,因為:每人每天吸入空氣有10立方米之多。與這種含有污染物的空氣接觸,肺泡表面積為人體表面積的25倍,并且對污染物非常敏感,同時呼吸系統(tǒng)富有帶水份的粘膜,對大氣污染物吸收能力很高,就礦區(qū)而言,塵肺病、肺病是礦工的職業(yè)病,因此大氣污染對人體健康的危害主要表現(xiàn)為呼吸道疾病。

大氣污染對人類的直接影響主要表現(xiàn)在:

2.1.1 急性中毒:如1952年英國倫敦煙霧事件在幾天內(nèi)造成幾千人死亡,當時倫敦上空煙塵最高濃度達4.5毫克/立方米,為平時的十倍;SO2濃度高達3.8毫克/立方米,為平時的六倍。在嚴重污染的一周內(nèi)人口死亡總數(shù)達4703人,第二周為3138人,據(jù)研究這是由于嚴重大氣污染引起支氣管炎、心血管病患者死亡數(shù)增加所致。

2.1.2 慢性中毒:"四日市哮喘病"是慢性中毒的一個典型例子。四日市是個所謂"石油聯(lián)合企業(yè)之城",有三個大型石油聯(lián)合企業(yè)和一百多個中小型化工廠。每天由工廠排出SO2和粉塵高達13萬噸,使這里終年黃煙彌漫。大氣中SO2最高時達到允許濃度的5-6倍。而且大氣污染物中含有鉛、釩、錳等重金屬微粒。人們長期呼吸被污染的空氣,逐漸形成支氣管炎、支氣管哮喘及肺氣腫等多種呼吸道病,被統(tǒng)稱為四日市哮喘病。六十年代以來,這種病在四日市開始蔓延,至1972年全日本這種病患者已達6000余人。

2.1.3 致癌:近年來各國肺癌的發(fā)病率和死亡率有明顯增加,而且大城市和工業(yè)區(qū)尤為嚴重。據(jù)悉美國大氣污染使肺癌患者增加了一倍,而在我們煤城七臺河,肺癌患者也在逐年增加,不少學者研究認為肺癌死亡率與大氣污染物濃度基本上成正比。

2.2 大氣污染對人類的間接影響:

大氣污染對人類的間接影響主要表現(xiàn)在:

2.2.1 對大氣的影響,發(fā)氣溶膠、光化學煙霧可降低能度,減弱陽光強度,從而影響植物光合作用,給其生長帶來不利影響。

2.2.2 對植物影響:對植物危害是大氣污染影響生物界最初表現(xiàn)。一般認為,植物受害現(xiàn)象是人類健康受影響的預兆。大氣污染可使植物葉、花及果實生長遲緩、產(chǎn)量減少、重量變差,甚至助長病蟲害的發(fā)展和蔓延。

2.2.3 對生活條件的影響:大氣中的煤煙和灰塵等污染物會污染街道和庭院,使居室及室內(nèi)設(shè)備、衣服等被腐蝕受損。

2.2.4 對建筑物、名勝古跡等影響。大氣中酸雨、酸霧及各種氧化性物質(zhì)會腐蝕建筑材料和設(shè)備器材、損壞建筑物及名勝古跡。在一定條件下,粉塵也會引起爆炸。因此,由大氣污染造成嚴重的經(jīng)濟和文化損失是必須重視的。

綜上所述,利用生物學監(jiān)測能綜合反映大氣污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響強度,能較早地發(fā)現(xiàn)大氣污染,對大氣污染監(jiān)測具有更大意義。大氣污染對人類影響比較嚴重,我們每個人,每個企業(yè)都要重視大氣污染,搞好環(huán)境保護工作,為人民謀福,為子孫謀福。