——欲壑难填，损了家园
五要素脏了，少了，甚至有毒
一、空气变了
在正常情况下，空气是一种平衡态，也就是说空气中的成分比例大致是固定不变的。
地球大气中氮气（N2）占总体积的78％，它是植物生长不可缺少的肥料来源。氧气（O2）占21％，它是人类和一切生物呼吸的要素，也是燃烧的要素。氩气占0、9％。其他还有微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体和二氧化碳、水蒸气、粉尘、进入大气层的宇宙尘埃等。
但在20世纪以来，在现代工业和交通迅猛发展的过程中，工业和人口高度集中，城市越来越大，各种烟囱排出大量废气，加上汽车、飞机放出的大量尾气，使城市上空尘灰滚滚。
那么愈来愈严重的空气污染，其主要的污染物是什么？
城市烟雾有两大类型：一类是石油型烟雾，以洛杉矶、东京烟雾为代表；一类是煤炭型，以伦敦、马斯河谷烟雾为代表。
（一）石油型烟雾（洛杉矶型烟雾）
洛杉矶型烟雾又称光化学烟雾，它是汽车尾气、石油工业排放的大量氮氧化合物和碳氢化合物，在阳光作用下发生一系列复杂的化学反应，结果产生更多的有毒化合物而引起的一种空气污染。
光化学烟雾早在1946年首先在美国洛杉矶市被发现，以后人们开展了大量的调查研究，逐步认识了光化学烟雾的生成过程。不能够产生具有刺激作用的醛、酮类化合物。
（二）煤烟型烟雾（伦敦型烟雾）
1948年11月，英国伦敦，美丽的泰晤士河畔游人稀少，显得格外寂静，只是那机器声隆隆不断，从电厂、工厂、学校和居民家中排出的阵阵烟雾笼罩着整个都市。人们即使躲在家中，也难逃即将降临的厄运，因为那被污染的空气无孔不入。
开始时人们感到胸闷、咳嗽，进而喉痛、呕吐，患有呼吸道疾病的老年人病情加重，不得不住院治疗。这次烟雾污染造成700～800人死亡。
伦敦烟雾事件主要是燃煤引起的，因此又称为煤烟型烟雾。以煤为主要能源的城市，空气污染的共同特点是，空气中的粉尘和二氧化硫等污染物含量高，而碳氢化合物的含量较少。
全世界每年消耗的煤约600多亿吨，我国更是以煤为主要能源，因此，我国城市的空气污染主要是煤烟型。据测算，燃煤排放的空气污染物总量约占整个燃烧排放量的96％。由于燃烧方式和技术落后，排放的碳黑、烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳等污染量更大。
1.粉尘
粉尘有时也在烟雾中，有时又比烟雾更具浓度。如烧石灰、炼钢铁都有大量粉尘排出，许多金属冶炼厂也都是粉尘污染的大户。
你若仔细观察，许多烟囱里会冒出黑色的烟雾，或扶摇直上，或盘旋缭绕。人们形象地称之为“黑龙”。“黑龙”的真面目是烟尘，是燃烧不完全的小小黑色炭粒。一般煤燃烧后约有原重量的1／10。这种烟尘排入大气，油燃烧后约有原重量l％的烟尘排出。家庭炉灶比工业锅炉产烟量大，小锅炉比大锅炉的产烟量大，所以集中供暖有助于减少空气中的粉尘污染。
粉尘的颗粒大小不等。颗粒较大的直径在10微米以上，因为重量较大能很快降落到地面，被称为落尘。颗粒较小的直径在10微米以下，其中有些比细菌还小，它们长时间在空中飘浮，就把它们叫做飘尘。
飘尘对人体危害更大。粒径在5～10微米的粒子能进入呼吸道，但可被鼻毛和呼吸道粘液阻挡排除。特别小的粒子，直径小于半微米的，可粘附在上呼吸道表面随痰排出。唯有半微米至5微米的飘尘，能直接到达肺细胞，并在那里安家落户。
有的飘尘还可能携带着致癌毒物，那就更危险了。
粉尘，尤其是煤粉尘，是大气污染的元凶。历史上好多烟雾事件都是煤烟尘和二氧化硫污染造成的。
煤烟尘能把人们的手、脸甚至鼻孔熏黑，严重时还能刺激眼睛，引起结膜炎等眼病。
煤烟尘能把建筑物表面熏黑，为保持美观，需经常耗资费力去粉刷建筑物。
粉尘落在植物上，会堵塞植物气孔，阻挡阳光进入叶组织进行光合作用，影响农林作物生长。粉尘落在观赏树木和花卉上，降低观赏价值，影响城市市容。
粉尘能加速金属材料和设备的腐蚀。粉尘落入精密机械设备上会增加磨损，甚至造成事故。
烟尘在空中弥漫，形成大雾，使城市交通事故增加。1946年以前，美国钢城匹兹堡，汽车在白天行驶也得开灯，建筑工地也常因烟雾而停工。
消除大气中的粉尘污染，根本办法是消烟除尘，一是改造锅炉，提高燃烧效率，二是安装有效的除尘设备。
2.一氧化碳
一氧化碳是无色无味的气体，没有检测仪器的帮助，人们很难识别它。人们在呼吸过程中，吸进去的氧气和体内的红细胞在肺部进行结合，然后运送到全身各个部分。但是，奇怪的是，人体内的红细胞对一氧化碳的亲和力要大于氧气，即便在一氧化碳和氧气同时存在时，只要红细胞一遇上一氧化碳，便立即排斥氧气，与一氧化碳结合。有数字说，一氧化碳同红细胞的结合能力是与氧结合能力的210倍。当红细胞同一氧化碳结合后，因运送到全身的不是氧气，从而可使人出现头痛、头晕，一氧化碳浓度大时，5～10分钟人就会在不知不觉中死亡。
据统计，空气中的一氧化碳80％以上来自汽车尾气。这是由于汽油燃烧不完全的缘故。越是交通高峰期，汽车跑不起来，走走停停，产生的一氧化碳就越多。
自然环境中，无污染地区空气中一氧化碳浓度约10-6。
一般城市空气中一氧化碳浓度约10ppm，而马路附近，交通高峰期可达100ppm以上。在这种环境下待上一两个钟头，人就会感到头痛、恶心，甚至昏迷。即使在低浓度下，如30ppm浓度下，待上8小时，人体所受程度与120ppm下待一小时差不多。
所以，平常最好不要长时间地在繁忙的马路边散步或游玩。
例如：2005年夏季，辽宁省铁岭以北约10公里处，102国道被大水淹没。一天傍晚，天气阴沉沉的，气压很低。来往的车辆怕在水中熄火，都用大油门轰着车，停停走走地行驶。
到晚上10时左右，有人发现有辆吉普车总停在水中不动。上前询问才发现车里坐着4人早已晕倒在车内。立即送往医院抢救，仍有2人因中毒过深而未能救活。验血结果是，这两人血中一氧化碳含量分别为70％和150%。原来是北京某厂一行4人乘坐“切诺基”吉普车从哈尔滨行车至此。当行驶至水最深处，水已淹到车座，人都坐在水中，车内只留下很小的空间，汽车排出的大量尾气无法散发，尤其是他们的小车处在车群中的最低处，很快被浓烟包围，于是酿成灾祸。
3.二氧化硫
硫黄在燃烧时就产生二氧化硫：S+O2＝SO2。
二氧化硫
一般或多或少地存在于煤和石油中。
二氧化硫本身是无色的、有股难闻的刺激性臭味的气体。
一般城市空气中二氧化硫的平均浓度是0、1～0、3ppm。长期吸入这种空气对人体也会带来慢性危害。如果你能闻到二氧化疏的气味，空气中的二氧化硫浓度至少有3ppm。此时人就会猛烈咳嗽、打喷嚏，感觉嗓子痛、胸闷、呼吸困难，所以一旦闻到二氧化硫的气味就应立即设防。
实际上二氧化硫在空气中存在时间很短，大约几小时后，二氧化硫就能同空气中的水气结合形成硫酸雾。这东西更坏，它的毒性比二氧化硫本身大10倍多。空气中只要有0、8ppm的硫酸雾，人就忍受不了，而二氧化硫到8ppm，人只感到难受而已。人体吸入硫酸雾，会引起支气管炎、支气管哮喘和肺气肿等病症。
二氧化硫有很强的腐蚀作用。一块好好的钢板，在二氧化硫浓度为0、12ppm的空气中暴露一年，就能被二氧化硫吃掉1/6。世界许多城市二氧化硫年平均浓度都达到或超过这个水平。二氧化硫还能使架设在空中的输电线上的金属器件和导线的寿命降低1／3。
二氧化硫也是植物的死敌。在低浓度时就能造成植物生长缓慢、落叶、枯死等受害症状。空气中二氧化硫达1、2ppm，棉花即枯死。紫花苜蓿对二氧化硫比人和动物敏感得多。空气中只要有0、3ppm就表现中毒，出现叶斑、落叶或死亡。而人要增加到3ppm才能闻到气味。所以工厂周围有意种植些紫花苜蓿，可作为二氧化硫污染的指示植物。
二氧化硫还有个孪生兄弟，即三氧化硫。它在大气中一出即逝，变成硫酸雾随雨雪降落，形成“酸雨”。酸雨直接毁坏森林和农作物。酸雨使瑞典每年损失木材达450万立方米，使加拿大400多个湖泊酸化，危害湖泊中的生物。因此有人把酸雨称作“空中死神”。在后面我们会专一讲解“酸雨”问题。
控制二氧化硫污染，最好的办法是燃烧不含硫的煤和石油。也就是说燃料燃烧前要脱硫。其次是烟气脱硫，即在烟道中脱除二氧化硫。
4.碳氢化合物-氮氧化合物光化学烟雾
有报道说，美国洛杉矶市，从20世纪40年代起，曾发生多起“蓝色烟雾”公害事件。起初人们对蓝色烟雾没有认识。
感到非常奇怪和惶恐。于是美国国家环保部门开始研究空气中的蓝色烟雾。但在调查时，研究者只在空气中发现二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等一些污染物，令人们狐疑的是，这些污染物的含量不至于达到“杀人”的程度，可为什么有人在蓝色烟雾中死去呢？
后来查明是这样的：碳氢化合物是空气中的一类重要污染物，包括甲烷、乙烷、乙烯等等。它们主要来自不完全燃烧过程和溶剂高温蒸发。氮氧化合物是空气中的另一类主要污染物。汽车尾气和工厂烟筒都排放碳氢化合物和氮氧化合物。二者在太阳光紫外线的照射下会发生反应，这是以前没有想到的。反应之后产生毒性更强的物质，形成浅蓝色烟雾。它们主要是臭氧、甲醛、过氧乙酞基硝酸酯、烷基硝酸盐等等，尽是些强氧化剂，统称为光化学氧化剂，其中臭氧占90％以上。从此，把这种蓝色烟雾就叫光化学烟雾。也有人称它为“洛杉矶烟雾”，这是因为它最早发现于1943年，发生在洛杉矶。
以后，科学家们又在实验室里，利用紫外线照射氮氧化合物和碳氢化合物的混合物，同样地制成人工光化学烟雾，并且弄清了它的全部详细反应过程，进一步肯定了唯斯密特博士的思想。
光化学烟雾有强烈的刺激作用。光化学氧化剂的浓度超过0、15ppm时，就能刺激眼睛，使眼睛红肿。如果气象条件不好时，0、1ppm就有这种感觉。光化学烟雾还能引发哮喘、诱发肺癌。中毒严重者，呼吸困难、视力减迟、头晕目眩、手足抽搐。长期吸入光化学氧化剂，还会引起人体动脉硬化，加速人的衰老。
光化学烟雾对植物的危害也不轻。洛杉矶烟雾发生期，郊区蔬菜全部由绿色变为褐色，大片树木枯死，葡萄减产60％以上。
光化学烟雾还能加速橡胶制品的老化，使之发生龟裂。它还腐蚀建筑物和衣物。
光化学烟雾不仅仅危害洛杉矶市，世界许多大城市也都光顾。1970年，日本东京汽车数量超过200万辆，光化学烟雾持续了一个夏季，学生们到室外活动，还得戴上防毒面罩。
就在2000年1月墨西哥城出现了连续3天的烟雾。当时臭氧含量猛增到269点，是世界卫生组织规定的100点安全标准的近3倍。成千上万市民已出现呼吸困难、眼睛不适、头疼和恶心等症状。市政府要求市民留在家中，关闭门窗，不要到室外活动，不要吸烟，学校暂停体育课和集体活动。
我国的甘肃省兰州市，因为石油化工企业的污染严重，加上三面环山的特殊地理条件，70年代中期就发生过光化学烟雾。
随着世界人口的增加，汽车数量猛增，现已超过两亿辆，改革燃料和改进汽车设备，大力推行无公害汽车，如氢能汽车、电动汽车、太阳能汽车等，已是势在必行。
5.空气中存在大量的铅
多少年来，汽油中一直加含铅化合物——四乙基铅作为防爆剂，铅最终随汽车尾气排入大气中。汽车排放的铅占大气中铅含量的97％。四乙基铅的毒性比金属铅的毒性更大。大部分铅粒直径为0、5微米或更小，很容易通过呼吸系统、消化器官、皮肤等途径进入人体，并在人体内逐渐蓄积起来，妨碍红血球的生长和成熟，引起贫血、牙齿变黑、神经麻痹等慢性中毒症状。
现在全世界每年由汽车排放到空气中的铅约为40万～50万吨，加上其他工业用铅抛向大气中的铅数量就更大了。近十年来，人类累计已把500万～600万吨铅抛扬到大气中，使大气中的铅含量比原始状态增加1万～2万倍，现代人体中的铅含量比原始人增加100～200倍；欧美发达国家人体骨骼中铅含量比1500～4500年前的人高出350～600倍。而且，随着近代工业的发展，除铅以外，还有很多重金属毒物被排放到大气中，如铜、铬、锌、镍、钛、锰、砷、汞等。这些重金属微粒污染大气后，都有可能引起人体慢性中毒。
好在世界许多国家都已限制使用含铅汽油，我国也开始使用无铅汽油。使用无铅汽油还有一个好处，就是便于安装净化尾气的净化装置，因为尾气中如果含铅会使催化剂中毒，降低净化装置的使用寿命。
二、天漏了，紫外线灼伤人的皮肤中国古代神话传说，盘古开天辟地以后，共工与颛顼争做皇帝，未成，怒而触及不周山，使天塌地陷，日月无光。女娲氏挺身而出，炼出五色之石，终于将塌下来的天补好。
女娲补天的美丽神话流传了几千年。如果有人提出，现在我们头上的这天，也已到了非“补”不可的时候，人们一定会笑话这是杞人忧天，痴人说梦。可不幸的是，这是千真万确的事实。
所谓天，也就是包围在地球外面的大气层，在这厚厚的大气层中，有一层薄薄的臭氧层。尽管臭氧在大气中占极小的比率，但臭氧层却是地球的“保护伞”，它保护地球表面免受紫外线的辐射，并对控制地球气温起着重要作用。
然而，我们头上的这片“天”却出了问题。臭氧层遭到严重破坏，臭氧急剧减少，南极上空的臭氧层出现了巨大的空洞，该处的臭氧减少了40％，而且，空洞正在进一步扩大。
自从1979年以来，美国国家航空航天局一直通过卫星测量高空大气层的臭氧浓度，结果表明，10年间臭氧层在冬季损耗了5％，而且损耗仍在扩展。以后，臭氧损耗现象主要出现在南极上空的冬季时间，但现今有证据表明，美国、地中海乃至英国上空的臭氧层，到了冬季也同样有臭氧损耗现象。据报道，冬季里英国上空的臭氧损耗，2～3月份可达8%左右。
1992年2月份的某3天内，英国和斯堪的纳维亚半岛上空的臭氧含量减少了50％。
臭氧层的损耗，目前已从南极向中纬度人口稠密地区扩展，到达地中海和美国南部，损耗持续的时间也在延长。人类头上的“天”被撕破了，有了个巨大的破洞。
那么，臭氧的损耗，臭氧层的破坏，到底对人类、对地球有什么影响呢？