關健詞:大氣污染物;生物學監測;影響
1、利用生物學監測大氣污染物
環境監測一般採用人工採樣或半自動採樣,用實驗室化學分析方法進行定期、定點測量、理化監測方法,雖然有速度快和準確的優點,但受技術和經濟條件所限,多數理化項目不能連續自動監測,還靠人工採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,不能反映監測前後的污染物的變化情況,也不能反映綜合污染情況。利用生物學監測可以克服這些缺點,因爲生物與環境相互依存,相互制約,生物長期生活在環境中,受環境各種因素的綜合作用,生物的生活週期長,環境污染和環境破壞必然作用於生物體,能貯存整個生活時期內環境因素變化的各種信息。例如:生物個體數量和羣落的變化,生物的結構和生理的`變化,宏觀和微觀受害症狀的觀察,能綜合反映大氣污染對生態系統的影響強度,能較早地發現大氣污染,能檢測出不同的大氣污染物,能反映一個地區的污染歷史。
1.1 大氣污染物的種類
人類生產、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,大氣污染物對生物產生的危害有:
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 鹼性: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,先表現慢性危害,然後植物又表現出急性危害症狀。
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生影響,對生育和產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,受污染後症狀明顯,干擾症狀少,長期生長能不斷萌發新葉,栽培管理繁殖容易,並儘可能有一定觀賞和經濟價值,能起到美化環境和監測環境的雙重作用。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症狀
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後生成а-羥基磺酸鹽能抑制氧化酶ATP形成。
症狀:闊葉植物出現壞死斑點或塊狀失綠。
單子葉植物出現點狀或條狀壞死斑,失綠針葉植物受害後葉尖呈紅棕色或褐色並下延。
1.4.2 氧化物的污染物。
危害機理:進入植物體後,在葉尖邊緣積累,抑制本酶的活性。
症狀:植物嫩葉,幼芽上傷斑由油漬狀發展到黃白色而呈現紅褐色,與正常組織稍頃或近紅色條帶。
1.4.3 氮氧化物:
危害機理:抑制植物體內的酶的活性。
症狀:開始背腹兩面的脈間出潰斑,葉片後來出現斑紋和壞死皺縮,斑紋呈現白色,宗黃色,有時也出現葉塵或邊緣。
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。
症狀:葉緣、葉尖和脈間出現塊狀源白壞死斑,有時黃化成枯萎。
怎樣判斷污染源和污染程度就應知道生物學監測大氣污染物的方法。
現場調查瞭解污染源。包括工業污染源,交通污染源,同時還應瞭解是否出現過異常氣候變化,受害植物如呈扇狀,帶狀或片狀分佈於污染源下風向。在一定範圍,樹木的受害症狀多表現在上部重,下部輕,迎風面重,背風面輕,樹冠上面葉片受害重裏面葉片受害輕,受害植物涉及種類多,多爲污染傷害。若對某種污染物敏感的種類受害重,抗性種類受傷較輕,則更可爲污染傷害,根據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。
深入現場,具體分析調查,利用相應的對照點和相同指示生物,排除一些非污染產生的傷害。如:大旱、大風、霜凍、鹽害、營養元素缺乏,病蟲害的傷害等。
生物學監測在冬季很困難,而北方燃煤多在冬季,採取特殊方法,也有一定作用。如果生物學監測與理化監測相結合,取長補短。綜合分析,對大氣污染監測具有更大意義。
2、大氣污染對人類的影響
空氣是人類賴以生存的環境因素,它直接參與人體的代謝和體溫調節等生命過程,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)通過消化系統食入含有大氣污染物的食物和水;(3)通過呼吸系統吸入被污染的空氣。其中以第三條途徑危害最大,因爲: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,肺泡表面積爲人體表面積的25倍,並且對污染物非常敏感,同時呼吸系統富有帶水份的粘膜,對大氣污染物吸收能力很高,就礦區而言,塵肺病、肺病是礦工的職業病,因此大氣污染對人體健康的危害主要表現爲呼吸道疾病。
大氣污染對人類的直接影響主要表現在:
2.1.1 急性中毒:如1952年英國倫敦煙霧事件在幾天內造成幾千人死亡,當時倫敦上空煙塵最高濃度達4.5毫克/立方米,爲平時的十倍;SO2濃度高達3.8毫克/立方米,爲平時的六倍。在嚴重污染的一週內人口死亡總數達4703人,第二週爲3138人,據研究這是由於嚴重大氣污染引起支氣管炎、心血管病患者死亡數增加所致。
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"石油聯合企業之城",有三個大型石油聯合企業和一百多箇中小型化工廠。每天由工廠排出SO2和粉塵高達13萬噸,使這裏終年黃煙瀰漫。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,被統稱爲四日市哮喘病。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餘人。