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臭氧和氮氧化合物对人体危害
2019-06-17

1、臭氧:

  臭氧,跟氧气是亲兄弟,但每个分子比氧气多了一个氧原子,所以有极强的氧化作用。在常温常压下无色,有特殊臭味,因此得名。臭氧虽然氧化能力很强,但是它在空气中的半衰期并不断,其半衰期和空气的湿度密切相关,在没有湿度的极限条件下,室温下,臭氧的半衰期长达1500分钟,即使在湿度非常高的情况下,其半衰期也在一个小时左右(即,一小时后,臭氧还剩余一半,参考文献:Half-life time of ozone as a function of air conditions and movement,DOI: 10.5073/jka.2010.425.167.326)。室温下,臭氧在水中的半衰期较短,约为15分钟。但是,这个臭氧的寿命,在身体的循环系统作用下,极端情况下,也会到达身体的任何部位。

  和挥发性有机物的损伤机制不同,挥发性有机物需要先刺激人体的免疫系统,然后,免疫系统再产生大量的高活性粒子(如各种自由基),过量的高活性粒子才开始和身体的基础有机物分子反应,导致不同程度的损害。臭氧本身就是高活性粒子,具有很强的氧化能力,能够氧化无机金属,如铁(Fe)、镁(Mg)、钴(Co)等;氧化不饱和的双键,如碳=碳双键、碳=氮双键等,氧化醇、醚、酯、酚、甚至于饱和的烷烃;臭氧还能氧化氨基。由于人类身体内的很多功能生物酶都是金属络合物(如血红蛋白),人体的四大基础有机物是蛋白质、DNA和RNA、脂质、糖,所以,臭氧直接反应,能够迅速破坏身体的所有构成分子,即几乎能与任何生物组织反应,诱发所有人类疾病,特别是对皮肤和呼吸道的破坏性很强。

  根据加拿大职业健康与安全中心(CCOHS)的介绍,“臭氧会刺激和损害鼻粘膜和呼吸道,使呼吸道上皮细胞脂质在过氧化过程中的花生四烯酸(一种人体必需的多不饱和脂肪酸)增多,进而引起上呼吸道的炎症病变。这种刺激,轻则引发胸闷咳嗽、咽喉肿痛,重则引发哮喘,导致上呼吸道疾病恶化,还可能导致肺功能减弱、肺气肿和肺组织损伤,而且这些损伤往往是不可修复的。”因此,对患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,只要暴露在低浓度的臭氧中,都可能对他们产生明显的危害。

  同样,臭氧也会刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。它也会破坏皮肤中的维生素E,让皮肤长皱纹、黑斑;当臭氧浓度在200微克/立方米以上时,会损害中枢神经系统,让人头痛、胸痛、思维能力下降。

  此外,臭氧会阻碍血液输氧功能,造成组织缺氧;使甲状腺功能受损、骨骼钙化。美国斯克利普斯应用科学研究所的保罗·温特沃斯教授曾经做过研究,发现臭氧会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。如果孕妇在怀孕期间接触臭氧,出生的宝宝可能会先天睑裂狭小(也叫先天性小眼症,一般是怀孕三个月时胎儿眼球发育不理想所致)。

  哪怕对植物来说,臭氧也不是什么受欢迎的好东西。西班牙瓦伦西亚大学的生物学家在2006年发表了一篇论文,提出臭氧会让植物的叶绿素、类红叶素和碳水化合物浓度降低,对光合作用产生影响,从而降低农作物的产量。

  由于臭氧的比重约为空气的1.66倍,常常聚集在下层空间,所以个头小的儿童是最直接的受害者。

  美国南加州的科学家曾经对3535名10到16岁的孩子做过5年的追踪调查,发现在臭氧浓度高的地区(年平均浓度介于112至138μg/m3),经常玩三四种运动 <http://tuan.163.com/?tag=%E7%94%9F%E6%B4%BB>的孩子,哮喘发病率比不做运动的孩子高出一倍。特别是出生时体重较轻的孩子或是早产儿,受臭氧影响的几率更大。

  另一项名为AHSMOG的研究则是针对成年人的。这项始于1977年的研究,对3091名27-87岁的成年非吸烟的美国人进行了长达15年的追踪,结果显示,经常暴露于臭氧环境下的男性,肺部出现了损害的症状,另外,肺癌的发病率和死亡率也与长期暴露在臭氧下有密切关系。加州大学公共健康学院的杰瑞·马丁教授解释,“越来越多研究证明,即使臭氧浓度低,如果人体长时间暴露(6-8小时)的话,产生的危害同样严重。而且,臭氧还会跟其他污染物联合作业,比如,臭氧会加强PM(可吸入颗粒物)对人体的危害,而PM也会加强臭氧的危害性。”

  2、氮氧化合物:

  氮氧化物是由空气中的氮与氧反应生成的NOx,NOx作为伴生副产物通常是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2,而NO一般与臭氧发生反应生成二氧化氮,所以在高压电晕式空气源臭氧发生器NOx 主要成分是NO2。

  NO2难溶于水,容易进入下呼吸道直至肺的深部,当NO2到达肺泡时,缓慢溶于体液中,形成亚硝酸和硝酸及其盐类,以亚硝酸根和硝酸根离子的形成通过肺进入血液在全身分布,引起肾、肝、心等脏器损伤。同时NO2本身对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用,引起肺水肿。 免疫功能损伤:长期接触NO2不仅可降低肺泡吞噬细胞能力而且能够抑制血清中抗体的形成,影响机体免疫功能。

  促癌作用:动物实验表明NO2有促癌和致癌作用。 由于目前国内大部分臭氧发生器都采用以空气为原料高频高压电晕的方式来产生臭氧,这种方式的臭氧发生器衍生的氮氧化物超标是一个很严重问题。由于空气中约含78%的氮气,如果暴露在高压放电的环境,氮气分子就会离解成原子,这样就优先形成毒性大的氮氧化物。在周围环境中,氮氧化物溶于水中形成亚硝酸盐,导致亚硝酸盐超标,并且与蔬菜里的农药残留、饲料里的激素抗生素等相互作用同时又产生其他的有害物质,将损害从家禽肉品开始,累积危害人体健康。

 


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