第二章大气环境与健康1-2节

1、主讲主讲： 孔凡美孔凡美山东农业大学山东农业大学资环学院资环学院第二章第二章 大气环境与健康大气环境与健康 v第一节第一节 大气大气 v第二节第二节 大气污染及污染物大气污染及污染物 v第三节第三节 大气污染与人体健康大气污染与人体健康 v第四节第四节 大气主要污染物对健康的危害大气主要污染物对健康的危害 v第五节第五节 大气卫生防护措施大气卫生防护措施 本章学习目标1、了解大气的垂直构造及其与健康的关系、了解大气的垂直构造及其与健康的关系2、掌握生活居住环境中主要的大气污染源、掌握生活居住环境中主要的大气污染源、污染物和影响大气中污染物浓度的因素污染物和影响大气中污染物浓度的因素本章学习目标

2、v3、熟悉颗粒物、多环芳烃、二氧化碳、一、熟悉颗粒物、多环芳烃、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物以及铅对居民健康的影氧化碳、氮氧化合物以及铅对居民健康的影响及主要防治措施响及主要防治措施v4、了解大气污染对健康的间接影响、了解大气污染对健康的间接影响本章重点和难点本章重点和难点v本章重点本章重点：大气中主要污染物的来源、归：大气中主要污染物的来源、归宿及其对健康的危害宿及其对健康的危害v难点：难点：大气环境主要污染物的转移和归宿，大气环境主要污染物的转移和归宿，影响大气污染物浓度的主要因素影响大气污染物浓度的主要因素第一节第一节 大气大气v一、大气圈及其垂直结构一、大气圈及其垂直结构v二、大气与

3、人体健康二、大气与人体健康 大气圈是指包围在地球表面，并随地大气圈是指包围在地球表面，并随地球旋转的很厚的空气层，厚约球旋转的很厚的空气层，厚约200020003000km3000km以上，没有明显的上界。以上，没有明显的上界。一、大气圈及其垂直结构一、大气圈及其垂直结构* * *大气圈的垂直结构大气圈的垂直结构 按气温的垂直变化特点分层：按气温的垂直变化特点分层： 对流层对流层、平流层平流层、中间层中间层（上界为（上界为80km左右）左右）、 热层热层（上界约（上界约500km）、外大气层外大气层（无明显上界）（无明显上界）全球大气圈层模式图全球大气圈层模式图（一）对流层（一）对流层v平均厚

4、平均厚1112km（赤道处赤道处16km16km，两极，两极8km8km）v气温递减（气温递减（0.65/100m0.65/100m，对流与天气现象，对流与天气现象）v大气污染物、水蒸气、烟尘和微生物绝大多数大气污染物、水蒸气、烟尘和微生物绝大多数在此层活动在此层活动v与人类关系最为密切与人类关系最为密切（二）平流层（二）平流层v上界约上界约50km，27：烦躁不安、精神倦怠烦躁不安、精神倦怠10：精神萎靡不振精神萎靡不振v气压变化与人的精神和疾病关系密切气压变化与人的精神和疾病关系密切v国外有研究表明，犯罪事件发生在大气压低于国外有研究表明，犯罪事件发生在大气压低于730mm730mm汞柱的

5、占很大比例。汞柱的占很大比例。 低气压会使人烦躁、郁闷低气压会使人烦躁、郁闷v物理特性对人体生理功能的直接影响物理特性对人体生理功能的直接影响v如冷锋来临：寒冷刺激器官充血，引起心动如冷锋来临：寒冷刺激器官充血，引起心动过速，血压升高、引起头痛或偏头痛；环境过速，血压升高、引起头痛或偏头痛；环境高温引起热致疾病高温引起热致疾病 天气的变化常加重某些疾病天气的变化常加重某些疾病v支气管哮喘支气管哮喘: 雷雨、日温差大，雷雨、日温差大，v风湿性关节炎、哮喘、胃溃疡和偏头痛风湿性关节炎、哮喘、胃溃疡和偏头痛v又：又：水土适应或气候习服，水土适应或气候习服，是人在某种气候条是人在某种气候条件下生活和工

6、作一段时间后，产生对这种气候件下生活和工作一段时间后，产生对这种气候的适应能力和适应反应，包括生理、行为、形的适应能力和适应反应，包括生理、行为、形态和遗传方面的适应性反应态和遗传方面的适应性反应v1 1岁以前和老年人的适应性较差，岁以前和老年人的适应性较差，1010岁以后逐步增强，岁以后逐步增强，4040岁以后逐步减弱岁以后逐步减弱*（2）、气候适应）、气候适应3 3、空气离子化、空气离子化v空气中性分子电离形成空气中性分子电离形成 阳离子和阴离子阳离子和阴离子 （强烈物理作用）强烈物理作用）v阴离子阴离子：镇静、止汗、止痒、催眠、利尿、降低血压、增镇静、止汗、止痒、催眠、利尿、降低血压、增

7、进食欲、集中注意力、提高工作效率的良好作用进食欲、集中注意力、提高工作效率的良好作用v阳离子阳离子 相反相反 小鼠试验小鼠试验v空气中的负离子含量：空气中的负离子含量：10105/cm3v高含量：高含量： 低含量：低含量：地下商场、火车站候车室、居民住宅区地下商场、火车站候车室、居民住宅区v全球每年由于城市空气污染造成大约全球每年由于城市空气污染造成大约80万人万人死亡。死亡。v亚洲地区每年因大气污染造成亚洲地区每年因大气污染造成48.7万多人死万多人死亡。亡。v中国每年因城市大气污染而造成的呼吸系统中国每年因城市大气污染而造成的呼吸系统门诊病例门诊病例35万人，急诊病例万人，急诊病例680万

8、人，大气万人，大气污染造成的环境与健康损失占中国污染造成的环境与健康损失占中国GDP的的7% v一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风，这是气候月后德克萨斯州的一场龙卷风，这是气候学的学的“蝴蝶效应蝴蝶效应”理论。理论。v这一连锁理论的现实版：在常年积雪、海这一连锁理论的现实版：在常年积雪、海拔拔6000米之上的珠穆朗玛峰上，竟能检测米之上的珠穆朗玛峰上，竟能检测出出DDT、六六六等、六六六等20年前就被禁用的农药。年前就被禁用的农药。 第二节 大气污染及污染物大气污染及污染物 v一、大气污染物一、大气污染物v二、影响大气污染物浓度的

9、因素二、影响大气污染物浓度的因素v三、大气污染物的转移和归宿三、大气污染物的转移和归宿一、大气污染物一、大气污染物*（一）大气污染物的分类（一）大气污染物的分类对人类有害的污染物：约对人类有害的污染物：约1000余种余种v1、物理性污染物、物理性污染物：如噪声、电辐射等：如噪声、电辐射等辐射v2、化学性污染物：、化学性污染物：二氧化硫、氮氧化物、一二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、臭氧等。氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、臭氧等。 种类最多，污染范围最广种类最多，污染范围最广v3、生物性、生物性（经空气传播的病原微生物和植物花粉）（经空气传播的病原微生物和植物花粉）化学污染（二）大气

10、污染物的存在形式二）大气污染物的存在形式*形式：形式：气态气态（气体和蒸气）（气体和蒸气）、颗粒物颗粒物1、气态：、气态： 二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、硫化氢、氨气硫化氢、氨气 蒸气：固态或液态物质升华挥发形成蒸气：固态或液态物质升华挥发形成的如汞蒸气、苯蒸气等的如汞蒸气、苯蒸气等 2、颗粒物、颗粒物 v粒径小于粒径小于100umv两类：两类：固体、液体固体、液体 悬浮在空气中悬浮在空气中 以气溶胶的形式存在以气溶胶的形式存在（三）大气污染物的来源（三）大气污染物的来源v两大类源：两大类源：自然污染和人为污染自然污染和人为污染v1、自然污染：、自然污染：火山

11、爆发、森林火灾和风暴等火山爆发、森林火灾和风暴等，（多为一时性，影响很局限）（多为一时性，影响很局限）自然污染和人为污染自然污染和人为污染1）、生产性污染源）、生产性污染源*2、人为污染源：、人为污染源：vA、工矿企业污染源（主要）：、工矿企业污染源（主要）： 燃料的燃烧和工业生产过程燃料的燃烧和工业生产过程vB、农业生产中化肥使用、农药喷洒及秸秆的燃烧农业生产中化肥使用、农药喷洒及秸秆的燃烧（1）燃料的燃烧）燃料的燃烧v煤：煤：目前我国的主要工业燃料目前我国的主要工业燃料. . 火力发电厂、冶金、化工、机械、轻工和建材等。火力发电厂、冶金、化工、机械、轻工和建材等。v石油石油v生物材料生物材

12、料v主要大气污染物：主要大气污染物：烟尘、二氧化硫、氮氧化合烟尘、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、烃类和重金属氧化物物、一氧化碳、烃类和重金属氧化物 v成分影响因素：成分影响因素：燃料所含杂质和含量燃料所含杂质和含量 燃烧状态燃烧状态v原料种类及其利用方式原料种类及其利用方式v加工工艺加工工艺（2）、生产过程的排放）、生产过程的排放v 有组织排放：有组织排放：排放集中并有一定的高度，便于排放集中并有一定的高度，便于控制控制 v 无组织排放：无组织排放：排放高度低，沿地面扩散，对附排放高度低，沿地面扩散，对附近地区危害大，难以控制。近地区危害大，难以控制。（3）排放方式）排放方式v生活炉灶和采暖

13、锅炉：烟尘、废气生活炉灶和采暖锅炉：烟尘、废气 燃烧设备效率低，燃烧不完全无烟囱或烟囱高度低燃烧设备效率低，燃烧不完全无烟囱或烟囱高度低 居民区大气污染的主要来源居民区大气污染的主要来源取暖锅炉取暖锅炉: :二氧化硫二氧化硫60kg60kg、一氧化碳、一氧化碳22.7kg22.7kg、二氧化氮、二氧化氮3.6kg3.6kg、碳、碳氢化合物氢化合物5kg5kg、灰尘、灰尘11kg/11kg/吨煤。吨煤。2 2）、生活性污染源）、生活性污染源 3 3）、交通性污染源）、交通性污染源流动性污染源：流动性污染源：汽车、飞机火车、轮汽车、飞机火车、轮船和摩托车船和摩托车污染物：污染物：氮氧化合物、一氧化

14、碳、氮氧化合物、一氧化碳、多环芳烃和醛类多环芳烃和醛类特点：特点：污染范围与流动路线有关。污染范围与流动路线有关。v地面尘土及土壤固体废弃物被风吹起：地面尘土及土壤固体废弃物被风吹起： 铅及农药等化学性污染物及结核菌和粪链球菌等生物性污染物铅及农药等化学性污染物及结核菌和粪链球菌等生物性污染物转入大气转入大气v水体和土壤中的挥发性物质水体和土壤中的挥发性物质v车辆轮胎与沥青路面摩擦产生多环芳烃和石棉车辆轮胎与沥青路面摩擦产生多环芳烃和石棉4 4）、由其它环境介质转入和二次污染）、由其它环境介质转入和二次污染v二次污染：二次污染：大气污染物沉降入土壤和水体中大气污染物沉降入土壤和水体中后再次进入

15、大气；一次污染物经一系列反应后再次进入大气；一次污染物经一系列反应形成另外一种污染物形成另外一种污染物v如汽车尾气排放的铅尘，氮氧化合物如汽车尾气排放的铅尘，氮氧化合物 意外事故：意外事故：如工厂爆炸、火灾、化学或核战争，如工厂爆炸、火灾、化学或核战争，火葬场、垃圾及其它污物焚烧炉火葬场、垃圾及其它污物焚烧炉等等 5 5）、其它）、其它（一）与污染源有关的因素（一）与污染源有关的因素*二、影响大气污染物浓度的因素二、影响大气污染物浓度的因素1、排放量：、排放量：决定大气污染的最基本因素决定大气污染的最基本因素排放量的影响因素排放量的影响因素v燃料燃烧燃料燃烧： 燃料种类、消耗量、燃烧方式、燃烧

16、是否充分燃料种类、消耗量、燃烧方式、燃烧是否充分v工矿企业：工矿企业： 企业数量、生产性质及规模、工艺流程、净化设备及其效率企业数量、生产性质及规模、工艺流程、净化设备及其效率v烟波着陆点：烟波着陆点： 有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧逐渐扩散稀释后接触地面的点侧逐渐扩散稀释后接触地面的点 有害气体有害气体: : 烟囱高度的烟囱高度的10102020倍倍 颗粒物颗粒物? ?2 2、与污染源的距离、与污染源的距离3 3、排放高度、排放高度v排放高度：排放高度：烟囱本身的高度与烟气上升高烟囱本身的高度与烟气上升高度之和，也称有效高度度之和，也称有效高度

17、v排放高度增加一倍，烟波着陆点处污染物排放高度增加一倍，烟波着陆点处污染物浓度降浓度降3/43/4排放高度的影响（二）、气象因素（二）、气象因素1、气流、气流 ：风、湍流风、湍流 决定大气污染物的扩散决定大气污染物的扩散v风：风：空气的水平运动空气的水平运动 风向：主要扩散方向风向：主要扩散方向 风速：决定污染物的稀释程度和扩散范围风速：决定污染物的稀释程度和扩散范围v湍流：湍流：空气的不规则运动空气的不规则运动 与垂直温度递减率、风速、地面起伏程度有关与垂直温度递减率、风速、地面起伏程度有关 湍流湍流 与与 污染物的稀释和扩散污染物的稀释和扩散v2、气温、气温 ：影响气体的垂直运动，从而影响

18、：影响气体的垂直运动，从而影响污染的稀释和扩散污染的稀释和扩散逆温层的影响逆温层的影响*逆温层：逆温层：大气温度随着距离地面高度的增大气温度随着距离地面高度的增加而增加的现象称为加而增加的现象称为逆温逆温，出现逆温的大，出现逆温的大气层称为气层称为逆温层逆温层v逆温层大气极为稳定，污染物被逆温层盖逆温层大气极为稳定，污染物被逆温层盖住不能扩散，造成近地面大气的严重污染住不能扩散，造成近地面大气的严重污染v3、气压：、气压： 与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关v地面受地面受低压低压控制：四周高压气团流向中央，中心气控制：四周高压气团流向中央，中心气流上升，大

19、风和多云天气，大气中性或不稳定状态，流上升，大风和多云天气，大气中性或不稳定状态，有利于污染物的稀释和扩散。有利于污染物的稀释和扩散。v地面受地面受高压高压控制：天气清朗，风速小，出现逆温层，控制：天气清朗，风速小，出现逆温层，阻止污染物向上扩散阻止污染物向上扩散4、气湿、气湿 v气湿大，则大气颗粒物因吸水而重量加大，气湿大，则大气颗粒物因吸水而重量加大，运动减慢，气温低时还易形成雾，影响污运动减慢，气温低时还易形成雾，影响污染物扩散。染物扩散。v湿度增加有利于形成酸雨。湿度增加有利于形成酸雨。v影响局部气象条件，从而影响大气污染影响局部气象条件，从而影响大气污染物的稀释和扩散物的稀释和扩散（

20、三）地形（三）地形1 1、山地和谷地、山地和谷地v白天山坡因为日照升温，山坡空气上升，白天山坡因为日照升温，山坡空气上升，形成谷风形成谷风，有利于山坡上污染物扩散，减轻谷地污染有利于山坡上污染物扩散，减轻谷地污染v夜晚，山坡地面辐射散热快，空气沿山坡下滑，形夜晚，山坡地面辐射散热快，空气沿山坡下滑，形成成山风山风，并形成，并形成逆温逆温。污染物压在谷底，不能扩散。污染物压在谷底，不能扩散v城市高大建筑物的峡谷效应城市高大建筑物的峡谷效应 陆地温度高形成海风，晚上形成陆风陆地温度高形成海风，晚上形成陆风2 2、海滨和陆地、海滨和陆地3、城市热岛、城市热岛v城市人口密集犹如热岛，热空气上升，郊区城

21、市人口密集犹如热岛，热空气上升，郊区冷空气补充，引起郊区污染物污染城市冷空气补充，引起郊区污染物污染城市*三、大气污染物的转移和归宿三、大气污染物的转移和归宿 自净作用：自净作用：大气中的污染物在物理化大气中的污染物在物理化学和生物的作用下逐步减少到无害程学和生物的作用下逐步减少到无害程度或消失的过程度或消失的过程扩散和沉降：扩散和沉降：主要净化方式，稀释和转移污染物主要净化方式，稀释和转移污染物化学作用：化学作用： 氧化反应和中和作用，氧化反应和中和作用，COCO转化成转化成COCO2 2植物吸收：植物吸收：二氧化碳、二氧化硫、氟化物、二氧化氮、二氧化碳、二氧化硫、氟化物、二氧化氮、臭氧、醛、酮、醚、酚，汞蒸气、铅蒸气等臭氧、醛、酮、醚、酚，汞蒸气、铅蒸气等* * * 大气自净作用的形式大气自净作用的形式v二氧化碳：二氧化碳：v每公顷阔叶林在生长季节每天能够吸收二每公顷阔叶林在生长季节每天能够吸收二氧化碳氧化碳1 1吨，释放氧气吨，释放氧气730730公斤；公斤；v每个人每天消耗氧气每个人每天消耗氧气0.750.75公斤，呼出二氧公斤，呼出二氧化