关健词:大气污染物;生物学监测;影响
1、利用生物学监测大气污染物
环境监测一般采用人工采样或半自动采样,用实验室化学分析方法进行定期、定点测量、理化监测方法,虽然有速度快和准确的优点,但受技术和经济条件所限,多数理化项目不能连续自动监测,还靠人工采样测试瞬时浓度或平均浓度值。在一些分散地点测定,有一定的偶然性,时空代表性差,不能反映监测前后的污染物的变化情况,也不能反映综合污染情况。利用生物学监测可以克服这些缺点,因为生物与环境相互依存,相互制约,生物长期生活在环境中,受环境各种因素的综合作用,生物的生活周期长,环境污染和环境破坏必然作用于生物体,能贮存整个生活时期内环境因素变化的各种信息。例如:生物个体数量和群落的变化,生物的结构和生理的`变化,宏观和微观受害症状的观察,能综合反映大气污染对生态系统的影响强度,能较早地发现大气污染,能检测出不同的大气污染物,能反映一个地区的污染历史。
1.1 大气污染物的种类
人类生产、生活活动以各种形式排出大气的污染物种类很多,仅煤炭燃烧烟尘中就有四百多种有毒物质,大气污染物对生物产生的危害有:
1.1.1 氧化性:如臭氧、二氧化氮、氯气等,它们能形成酸雨危害很大。
1.1.2 还原性:一氧化硫、硫化氢、一氧化碳、甲醛等,也能进一步形成酸雨。
1.1.3 酸性:氟化氢、氯化氢、氰化氢、二氧化硫等。
1.1.4 碱性:氨等。
1.1.5 有机物:乙烯、甲醇、苯酚等。
1.1.6 无机物:重金属及其氧化物、粉尘、尘土。
1.2 大气污染物对植物造成的危害分类。
1.2.1急性危害:一般污染物浓度高,毒性大,接触时间短,就可导致植物失绿,组织坏死。
1.2.2 慢性危害:污染物浓度低,接触时间长,植物生长不良,轻度生物绿色泽较淡。
1.2.3 混合性危害:污染物浓度低时,接触时间长,浓度变高时,时间短,先表现慢性危害,然后植物又表现出急性危害症状。
1.2.4 隐性危害:污染物浓度特低,接触时间长,对植物的生理生化过程产生影响,对生育和产量有控制作用和轻微影响。
1.3 怎样选择指示生物
针对大气污染物中某一种类选择哪种指示生物呢?一般具备对污染物敏感,受污染后症状明显,干扰症状少,长期生长能不断萌发新叶,栽培管理繁殖容易,并尽可能有一定观赏和经济价值,能起到美化环境和监测环境的双重作用。例如:污染物是硫氧化物(SO2、SO3、H2S)常选紫花苜蓿、荞麦、芝麻、向日葵、蕃茄、马尾松、白桦,一般多在燃煤锅炉房、火电厂、肥料厂等处多种植。
1.4 指示生物受危害的机理与症状
1.4.1 硫化物的污染物
危害机理:进入植物体先生成亚硫酸后生成а-羟基磺酸盐能抑制氧化酶ATP形成。
症状:阔叶植物出现坏死斑点或块状失绿。
单子叶植物出现点状或条状坏死斑,失绿针叶植物受害后叶尖呈红棕色或褐色并下延。
1.4.2 氧化物的污染物。
危害机理:进入植物体后,在叶尖边缘积累,抑制本酶的活性。
症状:植物嫩叶,幼芽上伤斑由油渍状发展到黄白色而呈现红褐色,与正常组织稍顷或近红色条带。
1.4.3 氮氧化物:
危害机理:抑制植物体内的酶的活性。
症状:开始背腹两面的脉间出溃斑,叶片后来出现斑纹和坏死皱缩,斑纹呈现白色,宗黄色,有时也出现叶尘或边缘。
1.4.4 酸雨:
危害机理:破坏植物叶绿体,叶绿素含量降低,光合作用减弱。
症状:叶缘、叶尖和脉间出现块状源白坏死斑,有时黄化成枯萎。
怎样判断污染源和污染程度就应知道生物学监测大气污染物的方法。
现场调查了解污染源。包括工业污染源,交通污染源,同时还应了解是否出现过异常气候变化,受害植物如呈扇状,带状或片状分布于污染源下风向。在一定范围,树木的受害症状多表现在上部重,下部轻,迎风面重,背风面轻,树冠上面叶片受害重里面叶片受害轻,受害植物涉及种类多,多为污染伤害。若对某种污染物敏感的种类受害重,抗性种类受伤较轻,则更可为污染伤害,根据叶片伤害面积判定污染程度。同时注意重合污染,注意污染物的增效或相乘、相加、相减作用的总效应。
深入现场,具体分析调查,利用相应的对照点和相同指示生物,排除一些非污染产生的伤害。如:大旱、大风、霜冻、盐害、营养元素缺乏,病虫害的伤害等。
生物学监测在冬季很困难,而北方燃煤多在冬季,采取特殊方法,也有一定作用。如果生物学监测与理化监测相结合,取长补短。综合分析,对大气污染监测具有更大意义。
2、大气污染对人类的影响
空气是人类赖以生存的环境因素,它直接参与人体的代谢和体温调节等生命过程,因此大气污染势必危害人体健康。大气污染对人类的影响有直接和间接两种方式。
2.1 大气污染对人类的直接影响
排入大气中的污染物以各种途径侵人人体造成危害,其中主要有三条:(1)通过皮肤和眼睛粘膜的表面接触;(2)通过消化系统食入含有大气污染物的食物和水;(3)通过呼吸系统吸入被污染的空气。其中以第三条途径危害最大,因为:每人每天吸入空气有10立方米之多。与这种含有污染物的空气接触,肺泡表面积为人体表面积的25倍,并且对污染物非常敏感,同时呼吸系统富有带水份的粘膜,对大气污染物吸收能力很高,就矿区而言,尘肺病、肺病是矿工的职业病,因此大气污染对人体健康的危害主要表现为呼吸道疾病。
大气污染对人类的直接影响主要表现在:
2.1.1 急性中毒:如1952年英国伦敦烟雾事件在几天内造成几千人死亡,当时伦敦上空烟尘最高浓度达4.5毫克/立方米,为平时的十倍;SO2浓度高达3.8毫克/立方米,为平时的六倍。在严重污染的一周内人口死亡总数达4703人,第二周为3138人,据研究这是由于严重大气污染引起支气管炎、心血管病患者死亡数增加所致。
2.1.2 慢性中毒:"四日市哮喘病"是慢性中毒的一个典型例子。四日市是个所谓"石油联合企业之城",有三个大型石油联合企业和一百多个中小型化工厂。每天由工厂排出SO2和粉尘高达13万吨,使这里终年黄烟弥漫。大气中SO2最高时达到允许浓度的5-6倍。而且大气污染物中含有铅、钒、锰等重金属微粒。人们长期呼吸被污染的空气,逐渐形成支气管炎、支气管哮喘及肺气肿等多种呼吸道病,被统称为四日市哮喘病。六十年代以来,这种病在四日市开始蔓延,至1972年全日本这种病患者已达6000余人。
