环境与健康授课图文

空气与健康,（一）大气圈及垂直结构1、概念：地球表面包围着很厚的并随着地球旋转的空气层称为大气圈。大气圈总重量600万亿吨。总厚度约在2000-3000km以上，没有明确的上界。2、垂直结构：可分为五层，即对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。,一、 大气理化性状及其卫生学意义,电离层,大气圈的垂直结构图,10-16Km,50Km,500Km,平流层,对流层,25-35Km O3层,22Km下 同温层,地 表,中间层,热 层,外大气层(逸散层),- 92,1200,80Km,-56,- 2 ,（二）空气的组成及卫生学特征 主要成分有： 氮(其体积占80.9) 氧(占2095) 二氧化碳(占00272) 微量惰性气体 水蒸气、尘埃、微生物等夹杂物 在一般情况下，空气的各组成部分几乎恒定。,大气的物理性状是指与人类关系密切的气象因素，如气温、气湿、气流、气压、太阳辐射以及空气离子等因素。,（三）、大气的物理性状与健康的关系,400 nm 760nm,紫外线 可见光 红外线,I I,(一)太阳辐射 太阳向宇宙空间以电磁波形式放射的辐射能流，称为太阳辐射。到达地面的太阳辐射，其光谱组成通常分为：紫外线( 200-400nm)，可见光( 400-760nm)和红外线( 760-2600nm以上)。,适量的太阳辐射能增进人体健康，使机体代谢旺盛、生理机能增强，增加队疾病的抵抗力。此外，不同波长的辐射线还有各自的特殊作用。,1、紫外线 （ultraviolet) 第二届哥本哈根光学会议将其分为A、B、C三段。A段：320-400 nm 色素沉着 黑色素原（二氧二苯胺及同族） 黑色素B段：275-320 nm 红斑作用 原发（照射后立即发生：保护机制-Capi扩张） 继发（照射后6-8hr发生：损害机制） 抗佝偻病作用：麦角固醇、7-脱H胆固醇VD2、 VD3 有效地调节钙磷代谢过程C段：200-275 nm 杀菌作用,长波紫外线,短波紫外线,C段紫外线杀菌作用机理,紫外线的危害（1）紫外线眼损伤 紫外线性白内障、急性结膜角膜炎、电光性眼炎、日光性眼炎、雪盲（2）紫外线皮肤损伤 光照性皮炎、光感性皮炎、皮肤癌（3）可引起光化学反应,（2）红外线红外线生物作用的基础是热效应长波红外线：皮肤表层吸收，使皮温增高 短 波红外线：穿透组织深部，消炎镇痛 （治疗某些慢性皮肤病、神经痛、冻伤等） 过量红外线：可导致皮肤烧伤、日射病、红外 线白内障和红外线视网膜灼伤,3、可视线 能使人的视觉器官产生光和色的感觉。 不同的波长对视觉的色感觉也呈现不同的单色光。共7种单色光，赤、橙、红、绿、青、蓝、紫。,电子,（宇宙射线、海啸、雷电、瀑布、鲜花、森林等）,空气（分子、原子）,外界因素,烟、尘、雾,烟、尘、雾,10-15个中性分子,1个中性分子,正离子,轻正离子（n+）,重正离子（N+）,负离子,轻负离子 （n-）,重负离子（N-）,10-15个中性分子,（二）空气离子化,（1）调节中枢神经的兴奋与抑制作用改善睡眠（2）改善造血功能，使异常血液成分趋于正常（3）改善换气功能（4）降低血压,负离子的作用,空气离子化的标准（1）空气负离子数：103/cm3（2）重轻离子比值：50,气温、气湿、气流、大阳辐射等气象因素对机体的刺激，常呈综合性反应，对机体的冷热感觉、体温调节、心脑血管功能、NS功能、免疫功能等多种生理活动起着重要的调节作用。所以必须从整体出发来了解各种气象因素对机体的综合作用。 气象因素对大气中污染物的扩散也具有及其重要的作用。,（三）气象因素,二 大气污染与疾病,我国大气污染现状 我国城市空气质量污染较重，北方城市重于南方城市。 二氧化硫年均值浓度在3248g/m3范围之间，全国年均值为66g/m3。一半以上的北方城市和三分之一强的南方城市年均值超过国家二级标准（60g/m3）。北方城市年均值为72g/m3；南方城市年均值为60g/m3。以宜宾、贵阳、重庆为代表的西南高硫煤地区的城市和北方能源消耗量大的山西、山东、河北、辽宁、内蒙古及河南、陕西部分地区的城市二氧化硫污染较为严重。 中国环境状况公报,大气污染（air pollution）是指在清洁的大气中混入了一种或数种污染物，达到一定浓度，使大气的质量发生恶化，原有的正常组成发生改变，超过了大气的自净能力，对居民健康和生活卫生条件造成 直接或间接危害。,人为污染：包括生活性污染、生产性污染、交通 运输污染等,自然污染：如植物腐烂、森林火灾、火山爆发等,（一）、大气污染及其来源,放射性矿的开采、运输和加工 放射性废弃物造成大气、水体和土壤的放射性污染,大气污染来源,一） 工业企业,1. 工业燃料的燃烧,大气污染的最主要来源。,2生产过程中排出的粉尘、废气,煤和石油是工业的重要燃料。,工业企业废气的排放,近年来，位于广西百色市百色镇东笋小学周边的火电厂、造纸厂、轧钢厂等8家工厂排出的大量浓烟、粉尘终日笼罩在学校上空，近千名师生们生活在严重的污染之中，很少能见到蓝天白云。,学生在浓烟下的操场上做操,由于空气污染严重，许多老师被迫戴着口罩上课,表 大气污染物的主要来源,山东济阳县王圈乡 土法熬制沥青黑烟遮天蔽日,当地150多家该类企业全部超标排污，其中60%的企业采用的都是国家明令淘汰的落后生产工艺，对生态环境造成了十分严重的破坏，这一区域被形象地称作“污染黑三角”.,火车、轮船、汽车、飞机等交通工具使用煤或石油燃料，在燃烧过程中，产生大量的污染物质污染大气。（一氧化碳、氨氧化物、四乙基铅及碳氢化合物等）,二) 交通运输,生活炉灶多，多是燃烧不充分，烟囱也较低，特别是城市人口密集区，产 生的烟尘和一氧化碳、二氧化硫等污染物的数量很大。北方：大气污染的重要来源之一。液化或管道煤气：燃烧不完全或泄漏， 也能造成大气污染。街旁饮食摊点使用煤炉烧炸熏蒸食品,三) 生活炉灶和采暖锅炉,地面的尘土、柏油路面和轮胎摩擦产生的灰尘等，因风吹或车辆行驶可以扬入大气， 尤其当街道广场铺装不佳、管理不善、绿化不够、风速较大、交通频繁时，扬入大气的尘土更多。,四) 其他,大气污染对健康的危害是多方面的，可表现为急性中毒和慢性危害。 污染物也可以直接接触皮肤、粘膜、眼睛，在局部或全身造成危害； 大气污染物还可 使人类生活、卫生条件恶化、破坏绿化、影响农作物生长、破坏经济资源等，而造成间接危害。,（二） 大气污染对健康的危害,1急性与慢性中毒（1）急性中毒主要发生在大气污染严重的地区，特别是盆地或谷地持续气温逆增的情况下。急性中毒按生成的原因分为烟雾事件（煤烟型、光化学烟雾型）和生产事故。,一）、大气污染对健康的直接危害,取决于大气污染物的性质、浓度、持续作用的时间，也取决于机体的抵抗能力。,美国洛杉矾和日本东京、大阪等城市多次发生过光化学烟雾事件，急性中毒者61598人，大约2468-2618人死亡，特别是一些老年人死亡显著增加。,英国伦敦，自1873年以来，发生过12次烟雾事件：煤烟，SO2。其中最严重的一次发生在1952年12月5-9日，浓雾持续了5天，伦敦住户的采暖壁炉排出大量的烟与雾混合，停滞于城市上空，整个城市被浓烟吞没，死亡人数高达3500-4000人。这就是震惊世界的“伦敦烟雾事件”。,比利时马斯河谷烟雾事件：含硫矿冶炼，SO2、 氟化物,1950年11月，在墨西哥某市，天然气厂除硫设备发生故障，在逆温、无风、大雾的情况下，向四周大气排放硫化氢气体大约20分钟，造成320人急性中毒和22人死亡。,1984年12月3日凌晨，印度博帕尔市，一家美属的联合农药厂地下贮气罐的有毒气体(甲基异氰酸甲酯)泄漏，至少使1700人死亡，20多万人受伤或致残；大批食物和水源被污染，4000头牲畜和其他动物死亡，生态环境受到严重破坏。,1986年4月25日凌晨l时许，前苏联切尔若贝利核电站爆炸，造成严重的核污染，使环境中放射剂量达2Gyh，为人体允许剂量的2万倍。3年后发现，距核电站80km的地区患皮肤癌、舌癌、口腔癌及其他癌症者增多，儿童患甲状腺癌者剧增，农畜畸形者也增多，尤其在事故发生时的下风向，受害更为严重。,多数情况下大气污染的危害在人体表现为慢性中毒特异性慢性危害，其特点是污染物质在较低的浓度下，长期持续地作用于人群 例如，1965年前苏联某磷肥厂周围500m内，大气中氟化氢的日平均浓度为0485mgm3，长期吸入，对人体造成慢性危害。 1970年捷克一火力发电站附近，儿童发砷含量过高，血红蛋白及红细胞数下降。另外大气中低浓度的铅、，锌、铜等长期作用于人体，也能引起慢性中毒。,（2）慢性中毒,在居民区大气中烟尘和二氧化硫浓度持续增高时，就会出现死亡率增高，尤其是老年人和患有慢性阻塞性肺部疾患(慢性肺纤维化、弥漫性肺气肿、支气管哮喘等， chronic obstructive pulmonary disease,COPD)或有心血管疾病的人。,2 . 诱发疾病,机体抵抗力降低诱发感染或其他疾病某些疾病的总患病率升高,从动物实验及流行病学调查证明，具有致癌作用的大气污染物有多环芳烃及其衍生物和砷、镍、被、铬、氟等无机物以及某些放射性物质等30多种。 从污染大气的煤烟、汽车废气和柏油马路的灰尘中， 都可分离出致癌物质苯并(a)比。目前城市居民肺癌发病率显著高于农村，工业大城市肺癌发病率又高于一般中、小城市，这与大气污染的程度是一致的。 此外某些污染物尚可引起致突变和致畸变作用。,3. 致癌作用,二）、大气污染对健康的间接影响,4. 影响大气的性质和气候,1. 影响微小气候和太阳辐射,2. 影响居民生活卫生条件,3. 影响绿化和农作物,酸雨： 含大量二氧化硫的烟气在大气中逐渐氧化成酸性氧化物后，再与大气中的水汽结合成雾状的硫酸，随雨水一起降落，称为酸雨，它是大气严重污染的标志。 酸雨中可含有硝酸、盐酸等酸性物质，成分复杂，可使土壤酸化，腐蚀建筑物，影响动植物的生长和危害人体健康。,温室效应：大量燃料燃烧，产生大量二氧化碳可污染大气，使大气中二氧化碳含量上升。二氧化碳能吸收红外线 等长波辐射，使气温转暖，产生“温室效应” （greenhouse effect） 。由于气温的增高致使各种病原体大量繁殖，造成传染病和常见病的发病率增高。,臭氧层破坏：从50年代以来，就观察到大气臭氧浓度有减少趋势。80年代英国和美国南极考查队相继发现并证实在南极上空出现臭氧层空洞，而西德北极考查队也在北极上空发现类 似空洞，而且这种空洞尚在扩大。据测定，全球每年平均臭氧含量在不断减少。尽管大气臭氧遭受破坏的原因及过程极为复杂，但环境化学性污染物的作用则勿容置疑。,这幅由美国航空航天局提供的影像中，南极上空的臭氧层空洞就像一个巨大的蓝色水滴。美国航空航天局的科学家2000年9月8日宣布，南极上空2000年9月3日的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里。这个迄今为止观测到的最大的臭氧层空洞,（三）、几种常见的大气污染物,混入大气中的固体颗粒物分为降尘和飘尘。直径10m称为降尘；直径10m的微粒称为飘尘，是重要的大气染物。 飘尘称可吸入性粉尘。由于尘粒大小不同，在呼吸道内滞留的部位和危害也不相同。 5m的尘粒易被上呼吸道阻留，部分可经咳嗽、吐痰排出，但对局部粘膜组织可产生刺激作用，引起慢性炎症。 5m的尘粒，可进入深部呼吸道，直到小支气管和肺泡，引起呼吸道阻力增加。 飘尘还能吸附致癌性很强的苯并(a)芘等碳氢化物，与肺癌的发生有一定的关系。,一）飘尘,城市大气中普遍存在的污染物，70以上来自火力发电厂，26来自有色金屠冶炼、钢铁、化工等生产过程。二氧化硫的主要来源是含硫物燃料。 二氧化硫可对上呼吸道及眼睛产生刺激作用。长期接触可引起鼻、咽、支气管炎，嗅 觉障碍。吸入高浓度二氧化硫，可引起支气管炎、肺炎，严重时可发生肺水肿及呼吸中枢麻痹。二氧化硫进入血液可引起全身性毒作用。 二氧化硫与烟尘有协同作用。,二) SO2,氮氧化物种类很多 (NO、NO2、 N2O3、 N2O5等)，燃料的燃烧和某些工业生产过程排放的废气，是大气中氮氧化物的重要来源。制造硝 酸、清洗金属、有机物(木、纸)硝化、硝基炸药爆炸、电焊等均可产生氮氧化物，汽车废气和烟囱废气都含有氮氧化物。 氮氧化物：刺激和腐蚀作用，形成肺水肿。 慢性作用可致呼吸道、支气管炎症、致癌。,三) NXOX,以石油为能源所产生的废气中的氮氧化物和碳氢化物及工厂烟囱排放的废气，经太阳紫外线照射，产生光化学反应，在特殊的气象和地理条件下，形成一种浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。此种烟雾是一种刺激性很强的强氧化剂，主要成分是臭氧、过氧酰基硝酸酯(简称PAN)和醛类等。 光化学烟雾具有特殊的臭味，对眼睛和上呼吸道粘膜有强烈刺激作用。当浓度较高时，可使人发生急性中毒，表现为眼睛红肿疼痛，上呼吸道刺激症、血压下降及呼吸困难等，严重病例可以昏倒。,四) 光化学烟雾,包括苯并(a)芘、二苯并(a，b)芘、二苯并(a，h)蒽、苯并e芘、苯并(g，h，i)芘等一大群物质。一般以BaP作为环境受多环芳烃污染的指标。 PAH来源：主要是炼焦、石油化工、橡胶、制造炭黑等工业企业排出的废气；热电站、工业锅炉及生活炉灶的烟尘；汽车、飞机等交通运输工具排出的废气和街道尘土。吸烟的烟气也可使室内空气受到苯并(a)芘等物质的污染。液化石油气的燃烧颗粒中：硝基多环芳烃。 危害：致癌