空氣汙染

空氣汙染指一些危害人體健康及周邊環境物質所對大氣層造成的汙染。這些物質可能是氣體、固體或液體懸浮物等。我們在日常生活中呼吸的種化學物質組成，最普遍的物質是一氧化碳，其次是二氧化碳，然後是其他氣體。每種氣體的成份並不是固定的，會有輕微的轉變，當轉變出來的物質過多時，我們就會視它為空氣汙染。空氣汙染主要可以分為化學汙染和生物汙染兩部份。也有人把噪音、熱量、輻射和光的汙染歸入空氣汙染的類別裡。2008年，布萊克史密斯研究所在世界汙染最嚴重地區報告中將室內空氣汙染和城市空氣質量被列為世界最嚴重的致命汙染問題。根據2014年世界衛生組織報告，2012年空氣汙染導致全球700萬人死亡。汙染物.空氣汙染物是空氣中的物質，對人類和生態環境産生有害影響。該物質可以是固態顆粒、液態液滴、或是氣體...汙染物可以是天然的，也可以是人造的。汙染物被分為初級汙染物和次生汙染物。初級汙染物通常由過程産生，如火山噴發的煙灰。其它例子包括機動車尾氣中的一氧化碳，或工廠排放的二氧化硫。次生汙染物不是被直接排放的。它們是由初級汙染物反應形成的。地面臭氧層就是典型的次生汙染物。有些汙染物可以既是初級的，又是次生的：它們可能來自直接排放，或是由其它初級汙染物合成而來。人類活動産生的主要初級汙染物包括：次生汙染物包括：其它空氣汙染物包括：永續性有機汙染物是有機化合物，在化學、生物和光解過程中難以自然分解。由此，它們在自然中存留持久，可以遠距離擴散，在人體和動物組織內積存，透過食物鏈放大，對人類健康和自然環境造成潛在的重要影響。顆粒物.顆粒物。顆粒物能夠在大氣中停留很長時間，並可隨呼吸進入體內，積聚在氣管或肺中，影響身體健康。這些可吸入懸浮顆粒還可以再細分為PM10和PM2.5兩類：直徑約為0.1mm的粉塵顆粒有超過50%會沉積在肺部，含矽的粉塵更會對人體造成永久傷害，例如引致矽肺病。香煙塵是常見的懸浮顆粒，因粒徑小、擴散力強，在靜止空氣中幾乎可以不沉落，不僅即時可見汙染惡果，長期吸入更可以導致肺癌。其他常見的懸浮顆粒：各種地點、活動和因素能導致汙染物進入大氣。這些分為兩大類。人為這些主要包括燃燒各種燃料。自然排放因素.空氣汙染排放因素所代表的價值是人們試圖將排放到清潔空氣中的汙染物數量以及排放活動相互聯絡起來的事情。這些因素常常表述汙染物的量，透過單位重量、體積、距離和排汙活動持續性(如每噸煤燃燒後所產生的顆粒物的公斤量)。這些因素導致對各種空氣汙染行評估。在許多例子中，這些成分常常是將所有可接受質量進行簡單平均，並常常認為這是對長期平均數的代表值。永續性有機汙染物列表上有12種化合物。二噁英和呋喃只是其中之二，是由有機物燃燒所發生的，如燃燒塑膠。永續性有機汙染物也是內分泌干擾素，可以扭曲人類基因。暴露在空氣汙染物下.空氣汙染風險是汙染物危害和暴露在汙染物下所產生的負面功能。暴露在空氣汙染物可以表述為對某人、某些人群(如某郡的鄰里或兒童)或是對所有人的影響。例如，某人想要計算在某一地理區域內暴露在有害氣體下的問題，這包括各種微觀環境和年齡人群。這可以被計算吸入量。計量可以為在各種場合下每日暴露量(如室內微觀環境和戶外地點)。暴露需要包含各個年齡層和其它人口統計人群，特別是嬰兒、兒童、孕婦和其它敏感次人群。暴露在空氣汙染物下需要綜合空氣汙染物濃度、各地時間和每個次人群在某一時間的吸入量，以及該次人群所參與的活動(遊戲、做飯、閱讀、工作等)。例如，小孩吸入率比成人小。小孩參與各種劇烈活動比參與安靜活動的兒童吸入率要大。這樣，每日暴露需要反映在微觀環境中所花費的時間以及活動種類。每個微觀環境的空氣汙染物濃度需要總結以判斷這一暴露。室內空氣質量.通風不順暢導致室內空氣汙染濃度上升，而人們待在屋子裡時間太久。氡氣是致癌氣體，在地球某些地方會散佈出來，進入屋子裡。建材，如地毯和膠合板會散發出甲醛(H2CO)。圖畫和溶劑在變干時會散發出揮發性有機化合物。鉛畫會蛻變為塵土，被人體吸入。一些空氣汙染物是由空氣清新劑、薰香和其它香水造成的。爐子裡的柴火也會造成許多煙塵。室內致命的汙染物可能是使用殺蟲劑和其它化學物質，缺乏通風所致。一氧化碳(CO)中毒和致命常常是由於煙筒出問題導致的，或是在屋子裡燒煤。慢性一氧化碳中毒甚至可以因訊號燈燃燒不良引發。所有的室內下水道都有存水彎，防止臭氣和硫化氫反進室內。在乾洗數日後，衣物依然會散發出全氯乙烯或其它乾洗液體。雖然石棉已經在許多國家禁止使用，但許多工業和室內環境所留存的石棉依然很多，留下許多健康隱患。石棉會導致慢性炎症，影響肺部組織。在長期、大量接觸石棉後會導致石棉在肺部積存。患者會出現呼吸困難，會誘發各種肺癌出現。由於非技術常解釋不清楚這一問題，人們應該對一些疾病進行區分。根據世界衛生組織 ，這些包括石棉肺癌和腹膜間皮細胞瘤(非常罕見的癌症形式，總是與長期接觸石棉時出現)。室內空氣汙染的生物括氣體和顆粒物。寵物會產生皮屑，人也會產生皮屑和頭髮絲，床上、地攤上和傢俱上的塵蟎會產生酶和微小的糞便、排放甲醛、導致牆壁發黴、產生黴菌毒素和孢子。空調系統也會產生軍團桿菌病和黴菌，室內植物、土壤和周圍的花園也會產生花粉、塵土和黴菌。缺乏空氣通風會導致空氣汙染物堆積，以至於比自然含量還要高。影響.空氣汙染的一個重要風險因素是導致一系列健康問題，包括呼吸感染、心臟病、慢性阻塞性肺病、中風和肺癌。由空氣汙染所導致的健康問題可能包括呼吸困難、哮喘、咳嗽、氣喘、甚至是加重現有的呼吸和心肺疾病。這些問題會導致用藥增多，頻繁出入急診室，死亡率提升。因空氣質量低劣所導致的人類健康惡化普遍存在，但主要影響的是心肺系統。個人對空氣汙染的反應不同，取決於汙染物的種類、暴露情況、個人的健康狀況和基因因素等。就室內室外空氣汙染死亡率上來說，發展中國家年齡不滿5歲的兒童受到的危害最大。死亡率.據估算，每年約有700萬人死於各種空氣汙染。根據世界衛生組織，印度中風死亡率也很多。2013年12月估算得出中國每年因空氣汙染導致500,000人死亡。機動車排放的汙染物和肺炎相關死亡病例也有關係。在歐盟，空氣汙染會減少壽命預期九個月。所導致的疾病包括中風、心臟病、慢性阻塞性肺病、肺癌和肺部感染。美國環保局估算如果對柴油機技術進行改良("第二級")會減少"過早死亡"12,000起、心臟病15,000起、兒童哮喘急診6,000起、呼吸性疾病8,900起。美國環保局估算相比目前的75-ppb(十億分之一)地面臭氧濃度若為65-ppb，2020年全世界會減少1,700到5,100起過早死亡。環保局計劃的更嚴格標準可以預防26,000起嚴重哮喘，以及數以百萬的病假問題。一項在南加州洛杉磯盆地和聖華金谷進行的空氣汙染成本和健康的新經濟研究揭示，由於空氣汙染水平違反聯邦標準，導致每年超過3,800人過早死亡(比正常早了14年)。同一地區每年因此過早死亡的人數大於機動車事故的死亡率，後者少於每年2,000起。柴油尾氣也是製造空氣汙染物的主要元兇之一。在一些人類實驗中放置柴油尾氣，會導致急性血管功能障礙和血栓形成。這顯示之前所述的空氣汙染顆粒物與心血管發病率和死亡率之間存在關係。心血管疾病.2007年一份研究顯示暴露在環境空氣汙染下與死於心血管疾病成正面相關(範圍：每10μg/m3增加12%到14%)。空氣汙染也會增加中風的風險，特別是在發展中國家，那裡的汙染水平最高。2007年一份研究顯示婦女受空氣汙染不但會引發出血性中風，而且會引發缺血性中風。在2011年定群研究中發現，空氣汙染也與冠狀動脈中風發生率和死亡率增加有關。研究認為影響可能包括血管收縮、低水平炎症和植物性神經系統失衡等機制問題。肺病.慢性阻塞性肺病包括慢性支氣管炎和肺氣腫。研究顯示暴露在交通空氣汙染下導致哮喘和慢性阻塞性肺病患病風險增加另外，空氣汙染與哮喘和慢性阻塞性肺病住院率和死亡率增加都有關係。由於1952年倫敦煙霧事件，1960-1961年的一項調查對比倫敦293位居民和格羅斯特、彼得伯格、諾維奇的477位居民，顯示後三城患慢性支氣管炎死亡率都相對較低。所有研究物件都是男性郵遞車駕駛員，年齡在40到59歲之間。與居住在邊遠鄉鎮的物件對比，倫敦物件呼吸道症狀更加嚴重(包括咳嗽、痰和呼吸困難)，肺功能下降(FEV1和峰值流量)，痰多膿多。對於年齡在50-59歲的物件來說，差別更大。研究控制了年齡和吸菸習慣，因此空氣汙染結果更可能被展示出來。和囊腫性纖維化類似，居住在日益城鎮化的環境裡導致健康狀況更加惡化。研究顯示城市患者黏液分泌過多、肺功能低下、自查慢性支氣管炎和肺氣腫更多。綠色和平2019年7月釋出的《公眾對香港汙染問題的認知與觀感意見調查》，近八成人表示曾經或正受空氣汙染影響，大部分影響和健康相關，例如：鼻敏感、哮喘發作等。短期會引發支氣管過敏及哮喘患者對致敏源的反應加據；長期更會增加患肺癌的風險，妨礙兒童肺部發育等。癌症.就暴露在空氣汙染下是否是癌症風險因素這一問題，2007年的研究得到確切資料，發現長期暴露在PM2.5(細顆粒物)下每增加10μg/m3就會增加非事故死亡率6%。暴露在PM2.5下也與肺癌死亡率風險增加有關(範圍：每增加10μg/m3提高15%到21%)以及綜合心血管死亡率(範圍：每增加10μg/m3提高12%到14%)。研究進一步注意到生活再繁忙交通要道附近會增加上述三種風險結果——增加肺癌死亡率、心血管疾病死亡率和綜合非事故死亡率。研究人員也發現暴露在PM2.5下與冠心病死亡率正向相關，暴露在SO2下會增加肺癌死亡率，但研究資料沒有找到過硬的結論。 另一項研究顯示活動量增大導致氣溶膠顆粒加速沉積在人體肺部，因此建議在高汙染區域內減少強體力活動，如在室外跑步。2011年，丹麥大型流行病研究發現在氧化氮濃度較高的地區居住，導致居民患肺癌機率增大。研究中，非吸菸者關係比吸菸者還大。2011年，另一項丹麥研究也發現空氣汙染和其它癌症形式有關，如子宮頸癌和腦癌。兒童.在美國，雖然潔淨空氣法案於1970年透過，但在2002年至少有1.46億名美國人居住在未達標區域裡，即該區域空氣汙染物濃度超過聯邦標準。這些危險的汙染物被稱之為標準汙染物，包括臭氧、顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和鉛。新德里等城市也採取了相應的兒童保護措施，印度公交車現在使用了壓縮天然氣以減少“豆子湯”式霧霾。歐洲最新研究顯示暴露在超細顆粒物下會導致兒童血壓上升。對中樞神經系統影響.研究顯示持續暴露在空氣汙染下會影響中樞神經系統。2014年6月，羅切斯特大學醫學中心的研究在《環境健康展望》期刊上釋出，研究發現過早暴露在空氣汙染所導致的大腦傷害等同於孤獨症和思覺失調症。研究也顯示空氣汙染會影響短期記憶、學習能力和衝動性。研究員狄波拉·柯里-施樂塔教授稱：“當我們仔細觀察腦室後發現到，環繞腦室的白質並沒有完全發育。這似乎是因為發炎損害了腦細胞且阻礙了該腦區的成長，腦室則乾脆膨脹來填充空間。我們的研究也發現有關身體發育的證據，即空氣汙染與孤獨症以及其他有關。”另外，研究也發現空氣汙染對男性的負面影響比女性更大。《美國國家科學院期刊》中的研究發現，空氣汙染會增加罹患阿茲海默症或其他型式之失智症的風險；在神經心理學方面則會增加罹患憂鬱症的風險。許多表明，空氣汙染對於學生的認知能力有負面的影響。許多空氣中的汙染物會同時夾帶有毒物質進入一些通道到達人腦進而改變腦中的神經化學。研究指出，空氣汙染與較低的認知功能測驗成績相關的工作。相對“乾淨”的地區.即便某些地區空氣汙染水平相對較低，公共健康依然會受到嚴重影響，這是因為吸入的人多。2005年不列顛哥倫比亞肺協會科學研究顯示，2010年空氣質量進步一小步(PM2.5和臭氧濃度減少1%)會使得溫哥華市區增加2900萬美元年存款。這項發現是根據健康評估中致命和非致命影響得出的。生態系統.煙塵等粒子覆蓋植物的葉片，阻礙植物吸收陽光，因此降低光合作用的效率。二氧化硫、二氧化氮溶於空氣中的水份，形成酸雨、酸霧、酸雪，或直接溶於水體，降低水土酸鹼度，使植物和水中生物死亡。二氧化硫能直接殺死地衣。空氣汙染導致全球增溫、臭氧耗損、破壞生態系統。2014年，印度報道空氣汙染導致農作物歉收，2010年汙染最嚴重的地方與1980年水平相比減產過半。社會.空氣汙染導致的酸雨侵蝕金屬及大理石建築、雕像，毀壞戶外文物、藝術品。降低土壤酸鹼度，降低農產品收成。光化學煙霧降低能見度，影響旅遊業及對空中交通造成危險。因空氣汙染而致病的人口造成醫療負擔。令能見度下降，遊客減少，經濟倒退。空氣汙染一般集中在人口密集的大都市裡，特別是在缺乏環境監管或疏於管理的發展中國家。然而，即便在發達國家裡，人口密集地區汙染也達到了臭不可聞的地步，如洛杉磯和羅馬就是兩個例子。在2002年和2011年，北京肺癌發病率翻了將近一番。雖然吸菸依然是中國肺癌的首要致因，但吸菸人數正在下降，而肺癌人數卻依然上升。世界上最嚴重的短期市民汙染事件為印度1984年博帕爾事件。氰化物從美國聯合碳化物工廠洩漏出來，瞬間奪走了25,000人的命，受傷人數在150,000到600,000人左右。英國最嚴重的空氣汙染事件是1952年倫敦煙霧事件。在6天中，超過4,000斃命，近期評估的資料則為接近12,000人。前蘇聯靠近葉卡捷琳堡的生物武器實驗室在1979年發生炭疽病洩漏，即斯維爾德洛夫斯克炭疽洩漏事件，導致至少64人死亡。最嚴重的單次汙染事件為1948年10月美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮事故，導致20人死亡，超過7,000人受傷。汙染物的測量.一般用μg/m3作為單位。測量的標地為一般常見單一汙染物，例如可吸入懸浮粒子、一氧化碳。在不同天氣、風向、風速、氣溫、相對濕度下測量得的各項數值有差異。在週末／工作天、繁忙／非繁忙時段、空氣汙染高峰時間／平時，所測量得的數值皆有差異。空氣質量預報，是指利用各種技術對空氣中的汙染物濃度及其時空分佈進行預測。就預報方法而言，空氣質量預報方法包括：數值預報、統計預報、潛勢預報。空氣汙染指數表達。中國大陸政府正逐步開始釋出空氣汙染指數。美國駐中國大使館和領事館使用美國聯邦參考監測上釋出空氣汙染指數。香港.香港的空氣汙染指數20年來都沒有檢討過，遠遠落後世界衛生組織的安全標準。故此，綠色和平制訂了空氣汙染真相指數 ，以另一方式反映香港空氣汙染的情況，希望保障市民的健康。隨著各界壓力，政府終於在2014年更新空氣質素指標，並因此在2013年底用空氣質素健康指數代替空氣汙染指數，使市民瞭解空氣汙染與健康的關係。空氣質素健康質素將各種汙染物濃度以對健康的影響的方式反映，指數越高，表示當天空氣汙染所導致的短期健康風險增幅越大。2018年，香港環保署轄下空氣科學與健康專家小組，於去年中修訂的健康和經濟影響評估方法檔案的濃度每增加10微克／立方米，死亡風險會分別升6.2%及3.9%；短期而言，死亡風險亦分別增加0.41%及1.03%。加拿大.在加拿大，空氣汙染對健康風險的影響是由空氣質量健康指數(Air Quality Health Index)。該健康工具有助於進行決策，減少短期汙染物暴露程度，在空氣汙染物濃度增高時調節活動。空氣質量健康指數是一聯邦專案，由加拿大環境部和加拿大衛生部主辦。指數也得到了地方政府和事業單位的支援。空氣質量健康指數可以檢測健康威脅，參與社群互動，強化執行。該指數範圍為從1到10+，用以表示當地空氣質量對健康的威脅。有時，當空氣汙染物濃度異常高時，數值會超過10。該數值也提供未來空氣預測，為健康提供建議。即便是低水平的空氣汙染也會對敏感人群帶來不適，而指數是連續性的：數值越高，對健康的威脅越大，需要多加註意。數值與健康的關係是'低'、'中'、'高'或'非常高'，並給出相應的行為建議。該尺度是根據觀察二氧化氮(NO2)、地面臭氧(O3)和顆粒物(PM2.5)與死亡率之間的關係得出的，在加拿大一些城市進行分析。重要的是，上述三種汙染物即便含量不多，對健康也依然存在威脅，特別是與其它已存的健康威脅一同來襲時尤甚。在研發空氣質量健康指數時，加拿大衛生部最初的汙染物分析資料包括五種：顆粒物、臭氧、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)。後兩種對健康影響測不準，就沒有納入公式。空氣質量健康指數無法檢測臭味、花粉、粉塵、氣溫或溼度。能減低空氣汙染的措施.各種空氣汙染控制技術和土地規劃策略都可以減少空氣汙染。在最基本層面上，土地規劃常包括區域和運輸基礎設施規劃。在最發達國家，土地規劃是社會政策的重要部分，保證土地在經濟和人口上能夠得到最大最佳化，包括環境保護。減少汙染物移動括初級管理(很多發展中國家都有許可性管理)，新資源延伸管理(如船舶、農業裝置、小型燃氣驅動裝置，如線式修邊機、鏈鋸、雪地車)，增加油料效率(如使用混合驅動汽車)，轉用清潔能源(如生物乙醇、生物柴油或電動車)。一些對二氧化鈦的研究觀察了其減少空氣汙染的能力。紫外線可以從該物質上打出自由電子，釋放遊離基，解開揮發性有機汙染物和NOx氣體。一種形式是超親水。控制裝置.如下裝置常用於工業和交通業汙染控制。它們要麼可以摧毀汙染物，或是從汙染流中將汙染物清除出來，防止它們進入大氣。麻煩地區.空氣汙染麻煩地區是空氣汙染物排放導致個人健康負面效應持續增加的地方。麻煩地區常見於人口高度密集、城市地區，那裡聚集了固定汙染源(如工廠)和移動汙染源(如汽車和卡車)。從這些佈的汙染會導致呼吸系統疾病、兒童哮喘、癌症和其它健康問題。每年，細顆粒物如柴油碳煙導致超過320萬過早死亡，成為重要問題。汙染物很細小，可以沉積在肺裡，進入血管。 柴油碳煙會聚集在人口密集的地區。空氣汙染麻煩地區會影響各類人群，一些人群卻更可能居住在這裡。之前的研究顯示，種族或收入會影響汙染物暴露的情況。有害土地使用(有毒物質存放和廢料處理、工廠、主要道路)常常設立在窮人區域。社會經濟地位低下也會遭受到各種麻煩，包括種族問題，使得問題缺乏管控或無法搬遷到汙染物較少的地方。這些社群汙染物負擔沉重，更容易遭到健康威脅，如癌症或哮喘。研究顯示，種族和收入差距不但與汙染物暴露程度有關，而且與健康問題有關。相位元權階級來說，社會經濟地位卑微和少數族裔更容易因暴露在汙染物下而遭到健康損害。黑人和拉美人比白人和亞裔面對的汙染物更多，低收入社群承擔的風險更大。種族不平等，特別是在美國南部的郊區和美國西部和中西部的城市內尤甚。住在公共住宅裡的居民一般是低收入人士，而且無法搬遷到汙染物較少的地區，他們受到臨近精煉廠和化工廠的影響更大。大氣擴散模型.分析空氣汙染的基本工具是各種數學模型，可以預測空氣汙染物在大氣層低位的轉播。基本方法有：點擴撒模型理解得最透徹，因為它在數學上相對簡單，研究的時間比較長，可以追溯到1900年，它使用高斯擴撒模型模擬持續上浮汙染卷流，預測空氣汙染等濃度線，並考慮了空氣速度、煙囪高度、排放率和穩定度。這種模型被詳盡證明和矯正，檢驗了各種大氣環境的資料。