科学生活：生态环境与人体健康

    自然因素对生态环境的破坏，给人类生命财产可能会带来巨大损害，甚至爆发疾病流行。但自然因素对生态环境的破坏，常具有明显的地域性，发生频率相对较低。人为因素如环境污染对人类生态系统的破坏则更为严重。它能造成各种规模性的急、慢性毒害事件，增加人群癌症发生率，甚至对子孙后代发育与健康带来严重影响。环境污染对生态的破坏没有国界，它不仅影响自身的国家，而且还可能对全球生态环境产生影响。

    一、环境污染主要有大气污染；水污染；土壤污染；居室污染等。

    二、污染源主要有煤燃烧，释放出一氧化碳、二氧化硫、烟尘等有害物；机动车辆排放废气，主要含氮氧化合物、一氧化碳、铅的气态化合物等有害气体；工业“三废”，即废气、废水、废渣；生活废水和垃圾；化肥、农药的大量使用；建筑装潢装饰材料中所含的有害物质的释放等。

    三、环境污染的热点问题

    （一）大气污染

    1、全球气候变暖与人体健康

    大气中的CO2和水蒸气能够吸收地表射出的波长较长的辐射，从而对地球起到保温的作用，这相同于人工温室作用，从而对地球起到保温的作用，故称"温室效应"（Greenhouse Effect）。当地球表面大气中具有温室效应的气体如CO2、N2O、O3、CFC（chloro fluoro carbons 氯氟烃类）等含量增加，使地球气温可能上升。有人测定世界产业革命前，大气中CO2浓度仅为503毫米/米3，到1990年 CO2浓度已达634毫米/米3，增加约26%。据测算，到21世纪中叶，CO2浓度可达产业革命前的一倍，全球全年平均气温比现在可能要高1.5～4.5℃。气候变暖将使年平均降雨量增加，冰雪覆盖陆地面积缩小。而温度如果继续升高，将使海洋水位增高，淹没大陆。目前这个问题尚有争论。　　

    气候变暖使得某些经生物传染媒介传播和在热带流行的疾病如疟疾，登革热、黄热雨、维虫病、乙型脑炎、麻疹等发病率增加，流行期延长，流行地域向寒冷地区扩展。

    2、臭氧层破坏与人体健康

    （1）臭氧层的存在：在离地面20千米～25千米的高空，覆盖着一层臭氧含量高达0.1％的稀薄大气，称为臭氧层。

    （2）臭氧层的作用：氧分子受强烈日光辐射，特别是短波紫外线照射而生成臭氧。反过来，臭氧又能吸收波长小于340纳米的紫外线，将臭氧又分解为氧原子和氧分子，使臭氧层中的臭氧始终保持一种动态平衡。臭氧层能吸收大部分来自太阳辐射中有害的、影响人类生活和生存的短波紫外线。据研究，臭氧层中O3每减少1%，人群鳞状细胞癌发生率可能会增加2％～3％，人类的皮肤癌患者也将增加2％。污染区人群呼吸道疾病和眼睛炎症的发病率指数会增高。由于一切生物的遗传基因的物质基础DNA都易受紫外线的影响，因而臭氧层的破坏会严重影响到动植物的生殖繁衍。

    3、酸雨与人体健康

    （1）酸雨定义：酸雨是指气态污染物、飘尘和大气中的云雨结合形成的雨雪或其他形式的大气降水。通常雨水呈弱酸性，因为它能吸收二氧化碳而生成碳酸，其pH值约为6。雨水的这种微弱酸性可溶解地壳的矿物质，供给植物吸收，有营养作用，这种酸性是正常的。环境科学研究的是由于人类活动的影响，pH值降至5.6以下的酸性降水。

    （2）酸雨成因：通常认为由于煤炭、石油等燃料燃烧放出的二氧化硫及氮氧化物，是酸雨形成的主因。这些气体可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的，它们被释放入大气后，在阳光和飘尘（催化）作用下，经历各种大气化学和大气物理过程，成为酸雨降落地面，因而酸雨的化学组成是很复杂的，其只要成分为硫酸和硝酸。空气中的金属离子，颗粒物可能成为酸性组成形成的催化剂和气溶核心。

    （3）酸雨危害：酸雨使土壤、湖泊、河流酸化，抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，使固氮菌减少,淋洗掉与土壤团粒结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠，影响肥力，植物叶片可能萎缩，叶绿素含量降低，光合作用受阻，对植物角质层的破坏，妨碍植物道孔细胞正常机能，对植物细胞的毒害还会影响受精发育过程，影响森林、植被生态平衡。 酸雨还能使水生物减少甚至绝迹；酸雨与大气中的烟雾结合形成酸雾，其酸性和腐蚀能力大增，使建筑物和各种裸露材料受损害，如大理石、汉白玉、砂岩等都能被腐蚀；酸雨还能加速金属材料的腐蚀；对油漆、橡胶也产生破坏作用，可导致铁轨、桥梁、汽车、电缆等设施的使用寿命缩短。酸雨形成前大气中的酸雾对人体健康可产生直接伤害。酸雨本身带有的金属毒物和经酸化从土壤中溶出的金属毒物，进入水体和食物，对人群健康构成十分重要的潜在危害。对农作物直接损害将会产生难以估量的社会危害及经济损失。

    4、悬浮颗粒物污染与人体健康

    空气中可自然沉降的颗粒物称降尘，而悬浮在空气中的粒径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物（TSP），其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物（PM10）。可吸入颗粒物因粒小体轻，能在大气中长期飘浮，飘浮范围从几公里到几十公里，可在大气中造成不断蓄积，使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物成份很复杂，并具有较强的吸附能力。

    可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位，粒径小于5微米的多滞留在上呼吸道。滞留在鼻咽部和气管的颗粒物，与进入人体的二氧化硫（SO2）等有害气体产生刺激和腐蚀粘膜的联合作用，损伤粘膜、纤毛，引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管与肺泡的颗粒物也会与二氧化氮等产生联合作用，损伤肺泡和粘膜，引起支气管和肺部产生炎症。长期持续作用，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患并出现继发感染，最终导致肺心病死亡率增高。

    悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎或造成角膜损伤。

    5、氮氧化物污染与人体健康

    一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质，能刺激呼吸器官，引起急性和慢性中毒，影响和危害人体健康。

    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。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。氮氧化物主要是对呼吸器官有刺激作用。由于氮氧化物较难溶于水，因而能侵入呼吸道深部细支气管及肺泡，并缓慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亚硝酸、硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后，与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。在一般情况，当污染物以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，二氧化氮与支气管哮喘的发病也有一定的关系；当污染物以一氧化氮为主时，高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显。

    6、二氧化硫污染与人体健康

    二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料（如煤和石油）的燃烧；含硫矿石（特别是含硫较多的有色金属矿石）的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。

    二氧化硫对人体的危害是：

    （1）刺激呼吸道。二氧化硫易溶于水，当其通过鼻腔、气管、支气管时，多被管腔内膜水分吸收阻留，变成亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。

    （2）二氧化硫和悬浮颗粒物的联合毒性作用。二氧化硫和悬浮颗粒物一起进入人体，气溶胶微粒能把二氧化硫带到肺深部，使毒性增加3－4倍。此外，当悬浮颗粒物中含有三氧化二铁等金属成分时，可以催化二氧化硫氧化成酸雾，吸附在微粒的表面，被代入呼吸道深部。硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。

    （3）二氧化硫的促癌作用。动物实验证明10毫克/米3的二氧化硫可加强致癌物苯并［a］芘（Benzo(a)pyrene；3,4-Benzypyrene）的致癌作用。在二氧化硫和苯并[a]芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个致癌因子的发病率。此外，二氧化硫进入人体时，血中的维生素便会与之结合，使体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢。二氧化硫还能抑制和破坏或激活某些酶的活性，使糖和蛋白质的代谢发生紊乱，从而影响机体生长发育。

    7、一氧化碳污染与人体健康

    一氧化碳是一种无色、无味、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不容易与其它物质产生化学反应，故可在大气中停留很长时间。如局部污染严重，可对健康产生一定危害。一氧化碳属于内窒息性毒物。空气中一氧化碳浓度到达一定高度，就会引起种种中毒症状，甚至死亡。

    一氧化碳是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物。一些自然灾害如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等灾害事件，也能造成局部地区一氧化碳的浓度增高。吸烟也被认为是一氧化碳污染来源之一。

    随空气进入人体的一氧化碳，在经肺泡进入血液循环后，能与血液中的血红蛋白(Hb)等结合。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200－300倍，因此，当一氧化碳侵入机体后，便会很快与血红蛋白合成碳氧血红蛋白(COHb)，阻碍氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白(HbO2)，造成缺氧形成一氧化碳中毒。当吸入浓度为0.5％的一氧化碳，只要20－30分钟，中毒者就会出现脉弱，呼吸变慢，最后衰竭致死。这种急性一氧化碳中毒，常发生在车间事故和家庭取暖不慎时。

    （二）水污染

    1、水污染种类

    水污染是指进入水体的污染物含量超过水体本地值和自净能力，使水质受到损害，破坏了水体原有的性质和用途。水污染主要来自工业废水、生活污水、农业废水等，由人类活动引起的。水污染是水污染可分为病原体污染、需氧物质污染、植物营养物质污染、石油污染、热污染、放射性污染、盐类污染、有毒化学物质污染等。有些污染物是可以用肉眼看出来的，例如水污染后，有飘浮物、水变颜色、有异味等，而有些污染物则需要测定。

    2、水污染对人体健康的危害

    水污染对人体健康造成的危害是严重的，其中包括：慢性中毒和急性中毒。水体受化学毒物污染后，通过饮用水或食物链便会造成中毒，入甲基汞中毒（水俣病）、镉中毒(痛痛病)、砷中毒、氰化物中毒、农药中毒等。

    （三）土壤污染与人体健康

    土壤污染会使污染物在植物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。

    目前，我国对这方面的情况仍缺乏全面的调查和研究，对土壤污染导致污染疾病的总体情况并不清楚。但是，从个别城市的重点调查结果来看，情况并不乐观。我国的研究表明，土壤和粮食污染与一些地区居民肝肿大之间有明显的关系。广西某矿区因污水浇灌稻田使稻米的含镉浓度严重超标。当地居民长期食用这种“镉米”后已经开始出现腰酸背疼和骨节痛等“痛痛病”的症状。经过骨骼透视后确定，已经达到“痛痛病”的第三阶段。广州市某污水灌区的癌症死亡率比对照区（清水灌溉区）高10多倍。沈阳某污水灌区的癌症发病率比对照区（清水灌溉区）也高10 多倍。其他城市也有类似的零星报道。

    （四）居室污染与人体健康

    1、建筑装潢装饰材料中所含有害物质的污染：各种新型木质建材如胶合板、油漆、涂料、粘合剂等会不断释放出甲醛。甲醛为细胞原浆毒物，可经呼吸道、消化道及皮肤吸收，对皮肤有强烈的刺激作用，可引起组织蛋白的凝固、坏死，对中枢神经系统有抑制作用，也是肺致癌物。装修中使用的各种溶剂、粘合剂可造成苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯等挥发性有机物的污染。

    2、厨房污染：炊事燃烧时各种燃料在供氧不充分条件下不完全燃烧，生成大量多环芳烃，在400℃～800℃下芳香烃逐渐聚合或环化，生成的苯并[α]芘是强致癌物。烹调加工过程中，烹调油在270℃高温下分解，其烟雾中含有多环芳烃如苯并[α]芘、苯并蒽，而食用油与鱼、肉等食品一起在高温下能生成烃类、醛类、羧酸、杂环胺等200多种物质，其遗传毒性远大于苯并[α]芘。

    3、卫生间、下水道散发出的硫化氢、甲硫醇等也会使人发生慢性中毒反应。

    4、化妆品、日用化学品和化学制品的污染。

    5、“电子雾”污染：空调、彩电、计算机、冰箱、复印机、移动电话、对讲机等电子产品在使用中都不同程度地产生电磁波—“电子雾”。“电子雾”会使人头痛、疲乏、神经质、睡眠不安，影响儿童发育。

    四、环境疾病

    （一）城市病

    1、大气污染集中在城市，使呼吸道疾病显著增加。

    2、饮水不洁或缺水，造成水质病患的流行和传播。如氟骨病、传染性肝炎等。

    （二）职业病

    各行业由于小环境的影响有不同的职业病，如矿石粉尘引起的硅肺；某些化工厂由一氧化碳、烟雾引发的心绞痛；雷达、射频设备等引起的电磁辐射病（白内障、心律不齐、神经衰弱、失眠、脱发等）。

    （三）地方病

    指发生在某一特定地区，同当地自然环境有密切关系的疾病。地方病在该地区往往流行年代久远，且患者病变有共同特征，由环境的化学和生物效应引起。如一个地区碘元素分布异常，可引起地方性甲状腺肿大或地方性克汀病；氟元素过多可引起地方性氟中毒；还有克山病、大骨节病、水俣病、痛痛病等地方病。

    五、环境治理

    （一）控制污染源：

    1、工业的合理布局：工厂企业是环境污染的重要排放源。如果工厂布局合理，大气污染能较快地“稀释”和“扩散”，就有可能不造成大的危害。已造成污染的企业，应搞好工艺改革，对“三废”进行处理，变废为宝。努力把“三废”消灭在生产过程中；采取经济有效的消烟除尘、污水净化等治理措施，积极进行“三废”的综合利用，化害为利，使“三废”少产生或不产生，必须排放的污染物要达到国家规定的标准。工厂区与生活区要有一定的距离，要尽可能留出空地植树造林。

    2、 改善燃料结构，开发新能源：要逐步推广使用天然气、煤气和石油液化气，改变目前我国以煤为主的燃料结构；运用低硫燃料对重油和煤炭进行脱硫处理，改善燃料品质；开发和利用太阳能、氢燃料、地热等新能源。

    3、交通运输工具废气的治理。

    4、禁止含磷洗涤剂的生产和使用。

    5、科学用肥。为防止农药污染，应积极发展高效低毒、低残毒农药，推广综合防治和生物防治，合理利用污水灌溉，以防止土壤和农作物的污染。

    6、大力开展城乡的爱国卫生运动，进行垃圾粪便的无害化处理，搞好环境卫生，积极开展卫生和环境保护方面的宣传教育，把有关科学知识交给群众，培养良好的卫生习惯和美德，并采取有力措施，教育群众不随地吐痰、随地大小便，乱倒乱泼垃圾污水等，大力宣传戒烟的好处，禁止在公共场所吸烟。

    （二）、绿化造林是治理污染比较经济且有效的措施，其作用主要表现为：绿化，特别是在城市、工厂区大力提倡植树造林，对保护环境、美化环境起着重要作用。由于绿色植物有制造氧气、吸收二氧化碳和其他有害气体，过滤灰尘，杀死病菌等功能，故可净化大气，还可调节城市气候，减弱噪音，防止风沙以及保持生态平衡等，好处很多。因此要积极搞好植树造林，绿化祖国的工作。

    1、树木对空气有过滤作用，当空气流过茂密的丛林时，风速降低，气流中携带的颗粒较大的烟尘、粉尘及尘暴粒子就会沉降下来。又由于树叶上生有绒毛，有的还分泌有粘液和油脂，能吸附大量的飘尘。这些吸附灰尘的叶片经过雨水的冲洗后，其拦截、过滤尘埃的功能又得以恢复。

    2、植树对空气中的CO2含量有调节作用。据测定，每一城市居民有10m2～15m2林地面积，就可以维持大气成分的新陈代谢平衡。

    3、大片树林根植土壤，可以保持土壤不流失或少流失，进一步控制、减缓沙漠蔓延速度。　　

    （三）加强环境质量管理

    除了技术上对环境污染进行治理外，还应通过一系列行政手段，执行环境保护法法令，奖惩分明，对违反法律，污染和破坏环境，危害人民健康的单位给以法律制裁，是对环境保护的一项重要保证。加强环境质量的管理工作，以保证在发展生产的同时，环境质量长久持续地得以控制。进行环境质量管理，要严格执行国家环境质量标准、污染物排放标准，从而使污染问题得到解决。

    （四）强化环保意识。工作、生活中要持科学、讲卫生的积极态度，为保护人类健康，造福子孙后代为已任。

    六、五大绿色通道

    （一）减量。减量是从省资源、少污染角度提出的要在保证产量的情况下减少原材料用量，其有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量，“三废”排放必须在排放标准值以下。

    （二）重复使用。这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从开始设计就应考虑重复使用，避免过度浪费，造成环境污染。

    （三）回收。回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。回收包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等未反应试剂。

    （四）再生。再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。

    （五）拒绝使用。拒绝使用是杜绝污染的最根本办法。它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。环境污染对人类生态环境的破坏，从而导致对人类健康的危害将是十分严重的。保护人类生态环境，是减少人类疾病发生和增进人类健康的重要而长期的任务。 （杨玉辉 梁锋）

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