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居民健康的影響及主要防治措施4、了解大氣污染對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）對流層平均厚11～12km（赤道處16km，兩極8km）氣溫遞減（0.65℃/100m，對流與天氣現(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。低氣壓會使人煩躁、郁悶③物理特性對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、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，火葬場、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

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，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)槿照丈郎兀狡驴諝馍仙?，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在大氣中受到化學(xué)