《空气中的有》PPT课件.ppt

第四章空气中的有害气体 微粒 微生物 第一节空气中的有害气体 一 大气中的有害气体 1 性质氟为淡黄色的气体 具有强烈的刺激性臭气 它在自然界中很活跃 在常温下 能和许多空气成分相互作用 在潮湿的空气中 可形成氟化氢 二氟化氧等 氟易溶于水 可形成氢氟酸 腐蚀性强 氟化物的溶解度较高 在20 时 氟化钙的溶解度为40mg L 氟化钠可达40540mg L 2 来源氟除了在空气中存在外 同时土壤 水体 动物和植被内也含有一定数量的氟化物 据世界卫生组织 WHO 报道 全世界已区分为富氟区和贫氟区 我国沿海一带大部属于人为的富氟区 主要是由于矿区排放的氟化物所造成 近年来 根据兰州兽医研究所调查 国内已发现有20个省 市 自治区有不同程度的地方性氟病 随着工农业的发展 氟化物已广泛应用于化工原料 在炼钢厂 磷肥厂 电解铝厂 玻璃厂 石油化工厂等的生产过程中 均可排放氟化物 因此造成工业性氟的污染 据测定 在过磷酸钙的生产过程中 主要排放四氟化硅 SiF4 在钙镁磷肥生产过程中 主要排放氟化氢 HF 和四氟化硅 3 氟化物对家畜的危害含氟的空气和微粒从呼吸道吸入后 对呼吸道粘膜发生强烈的刺激作用 经口腔摄入的含氟微粒 可经消化道吸收 迅速进入血液循环 大约有75 的氟可与血浆蛋白结合 主要蓄积于牙齿和骨骼中 也可分布于心脏 肺脏 脾脏 肾脏内 氟在家畜体内可影响钙 磷代谢 过量的氟可与钙结合为氟化钙 CaF2 沉积于骨骼中 并引起血钙减少 溶血细胞增加 促使骨质溶解 骨骼变形 氟化钙还能抑制肾小管对磷的吸收 这样使磷从尿中大量排出 氟化钙影响牙齿的钙化 使牙冠钙化不全 釉质受损 发生牙齿变形 长期在磷肥厂附近放牧的耕牛 因受氟化物的毒害 表现为牙齿发黄 松动 缺损 牛蹄变形 趾角质增生 形成剪刀状蹄 跛行 四肢僵硬 采食量减少 体重减轻 逐渐衰竭而死 经尸体剖检发现 病牛骨骼中的含氟量明显增加 跖骨含氟量达630mg kg 趾骨含氟量达1270mg kg 而正常的家畜含氟量为430mg kg 4 卫生学要求国家卫生标准 空气中氟的最高容许浓度一次量为0 02mg m3 日平均为0 007mg m3 2 二氧化硫 SO2 1 性质二氧化硫为无色有刺激性气体 比重为1 434 易溶于水 形成亚硫酸 二氧化硫能氧化生成三氧化硫 遇水形成硫酸 2 来源主要是由燃烧含硫的煤和石油而产生 在冶炼厂 硫酸厂等生产过程中 可排放大量的硫氧化物气体 据估计 一吨煤中含硫5 50kg 一吨石油中含硫5 30kg 硫分为可燃性硫和不可燃性硫两种 可燃性硫在燃烧过程中 大部分生成SO2 其中约有5 的SO2在空气中被氧化而生成SO3 这些气体对家畜具有强烈的刺激作用 遇水生成硫酸 降落为酸雨 污染水源 土壤 对植物危害甚大 家畜饮用酸水或采食此种酸污染的饲料后 直接受害 发生酸中毒 3 二氧化硫对家畜的危害二氧化硫对于各种家畜均可引起伤害 甚至致死 二氧化硫浓度为0 01 0 1ppm时 就能刺激眼结膜 影响视觉 缩短视程 还能刺激鼻咽等粘膜 在潮湿空气中 形成亚硫酸 使毒害作用加强 当浓度在0 3 1ppm时 开始由嗅觉感知 浓度达1 3ppm时 刺激鼻咽和呼吸道粘膜 发生呼吸不畅 喘息等症状 浓度达3 5ppm时 经10 15min可引起气管和支气管平滑肌的反射性收缩 使呼吸道的阻力增加 浓度达5 10ppm时 经15min后 可引起慢性支气管炎 慢性鼻咽炎等 浓度达20ppm时 引起眼结膜炎症 浓度达30ppm时 可使呼吸道深部发生炎症 咳嗽 甚至引起肺水肿等 牛对二氧化硫的反应最为敏感 浓度在30 100ppm时 表现呼吸困难 口吐白沫 体温上升 尸体剖检呈现严重的支气管炎 肺气肿等 浓度在100 300ppm时 仔猪精神萎糜 增重减缓 为正常环境中的73 8 雏鸡在高浓度SO2 300ppm以上 环境中 很快口吐黄水 食欲停止 不久死亡 羊 马对二氧化硫的抵抗力较强 但在1000ppm时 首先对羔羊和幼驹发生不良影响 进而抑制其生长发育 使其对病原菌的抵抗力减弱 特别容易引起呼吸道疾患和肺水肿等 最后使动物窒息而死 4 卫生学要求目前我国卫生标准 空气中SO2最高允许浓度为0 5mg m3 日平均浓度为0 15mg m3 3 氮氧化合物 NxOx 1 性质大气中的氮氧化合物包括一氧化二氮 N2O 一氧化氮 NO 三氧化二氮 N2O3 二氧化氮 NO2 和五氧化二氮 N2O5 等 空气中污染最多的是二氧化氮和一氧化氮 在高温下的二氧化氮为红褐色气体 有强烈的刺激性 比重1 448 一氧化氮为无色气体 遇氧则生成二氧化氮 在低于0 时 部分四氧化二氮成为无色晶体 2 来源空气中氮氧化物最主要的来源是各种燃料 在工农业生产过程中 如氮肥厂 硝酸制造厂 染料工厂等排放出大量的一氧化氮 与空气中的氧结合 生成二氧化氮 在硝酸制造厂的废气中 一氧化氮浓度可达0 1 0 69 火力发电厂排放的烟尘中 一氧化氮可达200 1500ppm在低温锅炉排出的一氧化氮烟气达10 100ppm氮氧化合物另一个主要来源为汽车和拖拉机排放的废气 其浓度可达3000 6000ppm 可对人类和家畜造成严重的危害 3 氮氧化合物对家畜的危害氮氧化合物难溶于水 对家畜眼结膜和上部呼吸道粘膜的刺激作用较小 但它易于被吸入深部呼吸道 当低浓度时 可引起慢性中毒 高浓度时 则可发生急剧中毒 二氧化氮浓度为0 12 0 22ppm时 即可嗅到有异臭 浓度为0 5ppm时 接触4h后 肺泡受到影响 一个月后 家畜发生气管炎 进而引起肺水肿 浓度为5ppm时 吸入10min可使呼吸道平滑肌收缩 使呼吸作用的阻力增加 经动物试验证明 二氧化氮能破坏肺脏中的蛋白质 脂肪和细支气管的纤毛上皮细胞 长期生活在0 8ppm的二氧化氮的空气环境中 家畜呼吸频率增加 红细胞数量增多 这表明家畜已慢性缺氧 二氧化氮已干扰了家畜对氧的利用 使肺组织受到损伤 影响呼吸机能 浓度为17ppm作用10min时 家畜即可发生呼吸困难 支气管痉挛 引起肺气肿 二氧化氮浓度达60 150ppm时 强烈刺激鼻腔和咽喉 发生咳嗽 喉头和肺部有烧灼感 肺部紧缩 呼吸紧迫 进而昏迷 甚至死亡 浓度在100 700ppm时 短时间吸入 剧烈咳嗽 急性中毒而死 4 卫生学要求目前我国卫生标准 空气中二氧化氮的最高容许浓度为0 15mg m3 一次监测浓度 4 减少大气污染的措施大气中的污染物主要来自于工业生产的废气 因此 改进生产工艺 增加废气处理与利用设施是减少空气污染的重要措施 利用天然气等无污染能源 也是减少空气污染的重要措施 二 畜舍中的有害气体1 氨 NH3 1 性质氨为无色气体 具有刺激性臭气 氨极易溶于水 1体积水可溶解700体积的氨 在0 时 1升水可溶解907g氨 在标准状态下 每升的重量为0 771g 每毫克的容积为1 316ml 2 来源在大气中 氨来自工农业废气在畜舍内 氨大多由含氮有机物 如粪 尿 饲料 垫草等 分解而来 其含量的多少 取决于家畜的密度 畜舍地面的结构 舍内通风换气情况和舍内管理水平等 氨的比重较小 在温暖的畜舍内一般升向舍顶 但由于氨发生在地面和家畜的周围 因此在畜舍地面含量较高 特别是在空气潮湿的畜舍内 如果舍内通风不良 水汽不易逸散 那么舍内氨的含量就更高了 3 对家畜的危害在畜舍中 氨常被溶解或吸收附在潮湿的地面 墙壁和家畜的粘膜上氨能刺激粘膜 引起粘膜充血 喉间水肿氨被动物吸入呼吸系统后 可引起上呼吸道粘膜充血 支气管炎 严重者引起肺水肿 肺出血等 低浓度的氨可刺激三叉神经末稍 引起呼吸中枢的反射性兴奋吸入肺部的氨 可通过肺泡上皮组织 引起碱性化学性的灼伤 使组织溶解 坏死还能引起中枢神经系统麻痹 中毒性肝病 心肌损伤等症 根据临床观察 空气中含有50ppm的氨 能使兔的呼吸频率减慢 猪的增重滞缓 100 200ppm时可引起猪摇头 流涎 喷涕 丧失食欲 在400ppm中长期停留 可使粘膜因角蛋白 脂肪 胆固醇被分解而遭破坏 从而使细支气管内膜充血 水肿 肺泡膨胀不全 出血 气肿 并使整个呼吸道的粘液量增加 据对体重54kg的猪的试验 在气温21 1 相对湿度77 的空气环境中 50ppm氨能使猪的口腔 鼻腔 泪腺的分泌量显著增加 但3 4天后 分泌量普遍减少 仅略高于对照猪 经1 2周后 上述症状都变得不明显了 猪对氨已产生了适应能力 猪的咳嗽次数 50ppm者略高于10ppm者 在100ppm和150ppm者则为上两组的3倍 在整个5周试验期内 氨浓度为100ppm和150ppm的猪的平均日增重和饲料消耗量都显著地低于10ppm和50ppm者 而且从氨浓度为100ppm和150ppm这两组猪的筛骨和鼻甲骨上发现有棒状杆菌和巴氏杆菌 而另两组则没有 这表明高浓度的氨严重地损伤了猪的呼吸道粘膜的防御功能 据15 5日龄和6日龄的仔猪的两次试验 将所有小猪暴露在每升空气中含有105个非病原性埃希氏菌的环境中 经一段时间后分为3组 对照组饲养在空气洁净的猪舍内 另外两个试验组 分别饲养于含50ppm和70ppm氨的猪舍内 经2h后全部屠宰 两个试验组的猪肺内 埃希氏菌的数量分别比对照组多46 和72 由此可见 空气中的氨阻抑了动物对肺内微生物的清除 家畜长期处于低浓度的氨中 对结核病和其它传染病的抵抗力显著减弱 在氨的毒害下 炭疽杆菌 大肠杆菌 肺炎球菌的感染过程显著加快 鸡对于氨特别敏感 即使在5ppm氨的长期作用下 鸡的健康也会受到影响 在20ppm时 即可引起角膜结膜炎 新城疫发病率大大提高 在50ppm时 能使呼吸频率下降 产蛋量减少 氨对产蛋鸡的生产性能有显著的影响 详见下页表4 1 4 2 表4 1试验一 试验期为17天 表4 2试验二 试验期为28天 据试验 肉用仔公鸡暴露于不同浓度的氨环境中 其增重和饲料效率不同见下页表4 3 4 4 表4 3氨对肉用仔公鸡的体重和饲料效率的影响 表4 4氨对肉用仔鸡的增重 饲料效率和球虫病死亡率的影响 家畜处在低浓度氨的作用下 体质变弱 对某些疾病产生敏感 采食量 日增重 生产力都下降 这种症状称为 氨的半中毒 或 慢性中毒 如氨的浓度较高 对家畜可引起明显的病理反应和症状 这种症状称为 氨中毒 在畜牧业生产上 氨中毒易被人发现 而慢性中毒往往不易觉察 但却给生产造成了巨大的损失 因此 不能忽视防止低浓度的慢性中毒 在寒冷地区 冬季为了保暖 常紧闭门 窗 尤其在夜间 由于通风换气不良 舍内的氨易大量滞留 饲养人员在舍内工作 高浓度的氨刺激眼结膜 产生灼伤和流泪 并引起咳嗽 严重者可导致眼结膜炎 支气管炎和肺炎等 故畜舍内的氨对人的危害亦甚重要 人对于10ppm的氨一般不易觉察 在20ppm时已有感觉 50ppm可引起流泪和鼻塞 100ppm会使眼泪 鼻涕和口涎显著增多 4 卫生学要求我国劳动卫生标准规定空气中的氨含量最高不得超过40ppm 即30mg m3 家畜 特别是笼养家畜因为长期处在畜舍中 氨的容许浓度应适当降低些 有的国家规定 畜舍中氨的最高浓度为26ppm 19 5mg m3 鸡对氨特别敏感 因此鸡舍中氨的最高浓度为20ppm 15mg m3 2 硫化氢 1 性质硫化氢 H2S 是一种无色 易挥发的恶臭气体 分子量为34 09 比重1 19 易溶于水 在0 时 一体积的水可溶解4 65体积的硫化氢 标准状态下 1L的硫化氢重量为1 526g 每毫克的容积为0 6497ml 2 来源大气中 硫化氢来自石油化工厂 炼焦厂 化学纤维厂 和造纸厂等排放的废气 在畜舍中 硫化氢主要是由含硫有机物分解而来 当家畜采食富含蛋白质的饲料而消化不良时 可由肠道排出大量的硫化氢 一般在鸡舍和奶牛舍中 由于供给的饲料蛋白质成分较高 舍内空气中硫化氢的含量亦较高 在通风良好的畜舍中 硫化氢浓度可在10ppm以下 如果通风不良或管理不善 浓度则大为增加 甚至达到中毒的程度 在大型封闭式蛋鸡舍中 当破损鸡蛋较多时 空气中的硫化氢显著增加 硫化氢产生于地面和畜床 而且比重较大 故愈接近地面 浓度愈大 鸡舍的一次实测结果为 距地面30 5cm处的浓度为3 4ppm 而在122cm高处为0 4ppm 3 硫化氢对家畜的危害硫化氢主要是刺激粘膜 当硫化氢接触到动物粘膜上的水分时 很快就溶解 并与粘液中的钠离子结合生成硫化钠 对粘膜产生刺激作用 引起眼结膜炎 表现流泪 角膜混浊 畏光等症状 同时引起鼻炎 气管炎 咽喉灼伤 以至肺水肿 经常吸入低浓度的硫化氢 可出现植物性神经紊乱 偶尔发生多发性神经炎 硫化氢在肺泡内很快被吸收进入血液内 氧化成硫酸盐或硫代硫酸盐等 游离在血液中的硫化氢 能和氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合 使酶失去活性 以致影响细胞的氧化过程 造成组织缺氧 所以长期处在低浓度硫化氢的环境中 家畜体质变弱 抗病力下降 易发生肠胃病 心脏衰弱等高浓度的硫化氢可直接抑制呼吸中枢 引起动物窒息和死亡 猪长期生活在低浓度硫化氢的空气中会感到不舒适 生长缓慢 空气中硫化氢浓度为20ppm时 猪亦得畏光 丧失食欲 神经质 在50 200ppm时 猪会突然呕吐 失去知觉 接着因呼吸中枢和血管运动中枢麻痹而死亡 猪在脱离硫化氢的毒害以后 对肺炎和其他呼吸道疾患仍很敏感 能经常引起气管炎和咳嗽等症状 硫化氢可引起人类的慢性中毒 其症状为眼球酸痛 有烧灼感 眼晴肿胀 畏光等 并引起气管炎和头痛 长期接触硫化氢 人头痛 恶心 心跳缓慢 组织缺氧和肺水肿等 H2S高浓度 900mg m3 时 可直接抑制呼吸中枢 引起窒息死亡 4 卫生标准畜舍空气中硫化氢含量最高不得超过10ppm 我国劳动卫生标准规定不得超过6 6ppm mg m3 3 一氧化碳 1 性质一氧化碳为无色 无味 无臭的气体 分子量为28 01 比重0 967 在标准状态下 1L重1 25mg 每毫克的容积0 8ml 比空气略轻 2 来源大气中的一氧化碳来自含碳燃料的不完全燃烧 随着工业的发展 各种工厂 矿场排放的一氧化碳日益增加 一氧化碳还来源于各种机动车辆排放的尾气 若汽车排放的一氧化碳超过1 就对空气造成严重的污染 在畜舍空气中一般没有一氧化碳 冬季在封闭式畜舍内生火炉取暖时 如煤炭燃烧不完全 可能产生一氧化碳 特别是在夜间 门窗关闭 通风不良 此时一氧化碳浓度可达到中毒的程度 另外 人们吸烟时散发的烟气也含有一氧化碳 吸一支烟可放出100ml的一氧化碳 3 一氧化碳对家畜的危害一氧化碳对血液 神经系统具有毒害作用 它与卟啉中的铁作用 抑制细胞的含铁呼吸酶 一氧化碳随空气吸入体内后 通过肺泡进入血液循环系统 与血红蛋白和肌红蛋白进行可逆性结合 一氧化碳与血红蛋白的结合力要比氧和血红蛋白的结合力大200 300倍 形成相对稳定的碳氧基血红蛋白 COHb 这种COHb不易解离 不仅减少了血细胞的携氧功能 而且还能抑制和减缓氧合血红蛋白的解离与氧的释放 造成机体急性缺氧 发生血管和神经细胞的机能障碍 机体各部脏器的功能失调 出现呼吸 循环和神经系统的病变 中枢神经系统对缺氧最为敏感 缺氧后 可发生血管壁细胞变性 渗透性增高 严重者呈脑水肿 大脑及脊髓有不同程度的充血 出血和血栓形成 COHb的解离要比氧合血红蛋白慢3600倍 因此中毒后有持久的毒害作用 一氧化碳的危害性主要取决于空气中一氧化碳的浓度和接触时间 血液中COHb的含量与空气中一氧化碳的浓度呈正相关 中毒症状则取决于血液中COHb的含量 当血液中的COHb浓度达5 时 冠状动脉血液量显著增加 COHb浓度达10 时 冠状动脉血液量可增25 容易导致心肌损伤 兔处在一氧化碳为100ppm时 经4h后 血液中的COHb浓度可达8 9 在电子显微镜下 可看到心肌出现收缩带 肌原纤维分解 形成髓质小体 一氧化碳易与肌红蛋白结合 生成碳氧基肌红蛋白 COMb 而肌红蛋白在肌细胞中有贮备氧的作用 还可促进氧在细胞内的运输 在接触低浓度一氧化碳后 当COMb在12 以下时 COMb与COHb比例为3 1 如果动脉氧分压与一氧化碳分压的比例数下降时 心肌就比其他器官先达到临界点而受到损害 动物试验表明 一氧化碳在500ppm时 经短时间即可引起急性中毒 在6000ppm时 可使马在20 25min内死亡 4 卫生学要求我国卫生标准规定一氧化碳的日平均最高容许量为0 8ppm 即1mg m3 一次最高容许浓度为2 4ppm 即3mg m3 4 二氧化碳 1 性质二氧化碳为无色 无臭 略带酸味的气体 分子量为44 01 在标准状态下1L重量为1 98g 每毫克容积0 509ml 2 来源大气中二氧化碳的含量为0 03 0 02 0 04 而在畜舍中二氧化碳可大大增加 主要来源于家畜呼吸 例如一头体重100kg的肥猪 每小时可呼出二氧化碳43L 一头体重为600kg 日产奶30kg的奶牛 每小时可呼出200L 1000只母鸡每小时可排出1700L 因此 畜舍空气中的二氧化碳含量往往要比大气中高出许多倍 冬季在换气良好的猪舍内 二氧化碳为600 1800ppm 而换气不良的猪舍 二氧化碳可达4000ppm以上 3 二氧化碳对家畜的危害二氧化碳本身无毒性 它的危害主要是造成缺氧 引起慢性毒害 家畜长期在缺氧的环境中 表现为精神萎糜 食欲减退 体质下降 生产力降低 对疾病的抵抗力减弱 特别对结核病等传染病易于感染 根据试验 二氧化碳浓度为1 时 家畜呼吸加快 出现轻微气喘现象 浓度为2 时 牛在其中停留4h后 气体代谢和能量代谢下降24 26 动物因氧化过程和热的生成受阻 体温有所降低 浓度在4 时 血液中发生二氧化碳积累 在10 时 引起严重气喘 呈现麻痹 二氧化碳高达25 时 数小时窒息而死 猪在2 浓度中 尚无明显症状 在4 时 呼吸变深变快 在10 时 呈昏迷状态 在20 浓度中 体重68kg的猪只要超过1h 就有死亡的危险 雏鸡在4 二氧化碳中 无明显生理反应 在5 8 中表现轻微痛苦状 在6 8 8 2 中呼吸次数增加 在8 6 11 8 中痛苦显著 在15 2 中昏迷 在17 4 中窒息而死 成年绵羊在二氧化碳浓度分别为4 8 12 16 18 时 每公斤体重的干物质采食量和总能 粗蛋白 粗纤维 灰分消化率 都随浓度增加而下降 在一般畜舍中 二氧化碳浓度很少会达到引起家畜中毒的程度 监测二氧化碳浓度的卫生学意义在于 它表明畜舍空气的污浊程度 同时亦表明畜舍空气中可能存在其他有害气体 因此 二氧化碳的增减可作为畜舍卫生评定的一项间接指标 4 卫生学要求畜舍空气中二氧化碳以0 15 1500ppm 为限 三 消除畜舍中有害气体的措施消除畜舍中的有害气体是改善畜舍空气环境的一项重要措施 由于造成畜舍内高浓度的有害气体的原因很多 因此消除舍内有害气体必须采取的综合措施 1 从畜舍卫生管理着手 应及时消除粪尿污水 不使它在舍内分