第二章大氣環(huán)境與健康1-2節(jié)

環(huán)境與健康主講：孔凡美山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院fmkong@第二章大氣環(huán)境與健康

第一節(jié)大氣第二節(jié)大氣污染及污染物第三節(jié)大氣污染與人體健康第四節(jié)大氣主要污染物對(duì)健康的危害第五節(jié)大氣衛(wèi)生防護(hù)措施本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解大氣的垂直構(gòu)造及其與健康的關(guān)系2、掌握生活居住環(huán)境中主要的大氣污染源、污染物和影響大氣中污染物濃度的因素本章學(xué)習(xí)目標(biāo)3、熟悉顆粒物、多環(huán)芳烴、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物以及鉛對(duì)居民健康的影響及主要防治措施4、了解大氣污染對(duì)健康的間接影響本章重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)：大氣中主要污染物的來源、歸宿及其對(duì)健康的危害難點(diǎn)：大氣環(huán)境主要污染物的轉(zhuǎn)移和歸宿，影響大氣污染物濃度的主要因素第一節(jié)大氣一、大氣圈及其垂直結(jié)構(gòu)二、大氣與人體健康

大氣圈是指包圍在地球表面，并隨地球旋轉(zhuǎn)的很厚的空氣層，厚約2000～3000km以上，沒有明顯的上界。一、大氣圈及其垂直結(jié)構(gòu)**大氣圈的垂直結(jié)構(gòu)按氣溫的垂直變化特點(diǎn)分層：對(duì)流層、平流層、中間層（上界為80km左右）、熱層（上界約500km）、外大氣層（無明顯上界）（一）對(duì)流層平均厚11～12km（赤道處16km，兩極8km）氣溫遞減（0.65℃/100m，對(duì)流與天氣現(xiàn)象）大氣污染物、水蒸氣、煙塵和微生物絕大多數(shù)在此層活動(dòng)與人類關(guān)系最為密切（二）平流層上界約50km，<22km溫度恒定（55℃）氣流水平運(yùn)動(dòng)為主臭氧層：25～35km處厚約20km二、大氣與人體健康一）大氣的化學(xué)組成與人體健康大氣的化學(xué)組成：

N2:78.09%;O2：20.95％；CO2：0.03％，惰性氣體0.93％（氖、氦、氪、氙等）水蒸氣氧氣和二氧化碳

人和動(dòng)物氣體代謝和物質(zhì)代謝的基礎(chǔ)二氧化碳：重要的溫室氣體，維持大氣層溫度溫室效應(yīng)氮?dú)?稀釋氧氣達(dá)到生物所需的適宜濃度；合成氨，植物吸收固定、進(jìn)入人體合成蛋白質(zhì)水蒸氣:云、霧、雪、雨、霜、露等形成，并能影響地表溫度水蒸氣是大氣降水形成的重要因素呼吸：1萬升/人·天，約13.6kg

大約為進(jìn)食量的10倍，飲水量的3倍。人可以幾周不進(jìn)食，幾天不喝水，但幾分鐘不呼吸就會(huì)危及生命二）大氣的物理性狀與人體健康1、太陽輻射地表光、熱源泉，天氣現(xiàn)象動(dòng)力輻射組成？紫外線：具有色素沉著、紅斑、抗佝僂病、殺菌和免疫增強(qiáng)作用；過強(qiáng)會(huì)引起日光性皮炎和光電性眼炎，甚至皮膚癌?？梢姽猓壕C合作用于機(jī)體的高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng)，能提高視覺和代謝能力，平衡興奮和鎮(zhèn)靜作用，提高情緒與工作效率，是生物生存的必要條件紅外線：熱效應(yīng)適量紅外線可以促進(jìn)人體新陳代謝和細(xì)胞增生，具有消炎和鎮(zhèn)靜作用。過強(qiáng)可引起日射病和紅外線白內(nèi)障2、氣象因素與太陽輻射綜合作用調(diào)節(jié):冷熱感覺、體溫、心血管功能、神經(jīng)功能、免疫功能和新陳代謝功能（1）天氣與氣候?qū)】档挠绊憿贉囟戎苯佑绊懰季S18℃：人的思維最為活躍，>27℃：煩躁不安、精神倦怠<10℃：精神萎靡不振②氣壓變化與人的精神和疾病關(guān)系密切國(guó)外有研究表明，犯罪事件發(fā)生在大氣壓低于730mm汞柱的占很大比例。低氣壓會(huì)使人煩躁、郁悶③物理特性對(duì)人體生理功能的直接影響如冷鋒來臨：寒冷刺激器官充血，引起心動(dòng)過速，血壓升高、引起頭痛或偏頭痛；環(huán)境高溫引起熱致疾病

天氣的變化常加重某些疾病支氣管哮喘:雷雨、日溫差大，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、胃潰瘍和偏頭痛又：水土適應(yīng)或氣候習(xí)服，是人在某種氣候條件下生活和工作一段時(shí)間后，產(chǎn)生對(duì)這種氣候的適應(yīng)能力和適應(yīng)反應(yīng)，包括生理、行為、形態(tài)和遺傳方面的適應(yīng)性反應(yīng)1歲以前和老年人的適應(yīng)性較差，10歲以后逐步增強(qiáng)，40歲以后逐步減弱**（2）、氣候適應(yīng)3、空氣離子化空氣中性分子電離形成陽離子和陰離子（強(qiáng)烈物理作用）陰離子：鎮(zhèn)靜、止汗、止癢、催眠、利尿、降低血壓、增進(jìn)食欲、集中注意力、提高工作效率的良好作用陽離子相反小鼠試驗(yàn)空氣中的負(fù)離子含量：10~105/cm3高含量：

低含量：地下商場(chǎng)、火車站候車室、居民住宅區(qū)

全球每年由于城市空氣污染造成大約80萬人死亡。亞洲地區(qū)每年因大氣污染造成48.7萬多人死亡。中國(guó)每年因城市大氣污染而造成的呼吸系統(tǒng)門診病例35萬人，急診病例680萬人，大氣污染造成的環(huán)境與健康損失占中國(guó)GDP的7%一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀，可以導(dǎo)致一個(gè)月后德克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)，這是氣候?qū)W的“蝴蝶效應(yīng)”理論。這一連鎖理論的現(xiàn)實(shí)版：在常年積雪、海拔6000米之上的珠穆朗瑪峰上，竟能檢測(cè)出DDT、六六六等20年前就被禁用的農(nóng)藥。

第二節(jié)大氣污染及污染物

一、大氣污染物二、影響大氣污染物濃度的因素三、大氣污染物的轉(zhuǎn)移和歸宿一、大氣污染物**（一）大氣污染物的分類對(duì)人類有害的污染物：約1000余種1、物理性污染物：如噪聲、電輻射等輻射2、化學(xué)性污染物：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氫、碳?xì)浠衔?、臭氧等?/p>

種類最多，污染范圍最廣3、生物性（經(jīng)空氣傳播的病原微生物和植物花粉）化學(xué)污染（二）大氣污染物的存在形式**形式：氣態(tài)（氣體和蒸氣）、顆粒物1、氣態(tài)：二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、硫化氫、氨氣

蒸氣：固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)升華揮發(fā)形成的如汞蒸氣、苯蒸氣等2、顆粒物

粒徑小于100um兩類：固體、液體懸浮在空氣中以氣溶膠的形式存在（三）大氣污染物的來源兩大類源：自然污染和人為污染1、自然污染：火山爆發(fā)、森林火災(zāi)和風(fēng)暴等，（多為一時(shí)性，影響很局限）自然污染和人為污染1）、生產(chǎn)性污染源**2、人為污染源：A、工礦企業(yè)污染源（主要）：燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程B、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥使用、農(nóng)藥噴灑及秸稈的燃燒（1）燃料的燃燒煤：目前我國(guó)的主要工業(yè)燃料.

火力發(fā)電廠、冶金、化工、機(jī)械、輕工和建材等。石油生物材料主要大氣污染物：煙塵、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、烴類和重金屬氧化物

成分影響因素：燃料所含雜質(zhì)和含量燃燒狀態(tài)原料種類及其利用方式加工工藝（2）、生產(chǎn)過程的排放①有組織排放：排放集中并有一定的高度，便于控制②無組織排放：排放高度低，沿地面擴(kuò)散，對(duì)附近地區(qū)危害大，難以控制。（3）排放方式生活爐灶和采暖鍋爐：煙塵、廢氣

燃燒設(shè)備效率低，燃燒不完全無煙囪或煙囪高度低居民區(qū)大氣污染的主要來源取暖鍋爐:二氧化硫60kg、一氧化碳22.7kg、二氧化氮3.6kg、碳?xì)浠衔?kg、灰塵11kg/噸煤。2）、生活性污染源

3）、交通性污染源流動(dòng)性污染源：汽車、飛機(jī)火車、輪船和摩托車污染物：氮氧化合物、一氧化碳、多環(huán)芳烴和醛類特點(diǎn)：污染范圍與流動(dòng)路線有關(guān)。地面塵土及土壤固體廢棄物被風(fēng)吹起：

鉛及農(nóng)藥等化學(xué)性污染物及結(jié)核菌和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)性物質(zhì)車輛輪胎與瀝青路面摩擦產(chǎn)生多環(huán)芳烴和石棉4）、由其它環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)入和二次污染二次污染：大氣污染物沉降入土壤和水體中后再次進(jìn)入大氣；一次污染物經(jīng)一系列反應(yīng)形成另外一種污染物如汽車尾氣排放的鉛塵，氮氧化合物

意外事故：如工廠爆炸、火災(zāi)、化學(xué)或核戰(zhàn)爭(zhēng)，火葬場(chǎng)、垃圾及其它污物焚燒爐等5）、其它（一）與污染源有關(guān)的因素**二、影響大氣污染物濃度的因素1、排放量：決定大氣污染的最基本因素排放量的影響因素燃料燃燒：燃料種類、消耗量、燃燒方式、燃燒是否充分工礦企業(yè)：企業(yè)數(shù)量、生產(chǎn)性質(zhì)及規(guī)模、工藝流程、凈化設(shè)備及其效率煙波著陸點(diǎn)：有組織排放時(shí)，煙氣自煙囪排出后，向下風(fēng)側(cè)逐漸擴(kuò)散稀釋后接觸地面的點(diǎn)有害氣體:煙囪高度的10～20倍顆粒物?2、與污染源的距離3、排放高度排放高度：煙囪本身的高度與煙氣上升高度之和，也稱有效高度排放高度增加一倍，煙波著陸點(diǎn)處污染物濃度降3/4排放高度的影響（二）、氣象因素1、氣流：風(fēng)、湍流

決定大氣污染物的擴(kuò)散風(fēng)：空氣的水平運(yùn)動(dòng)風(fēng)向：主要擴(kuò)散方向風(fēng)速：決定污染物的稀釋程度和擴(kuò)散范圍湍流：空氣的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)

與垂直溫度遞減率、風(fēng)速、地面起伏程度有關(guān)湍流與污染物的稀釋和擴(kuò)散2、氣溫：影響氣體的垂直運(yùn)動(dòng)，從而影響污染的稀釋和擴(kuò)散逆溫層的影響**逆溫層：大氣溫度隨著距離地面高度的增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫，出現(xiàn)逆溫的大氣層稱為逆溫層逆溫層大氣極為穩(wěn)定，污染物被逆溫層蓋住不能擴(kuò)散，造成近地面大氣的嚴(yán)重污染3、氣壓：與海拔高度、地理緯度和空氣溫度等有關(guān)地面受低壓控制：四周高壓氣團(tuán)流向中央，中心氣流上升，大風(fēng)和多云天氣，大氣中性或不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。地面受高壓控制：天氣清朗，風(fēng)速小，出現(xiàn)逆溫層，阻止污染物向上擴(kuò)散4、氣濕

氣濕大，則大氣顆粒物因吸水而重量加大，運(yùn)動(dòng)減慢，氣溫低時(shí)還易形成霧，影響污染物擴(kuò)散。濕度增加有利于形成酸雨。影響局部氣象條件，從而影響大氣污染物的稀釋和擴(kuò)散（三）地形1、山地和谷地白天山坡因?yàn)槿照丈郎?，山坡空氣上升，形成谷風(fēng)，有利于山坡上污染物擴(kuò)散，減輕谷地污染夜晚，山坡地面輻射散熱快，空氣沿山坡下滑，形成山風(fēng)，并形成逆溫。污染物壓在谷底，不能擴(kuò)散城市高大建筑物的峽谷效應(yīng)陸地溫度高形成海風(fēng)，晚上形成陸風(fēng)2、海濱和陸地3、城市熱島城市人口密集猶如熱島，熱空氣上升，郊區(qū)冷空氣補(bǔ)充，引起郊區(qū)污染物污染城市**三、大氣污染物的轉(zhuǎn)移和歸宿

自凈作用：大氣中的污染物在物理化學(xué)和生物的作用下逐步減少到無害程度或消失的過程擴(kuò)散和沉降：主要凈化方式，稀釋和轉(zhuǎn)移污染物化學(xué)作用：氧化反應(yīng)和中和作用，CO轉(zhuǎn)化成CO2植物吸收：二氧化碳、二氧化硫、氟化物、二氧化氮、臭氧、醛、酮、醚、酚，汞蒸氣、鉛蒸氣等**

大氣自凈作用的形式二氧化碳：每公頃闊葉林在生長(zhǎng)季節(jié)每天能夠吸收二氧化碳1噸，釋放氧氣730公斤；每個(gè)人每天消耗氧氣0.75公斤，呼出二氧化碳0.9kg合歡二氧化硫1公頃15年生的側(cè)柏每天能夠吸收1.52kg，表面粉塵吸附0.43kg加拿大楊懸鈴木垂柳、茶樹、女貞、木槿、洋槐、榆樹、烏桕生長(zhǎng)在高氟地區(qū)的茶樹體內(nèi)含氟量可達(dá)到1309mg/kg氟二、轉(zhuǎn)移向下風(fēng)側(cè)向平流層：氯氟烴，甲烷和二氧化碳等向其他環(huán)境：如水體、土壤三、轉(zhuǎn)化成二次污染物從污染源直接排出的污染物為一次污染物它們?cè)诖髿庵惺艿交瘜W(xué)