你了解NOx與O3嗎？
我國九省市被大霧籠罩
我國京津冀等9省市近日被大霧籠罩。受天氣不利影響，空氣污染物濃度快速上升。近期，空氣質量問題備受關注。上期應知著重對PM2.5及其造成的灰霾天氣進行了解讀。本期應知關注的是《環境空氣質量標準》中的兩項污染物項目——氮氧化物和臭氧，以及二者與其他物質發生化學反應產生的光化學煙霧。它們各自的定義是什么？對人體會產生哪些危害？三者之間的關系是怎樣的？本期應知版圍繞以上問題進行解讀。
什么是氮氧化物？
定義及性質
氮氧化物主要包括氧化亞氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、亞硝酸、硝酸，還有少量三氧化二氮、四氧化二氮、三氧化氮和五氧化二氮等。其中一部分在大氣中很不穩定，常溫下很易轉化成NO和NO2。通常氮氧化物系NO和NO2的總稱，用NOX表示。
氮氧化物從何而來？
氮氧化物的人工發生源主要有汽車、電廠、工廠。空氣中的氮氧化物，最大的來源是火力發電。在大城市中，氮氧化物更重要的來源是機動車排放的尾氣。當汽車行駛時，內燃機燃燒過程中的高溫和富氧條件生成了氮氧化物。采暖燃燒的鍋爐也是氮氧化物的一大來源。
對人體有哪些危害？
長期接觸低濃度氮氧化物會引起慢性咽喉炎、慢性支氣管炎等，也會引發不同程度的神經衰弱綜合癥及牙齒酸蝕癥。此外，氮氧化物還會誘發肺細胞癌變。對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發育受損。
吸入氮氧化物除對呼吸道有刺激作用外，還可引起高鐵血紅蛋白血癥。急性輕度中毒主要表現為咽部不適、干咳、胸悶等呼吸道刺激癥狀。中度中毒出現化學性支氣管炎及肺炎。重度中毒出現中毒性肺水腫，可并發自發性氣胸、高鐵血紅蛋白血癥及缺氧性心肌損害。
對環境有哪些影響？
大氣氮氧化物的排放會造成多種環境影響，主要表現在5個方面:氮氧化物自身的污染、臭氧污染、酸沉降、顆粒物污染、富營養化問題。
氮氧化物作為一次污染物，會對人體健康產生危害。此外，氮氧化物還會產生多種二次污染。它是生成臭氧的重要物質之一，與臭氧濃度和光化學污染緊密相關。氮氧化物還會造成土壤的酸化。排入大氣中的氮氧化物和二氧化硫會導致酸雨。酸雨是我國目前面臨最嚴重的區域性大氣污染問題之一。氮氧化物還會通過雨水落在江河湖泊、海洋中，進入地下水，造成水體的富營養化。富營養化問題還能引起土壤化學成分改變，即土壤酸化以及生態系統失衡。
臭氧——功臣還是罪臣？
氮氧化物會產生多種二次污染。它是生成臭氧的重要物質之一。
定義
臭氧化學式為O3，是帶有干青草和腥味的天藍色氣體，在光熱作用下易分解，有強氧化作用，能與很多元素和有機物反應。地球上層大氣(平流層)和地面上大氣(對流層)均有臭氧。平流層中的臭氧能吸收有害的太陽紫外輻射，給全球提供防護紫外線的屏蔽，并將能量貯存在上層大氣，起到調節氣候的作用。這部分是“好的”臭氧。人類減少氯氟烴等化學物的使用，正是為了保護這部分“好的”臭氧。對流層中的臭氧則會對人體健康和環境產生不利影響，這部分是“壞的”臭氧。
危害作用
臭氧具有強烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。它主要是刺激和損害深部呼吸道，并可損害中樞神經系統，對眼睛有輕度的刺激作用。當大氣中臭氧濃度為0.1mg/m3時，可引起鼻和喉頭黏膜的刺激；臭氧濃度在0.1~0.2mg/m3時，引起哮喘發作，導致上呼吸道疾病惡化，同時刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低。臭氧濃度在2mg/m3以上可引起頭痛、胸痛、思維能力下降，嚴重時可導致肺氣腫和肺水腫。此外，臭氧還能阻礙血液輸氧功能，造成組織缺氧；使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化，還可引起潛在性的全身影響，如誘發淋巴細胞染色體畸變，損害某些酶的活性和產生溶血反應。臭氧超過一定濃度，除對人體有一定毒害外，對某些植物生長也有一定危害。
臭氧對建筑材料、衣物及其他物質材料等有損壞作用，如加速橡膠和塑料老化，使紡織品褪色等。
臭氧環境空氣質量基準
國際上保護人體健康的臭氧環境空氣質量基準的研究最早是從1小時濃度值開始的。上世紀研究發現，人在1~3小時短期急性暴露于較高濃度水平的臭氧中會危害身體健康，為此發達國家制定了1小時標準。但在其后的研究中發現，人們如果在低濃度水平下暴露6~8小時仍然會對健康產生不良反應。與1小時暴露相比，較低濃度水平8小時暴露引起的健康效應更直接相關。因而，上世紀90年代后期國際上的臭氧環境空氣質量基準逐漸發展為8小時濃度值。
我國現行一級標準1小時平均濃度限值為160μg/m3，在國際上處于中間水平。我國現行二級標準1小時平均濃度限值為200μg/m3。
發達國家現行標準主要采用8小時平均濃度限值，廢除了1小時平均濃度限值，主要是由于臭氧的濃度水平已經下降到較低濃度水平。
雖然我國未開展過系統的臭氧環境空氣質量監測，但已有研究表明，我國一些地區臭氧的濃度水平較高，污染存在加重趨勢，因而繼續保留1小時平均的取值時間，控制較高濃度水平下對公眾健康造成的潛在影響。為使標準具有先進性，綜合考慮國內實際情況和國際發展趨勢，《環境空氣質量標準》于近期修訂增加了8小時平均濃度限值，與國際接軌。
小常識
如何挑選口罩？
最近幾年，越來越多的人為了預防流感、應對空氣污染、粉塵過敏等戴起了口罩。形形色色的口罩究竟各有什么特點，人們又該如何挑選呢？
生活中，人們使用最多的是用多層脫脂紗布制成的口罩。紗布口罩厚實而吸汗，可重復使用，易于洗滌。實驗證明，具備足夠層數的紗布口罩能夠濾除相當一部分粉塵和細菌，城市空氣中可吸入顆粒物的危害已引起大眾的重視，而紗布口罩對于顆粒物的過濾率還不到30％。如果僅為了保護喉嚨和防寒，預防呼吸道傳染病或在家中清潔時佩戴，紗布口罩不失為好的選擇。
外科醫生手術用的一次性口罩對細菌的過濾率可達到95％以上，但它的顆粒物過濾率也僅稍大于30％。此類口罩邊緣并非契合臉型設計，多數情況下只能起到遮擋作用。這類口罩也不適合用于抵擋空氣中的顆粒物，更適用于阻擋細菌。
世界保健機構、美國疾病防治管理中心推薦N95以上功能的口罩。所謂N95，即美國勞動安全衛生局所制定的，工業用防塵口罩的標準。N95指標評定的是口罩本身的綜合性能指標。滿足N95規格的口罩，即“能阻止95％以上0.3微米以上的粒子通過的口罩”。與前兩種口罩相比，這種防護口罩在防塵方面更專業。然而，由于密閉性較強，會導致呼吸不通暢，所以無法長時間使用。
什么是光化學煙霧？
在陽光照射下，氮氧化物和揮發性有機化合物經由一連串的光化學反應生成臭氧O3和甲醛、乙醛等多種二次污染物，導致大氣氧化性增強，形成光化學煙霧，對大氣環境和人體健康造成危害。
定義
光化學煙霧指的是，汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化合物和碳氫化合物等一次污染物在陽光(紫外線)作用下發生光化學反應生成二次污染物。參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體污染物，也有氣溶膠)所形成的煙霧污染現象。
光化學反應物有臭氧(占反應產物的85％以上)、過氧乙酰硝酸酯、高活性自由基、醛類、酮類和有機酸類等二次污染物。這種類型的煙霧在20世紀40年代美國洛杉磯最早出現，故又稱洛杉磯型煙霧。
特征
光化學煙霧的表現特征是煙霧彌漫，大氣能見度低。一般發生在大氣相對濕度較低、氣溫為24℃~32℃的夏季晴天，污染高峰出現在中午或稍后的交通繁忙時段。光化學煙霧污染是一種循環過程，白天生成，傍晚消失。
對人體的危害
光化學煙霧具有特殊的氣味，化學氧化性強，對眼和呼吸道有強烈的刺激作用。對人體的刺激主要表現在:引起流淚、眼球充血、噴嚏、咳嗽、呼吸困難、哮喘等過敏反應，嚴重時可引起聲帶水腫、窒息。
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