空气质量与健康ppt课件.ppt

1 课题 空气质量与健康 2 丰盛的食物 洁净的水 新鲜的空气 假如你在一次意外的太空旅行中 耗尽所有携带的生活供给物资 如果只能提供下列其中的一种 你会选什么 小测试 3 一 大气环境质量保证的重要性 洁净的大气对生命来说是至关重要 一个成年人每天呼吸大约两万次 吸入的空气量大约为10 15m3 约为人每天吃食物重量的10倍 生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气 人5周不吃饭 5天不饮水 尚能生存 而5分钟不呼吸就会死亡 污染的大气对动植物的生长和生存造成危害 严重时还会造成死亡 在受污染的大气中 常含有CO SO2 N0 x H2S NH3 Cl2 HCl和碳氢化合物 如 CH4 C1OH16等 过氧乙酷硝酸脂 PAN 以及多种的无机或有机物气体等 悬浮于大气中的污染物 不仅对太阳 地球间热量收支平衡有影响 造成局部或全球气候和气象的不正常 而且能直接对动植物的生长和生存造成危害 污染严重时还会造成死亡 4 瘴气 瘴气是热带原始森林里动植物腐烂后生成的毒气 主要原因就是无人有效地处理动物死后的尸体 加上热带气温过高 为瘴气的产生创造了有利条件 指南部 西南部地区山林间湿热蒸发能致病之气 瘴气 是古代壮族地区的常见病 广西素有 瘴乡 之称 壮医按发病季节分 春天叫作青草瘴 夏天叫作黄梅瘴 秋天叫作新禾瘴 冬天叫作黄茅瘴 按症状及性质分为冷瘴 热瘴 哑瘴等 依植物命名的桂花瘴 菊花瘴 依动物命名的有蚺蛇瘴 孔雀瘴 蚯蚓瘴 鸭虫瘴 黄蜂瘴等 还有瘴田 蒙沙 水瘴等 5 大气圈的结构 6 二 大气的结构与组成1 对流层 在这一层里除有纯净的干空气外 还含有一定量的水蒸气 适宜的湿度对人和动植物的生存起着重要作用 对流层的温度分布特点是下部气温高 上部气温低 所以 其大气易形成较强烈的对流运动 由于太阳辐射和大气环流的影响 对流层常出现极其复杂的气象现象 人类活动排放的污染物也大多聚集于对流层 即大气污染主要发生在这一层 特别是靠近地面1 2km的近地层 因此对流层与人类的关系最为密切 7 2 平流层 臭氧 O3 层 在平流层中 很少发现大气上下的对流 一般多是处于平流流动 极少出现云 雨 风暴天气 大气透明度好 气流也稳定 进入平流层中的污染物 停留时间可达数十年之久 氮氧化物 氯化氢以及氟利昂有机制冷剂等能与臭氧层中的臭氧发生光化学反应 致使臭氧浓度降低 严重时臭氧层还可能出现 空洞 地球表面上的紫外线将增强 从而导致地球上更多的人患有皮肤癌 地球上的生态系统也会受到极大的威胁 8 9 3 中间层 中间层位于平流层顶之上 层顶高度大约为80 85km在这一层里有强烈的垂直对流运动 气温随高度增加而下降 中间层顶温度可降至 83 1130 暖层位于中间层的上部 暖层的上界距地球表面有800多公里 该层的下部基本上是由分子氮所组成 而上部是由原子氧所组成 原子氧可吸收太阳辐射出的紫外光 因而 暖层中气体的温度是随高度增加而迅速上升的 由于太阳光和宇宙射线的作用 使得暖层中的气体分子大量被电离 所以暖层又称为电离层 4 暖层 电离层 5 逸散层大气圈的最外层 是从大气圈逐步过渡到星际空间的大气层 10 大气的垂直分层 对流层 平流层 上冷下热高空对流 高层大气 11 12 三 大气的组成大气是一个由多种气体组成的混合物 它是由干洁空气 水汽和杂质三部分组成的 干洁空气中的主要成分为N2 占78 09 O2 占20 95 Ar 占0 93 及一些微量元素 如CO2 O3 H2 CH4 He Kr Ne等 大气成分中有些是可变的成分 主要包括CO2 O3 水汽和杂质 这些可变成分如含量正常 则对环境和生命有机体是有益而无害的 但含量变化后 过多或缺乏 都会造成不良影响及危害 13 成云致雨的必要条件 主要成分 次要成分 水汽 固体杂质 生物体的基本成分 维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料 对地面保温 吸收紫外线 使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件 对地面保温 干洁空气 O3 N2 O2 CO2 大气各成分的作用 14 四 大气污染和污染物1 大气污染的定义大气污染 指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含量达到有害的程度 一般指有害物质 如SO2 NOX HC O3 飘尘等超过国家质量标准 以至破坏人和生态系统的正常生存和发展 对人体 生态和材料造成危害的现象 2 大气污染源和污染物1 来源 天然源人为源 15 大气污染源 16 自然界的火山爆发 烟雾弥漫 毒气熏人 17 冰岛火山 喷发的影响 2010年3月20日冰岛火山开始喷发 一般而言 火山喷发有三个层面的影响 一是火山爆发的直接危害 比如熔浆毁坏当地居民的生活设施 甚至直接造成居民死亡 二是火山爆发的次生灾害 最为主要的是火山灰 洪水 泥石流 有毒气体 地震和海啸等 比如 1986年8月喀麦隆尼沃斯火山喷发 有1700余人死于火山喷出的二氧化碳等大量有害气体 据欧洲研究人员估计 本次冰岛火山喷发每天释放出15至30万吨的二氧化碳 相当于一个欧洲中小经济体的日排放量 三是较为中期和宏观的影响 比如对农业 航空 旅游 以及环境 气候等的影响 18 超级火山 美国黄石国家公园一座沉睡了64万年的超级火山 占地面积近9000平方公里 是世界上最大的活火山 19 科学家们预测说 隐藏在黄石公园地下的世界上最大规模 超级火山 的喷发间隔约为60万年 而它的最近一次爆发很可能就发生在距今约64万年前 换言之 这座超级火山目前或许已经进入了喷发活跃期 20 21 背景事件 进入2011年10月 那些原本怀着度过 一年中最美季节 的北京市民却大失所望 连绵不断的阴霾天气加上频繁入侵的西伯利亚冷空气 让人感觉阴冷而又呼吸艰难 一年中最美好的季节 竟然意外的演变成了一年中 最糟糕 的时间与此同时 一场和空气污染有关的话题在坊间迅速蔓延 事情的起源来自一台设在北京市朝阳区东三环美国大使馆内的空气质量监测仪这台原本只是用来给美国大使馆内部人员提供实时空气质量指数的机器 频频发出的的 重度污染 警报被不少热心网友发布在微博和互联网上 与此同时 政府的官方数据显示北京市的大气质量仅仅是 轻度污染 巨大的落差让普通民众对生存环境早已脆弱的信心 再次受到了致命性的打击 22 沙尘暴 sandduststorm 是沙暴 sandstorm 和尘暴 duststorm 两者兼有的总称 是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中 使空气特别混浊 水平能见度小于一千米的严重风沙天气现象 其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴 尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴 23 沙尘暴形成的条件一是地面上的沙尘物质 它是形成沙尘暴的物质基础 二是大风 这是沙尘暴形成的动力基础 也是沙尘暴能够长距离输送的动力保证 三是不稳定的空气状态 这是重要的局地热力条件 沙尘暴多发生于午后傍晚说明了局地热力条件的重要性 沙尘天气分为浮尘 扬沙 沙尘暴和强沙尘暴四类 24 2 污染物 1 气溶胶状污染物 粒状 总悬浮颗粒物 TSP D 粒径 在100 m以下 其中多数在10 m以下 是分散在大气中的各种粒子的总称 飘尘 可吸入粒子 IP D 10 m能在大气中长期飘浮的悬浮物质 如煤烟 烟气 雾等 降尘D 30 m的粒子 靠重力作用可在短时间内降到地面的 25 建筑粉尘 颗粒物有固体的灰尘 烟尘 烟雾以及液体的云雾和雾滴 它们中一部分是致癌 致畸 致突变物质 并能被人体吸收而危害人体健康 另一方面 它们是有毒物质的载体 使一些气体污染物转化成为有害的颗粒物或使某些污染物的毒性增强 26 烟尘的作用 1 凝结核2 吸收太阳辐射3 降低能见度4 影响植物体生长飘尘 可吸入粒子 IP 大于10 m的颗粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住 而小于10 m的飘尘却能长驱直入侵蚀肺泡 叫 可吸入因子 在可吸入微粒中80 可沉积于肺泡 且沉积时间可达数年之久 导致肺心病等一系列病变 27 根据颗粒物的形成机制及其物理形态 又可将其分为烟 雾 尘等 表颗粒物的形成机制及其物理性质特征 28 总悬浮颗粒物Dp 100 m totalsuspendedparticulates TSP 可吸入颗粒物Dp 10 m inhalabalparticulates IPparticulatematter PM10 细粒子Dp 2 5 m fineparticleparticulatematter 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 在空气中悬浮的时间更长 对健康的危害更大 颗粒污染物 从环境与健康的角度 颗粒物按粒径可分为 29 调查资料表明 某市在街上工作的交通警察 咽炎发病率约为32 肺结核发病率约为17 而园林工人咽炎发病率为12 很少有人患肺结核 在另一个城市 对几所小学的7500名小学生鼻炎发病率的调查发现 居住在一般居民区和机关所在地的小学生发病率为11 3 而居住在工业区的为33 7 30 交通民警与园林工人呼吸系统疾病的比较 16 7 7 8无40 2 10 829 3 14 423 2 9 312 2 10 3 31 32 33 北京PM2 5超标事件 曾有网友根据信息公开原则 要求北京市环保局公布PM2 5的监测数据 但遭到了拒绝 北京市环保局的书面回应是 PM2 5监测数据目前只能作为研究使用 所以不予公布 美国驻华使馆会将使馆区域内监测到的PM2 5数值发布到互联网上 2011年12月04日 美国驻华使馆监测到的空气质量指数超过了最高值500 再次爆表 34 35 PM2 5引发的空气质量之争 为了躲避地沟油 我们可以在家吃饭 为了喝口干净水 我们可以购买各种净水器 为了不摄入三聚氰胺 我们不喝牛奶 但这年头 喝西北风 也可能中毒 36 大于5 m的颗粒物多滞留在上呼吸道 对粘膜产生刺激和腐蚀作用 常发生慢性鼻咽炎 慢性支气管炎小于5 m的颗粒物多滞留在细支气管和肺泡 可与NO2协同 损伤肺泡和粘膜 引起支气管和肺部炎症 长期持续作用 可诱发COPD 慢性阻塞性肺部疾患 出现继发感染 可导致严重后果 37 我们每天呼吸的空气中到底有哪些是对人体伤害最大的污染源 普通消费者该通过哪些手段减少糟糕的空气质量对身体的影响 在现代城市里的众多污染物来源中 颗粒污染物是最常见的 也是最主要的污染来源 因为城市里数量庞大的机动车 工厂 建筑业都是产生颗粒污染物的主要源头 区分颗粒污染物杀伤力的主要依据是直径 直径越小的颗粒污染物 对人体的危害也就越大 38 PM2 5对人类健康的危害 一般来说 直径大于10微米的颗粒通常不会进入人体的肺部 因为我们的呼吸器官可以对他们进行有效的过滤和阻拦 它们只会对我们的眼睛 鼻子和嗓子造成潜在威胁 而直径小于10微米的颗粒物被称为PM10 ParticulateMatter悬浮颗粒 其中直径在2 5微米 10微米之间的被称为 大颗粒 粉尘 直径小于2 5微米的则又被称为 超细颗粒 即PM2 5 人体的生理结构决定了对PM2 5没有任何过滤 阻拦能力 而PM2 5对人类健康的危害却随着医学技术的进步 逐步暴露出其恐怖的一面 39 PM2 5对人体的危害性现代医院证明 含有高浓度超细颗粒 PM 25 和大颗粒 PM10 的空气会对人体产生一系列严重的健康伤害 例如可以加重呼吸系统疾病 甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病 40 人类需要洁净的空气 排放到空气中的有害物质 大致可分为有害气体和粉尘两大类 41 怎样才能知道大气受到了污染 空气质量日报的主要内容包括 空气污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况 42 中央电视台空气质量预报内容 43 空气质量指标 1 空气污染指数 AirPollutionIndex API 是将常规测定的几种空气污染物浓度转化成数值的形式来表示 并可以通过分级来表示空气污染程度和空气质量状况 空气质量监测项目主要有二氧化硫 SO2 可吸入颗粒 PM10 氮氧化物 NOx 一氧化碳 CO 臭氧 O3 铅 Pb 苯并 a 芘 BaP 氟化物 F 等10项 44 2 空气质量级别 与空气污染指数相对应 空气污染指数 空气质量级别 等级 0 50 51 100 101 200 201 300 超过300 级 级 级 级 级 优 良 轻微污染 中度污染 重度污染 45 首要污染物是指污染最重的污染物 首要污染物的污染指数即为空气污染指数 首要污染物是指污染最重的污染物 目前在测的污染物有二氧化硫 SO2 二氧化氮 NO2 可吸入颗粒物 PM10 等 3 首要污染物 46 47 城市空气质量评价指标 总悬浮颗粒物 这是大气降尘的主要污染指标 PM10 粒径小于10微米不能被人的上呼吸道所阻挡的可吸入性颗粒 PM2 5 粒径小于2 5微米的可吸入性气溶胶 这种气胶微粒被吸入人体后 会渗透到肺部组织的深处 可引起支气管炎和肺癌等病变 二氧化硫 二氧化硫在大气中会氧化而形成硫酸盐气溶胶 毒性将增大10倍以上氮氧化物 氮氧化物与水可生成硝酸盐 亚硝酸盐 进入人体 可生成强致癌物亚硝酸氨 也可与人体血液中的血红蛋白结合 使人产生缺氧症状 48 49 50 颗粒物污染较重的中国城市主要分布示意图 51 含硫化合物主要指SO2和SO3 H2S湿度大的情况下 含硫化合物最终被氧化形成硫酸 是形成酸雨的主要来源 二氧化硫是一种无色的刺激性气体 腐蚀性很大 会严重刺激人的呼吸系统 使人出现咳嗽 嗓子疼 胸闷和感到呼吸受阻 刺激腐蚀人的肺部 可以造成肺气肿和支气管炎 并加重哮喘病情 二氧化硫破坏植物的叶绿素 使植物脱水坏死 在适当条件下和飘尘结合在一起 或与水汽中的水蒸汽结合形成硫酸雾 硫酸雾微粒侵入人体肺部 可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡 2 气状污染物 52 氮的氧化物NOX是NO NO2 N2O NO3 N2O4 N2O5等的总称 造成大气污染的NOX最主要是NO和NO2 氮氧化物来源 主要来源于人类生产生活活动 以汽车尾气排放造成的污染最为严重 氮氧化物危害 1 氮氧化物可以转化为硝酸 是形成酸雨主要物质之一2 是形成光化学烟雾的重要物质3 是消耗臭氧的重要因子4 NO2对人有生理刺激和腐蚀作用 引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因5 可腐蚀织物 材料 破坏染料 使它褪色6 危害植物 使其组织受害而落叶 甚至枯萎 53 碳的氧化物指CO和CO2 CO主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体 对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输 使人体缺氧 导致死亡 CO2是一种无毒的气体 是大气中的 正常 成分 主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧 目前 大气中CO2浓度逐渐升高 每年上升0 4 由于二氧化碳吸收地面长波辐射 使地球升温 导致温室效应 从而形成全球气候变化 碳氢化合物 HC HC是自然界中必不可少的物质 主要指烷烃 烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物 它们主要是由碳原子和氢原子组成 碳氢化合物主要来源于自然界植物分解 人为产生的量很小 但它们是形成光化学烟雾的重要物质 含卤素化合物主要指一些氟氯烃类物质 它们主要破坏臭氧层 引起温室效应 54 五 大气污染类型 还原型 煤炭型 主要污染物 SO2 CO和颗粒物 在低温 高温阴天 小风 逆温情况下 在当地地形条件的影响下 被封盖在城市上空 造成对人体健康极大的危害 致使上千人死亡 类似这样的事件发生过多起 最典型的当属1952年12月发生在英国首都伦敦的SO2烟雾中毒事件 氧化型 汽车尾气型 污染物主要来自于汽车排气 燃油锅炉以及石油化工生产 一次污染物主要为NOX和HC 生成的二次污染物为O3 醛类 酮类 过氧乙酸硝酸脂 发生在光照强烈的热带 亚热带 8 9月中午或午后阳光强烈时 最典型的当属1965年前后的洛杉矶光化学烟雾 55 被光化学氧化剂腐蚀的叶片 光化学氧化剂是臭氧 硝酸 醛类 酮类和及氧乙酰基硝酸酯等多种物质的混合物 其中80 是臭氧 可刺激人的眼睛 喉咙 引起红眼 流泪 肝炎 肺气肿等 对植物 家畜 橡胶 染料等制品也造成危害 一方面臭氧具有杀菌作用 另一方面又是眼 喉和肺最危险刺激物之一 臭氧进入呼吸道后 与所接触器官迅速反应 导致慢性肺疾病 肺气肿和右心衰竭 这是被光化学氧化剂腐蚀的叶片 56 酸雨由于人类活动的影响 使降水中溶入其它酸性物质 从而使其pH值降到5 6以下的降水 酸雨的形成 是复杂的大气化学和大气物理现象 是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应 气相或液相反应 生成硫酸或硝酸和亚硝酸 附在凝结核上降落到地面上的 影响与危害 1 损害水生 陆生生物 如鱼类和森林 2 对人体健康影响 使有毒重金属溶入饮用水中 危害饮用者 3 腐蚀建筑材料 金属构件 油漆以及名胜古迹等 57 58 59 六 大气中污染物的扩散1 气象因素1 温度层结气温沿垂直高度的