空氣理化檢驗-電子教材:第一章 空氣理化檢驗概論

第一章 空氣理化檢驗概論

空氣（air)是人類生存最重要的環(huán)境因素；空氣質(zhì)量與人體健康息息相關(guān)。有毒有害物質(zhì)進入空氣后，空氣組成改變，質(zhì)量下降，甚至造成空氣污染（air pollution)，影響人們身體健康�？諝饫砘瘷z驗（physical andchemical analysis for air)是一門以保護人群健康為目的，以分析化學為技術(shù)手段，研究空氣污染物（air pollutant)采樣和理化檢驗的方法、原理的科學。它所指的空氣包括大氣（atmosphere)、工作場所空氣（workplace air)和室內(nèi)空氣（indoor air)，或者說包括室內(nèi)空氣和室外空氣。

第一節(jié)  空氣理化檢驗的基本任務(wù)和內(nèi)容

一、空氣理化檢驗的意義

目前，人類面臨的十大環(huán)境問題，大部分都與空氣質(zhì)量有關(guān)，世界衛(wèi)生組織（WHO)正在加強對全球空氣質(zhì)量的監(jiān)測。空氣理化檢驗是這一工作的重要組成部分，是判斷特定范圍內(nèi)空氣質(zhì)量的重要手段，是實施國家空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準（hygienicstandard)的必要措施；具有以下三個方面的重要意義。

1．防止空氣污染引起的急性中毒、慢性危害和遠期作用 開展理化檢驗工作，人們可以了解空氣中有毒有害物質(zhì)的種類、數(shù)量和來源，指導(dǎo)人們控制空氣污染，防患空氣毒物中毒和慢性危害，保障人群健康。特別是在一些突發(fā)事件中，空氣理化檢驗是查明化學物質(zhì)中毒的主要手段，對擬訂搶救方案具有重要指導(dǎo)作用。

2．評價環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，評價空氣污染控制、管理效果 開展空氣理化檢驗工作，能有效監(jiān)測室內(nèi)和特定環(huán)境空氣中污染物的種類和濃度，判斷空氣污染的程度、范圍、規(guī)律和廢氣排放的情況；根據(jù)有關(guān)衛(wèi)生標準對空氣質(zhì)量進行評價，對污染源排放和凈化裝置情況進行評價。

近年來，室內(nèi)空氣污染（indoor air pollution)日趨嚴重，人們正在受到比室外空氣污染更加嚴重的危害；加強室內(nèi)空氣理化檢驗對保護人體健康具有更加廣泛和直接的意義。

3．為保護人體健康，治理空氣污染提供科學依據(jù) 根據(jù)暴露­反應(yīng)關(guān)系，通過長期檢測空氣污染物的濃度，人們可以預(yù)測空氣中有毒有害物質(zhì)對接觸人群健康的影響，預(yù)報其對生態(tài)系統(tǒng)的影響，為預(yù)防和治理空氣污染積累資料；應(yīng)用空氣理化檢驗的綜合資料，為制訂和修訂空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準，為城鎮(zhèn)和工礦企業(yè)建設(shè)的合理布局，為制訂廢氣治理方案以及保護人體健康提供科學依據(jù)。

二、空氣理化檢驗的基本任務(wù)和分類

空氣理化檢驗的主要任務(wù)是應(yīng)用理化檢驗手段，發(fā)現(xiàn)、了解空氣中有毒有害物質(zhì)的來源、種類、數(shù)量、遷移、轉(zhuǎn)化和消長規(guī)律，為消除空氣污染，改善空氣質(zhì)量，保護人群健康提供科學依據(jù)。

根據(jù)檢驗對象的不同，空氣理化檢驗可以分為大氣質(zhì)量檢驗、工作場所空氣質(zhì)量檢驗、室內(nèi)空氣和公共場所空氣質(zhì)量檢驗。

1．大氣質(zhì)量檢驗  大氣質(zhì)量檢驗主要是研究大氣污染物在空氣中的組成、濃度變化及其遷移規(guī)律。

2．室內(nèi)空氣和公共場所空氣質(zhì)量檢驗  許多空氣污染問題都與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。由于現(xiàn)代建筑材料等可能不斷散發(fā)有機污染物、現(xiàn)代建筑門窗密封程度不斷提高、人們大量使用空調(diào)，造成室內(nèi)通風換氣次數(shù)減少，新風量嚴重不足，室內(nèi)空氣污染物不斷積累；加之人們大多數(shù)時間在室內(nèi)度過，因此，與室外空氣污染相比，室內(nèi)空氣污染對人體的危害更大。近年來，室內(nèi)空氣和公共場所空氣的理化檢驗工作任務(wù)越來越多。

室內(nèi)空氣質(zhì)量檢驗以室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準為依據(jù)，檢驗的對象是某一特定的房間或場所內(nèi)的環(huán)境空氣，目的是了解和掌握室內(nèi)環(huán)境空氣狀況（污染物種類、水平、變化規(guī)律)，評價污染物濃度是否超過國家衛(wèi)生標準，空氣污染物對人體健康是否有影響

二十世紀80年代以來，我國開始了室內(nèi)空氣理化檢驗工作，經(jīng)歷了兩個階段。第一個階段主要是檢驗燃料燃燒產(chǎn)生的室內(nèi)空氣污染物。最有代表性的工作是1987～1988年在上海、武漢、承德和沈陽四個城市調(diào)查室內(nèi)空氣污染物；在云南宣威縣肺癌高發(fā)區(qū)調(diào)查室內(nèi)燃煤空氣污染物。結(jié)果表明，我國燃煤家庭室內(nèi)空氣污染嚴重，已對人體健康構(gòu)成危害。第二階段是2000年以來，隨著經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們的生活方式也發(fā)生了很大變化。房屋越來越密閉，建筑裝潢材料日益普及，各種油漆、涂料、化妝品、香味劑、清潔劑、消毒劑和殺蟲劑等大量進入家庭，使室內(nèi)空氣中有毒化學物質(zhì)的種類和數(shù)量不斷增加。由于室內(nèi)空間小，空氣不流通，空氣交換不足，限制了污染物的稀釋，導(dǎo)致人體長期密切接觸室內(nèi)有毒化學物質(zhì)，常常對人體健康造成嚴重危害，“不良建筑物綜合征”（sickbuilding syndrome，SBS)就是這一潛在危害的表現(xiàn)。衛(wèi)生檢驗研究結(jié)果表明，我國裝飾裝修引起的室內(nèi)空氣污染嚴重，特別是室內(nèi)甲醛和揮發(fā)性有機物污染更應(yīng)引起人們高度重視。目前，室內(nèi)空氣污染監(jiān)測的重點已轉(zhuǎn)向?qū)�這類物質(zhì)的檢驗；國家頒布了一系列與室內(nèi)空氣質(zhì)量相關(guān)的衛(wèi)生標準和法規(guī)。

3．工作場所空氣中有害物質(zhì)的檢驗　廠礦企業(yè)生產(chǎn)活動中排放的廢氣污染工作場所空氣，影響周邊環(huán)境空氣質(zhì)量，對作業(yè)人員和周邊居民健康造成長期的危害。對工作場所廢氣的檢驗，主要是檢驗車間空氣中有毒有害物質(zhì)的種類和含量，預(yù)防急慢性中毒事件的發(fā)生，為改善作業(yè)場所空氣質(zhì)量，保護人群健康提供依據(jù)；為制定作業(yè)場所的空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準和相應(yīng)的法規(guī)提供科學依據(jù)。

檢驗工作場所空氣中的有毒有害物質(zhì)，一直是空氣理化檢驗工作的重要任務(wù)。從空氣理化檢驗的總體任務(wù)來說，雖然目前工作重點已由原來的室外空氣檢驗向室內(nèi)空氣檢驗轉(zhuǎn)移，但由于工作場所往往可能固定地、長期地、集中地排放高濃度空氣污染物，對局部空氣造成嚴重污染，對相對固定的人群造成長期危害，因此，這一工作依然是空氣理化檢驗的重要任務(wù)。

按照檢驗?zāi)康模�空氣理化檢驗可分為三類。

1．環(huán)境污染監(jiān)測　主要監(jiān)測對象是室內(nèi)、公共場所和工作場所的空氣，檢驗和判斷生活、生產(chǎn)環(huán)境現(xiàn)狀是否合乎國家衛(wèi)生標準。了解和掌握特定范圍內(nèi)空氣污染情況，對空氣質(zhì)量進行評價，預(yù)報污染范圍和程度，為修訂、制定國家衛(wèi)生標準提供科學依據(jù)，為治理空氣污染提供依據(jù)。

目前，環(huán)境污染監(jiān)測工作的重點是室內(nèi)環(huán)境空氣中有毒有害物質(zhì)的檢測。

2．特定目的監(jiān)測　它包括事故性監(jiān)測、仲裁監(jiān)測、考核驗證監(jiān)測和咨詢服務(wù)監(jiān)測。

空氣中有毒有害污染物質(zhì)種類很多，不管出于哪種特定檢測目的，都不可能對所有污染物質(zhì)制訂衛(wèi)生標準、制訂限制排放標準和實行控制，很難對所有污染物進行全面的衛(wèi)生理化檢驗，只能優(yōu)先選出一些重要的污染物質(zhì)進行檢驗、控制�？諝饫砘瘷z驗工作中，往往根據(jù)特定目的選擇一種或幾種污染物進行檢驗。這種優(yōu)先選擇的有毒有害污染物稱為（環(huán)境)優(yōu)先污染物；對優(yōu)先污染物的監(jiān)測稱為優(yōu)先（污染)監(jiān)測。

空氣理化檢驗工作的目的是研究污染物暴露對人體健康影響的暴露水平。目前，檢驗工作已把個體接觸量監(jiān)測作為一個重要的特定目的。通過個體接觸量的監(jiān)測值可以估算出吸入空氣污染物劑量的大小，為評價空氣污染對健康影響提供依據(jù)。

3．污染源的監(jiān)測　通過檢測污染源（pollution source)排放空氣污染物的種類和濃度，判斷污染源造成的污染程度，有利于采取相應(yīng)措施改善空氣質(zhì)量。在污染源的監(jiān)測工作中，同時要對有害物質(zhì)排放口凈化裝置的性能進行評價。通過對污染源的長期監(jiān)測，為修訂現(xiàn)行有毒有害物質(zhì)的排放標準和環(huán)境保護法規(guī)提供科學依據(jù)。

三、空氣理化檢驗的主要內(nèi)容

空氣理化檢驗包括兩大方面的工作：空氣自然環(huán)境物理因素的測定；空氣污染物的檢驗。最主要的工作是對空氣污染物的理化檢驗，一般按照以下原則，即根據(jù)污染的程度，選擇毒性大、擴散范圍廣、危害嚴重的、已經(jīng)建立了可靠分析方法，并能保證獲得準確檢驗結(jié)果的污染物作為優(yōu)先污染物，再進行優(yōu)先（污染)檢測。當有多種污染物符合上述條件，又不能同時對其進行檢驗時，應(yīng)按照下列原則進行優(yōu)先檢驗：①污染范圍較大的優(yōu)先檢驗；②污染嚴重的優(yōu)先檢驗；③樣品具有廣泛代表性的優(yōu)先檢驗。

空氣理化檢驗工作有以下主要內(nèi)容。

1．顆粒物的測定　包括生產(chǎn)性粉塵濃度的測定，生產(chǎn)性粉塵分散度的測定，游離二氧化硅的測定，可吸入顆粒物（inhalable particle，IP)的測定，灰塵自然沉降量的測定等；

2．無機污染物的測定　如鉛、錳、汞、二氧化硫等物質(zhì)的測定；

3．有機污染物的測定　如苯系物、農(nóng)藥、甲醛等物質(zhì)的測定；

4．空氣污染物的快速測定　快速測定是處理突發(fā)事件最常用的檢驗手段，是工作場所防止急性中毒的重要預(yù)防措施；

5．氣象參數(shù)的測定　為了確定空氣污染物的濃度，對測定結(jié)果進行補充說明，空氣理化檢驗工作中還需測定氣溫、氣壓、氣濕、風速等氣象參數(shù)。

目前，從檢驗工作的重點來看，國內(nèi)外空氣理化檢驗的主要工作內(nèi)容正在由對室外空氣污染物的檢驗轉(zhuǎn)向?qū)κ覂?nèi)空氣污染物的檢驗；由主要對無機污染物的檢驗轉(zhuǎn)向主要對有機污染物的檢驗。室內(nèi)空氣理化檢驗的主要內(nèi)容包括化學污染物和顆粒物（particle)的檢驗。室內(nèi)化學污染物包括十一項：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫、氨、臭氧、甲醛、苯、揮發(fā)性有化合機物（volatileorganic compound，VOC)、苯并[a]芘 、氡及其子體。這些項目與前面五大測定項目中的相關(guān)內(nèi)容大體相同，但檢測室內(nèi)甲醛和VOC具有重要意義。室內(nèi)甲醛的來源很多，對室內(nèi)空氣污染嚴重。根據(jù)WHO定義，常壓下，沸點在50～260℃的各種有機化合物稱為VOC，常用總揮發(fā)性有機化合物（total volatileorganic compound，TVOC)表示室內(nèi)空氣中VOC總的質(zhì)量濃度。當室內(nèi)空氣質(zhì)量好壞與人的呼吸無關(guān)，而是因為建筑材料、裝飾材料和日用品造成時，TVOC是表征室內(nèi)污染程度的一項很好的綜合指標。

四、空氣理化檢驗的基本步驟

空氣理化檢驗項目很多，但各項檢驗工作步驟大體相同，具有六個基本步驟。

（一)現(xiàn)場調(diào)查，收集資料，制定采樣方案

空氣污染物的形態(tài)、遷移、轉(zhuǎn)化和二次污染物的形成，都受時間、空間、氣象條件和地理等因素的影響。為了正確選擇待測污染物，確定采樣點，制訂檢驗方案，應(yīng)對現(xiàn)場空氣污染背景進行下列調(diào)查：①調(diào)查污染源分布、排放情況。主要掌握污染源的類型、數(shù)量、位置，了解污染物種類和排放量。有生產(chǎn)活動的還要了解生產(chǎn)原料、燃料及其消耗量。要注意區(qū)分是一次污染物還是二次污染物；二次污染物是在大氣中形成的，其高濃度可能在遠離污染源的地方，應(yīng)在相應(yīng)地點設(shè)計采樣點；②收集氣象資料。主要收集風向、風速、氣溫、氣壓、相對濕度資料；有時還要收集氣溫的垂直梯度、降水量、日照時間等資料。利用氣象資料分析污染物在空氣中的擴散、輸送和理化性質(zhì)的改變；③收集地形資料。地形對風向、風速和大氣穩(wěn)定度影響很大，地形資料是指導(dǎo)設(shè)計采樣點的重要因素；④收集土地利用和功能分區(qū)等情況；⑤收集人口分布和人群健康情況；⑥收集以往的衛(wèi)生檢驗資料。

檢驗人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場資料制訂采樣方案。

（二)確定檢驗項目

空氣污染物種類很多，應(yīng)根據(jù)優(yōu)先監(jiān)測原則，選擇那些危害大，涉及范圍廣，已建立了成熟測定方法，并有衛(wèi)生標準可供比較的項目進行檢驗。

各國對大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測的項目大同小異，我國規(guī)定的必測項目有二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、硫酸鹽化速率和灰塵自然沉降量；選測項目有一氧化碳、光化學氧化劑、氮氧化物、鉛、汞、苯并[a]芘、總烴及非甲烷烴、可吸入顆粒物等。

當檢驗?zāi)康�、檢驗任務(wù)十分明確時，可按照國家規(guī)定的空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準，根據(jù)現(xiàn)場污染物排放的特點確定檢驗項目。

（三)設(shè)計采樣點、采樣時間、采樣頻率和采樣方法

采樣點設(shè)置合理是決定檢測結(jié)果正確性的重要因素之一，必須根據(jù)待測污染物特點和現(xiàn)場實際情況合理布設(shè)采樣點。要根據(jù)檢驗?zāi)康�、污染物分布特征和人力、物力等因素來設(shè)計采樣時間和采樣頻率。污染物不同，采樣時間和采樣頻率要求可能不同，有的按規(guī)定可多次短時間采樣，有的要連續(xù)不斷地、長時間地一次性采樣。采樣時間太短，試樣沒有代表性，檢驗結(jié)果不能反映現(xiàn)場污染物濃度隨時間的變化情況。短時間采樣只適用于現(xiàn)場初步調(diào)查和污染物濃度很高的事故性污染等應(yīng)急檢測。合理選用采樣方法是保證樣品測定結(jié)果可靠性的又一個重要因素。制訂樣品采樣方案時，要根據(jù)污染物的理化性質(zhì)、存在狀態(tài)、污染程度以及分析方法的靈敏度來選擇采樣方法。

（四)空氣樣品的保存與預(yù)處理

空氣樣品有三種保存方法：①密封保存。將樣品放在干燥潔凈的容器中，封口保存；②冷藏保存。對于一些易揮發(fā)、易變質(zhì)的樣品應(yīng)冷藏保存；③化學保存法。在樣品中加入化學試劑，抑制微生物生長、防止沉淀生成、阻止樣品分解，以便穩(wěn)定待測組分的組成和形態(tài)�？諝鈽悠窇�(yīng)該盡快分析，保存時間越短越好。

為了消除干擾，使待測物形態(tài)、濃度適應(yīng)檢驗方法要求，檢驗工作中還要根據(jù)樣品類型和待測污染物特征，選擇適當?shù)念A(yù)處理辦法處理樣品。待測物是無機物時，一般選用無機試劑進行提��；待測物是有機物時，一般采用有機溶劑提取。具體處理方法有濕法（溶解法)、干法（熔融法)和特殊分解法，應(yīng)選擇使用。

（五)樣品的分析測定

對樣品進行分析測定是空氣理化檢驗工作的主要內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)樣品特征、待測組分的特點，選擇適宜的檢驗方法。

空氣理化檢驗方法主要分為化學分析法和儀器分析法兩大類�；瘜W分析法的主要特點是：準確度高，相對誤差一般小于0.2%；儀器設(shè)備簡單；靈敏度較低，只適用于測定常量組分。儀器分析法的共同特點有：①靈敏度高，適用于微量、痕量、超痕量組分的檢測；②選擇性好，對試樣預(yù)處理要求簡單；③響應(yīng)快速，易實現(xiàn)連續(xù)自動監(jiān)測；④可幾種儀器聯(lián)用，能發(fā)揮多種儀器的優(yōu)勢。目前，主要依賴現(xiàn)代化高精度大型儀器檢驗分析復(fù)雜樣品；⑤準確度不太高，相對誤差較大，通常達到百分之幾，在的甚至更差。因此，要特別注意儀器分析的局限性。這種準確度水平雖然完全滿足空氣樣品中低含量組分的檢驗要求，但分析常量污染物時，其準確度沒有滴定分析、重量分析方法的高。另外，儀器分析法一般都需要用一種或多種標準物質(zhì)進行校準，而很多標準物質(zhì)又需要先用化學分析方法進行標定；加之儀器價格昂貴，設(shè)備復(fù)雜，選用分析測試方法時要根據(jù)情況，取長補短，配合使用。

從儀器分析方法的種類來看，目前應(yīng)用最多的檢測方法是分光光度法和氣相色譜法。實際工作中按照以下原則選擇空氣理化檢驗方法：

1．選擇國家標準方法、推薦方法。沒有兩類方法時，可以選擇國外的標準方法。選用統(tǒng)一的方法檢驗樣品，其結(jié)果具有可比性。若一個待測組分有幾個標準方法時，可根據(jù)具體條件選用。

2．根據(jù)樣品中待測組分的含量選用分析方法。分析常量污染物時選用化學分析法，否則選用儀器分析法。

3．分析多組分樣品時，盡可能選擇既可分離組分又可測定組分的分析方法，如色譜法等。

4．有條件時，盡可能選擇具有專屬性單項成分檢驗儀器（如甲醛檢測儀等)進行檢驗。

5．在經(jīng)常性的檢驗工作中，盡可能選用連續(xù)自動測定儀。有些污染物還可以采用生物學方法進行檢驗。

（六)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果報告

空氣理化檢驗的整個實驗過程始終存在誤差，影響檢驗結(jié)果。為了獲得準確的檢驗結(jié)果，必須先對檢驗的原始數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計處理，再將結(jié)果與國家衛(wèi)生標準進行比較，做出衛(wèi)生評價，報告檢驗結(jié)果。

五、空氣理化檢驗的發(fā)展趨勢

（一)發(fā)展歷史與成就

我國空氣理化檢驗工作經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：

第一階段是20世紀50年代后期開始的居民區(qū)大氣監(jiān)測。以保護居民健康為目的，監(jiān)測和評價由工廠排放的煙氣和廢氣對周圍環(huán)境所造成的大氣污染狀況。

第二個階段是20世紀80年代初開展的大氣監(jiān)測。以保護生態(tài)環(huán)境和健康為目的，監(jiān)測、評價環(huán)境大氣質(zhì)量。

第三階段是1987年以后開展的公共場所空氣監(jiān)測。以確保室內(nèi)公共場所空氣質(zhì)量，保護人們身體健康為目的，國家批準頒發(fā)了［1987］24號《公共場所衛(wèi)生管理條例》，指導(dǎo)開展各類公共場所空氣質(zhì)量的監(jiān)測。

第四個階段是21世紀以來，我國快速發(fā)展室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測。

在這四個發(fā)展歷史階段中，我國空氣理化檢驗工作取得了五項成就。

一是建立了規(guī)范化的空氣理化檢驗方法，為保障空氣理化檢驗結(jié)果的可靠性、可比性奠定了基礎(chǔ)；對確保正確評價空氣質(zhì)量、執(zhí)行有關(guān)衛(wèi)生標準和衛(wèi)生法規(guī)具有重大意義。

二是參加了全球大氣監(jiān)測，動態(tài)監(jiān)測了我國大氣質(zhì)量狀況。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP)和WHO建立了全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（GlobalEnvironmental Monitoring System, GEMS)，全球大氣監(jiān)測系統(tǒng)（GEMS/Air)是GEMS的重要組成部分，它通過監(jiān)測人口高度集中地區(qū)的空氣質(zhì)量，長期觀察全球大氣污染水平和變化趨勢，估計和評價大氣污染對地球生態(tài)和人類健康的影響。我國以中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所為技術(shù)中心，北京、上海、沈陽、西安和廣州作為參加城市，參加了GEMS/Air國際合作，動態(tài)監(jiān)測我國大氣質(zhì)量。結(jié)果表明，我國空氣污染十分嚴重，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

三是開展了個體接觸量監(jiān)測，利用衛(wèi)生檢驗結(jié)果更好地反映了污染物與疾病之間的劑量‑效應(yīng)關(guān)系。個體接觸量是指以人體為靶標，對污染物與人體接觸，特別是與鼻、嘴等呼吸器官相接觸的量。測定時，由選定的人群攜帶個體采樣器，通過跟蹤其正常的活動規(guī)律進行連續(xù)采樣或間斷采樣，測定每人每日對污染物的接觸量，測定一天內(nèi)或一段時間內(nèi)污染物濃度的變化情況。個體接觸量的監(jiān)測結(jié)果不是某一固定地點采樣、測定的結(jié)果，而是一個人室內(nèi)外實際生活、工作活動（包括工作、休息、吃飯、走路、乘車等)時的接觸量。這種檢驗結(jié)果不但反映了污染物每天進入人體的總量、平均濃度和時間加權(quán)平均濃度，而且還可以反映出不同時間段污染物的總量和平均濃度。結(jié)合大量的人體健康檢查，個體接觸量監(jiān)測數(shù)據(jù)能很好地反映出污染物與疾病之間的劑量‑效應(yīng)關(guān)系，是評價空氣污染對健康影響的依據(jù)。近年來，我國先后研制了CO、NO₂和PM10等個體采樣器，為人們普遍關(guān)注的室內(nèi)空氣污染和個體接觸量的評價監(jiān)測提供了最適用的采樣裝置。

四是大力開展了室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生檢驗工作，使空氣理化檢驗工作更加具有衛(wèi)生學意義�？諝馕廴景�括室內(nèi)、室外空氣污染兩部分。由于人們每天80%～90%的時間在室內(nèi)生活或工作，所呼吸的空氣主要來自于室內(nèi)，接觸室內(nèi)空氣污染物的時間明顯多于室外。另外，室內(nèi)污染源就在室內(nèi)微小的環(huán)境中產(chǎn)生、積累有毒有害物質(zhì)，直接作用于人體，室內(nèi)空氣污染問題更應(yīng)受到重視。因此，我國近年來開展的個體接觸量監(jiān)測，使空氣理化檢驗工作更具衛(wèi)生學意義。

五是大力開展了空氣采樣儀器、檢測儀器和氣體標準物質(zhì)的研究開發(fā)工作，為我國空氣理化檢驗工作的質(zhì)量保障創(chuàng)造了物質(zhì)條件。

（二)發(fā)展趨勢

根據(jù)近年來發(fā)生的一些公共衛(wèi)生事件，由國內(nèi)外檢驗工作的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀可見，空氣理化檢驗呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。

1．主要檢驗對象由無機物轉(zhuǎn)向有機物　重點關(guān)注嚴重影響人體健康的有機污染物，完善和建立有機污染物的檢驗方法。從我國開展空氣檢驗工作的四個階段可見，我國較早開展了對空氣中無機物的監(jiān)測，形成了一套較為完整的檢驗方法，研制了相關(guān)的儀器設(shè)備。通過城市空氣監(jiān)測系統(tǒng)，比較清楚地了解了空氣中無機物污染狀況；但對空氣中的許多有機污染物的污染狀況還不十分清楚，有的還沒有成熟的檢驗方法和儀器。例如，我國調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)以來，逐步改燃煤燃料為燃氣、燃油燃料，減少了總懸浮顆粒物（totalsuspended particulates，TSP)和SO₂等無機物對空氣的污染，但新燃料所產(chǎn)生的有機物的污染水平、污染類型、污染特征以及對人體健康有什么影響，人們知之不多。二噁英、多環(huán)芳烴等有機物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變等毒性作用，嚴重影響人體健康，急需加強監(jiān)測�？諝庵杏袡C污染物種類繁多，成分復(fù)雜，含量甚微，應(yīng)盡快研究相關(guān)的采樣方法、分離方法和理化檢驗方法。

2．主要檢驗范圍由室外轉(zhuǎn)向室內(nèi)  重點關(guān)注室內(nèi)空氣污染物對人體健康的影響，完善室內(nèi)空氣質(zhì)量的衛(wèi)生標準和檢驗方法。由于室內(nèi)裝飾、家用化學品的使用，空調(diào)的使用導(dǎo)致室內(nèi)通風量減少，空氣污染物擴散稀釋速度減慢，室內(nèi)空氣污染嚴重；加之現(xiàn)代生活方式使人們生活在封閉空間的時間增多，使室內(nèi)空氣污染問題更加突出，空氣理化檢驗工作的主要任務(wù)已由主要進行室外空氣污染物的檢驗轉(zhuǎn)向主要進行室內(nèi)空氣污染物的檢驗。主要包括

（1)建立長期暴露于低劑量空氣污染物接觸水平的檢驗監(jiān)測方法；

（2)充實完善室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準和配套的衛(wèi)生檢驗方法；制訂家用化學品的衛(wèi)生標準和衛(wèi)生檢驗方法；建立規(guī)范快速的檢驗方法，完善、提高室內(nèi)現(xiàn)場實時檢測技術(shù)水平，以適應(yīng)衛(wèi)生監(jiān)督、衛(wèi)生執(zhí)法和處理現(xiàn)場突發(fā)事件的需要。

（3)開展室內(nèi)裝飾裝修材料和用品的衛(wèi)生監(jiān)測（health monitor)工作及安全評價工作，為制定室內(nèi)材料和用品的衛(wèi)生標準、控制室內(nèi)污染提供科學依據(jù)。

（4)建立室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品性能的評價方法。

3．在顆粒物的檢驗中，由主要開展TSP檢驗轉(zhuǎn)向主要進行細顆粒物（fine particulate matter)對人體健康影響的監(jiān)測　主要是建立PM2.5等細顆粒物的衛(wèi)生標準。目前，我國城市正逐步由煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槠�車排氣型空氣污染，汽車尾氣排出的細顆粒物吸附大量的有毒物質(zhì)，進入人體影響健康。特別是PM2.5吸附有毒物質(zhì)，并能直接沉積在呼吸道深部的肺泡內(nèi)，危害極大。我國對TSP污染的研究較多，污染水平比較清楚，但對細顆粒物的健康效應(yīng)研究剛剛起步，對細顆粒物（PM2.5)的研究更少。開展相關(guān)檢驗工作，盡快制定我國細顆粒物（PM2.5)衛(wèi)生標準非常必要。

4．大氣監(jiān)測項目趁于全面、合理，監(jiān)測范圍不斷擴大 不僅重視當時的大氣環(huán)境污染監(jiān)測工作，而且著眼于未來的大氣環(huán)境質(zhì)量；不僅監(jiān)測直接危害人體的污染因素，而且加強對引起全球大氣環(huán)境質(zhì)量下降的全球大氣環(huán)境問題及間接污染因素的監(jiān)測。通過GEMS/Air系統(tǒng)，實行跨國界、跨區(qū)域及全球范圍的聯(lián)合監(jiān)測，室外大氣監(jiān)測范圍不斷擴大。

5．檢驗技術(shù)向高度自動化方向發(fā)展  我國空氣理化檢驗技術(shù)路線的主要發(fā)展方向是，以空氣自動檢測技術(shù)為主導(dǎo)，連續(xù)自動采樣­­‑­實驗室分析為基礎(chǔ)，被動式吸收采樣技術(shù)和可移動自動監(jiān)測技術(shù)為輔助的技術(shù)路線。

總的來說，我國空氣衛(wèi)生檢驗工作已經(jīng)進入一個新的階段，主要工作范圍從室外逐漸轉(zhuǎn)向室內(nèi)，檢驗工作的主要對象從無機污染物轉(zhuǎn)向有機污染物，并側(cè)重于有機污染物、細顆粒污染物和室內(nèi)空氣污染物對人體健康效應(yīng)的監(jiān)測，自動化檢驗技術(shù)快速發(fā)展。

（呂昌銀)

第二節(jié) 空氣污染及其危害

一、空氣污染

自然狀態(tài)的空氣是無色、無臭、無味的混合氣體。在一般情況下，空氣的各組分幾乎是恒定的。空氣的主要成分是氮氣和氧氣，它們占空氣總量的99.03%；其余的主要是氬氣和二氧化碳，是空氣的次要成分；氦、氖、氪、氙、臭氧、一氧化二氮、甲烷等物質(zhì)，若占空氣總量的0.10%，是空氣的痕量成分。

各種自然現(xiàn)象的變化可引起空氣正常組成的變化，如火山爆發(fā)，大量的塵埃、SO₂和硫化物等氣體進入空氣；雷電產(chǎn)生的NO、NO₂和森林火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵和CO₂都會污染空氣。一般來講，自然現(xiàn)象引起的空氣污染往往是局部的和短暫的。而人類活動，特別是化石燃料（煤和石油)的大量使用，將許多有害物質(zhì)如煙塵、SO₂、NO_x、CO和碳氫化合物等排放到空氣中，使空氣中有害物質(zhì)的濃度增加，給人類帶來了嚴重的危害。隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展和生活水平的提高，向空氣中排放的污染物的數(shù)量越來越多，種類也越來越復(fù)雜，從而引起空氣質(zhì)量的嚴重下降，不僅危害人類的健康，而且對地球的整個生態(tài)系統(tǒng)和國民經(jīng)濟的發(fā)展都會造成極其嚴重的影響。

空氣污染是由于人為的或自然的原因，使一種或多種污染物混入空氣中，并達到一定濃度，超過了空氣的自凈能力，致使空氣原有的正常組成、性狀發(fā)生了改變，對人體健康和生活條件造成了危害，對動植物產(chǎn)生不良影響的空氣狀況。常見的空氣污染物主要有顆粒物、SO₂、NO_x、CO、碳氫化合物（包括多環(huán)芳烴)等。空氣中常見的對人體健康影響較大的微量污染物主要是苯并[a]芘（benzo[a]pyrene，B[a]P)、二噁英、H₂O₂、羥自由基、甲醛、鉛、氟化物等。

空氣污染指數(shù)（air pollution index，API)是表示空氣綜合質(zhì)量狀況的指標。API就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式，并分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況，適合于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。API指數(shù)所選擇的評價因子為PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃，其中PM10、SO₂、NO₂為必測因子。API由多個分指數(shù)（I_i)所組成，I_i的計算方法是將污染物實測濃度的日均值或小時均值代入分段線形方程進行計算，對于第i種污染物的第j個折點（I_{m.zxtf.net.cn/pharm/i.j}，c_i.j)的分指數(shù)值和相應(yīng)的濃度值可查表1-1確定。

表1-1  空氣污染指數(shù)相對應(yīng)污染物濃度（mg/m³)限值

注：PM10、SO₂和NO₂為日均值；CO和O₃為小時均值。

當?shù)?i>i種污染物c_i.j≤c_i≤c_i.j+1時，其分指數(shù)為：

式中，I_i為第i種污染物的污染分指數(shù)；c_i為第i種污染物的濃度測定值；I_i.j為第i種污染物j轉(zhuǎn)折點的污染分項指數(shù)值；I_i.j+1為第i種污染物j+1個轉(zhuǎn)折點的污染分項指數(shù)值；c_i.j為第j轉(zhuǎn)折點i種污染物的（對應(yīng)于I_i.j+1)濃度限值；c_i.j+1為第j+1轉(zhuǎn)折點i種污染物（對應(yīng)于I_i.j+1)濃度限值。

污染指數(shù)的計算結(jié)果只保留整數(shù)，小數(shù)點后的數(shù)值全部進位。各種污染物的污染分指數(shù)都計算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API，該項污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。

我國空氣污染指數(shù)分為五級，API值小于等于50，表明空氣質(zhì)量為優(yōu)，相當于達到國家空氣質(zhì)量一級標準，符合自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其它需要特殊保護地區(qū)的空氣質(zhì)量要求。API值大于50且小于等于100，表明空氣質(zhì)量良好，相當于達到國家空氣質(zhì)量二級標準。API值大于100且小于等于200，表明空氣質(zhì)量為輕度污染，相當于達到國家空氣質(zhì)量三級標準，長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。API值大于200且小于、等于300，表明空氣質(zhì)量較差，超過國家空氣質(zhì)量三級標準，一定時間接觸后，對人體危害較大。API值大于300，空氣質(zhì)量狀況屬于重度污染，此時，所有人的健康都會受到嚴重影響。

世界上許多國家和地區(qū)都有各自的空氣污染指數(shù)發(fā)布系統(tǒng)，如美國、英國和我國的臺灣地區(qū)采用的是污染物標準指數(shù)（pollutantstandard index，PSI)，馬來西亞、我國的香港則采用API指數(shù)。PSI和API大同小異，僅在污染物監(jiān)測項目和評價標準方面稍有不同而已�？諝馕廴局笖�(shù)所對應(yīng)的空氣質(zhì)量狀況及其對人體健康的影響，以及建議采取的措施見表1-2。

表1-2  空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別

二、空氣污染的危害

（一)重大的空氣污染事件

1．倫敦煙霧事件  英國倫敦曾經(jīng)多次發(fā)生大氣煙霧事件，其中最嚴重的一次發(fā)生在1952年12月5～9日，由于短時間內(nèi)全市取暖用煤排放大量的SO₂和煙塵，加之特殊的地形和氣象條件，空氣中的污染物難以擴散，倫敦上空連續(xù)4～5天煙霧彌漫，造成了嚴重的空氣污染。與歷年同期相比，在發(fā)生嚴重煙霧的第一周，該地區(qū)的死亡人口總數(shù)大量增加，第二周內(nèi)死亡的人數(shù)仍較平時成倍增加。

2．光化學煙霧事件  在日光紫外線的照射下，汽車尾氣中的氮氧化物（NO_x)和碳氫化合物經(jīng)過一系列的光化學反應(yīng)后，可生成刺激性很強的光化學氧化劑（photochemicaloxidant)，其主要成分是臭氧、醛類和各種過氧�；�硝酸酯（peroxyacyl nitrates，PANs)。20世紀40年代以來，世界上許多汽車流量大的城市都發(fā)生過光化學煙霧（photochemicalsmog)事件。1943、1946、1954、1955年，美國洛杉磯發(fā)生過一系列的嚴重光化學煙霧中毒事件。1955年的光化學煙霧事件是在37.8℃以上高溫情況下發(fā)生的，煙霧滯留市內(nèi)數(shù)日不散，引起嚴重的眼、鼻、喉、呼吸道刺激，出現(xiàn)眼睛紅腫、流淚、喉痛、咳嗽、胸痛、紅眼病流行，甚至呼吸衰竭死亡；65歲以上的人群死亡率明顯升高。

3．天然氣井噴事件  2003年12月23日，我國一礦井發(fā)生天然氣井噴事故，富含硫化氫和二氧化碳的天然氣隨空氣迅速擴散，大量劇毒的硫化氫氣體沿著峽谷地帶迅速蔓延，對大面積的環(huán)境空氣造成嚴重污染，直接威脅當?shù)厝藗兊纳�命安全�?/p>

4．氯氣泄露事件  2004年4月16日，我國一化工總廠的冷凝管破裂，鹽水流入液體氯氣罐，進行化學反應(yīng)后發(fā)生爆炸，大量氯氣泄露，在空氣中迅速彌漫，造成嚴重的空氣污染事故。

（二)全球性的大氣環(huán)境問題

目前與大氣污染相關(guān)，影響全球環(huán)境的主要問題是溫室效應(yīng)、酸雨和臭氧層破壞。

1．溫室效應(yīng)  人類在生產(chǎn)和生活過程中排入大氣中的某些氣體污染物能吸收太陽和地表發(fā)射的熱輻射，使大氣增溫，從而對地球起保溫作用，稱為溫室效應(yīng)（greenhouse effects)。能引起溫室效應(yīng)的氣體稱為溫室氣體（greenhouse gas)，主要包括CO₂、甲烷（CH₄)、氧化亞氮（N₂O)、氯氟烴（氟里昂，CFCs)等。各種溫室氣體對溫室效應(yīng)的貢獻率不同，CO₂為55%、CH₄為5%、N₂O為6%、CFCs為24%。由此可見，CO₂是全球變暖的主要原因。

產(chǎn)生溫室效應(yīng)的后果是：冰山冰川融化，海平面上升，洪水泛濫；森林減少，農(nóng)作物產(chǎn)量降低；人群中生物性疾病和熱有關(guān)死亡數(shù)增加；地球生物多樣化減少，甚至使一些生物滅絕。近百年來，地球表面的溫度升高了0.3～0.6℃，海平面上升了10～25 cm。

在1992年召開的聯(lián)合國第二次環(huán)境與發(fā)展大會上，包括中國在內(nèi)的166個國家簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC)。1997年發(fā)表的《京都議定書》規(guī)定了15個發(fā)達國家的溫室氣體限排、減排任務(wù)和時間。我國于1998年簽署了《京都議定書》。

2．酸雨  酸雨（acid rain)是指pH＜5.6的酸性降水，包括雨、雪、雹和霧等。酸雨的形成受多種因素的影響，其前提物是SO₂和NO_x，其中SO₂對全球酸沉降的貢獻率為60%～70%。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，近20年來我國的酸雨區(qū)逐漸擴大，已達國土面積的30%，成為繼歐洲、北美之后的第三大酸雨區(qū)。我國酸雨中硫酸根和硝酸根之比約為10:1，說明我國酸雨主要由SO₂形成。隨著交通運輸?shù)陌l(fā)展，NO_x對酸雨的形成越來越重要。

酸雨具有多方面的危害：①引起呼吸道和眼睛慢性炎癥；②影響很多水生生物和土壤中生物的生存；③造成地表水的pH值降低，增加輸水管管壁材料中金屬化合物的溶出量，使水質(zhì)惡化變質(zhì)；④使土壤酸化，有毒金屬進入農(nóng)作物再進入人體；⑤破壞森林、植被，腐蝕建筑物、文物古跡，損害農(nóng)作物。

3．臭氧層破壞  臭氧層破壞(destructionof ozonosphere)是指近幾十年來，平流層中的臭氧層逐漸變薄，在南北極甚至出現(xiàn)臭氧空洞（ozone hole)的現(xiàn)象。1985年科學家首次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞，后來在北極、青藏高原也觀察到這一現(xiàn)象。過去30年臭氧空洞逐漸增大，2000年測定南極大陸上空洞面積達2800萬km²。

人類使用含氯氟烴（CFCs)、溴代氟烴等化學物質(zhì)是引起臭氧層破壞的主要原因。CFCs亦稱氟利昂（freon)，主要是指一氟三氯甲烷（CFC-11)和二氟二氯甲烷（CFC-12)。自然界不產(chǎn)生CFCs，1929年美國生產(chǎn)CFCs以來，CFCs已廣泛用作制冷劑、氣溶膠推進劑、發(fā)泡劑、溶劑和氟樹酯原料。CFCs排放進入大氣后，由于缺乏短波紫外線作用，它在對流層的其降解十分緩慢（半衰期10～50年)；到達平流層后，CFCs受到短波紫外線作用而發(fā)生光解，釋放出游離氯，后者與O₃作用生成氧，從而破壞了大氣的臭氧層。溴代氟烴（哈龍，Halons)有溴三氟乙烷（FC-1301)和溴氯二氟乙烷（FC-1211)等滅火劑和溴代甲烷（CH₃Br)和二溴乙烷（CH₂BrCH₂Br)熏蒸劑等，它們排放到大氣后，可轉(zhuǎn)移至平流層，使平流層的游離溴離子濃度大幅度上升。溴與氯有協(xié)同作用，可加速臭氧的消耗。

大氣平流層的臭氧幾乎可全部吸收來自太陽的短波紫外線，使人類和其它生物免遭紫外線輻射的傷害。臭氧層破壞給人類帶來多方面的影響：①增加皮膚癌和白內(nèi)障的發(fā)病率，皮膚癌多為基底和鱗狀細胞癌及惡性黑色素瘤。美國環(huán)境保護局依據(jù)以往鱗狀細胞癌的發(fā)生資料估計，O₃每減少1﹪，該類癌癥的發(fā)生率將增加2﹪～3﹪。另有人估計，總O₃減少1﹪，基底細胞癌、鱗狀細胞癌和皮膚黑瘤的發(fā)生率將分別增加4﹪、6﹪和2﹪；②導(dǎo)致嚴重的皮膚灼傷，對淺膚色的人們尤其如此；③影響其它生物的生存和繁殖；④ 引起全球范圍內(nèi)氣侯變化。

（三)空氣污染的危害

1．對人體健康的影響  大氣污染對人體的直接危害一方面取決于大氣污染物的性質(zhì)、濃度、持續(xù)作用時間、作用方式及污染物間的聯(lián)合作用，另一方面也取決于機體的抵抗力。由于污染物的理化性質(zhì)和毒性不同，來源不同，侵入機體的途徑、毒害作用機理和在體內(nèi)的代謝、蓄積、排出途徑等各不相同，同時污染大氣的污染物的數(shù)量、濃度不同，人群中各個體對污染物的暴露時間及機體的抵抗力的差異，造成的危害各不相同。

（1)急性危害：大氣中污染物在短時間內(nèi)急劇增高，可使當?shù)厝巳何�入大量污染物而引起急性中毒甚至死亡。大氣污染引起中毒的范圍大小不一，有時可波及整個工業(yè)城市；有時可影響一個或整個工業(yè)區(qū)；有時僅影響到工廠附近的居民點。發(fā)生急性中毒時，往往有一個比較嚴重的污染源或存在事故性排放，同時有不良的氣象條件和特殊的地形存在。世界各地曾發(fā)生過多次大氣污染引起的急性中毒事件，如震驚世界的“倫敦煙霧事件，整個城市被濃煙吞沒，超死亡人數(shù)達4000多人。1964年日本富山市因工廠氯氣管道破裂，氯氣外溢污染大氣，發(fā)生急性氯氣中毒，患者533人，住院43人。1984年12月3日凌晨，印度博帕爾市聯(lián)合農(nóng)藥廠滲漏45噸異氰酸甲酯，毒氣向下風向擴散，很快籠罩了約40 km²的地區(qū)。幾天內(nèi)死亡3000多人，52萬人受到傷害，其中10多萬人終生殘廢。近年來，我國空氣污染引起的急性危害事件屢有發(fā)生，比較典型的如重慶硫化氫井噴事件和氯氣泄露事件等。此外，車、船傾覆導(dǎo)致的化學物質(zhì)污染空氣的事件也時有發(fā)生，給人民的生命和財產(chǎn)都造成了嚴重的危害。

（2)慢性危害：大氣中低濃度有毒、有害污染物長期反復(fù)作用于人體則可發(fā)生慢性危害。大氣中的SO₂、NO₂、H₂S、氯氣、硫酸霧、硝酸霧和顆粒物不僅能對呼吸道、眼結(jié)膜產(chǎn)生急性刺激作用，而且還可長期反復(fù)刺激這些部位引起咽炎、喉炎、氣管炎和結(jié)膜炎等。呼吸道炎癥的反復(fù)發(fā)作，可以造成氣道狹窄，氣道阻力增加，肺功能不同程度的下降，最終形成慢性阻塞性肺部疾患（chronic  obstructive  pulmonary  disease，COPD)。大氣顆粒物中含有有毒元素，如鉛、鎘、鉻、氟、砷、汞等。世界上許多城市大氣中鎘、鋅、鉛、鉻的濃度分布趨勢與居民的心臟病、動脈硬化、高血壓、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、慢性腎炎、呼吸系統(tǒng)癥狀的分布趨勢一致。在大氣污染嚴重的地區(qū)，居民唾液溶菌酶和免疫性球蛋白A（SIgA)的含量均明顯下降，血清中的免疫指標也有所下降，表明大氣污染可抑制機體的免疫功能。大氣中某些污染物如甲醛、某些石油制品的分解產(chǎn)物均能使機體產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)，發(fā)生在日本四日市的哮喘事件就是典型的例子。大氣污染可導(dǎo)致肺部疾患，使肺功能下降，肺動脈壓升高，繼發(fā)肺心病。此外，某些污染物如CO、O₃、NO₂等能使血紅蛋白攜氧能力下降而造成組織缺氧，加重心臟負擔，使心臟病的患病率上升。

（3)致癌作用：空氣污染物中能檢出致癌物質(zhì)，如多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)及其衍生物和某些無機元素砷、鉛、鎘、鉻、鈹?shù)�，其中致癌性最強的是B[a]P。近幾十年來，國內(nèi)外許多研究表明，大氣污染程度與肺癌的發(fā)病率和死亡率呈正相關(guān)關(guān)系。許多研究結(jié)果均顯示：城區(qū)肺癌死亡率大于近郊區(qū)；近郊區(qū)又大于遠郊區(qū)。我國的研究發(fā)現(xiàn)，上海、沈陽、天津等大城市居民肺癌死亡率與大氣中B[a]P濃度有顯著的相關(guān)關(guān)系。毒理學實驗和流行病學研究都證實砷、B[a]P等污染物均有致癌作用。

表1-3 我國部分城市與其遠郊縣的男性肺癌調(diào)整死亡率(1/10萬)

2．對動物的危害  動物與人類共同生存在一個大氣環(huán)境里。大氣污染對人類的傷害，動物也不能幸免于難。凡是對人類造成嚴重危害的大氣污染事件，對動物也產(chǎn)生同樣的危害和影響。空氣污染對動物的危害，除污染物直接侵入造成傷害之外，還通過污染食品進入體內(nèi)，導(dǎo)致發(fā)病和死亡。因為動物沒有能力去選擇和鑒別某些具有毒性的食品，所以它們將比人類更容易遭受污染物的傷害和影響。根據(jù)有關(guān)文獻報道，美國一家煉鋼廠排放大量的二氧化硫、三氧化二砷等廢棄物，污染了廠區(qū)周圍的牧草，牧草中砷的含量高達1338 mg/kg，使周圍24km²內(nèi)的3500頭羊中毒死亡625頭。我國一家鋼鐵廠曾經(jīng)采用含氟量高的礦石原料，排放的煙中國衛(wèi)生人才網(wǎng)氣中氟含量很高，污染周圍的牧草和水源，引發(fā)牛、羊、馬等牲畜的骨骼變形、骨折等。酸性降水可導(dǎo)致淡水湖泊和河流的酸化，長期處于酸性的水體會影響魚類的繁殖，使魚群密度降低，甚至種群消滅。據(jù)報道，瑞典、挪威等國都出現(xiàn)過因酸雨造成的湖泊魚蝦絕跡的現(xiàn)象。

3．對植物的危害  大氣污染主要是通過三條途徑危害植物的生存和發(fā)育的：一是使植物中毒或枯竭死亡，二是減緩植物的正常發(fā)育，三是降低植物對病蟲害的抗御能力。植物受空氣污染的傷害以葉子最為嚴重，植物在生長期中長期接觸大氣的污染物，損傷了葉面，減弱了光合作用，抑制植物的生長發(fā)育�？諝馕廴疚锟赏ㄟ^植物葉面的氣孔進入植物體內(nèi)，干擾酶的作用，傷害其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使代謝機能出現(xiàn)障礙而引起植物枯黃，農(nóng)作物減產(chǎn)，嚴重時使植物死亡。各種有害氣體中，二氧化硫、氯氣和氟化氫等對植物的危害最大。

近年來，酸雨對植物的危害日益受到關(guān)注。酸雨對植物的毒害很大，它使植物的種子發(fā)芽率和幼苗的成熟率降低，影響光合作用的效率，降低土壤的肥力，因而造成森林枯萎，樹木死亡，農(nóng)作物減產(chǎn)。據(jù)報道，我國酸雨區(qū)面積在迅速擴大，已約占全國面積的30％，酸雨對我國農(nóng)作物、森林等影響巨大。降水的pH＜4.9時，將會對森林產(chǎn)生更明顯的損害。

4．對材料的損害  空氣污染物如SO₂、NO_x、Cl₂、H₂S等對各種材料和物品有腐蝕損壞作用，特別是對金屬制品、油漆、涂料、皮革、紙張、紡織品、橡膠制品和建筑物損害嚴重，造成巨大的經(jīng)濟損失。

酸雨對材料、建筑物及文物古跡的危害也十分嚴重。酸雨對金屬材料的腐蝕作用是通過電化學過程，使金屬表面的氧化保護層及其本身腐蝕而損害。硫酸酸霧、二氧化硫氣體能使紡織品、皮革、紙張變脆、涂料變質(zhì)。光化學煙霧能引起汽車的橡膠輪胎龜裂，金屬制品加速腐蝕。高濃度的氮氧化物能使尼龍織品腐蝕而破碎。英國在1952年“倫敦煙霧事件”后進行了調(diào)查，因煙霧造成的器物腐蝕損失高達8億多美元。 

（四)室內(nèi)空氣污染對健康的影響

繼18世紀的工業(yè)革命帶來煤煙污染、19世紀石油和汽車工業(yè)發(fā)展帶來光化學煙霧污染之后，現(xiàn)在人類又進入室內(nèi)空氣污染為標志的第三代污染時期，國際上公認室內(nèi)空氣污染是對健康危害最大的環(huán)境因素。據(jù)統(tǒng)計，全球近一半的人處于室內(nèi)空氣污染中，室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的氣管炎、支氣管炎和肺癌。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，室內(nèi)空氣污染導(dǎo)致人群發(fā)病率和死亡率逐年增加，造成巨大的經(jīng)濟損失。

1．刺激作用  室內(nèi)空氣中的主要污染物是甲醛及其它揮發(fā)性有機化合物。甲醛大量存在于裝飾材料、建筑材料、化妝品、清潔劑、殺蟲劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維中，室內(nèi)來源很多；甲醛造成的室內(nèi)污染已引起世界各國的高度重視。甲醛有刺激性，人的甲醛嗅覺閾為0.06 mg/m³，當甲醛濃度達到0.15 mg/m³時，可引起眼紅、眼癢、流淚、咽喉干燥、發(fā)癢、噴涕、咳嗽、氣喘、聲音嘶啞、胸悶、皮膚干燥發(fā)癢、皮炎等。甲醛還可引起變態(tài)反應(yīng)，主要是過敏性哮喘，還可引起過敏性紫瘢。

VOC是一類重要的室內(nèi)空氣污染物，目前已鑒定出500多種，常見的有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二異氰酸酯類等。它們各自的濃度往往不高，但多種物質(zhì)共存于時，其聯(lián)合作用是不可忽視的。目前認為，VOC對人體有一定刺激作用，能引起機體免疫水平失調(diào)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，出現(xiàn)頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶、食欲不振、惡心等，甚至可損傷肝臟和造血系統(tǒng)，并可引起變態(tài)反應(yīng)等。

2．不良建筑物綜合征（SBS)  某些建筑物內(nèi)，由于空氣污染、空氣交換率很低，以致在該建筑物內(nèi)活動的人群產(chǎn)生了一系列自覺癥狀，而離開建筑物后，癥狀即可消退。近年來，國外有關(guān)專家提出了SBS。SBS的主要癥狀表現(xiàn)為：眼、鼻、咽喉部位有刺激感，頭疼、易疲勞、呼吸困難、皮膚刺激、嗜睡，哮喘等非特異癥狀。

目前認為，SBS是多因素綜合作用的結(jié)果，而室內(nèi)空氣中的吸煙煙霧、甲醛、VOC、顆粒物、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、生物殺蟲劑等污染物是引起SBS的主要因素。盡管SBS是一種非致死和非致殘性病態(tài)綜合征，脫離“不良建筑物”之后，有關(guān)癥狀亦可以消失，但是，它可以長期困擾在“不良建筑物”中工作或生活的人，降低他們的工作效率，影響其健康和舒適水平；另外，不能排除那些導(dǎo)致SBS的危險因素的其他危害，例如甲醛和醛類化合物誘發(fā)的過敏性皮炎、哮喘；醛類和苯系物的潛在三致作用等等。因此，開展室內(nèi)空氣污染物的衛(wèi)生檢驗工作具有重要的現(xiàn)實意義。

3．致癌作用  室內(nèi)空氣污染與肺癌的相關(guān)關(guān)系已是不爭的事實。

根據(jù)流行病學研究資料，我國云南省宣威縣居民長期以煙煤為燃料，造成室內(nèi)PAHs污染，B[a]P污染尤其嚴重，是導(dǎo)致當?shù)胤伟└甙l(fā)的主要原因，肺癌死亡率居全國之首。經(jīng)檢測，燃煙煤農(nóng)戶室內(nèi)空氣中B[a]P濃度很高，最高的達到626.9 mg/100m³，超過我國環(huán)境空氣質(zhì)量標準600多倍。在當?shù)剡M行的居民室內(nèi)空氣中B[a]P濃度與肺癌死亡率之間關(guān)系的研究結(jié)果表明，人群肺癌死亡率隨室內(nèi)空氣中B[a]P濃度增高而升高，與吸煙率高低無關(guān)，這種現(xiàn)象在婦女當中表現(xiàn)尤為明顯。

食用油在加熱烹調(diào)時產(chǎn)生的油煙是肺鱗癌和肺腺癌的危險因素。煙焦油是香煙煙霧中微粒部分的濃縮物，含有B[a]P等10多種極強的致癌物和致突變物。建筑材料釋放的氡及其短壽命子體對人體健康的危害主要是引起肺癌。此外，裝飾材料中的苯可引起白血病，甲醛已被國際癌癥研究機構(gòu)列為可疑致癌物。

4．氟中毒  燃煤型氟中毒是一種由于燃煤污染空氣環(huán)境而引起的人體以骨組織病變?yōu)橹鞯娜�身性、慢性中毒性疾病。這類疾病在我國廣泛流行，分布于14個省、市、自治區(qū)。病區(qū)居民以高氟煤為燃料做飯、取暖，尤其在高寒潮濕地區(qū)，居民為防止剛收獲的玉米和蔬菜受潮變霉，將糧食掛在房內(nèi)烘烤，氟很容易被烘烤的食物吸收或吸附，導(dǎo)致烘烤后的糧食、蔬菜中的氟含量增高數(shù)倍至數(shù)百倍。病區(qū)居民生活在高氟環(huán)境中，他們約有2/3的時間在室內(nèi)活動和休息，加之經(jīng)常食用含高氟的食物，從而導(dǎo)致氟中毒。病人主要表現(xiàn)為氟斑牙、氟骨癥。此外對腎臟、肝臟、心臟、神經(jīng)以及免疫系統(tǒng)均有危害。

5．對心血管系統(tǒng)的影響  室內(nèi)空氣CO污染與動脈粥樣硬化、心肌梗塞、心絞痛有密切關(guān)系。據(jù)調(diào)查資料顯示，室內(nèi)CO污染水平與居民血液中碳氧血紅蛋白（COHb)含量成正相關(guān)，COHb增加可加強心肌缺氧的發(fā)展。

6．危害兒童健康  室內(nèi)空氣污染從多方面?zhèn)�害兒童的健康：首先，誘發(fā)兒童的血液性疾病。醫(yī)學研究證明，室內(nèi)空氣污染已成為誘發(fā)白血病的主要原因。其次，增加兒童哮喘病發(fā)病率。世界衛(wèi)生組織宣布：全世界每年有10萬人因室內(nèi)空氣污染而死于哮喘，而其中35%為兒童。我國1～5歲兒童哮喘患病率很高。第三，造成新生兒先天性異常。第四，引發(fā)新生兒心臟病。第五，使兒童的智力大大下降。

7．生物性變應(yīng)原引起的過敏癥  變應(yīng)原又稱過敏原，是一種能激發(fā)變態(tài)反應(yīng)的抗原性物質(zhì)。此種過敏原存在于室內(nèi)空氣中，成為空氣的一種生物性污染物，主要的有花粉、真菌孢子、放線菌、塵螨、皮屑等。常見的變態(tài)反應(yīng)性疾病有花粉病和塵螨過敏癥等。

8．病原微生物污染  流行性感冒、麻疹、流行性腮腺炎、百日咳、白喉、猩紅熱、結(jié)核及軍團病等，都可經(jīng)空氣傳播引起傳染病。因此，開展室內(nèi)空氣衛(wèi)生檢驗工作，防止室內(nèi)空氣污染，對預(yù)防呼吸道傳染病的傳播有重要意義。

第三節(jié)  空氣污染物的來源和分類

一、空氣污染物的來源

（一)大氣污染的來源

大氣污染從總體來看可分為自然污染源和人為污染源兩大類。自然污染源是由自然原因形成的，例如森林火災(zāi)、火山爆發(fā)等。人為污染源是由于人們從事生產(chǎn)和生活活動造成的，人為污染源又可分為固定污染源（如煙囪、工業(yè)排氣管等)和流動污染源（汽車、火車等)。二者相比，人為污染源的污染時間更長、影響范圍更大，是大氣污染的主要來源。

1．工業(yè)企業(yè)  工業(yè)企業(yè)屬于固定污染源，是大氣污染的主要來源。工業(yè)企業(yè)排放的大氣污染物主要來自兩個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（1)燃料的燃燒：這是造成大氣污染最主要的來源。我國的主要工業(yè)燃料是煤和石油，用煤量最大的企業(yè)是火力發(fā)電、冶金、化工、機械、輕工和建材等部門。煤的主要雜質(zhì)是硫化物，此外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等元素的化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物和氮化物，其中也含有金屬元素的化合物。燃料所含的雜質(zhì)與其產(chǎn)地有關(guān)，我國煤的含硫量一般在0.2%～0.4%之間，但重慶地區(qū)煤的含硫量高達8%。我國石油多為優(yōu)質(zhì)石油，含硫量在0.8%以下，而中東地區(qū)石油的含硫量在0.5%～2%，有的甚至高達4%以上。

燃料燃燒的程度不同，所產(chǎn)生的污染物的種類和數(shù)量也不同。燃料燃燒完全時的主要污染物是CO₂、SO₂、NO₂、水汽和灰分；燃燒不完全時的污染物是CO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳粒和PAHs等。

（2)生產(chǎn)過程的排放：工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)都可能排放污染物。生產(chǎn)原料和工藝過程不同，排出污染物的種類和數(shù)量也可能不同。不同類型的工業(yè)企業(yè)排放的主要污染物也可能不同。

表1-4  不同工業(yè)企業(yè)排出的主要大氣污染物

2．生活性污染  主要來源于生活爐灶與采暖鍋爐。民用生活爐灶與采暖鍋爐也消耗大量煤炭，成為大氣污染的又一個重要來源。生活性污染的特點是：①鍋爐和爐灶數(shù)量多而分散，不便采取治理措施；②燃燒不完全，產(chǎn)生污染物的數(shù)量多、毒性大；③煙囪低，污染物擴散稀釋能力小，大多聚集在人的呼吸帶范圍；④冬季污染更嚴重。

3．交通運輸  主要指汽車、火車、飛機、輪船、拖拉機和摩托車等交通工具排放的污染物。交通工具使用的燃料主要是汽油、柴油等石油制品，燃燒后排放的污染物主要是CO、NO_x、PAHs、顆粒物和醛類等。隨著機動車數(shù)量的增加，汽車尾氣已經(jīng)成為我國許多大城市中大氣污染的主要來源之一。

（二)室內(nèi)空氣污染的來源

室內(nèi)空氣污染包括物理、化學、生物和放射性污染，根據(jù)室內(nèi)污染物形成的原因和進入室內(nèi)的渠道，主要污染來源有：

1．室內(nèi)燃燒或加熱  在室內(nèi)，各種燃料燃燒、食物加熱時產(chǎn)生的污染物都是經(jīng)過高溫反應(yīng)引起的。不同種類的燃料或相同種類的燃料而品種或產(chǎn)地不同時，其燃燒產(chǎn)物的成分和數(shù)量都會有很大差別。燃燒的條件不同時，燃燒產(chǎn)物的成分也有差別。這一類的污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、烴類（包括B[a]P等致癌性PAHs)和懸浮顆粒物等。

2．室內(nèi)人的活動  人們在室內(nèi)活動時，通過呼出氣和汗液排出大量的代謝產(chǎn)物。人的呼出氣中主要含有二氧化碳、水蒸汽以及氨類化合物等內(nèi)源性氣態(tài)物，還可能含有一氧化碳、甲醇、乙醇、苯、甲苯、苯胺、二硫化碳、氯仿、硫化氫、砷化氫、甲醛等外來物，或外來物在體內(nèi)代謝后的產(chǎn)物。吸煙是室內(nèi)空氣污染的一項重要原因，煙草煙氣中至少含有3800種成分，其中確定致癌物不少于44種。呼吸道傳染病患者和帶菌者的室內(nèi)活動，也可能造成室內(nèi)空氣病原體污染。

3．家用電器和辦公用具  隨著科學技術(shù)的發(fā)展，家用電器和辦公用具不斷更新?lián)Q代。家用電器和辦公用具可導(dǎo)致電磁輻射等物理性污染和臭氧等化學性污染。

4．建筑材料和裝飾材料  一些非天然的建筑材料、裝飾材料在加工生產(chǎn)過程中可能加入多種助劑，很多助劑含有甲醛和VOC等有毒物質(zhì)，污染室內(nèi)空氣。有些磚、混凝土、石材、土壤和粉煤灰的預(yù)制構(gòu)件中氡含量高，用含鐳、釷等氡母元素的石材作為建筑材料時，室內(nèi)空氣中的氡濃度會相當高。

5．來自室外的污染物  室外的污染物主要有兩個來源：一是由室外空氣帶入室的各種污染物，包括工業(yè)、交通運輸所排出的污染物等，通過門窗、孔隙進入室內(nèi)。二是人為帶入室內(nèi)的污染物，如干洗后帶回家的衣服可釋放出殘留的干洗劑四氯乙烯和三氯乙烯；將工作服帶回家，可使工作環(huán)境中的有害物帶入室內(nèi)等。另外還有來自房屋地基的地層中氡及其子體和地基在建房前已遭受污染的污染物（如某些農(nóng)藥、化工染料、汞等)，以及從水管中引入的致病菌或化學污染物，從鄰居家排煙道進入的有害物質(zhì)或熏蒸殺蟲劑等。

（三)工作場所空氣中污染物的來源

工作場所空氣中的污染物可分為生產(chǎn)性毒物和生產(chǎn)性粉塵兩大類，它們的污染來源如下：

1．生產(chǎn)性毒物的來源  生產(chǎn)性毒物是指在生產(chǎn)過程中形成的可能對人體產(chǎn)生有害影響的化學物質(zhì)，主要以氣體、蒸氣、煙、霧形態(tài)存在于生產(chǎn)環(huán)境空氣中。生產(chǎn)性毒物的來源有多種形式，可來自于原料、中間產(chǎn)品（中間體)、輔助材料、成品、夾雜物、副產(chǎn)品或廢棄物；也可來自熱分解產(chǎn)物及反應(yīng)產(chǎn)物，例如聚氯乙烯塑料加熱至160℃～170℃時可分解產(chǎn)生氯化氫；磷化鋁遇濕分解生成磷化氫等。

2．生產(chǎn)性粉塵的來源  生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過程中形成的并能較長時間飄浮在空氣中的固體微粒。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的很多生產(chǎn)過程中都可產(chǎn)生生產(chǎn)性粉塵，如礦山開采、隧道開鑿、筑路、礦石粉碎及生產(chǎn)中的固體物質(zhì)的破碎和機械加工；水泥、玻璃、陶瓷、機械制造、化學工業(yè)等生產(chǎn)過程中的粉末狀物質(zhì)的配料、混合、過篩、包裝、運轉(zhuǎn)等；皮毛及紡織業(yè)的原料處理；金屬熔煉、焊接、切割以及可燃物的不完全燃燒等。此外，生產(chǎn)環(huán)境中沉積的降塵也可因機械振動、氣流變化等形成二次揚塵污染工作場所空氣。生產(chǎn)性粉塵按其化學性質(zhì)可分為無機粉塵、有機粉塵和混合性粉塵。

二、空氣污染物的分類

按其屬性，空氣污染物一般分為三大類：物理性污染物（如噪聲、電離輻射、電磁輻射等)、化學性污染物（如SO₂、NO_x、H₂S等)和生物性污染物（經(jīng)空氣傳播的病原微生物和植物花粉等)，其中以化學性污染物種類最多、污染范圍最廣。危害較嚴重的空氣污染物有顆粒物、硫氧化物、NO_x、CO、PAHs、氟化物、光化學氧化劑和二噁英等。

根據(jù)污染物的形成過程，空氣污染物又可分為一次污染物和二次污染物。由污染源直接排入空氣環(huán)境中，其物理和化學性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物稱為一次污染物（primary pollutant)，又稱為原始污染物。例如火山爆發(fā)和森林火災(zāi)形成的煙塵；燃料燃燒完全產(chǎn)生的污染物主要有CO₂、SO₂、NO₂、水汽、灰分等；燃料燃燒不完全產(chǎn)生的污染物主要是CO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、炭粒和PAHs等。有些一次污染物在大氣中與其它物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，或在太陽輻射線作用下發(fā)生化學反應(yīng)而形成新的污染物稱為二次污染物（secondary pollutant)，又稱為次生污染物或次級污染物。常見的二次污染物有SO₂在大氣中氧化遇水形成的硫酸；NO₂在大氣環(huán)境中與水反應(yīng)形成硝酸；汽車尾氣中的氮氧化物（NO_x)和碳氫化合物在強烈的日光紫外線的照射下，經(jīng)過一系列的光化學反應(yīng)生成臭氧、醛類和各種過氧�；�硝酸酯等。

一般來說，二次污染物對環(huán)境和人體的危害要比一次污染物更大。

三、空氣污染物的存在狀態(tài)

污染物在空氣中的存在狀態(tài)，取決于它們本身的理化性質(zhì)和形成過程，氣象條件也有一定影響，空氣污染物有氣體、蒸氣和氣溶膠三種存在狀態(tài)。根據(jù)存在狀態(tài)的不同，空氣污染物可分為氣體、蒸氣和氣溶膠狀態(tài)污染物。

（一)氣體和蒸氣狀態(tài)污染物

1．氣體狀態(tài)污染物  氣體（gas)狀態(tài)污染物是指在常溫、常壓下以氣體狀態(tài)分散在空氣中的污染物。常見的氣體狀態(tài)污染物有SO₂、CO、CO₂、NO₂、NH₃、H₂S、HF等，它們的沸點都比較低，在常溫常壓下以氣體形式存在，從污染源進入空氣后，仍然以分子形式存在。

2．蒸氣狀態(tài)污染物  蒸氣（vapour)狀態(tài)污染物是指固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱升華或揮發(fā)而分散在空氣中的污染物。例如汞蒸氣、苯蒸氣和硫酸蒸氣等。蒸氣遇冷后，仍能逐漸恢復(fù)至原有的固體或液體狀態(tài)。

氣體和蒸氣狀態(tài)污染物均勻地分布在空氣中，它們的運動速度較大，可以擴散到較遠的地方。不同的氣體或蒸氣的密度各不相同，相對密度大的向下沉降，相對密度小的可以長時間的漂浮在空氣中。

（二)氣溶膠狀態(tài)污染物

氣溶膠（aerosol)是由固態(tài)顆粒和液態(tài)顆粒分散在空氣中形成的一種多相分散體系。氣溶膠粒度大小不同，其化學和物理學性質(zhì)差異也很大。極細的顆粒幾乎與氣體和蒸氣一樣，它們受布朗運動支配，在空氣中經(jīng)過碰撞，能聚集或凝聚成較大的顆粒。而較大的顆粒因受重力影響很大，很少聚集或凝聚，易沉降。氣溶膠狀態(tài)污染物的化學性質(zhì)受顆粒物的化學組成和表面所吸附物質(zhì)的影響。目前對于氣溶膠尚無統(tǒng)一的分類方法。

1．按物理形態(tài)分類  通常根據(jù)氣溶膠的物理形態(tài)可分為塵（dust)、煙（smoke)和霧（fog)。塵是由于各種機械作用粉碎而成的顆粒，其化學性狀與母體材料相同。煙是燃燒產(chǎn)物，是炭粒、水汽、灰分等燃燒產(chǎn)物的混合物。霧是懸浮在空氣中的液體微粒，粒徑一般在10 μm以下。霧一般由蒸氣冷凝或液體霧化而產(chǎn)生，如硫酸霧、硝酸霧等。氣象學上是指使大氣能見度減小到1 km內(nèi)的水滴懸浮體系。

2．按形成方式分類  氣溶膠按其形成方式分為以下三類。

（1)分散性氣溶膠：由固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)經(jīng)粉碎或噴射，形成微小粒子，分散在大氣中形成的氣溶膠稱為分散性氣溶膠。如煤粉塵、礦石粉塵屬于固態(tài)分散性氣溶膠；硫酸霧、噴灑農(nóng)藥產(chǎn)生的微小液滴屬于液態(tài)分散性氣溶膠。

（2)凝聚性氣溶膠：由氣體或蒸氣（其中包括固態(tài)升華而成的蒸氣)遇冷凝聚成液態(tài)或固態(tài)微粒形成的氣溶膠稱為凝聚性氣溶膠。例如金屬冶煉時，形成的金屬氧化物煙塵；有機溶劑遇冷凝聚形成的霧滴等，這些都屬于凝聚性氣溶膠。

（3)化學反應(yīng)形成的氣溶膠：有些一次污染物在大氣中可發(fā)生多種化學反應(yīng)，形成顆粒狀物質(zhì)，懸浮在大氣中形成氣溶膠。這種氣溶膠稱為化學反應(yīng)形成的氣溶膠。如NO₂、SO₂在一定條件下氧化并與水反應(yīng)生成硝酸、亞硝酸和硫酸，再與空氣中無機塵粒反應(yīng)形成硝酸鹽、亞硝酸鹽和硫酸鹽氣溶膠。

大氣氣溶膠不僅參與大氣中云、雨、霧、雪等濕沉降過程，而且還造成一系列的環(huán)境問題，如臭氧層破壞、酸雨的形成、煙霧事件的發(fā)生等。大氣氣溶膠顆粒的化學成分、粒徑大小和濃度不同時，對環(huán)境和健康的影響程度也不同。近年來，人們進一步認識到大氣氣溶膠的細顆粒物PM10、PM2.5易于富集空氣中的有毒重金屬、酸性氧化物、有機污染物、細菌和病毒等，細顆粒氣溶膠可附著于呼吸道，甚至進入肺部沉積，對人體健康危害極大。因此，對氣溶膠的衛(wèi)生檢驗是空氣污染監(jiān)測的重要部分。

空氣污染物的存在狀態(tài)非常復(fù)雜，許多污染物以多種狀態(tài)存在于空氣中。例如SO₂、NO_x在空氣中可以氣態(tài)存在，也可與NH₃反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨以氣溶膠狀存在；PAHs多數(shù)聚集在顆粒物表面以氣溶膠狀態(tài)存在，也可能以PAHs蒸氣狀態(tài)存在。因此，采樣時應(yīng)該根據(jù)氣溶膠的實際存在狀態(tài)，選用正確的采樣方法，確保采樣效率，以便獲得出正確的檢驗結(jié)果。

第四節(jié)  空氣污染物濃度的表示方法

一、采樣體積的計算和換算

在測定空氣中有害物質(zhì)時，不同現(xiàn)場的氣象條件可能不同，為了使污染物的測定結(jié)果具有可比性，必須將采樣體積換算成標準狀況下的體積，再進行空氣中有害物質(zhì)濃度的計算。因此，采樣時應(yīng)記錄采樣現(xiàn)場的氣溫和氣壓，并根據(jù)氣體狀態(tài)方程將其換算成標準狀況下的采樣體積。

式中，V₀為標準狀況下的采樣體積，m³；V_t為實際采樣體積，m³；T₀為標準狀況下的絕對溫度，273K；T為采樣時的絕對溫度，K；P₀為標準狀況下的大氣壓101.325 kPa；P為采樣時的大氣壓，kPa。

二、空氣污染物濃度的表示方法

空氣污染物的濃度通常采用以下幾種方法來表示：

1．質(zhì)量體積表示法  這種方法以每立方米空氣中含有污染物的毫克數(shù)表示，單位為mg/m³。這是我國法定計量單位之一�？捎糜诒硎練怏w、蒸氣和氣溶膠狀態(tài)空氣污染物的濃度。

2．體積表示法  指每立方米空氣中含有污染物的毫升數(shù)，單位為ml/m³（百萬分之一，ppm)。這種表示法僅適用于表示氣體和蒸氣狀態(tài)污染物的濃度，不適用于氣溶膠狀態(tài)污染物的濃度。

3．個數(shù)、體積表示法  指每立方米空氣中含有多少個分子、原子或自由基，單位為個數(shù)/m³。通常用來表示空氣中濃度水平極低的污染物的含量。

我國頒布的居住區(qū)大氣和車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度以及室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標準中空氣污染物的濃度均以mg/m³表示，國外一些文獻有時以體積濃度（ppm或ppb)表示空氣污染物的濃度。這兩種濃度可按下式換算。

式中，M為污染物的摩爾質(zhì)量，g/mol；22.4是氣體摩爾體積，即1摩爾氣體在標準狀況下的體積（L)。

第五節(jié)  空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標準

為了預(yù)防空氣中有毒有害物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生危害，防止急性中毒、慢性中毒和遠期危害的發(fā)生，為了控制污染，確保居住區(qū)大氣、工作場所空氣以及室內(nèi)空氣的質(zhì)量，制訂空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標準具有十分重要的意義。

一、大氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標準

大氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標準是大氣中有害物質(zhì)的法定最高限值。它是防止大氣污染，保護人群健康，評價大氣污染程度，制訂大氣防護措施的法定依據(jù)。由于大氣污染具有影響范圍大、作用時間長、作用對象廣泛（包括生活在污染區(qū)域范圍內(nèi)的所有居民)等特點，考慮到保護老、弱、病、幼、孕和敏感人群，應(yīng)采用較靈敏的指標，所采用的標準要比工作場所空氣的衛(wèi)生標準更加嚴格。

我國于1982年頒布了《大氣環(huán)境質(zhì)量標準（GB3095-82)》，對TSP、飄塵、SO₂、NO_x、CO、光化學氧化劑（O₃)制訂了濃度限值，每種污染物的衛(wèi)生標準都分為三級。

一級標準是為保護自然生態(tài)和人群健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害影響的空氣質(zhì)量要求。國家規(guī)定的自然保護區(qū)、風景游覽區(qū)、名勝古跡和療養(yǎng)地等地區(qū)應(yīng)執(zhí)行一級標準。

二級標準是為保護人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動、植物，在長期和短期接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、和廣大農(nóng)村等地區(qū)應(yīng)執(zhí)行二級標準。

三級標準是為保護人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般的動、植物（敏感者除外)正常生長的空氣質(zhì)量要求。適用于大氣污染程度比較重的城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)以及城市交通樞紐、干線等地區(qū)。

1996年，我國修訂了《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》。修訂后的標準改稱為《環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-96)》。在原有6種污染物限值的基礎(chǔ)上增加了NO₂、鉛、B[a]P和氟化物的濃度限值，并將飄塵改為可吸入顆粒物，光化學氧化劑改為O₃（見附錄一)。

受生產(chǎn)周期、排放方式、氣象條件等因素的影響，大氣中有害物質(zhì)的濃度經(jīng)常變化，不同有害物質(zhì)對機體的有害作用類型也不相同。因此，我國的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》規(guī)定了不同形式的濃度限值，如1h平均濃度限值、日平均濃度限值、年平均濃度限值等。1h濃度平均限值是指任何1h內(nèi)平均濃度的最高容許值。有些物質(zhì)能使人或動物在短期內(nèi)出現(xiàn)刺激、過敏或中毒等急性危害，則該物質(zhì)必須制訂1h平均濃度限值，這是確保接觸者在短期內(nèi)吸入該物質(zhì)不至于產(chǎn)生上述任何一種急性危害的上限值。日平均濃度限值是指任何一天內(nèi)多次測定的平均濃度的最高容許值。對一些有慢性危害作用的物質(zhì)都應(yīng)制訂此值，亦即經(jīng)過長時間（數(shù)月、數(shù)年)的持續(xù)作用也不致引起最敏感對象發(fā)生慢性中毒或出現(xiàn)蓄積現(xiàn)象以及遠期效應(yīng)的日平均上限值，在任何24h內(nèi)均不得超過此值，以達到防止污染物產(chǎn)生慢性和潛在性危害的目的。對于既能產(chǎn)生急性危害，又可引起慢性危害的物質(zhì)，則制定了1h平均濃度限值和日平均濃度限值。附錄二是一些國家和組織的大氣環(huán)境質(zhì)量標準。

二、工作場所空氣中有害物質(zhì)的衛(wèi)生標準

1979年，我國頒布的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》（TJ36 – 79)中規(guī)定了車間空氣中120種有害物質(zhì)的最高容許濃度，對111項有毒物質(zhì)和9類生產(chǎn)性粉塵在車間空氣中的最高濃度作了規(guī)定，1988~1989年補充了32項。2002年對該標準又作了修訂，修訂后的標準改稱為《工作場所中有害因素職業(yè)接觸限值（GBZ2—2002)》（見附錄三、四)。

職業(yè)接觸限值（occupational exposure limit，OEL)是職業(yè)性有害因素的接觸限制量值，指勞動者在職業(yè)活動中長期反復(fù)接觸對機體不引起急性或慢性有害健康影響的容許接觸水平。化學因素的職業(yè)接觸限值可分為時間加權(quán)平均容許濃度、最高容許濃度和短時間接觸容許濃度三類。

1．時間加權(quán)平均容許濃度（permissible concentration-time weighted average，PC-TWA)  指以時間為權(quán)數(shù)規(guī)定的8h工作日的平均容許接觸水平。

2．最高容許濃度（maximum allowable concentration，MAC)  指工作地點、在一個工作日內(nèi)、任何時間均不應(yīng)超過的有毒化學物質(zhì)的濃度。工作地點（work site)指勞動者從事職業(yè)活動或進行生產(chǎn)管理過程而經(jīng)�；蚨〞r停留的地點。

3．短時間接觸容許濃度（permissible concentration-short time exposure limit，PC-STEL)  指一個工作日內(nèi)，任何一次接觸不得超過的15 min時間加權(quán)平均的容許接觸水平。

制訂車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度的依據(jù)是：①有害物質(zhì)的物理和化學特性資料；②動物實驗和人體毒理學資料；③現(xiàn)場勞動衛(wèi)生學調(diào)查資料；④流行病學調(diào)查資料。

制訂過程一般先從毒理實驗著手。首先應(yīng)獲得毒物毒性的基本資料，如進入途徑、半數(shù)致死濃度（LC₅₀)或劑量（LD₅₀)，急性吸入閾濃度，毒作用特點與靶器官，蓄積毒性與體內(nèi)代謝，有無致畸、致突變、致癌、致敏和遲發(fā)毒作用等。進而通過吸入染毒實驗確定慢性毒性閾濃度。然后求出急性毒作用帶、慢性毒作用帶，選擇一定的安全系數(shù)提出接觸限值的初步建議。再根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場空氣中有害物質(zhì)濃度測定資料與工人健康情況的觀察等資料，以及參考生產(chǎn)技術(shù)的可能性，經(jīng)過綜合分析確定合適的數(shù)據(jù)，經(jīng)國家有關(guān)部門審批后列為國家衛(wèi)生標準。最高容許濃度制訂以后，在實施過程中通過對接觸者健康狀況的動態(tài)觀察，結(jié)合有關(guān)毒理學資料的積累以及衛(wèi)生技術(shù)水平的提高，將對標準不斷修訂。

三、室內(nèi)空氣質(zhì)量標準

20世紀70年代能源危機之后，西方國家開始重視室內(nèi)空氣質(zhì)量（indoor airquality，IAQ)。為了節(jié)約能源，建筑物的氣密性大大提高，導(dǎo)致通風率明顯下降，室內(nèi)空氣污染事件頻頻發(fā)生，人們開始深入研究和探討室內(nèi)空氣質(zhì)量對人類健康的影響、污染物及其來源及可行的解決途徑。

20世紀70年代至90年代，新加坡、澳大利亞、日本、加拿大、挪威和美國等一些發(fā)達國家相繼制訂了有關(guān)的室內(nèi)空氣質(zhì)量標準和室內(nèi)空氣質(zhì)量推薦指南。70年代末我國制訂了職業(yè)安全的車間空氣質(zhì)量標準；80年代末制訂了公共場所室內(nèi)空氣質(zhì)量標準； 2002年12月18日發(fā)布了第一部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準（GB/T 18883-2002)》（附錄五)，2003年3月1日起開始實施。

我國室內(nèi)空氣質(zhì)量標準是在環(huán)境衛(wèi)生基準和流行病學調(diào)查基礎(chǔ)上，進行廣泛的調(diào)研和科學驗證，以充分的科學數(shù)據(jù)為依據(jù)制訂出來的。標準中規(guī)定的控制項目不僅有化學性污染，還有物理性、生物性和放射性污染�；瘜W性污染物質(zhì)中不僅有人們熟悉的甲醛、苯、氨、氡等污染物質(zhì)，還有可吸入顆粒物、二氧化碳、二氧化硫等13項化學性污染物質(zhì)。標準的制定緊密結(jié)合我國的實際情況，既考慮到發(fā)達地區(qū)和城市建筑中的新風量、溫度、濕度以及甲醛、苯等污染物質(zhì)，也考慮了一些不發(fā)達地區(qū)使用原煤取暖和烹飪造成的室內(nèi)一氧化碳、二氧化碳和二氧化氮的污染。標準中加入了“室內(nèi)空氣應(yīng)無毒、無害、無異常嗅味”的要求，使標準的適用性更強。

復(fù)習思考題

1．空氣理化檢驗有何意義？

2．空氣理化檢驗的基本任務(wù)和內(nèi)容是什么？

3．空氣理化檢驗有哪幾個基本步驟？

4．我國空氣理化檢驗工作經(jīng)歷了哪四大發(fā)展階段？取得了哪些成就？

5．空氣理化檢驗的主要發(fā)展趨勢是什么？

6．空氣的主要成分、次要成分和痕量成分各是什么？

7．什么是空氣污染？空氣中的主要污染物有哪些？

8．我國的空氣污染指數(shù)分為幾級？有何意義？

9．目前與大氣污染相關(guān)的影響全球環(huán)境的主要問題有哪些？

10．室內(nèi)空氣中的主要污染物有哪些？

11．人為空氣污染源有哪幾種？污染物在空氣中有哪幾存在狀態(tài)？

12．什么是一次污染物和二次污染物？

13．空氣污染物的濃度有幾種表示方法？

（原福勝)