環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教學(xué)課件：大氣衛(wèi)生

1、 大氣衛(wèi)生 (Atomospheric Hygiene)第一節(jié) 大氣的特征和衛(wèi)生學(xué)意義一、大氣的垂直結(jié)構(gòu) 外層（逸散層） 熱層 中間層 平流層（同溫層） 對(duì)流層地球大氣-600 +60 -020406080100120800高度（公里）對(duì)流層平流層中間層熱層（電離層） （同溫層）外層（逸散層）大氣結(jié)構(gòu)示意圖03層1、對(duì)流層 包含空氣總量的75% ，含有一定量的 水蒸汽、煙塵、微生物等夾雜物 有云、霧、雷、雨等氣象現(xiàn)象(troposphere) 空氣垂直對(duì)流 垂直溫度遞減- 0.65 /100m熱冷熱冷 r 0 r 0 大氣不穩(wěn)定 有利污染物擴(kuò)散 大氣穩(wěn)定不利污染物擴(kuò)散 空氣稀薄 空氣水平流動(dòng)、

2、溫度恒定 存在臭氧層 (ozone layer)O2 O + O紫外線O2 +OO32. 平流層 ( stratosphere)二、 大氣正?；瘜W(xué)組成干燥空氣的組成 空氣成分容積百分比 重量百分比氮(N2) 78.09 75.51氧(O2) 20.95 23.15氬 (Ar) 0.93 1.28二氧化碳(CO2) 0.03 0.046氖(Ne) 0.0018 0.00125氦(He) 0.00052 0.000072甲烷(CH4) 0.00022 0.00012氪(K2) 0.0001 0.00029一氧化二氮(N2O) 0.00005 0.00008 氫(H2) 0.00005 0.0000

3、035氙(Xe) 0.000008 0.000036臭氧（O3) 0.000004 0.000007三、 大氣的物理性狀（一） 紫外線 （ultraviolet)1、紫外線分段 紫外線C-(200275nm) O3層全吸收 紫外線B-(275320nm) 部分達(dá)地表 紫外線A-(320400nm) 全部達(dá)地表 2、紫外線的主要生物學(xué)作用 色素沉著作用 紅斑作用 抗佝僂病作用 殺菌作用 提高機(jī)體免疫力 3、紫外線過(guò)強(qiáng)照射的危害 紫外線性白內(nèi)障 日光性皮炎 眼炎（雪盲） 皮膚癌過(guò)度紫外線照射對(duì)人體有害（二）空氣離子 (air ions)1、 空氣離子化-空氣中氣體分子形成帶電荷的陰陽(yáng) 離子的過(guò)程2

4、、 空氣離子化過(guò)程+n+nN+N中性氣體分子紫外線、宇宙線等 e+ e正離子負(fù)離子輕正離子輕負(fù)離子重正離子重負(fù)離子與顆粒物、霧結(jié)合吸附中性分子（10-15個(gè)）森林海濱噴泉閃電 空氣離子數(shù) (n+ 、 n ) 重輕離子的比值 （ ）N nNn 50 為污染空氣 空氣離子單極系數(shù)（q ) N+N3、 空氣離子化評(píng)價(jià)指標(biāo)q= n+n或q= 我國(guó)城市、療養(yǎng)院、公園空氣離子狀況地點(diǎn) n (個(gè)/cm3 ) n+(個(gè)/cm3 ) 城市 西安鐘樓 202 314 上海天目路火車(chē)站 216 287 北京王府井 299 371 九江潯陽(yáng)路 465 372 青島中山路 527 652 療養(yǎng) 青島療養(yǎng)院（海濱） 27

5、59 5541地區(qū) 鼓浪嶼干休所 1600 1400 廬山療養(yǎng)院（高山） 855 665 龍海浮宮 700 750 公園 北京百海公園 882 1206 上海人民公園 572 6154、空氣離子對(duì)健康的影響 負(fù)離子對(duì)健康有益 刺激骨髓造血功能 降低血壓 改善肺功能 促進(jìn)機(jī)體新陳代謝，增強(qiáng)免疫力 正離子對(duì)健康有害 調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)功能 -鎮(zhèn)靜、催眠 鎮(zhèn)痛、注意力集中第二節(jié) 大氣污染以及大氣污染物的轉(zhuǎn)歸 據(jù)聯(lián)合國(guó)的一份報(bào)告稱(chēng) ，目前全球只有20%的居民所呼吸的空氣達(dá)標(biāo), 約有18億城市居民呼吸含有過(guò)高SO2、煙塵的空氣。 我國(guó)大氣污染十分嚴(yán)重，全國(guó)47個(gè)重點(diǎn)城市中，約70%以上城市的大氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)不到

6、國(guó)家規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。主要污染物是PM2.5和PM10。 因大氣污染所致的酸雨覆蓋面積已占國(guó)土面積的30%以上，我國(guó)已成為繼歐洲、北美之后的世界第三大酸雨區(qū)。一、 大氣污染來(lái)源 （一）工業(yè)企業(yè) (industry) 1.燃料的燃燒-煤和油燃燒排出的主要污染 物有煙塵、SO2、NOx、CO、 CO2、烴類(lèi)、重金屬等 2.生產(chǎn)性廢氣-鋁廠、磷肥廠排出HF，焦化 廠排出CO等（Sources of Air Pollution)工業(yè)廢氣鋼鐵廠排出的廢氣火力發(fā)電廠排出的廢氣我國(guó)主要燃料中灰分和硫的含量 燃料種類(lèi) 灰分（%） 含硫量（%） 煤 535 0.75.5 重油 0.10.51 0.13.8 頁(yè)巖

7、4066 1.25.5 燃燒一噸煤排出的各種有害物質(zhì)的重量（kg)有害物質(zhì) 電廠鍋爐 工業(yè)鍋爐 取暖鍋爐SO2 60 60 60CO 0.23 1.4 22.7NO2 9.1 9.1 3.6VOCS 0.1 0.5 5灰塵一般情況 11 11 11燃燒良好 3 6 9 （二）生活爐灶和采暖鍋爐 (living stove) 生活爐灶的排放特點(diǎn) 1、量大 2、燃燒不完全，污染物排放量高 3、無(wú)組織排放 4、低空排放，直接影響居民健康 家庭爐灶不同燃料燃燒煙氣比較 NOx SO2 CO TSP B(a)P (ppm) (ppm) (ppm) (mg/m3) (ug/100m3)液化石油氣 6.46

8、 0.004 199 0.48 0.080蜂窩煤 24.8 0.027 7130 1.57 0.117 倍數(shù) 3.84 6.75 35.83 3.27 1.46 直排式燃?xì)鉄崴鳠煹朗饺細(xì)鉄崴?燃?xì)鉄崴魇覂?nèi)空氣污染問(wèn)題普通煙道式強(qiáng)制排風(fēng)煙道式直排式直排式燃?xì)鉄崴靼惭b在浴室內(nèi)很危險(xiǎn)！ （三）交通運(yùn)輸 (transportation) 汽車(chē)廢氣主要成份 多環(huán)芳烴 Pb化合物 PM10、 PM2.5 醛類(lèi) NOx- 加速、等速時(shí)濃度高 CO- 減速、空檔時(shí)濃度高油箱和汽化器HC 20% 曲軸箱漏出氣體 HC 20%排氣管 NOx 100% HC 60% C O 100%汽車(chē)不同部位排污量的比例

9、汽車(chē)尾氣北京的汽車(chē)北京的汽車(chē) （ 四）其他環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)入 地面揚(yáng)塵中帶有化學(xué)性污染物如多環(huán)芳烴、 石棉、重金屬及病原微生物等 水 、土中揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)入大氣 -酚、H2S、 HCN 等 車(chē)輛磨擦瀝青路面可揚(yáng)起多環(huán)芳烴、石棉等二、大氣污染物的種類(lèi)及其存在形式（一）大氣污染物分類(lèi) 化學(xué)性污染物 -各種有害氣體、顆粒物質(zhì) 物理性污染物 -噪聲、電磁波、放射性物質(zhì) 生物性污染物 -介空氣傳播的病原體（二）化學(xué)性污染物在大氣中的存在形式 氣態(tài)污染物 氣體-SO2、CO、NOX等蒸汽-汞蒸汽、苯蒸汽 顆粒物質(zhì) （固體、液體）總懸浮顆粒物(TSP) - 粒徑100um顆粒物可吸入塵(IP)(PM10) -粒徑1

10、0um顆粒物TSP- total suspended particulatesIP - inhalable particlePM2.5- fine particulate matterPM0.1- ultrafine particulate matter細(xì)粒子（PM2.5) -粒徑2.5um顆粒物超細(xì)顆粒物 (PM 0.1) -粒徑0.1um顆粒物三、影響大氣中污染物濃度的因素（一）污染源的排放情況1. 排出量-決定污染程度最基本的因素3. 排出高度 污染物的排出方式無(wú)組織排放有組織排放 煙囪的有效排出高度-煙囪高度加煙氣上升高度 ( 煙波中軸高度 ) 煙囪越高, 煙波斷面越大，煙波中軸高度越

11、高 , 污 染物稀釋程度越好，地面污染物濃度越低2. 距污染源的距離-煙囪高度 煙氣抬升高度煙波中心軸有效排出高度煙波著陸點(diǎn)煙囪排出高度示意圖（二）氣象因素 (weather factors)1. 風(fēng) (wind) 風(fēng)-空氣的水平流動(dòng) 風(fēng)向-風(fēng)吹來(lái)的方向 風(fēng)向頻率-一定時(shí)間內(nèi)各種風(fēng)向出現(xiàn)的 次數(shù)占總觀測(cè)次數(shù)的百分比 風(fēng)向頻率圖（風(fēng)向玫瑰圖）(wind rose)工業(yè)區(qū)的位置-全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，或 全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2010)-生產(chǎn)區(qū)處于當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)-非生產(chǎn)區(qū)布置在當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)風(fēng)向頻率圖（風(fēng)向玫瑰圖）2. 局部湍流-不規(guī)則的氣

12、流運(yùn)動(dòng)（ 對(duì)污染物擴(kuò)散、 稀釋起重要作用）3. 氣溫 氣溫遞減 -大氣垂直溫度隨高度增加而下降 氣溫垂直遞減率 ( r) -正常情況下，高度每上升100m , 氣溫下降0.65 氣溫逆增 (逆溫) -一定條件下出現(xiàn)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象(r 0 r rd大氣不穩(wěn)定rdrrd- 大氣不穩(wěn)定, 有利污染物的擴(kuò)散rrrdrrdr rd(逆溫)上層不穩(wěn)定下層穩(wěn)定上層穩(wěn)定下層不穩(wěn)定大氣穩(wěn)定度與 煙波類(lèi)型 (三）地形 (landform)1. 山地與谷地-山谷風(fēng)白天的谷風(fēng)晚上的山風(fēng)谷風(fēng)谷地?zé)峥諝?. 海濱與陸地-海陸風(fēng) 海濱空氣的流動(dòng)海風(fēng)陸風(fēng)工廠居民區(qū)海洋海風(fēng)白天受海風(fēng)影響居住區(qū)易受污染3. 城市熱島

13、效應(yīng) (heat island effect ) 造成城市熱島的原因城市有大量熱源城市建筑物有較高熱容量城市水蒸發(fā)少，熱量消耗少城市郊區(qū)郊區(qū)城市與鄉(xiāng)村間的環(huán)流（城市風(fēng)）城市熱島效應(yīng)第三節(jié) 大氣污染對(duì)人體健康的影響一、大氣污染物進(jìn)入機(jī)體的途徑 呼吸道-（主要）毒物經(jīng)肺泡吸收直接入血， 不經(jīng)肝臟解毒，危害大 消化道-（小部分）降至食物、水 皮膚 - 脂溶性有毒物經(jīng)皮膚吸收 正常人體呼吸系統(tǒng)的防御功能 上呼吸道（鼻腔至咽喉）- 加熱、濕潤(rùn)、過(guò)濾 氣管、支氣管纖毛粘液系統(tǒng)-清除顆粒物、細(xì)菌等 吞噬細(xì)胞（細(xì)支氣管、終末支氣管、肺泡） 免疫球蛋白（IgG 、 IgM、 IgE、 IgA、 SIgA） 大氣

14、污染煙霧事件有兩種不同類(lèi)型倫敦型煙霧事件（煤煙型煙霧）coal smog洛杉磯型光化學(xué)煙霧 photochemical smog 兩型煙霧事件的比較倫敦型煙霧 洛杉磯型煙霧污染源 煤的燃燒 汽車(chē)尾氣 （NO2、 VOCS) 污染物 SO2、 煙塵 O3、 PANs等多發(fā)季節(jié) 冬、春 夏、秋氣象條件 寒冷、多霧、日光 弱、逆 溫、無(wú)風(fēng)或 微風(fēng) 炎熱、強(qiáng)烈日光、逆溫、無(wú)風(fēng)或微風(fēng)地理?xiàng)l件 河谷、盆地 海岸盆地 主要危害 上呼吸道刺激 眼及呼吸道刺激 倫敦?zé)熿F事件光化學(xué)煙霧美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧美國(guó)曼哈頓的光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧使視程縮短大氣O3 采樣 （二）慢性危害 1. 眼及呼吸道慢性炎癥 -SO2

15、、NO2、硫酸霧、硝酸霧、O3、飄塵 長(zhǎng)期刺激眼、呼吸道產(chǎn)生慢性炎癥如咽炎、 喉炎、眼結(jié)膜炎、氣管炎及COPD等2. 機(jī)體免疫功能下降3. 變態(tài)反應(yīng)- 花粉、灰塵、甲醛、石油產(chǎn) 品的分解產(chǎn)物等4. 慢性化學(xué)中毒-Pb、Hg、Cd、 Cr、As心血管疾病-大氣污染物長(zhǎng)期暴露與心血 管疾病死亡率增加有關(guān)6. 致癌作用-石棉、B(a)P等三、大氣污染對(duì)健康的間接危害 - 影響太陽(yáng)輻射 - 溫室效應(yīng)（致熱效應(yīng)）(greenhouse effect) - 臭氧層破壞 (ozone depletion) - 酸雨（acid rain) ( 一)溫室效應(yīng) ( greenhouse effect )1. 溫室

16、效應(yīng)的概念 大氣中CO2等氣體對(duì)來(lái)自太陽(yáng)的短波輻射（可見(jiàn)光）無(wú) 吸收阻隔作用，但對(duì)地 面受熱后，從地表反射入太空的長(zhǎng)波輻射（ 紅外 線 ）則有強(qiáng)烈的吸收阻留作用，使地表散熱不良，氣溫增高。2. 大氣中CO2增高的原因 人類(lèi)對(duì)燃料的使用量與日俱增 大面積森林砍伐（CO2吸收減少）溫室效應(yīng)示意圖溫室效應(yīng)氣體排放 3. 溫室效應(yīng)氣體 CO2、 CH4、N2O CFCs（氯氟烴類(lèi), chlorofluorocarbons） CO2 影響大 4. 溫室效應(yīng)的后果 全球氣候變暖 海平面上升 （南、北極冰川融化） 蟲(chóng)媒疾病 (如瘧疾）流行范圍擴(kuò)大北極一座島上的冰川變化1918年2002年8月歐洲阿爾卑斯山冰

17、川的百年變化圖瓦盧將成首個(gè)沉入海底的國(guó)家（二）臭氧層破壞 (destroy of ozone layer)1. 臭氧層的形成O2O + O短波紫外線O2+ OO32. 臭氧層作用 臭氧層能吸收對(duì)生物殺傷力極強(qiáng)的短波紫 外線 , 使地球上的生物免受短波紫外線的 影響。（地球的保護(hù)傘）3. 破壞臭氧層的化學(xué)物質(zhì) 氯氟烴 (氟里昂)-制冷劑、氣溶膠噴霧劑、 發(fā)泡劑等 溴代氟烴滅火劑（如溴三氟乙烷、溴氯二氟乙烷） (哈龍 halon)- NOx（NO 、 N2O等）-工業(yè)廢氣、汽車(chē)尾 氣、飛機(jī)廢氣等chlorofluorocarbons ， CFCS 4. 臭氧層破壞的后果 減弱了臭氧層吸收短波紫外線

18、的功能，使 地球上的生物受到過(guò)多短波紫外線的照射 皮膚癌、白內(nèi)障發(fā)病率上升 農(nóng)作物減產(chǎn)，水生物死亡，水產(chǎn)資源受損(三) 酸雨(acid rain)1.酸雨的概念-PH值小于5.6的酸性降水CO2 + H2OH2CO3H2CO3HCO3- + H+2. 酸雨的形成 SO2 + H2OH2SO3H2SO41/2 O23NO2 + H2O 2HNO3 + NO我國(guó)酸雨的分布（江蘇、上海、浙江、福建、江西、湖北、湖南、 廣東、 廣西、海南、貴州、四川、重慶、云南）我國(guó)部分城市雨水的酸度城市 年份 PH北京 1982 6.8天津 1982 6.26蘭州 1981.11982.8 6.85北方 南京 1981.611 6.38 杭州 1981.912 5.10* 武漢 1983.17 6.44 福州 1982.5 4.49* 南寧 1981.611 5.74 宜賓 1982 4.87* 重慶 1982 4.14* 貴陽(yáng) 1982 4.02*南 方江蘇部分地區(qū)雨水的酸度 地區(qū)雨水PH 南京 4.58* 無(wú)錫 5.77 宜興 5.04* 鎮(zhèn)江 5.10* 徐州 6.91 連云港 4.95* 淮陰 5.78 泗洪 6.03 鹽城 4.92* 揚(yáng)州 4.95* 南通 6.44 新沂 5.05* 3. 酸雨的危害 （harm of the acid rain )（ 1）對(duì)人體健康