以上,便是氮氧化物的毒理,很明显,和二氧化硫相比,毒性有所提高,致癌性也由可能致癌变成了必定致癌。接下来,我们将学校一下由氮氧化物引发的二次污染——光化学烟雾。
光化学烟雾为何?上文我们讲氮氧化物时已经一笔带过地粗略解释了一下。精确的说,光化学烟雾是大气中的烃类,氮氧化物和其他一些污染物在强烈的阳光紫外线的照射下,经一系列光化学反应生成的二次污染物积蓄在大气中形成的淡蓝色的烟雾。光化学烟雾 的主要成分是臭氧,醛类,过氧乙酰硝酸酯(PAN),酮类,过氧化氢,以及他们的硝酸盐,硫酸盐和一些高分子颗粒形成的气溶胶等。光化学烟雾一般具有强氧化性,因此被称为“氧化型烟雾”,有特殊的气味,雾霾的特殊气味就是出于此,光化学烟雾多发生在春秋晴天汽车多的城市,她最早在美国洛杉矶出现,因此也叫“洛杉矶烟雾”,相信大家一定会感到不解甚至愤愤不平,中国的光化学烟雾如此之多广,为何不叫“中国烟雾”呢,其实这样不公平的事多着呢,因为世界上公认谁先研究就给谁命名,比如我国桂林的山水世界闻名,是著名的“喀斯特地貌”,为什么不叫“桂林地貌”,因为是西方科学家首先在喀斯特这个地方发现这种地貌的,尽管桂林山水的喀斯特地貌比喀斯特还要地道,而且分布也更广,所以归根结底,还是因为我国科学事业起步晚,要想发展,还需要大家共同的努力。
上文已经说过,氮氧化物主要来自汽车尾气排放,所以光化学烟雾自然主要是由汽车尾气排放引起。氮氧化物形成二次污染的过程大致可分为三步:第一步,氮氧化物在紫外线的照射下分解成一氧化氮和原子态氧,原子态氧和氧气结合生成臭氧;第二步,烃类化合物与原子态氧或臭氧反应,生成各类自由基,包括烷基,烷氧基,过氧烷基,酰基过氧酰基等;第三步,自由基促进一氧化氮向二氧化氮转化,继续从第一步开始循环,直到一次污染物和碳氢化合物消耗殆尽。光化学烟雾的组成臭氧占85%,PAN占10%,其他只占很少的部分,这些污染物往往具有很强的扩散性,可以扩散到100~700km的地方,一般城市的光化学烟雾在下午2点达到最大值,到了傍晚则逐渐消失。其实,要形成光化学烟雾的条件还是比较苛刻的,一是要有大量汽车,二是要有足够光照,三是要有无风环境,但今日我国某些城市似乎愣是三个条件都凑足了。
由于光化学烟雾有较强的氧化性,所以会对眼睛和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用,可引起眼睛红肿,干涩,怕光,头晕,头痛,喉痛,胸闷,呼吸困难等,此外还能使哮喘病人发病,运动员比赛成绩下降等。
对于臭氧,相信大家总不算太陌生,地球的臭氧空洞的图片我在小学中学的教科书上看到不止十遍,市面上也有利用臭氧的氧化杀菌性制作的消毒机。臭氧与水反应的速度较慢,所以和二氧化氮同理,只能对眼睛有轻度刺激,作用于深呼吸道,极地浓度的臭氧就能让人闻到令人不快的气味,并且长期吸入会引起呼吸道阻力增加,咳嗽,头痛,思维力下降,眼肌平衡失调,眼感度下降。臭氧吸入后,对上呼吸道的纤毛细胞作用尤为强烈,低浓度吸入7天即可致受损,中等浓度吸入6小时就会坏死,会引起肺支气管上皮纤毛丧失,肺上皮细胞坏死和脱落,臭氧的亚急性毒性主要是由于臭氧氧化细胞膜的磷脂蛋白质所产生的自由基,接着氧化脂肪酸和不饱和脂肪酸生成有毒的过氧化物,由此来损坏细胞结果,改变细胞膜的通透性,导致细胞内酶外泄,使细胞死亡。维生素C和维生素E对臭氧有抗氧化作用,所以缺乏这两种维生素的生物会对臭氧更加敏感。此外,臭氧还能显著影响淋巴T细胞和淋巴B细胞的能力,使机体的免疫功能下降,感染几率上升,使体内原本存在的肿瘤恶化;臭氧影响中性粒细胞和肺泡巨噬细胞,使他们的杀菌吞噬功能下降;臭氧可加速人的衰老,如使胸骨过早钙化,组织缺氧,诱发染色体畸变等。
对于含量10%的PAN毒理更为复杂,暂时不详细介绍,但她的毒性远大于臭氧,约为甲醛的2000倍,光化学烟雾存在期间会有许多人患有结膜炎,上文说过臭氧只能对眼睛产生轻微的刺激,而强烈的刺激便是由此而来,此外PAN还有强烈的刺激性气味。
