书城童书满天飞沙:沙尘暴灾害的防范自救
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第7章 可怕的沙尘灾害(2)

那么2000年沙尘暴为什么会引起人们的注意和恐慌?第一,近几年我国西北地区、内蒙古中西部地区生态环境急剧恶化,荒漠化严重发展,强沙尘暴增多,而且关于这方面的报道多,人们自然会把北京出现的扬沙天气与沙尘暴联系起来。第二,随着人们生活水平的提高,群众对环境质量的要求也不断提高,人们再也不能忍受四五十年前那种“头巾包头”、“天昏地暗”的恶劣天气。第三,公众环境意识提高。第四,我们在建设中确实存在着建筑弃土不能即时处理,造成扬沙增多的现象。虽然,这在大规模建设中是难免的,但应引起特别的注意,改变过去“先破后建”的施工工序,在建筑物建设的同时,绿化和处理地面,并尽快处理弃土。扬沙现象也会和沙尘暴一样减少到最低的程度。

大风、飘尘和降尘使得广大地区的空气质量严重恶化,人们身体健康因此受到损害,引发疾病,与此同时沙尘暴的频发也应引起人们的深思。

1.危害居民健康沙尘暴发生后,在源地和影响区,大气中的可吸人颗粒物增加,大气污染加剧。沙尘暴中的尘埃颗粒会危害人体健康,特别是小粒径细颗粒物对人体的危害更大。粒径在2.5微米以下的颗粒,可以穿过肺部人口的过滤机制,将病毒直接带人肺部组织,或在肺部内表面形成一层膜,影响肺的正常工作。沙尘暴通过污染所经之处的大气环境,从而对人体健康造成危害。

沙尘暴对人体健康的影响在很大程度上与其携带的细颗粒物有密切关系。据测定,艾比湖南部绿洲空气中的粉尘颗粒,直径在5微米以下的占65.12%,在10微米以下的占79.07%,其中直径在5微米以下的粉尘可通过呼吸直接进入人体肺部和肺泡组织,造成尘肺和肺气肿。另外,空气粉尘中钠盐含量很高,人体过量吸收钠盐则是高血压、心血管病多发的重要因素。尽管关于沙尘暴颗粒物与健康的研究报告还不多,然而国内外有关空气中的颗粒物(其中一般也含有沙尘颗粒物)污染对居民健康影响的报道却有很多。研究发现,空气中颗粒物污染可引起急性或慢性支气管炎、哮喘、肺炎、甚至肺癌等呼吸道和心血管疾病,尤其对易感人群(老人和儿童)危害更大。最近的流行病学研究表明,居民日患病率和日死亡率与室外空气中颗粒物污染有关。对1987—1994年间美国20个大城市的人口日死亡率与室外大气细颗粒物污染关系的研究结果表明,死亡率的增加与大气颗粒物(可吸入颗粒物)污染有关,而与二氧化硫,二氧化氮,臭氧,一氧化碳等关系不明显。可吸入颗粒物每增加10微克/立方米,总死亡率可增加0.51%,心血管和呼吸系统疾病死亡率增加0.68%,所以大气细颗粒物污染的监控防治应当加强。相关研究指出,美国当前大气颗粒物污染水平不仅与短期的而且与长期的心血管、呼吸系统疾病和死亡率有关,心血管病死亡率高的国家(如美国)应重视空气颗粒物污染。

研究还指出,可吸入颗粒物在急性污染的情况下可明显增加死亡率(如1952年发生的伦敦烟雾事件),在正常情况下,即使颗粒物在大气质量标准之下也与死亡率有关。可吸入颗粒物浓度在100微克/立方米24小时急性暴露时,一般人群的相对危险度约1.05—1.10,而在老年人、病人等敏感人群相对危险度将更高。研究指出,可吸人颗粒物的健康效应还与其化学成分有关,强调细颗粒物,特别是超细颗粒物成分、酸性的健康效应还与其化学成分有关。有人认为大气颗粒物污染与哮喘的发生有关,其他污染物如何与颗粒物联合作用尚待研究。另有研究指出,基于流行病学研究,推测对于细颗粒物诱发肺炎的全身性反应,包括细胞因子的释放和心律功能的变化,可能是肺心病与颗粒物污染关联病理机制之一。

老年人、儿童、患有肺心病、流感、哮喘的病人对于短期急性颗粒物污染暴露很敏感,可引起死亡率、发病率或疾病加重率增加。其他方面的敏感人群可能会引起轻微健康效应,例如呼吸综合症、肺功能降低及其他生理改变的可能性增加。慢性暴露研究指出,长期反复暴露细颗粒物产生的积累效应具有相当广泛的敏感性,导致高污染环境中的居民平均寿命减少。荷兰学者研究指出,具有慢性呼吸综合征的儿童比正常儿童对可吸人颗粒物的健康效应更为敏感,医学治疗也不能降低这种敏感性。英国学者研究指出,空气中超细颗粒物污染可引起肺泡发炎,介质释放,对敏感的个体还可引起肺疾患者剧增,血凝增加,使心血管疾病增多。最近的流行病学研究发现,日发病率和日死亡率与室外空气颗粒物污染有关。另有学者提出颗粒污染物的生物活性金属成分与它的许多急性和迟发性损害作用有关。整体动物研究表明,大鼠只吸人钒(V)不能引起心搏和体温的改变,只吸人镍(Ni)可引起心搏缓慢,而钒和镍同时吸人可引起比单独吸人镍更大的心搏和体温的改变。

沙尘暴可将其细颗粒物长途传输数千千米而进人人口密集的城镇和大都市,污染环境,同时在颗粒物形成和传输途中,尘埃中含有许多有毒矿物质,发生了大量的化学和生物学污染,对大气环境和人体健康产生极大危害,对人体的耳、鼻、喉、眼、皮肤、呼吸道、心血管系统等都有很大的危害,皮肤、眼、鼻和肺是最先接触尘沙的部位,受害最为严重,主要是剌激症状和过敏反应,而肺部表现则更为严重和广泛。

1.剌激症状

人在未加防御而遭遇高密度沙尘时,首先会引起各种刺激症状,如流鼻涕、流泪、咳嗽、咯痰等,以及气短、乏力、发热、盗汗等全身症状。这些多为短期症状,是人体清除异物的自我保护方式,一般损害不会持续存在。

不过,有时反应也会很严重,特别是首次或突然大量接触高密度沙尘时,可表现为突发气促、胸痛、胸闷、头痛、头晕等,原有哮喘、慢性肺病、心脏病等患者会更明显。

2.沙尘暴对肺部的影响

研究显示,在亚洲地区沙尘暴源地,50%以上的粒径分布在30—10微米范围内,但经远距离输送后,则演变成尘暴或浮尘,粒径在10微米以下的颗粒占55%以上,可吸入颗粒物由于吸附性强,可携带重金属、硫酸盐、有机物、病毒等进入人体呼吸道和肺部,主要沉积在气管和支气管,PM2.5可达肺泡,危害更为严重。进入肺部的颗粒物可导致支气管通气功能下降、肺泡的换气功能丧失,并进一步引起多方面的危害。王宝鉴等对兰州市某医院呼吸道疾病与沙尘天气的分析表明,沙尘暴发生站次与呼吸道疾病发病人数之间呈显著正相关(r=0.767),它对呼吸道疾病起激化作用,与气管炎、细支气管炎及肺炎等呼吸道疾病之间也有一定的关系。

近年来,世界上许多沙漠及邻近地区的国家不断有居民患风沙尘肺(人们由于长期生活在风沙环境中所致的以具有尘肺特征的呼吸系统疾病为主的全身性疾病,称为风沙尘肺)的报道,发病的病因与其长期生活在扬沙、浮尘环境密切相关,其临床表现有咳嗽、咳痰、乏力、胸痛、气喘、桶状胸、呼吸功能下降;进一步发展可产生肺气肿、肺心病、肺结核等合并症;风沙尘肺是一种人畜共患病,也是一种沙尘暴天气多发区的地方性疾病。国外从1952年先后报道了以色列、利比亚、沙特、印度等地有关风沙尘肺的病例。澳大利亚研究显示,由于土壤被风蚀而引起的沙尘暴是导致该国200万人哮喘的元凶。国内关于风沙尘肺的报道较晚,且主要集中在甘肃和新疆,新疆自治区防疫站1997年对176名无接触工业粉尘的赶羊工进行调查,发现有风沙尘肺病人6例;对南疆和田地区部分世居居民进行调查,从224人中检查诊断出风沙尘肺20例;甘肃安西地区对1058人拍摄了X射线胸片,诊断风沙尘肺99例;甘肃省人民医院徐秀珍于1990年对沙漠地区居民395人的风沙尘肺调查中,在排除其他病因后,检出风沙尘肺24例。世界上许多沙漠地区的牲畜和动物易患气喘合并肺炎,引起动物大量死亡,经调查研究发现沙漠动物肺部易感染并且有尘肺样改变。

甘肃省农业大学1987年对河西走廊地区的马类动物气喘病进行了研究,证实马类动物的气喘病是由有机尘和无机尘所致的混合性尘肺。1995年上海医科大学的专家对塔里木盆地的风沙尘肺进行了流行病学调查,对116名石油职工和120名世居居民进行了X射线片检查,排除石油工人中属职业因素有尘肺2名外,发现世居居民中尘肺I期病人6名,并且进行了沙漠尘对鼠肺的急性毒性实验研究,发现沙漠尘主要引起巨噬细胞为主的非特异反应。由以上初步调查研究可见,沙漠及其邻近地区的沙尘污染已引起当地人群和牲畜中风沙尘肺的发生。

3.沙尘暴对皮肤及其他影响沙尘暴多发季节,天气较干燥,加上扬尘,皮肤表层的水分极易丢失,造成皮肤粗糙,降落在皮肤上的尘埃进人毛孔后易发生皮脂腺和汗腺堵塞,若去除不及时,可能会引起痤疮,过敏体质的人还容易发生过敏性皮炎及皮瘆。沙尘落人眼内,会引起结膜炎等。

此外,大量的沙尘颗粒弥漫在空气中,还会散射和吸收阳光,降低紫外线的强度,从而降低紫外线杀菌和抗徇偻病的作用。因此,在颗粒物污染严重的地区儿童徇偻病的发病率增加,扁桃腺炎、感冒等通过空气传播的疾病发病率也较高。强沙尘暴还会直接引起人员伤亡。沙尘暴传输过程中大量携带微生物,有很强的传播作用。研究认为,沙尘暴是潜在的过敏性和非过敏性系统疾病的激发因素。目前,沙尘暴细颗粒物对呼吸系统疾病及流行病影响的研究尚处在局部、小规模的初步研究水平,有关沙尘暴与心血管系统疾病的流行病学研究及毒理学作用的研究报告较少。图46客观地说,沙尘暴虽作恶多端,但它终究还只是帮凶,元凶则是人类自己制造的有毒物质。在空气的尘埃中现在已经培养出了100多种细菌、病菌和真菌。大约有133种细菌是能感染动植物和人类的病原菌。其中有能感染耳朵和皮肤的假单胞菌,有能导致甘蔗腐烂、土豆干腐和香蕉叶生斑的微生物,还有一种对海洋中珊瑚有致命威胁的真菌。20世纪70年代以来,加勒比海珊瑚骤减,可能和非洲沙尘带来的另一种无名病原菌有关。科学家注意到,非洲沙尘在加勒比海地区沉积多的年份,也正是本地区珊瑚礁大量死亡的年份。在一茶匙的尘埃中能携带几百万甚至几亿个微生物。就连成群的蚱蜢都能在尘云穿越大西洋的过程中存活下来。

流沙若掩埋了铁路,轻则造成交通中断,重则会引发列车出轨事故。航空交通及汽车客运也会受到影响。

风蚀主要发生在风力较大的戈壁风沙流地区,大风不但风蚀路基,而且对电力、通信等基础设施产生较大破坏,在风口地段甚至吹翻列车,造成重大行车事故。兰新铁路和南疆铁路的“百里风区”和“三十里风口”是著名的风口地段。通常在坡面采取加固措施防止风蚀,在风口路段修建挡风墙来小轻大风对行车的影响。

1.视程障碍

造成视程障碍的天气现象有很多种,包括雾、轻雾、吹雪、雪暴、烟幕、霾、沙尘暴、扬沙、浮尘等九种,沙尘暴是其中影响能见度的重要天气之一,其影响范围之广、造成灾害之重,是其他天气不能比拟的。沙尘暴发生时,能见度小于1千米,严重影响人们的视线,列车被迫停止运营或列车脱轨翻车也是常有的事。

沙尘暴对航空运输也有很大影响。沙尘暴发生时,机场不得不关闭,停止飞行。例如,河西地区1993年5月5日特强沙尘暴发生时,兰州上空风沙弥漫,中川机场能见度极差,不得不关闭,各次航班停止飞行,一些正飞临机场上空的班机,由于看不到机场的跑道,无法降落,不得不返航。又如,1973年1月,约旦国家航空公司一架波音707型飞机,因在非洲西部、亚洲发生黑风暴时飞行,坠毁在尼日利亚的卡诺机场,176名乘客和机组人员全部遇难。美国西南部荒漠地区洲际公路,1963—1975年,因沙尘暴影响发生的交通事故达32起。由此可见,沙尘暴对铁路、公路和航空等交通运输的危害是极其严重的,其危害程度超乎人们的想像。

2.对道路的沙埋危害

沙尘暴对铁路造成的沙害形态可分为两种类型,一是风蚀,二是沙埋。

风蚀:这种现象多半发生在戈壁沙漠区修建的铁路段,因为这种路段的路基填料多为粗沙、细沙和粉沙,质地松散、不牢固。所以易在大风的作用下产生风蚀现象。路基降低,轨枕悬空,严重危及行车安全。

沙埋:这种现象正好与风蚀相反,它不是使轨枕悬空,而是抬髙轨枕。积沙埋压铁轨,随着列车通过时铁路道床产生的震动,松散的沙粒便透过道渣孔隙及道床与轨枕间的缝隙向下渗落,一层层聚集到道床底部,将轨枕及钢轨抬高,这种现象被称为抬道,被抬起的轨道有的甚至可高出数十毫米。这种高低不平的状况,会给高速行驶的列车带来巨大的颠簸,甚至造成脱轨事故。另外预计在钢轨两侧的积沙会使列车运行受阻,不仅仅会造成脱轨事故,更严重的会造成列车颠覆事故。此外粉细沙对钢轨和配件的腐蚀也是相当严重的,因为磨耗和被长期掩埋大大缩短了钢轨的使用寿命。

沙埋铁路常见有以下三种情况

(1)舌状积沙。这种情况一般发生在横穿沙丘走向的铁路线,斜交风从路堑两端吹人风口地带,当风携带着流沙顺着风向或风口掠过路基时,流沙堆就会成前低后高的舌状蔓延横跨线路,从而掩埋道床和钢轨。

(2)片状积沙。这种情况一般出现在沙尘暴过境时,因为受线路及地形的影响,下层风沙流运动受阻,便沉积在道床之内,积沙形态较为均匀。流沙堆积于迎风路肩,且不断前移而掩埋钢轨。此外,路堑积沙是由于气流的涡旋作用形成的,大量流沙经常堆积在堑顶和侧沟,每遇狂风便被带动移向道心。

(3)堆状积沙。这种情况一般发生在通过流动沙丘、半流动沙丘和半固定沙丘的线路地段,沙丘由于强风的推动而前移,造成堆状积沙。

沙尘暴对公路危害同对铁路的危害是相似的。风蚀、掩埋公路,造成交通中断。有些路面被风沙剥蚀成搓板路,不但使路面寿命降低,也加大了交通工具的耗损,行驶汽车的耗油量也会因此而增加。尤其是高速公路上,若是覆盖了大量沙子,很容易导致交通事故的发生,使行车危险性增大。

灾难回顾