第1章 我们呼吸的空气.

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1 第1章 我们呼吸的空气

2 1.1平常的呼吸 实践派化学家 做一做 呼吸一次 你每天呼出多少气体？你可以猜测一下，当然你也可使设计一个小实验，让你得到一个比较准确的答案。首先需要测定你的一次“正常”呼吸会呼出多少气体以及每一分钟呼吸多少次。一旦你得到上述数据，就可以确定你在一天（24小时）之内呼出的气体。描述一下你做的实验，列出测量结果，指出所有你认为会影响你的测量结果的因素。

3 你呼吸了什么？它们有害吗？

4 表1-1 空气污染物三级标准浓度限值 污染物名称 浓度限值（mm/m3） 取值时间 一级标准 二级标准 三级标准 总悬浮微粒 日平均
表1-1 空气污染物三级标准浓度限值 来源：中国环境影响评价网， 污染物名称 浓度限值（mm/m3） 取值时间 一级标准 二级标准 三级标准 总悬浮微粒 日平均 任何一次 0.15 0.30 1.00 0.50 1.50 飘尘 年日平均 0.05 0.002 0.06 0.25 0.70 0.10 二氧化硫 氮氧化物 0.050 一氧化碳 4.00 10.00 6.00 20.00 光化学氧化剂（O3） 1小时平均 0.12 0.16 0．20

5 实践派化学家1.2 访问中华人民共和国环境保护部
中华人民共和国环境保护部维护着一个内容详尽的网站，

6 1.2 呼吸中有什么 表1-2 吸入和呼出空气的典型组成 物质 吸入空气/% 呼出空气/% 氮气 78.0 75.0
1.2 呼吸中有什么 表1-2 吸入和呼出空气的典型组成 物质 吸入空气/% 呼出空气/% 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 水

7 思想派化学家 再多点氧气会怎么样？ 研究者在一些报告中指出，石炭纪时地球大气层中氧气的浓度高达35%，人类已经很适应含有21%的大气了。在这样的大气里，一根纸梗的火柴可以在1分钟内烧完，你也可以呼吸数次让你的生命延续下去。燃烧、腐烂以及动植物的代谢都和氧气的浓度有关。如果大气中的氧的浓度加倍，地球上的生活会有怎么样的变化？请举出至少5种不同。

8 这块冰是在近200年前在南极形成的。天然冰里充满了小气泡。气泡是大气的标本，它被捕获在冰中。通过对气体的分析，科学家可以研究过去的大气组成。

9 1.3 呼吸中还有什么 人类的鼻子拥有嗅觉细胞500万个，但只覆盖着鼻腔上部黏膜的一小部分，面积仅有5平方厘米左右；相比较而言狗的嗅觉细胞大约为12500～20000万个，有的品种数量还要多（例如一种牧羊狗的嗅觉细胞竟达22000万个嗅觉细胞，这些嗅觉细胞在鼻腔上占的面积达150平方厘米左右），狗的嗅觉灵敏度比人高出40倍以上，但它不能准确地描述出湿地和厨房的差别。即使如此，我们的鼻子也会警告我们回避某些情况。 一些非常危险的气体污染物并没有气味，而另外一些污染物则在非常低的浓度下就具有危害，在这样低的浓度下我们可能无法感知它们的存在。引起严重空气污染的气体在大气中的含量通常很低，处于ppm或ppb的水平上。

10 表1-3 空气质量标准 空气污染指数API 空气质量等级 对人体健康的影响 0~50 优 可正常活动 51~100 良
表1-3 空气质量标准 空气污染指数API 空气质量等级 对人体健康的影响 0~ 优 可正常活动 51~ 良 101~ 轻微污染 人群出现刺激症状，易感人群症状轻度加剧 151~ 轻度污染 201~ 中度污染 健康人群普遍出现症状，心脏病和肺病患251~ 中度重污染 者症状显著加剧，运动耐受力降低 ＞ 重污染 健康人群运动耐受力降低，有明显症状， 提前出现某些疾病

11 怀疑派化学家1.1 空气质量是如何评价的？ 2011年10月31日，美国大使馆（北京朝阳区）监测到的北京空气质量指数为307，PM2.5细颗粒物浓度为257，而北京环保局官方公布的空气污染指数为132。同时为回应来自各方的质疑，市环保局副局长、新闻发言人杜少中称，北京昨日PM10以下（含PM2.5)的颗粒物是131，北京当日的空气质量为轻微污染。那么，空气质量是如何评价的？空气污染指数是如何得到的？

12 1.4 致命的大气污染事件 表1-5 大气污染物分类 污染物 一次污染物 二次污染物 含硫化合物 SO­2、H2S
1.4 致命的大气污染事件 表1-5 大气污染物分类 污染物 一次污染物 二次污染物 含硫化合物 SO­2、H2S SO3、H2SO4、MSO4 碳氧化物 CO、CO2 — 含氮化合物 NO、NH3 NO2、HNO3、MNO3 烃类化合物 C1~C3化合物 醛、酮、酸 卤化物 HF、Cl2、HCl、卤代烃 氧化剂 O3、过氧化物 颗粒物 煤尘、粉尘、金属微粒 放射性物质 铀、钍、镭等

13 1.4.1 烟雾事件 1.4.1.1 1930年比利时马斯河谷烟雾事件 1.4.1.2 40年代美国洛杉矶光化学烟雾事件
烟雾事件 年比利时马斯河谷烟雾事件 年代美国洛杉矶光化学烟雾事件 年代英国伦敦烟雾事件

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15 大气放射性污染 由于存在天然放射性本底值，人们一直没有将大气中放射性核素的含量作为污染的监测对象，直到1945年第1次核爆炸。尤其是50年代初期美国和苏联进行了大量的大气层核试验，137Cs在大气中的浓度迅速上升。137Cs可被明显检测到的最早年份大约是1954年。到1961和1962年，核爆炸达到高峰，全球大气层核试验总裂变当量80%以上集中在1961—1962年间。这些大气中的137Cs经过10~12个月的滞留期后沉降到地面，进入水体的137Cs被细颗粒沉积物吸附后发生沉积并被埋藏。

16 2011 年 3月11日，日本福岛核事故是继 1986 年切尔诺贝利核事故后的又一次具有全球重要影响的核事故。中国的大气气象学家就在内地西安从3月23日起监测了大气中的核素浓度变化

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18 1.5 居室气体 形式 来源 污染物 最高允许浓度 固体/颗粒物 地板、绝缘材料 石棉等 0.15mg/m3 宠物 宠物毛屑、灰尘 植物
1.5 居室气体 形式 来源 污染物 最高允许浓度 固体/颗粒物 地板、绝缘材料 石棉等 0.15mg/m3 宠物 宠物毛屑、灰尘 植物 真菌、霉菌、细菌、病毒 4000CFU/m2 液体/气体 地毯 苯乙烯、苯 苯 0.09mg/m3 香烟烟雾 CO、苯、尼古丁 衣物 干洗剂、防蛀球 电弧 臭氧 通风不畅的加热器 CO、NO、NO2 家具 甲醛 0.08mg/m3 胶和溶剂 丙酮、甲苯 0.3mg/m3 油漆 甲醇、甲基氯 房屋下的土壤 氡 新房100Bq/m3 旧房200 Bq/m3

19 1.4 作业 我们知道，空气中还含有很多其他污染物，如臭氧等，可以确定地说，在地球表面，臭氧是有害的，但是在高空中，臭氧发挥着至关重要的作用。用你的资源，把有关臭氧的知识介绍给我们。 二氧化硫（SO2）是另一种大气污染气体，如果在一个6m2的狭小空间里燃上几根火柴会对人体有伤害？我们给你提供一些数据，也许对你完成作业有帮助： 通常你和一用以下配方制成火柴头：氯酸钾8克，二氧化锰2.5克，硫磺2克，溶剂、胶水各1克，水0.5克 23根火柴头约0.4g。

20 思想派化学家1.2 承担和评估风险 空气质量给了我们一个了解风险的机会，以后我们将多次谈论这个话题。的确，对于生活本身而言，风险是一个中心问题，因为我们做的没一件事都存在着 不同程度的风险。例如，根据《烟草控制框架公约》规定在香烟包装上印刷“腐烂的肺部、骷髅的头像、漆黑的牙齿”等警示图标，《烟草控制框架公约》是世界卫生组织主持达成的第一个具法律效力的国际公共卫生公约。经我国全国人大批准，2006年1月《公约》在我国正式生效，公约生效3年后，所有卷烟制品包装要印上不低于面积30%、并且可轮换的健康警语。说明吸烟的风险水平超出了社会所能承受的范围。但是，还有很多有风险的活动并不发布警告。不发布警告时，通常人们会认为风险很低，风险是显而易见的或是可以避免的，或者收益远大于风险。 警告是风险本身的一个特征。警告并不意味着某个人必然会受到某特定活动的影响。它们仅仅指出个体收到影响的统计几率或机会。例如，乘坐小汽车行驶480km的死亡率为百万分之一。这句话表明，平均来说，没一百万人中有一个人在乘车行驶480km后死于交通事故。这类预测并不是简单的猜测，而是风险评估的结果：评价科学数据，应用系统的方式预测某件事情的发生概率。 如果让你评估一下开车打手机的风险，你觉得你该从哪些方面入手进行评估？请对你周围一些有争议的事情，选择你最感兴趣的一件事情进行风险评估，并向同伴介绍你的评估结果。