生活的环境与健康.ppt

1,大气卫生,2,生活环境与健康,3,第一节 大气的特征及其卫生学意义,4,一、大气的结构,5,海拔高度（km） 800 100 80 60 40 20 -100 -50 0 50 100 temperature（ ）,对流层,最靠近地表且密度最大 气象变化复杂 和人类生命活动的关系最密切 大部分污染物集中于此层,平流层,臭氧层,空气以水平运动为主 没有气象现象，利于高空飞行 有20km左右臭氧层,中间层,热成层,逸散层,7,二、大气的组成,8,氩 0.93%,CO2 0.03%,其它 0.01%,氧 20.93%,氮 78.10%,（一）干洁空气 自然状态下的大气是由混合气体、水汽和气溶胶(aerosol)组成。除去水汽和气溶胶的空气称为干洁空气。,9,（二）水汽 （三）气溶胶,10,三、大气的物理性状,11,（一）太阳辐射 是产生各种复杂天气现象的根本原因，是地球上光和热的源泉,43到达地表,43折回宇宙空间,14被大气吸收,地 球,12,波长,-射线,X-射线,紫外线,可见光,红外线,微 波,无线电波,辐射光谱,13,紫外线分段（第二届哥本哈根光学会议） UV-A 320400nm，长波紫外线 UV-B 290320nm，中波紫外线 UV-C 200290nm，短波紫外线,1. 紫外线,14,麦角固醇和7-脱氢胆固醇 VitD2 25-(OH)-D3 1,25-(OH)2-D3,15,UV-B,肝脏羟化酶,肾脏羟化酶,促进体内钙吸收 调节钙磷代谢 维持骨骼正常生长发育,抗佝偻病作用,UV-A 皮肤细胞中黑色素原 黑色素 氧化酶,16,保护皮肤及深部组织 血管扩张，利于散热,色素沉着作用,蛋白质变性离解 DNA受损,17,细菌,UV-C,细菌死亡,色素沉着作用,增强免疫功能 提高组织的氧化过程 兴奋交感神经系统,18,紫外线的其它有利作用,19,红斑作用,皮肤 上棘细胞,组织胺或类组织胺,立即(原发)或6-8h发生(继发)局部潮红、水肿,UV-B,神经末梢,毛细血管扩张,血管壁通透性,紫外线的有害作用,眼损伤：白内障、雪盲、电光性眼炎 皮肤损伤：光照性皮炎、光感性皮炎 皮肤癌 产生光化学烟雾,20,紫外线的其它有害作用,产生视觉 生理现象发生节律性变化,21,2、可见光,生物学作用的基础：热效应 长波红外线（1400nm3000nm）：穿透能力较弱，主要加温皮肤表层。 短波红外线（760nm1400nm）：穿透能力较强，可加温组织深部 。,22,3、红外线,23,24,（二）气象因素,与季节、气象有关的疾病：花粉症、枯草热、流感等 季节性发病的疾病：传染病、呼吸系统与心血管疾病、肌肉关节病 秋季后异常可诱发的疾病：肺炎、哮喘 气候异常与病原体,空气离子的发生:在外界理化因素作用下,25,（三） 空气离子,空气离子：空气中带有阳电或阴电荷的离子 空气离子化：产生空气正、负离子的过程,气体分子外层电子逸出：正离子 中性分子结合电子：负离子,+中性分子 (10-15),轻离子 (n+/n-),灰尘、烟雾,+,重离子 (N+/N-),26,调节中枢神经的兴奋和抑制功能，缩短感觉时 值与运动时值 刺激骨髓造血功能，使异常血液成分趋于正常 降低血压 改善肺的换气功能，促进气管纤毛颤动 促进组织细胞生物氧化、还原过程,负离子的生物学作用,27,临床上的应用,预防保健上的应用,可用于辅助治疗呼吸系统、循环系统等疾病,净化空气：用于厂矿、医院、学校和公共场所 改善环境，预防疾病 防止疲劳、提高工作效率,空气离子的应用,28,不同空气环境状况空气负离子浓度,29,第二节 大气污染及大气 污染物的转归,30,工农业生产： 燃料的燃烧 工业生产过程中的排放 生活炉灶和采暖锅炉： 生活用燃料：煤、液化石油气、煤气和天然气 采暖锅炉：煤和石油制品 交通运输： 汽油、柴油等石油制品 产生颗粒物、NOx、CO、多环芳烃和醛类 其他：尘土、工厂爆炸、火灾等,一、大气污染的来源,31,燃烧一吨煤排出的各种有害物质的重量（kg）,有害物质 电厂锅炉 工业锅炉 取暖锅炉 SO2 60 60 60 CO 0.23 1.4 22.7 NO2 9.1 9.1 3.6 HC 0.1 0.5 5 Dust 一般燃烧 11 11 11 燃烧良好时 3 6 9,32,我国主要燃料中灰分和硫含量,33,火山爆发时会喷出大量的SO2气体和固体颗粒物,34,森林着火时会产生大量的CO等气体,35,汽车尾气,36,机动车尾气污染物占大城市空气污染物的比例（）,37,生产废气,38,生活炉灶,39,沙尘暴,40,二、大气污染物的种类,气态污染物 大气颗粒物,按属性分为 物理性 化学性 生物性,按存在状态分为,41,（一）气态污染物,气体：某些物质在常温、 常压下所形成的气态形式 蒸汽：某些固态或液态物质受热后， 引起固体升华或液体挥发而形成的气态物质,1. 含硫化合物 ：SO2、SO3和H2S 2. 含氮化合物 ：NO、NO2和NH3 3. 碳氧化合物 ：CO和CO2 4. 碳氢化合物：烃类、醇类、酮类、酯类以及胺类 5. 卤素化合物 ：HCl、HF和SiF4,42,（二）大气颗粒物,空气动力学等效直径（Dp） 在气流中，如果所研究的颗粒物（任意密度和形状）与一个单位密度的球形颗粒物的空气动力学效应相同，则这个球形颗粒物的直径就定义为所研究颗粒物的Dp。 可按Dp大小对颗粒性污染物进行分类。,总悬浮颗粒物 Dp100m,total suspended particulates, TSP,可吸入颗粒物 Dp10m,inhalable particulates, IP, PM10,细颗粒物 Dp2.5m,fine particulate matter, PM2.5,包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒,能进入人体呼吸道 ， 且能长期漂浮于空气中,在空气中悬浮时间更长 对健康危害更大,（1）易进入深部呼吸道；（2）易进入血液；（3）易吸附其他毒物。,超细颗粒物 Dp0.1m,ultrafine particulate matter, PM0.1,主要来自汽车尾气,44,PM2.5,PM10,相对发生情况,多为合成 （工业和机动车）,肺底部沉积,有机物 硝酸盐 铅 煤烟,上呼吸道沉积,多源于自然,灰尘沉积 （鼻腔、咽喉和口腔吸收）,土壤 海盐 工业粗粒子,大气粒子的大小与分布,粒子直径（m）,0.01,0.1,1,10,100,45,颗粒物的形成机制及其物理性质特征,46,（一）一次污染物 （primary pollutant） 由污染源直接排入大气环境中，其物理和化学性质均未发生变化的污染物 （二）二次污染物(secondary pollutant) 排入大气的污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化，或与环境中的其他物 质发生反应所形成的理化性质不同于一次污染物的新的、毒性更大的污染物,47,（一）污染源的排放情况,1. 排放量： 是决定大气污染程度最基本的因素。 在其它条件相同的情况下，单位时间排出量越大，污染越严重。,三、影响大气中污染物浓度的因素,48,2. 与污染源的距离 ： 即到烟波着陆点的距离。 污染物排出后经过的距离越远则烟波的断面越大，稀释程度越高，因而浓度越低 ，这也是排出污染物的企业与住宅区之间，设置防护带距离的依据之一。,49,3. 排出高度： = 烟囱本身高度 + 烟气抬升高度 用烟波中心轴到地面的距离来表示。 污染源下风侧污染物的最高浓度大致与烟囱有效排出高度的平方成反比。,有 效 排出高度,50,51,风是一种空气的水平运动，就像大气中的动力机器起着输送和扩散有害气体及微粒的作用。,1.风和湍流,风速,风向,（二） 气象因素,52,风对污染物的扩散有两个作用,风向决定了污染物迁移运动的方向。 污染物总是由上风向输送到下风向，在污染物的下风向，污染总要重些。,整体的输送作用,对污染物的冲淡稀释作用,风速越大，单位时间内与烟气混合的清 洁空气量就越大，冲淡稀释作用就越好。,53,风向： 风吹来的方向 将一定时期内各个风向出现的频率按比例标在罗盘坐标上，可以绘制成风向频率图（风玫瑰图，wind rose） 污染下风侧空气中污染物浓度要比上风侧高得多，所以居民区应布置在常年主导风向的上风侧，公矿企业，尤其是能造成严重大气污染的工厂应设置在常年主导风向的下风侧 全年污染以全年内主导风向的下风侧地区受影响最大,54,55,湍流： 风速时大时小，并在主导风向的下风向上下、左右出现无规则的摆动，风的这种不规则运动称为大气湍流(atmospheric turbulence) 是由于垂直气温的变化和大气中气团间的摩擦作用而引起的短暂性紊流，是一 种不规则的空气流动。 垂直温度递减率大、风速高、地面起伏程度大、则湍流强，有利于污染物的稀释和扩散。,56,2.温度层结：气温的垂直梯度，决定大气稳定程度,（1）气温的垂直分布： 在标准大气条件下，对流层内气温是随高度的增加而逐渐降低的。大气温度的这种垂直变化常用大气温度垂直递减率（）来表示。 =0.65 /100m,57,实际上气温的垂直分布可出现下述三种情况： 气温随高度递减，此情况一般出现在晴朗的白天，风速小时。地面受太阳的辐射后，近地空气增温较快，热量缓慢向高层传递，形成气温下高上低，此时0，空气的垂直对流良好； 气温随高度递增，例如在无风、少云的夜晚，夜间地面无热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量而冷却，近地空气也随之冷却，这样气层不断由下向上冷却，形成气温下低上高。这种大气温度随着距地面高度的增加而增加的现象称为逆温(temperature inversion)，此时0；,58, 气温不随高度变化，多见于多云天或阴天，风速较大时。由于云层反射，白天到达地面的太阳辐射减少，地面增温不显著。夜间时，云层的存在增强了大气的逆辐射，地面冷却不明显。风速较大加剧了上下气层的交换，空气得到充分混合。因此，上述情况下气温随高度的变化不明显，此时=0。,59,逆温模式图,60,（2）逆温的类型,辐射逆温：在冬季无风、少云的夜晚，地面无热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量而冷却，导致下层空气降温较快，而上层空气降温较慢，形成逆温 下沉逆温：空气压缩增温形成。上层空气下沉落入高气压团中受压变热，结果上层空气的气温高于下层，形成逆温,61,（2）逆温的类型,地形逆温：在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散热量大，冷却快。寒冷的空气沿山坡下层聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，谷底的暖气团上移 。山谷中就形成了上温下冷的逆温层。 马斯河谷和多诺拉事件,62,大气稳定度表示气体垂直运动的程度。大气中作垂直运动的气团，因向外膨胀或受外界压力影响产生的温度变化，要比与外界交换能量所起的温度变化大得多，可以认为是绝热变化。 空气垂直移动过程中因气压变化而发生温度的绝热变化常用气块干绝热垂直递减率（d）来表示。干燥空气的d为0.986/100m，即每上升100m，温度下降0.986。,（3）大气稳定度,63, d 不稳定状态 d 稳定状态 = d 中性状态 0 逆温 极稳定状态,（3）大气稳定度,64,波浪型 d ，不稳定状态 锥型 d，中性状态 扇型 d ，稳定状态 上扬型(屋脊型） 熏烟型,烟波扩散与大气稳定度的关系及其类型：,66,举例,设有A、 B、C三团空气，其位置都在离地200m的高度上，在作升降运动时其温度均按干绝热垂直减率变化，即1/100m。而周围空气的温度垂直减率分别为0.8/100m、1/100m和1.2/100m,环境卫生学第三章 大气卫生 2019,67,大气稳定度分析举例,稳定状态,中性状态,不稳定状态,d 1/100m 0.8/100m,d 1/100m 1/100m,d 1/100m 1.2/100m,12.0,12.0,12.0,68,3.气压,当地面受低气压控制时，四周高压气团流向中心，中心的空气便上升，形成上升气流，形成气旋，通常风速较大，大气呈中性或不稳定状态，有利于污染物向上扩散,对污染物扩散的影响,69,当地面受高气压控制时，中心空气下降，形成反气旋。此时天气晴朗，风速小，出现逆温层，不利于污染物向上扩散,对污染物扩散的影响,70,4.气湿： 大气中含水的程度，用相对湿度（%）表示,相对湿度大气中颗粒物吸收H2O 重量影响运动速度 污染物不易扩散加重局部大气的污染。 湿度空气干燥 有利于污染物扩散,71,（三）地形,山地和谷地 在山区，由于地形起伏，造成辐射强度和辐射冷却不均，引起热力环流，形成地形风。因此山谷中不同位置、不同高度的大气运动状况是不同的，对污染物的传送能力也各不相同,72,热岛： 人口密集的城市热量散发远远大于郊区，结果造成城区气温较高，往郊外方向气 温逐渐降低。如果在地图上绘制等温图，城区的高温部就像浮在海面上的岛屿，称为热岛（heat island）现象,73,74,城市建筑物、柏油混凝土路面颜色深，吸收热量多； 砖瓦、水泥、石块等建筑材料，储存和传送热量的本领比土壤强。即能有效储存较多的热量又能很快向大气中传送大量热能； 储水少，水分蒸发会消耗掉的热量少； 交通发达废气排出多； 人口密集,城市热岛是怎样形成的,75,热岛的热空气上升，四郊冷空气流向城市，可将郊区的大气污染物吹入市区，造成市区的大气污染。,城市热岛的影响：,76,（一）自净,扩散和沉降（物理作用 ） 发生氧化和中和反应（化学作用） 被植物吸附和吸收（生物学作用）,四、大气污染物的转归,77,（二）转移,向下风侧更远的方向转移 向平流层转移 向其他环境介质中转移,（三）形成二次污染和二次污染物,78,第三节 大气污染对人体健康的影响,79,大气污染物进入人体的途径,主要通过呼吸道进入人体,鼻,呼吸道,咽,喉,气管,主支气管,肺内各级支气管,上呼吸道,下呼吸道,肺泡,气体交换,80,（一）急性危害,煤烟型烟雾事件 光化学型烟雾事件,1.烟雾事件,2.事故性排放,印度博帕尔毒气泄漏事件 前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件,一、大气污染对健康的直接危害,81,（1）煤烟型烟雾事件（coal smog）： 由于煤烟和工业废气大量排入大气且得不到充分扩散而引起的 著名的煤烟型烟雾事件 马斯河谷烟雾事件 多诺拉事件 伦敦烟雾事件,1.烟雾事件,82,伦敦烟雾事件,83,1952年伦敦烟雾事件,Over 4,000 deaths were attributable to the Great London Smog of December 1952,84,煤烟型烟雾事件的特点,气象条件：风速低，逆温空气不流动 地形特点：山谷盆地 发生季节：发生于冬季 主要污染物：PM，SO2 主要症状：咳嗽、胸闷、咽痛、呕吐、眼刺激、心脏病 受累人群：所有人群均可受累，老年人居多 持续时间：27天,85,肺炎 支气管炎 结核 心衰,煤烟型烟雾事件引起死亡的病因,86,（2）光化学型烟雾事件： 由汽车尾气中的NOx和HCs在日光紫外线的照射下，经过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾所致 著名的光化学型烟雾事件 洛杉矶光化学烟雾事件,87,光化学烟雾,定义：由汽车尾气中的氮氧化物 （NOx）和碳氢化合物（CHx）在日光紫外线的照射下，经过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾,主要成分： O3、过氧酰基硝酸酯（PAN）、醛类,88,光化学烟雾,阶段I 污染物蓄积,阶段II 氧化物形成,烟雾,89,光化学烟雾,90,主要污染源：汽车尾气 形成过程：,NOx,CHx,UV,浅蓝色混和烟雾,O3(85%),过氧酰基硝酸酯(10%),其它（5）,主要为过氧乙酰硝酸酯,醛类、酮类、过氧化氢等,91,眼刺激作用：红肿、流泪 鼻、咽、喉、气管、肺刺激作用炎症肺水肿,光化学烟雾的危害,92,煤烟型烟雾事件与光化学型烟雾事件发生条件的比较,时间：1984年12月3日 原因：储气罐阀门失灵 后果：52万人口受到严重损害，15多万人中毒，5万多人失明，2500人死亡,93,印度异氰酸甲酯泄漏事件,2.事故性排放引发的急性中毒事件,时间：1986年04月26日 原因：操作失误 后果：当场死亡2人，204受伤，13.5万人被迫疏散；目前 有250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多，环境中的放射性物质仍然存在,94,前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件,95,96,1. 影响呼吸系统功能 2. 降低机体免疫力 3. 引起变态反应 4. 其他,公害事件：四日市哮喘事件,结膜炎、咽喉炎、气管炎、 慢性阻塞性肺部疾患 (COPD),（二）慢性影响,（三）肺癌,温室效应 臭氧层破坏 酸雨,97,影响小气候和太阳辐射,三、大气污染对健康的间接危害,间接危害,98,（一）温室效应（Greenhouse effect）,温室效应的定义 大气层中的某些气体能吸收地表发射的热辐射，使大气增温，从而对地球起到保温作用 温室气体：CO2 、 CH4、N2O、，CFCs,CO2的原因：,大量燃料燃烧 大面积森林砍伐,99,43折回宇宙空间,43到达地表,被地表吸收， 令地表温暖,温暖的地表 释放红外线,红外线被温 室气体吸收,CO2和H2O 对地球起到保温作用,人类活动释 放的温室气 体：CO2、 CH4、N2O、 CFC,100,地球,对流层,温室效应,平流层,太阳,太阳辐射,大气,包括温室气体,太阳辐射通过气体,太阳辐射使地球表面升温并散热,一些热量穿过气体层,一些热量被吸收,留在大气层,101,102,The general retreat of mountain glaciers during the past century is one example of evidence that the climate is changing,对生物活动的影响 病原微生物繁殖 改变生物传媒和病原体的地理分布 真菌孢子、花粉等浓度增高，导致人群中过敏性疾患的发病率增加,103,与暑热相关疾病的发病率和死亡率增加 洪水、干旱以及森林火灾次数增加,气候变暖对健康的影响,1985年，英国科学家首次在发现南极上空发现臭氧层空洞 1986年，美国南极考察队证实臭氧层空洞存在 1987年，西德考察队在北极上空发现臭氧层空洞,104,（二）臭氧层破坏,105,南极上空臭氧层的变化,106,空洞形成的原理：破坏平流层的臭氧层，紫外线强度,卤烃释放氯或溴自由基,紫外线生物学损伤增多,平流层的臭氧层破坏,氯或溴自由基破坏臭氧分子,到达地面的紫外线增多,1,2,3,4,107,Past and future stratospheric chlorine levels (ppb, cumulative) of the major ozone-depleting substances,皮肤癌增多 大气光化学氧化剂增加导致的健康危害 免疫系统抑制 白内障发病率增加,108,臭氧层破坏对健康的影响,1985年 保护臭氧层维也纳公约 1987年 破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书 1989年 中国加入保护臭氧层维也纳公约 1990年 修订破坏臭氧层物质的蒙特利尔 议定书，增加受控物质 1991年 中国宣布加入修订后的破坏臭氧层 物质的蒙特利尔议定书 2019年 形成了关于限制二氧化碳排放量的成文法 案京都议定书,109,全球对策,pH值小于5.6 的降水,太阳能量 启动光化学反应,氧化,二氧化硫,硫 酸,二氧化氮,硝 酸,酸雨,酸雨对人类已造成多种危害,（三）酸雨,111,大气二氧化硫循环,年份,自然来源,112,酸雨的危害,1. 对土壤和植物产生危害 2. 影响水生生态系统 3. 对人类健康产生影响,113,酸雨对水生生态系统的影响,鲑鱼,鲈鱼,河鲈,青蛙,蝾螈,蛤,小龙虾,蜗牛,蜉蝣,114,酸雨的危害,树木被酸雨破坏,115,酸雨的危害,酸雨对石雕的损害,摄于1908年,摄于1968年,116,烟尘,云雾,颗粒性污染物,吸收太阳辐射,影响UV强度和 生物学作用,佝偻病增多,传染病流行,（四）影响小气候和太阳辐射,117,第四节 大气中主要污染物对人体健康的影响,118,一、二氧化硫（SO2 ） 性状：无色气体，易溶于水 来源：含硫燃料的燃烧，废气SO3 健康影响： 水溶性刺激气体,溶于水,H2SO4,眼、上呼吸道刺激,刺激上呼吸道平滑肌末梢神经感受器,喘息、气短,吸附SO2颗粒物变应原哮喘 促进B(a)P致癌性,防制措施：采用无污染或少污染的工艺技术 加强管理,119,120,二氧化硫与健康损害的剂量-效应关系,121,二、颗粒物,（一）来源 自然源 人为源,122,1. 对呼吸系统的影响 局部组织的堵塞作用：慢性炎症、COPD 载体作用：SO2、NOx 、石棉、BaP、重金属、病原体 2. 对心血管系统的影响 3. 致癌作用 4. 颗粒物对人群死亡率的影响,（二）健康影响,123,伦敦1962年和1952年两次烟雾事件比较,124,（三）影响颗粒物生物学作用的因素,1. 颗粒物的粒径 不同粒径的颗粒物在呼吸道的沉积部位不同 不同粒径的颗粒物有害物质含量不同 2. 颗粒物的成分：无机、有机、载体作用 3. 呼吸道对颗粒物的清除作用 4. 其他-运动、慢性支气管炎、香烟烟气,125,（三）防制措施,1控制污染 （1）改善能源结构和燃料结构，发展水电等清洁能源 （2）改革生产工艺、采用新型的除尘设备进行清洁生产，减少工业生产中烟尘的排放 （3）采取严格措施，控制汽车尾气排放，特别是使用柴油为燃料的机动车 （4）发展区域集中供暖、减少分散烟囱 （5）加强对工地、道路扬尘的管理，对裸露地面进行绿化和铺装。 2. 加强环境监测和健康影响评价,126,三、氮氧化物,（一）来源 自然源 人为源,127,（二）健康影响,对呼吸道的刺激作用：深呼吸道、细支气管、肺泡 对血液的影响：亚硝酸根与Hb结合MeHb 组织缺氧 促癌作用 神经衰弱症候群 形成光化学烟雾,128,（三）防制措施,1控制并减少机动车尾气排放，同时控制来自工业污染源的NOx排放 2加强环境监测和预报，预防光化学烟雾的发生,129,氮氧化物与健康损害的剂量-效应关系,130,四、一氧化碳,（一）来源 汽车尾气 炼钢、炼铁 煤气发生站 采暖锅炉,131,（二）健康影响 形成COHb 影响血液携氧能力 引起组织缺氧 与肌红蛋白结合 与细胞色素氧化酶结合 与P450结合,132,血中COHb含量与CO急性中毒症状的关系,133,（三）防制措施,1. 改进燃料的组成和结构，装置可催化尾气中CO的净化器，控制机动车尾气的排放 2. 控制固定污染源的CO排放 3. 冬季取暖季节应加强通风换气，室内避免吸烟,134,五、臭氧,（一）来源 二次污染物 汽车尾气,135,眼刺激作用：红肿、流泪 鼻、咽、喉、气管、肺刺激作用炎症肺水肿,（二）健康影响,136,（三）防制措施,1控制并减少机动车尾气排放 2. 加强对大气NOx污染、光化学烟雾形成条件的监测，建立光化学烟雾发生的预警系统。,137,六、铅,（一）来源 含铅汽油的使用（主要） 铅锌矿的开采冶炼、蓄电池厂、某些含铅涂料,138,（二）健康影响,儿童铅中毒的主要特点： （1）儿童的胃肠道对铅的吸收率比较高 （2）儿童的血脑屏发育尚不完全，导致铅的神经毒性更敏感 （3）铅可选择性作用于儿童脑的海马部位，损害神经细胞，导致儿童行为功能和智力障碍,139,（三）防制措施,1. 推广使用无铅汽油，降低大气中铅污染的程度 2. 加强饮用水和食品中铅污染的监测 3. 加强健康教育，保护儿童和孕妇等高危险人群 4. 在铅污染地区注意发现儿童铅中毒，并及时进行驱铅治疗,140,七、多环芳烃,化学结构 含两个或两个以上苯环并以稠合形式联结的芳香烃类化合物的总称，又称稠环芳烃。 （一）来源 主要来源于各种含碳有机物的不完全燃烧和热解。,141,1775年，英国外科医生报道煤焦油可能具有致癌性； 1918年日本学者首次证实了煤焦油的致癌性； 1933年英国学者J.Cook从煤焦油中分离出苯并（a）芘，并诱发出小鼠皮肤癌，首次从环境中分离出化学致癌物。,BaP的发现经过,142,（二）健康影响,至今已发现PAH有100多种化合物，1976年国际癌症研究中心列出的可以诱发实验动物肿瘤的94种化合物中，PAH占了15种。BaP是第一个被发现的环境致癌物，而且致癌性很强，故常以其作为PAH的代表。动物实验已经证明BaP能诱发皮肤癌、肺癌、胃癌，流行病学资料说明空气中BaP与皮肤癌和肺癌有明显的正相关性。云南宣威县肺癌高发：燃煤致室内空气B(a)P污染,143,（三）防制措施,防止并控制大气和室内空气环境的污染， 控制吸烟,144,八、二噁英,二噁英样物质的化学结构 二苯并二噁英 二苯并呋喃 多氯联苯,2，3，7，8-四氯代二苯并二恶英（TCDD）,145,（一）来源,垃圾焚烧 环境中95左右的二噁英样物质来源于含氯垃圾的焚烧。 生产过程 含氯化学品及农药生产 、纸浆和造纸工业的氯气漂白过程 也可产生二噁英样物质。,146,内分泌干扰物：雌性动物卵巢功能障碍、抑制雌激素、雌性动物不孕、胎仔减少、流产、雄性动物雌性化 皮肤损害：角化过度、色素沉着、氯痤疮 免疫抑制：细胞与体液免疫功能降低 致癌：第I类致癌物，多器官癌症,（二）健康影响,环境卫生学第四章 水体卫生,147,水 体 卫 生,环境卫生学第四章 水体卫生,148,我国水资源概况,相对贫乏,分布不均,人均水资源占有量2500m3,约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位,大部分地区降水为季节性雨水，东南多雨，西北干旱，90%的地面径流和70%的地下径流分布在南方,环境卫生学第四章 水体卫生,149,一级饮用水：（符合卫生标准） 0.98亿人 10% 二级饮用水：（尚安全卫生水） 1.98亿 20% 三级饮用水：（不安全） 6.82亿 70% 饮用水主要问题: 绝大部分未消毒，70%以上大肠菌群指标超标 1/3以上饮用水的感官性状有待改善 污染严重，1.7亿人口饮用水受有机物污染 地氟病，3700万患氟斑牙，172万氟骨症 缺水，4700万人严重缺水 介水传染病时有发生,我国饮用水卫生概况,环境卫生学第四章 水体卫生,150,3.5,%,海水,96.5%,海水,淡水,淡水,可利用水资源状况,环境卫生学第四章 水体卫生,151,世界淡水资源的65%集中在10个国家里，而占人口40%的80个国家却严重缺水。如果一个国家年人均水量在2000立方米以下，就是缺水的国家。人均水量在1000立方米以下的，是严重缺水国，共有15个：埃及、阿联酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿尔及利亚、也门、约旦、沙特阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、利比亚、科威特、卡塔尔、马耳他(年人均水量仅82立方米)。中国人均水量不富，是缺水国家之一。,缺水的国家,环境卫生学第四章 水体卫生,152,长江水源的污染情况,环境卫生学第四章 水体卫生,153,滇池的富营养化污染,环境卫生学第四章 水体卫生,154,第一节 水资源的种类及其卫生学特征,环境卫生学第四章 水体卫生,155,一、降 水,由地表蒸发至大气的水汽随着气流传播各处，在特定条件下，遇冷凝结成高度分散的液态和固态的凝结物，并以雨、雪、雹等形式降落下来,卫生学特征,天然蒸馏水，水质较好 矿物质少 易受污染，水质取决于当地空气状况 水量小，易波动,环境卫生学第四章 水体卫生,156,二、地表水,江河水 自净能力强 流程长 水质水量季节差别 含盐量少 混浊度大，细菌含量高 湖水和水库水 流速慢，透明度高，细菌含量少 稀释能力差，溶解氧含量低，自净能力差 蒸发量大，盐类多 集中式给水常用水源,降水在地面径流和汇集后形成的水体,环境卫生学第四章 水体卫生,157,三、地下水,浅层地下水（第一个不透水层以上） 深层地下水（第一个不透水层以下） 泉水（由地表缝隙自行涌出）,降水经土壤、地层渗透形成的水体,环境卫生学第四章 水体卫生,158,环境卫生学第四章 水体卫生,159,浅层地下水卫生学特征 水质浑浊度低，有机物和细菌含量少 矿物质含量相对高 （溶解地层中的盐类） 不直接接触空气氧，溶解氧低，自净能力差,环境卫生学第四章 水体卫生,160,深层地下水的卫生学特征 水质好，细菌及有机物含量更低，水量充足 硬度大，矿物质含量高，溶解氧更低 不易受到污染：集中式给水水源的首选,环境卫生学第四章 水体卫生,161,第二节 水质的性状和评价指标,环境卫生学第四章 水体卫生,162,一、物理和感官性状指标,（一）水温,影响水中生物、水体自净和人类对水的利用 地表水温度随季节和气候条件有不同程度的变化，水温的变化落后于大气温度变化，范围在0.130之间 地下水温度较恒定，范围在812 之间 热污染,环境卫生学第四章 水体卫生,163,（二）色 洁净水为无色透明 腐殖质过多时呈棕黄色 粘土使水呈黄色 小球藻使水呈绿色 硅藻呈棕绿色 甲藻呈暗褐色 兰绿藻呈绿宝石色,环境卫生学第四章 水体卫生,164,（三）臭和味,洁净水无臭气和异味 天然水中臭和味的主要来源有： 水生动植物或微生物的繁殖和衰亡 有机物的腐败分解 溶解的气体如硫化氢等 溶解的矿物盐或混入的泥土,环境卫生学第四章 水体卫生,165,（四）浑浊度（turbidity） 定义：水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。 定量：1L蒸馏水中含1mg标准硅藻土形成的浑浊状况为1度。 浑浊现象常用来判断水是否遭受污染的一个表观特征,环境卫生学第四章 水体卫生,166,二、化学性状指标,（一）pH值 天然水pH在7.28.5之间 有机物污染：微生物有氧代谢生成CO2，pH下降 富营养化：光合作用消耗CO2，pH上升,环境卫生学第四章 水体卫生,167,（二）总固体 概念：水样在一定温度下缓慢蒸发至干后的残留物总量，包括水中的溶解性固体和悬浮性固体 总固体有机物+无机物+各种生物体 溶解性固体：水样经过滤后，再将滤液蒸干所得的残留物，其含量主要取决于溶于水中的矿物性盐类和溶解性有机物的多少 悬浮性固体：水中不能通过滤器的固体物干重 卫生学意义：总固体越少，水越清洁。当水被污染时，总固体增高,环境卫生学第四章 水体卫生,168,溶于水的钙、镁等盐类的总量，以 CaCO3(mg/L)表示。,分类,碳酸盐硬度,非碳酸盐硬度,钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐,钙、镁的硫酸盐、氯化物等,暂时硬度,永久硬度,水经煮沸可去除的硬度,水经煮沸不能去除的硬度,暂时硬度往往小于碳酸盐硬度,（三）硬度：hardness of water,环境卫生学第四章 水体卫生,169,硬度卫生学意义,硬度增高的危害,（1）对不适应的人可引起暂时性肠道功能紊乱，如消化不良、腹泻等；,（2）使茶变味，蔬菜鱼肉不易煮熟；,（3）皮肤干燥、粗糙；,（4）费肥皂并损害衣服的色泽和柔韧性等；,有研究报道，硬度与心血管病呈负相关。,地下水的硬度高于地面水。,地面水受硬度高的工矿废水污染时，或排入水中的有机物分解释出二氧化碳，使地面水的溶解力增高时，均可使水的硬度增高。,环境卫生学第四章 水体卫生,170,(四)含氮化合物,有机氮：有机含氮化合物的总称 蛋白氮：已经分解成较简单的有机氮 氨氮：天然水被人畜粪便等含氮有机物污染后，在有氧条件下经微生物分解形成的最初产物 亚硝酸盐氮：水中氨在有氧条件下经亚硝酸菌作用形成的，是氨硝化过程的中间产物 硝酸盐氮：含氮有机物氧化分解的最终产物,水中氮含量的增加主要是受到人、畜粪便中的蛋白氮污染，用于判断水体受人畜粪便污染情况,三氮指标,把由氨转化成硝酸盐的过程称为氨的硝化过程。 a、氨氮： 氨氮增高在排除自然原因干扰（如雷雨干扰、流经沼泽地 的径流受植物分解氮及地层中硝酸还原的氨氮等）后，表示有人 畜粪便污染。 b、亚硝酸盐氮： 增高表示水中无机化过程尚未完成。 c、硝酸盐氮：表示水中无机化过程完成。,三种含氮化合物在水中出现的卫生学意义 注：+表示超过规定的含量 -表示没有出现,环境卫生学第四章 水体卫生,173,（五）溶解氧（dissolved oxygen，DO ） 指溶解在水中的氧含量 其含量与空气中的氧分压、水温有关 清洁地表水的溶解氧含量接近饱和状态，水层越深，溶解氧含量愈低 DO是有机物氧化分解，水体自净和水生生物生存的必须条件，是水质好坏的重要标志之一 卫生学意义： 评价水体受有机性污染的程度 反映水体自净程度的间接指标。,环境卫生学第四章 水体卫生,174,（六）化学耗氧量 （chemical oxygen demand，COD） 在一定条件下，用强氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾等氧化水中有机物所消耗的氧量 是测定水体中有机物含量的间接指标，代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量,环境卫生学第四章 水体卫生,175,（七）生化需氧量 （biochemical oxygen demand，BOD） 在规定条件下，水中有机物被微生物有氧分解时所消耗的溶解氧量。 水中有机物愈多，生化需氧量愈高。 一般测试条件：20培养五日，BOD520 COD反映能被KMnO4氧化的还原性物质总量，BOD反映能被微生物有氧代谢的有机物总量。,环境卫生学第四章 水体卫生,176,（八）氯化物 当水中氯化物含量突然增高时，表明水有可能受到人畜粪便、生活污水或工业废水的污染 含氮、含氯同时增加时，可肯定污染,（九）硫酸盐,水中硫酸盐含量突然增加， 表明水可能受生活污水、工业废水或硫酸氨化肥等污染,环境卫生学第四章 水体卫生,177,（十）总有机碳和总需氧量 总有机碳是指水中全部有机物的含碳量， 相对表示水中有机物的含量，是评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一， 但不能说明有机污染的性质。 总需氧量指一升水中还原物质(有机物和无机物) 在一定条件下氧化时所消耗氧的毫升数，是评定水体被污染程度的一个重要指标，其数值愈大，污染愈严重。 TOC 和 TOD 的检测有可能取代生化需氧量的测定方法，实现对其测定的快速自动化。,（十一）有害物质 主要指水体中重金属和难分解的有机物,环境卫生学第四章 水体卫生,178,三、微生物学性状指标,指示菌：具有反映各种致病菌基本状态的菌种。应具备：代表性强、容易检测等特点。,选择水的指示菌的条件：,人类粪便中普遍存在，且数量较多的细菌 在水中存活的时间比致病菌的稍长或差不多 在粪便污染的水中可均匀分布且稳定 适合在各种水体中生存 对氯或其它因素的抵抗力比病原菌强过与其相当 生物学特性稳定，检验方法简单易行,目前最好的指示菌是大肠菌群、粪链球菌、产气荚膜杆菌,环境卫生学第四章 水体卫生,179,（一）细菌总数 1ml水在普通琼脂培养基中经37 24hrs生长的菌落总数。 反映水体是否受生物污染及其污染程度的指标 不能表示水中所有的细菌数 不能指出有无病原菌存在 水被生物性污染的参考指标,环境卫生学第四章 水体卫生,180,（二）粪大肠菌群 总大肠菌群：指一群需氧及兼性厌氧的在 37生长时能使乳 糖发酵、在24h内产酸产气的革兰阴性无芽孢杆菌。 反映水体是否受粪便和植物污染及其污染程度的指标。指示致病菌的污染情况 粪大肠菌群具有指示菌意义，作为粪便污染水体的微生物指标。,环境卫生学第四章 水体卫生,181,第三节 水体的污染源和污染物,环境卫生学第四章 水体卫生,182,水体污染：人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了水 体的自净能力，使水和水体底质的理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变，从而影响水的使用价值，造成水质恶化，乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。,环境卫生学第四章 水体卫生,183,一、水体污染的主要来源 （一）工业废水 工业生产未处理或处理不彻底的废水排放，是目前最大污染源。在工业大发展时期，导致公害病,环境卫生学第四章 水体卫生,184,工业污染源,环境卫生学第四章 水体卫生,185,（二）生活污水 粪便污水：致病微生物造成介水传染病。 洗涤用水：高磷洗涤剂造成水体富营养化。 富营养化（eutrophication） ：向水体排放营养元素后，使水中植物和微生物大量生长，通过有氧代谢而消耗水中DO，水质恶化。 富营养化危害： 严重影响水产养殖业（DO下降）； 严重污染饮用水水源（有机物增加）。,环境卫生学第四章 水体卫生,186,卫生学 大连医科大学劳动卫生与环境卫生教研室 孙鲜策 2019,186,水 华,水 华,赤 潮,水污染对照图,环境卫生学第四章 水体卫生,187,（三）农业污水 农药（有机氯农药）的滥用造成全球性水源污染，从珠穆朗玛峰到南极、北极的积雪水中都能检测到有机氯农药。 1921年“六六六”作为化学新物质被合成出来； 1951年瑞士科学家穆勒发现其杀虫效果，试用后马铃薯极大丰收，同类农药开始被研发，如DDT等； 60年代到70年代初，有机氯农药被广泛应用，成为首选品种，穆勒因此获得诺贝尔化学奖； 70年代末，发现高残留、抗药性、致突变性，导致全球停产； 最终后果：全球无处不含有机氯农药。,环境卫生学第四章 水体卫生,188,（四）其它,工业生产过程中产生的固体废弃物 城市垃圾 海上石油开采、大型运油船只泄漏事故 航海船只产生的废弃物 点污染、面污染,环境卫生学第四章 水体卫生,189,一只全身沾满石油的海鸟,环境卫生学第四章 水体卫生,190,珠穆朗玛峰,环境卫生学第四章 水体卫生,191,南 极,环境卫生学第四章 水体卫生,192,北 极,环境卫生学第四章 水体卫生,193,二、水体污染物 （一）物理性污染物 热污染 放射性污染 （二）化学性污染物 无机污染物：铅、汞、镉、铬、砷等 有机污染物：苯、酚、石油及其制品 （三）生物性污染物,环境卫生学第四章 水体卫生,194,三、我国水环境污染的概括 七大水系总体为轻度污染 湖泊（水库）富营养化问题突出 济南海域水质总体为轻度污染,环境卫生学第四章 水体卫生,195,第四节 水体的污染、自净和污染物的转归,环境卫生学第四章 水体卫生,196,一、各种水体的污染特点,（一）河流,污染程度取决于河流的径污比（径流量与排入河流中污水量的比值），河流的径污比大，稀释能力强，河流受污染的可能性和污染程度较小。 河流污染范围不限于污染发生区，还可殃及下游地区，甚至可影响到海洋。,环境卫生学第四章 水体卫生,197,（二）湖泊、水库,水面广阔、流速缓慢、沉淀作用较强，稀释混合能力差，是水交换较缓慢的水体。进入湖中的污染物，常因流速慢、流量小而长期停留湖中，发生量的累积和质的变化。 湖泊、水库污染的主要现象是水体富营养化。,环境卫生学第四章 水体卫生,198,（三）地下水,污染多发生在工业发达且人口密集的城市及其郊区。污染后不易查清污染来源和途径，水体自净作用较差，污染难以治理。 堆积于地表的工业废渣和生活垃圾，其可溶性成份可随雨水渗入地下， 造成地下水污染,环境卫生学第四章 水体卫生,199,（四）海洋,污染源多而复杂 污染物很难再转移出去，不易分解的污染物便在海洋中积累起来，或者被海洋生物富集，形成海洋的持续性污染 污染范围大,环境卫生学第四章 水体卫生,200,二、水体污染的自净及其机制,(一)水体污染的自净作用,水体自净(self-purification)是指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学和生物学作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，水中污染物浓度逐渐降低，水质最终又恢复到污染前的状况。,环境卫生学第四章 水体卫生,201,有机物的自净过程一般可分为三个阶段 易被氧化的有机物进行的化学氧化分解，本阶段在污染物进入水体后数小时即完成。 有机物在水中微生物作用下的生物化学氧化分解，持续时间的长短与水温、有机物浓度、微生物种类 和数量等有关，一般要延续数日，一般用BOD5表示能被生化氧化的有机物量。 含氮有机物的硝化过程，一般要延续一个月左右。,环境卫生学第四章 水体卫生,202,（二）水体自净过程的特征 进入水体的污染物在自净过程中，总的趋势是浓度逐渐降低 大多有毒污染物在物理、化学和生物学作用下转变为低毒或无毒的化学物 重金属污染物在溶解状态时可被吸附或转变成不溶性化合物沉淀至底泥或进入食物链中 复杂的有机物如碳水化合物、脂肪、蛋白质等，不论水中溶解氧含量如何，都能被微生物利用和分解，先降解为较简单的有机物，再进一步分解为二氧化碳和水,环境卫生学第四章 水体卫生,203,（二）水体自净过程的特征 不稳定的污染物在自净过程中转变成稳定的化合物 在自净过程初期，水中溶解氧含量急剧降低，到达最低点后又缓慢上升，并逐渐恢复至正常水平 进入水体的大量污染物，如有毒性，则影响生物栖息，如生物不逃避就会中毒死亡，使水生物种群和数量大为减少，随着自净过程的进行，污染物浓度降低，生物种群和数量逐渐回升，最后使生物分布趋于正常,环境卫生学第四章 水体卫生,204,（三）水体自净的机制 1. 物理净化,稀释：如水流作用等。 吸附和沉降：悬浮颗粒的吸附和沉淀。 物理过程不减少绝对量，但影响浓度分布，对水体自净极为有利。,2、化学净化,分解与化合：酚与钠生成苯酚钠；氰化物分解释出氢氰酸 中和：酸性废水与盐的中和作用。 氧化还原：亚铁氧化为铁。 化学过程可改变污染物的绝对量和毒性。,环境卫生学第四章 水体卫生,205,3、生物净化,概念：在河流、湖泊、水库等水体中生存的细菌、真菌、藻类、水草、原生 动物、贝类、昆虫幼虫、鱼类等生物，通过它们的代谢作用分解水中污染物，使其数量减少，直至消失 此作用在地表水自净作用中最为重要且最为活跃 耗氧过程：污染物经微生物有氧代谢而