燃燒後產生的有害物質對於我們身體的影響與損傷

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燃燒氣體、石油、煤油、木材、木炭或菸草等碳基(carbon-based)燃料會產生燃燒反應的副產物,例如煙霧,進而導致空氣污染。由於燃料成分的不完全燃燒所產生的降解產物和小碎片會進一步產生二次反應,而造成的大量化學物質。常見的燃燒污染物包括四大類:顆粒物質 (Particulate Matter)、重金屬、有機污染物(例如多環芳香烴),以及近年來被注意到環境持久性自由基 (environmentally persistent free radicals)。汽車排放的燃燒副產物佔道路附近空氣顆粒物污染的近 80%。根據與主要燃燒源(例如燃煤廠)的距離,來自室外的燃燒副產物的在室內的含量可能會有很大差異。然而,比較令人擔憂的是,在室內,不通風的煤油和燃氣取暖器、燃氣壁爐、燃氣灶、室內使用木炭或燃氣烤架、通風不良的電器、空轉的汽車和吸紙煙會在室內產生大量燃燒反應的副產物。不同的燃燒來源影響了燃燒過程中形成的污染物的成分。這些污染物是來自自然和人為來源的化學物質、金屬、氣體和顆粒的複雜混合物質。這些污染物混合物對包括肺、心血管、免疫和神經系統在內的多個系統產生重大影響,導致許多不良健康後果。此外,與燃燒副產物相關的健康影響似乎因污染物來源和成分、暴露時的發育年齡以及暴露的持續時間和途徑而異。

碳基燃料在燃燒之後,主要會產生五種燃燒產物,包括一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物質。

二氧化碳 (CO2)

二氧化碳是化石燃料燃燒的主要產物,因為碳佔了我們燃燒的燃料質量的 60-90%。中國已成為能源相關二氧化碳排放量最大的單一排放國,在2010 年達到 八十三億噸的歷史新高。美國在 2010 年排放了約五十六億噸。截至 2018 年,中國排放量增加到一千萬噸,美國保持在五百萬噸左右。較高的二氧化碳通常發生在交通擁堵嚴重的地區。在城市,高達95% 的二氧化碳排放可能來自汽機車廢氣。依據國際能源總署的統計資料顯示,我國201年能源使用二氧化碳排放總量為兩百五十六萬噸,占全球排放總量的0.76 %。 接觸過高濃度(大於2000ppm)的二氧化碳會產生多種健康影響。這些可能包括頭痛、頭暈、煩躁、刺痛或針刺感、呼吸困難、出汗、疲倦、心率加快、血壓升高、昏迷、窒息和抽搐。

一氧化碳 (CO)

一氧化碳是一種無色無味的氣體,當燃料中的碳未完全燃燒時會形成。一氧化碳排放的其他來源包括工業過程(如金屬加工和化學製造)、住宅木材燃燒以及森林火災等自然資源。柴火爐、燃氣爐、紙菸煙霧以及未排放的燃氣和煤油空間加熱器是室內一氧化碳的主要來源。室外空氣中最高水平的一氧化碳通常發生在一年中較冷的月份,此時逆溫條件更頻繁。逆溫是一種大氣狀況,當空氣污染物被困在一層暖空氣下的地面附近時,就會發生這種情況。一氧化碳會阻止血液系統有效地將氧氣輸送到全身,尤其是心臟和大腦等重要器官。因此,高劑量的一氧化碳會導致窒息或大腦缺氧而死亡。 未出生的嬰兒一氧化碳中毒的風險最高,因為胎兒血液中的血紅蛋白比成人的血紅蛋白更容易與一氧化碳結合;因此,嬰兒的一氧化碳水平變得高於母親的水平。對於器官仍在發育的嬰兒和兒童,接觸一氧化碳會有永久性器官損傷的風險。此外,幼兒和嬰兒的呼吸速度比成人快,新陳代謝率更高,因此他們吸入的空氣量是成人的兩倍,尤其是在睡覺時,這增加了幼兒和嬰兒對一氧化碳的接觸。

長期接觸一氧化碳會產生極其嚴重的長期影響。尤其是大腦中海馬迴的與新記憶的形成有關,並且特別容易受到損害。多達 40% 的一氧化碳中毒患者會出現健忘症、頭痛、記憶力減退、性格和行為改變、膀胱和肌肉失控以及視力和協調能力受損等問題。這些影響並不總是立即出現,並且可能在暴露或接觸後數週或更長時間發生。雖然大多數遭受一氧化碳中毒長期影響的人會隨著時間而慢慢恢復,但有些人會遭受永久性影響,特別是在器官和腦損傷方面。

 

二氧化硫 (SO2)

二氧化硫屬於硫氧化物氣體家族。這些氣體很容易溶於水。硫在所有原材料中普遍存在,包括原油、煤和含有常見金屬(如鋁、銅、鋅、鉛和鐵)的礦石。當含硫燃料(如煤和石油)燃燒時,以及從石油中提取汽油或從礦石中提取金屬時,會形成SO x氣體。二氧化硫溶解在水蒸氣中形成酸,並與空氣中的其他氣體和顆粒相互作用形成硫酸鹽和其他可能對人和環境有害的產物。二氧化硫會刺激眼睛、鼻子、喉嚨和肺部的皮膚和粘膜。高濃度的二氧化硫會引起呼吸系統的發炎和刺激反應,尤其是在劇烈的體力活動期間。由此產生的症狀可能包括深呼吸時的疼痛、咳嗽、喉嚨發炎和呼吸困難。高濃度的二氧化硫會影響肺功能,加重氣喘發作,並加重敏感族群的心臟病風險。二氧化硫還會與空氣中的其他化學物質發生反應,變成可以進入肺部並造成類似健康影響的小顆粒物質。

氮氧化物 (NO x )

氮氧化物是對於高反應性含氮氣體的總稱,所有這些氣體都含有不同數量的氮和氧,許多氮氧化物是無色無味的。當燃料在高溫下燃燒時會形成氮氧化物,例如在燃燒過程中。氮氧化物的主要來源是汽機車、電力設施和其他使用燃燒燃料的工業。吸入含有高濃度氮氧化物的空氣會刺激人體呼吸道。這種短期接觸會加重呼吸系統疾病,尤其是氣喘,導致呼吸系統症狀(如咳嗽、喘息或呼吸困難)、住院和急診室就診。長時間暴露於濃度升高的 NO 2可能會導致氣喘的發展,並可能增加對呼吸道感染的易感性。患有氣喘的人以及兒童和老年人通常更容易受到二氧化氮對健康的影響。二氧化氮與其他氮氧化物會與空氣中的其他化學物質反應形成顆粒物質和臭氧,損害呼吸系統。

顆粒物質 (PM)

顆粒物質是用於描述在空氣中發現的固體顆粒和液滴混合物。有些顆粒大到足以被視為灰塵或污垢。其他的非常小,只能用電子顯微鏡才能檢測到。

不同大小的粒子包括PM 2.5和PM 10。PM 2.5是直徑小於或等於 2.5 µm(微米)的“細”顆粒。PM 10 是指所有直徑小於或等於 10 µm(約為人類頭髮直徑的七分之一)的顆粒。顆粒物質可以直接排放或在大氣中形成。不同的粒子來源包括“初級”顆粒 和 “次級”顆粒。 “初級”顆粒由燃燒源形成並直接排放到大氣中,例如道路的灰塵、黑碳或煙灰。“次級”顆粒 是由初級氣體排放物在大氣中形成的化學物質,例如由發電廠和工業設施排放的二氧化硫形成的硫酸鹽;由發電廠、汽車和其他燃燒源排放的氮氧化物形成的硝酸鹽;汽車和工業設施排放的有機氣體所形成的碳。

暴露於受顆粒物質污染的空氣與健康風險(包括過早死亡)之間存在顯著關聯性。健康影響可能包括心血管影響,例如心律失常和心臟病發作,以及影響呼吸系統,例如氣喘發作和支氣管炎。暴露於顆粒物污染中會導致住院人數增加、急診室就診數增加,尤其是對於已經患有心臟或肺部疾病的人、老年人和兒童影響最大。細顆粒物質 (PM 2.5 ) 對健康的危害最大。這些細小顆粒可以深入肺部,有些甚至可能進入血液,影響人的肺和心臟的功能。

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霧之舟

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