书城科普读物科学新知丛书-有机物世界漫游
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第22章 环境与污染(2)

现代文明使大量的化学制品陆续走进家庭,人们在享受物质文明的甘甜时,也在品尝化学污染的苦涩。如洗涤剂、杀虫剂、空气清新剂等等,都会溢出有害气体。现在为了消灭蚊蝇、臭虫、蟑螂等害虫,很多家庭都备有杀虫剂。此类杀虫剂,称为拟除虫菊酯杀虫剂,对昆虫毒性较高,而对人毒性较低,但并非绝对无毒。喷洒在室内的气雾能在几个月甚至几年时间里,都放出少量有害气体,如氟里昂、甲苯、丙酮等。

在实际灭蚊蝇中,最好采用如灭蚊蝇灯等物理方法,减少杀虫剂对环境的污染及对健康的不良影响,尽量减少杀虫剂的使用。如使用则应根据蚊蝇的生态习性,采用长效杀虫剂涂抹纱窗或纱门,这样可起到事半功倍的效果,同时也减少杀虫剂对环境的污染。

不可忽视室内污染

室内比室外空气污染严重

大气、水体、土壤等环境污染越来越引起人们的重视,但是室内的污染并未引起足够的重视。实际上经过研究和实测,更确切地证实室内空气污染比室外污染还要严重。这里的空气污染是指平均浓度而言,因为室内体积小,污染物相对集中,室外空间大,污染物得以稀释。实际监测表明,许多室内污染物比室外更浓,有些还超过了国家规定的指标。美国环保专家发现有11种有毒化学物质的室内浓度高于室外。新建筑物内有害物质更多。

室内存在的主要污染物及危害

据检测,室内存在的污染物种类数以千计。主要有放射性气体氡、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、苯并芘等。室内为什么有这么多的污染物呢?人们的呼吸作用,呼出的二氧化碳就是最普通的污染物;身体会排放气味、细微皮屑、粪便;衣服会散落灰尘、纤维;吸烟、取暖、做饭、用化工材料装修、摆放家具、喷洒杀虫剂污染更大。而电视机、吸尘器、电脑等进入家庭也在加大污染。以吸烟为例,吸烟者可吸入一氧化碳、二氧化氮、尼古丁、酚类、烃类等。目前已发现烟雾中的化学物质有1200多种。包括烟碱(又名尼古丁)、一氧化碳等数百种对人体有害的物质。其中有苯并芘、亚硝胺、焦油等40多种致癌物质或促癌物质。据世界卫生组织统计数字表明,全世界每年约有250万人因吸烟导致多种疾病而过早死亡。吸烟被称为“现代的鼠疫”。事实证明。吸烟对青少年的健康危害更大。由于青少年正处于迅速发育成长过程,各种生理器官未发育成熟,对外界各种有害物质的抵抗能力较弱,易受伤害。据统计,肺癌发病率与开始吸烟的年龄有直接关系。如20~25岁开始吸烟者肺癌发病率为不吸烟者的10倍,15~19岁开始吸烟者肺癌发病率为不吸烟者的15倍,小于15岁开始吸烟者肺癌发病率为不吸烟者的19倍。吸烟是有百害而无一益的,中学生应丰富自己的课余生活,将自己的情趣转到高层次的需求上,绝不要染上吸烟的恶习。吸烟不但危害自己的健康,同时使不吸烟者一起受害。据测定,在吸烟吐出的冷烟雾中,所包含的有害物质浓度比吸烟者吸进的热烟雾更高。

当前在社会上有一种居室装修热。而在装修中使用的胶合板、粘接剂、油漆涂料中常含有各类有机挥发物(如甲醛、苯等)有害物质。轻则使人头痛,刺激鼻眼,重则呼吸困难,引起血液系统疾病。随着生活水平的提高,使用的材料也不断升级,像聚氨酯油漆就较普遍使用。随着装修材料、家具等更多地进入家庭,随之而来的是游离TDI(是甲苯二异氰酸酯的简称)。这是一种无色透明呈淡黄的液体,是制造聚氨酯的原料。如聚氨酯油漆或泡沫塑料等。不论是在生产过程中还是在使用这些材料过程中,人们都有可能接触到没有完全反应而挥发到空气中的TDI,即游离TDI。游离TDI的毒害是致敏和刺激,主要危害呼吸系统。吸入后咳嗽、胸闷、气急甚至哮喘,重者肺气肿、昏迷甚至危及生命。另外,刺激眼睛疼痛流泪,结膜充血。皮肤接触发生丘疹、皮肤过敏等。国际化学品安全规划署规定空气中TDI的允许浓度为0.036毫克/米3。国际规定聚氨酯油漆中游离TDI含量小于0.5%,而我国目前对合格品未做含量规定,一等品是不大于2%。由此可见,质量低劣的聚氨酯油漆游离TDI会造成危害,应避免使用。

常开门窗解决室内污染

居室是人们日常生活的重要场所。老人、小孩、病人在室内的时间比一般人还要多,所以居室环境问题必须引起重视。为了避免室内的化学污染,人们应注意保持室内有阳光的照射和流通的空气,并且不能在室内吸烟。可以在室内摆上虎尾兰或吊兰,以吸收胶合板、纤维板、化纤地毯、等人造材料形成的甲醛气味。

解决室内污染的最有效的手段是常开门窗、通风换气,即使是冬季也应常开门窗,这就是对室内空气的稀释作用。如果室内通风充分,所有污染物都将被稀释到对人体无害的水平。当然也可以安装通风设备或空气清新器等,但都不如打开门窗更快,更彻底。近来为了解决建材挥发有害物质,研究了保健抗菌净化剂,加入到油漆、涂料、胶合板、粘接剂当中,就可以减少以至消除挥发物。所以只要重视并采取有效的手段,就完全有可能把室内污染对人体健康的危害降低到最低的限度。让我们在感受现代生活温馨的同时,也有一个真正洁净的室内环境,以保证人们的身心健康。

谨防铅中毒

汽油中为什么有铅

铅(Pb)是一种蓝白色的重金属元素,是重要的工业原料。目前,全世界每年约消耗400万吨铅。铅是一种有用又有毒的元素,它既为人类服务又毒害、摧残着人类。

铅能严重危害人的健康和智力,它进入人体后只有小部分随汗液、大小便排出体外,大部分则以Pb2+的形式与蛋白质分子中的半胱氨酸的巯基(-SH)反应,生成难溶物,或沉淀于骨髓内,或分散在血液里形成血铅,日积月累而产生铅中毒。铅中毒后的主要症状为面色苍白、食欲不振、四肢酸痛、动作异常、嗜睡和不明原因的贫血。严重时可破坏酶的活性,引起代谢功能紊乱。铅毒害对智力影响尤为显著,人体中血铅的含量每增加10微克,其智商便下降2~3,甚至变为痴呆。

那么为什么有的汽油中会含有铅呢?这是为了提高汽油的抗爆性能,加入了四乙基铅的结果。汽油是人类使用最为广泛的一种燃料,是从石油中提炼出来的。石油又称原油,不能直接作为燃料使用,它的化学成分为碳和氢构成的化合物,称为烃类。最简单的烃是甲烷(CH4),由1个碳和4个氢组成。而石油正是由1个碳到几十个碳的烃所组成。利用原油混合物中各组分的沸点各不相同的特性,通过分馏的办法,可以得到不同沸程的产物,汽油、煤油和柴油都是石油分馏的产物。汽油的沸程为60℃~130℃,包含6~11个碳的烃类混合物。这种直接从石油中通过分馏而制得的汽油称为直馏汽油。由于石油本身就是一种成分不固定的混合物,加上分馏时控制馏出液的速度和沸程的不同,导致汽油也是混合物。这种成分上的不同就造成了性质上的差别。

在汽油的各种性质中,抗震性是一个重要指标。汽油发动机在运转时,如果汽油质量不好,就会发生爆燃现象,使发动机发生猛烈震动和巨大的金属敲击声,同时,一部分燃料不完全燃烧而排放出黑烟。显然,自燃点低的烃类成分愈多,汽油的质量也就愈差。于是,人们用辛烷值来衡量汽油抗震性的高低。抗震性最差的正庚烷的辛烷值被定为零(自燃点为223℃),而抗震性较好的异辛烷(2,2,4—三甲基戊烷)的辛烷值被定为100(自燃点为418℃)。商品汽油的牌号一般直接显示其辛烷值的大小,牌号愈大,辛烷值也愈高。

为了提高汽油的抗震性,需要在汽油中加入四乙基铅。若加0.1%可使直馏汽油的辛烷值提高14以上,辛烷值愈低的汽油,加四乙基铅的作用愈明显。如在正庚烷中加0.1%四乙基铅可提高辛烷值47。四乙基铅的作用是在燃烧过程中分解出铅,然后氧化成氧化铅。氧化铅在烃类的燃烧反应中,可以将烃类过氧化物分解成醛类化合物,从而减少了烃类过氧化物分解成自由基的机会,这就可以使汽油蒸气的自燃倾向大大减少,从而起到了抗震的效果。为了防止氧化铅在汽缸中的沉积,在加四乙基铅的同时往往还要在汽油中加入二溴乙烷,使氧化铅变成二溴化铅随废气一道排出。这种含铅的废气是大气铅污染的主要来源。环境中的铅会通过呼吸道或食物进入人体,使人体血铅含量增加,继而因积累作用逐步危及肾脏和神经。由于含铅废气比空气重,所以常滞留在近地面的空气中,因此儿童受害更甚。为保护我们的下一代,为净化我们的大气,改善人类赖以生存的环境,我们不应该使用含铅汽油。

两全的方法

即然前面提到了那么多的敝端,那么,有没有不加四乙基铅抗震防爆而又提高汽油辛烷值的两全方法呢?有。那就是将石油二次加工。例如,将直馏汽油经过铂重整而得到的重整汽油。分子结构重排,直链烃变为支链烃或环烷烃,进一步脱氢成芳烃,结构上的变化大大提高了它们的自燃点,也就提高了它们的辛烷值。通常重整汽油的辛烷值都在88~100。用这种汽油取代直馏汽油可使飞机发动机的功率提高45%~65%。1940年5月第二次世界大战时,法国空军使用的辛烷值为85的汽油,结果在一次空中大战中败给了德国空军。时隔2月,英国空军使用了美国环球油品公司提供的辛烷值为100的汽油,结果在7月30日到10月31日这一段日子的空中大战中大败德国空军,使德国丧失了1733架飞机。可见,汽油辛烷值的高低有时有着极为重要的作用。

再有,为了增加汽油的产量和质量,还可将分子量较大的烷烃催化裂化得到裂化汽油。如在氧化铝、氧化硅作催化剂,400℃~600℃高温下裂化长链烃,同时伴有异构化等生成带支链的高辛烷值的裂化汽油。如果在配制汽油时,多使用重整汽油或裂化汽油就可得到无铅汽油。

如果在汽油中加入高辛烷值的甲基叔丁基醚作为组分,这种物质沸点较低,可以改善汽油的蒸发性能,有利于汽车的启动、加速以及减少发动机活塞磨损,同时降低耗油量。

全国汽车大换血

我国对无铅汽油的推广使用很重视。从1993年起,在部分机动车辆试用无铅汽油,结果表明使用无铅汽油不存在技术问题。继北京之后,上海、广州、天津、西安、深圳等城市及其他重要经济特区和旅游区也已实施汽油无铅化。国务院办公厅决定在全国范围内,限期停止生产、销售和使用含铅汽油,实现车用汽油无铅化。通知除对生产、销售无铅汽油提出明确的时间表外,对汽车制造企业也给予限制,要求自2000年1月1日起,汽车制造企业生产的汽油车应能使用无铅汽油;新生产的轿车要采用电控汽油喷射装置,并安装尾气净化装置;对不适合使用无铅汽油的汽车,由制造企业负责改造。国家环保总局在发布这一消息时指出,国家将采取一系列行政、经济、政策手段,推动汽油无铅化工作。其中最重要的一条就是自1999年1月1日起,提高车用含铅汽油的消费税税率,调整车用含铅汽油的价格,使车用含铅汽油的销售价不低于无铅汽油的销售价。

全国汽车大换血,无疑会增加汽油的生产成本,但是为了保护我们人类生存环境,尤其保护儿童是十分值得的。