大氣環(huán)境毒理學(xué)演講版

六省市協(xié)力，霧霾散去現(xiàn)“APEC藍(lán)”

為迎接時(shí)隔13年重返中國舉辦的APEC會(huì)議，北京自2014年11月3日起，即暫停所有可能影響空氣質(zhì)量的施工，并且全市機(jī)動(dòng)車單雙號(hào)限行，對大氣污染物排放重點(diǎn)企業(yè)，有69家停產(chǎn)，72家限產(chǎn)。然而，為了保障APEC會(huì)議期間的空氣質(zhì)量，做出重大“犧牲”的不只是北京市，天津、河北、山西、內(nèi)蒙古甚至相隔甚遠(yuǎn)的山東也成為了“藍(lán)天保障分隊(duì)”的一員。好在如此大動(dòng)干戈，成效十分顯著。11月3日上午8點(diǎn)，北京市城六區(qū)PM2.5濃度為每立方米37微克，接近一級(jí)優(yōu)水平。于是北京人開始“慶祝”持續(xù)數(shù)天的霧霾散去，在網(wǎng)上大曬藍(lán)天的照片，形容此時(shí)天空藍(lán)色的新詞“APEC藍(lán)”，便由此而來。APEC藍(lán)的誕生，注定是短暫的。它在網(wǎng)友的調(diào)侃中，更像是對事物短暫易逝、不真實(shí)的美好的形容，也流露出國人對它的愛恨交加?！癆PEC藍(lán)”曇花一現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)生態(tài)成奢求機(jī)智的網(wǎng)友編了一段特別搞笑的段子，以此吐槽APEC藍(lán)的短命：參加APEC的英國記者艾里珊發(fā)回國的稿件寫道，中國這個(gè)國家看起來不錯(cuò)，但從他們首都北京馬路上的汽車數(shù)量來看，應(yīng)該是落后國家的水平，可能連坦桑尼亞都不如，有些寬闊的馬路上甚至一輛車都沒有。而在北京周邊的很多地方，工廠不知何故都停工了，顯出一副凋敝的景象。有人回復(fù)：你丫有種12號(hào)別走！大氣污染與健康世界五大公害事件（摘自中國環(huán)保網(wǎng)）名稱發(fā)生地及時(shí)間中毒情況原因馬斯河谷煙霧事件1932年12月比利時(shí)馬斯河谷咳嗽、呼吸短促、流淚、喉痛、惡心、嘔吐和胸窒悶，數(shù)千人發(fā)病，60人死亡SO2轉(zhuǎn)化為SO3進(jìn)入肺部多諾拉煙霧事件1948年10月美國多諾拉咳嗽、喉痛、胸悶、嘔吐和腹瀉，四天內(nèi)約6000人患病，17人死亡SO2同煙塵作用生成了硫酸鹽，吸入肺部倫敦?zé)熿F事件1952年12月英國倫敦胸悶、咳嗽、喉痛和嘔吐，5天內(nèi)4000人死亡，歷年共發(fā)生12起，死亡近萬人粉塵中Fe2O3使SO2轉(zhuǎn)變成硫酸，附著在煙塵上，吸入肺部洛杉磯光化學(xué)煙霧1943年5月到10月美國洛杉磯刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉炎。大多數(shù)居民患病，65歲以上老人死亡400人石油工業(yè)和汽車廢氣在紫外線輻射作用下產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧四日哮喘事件1955年以來，日本四日市支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫，患者500多人，死亡36人有毒重金屬微粒及SO2吸入肺部所致大氣環(huán)境毒理學(xué)

一、概述二、大氣污染物致病、致癌、致突變作用三、有害氣體的毒性作用及其機(jī)制四、大氣顆粒物的作用及機(jī)制

概述

大氣環(huán)境毒理學(xué):是研究大氣污染物對生物體，特別是對人體的損害效應(yīng)及其規(guī)律的一門科學(xué)。

大氣環(huán)境毒理學(xué)大氣污染一、大氣環(huán)境毒理學(xué)概念返回本章目錄

進(jìn)入大氣中的有害污染物的量超過大氣自凈能力，甚至超出大氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，對居民的身心健康造成直接或間接甚至潛在的影響或危害，這種大氣質(zhì)量惡化的狀態(tài)稱為大氣污染。大氣環(huán)境毒理學(xué)大氣污染

二、大氣污染的來源與類型煤煙型污染石油型大氣污染混合型大氣污染

大氣污染的來源極為廣泛，主要來自人為污染源，也可來自天然污染源。煤煙型污染石油型大氣污染混合型大氣污染

1.以煤為主要能源，形成以煤煙塵和二氧化硫(SO2)為主的煤煙型污染，代表是1952年英國倫敦?zé)熿F事件。煤煙型污染石油型大氣污染混合型大氣污染2.以石油為主要能源形成的石油型大氣污染。代表是在美國洛杉磯多次發(fā)生的光化學(xué)煙霧事件。

煤煙型污染石油型大氣污染混合型大氣污染3.是既以煤炭又以石油為主要能源而形成的混合型大氣污染。

三、一次污染物與二次污染物大氣污染物可分為兩大類一次污染物二次污染物由污染源直接排入大氣的污染物稱為一次污染物。一般可歸納為兩大類：①顆粒物質(zhì)；②有害氣體和蒸氣。此外，環(huán)境電離和電磁輻射污染也是具有嚴(yán)重潛在危害的污染物之一大氣二次污染物是某些一次污染物在大氣中相互作用，或與大氣正常組成成分發(fā)生反應(yīng)，或因太陽光紫外線引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新物質(zhì)四、室內(nèi)空氣污染

室內(nèi)空氣污染對健康的影響更為嚴(yán)重。其原因主要是：①室內(nèi)空氣污染物的來源廣、種類多。②人們對室內(nèi)環(huán)境的接觸遠(yuǎn)比室外環(huán)境更密切、更頻繁、更長久。③室內(nèi)空間有限且密閉程度較大。返回本章目錄大氣污染物致病、致癌、致突變作用一、大氣污染對健康影響的特征二、大氣污染對健康的影響返回本章目錄一、大氣污染對健康影響的特征大氣污染對健康影響的特征1.大氣污染物侵入途徑與危害部位2.低濃度、長時(shí)期作用和慢性毒害3.多種污染物同時(shí)存在、作用機(jī)制復(fù)雜4.接觸人群廣泛、易感性差異較大

大氣污染對健康的影響二、大氣污染對健康的影響（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用（一）急性中毒

大氣污染物濃度在較短時(shí)間內(nèi)急劇增加超過一定濃度作用于人體時(shí)，可引起感官和生理功能的不良反應(yīng)，導(dǎo)致居民急性中毒甚至死亡。原因：

1.地理氣象因素的變化；

2.生產(chǎn)事故排放、廢氣處理設(shè)備發(fā)生故障。

（二）慢性中毒和慢性疾患（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用1984年12月2日美國聯(lián)合碳化公司在印度的博帕爾市農(nóng)藥廠用甲基異氫酸鹽制造殺蟲劑，由于毒氣泄漏，造成重大急性中毒事件，涉及當(dāng)?shù)?0余萬人口，治療搶救約12.5萬人，5萬人失明致殘，2500人死亡。（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用1．刺激性污染物的毒理作用:

這些氣體被吸入后，首先刺激呼吸道粘膜的迷走神經(jīng)末梢，使支氣管反射性收縮和痙攣，引起咳嗽、噴嚏和氣道阻力增加，同時(shí)引起粘膜表面粘液分泌增加，粘液層增厚、變稠，使上呼吸道纖毛的活動(dòng)受阻，導(dǎo)致上呼吸道過濾、清除、排出有害物質(zhì)的能力減弱。隨著有害物質(zhì)長期、反復(fù)和慢性作用，呼吸系統(tǒng)的免疫功能和防御作用均遭到削弱甚至破壞（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用2．非刺激性污染物的毒理作用:

大氣中對呼吸道粘膜沒有直接刺激作用的有害污染物，由于不能為人體感官所覺察，其危害往往比刺激性大氣污染物還要大。例如，CO是一種無刺激性的有毒氣體，容易引起中毒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)昏迷致死。對于非刺激性的具有致癌作用的大氣污染物的長期接觸，還可誘發(fā)細(xì)胞遺傳物質(zhì)的突變和癌變（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用3．大氣金屬類污染物及其他:

城市大氣特別是在某些工廠和礦山附近的大氣中還經(jīng)常含有金屬類和其它一些有潛在危害作用的化學(xué)污染物，例如Pb、Cd、Be、Cr、Zn、Ni、Mn、Hg、As、F、石棉、有機(jī)氯殺蟲劑等。雖然它們在大氣中的濃度很低，但可在機(jī)體內(nèi)逐漸蓄積，以至引起慢性中毒。（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用4．飲食中的大氣污染物:

大氣污染物可降落在植物、水體和土壤中，然后被農(nóng)作物吸收并富集于蔬菜、果實(shí)及糧食中，通過食物和飲水長期反復(fù)地進(jìn)入體內(nèi)并蓄積起來，成為慢性中毒甚至致畸變、致癌變的因素（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用

大氣污染可使兒童唾液溶菌酶活性降低，非特異性免疫功能下降。溶菌酶是一種具有溶解細(xì)菌作用的堿性蛋白質(zhì)分子，能溶解多種革蘭陽性細(xì)菌和某些革蘭陰性細(xì)菌，是構(gòu)成機(jī)體非特異性免疫功能的因素之一（二）慢性中毒和慢性疾患（一）急性中毒（三）對免疫功能的損害（四）致癌作用1.隨大氣污染的加劇，肺癌死亡率升高的現(xiàn)象，表明大氣污染與肺癌有關(guān)2.隨著工業(yè)的發(fā)展，能源消耗的增加與肺癌發(fā)病率和死亡率的上升有一定關(guān)系3．大氣污染物中含有致癌物質(zhì)，大氣污染的致癌作用，實(shí)質(zhì)是大氣中的致癌和促癌物質(zhì)的作用引起的返回本章目錄有害氣體的毒性作用及其機(jī)制

一、二氧化硫(SO2)

（一）理化性質(zhì)

SO2為無色、具辛辣及窒息性氣味的氣體；相對分子質(zhì)量為64.06，液態(tài)相對密度為1.434，熔點(diǎn)–72.7℃，沸點(diǎn)–10℃；易溶于水形成亞硫酸。SO2在空氣中可在290～400nm光作用下發(fā)生光氧化反應(yīng)形成三氧化硫(SO3)。返回本章目錄（二）吸收、分布和排泄

SO2在呼吸道中主要被鼻腔和上呼吸道黏膜吸收，而不易進(jìn)入肺部，但可吸附于大氣顆粒物的表面而進(jìn)入呼吸道深部。

SO2被呼吸道吸收以后，進(jìn)入血液分布全身。亞硫酸氧化酶是一種含鉬酶，可有效地催化亞硫酸根離子與氧結(jié)合生成硫酸根離子（SO42-），以硫酸鹽的形式隨尿排出。（三）生物化學(xué)轉(zhuǎn)化SO32-和HSO3-在低濃度下一般不以游離態(tài)形式存在；當(dāng)其濃度較高而亞硫酸氧化酶不足以使之全部轉(zhuǎn)化為硫酸根離子時(shí)，在一定條件下該離子也可與蛋白質(zhì)、多肽及含硫氨基酸的巰基反應(yīng)生成R–S–SO3-。在一定條件下,亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子也可與DNA中的胞嘧啶反應(yīng)，使之脫氨生成尿嘧啶。（四）毒性作用 1．SO2對動(dòng)物及人呼吸道有毒性作用

2．SO2有致突變、致癌變作用

3．SO2及其衍生物是一種全身性毒物，能影響多種酶的活性

4．SO2對大腦皮質(zhì)功能及體內(nèi)維生素代謝均有影響，對細(xì)胞生長有抑制作用

5．SO2與顆粒物有很強(qiáng)的聯(lián)合作用

6．SO2對各種植物都會(huì)造成程度不同的損傷（五）酸雨的形成及危害

1.酸霧對健康有直接危害

2.影響水生生物的生長

3.土壤酸化導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量降低甚至枯死。 此外，酸雨對建筑物和金屬構(gòu)筑物等有嚴(yán)重腐蝕作用。

酸雨的危害

在陽光紫外線下能與O2生成NO和O3–21.2–9.346.01紅棕色、有刺激性、難溶于水NO2在空氣中能與氧或臭氧(O3)生成NO2–151.7–163.630.01無色、無味、難溶于水NO化學(xué)性質(zhì)沸點(diǎn)(℃)熔點(diǎn)(℃)相對分子質(zhì)量物理性質(zhì)氣體

二、氮氧化物（NOx）

（一）理化性質(zhì)氮氧化物(NOx)通常是指NO和NO2

。（二）吸收、分布和排泄NO與NO2均難溶于水，故不易在上呼吸道吸收，容易進(jìn)入下呼吸道直至肺的深部。當(dāng)NO2到達(dá)肺泡時(shí)，緩慢地溶于水液中，形成亞硝酸和硝酸及其鹽類，以亞硝酸根和硝酸根離子的形式通過肺進(jìn)入血液，在全身分布，引起腎、肝、心等臟器損傷，最后通過尿排出。（三）毒性作用1．NO的毒性作用只有暴露在一定濃度下才能引起毒性作用。2．NO2的毒性作用對上呼吸道及眼結(jié)膜的刺激作用較小，而主要是作用于深部呼吸道、細(xì)支氣管及肺泡。三、一氧化碳（CO）（一）理化性質(zhì)無色、無味、無刺激性的有毒氣體，相對分子質(zhì)量28.01，熔點(diǎn)–20.05℃，沸點(diǎn)–191.48℃，相對密度0.968。（二）吸收、分布和排泄

CO的吸收與排出，主要取決于空氣中CO的分壓(濃度)、血液中HbCO的飽和度(即HbCO占血紅蛋白總量的百分比)、接觸時(shí)間及肺通氣量。

（三）毒性作用1．CO毒性作用機(jī)制

CO與血紅蛋白結(jié)合減弱了紅細(xì)胞攜帶和運(yùn)輸氧氣的能力。CO還能抑制和減緩HbO2氧（）合血紅蛋白正常解離釋放氧的能力，加重組織缺氧，導(dǎo)致低氧血癥。影響一些體內(nèi)代謝酶的活性，影響環(huán)境化學(xué)物在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化。2.CO毒性作用

(1)CO中毒CO中毒與血液中HbCO（碳氧血紅蛋白）的濃度密切相關(guān)。

(2)CO對神經(jīng)系統(tǒng)的影響神經(jīng)系統(tǒng)如腦對缺氧最為敏感。

(3)CO對心血管系統(tǒng)的影響心血管系統(tǒng)對CO非常敏感，CO還可加重心血管病患者的癥狀。

(4)CO對胎兒的影響CO可經(jīng)胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)。四、臭氧和光化學(xué)煙霧

（一）光化學(xué)煙霧的形成

(1)在日光下NO2吸收光能分解為NO和原子態(tài)氧(O)，O和O2反應(yīng)生成O3。

(2)烴類化合物與O、OH及O3等反應(yīng)生成各種自由基。

(3)自由基促使NO轉(zhuǎn)化成NO2，NO2繼續(xù)光解形成O3；自由基與O、NO、NO2等反應(yīng)生成醛、酮、醇、酸類化合物，以及過氧酰基硝酸酯類化合物(PANs)；自由基還可與烴類發(fā)生反應(yīng)形成更多的自由基。如此反復(fù)循環(huán)，直至一次性污染物NO和碳?xì)浠衔锖谋M為止。（二）臭氧及其他光化學(xué)煙霧成分的毒性 1.光化學(xué)煙霧對眼睛和呼吸道黏膜有較強(qiáng)的刺激作用。

2.臭氧(O3)的毒性

(1)刺激作用；

(2)氧化損傷；

(3)對肺功能的損傷；

(4)對免疫系統(tǒng)的毒性；

(5)加速動(dòng)物衰老、誘發(fā)肺癌及其他作用。

3.過氧酰基硝酸酯類和醛等氧化劑的毒性4.氣溶膠

5.光化學(xué)煙霧的其他作用(1)對植物的危害；(2)降低大氣能見度；(3)對物質(zhì)材料的損壞作用。

這幅由美國航空航天局提供的影像中(2000年)，南極上空的臭氧層空洞就像一個(gè)巨大的藍(lán)色水滴。美國航空航天局的科學(xué)家2000年9月8日宣布，南極上空2000年9月3日的臭氧層空洞面積達(dá)到2830萬平方千米。

返回本章目錄大氣顆粒物的作用及機(jī)制

一、大氣顆粒物的來源自然源人為源二、顆粒物的形態(tài)和化學(xué)組成

顆粒物的形態(tài)與化學(xué)成分因其來源不同而異。

返回本章目錄三、顆粒物的一般毒性1.對呼吸道黏膜的刺激和腐蝕作用

2.對肺細(xì)胞的腐蝕和損傷

3.誘發(fā)心血管病

4.免疫毒性

5.間接毒性作用6.影響顆粒物毒性的主要因素有顆粒物的大小、濃度、化學(xué)組成及其化學(xué)組成成分是否可從顆粒物中解析出來、解析的速度和程度。

四、顆粒物致突變、致癌變作用（一）致突變作用

顆粒物具有遺傳毒性，對染色體和DNA均有損傷作用。此外，有機(jī)提取物還可以引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化，并能與DNA形成多種加合物等。大氣顆粒物的無機(jī)提取物也具有遺傳毒性，可引起染色體斷裂和