環(huán)境與食品安全第三章大氣對食品

1、第三章 大氣對食品原料消費的影響與控制 重點與難點：大氣環(huán)境的好壞直接影響著食品原料消費的產(chǎn)量和質(zhì)量。由于大氣污染物在食品原料內(nèi)積累，進入食物鏈，使人和各種動物中毒，呵斥宏大的經(jīng)濟損失。因此，有必要開展大氣污染對食品原料消費的危害研討，了解大氣污染的主要來源，以及控制大氣污染最主要的措施。.3.1大氣污染概述3.1.1 大氣污染及污染源大氣污染是指由于人類的活動或自然過程使得某些物質(zhì)進入大氣中，改動了大氣圈中某些原有成分和產(chǎn)生了某些有毒有害物質(zhì)，致使大氣質(zhì)量惡化，影響原來有利的生態(tài)平衡體系，嚴重要挾著人體安康和正常工農(nóng)業(yè)消費，并可呵斥對建筑和設(shè)備財富等的損壞。 大氣污染主要是人類活動呵斥的。人

2、為呵斥大氣污染的污染源較多，根據(jù)不同的研討目的以及污染源的特點有不同的分類方法。按照消費污染的人類社會活動不同，可將人為污染源分為以下四類：.3.1大氣污染概述3.1.1.1 工農(nóng)業(yè)污染源工業(yè)用燃料熄滅排放的廢氣以及工業(yè)消費過程的排氣等是大氣污染的主要來源。這類污染源的特點是污染物排放量大而集中，同時污染物的種類繁多而復(fù)雜。根據(jù)統(tǒng)計，2001年我國二氧化硫的排放總量為1947.8萬噸，其中工業(yè)來源的為1566.6萬噸；煙塵排放量為1059.1萬噸，其中工業(yè)煙塵為841.2萬噸。此外，工業(yè)粉塵排放量為990.6萬噸。 農(nóng)業(yè)污染源包括農(nóng)用燃料排放的廢氣，某些有機氯農(nóng)藥對大氣的污染，施用的氮肥分解產(chǎn)

3、生的氨、氮氧化物等。.3.1大氣污染概述1燃料的熄滅這是大氣污染的主要來源。目前我國的主要工業(yè)燃料是煤，其次是石油。用煤量最大的是火力發(fā)電站、冶金、化工、機械、輕工和建材等部門，其用煤量占總耗費量的70%以上。煤的主要雜質(zhì)是硫化物，此外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等的化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物和氮化物，其中也含少量的有機金屬化合物。燃料熄滅時產(chǎn)生的污染物的種類和排放量除與燃料中所含的雜質(zhì)種類和含量有關(guān)外，還受燃料的熄滅形狀影響。燃料完全熄滅時的主要污染物是二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、水汽和灰分。不完全熄滅時，那么會產(chǎn)生一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳粒、多環(huán)芳烴等。 燃料所含雜質(zhì)與其產(chǎn)地

4、有關(guān)。我國煤中硫的含量普通在0.2%0.4%，但是重慶地域所產(chǎn)煤的含硫量高達8%。我國石油的含硫量0.1%0.8%，而中東地域的石油含硫量普通為1.5%2.5%，有的甚至高達4%以上。.3.1大氣污染概述2工業(yè)消費過程排放 由原資料到產(chǎn)品，工業(yè)消費的各個環(huán)節(jié)都能夠有污染物排放出來。污染物的種類與原料種類及其消費工藝有關(guān)。不同種類工業(yè)企業(yè)排放的主要污染物見表2-2工業(yè)部門企業(yè)名稱排除的主要污染物建材水泥廠水泥、煙塵磚瓦廠氟化氫、二氧化硫玻璃廠氟化氫、二氧化硅、硼瀝青油氈廠油煙、苯并a芘、石棉、一氧化碳電力火力發(fā)電廠煙塵、二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、多環(huán)芳烴冶金鋼鐵廠煙塵、二氧化硫、一氧化碳、氧

5、化鐵粉塵、氧化鈣粉塵、錳焦化廠煙塵、二氧化硫、一氧化碳、酚、苯、硫化氫、烴類有色金屬冶煉廠煙塵（含有各種金屬）、二氧化硫、汞蒸氣鋁廠氟化氫、氟塵、氧化鋁.3.1大氣污染概述工業(yè)部門企業(yè)名稱主要污染物化工石油化工廠二氧化硫、硫化氫、氰化物、烴類、氮氧化物、氯化物氮肥廠氮氧化物、一氧化碳、硫酸氣溶膠、氨、煙塵磷肥廠煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠硫酸廠二氧化硫、氮氧化物、砷、硫酸氣溶膠氯堿工廠氯化氫、氯氣化學(xué)纖維廠氯化氫、二氧化碳、甲醇、丙酮、氨、煙塵、二氯甲烷合成橡膠廠訂間二烯、苯乙烯、乙烯、異戊二烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙醇硫、氯代甲烷農(nóng)藥廠砷、貢、氯冰晶石工廠氟化氫輕工造紙廠煙塵、硫醇、硫化氫、臭氧

6、儀器儀表廠汞、氰化物、鉻酸燈泡廠汞、煙塵機械機械加工廠煙塵.3.1大氣污染概述3.1.1.2 生活污染源 來自生活的大氣污染主要來源于生活爐灶和采暖鍋爐。采暖鍋爐以煤或石油產(chǎn)品為燃料，是采暖季節(jié)大氣污染的重要緣由。生活爐灶運用的燃料有煤、液化石油氣、煤氣和天然氣。假設(shè)燃料設(shè)備效率低，熄滅不完全，煙囪高度低或者無煙囪可呵斥大量的污染物低空排放。在采暖季節(jié)，各種燃煤小爐灶是居民區(qū)大氣污染的重要來源。.3.1大氣污染概述 3.1.1.3 交通運輸污染源 交通運輸污染源是指汽車、火車、輪船、飛機等交通運輸工具熄滅燃料或燃料蒸發(fā)等過程呵斥的排放。交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品，熄滅后能產(chǎn)生大量

7、的顆粒物、氮氧化合物、一氧化碳、多環(huán)芳烴和醛類。和工業(yè)企業(yè)相比，交通運輸工具具有小型、分散、流動的特點，但是由于其數(shù)量龐大、污染物排放總量也相當可觀。.3.1大氣污染概述3.1.1.4其他污染源 地面塵土飛揚或土壤及固體廢棄物被大風(fēng)刮起，均可將鉛、農(nóng)藥等化學(xué)性污染物以及結(jié)核桿菌、糞鏈球菌等生物性污染物轉(zhuǎn)入大氣。水體和土壤中的揮發(fā)性化合物也易進入大氣。車輛輪胎與瀝青路面摩擦可以揚起多環(huán)芳烴和石棉。不測事件，如工廠爆炸、火災(zāi)、核走漏均能嚴重污染大氣，這類事件雖然少見，但是危害嚴重。另外，火葬場、渣滓熄滅爐產(chǎn)生的廢棄也可以影響大氣環(huán)境。.3.1大氣污染概述3.1.2大氣中污染物的遷移轉(zhuǎn)化 各種污染物

8、質(zhì)由污染源頭輸入大氣，在源頭附近濃度較大，隨著與越來越多空氣的混合，濃度逐漸稀釋。這種稀釋作用可被重力沉降、降水去除、地表吸收以及大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化等過程加速。因此，大氣中污染物的遷移轉(zhuǎn)化主要包括以下幾個方面。1分散：經(jīng)過分子分散和氣團分散可以對大氣污染物起到稀釋及遷移作用，這種過程一方面可以降低其對大氣的污染，兩一方面也會擴展污染區(qū)域。影響大氣污染物分散才干的主要氣候要素是風(fēng)、大氣湍流、溫度層結(jié)和大氣穩(wěn)定度。.3.1大氣污染概述2沉降與水汽結(jié)合的氣態(tài)大氣污染物或顆粒態(tài)大氣污染物由于受重力作用而遷移到其他圈層成為沉降。通常分為干沉降和濕沉降兩種。經(jīng)過沉降可以減輕或者消除大氣污染，但是也會使污染物

9、向其他圈層遷移帶來二次污染。3化學(xué)轉(zhuǎn)化經(jīng)過分散和沉降等物理遷移過程，污染物在大氣圈和其他圈層之間發(fā)生空間位移；而經(jīng)過光解、酸性中和、氧化復(fù)原以及聚合等反響可以去除污染，或成為更大毒性的二次污染物。.3.1大氣污染概述3.1.3危害植物的大氣污染物及其毒性分級3.1.3.1大氣污染物分類根據(jù)大氣污染物的化學(xué)性質(zhì)，大體可將常見的大氣污染物分成6類：1氧化性污染物 ：臭氧、氯氣、氮氧化物、PAN2復(fù)原性污染物：二氧化硫、硫化氫、甲醛、乙醛、丙烯醛、3酸性污染物：氟化氫、四氟化硅、氯化氫、硫酸和硝酸煙霧4堿性污染物：氨氣、水泥粉塵等、5有毒有機物：乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、甲醇6固體顆粒物：煙塵、粉塵、

10、重金屬及其氧化懸浮顆粒物.3.1大氣污染概述2.1.3.2毒性分級 各種大氣污染物對植物的毒性強弱有很大差別，大致可分為3級：1A級強毒性有氟化氫、四氟化硅、臭氧、乙烯、過氧乙酰硝酸酯及其同系物等。它們在大氣中濃度到達0.1100微克/立方米時就能對植物產(chǎn)生直接毒性。2B級中等毒性二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氯氣、氯化氫、硫酸煙霧和硝酸煙霧。損傷濃度范圍是0.1100毫克/立方米。3C級毒性較弱甲醛、氨氣、氰化氫、硫化氫等傷。害濃度范圍是高于100毫克/立方米。 .3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.1大氣污染物對植物性食品原料影響的普通規(guī)律論述3.2.1.1入侵途徑：植物氣孔是污染物入侵

11、植物組織的最主要途徑，氣孔的開閉情況對植物受害程度有嚴重影響。3.2.1.2危害的根本類型： 可見性危害：是由于植物莖葉吸收較高濃度的污染物或者長期暴露在被污染的大氣環(huán)境中而出現(xiàn)的可以看到的受害景象。 生理危害：是指在濃度特別低時，污染物對植物的生理生化過程產(chǎn)生一定影響，但其影響程度未到達葉片受害病癥程度，而僅對生育有一定抑制，對產(chǎn)量有細微的影響。 隱形危害：污染物逐漸在植物體內(nèi)積累而不影響植物本身的正常生長，但積累到達一定程度后會毒害取食的動物和人類。.3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.1.3產(chǎn)生危害的影響要素1污染物的濃度和接觸時間2植物抗性3污染物的作用時段4氣候條件5田間管理.3.

12、2大氣對食品原料消費的影響3.2.2典型大氣污染物的影響3.2.2.1 二氧化硫毒害機理： 1過量的二氧化硫溶于水生成亞硫酸，產(chǎn)生大量氫離子，降低了細胞的pH值，突破細胞生理生化過程的動態(tài)平衡，嚴重時導(dǎo)致葉綠素分解；2亞硫酸可以與醛類物質(zhì)反響，妨礙光協(xié)作用中ATP的產(chǎn)生；3 亞硫酸酸根可以與細胞膜發(fā)生作用，改動細胞膜的選擇透過性，使得鉀鈉離子外滲；4亞硫酸根對細胞中的某些酶存在競爭性抑制造用；5亞硫酸根程度提高會抑制巰基抗氧化的活性；6亞硫酸化的連鎖反響中會產(chǎn)生氧化自在基。.3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.2.2氟化物氟化氫對作物的影響機理：1抑制葉綠素的合成2抑制植物蛋白質(zhì)、核酸的合成

13、，并加速其分解3影響酶活性4影響碳、氮代謝5破壞葉面表皮的微構(gòu)造6損傷細胞膜構(gòu)造.3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.2.3氯氣 氯氣進入植物組織后產(chǎn)生的次氯酸是較強的氧化劑，會使葉綠素分解，在急性中毒病癥時，表現(xiàn)為部分組織壞死。3.2.2.4氮氧化物氮氧化物對植物的毒性較其他大氣污染物弱，普通不會產(chǎn)生急性損傷，而慢性損傷能抑制植物生長。氮氧化物對植物的危害病癥與二氧化硫的危害病癥類似。.3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.2.5大氣復(fù)合污染物 復(fù)合污染作用方式：相加作用、拮抗作用、協(xié)同作用、獨立作用。1二氧化硫和臭氧對植物的復(fù)合污染2二氧化硫和氮氧化合物的復(fù)合污染.3.2大氣對食品原料消

14、費的影響3.2.2.6光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧對植物的有害成分主要是臭氧和PAN過氧乙酰硝酸酯等。臭氧對植物的危害主要從葉背氣孔侵入，經(jīng)過周邊細胞、海綿細胞間隙，到達柵欄組織，使其首先受害，然后再損害海綿細胞，構(gòu)成透過葉片的 密集的紅棕色、紫色、褐色或黃褐色的細小壞死斑點。PAN對植物的毒性很強。病癥表現(xiàn)為葉子反面海綿細胞或下表皮細胞原生質(zhì)被破壞，使葉反面逐漸變成銀灰色或者古銅色，而葉子正面卻無受害病癥。.3.2大氣對食品原料消費的影響3.2.2.7酸雨酸雨對植物葉片、花、植物種子萌生和幼苗生長、植物礦質(zhì)營養(yǎng)代謝、營養(yǎng)生長、生殖生長都會產(chǎn)生一定的影響.2.2.2.6大氣顆粒物 大氣顆粒物是一些成分

15、復(fù)雜、大小不一的球形體。其對植物的危害性也因其組分和數(shù)量的不同而表現(xiàn)各異。1顆粒污染物對植物的直接損傷2顆粒污染物經(jīng)過外界環(huán)境對植物呵斥間接損傷3植物對粉塵污染的防止3.2大氣對食品原料消費的影響.3.3大氣污染的控制措施控制大氣污染的最主要措施是：1改動能源消費構(gòu)造，采用清潔能源或進展新能源開發(fā)，以減少二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉塵的排放；2改良熄滅安裝和熄滅技術(shù)以提高熄滅效率和降低二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉塵的排放量；3采用無害消費工藝或低污染的消費工藝如工藝過程封鎖和二氧化硫、氮氧化物的循環(huán)利用控制，加強企業(yè)管理以減少二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氟化物的事故性排放和逸散。.3.3大氣污染的控制措施3.3.1 脫硫、脫氮、除塵技術(shù)1脫硫技術(shù)熄滅前燃料脫硫：煤炭的洗選和轉(zhuǎn)化。熄滅過程脫硫：燃用固硫型煤和循環(huán)化床熄滅脫硫。熄滅后煙氣脫硫：濕法堿性吸收液干法固體吸收劑半干法噴霧枯燥法：霧化的脫硫劑漿液.3.3大氣污染的控制措施2脫氮技術(shù)低氮氧化物生熄滅技術(shù)：利用改動熄滅條件和熄滅方法來控制氮氧化物產(chǎn)生及減少燃料中氮向氮氧化物的轉(zhuǎn)化率。缺陷：降低熄滅效率煙氣脫硝：用液態(tài)或者固態(tài)的吸收劑或者吸附劑來吸收氮氧化物以到達脫氮的目的。包括：濕法脫硝和干法脫硝。.3.3大氣污染的控制措施3.3.2除塵技術(shù)從氣體中除去者搜集固態(tài)或者液態(tài)粒子的設(shè)備