第3章大气卫生

1、1.掌握：掌握：2.熟悉：熟悉：3.了解：了解：地球表面包围着很厚的并随地球旋转地球表面包围着很厚的并随地球旋转的空气层，称为大气圈。的空气层，称为大气圈。大气圈的厚度大气圈的厚度2000-3000km2000-3000km，无明显，无明显上界。上界。按气温的垂直变化特点分为按气温的垂直变化特点分为5层。层。1.1.对流层对流层2.2.平流层平流层3.3.中间层中间层4.4.热层热层( (电离层电离层) )5.5.外大气层外大气层大气圈（按气温垂直变化）大气圈（按气温垂直变化）P6 对流层对流层(troposphere)(troposphere)是大气圈中最靠近地面的一层，平是大气圈中最靠近地

2、面的一层，平均厚度约均厚度约12km12km。对流层集中了占大气总质量。对流层集中了占大气总质量75%75%的空气和几的空气和几乎全部的水蒸汽量，是天气变化最复杂的层次。该层的特点乎全部的水蒸汽量，是天气变化最复杂的层次。该层的特点有：有：气温随着高度的增加而降低。这是由于对流层的大气气温随着高度的增加而降低。这是由于对流层的大气不能直接吸收太阳辐射的能量，但能吸收地面反射的能量所不能直接吸收太阳辐射的能量，但能吸收地面反射的能量所致。致。空气具有强烈的对流运动。近地表的空气接受地面的空气具有强烈的对流运动。近地表的空气接受地面的热辐射后温度升高，与高空的冷空气形成垂直对流。热辐射后温度升高，

3、与高空的冷空气形成垂直对流。 人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集。因人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集。因此，对流层的状况对人类生活的影响最大，与人类关系最密此，对流层的状况对人类生活的影响最大，与人类关系最密切。切。一、大气的结构一、大气的结构P7 平流层平流层(stratosphere)(stratosphere)位于对流层之上，其上界伸展位于对流层之上，其上界伸展至约至约55km55km处。在平流层的上层，即处。在平流层的上层，即303035km35km以上，温度随以上，温度随高度升高而升高。在高度升高而升高。在303035km35km以下，温度随高度的增加而以下，温

4、度随高度的增加而变化不大，气温趋于稳定，故该亚层又称为同温层。变化不大，气温趋于稳定，故该亚层又称为同温层。 平流层的特点是：空气气流以水平运动为主。在高约平流层的特点是：空气气流以水平运动为主。在高约151535km35km处有厚约处有厚约20km20km的臭氧层，其分布有季节性变动。臭氧的臭氧层，其分布有季节性变动。臭氧层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线，使地球上的生物层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线，使地球上的生物免受这些射线的危害，能够生存繁衍。免受这些射线的危害，能够生存繁衍。一、大气的结构一、大气的结构二、大气的组成自然状态下的大气是由混合气体、水汽和自然状态下的大气是由混合气体

5、、水汽和气溶胶气溶胶(aerosol)组成。组成。除去水汽和气溶胶的空气称为干洁空气。除去水汽和气溶胶的空气称为干洁空气。气溶胶气溶胶(aerosol)气溶胶是液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对气溶胶是液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。自然状态下的大气气溶胶主要来源于岩稳定的悬浮体系。自然状态下的大气气溶胶主要来源于岩石的风化、火山爆发、宇宙落物以及海水溅沫等。它的含石的风化、火山爆发、宇宙落物以及海水溅沫等。它的含量、种类以及化学成分都是变化的。量、种类以及化学成分都是变化的。根据形成过程的差异，气溶胶可分为粉尘根据形成过程的差异，气溶胶可分为粉尘(dust)

6、、烟气、烟气(fume)、烟、烟(smoke) 和烟炱和烟炱(soot)等。等。根据能见度的影响以及颜色的差异等，气溶胶可分为轻雾根据能见度的影响以及颜色的差异等，气溶胶可分为轻雾(mist)、浓雾、浓雾(fog)、霾、霾(haze) 、烟雾、烟雾(smog)。二、大气的组成二、大气的组成二、大气的组成二、大气的组成P12三、大气的物理性状三、大气的物理性状太阳辐射太阳辐射气象条件气象条件空气离子空气离子太阳辐射太阳是一团炽热的熔融物体，似一个巨大的热核反太阳是一团炽热的熔融物体，似一个巨大的热核反应堆。在反应过程中，产生大量的辐射能。应堆。在反应过程中，产生大量的辐射能。太阳辐射是产生各种复

7、杂天气现象的根本原因，是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。地球上光和热的源泉。紫外线紫外线红外线红外线可见光可见光（1 1）紫外线）紫外线分段分段波长波长名称名称吸收情况吸收情况A段段（UVA） 320400nm长波紫外线长波紫外线可全部穿透大气层而抵可全部穿透大气层而抵达地表在达地表在B段段（UVB）290320nm中波紫外线中波紫外线被臭氧层吸收被臭氧层吸收90%或以或以上上 C段段 （UVC）200290nm短波紫外线短波紫外线大气圈平流层几乎都被大气圈平流层几乎都被臭氧层吸收臭氧层吸收 紫外线辐射（紫外线辐射（ultraviolet radiation）可

8、分为三段）可分为三段太阳紫外辐射中的长波和中波紫外线对人类健康的太阳紫外辐射中的长波和中波紫外线对人类健康的影响具有重要意义影响具有重要意义。抗佝偻作用（抗佝偻作用（anti-rachitic effect）适量暴露太阳紫外线辐射（适量暴露太阳紫外线辐射（solar ultraviolet radiation），），对机体的有益健康效应主要是可生成对机体的有益健康效应主要是可生成维生素维生素D。 活性维生素活性维生素D可调节人体钙磷代谢。可调节人体钙磷代谢。对大多数人来说，维生素对大多数人来说，维生素D主要来源于适量暴露于中波主要来源于适量暴露于中波紫外辐射，仅少量（紫外辐射，仅少量（10%）

9、来源于膳食。）来源于膳食。膳食中膳食中缺乏维生素维生素D且暴露太阳紫外线辐射不足时可导且暴露太阳紫外线辐射不足时可导致维生素致维生素D缺乏，这可增高缺乏，这可增高佝偻病、骨软化症及骨质疏佝偻病、骨软化症及骨质疏松症松症的发病率。的发病率。维生素维生素D D的生成过程：的生成过程： 中波紫外线中波紫外线 7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇 胆钙化醇胆钙化醇 肝脏肝脏 25-羟基胆钙化醇羟基胆钙化醇 活性维生素活性维生素D表皮表皮光解光解（维生素维生素D3）随血流随血流25-25-羟化酶羟化酶即即1，25-二羟胆钙化醇二羟胆钙化醇1,25-(OH)2-D3。维生素维生素D又称为阳光维生素。又称为阳光维生素。

10、 （25-OH-D3）肾脏肾脏羟化酶羟化酶紫外线的有害作用：紫外线的有害作用：过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病皮肤疾病皮肤疾病n皮肤癌：恶性黑素瘤、基底细胞癌和鳞状细胞瘤等皮肤癌主要由过皮肤癌：恶性黑素瘤、基底细胞癌和鳞状细胞瘤等皮肤癌主要由过量暴露太阳紫外线辐射，特别是中波紫外线所致量暴露太阳紫外线辐射，特别是中波紫外线所致n日光角化病（又称光化性角化病）：长期日光曝晒而引起的慢性皮日光角化病（又称光化性角化病）：长期日光曝晒而引起的慢性皮肤损害，少数可发展成鳞状细胞癌肤损害，少数可发展成鳞状细胞癌n晒斑（又称日光红斑）：日光曝晒而引起皮肤红斑、水肿，严重

11、者晒斑（又称日光红斑）：日光曝晒而引起皮肤红斑、水肿，严重者可引起水疱，过后有糠秕样脱屑，并出现皮肤色素沉着可引起水疱，过后有糠秕样脱屑，并出现皮肤色素沉着n唇疱疹再激活：唇疱疹由单纯性疱疹病毒引起。原发感染后病毒潜唇疱疹再激活：唇疱疹由单纯性疱疹病毒引起。原发感染后病毒潜伏在神经细胞中。潜伏的病毒可被包括日晒在内的某些诱因激活而发伏在神经细胞中。潜伏的病毒可被包括日晒在内的某些诱因激活而发病病紫外线的有害作用：紫外线的有害作用：过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病眼睛疾病眼睛疾病n皮质白内障：太阳紫外线辐射，主要是长波紫外线可被晶状体吸收皮质白内障：太阳紫外线

12、辐射，主要是长波紫外线可被晶状体吸收而导致晶状体混浊。长期暴露阳光而发生的白内障主要是皮质白内障。而导致晶状体混浊。长期暴露阳光而发生的白内障主要是皮质白内障。严重者影响视力，甚至致盲严重者影响视力，甚至致盲n翼状胬肉：长期暴露太阳紫外线辐射，可使球结膜表面的结膜组织翼状胬肉：长期暴露太阳紫外线辐射，可使球结膜表面的结膜组织增生，从而形成三角形翼状增生物，多发于老年人增生，从而形成三角形翼状增生物，多发于老年人n角膜或结膜鳞状细胞癌：一种罕见的眼表面癌症，半数以上系过量角膜或结膜鳞状细胞癌：一种罕见的眼表面癌症，半数以上系过量太阳紫外线辐射所致太阳紫外线辐射所致 太阳紫外线辐射的适量暴露对人体

13、有益，过太阳紫外线辐射的适量暴露对人体有益，过量暴露则对人体产生有害作用，因此既要适量暴量暴露则对人体产生有害作用，因此既要适量暴露于阳光，预防维生素露于阳光，预防维生素D D缺乏，还要预防过量暴缺乏，还要预防过量暴露于阳光对机体的有害作用露于阳光对机体的有害作用 。 长期大量的紫外线照射可以使大气中碳氢化长期大量的紫外线照射可以使大气中碳氢化合物和氮氧化合物发生光化学反应而产生合物和氮氧化合物发生光化学反应而产生光化学光化学烟雾。烟雾。反映紫外线辐射强度的指标称反映紫外线辐射强度的指标称紫外线指数紫外线指数（ultraviolet index, UVI）。）。紫外线指数从紫外线指数从0至至8

14、级，该指数越级，该指数越高高，对皮肤，对皮肤和眼睛的损害愈和眼睛的损害愈严重严重。紫外线指数可引起公众对过量暴露紫外线辐紫外线指数可引起公众对过量暴露紫外线辐射危险的关注和提醒人们户外活动应采取哪射危险的关注和提醒人们户外活动应采取哪些预防措施。些预防措施。紫外线指数达到紫外线指数达到3-4级时，户外活动应用遮阳级时，户外活动应用遮阳伞，穿戴宽边帽和宽松服装，涂抹防晒霜，伞，穿戴宽边帽和宽松服装，涂抹防晒霜，配带可过滤长波和中波紫外线的太阳镜。配带可过滤长波和中波紫外线的太阳镜。 可视线的波长为可视线的波长为400760nm，可作用于视觉器，可作用于视觉器官产生官产生视觉视觉。视觉分析器对不同

15、波长可视线的。视觉分析器对不同波长可视线的色觉色觉是不同的，因而呈现出紫、蓝、绿、橙、红等不同是不同的，因而呈现出紫、蓝、绿、橙、红等不同颜色。可视线通颜色。可视线通过视觉器官改变人体的紧张及觉醒过视觉器官改变人体的紧张及觉醒状态状态，使机体的代谢、脉搏、体温、睡眠和觉醒等，使机体的代谢、脉搏、体温、睡眠和觉醒等生理现象发生节律性变化生理现象发生节律性变化。 适宜的照度可预防眼睛疲劳和近视，提高情绪适宜的照度可预防眼睛疲劳和近视，提高情绪和劳动效率。和劳动效率。 光线微弱或过强可使视觉器官过度紧张而易引光线微弱或过强可使视觉器官过度紧张而易引起疲劳。起疲劳。适量适量过量过量临床应用临床应用衡量

16、空气清洁新鲜程度的标准和评价环境空气质量衡量空气清洁新鲜程度的标准和评价环境空气质量的参考标准之一的参考标准之一3. 3. 气象因素气象因素（meteorologic factor）气象因素与太阳辐射综合作用于机体，对气象因素与太阳辐射综合作用于机体，对机体的冷热感觉、体温调节、心血管功能机体的冷热感觉、体温调节、心血管功能、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能有、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能有调节作用。调节作用。天气与天气与气候对健康的影响气候对健康的影响影响的渠道影响的渠道 天气天气 与与气候气候对人体的物理对人体的物理-生理的影响生理的影响对生物性病原体的影响对生物性病原体的影响对非生物

17、病原体的影响对非生物病原体的影响对生物传媒的影响对生物传媒的影响3. 3. 气象因素气象因素（meteorologic factor） 气象因素：气温、气湿、气流、气压等。气象因素：气温、气湿、气流、气压等。天气：指一定地区在一定时间内各种气象因天气：指一定地区在一定时间内各种气象因素的综合表现。主要为气温、气湿、气压、素的综合表现。主要为气温、气湿、气压、风、云、雨、雪等大气状态在短时间内的变风、云、雨、雪等大气状态在短时间内的变化。化。气候：是指某地区长期天气变化情况的概括，气候：是指某地区长期天气变化情况的概括，即最常见的具有代表性的天气特征。即最常见的具有代表性的天气特征。（1 1）气

18、候对健康的影响）气候对健康的影响人们早已观察到疾病与季节和气象的关系，如人们早已观察到疾病与季节和气象的关系，如花粉症、流行性感冒等，均与季节有明显相关，花粉症、流行性感冒等，均与季节有明显相关，可称为可称为“气候病气候病”。风湿性关节炎，肌肉痛、断肢痛、偏头痛等受风湿性关节炎，肌肉痛、断肢痛、偏头痛等受短时间气象因素变化的影响，亦称为短时间气象因素变化的影响，亦称为“天气天气病病”。高血压、脑卒中死亡多发生在寒冷季节、气象多高血压、脑卒中死亡多发生在寒冷季节、气象多变的时日。变的时日。 冠心病患病率及死亡率在冠心病患病率及死亡率在1月月2月份较月份较7月月8月月份高，这是由于血管弹性、血液黏

19、度、凝血时间份高，这是由于血管弹性、血液黏度、凝血时间和毛细血管脆性等均与气候有关。和毛细血管脆性等均与气候有关。传染病的发病往往有明显的季节性。肺炎死亡传染病的发病往往有明显的季节性。肺炎死亡多见于多见于123月，当高气压急剧下降、冷风通过月，当高气压急剧下降、冷风通过时肺炎的发作或死亡数增加。时肺炎的发作或死亡数增加。支气管哮喘的发生与雷雨、台风、气团交替、支气管哮喘的发生与雷雨、台风、气团交替、冷风过境、日温差较大有关。冷风过境、日温差较大有关。（2 2）气候适应）气候适应 人类通过遗传和后天获得的功能而对各种气候具人类通过遗传和后天获得的功能而对各种气候具有很大的适应能力（有很大的适应

20、能力（acclimatization），即气候适），即气候适应，又称为水土适应。应，又称为水土适应。 适应能力可以因锻炼而加强，还受年龄、性别和适应能力可以因锻炼而加强，还受年龄、性别和体型等个体因素影响。体型等个体因素影响。对气候的适应是一个发展的过程。对气候的适应是一个发展的过程。 4. 4. 室内小气候室内小气候 室内环境中（或建筑物内）的气候，称为室内小室内环境中（或建筑物内）的气候，称为室内小气候（气候（indoor microclimate）。）。室内小气候主要是由气温、气湿、气流和热辐射室内小气候主要是由气温、气湿、气流和热辐射（周围墙壁等物体表面温度）这四个气象因素组（周围墙壁

21、等物体表面温度）这四个气象因素组成。成。 室内小气候必须维持机体的温热平衡或体温调室内小气候必须维持机体的温热平衡或体温调节机能处在正常状态中。节机能处在正常状态中。也就是在室内人们着普通衣服处于安静或中度也就是在室内人们着普通衣服处于安静或中度劳动情况下，机体的产热量与散热量能保持平劳动情况下，机体的产热量与散热量能保持平衡，体温、皮肤温、皮肤出汗量、温热感觉及衡，体温、皮肤温、皮肤出汗量、温热感觉及其他生理指标都能维持在正常范围以内。其他生理指标都能维持在正常范围以内。 火山喷发的浓烟火山喷发的浓烟大气污染大气污染天然污染：自然原因造成大气污染天然污染：自然原因造成大气污染人为污染：人们生

22、产和生活活动造成人为污染：人们生产和生活活动造成工农业生产工农业生产生活炉灶和采暖锅炉生活炉灶和采暖锅炉交通运输交通运输其他其他主要污染物主要污染物1 1、燃料的燃烧（煤、石油）、燃料的燃烧（煤、石油） COCO2 2 SOSO2 2 NONO2 2、水汽和灰分水汽和灰分 COCO、氮氧化物、多环芳烃、氮氧化物、多环芳烃2 2、工业生产过程的排放、工业生产过程的排放 多种，与原料与生产工艺有关多种，与原料与生产工艺有关 （各个生产环节（各个生产环节工业企业是大气污染的来源工业企业是大气污染的来源影响污染物的种类和排放量因素影响污染物的种类和排放量因素燃料燃烧时产生的污染物的燃料燃烧时产生的污染

23、物的种类和排放量种类和排放量除除与燃料中所含的与燃料中所含的杂质种类和含量杂质种类和含量有关外，还有关外，还受燃料的受燃料的燃烧状态燃烧状态影响。影响。燃料燃烧完全时的主要污染物是燃料燃烧完全时的主要污染物是CO2、SO2、NO2、水汽和灰分。、水汽和灰分。燃料燃烧不完全时，则会产生燃料燃烧不完全时，则会产生CO、硫氧化物、硫氧化物、氮氧化物、醛类、碳粒、多环芳烃等。、氮氧化物、醛类、碳粒、多环芳烃等。P56 采暖锅炉以煤或石油产品为燃料，是采暖季节大气污采暖锅炉以煤或石油产品为燃料，是采暖季节大气污染的重要原因。生活炉灶使用的燃料有煤、液化石油气、染的重要原因。生活炉灶使用的燃料有煤、液化石

24、油气、煤气和天然气。如果燃烧设备效率低，燃烧不完全，烟煤气和天然气。如果燃烧设备效率低，燃烧不完全，烟囱高度低或无烟囱，可造成大量污染物低空排放。在采囱高度低或无烟囱，可造成大量污染物低空排放。在采暖季节，各种燃煤小炉灶是居民区大气污染的重要来源。暖季节，各种燃煤小炉灶是居民区大气污染的重要来源。生活炉灶和采暖锅炉生活炉灶和采暖锅炉P57 主要是指飞机、汽车、火车、轮船和摩托车等交通运输主要是指飞机、汽车、火车、轮船和摩托车等交通运输工具排放的污染物。目前这些交通工具的主要燃料是汽油、工具排放的污染物。目前这些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品，燃烧后能产生大量的颗粒物、柴油等石油制品，

25、燃烧后能产生大量的颗粒物、NOXNOX、COCO、多、多环芳烃和醛类。我国机动车数量每年以环芳烃和醛类。我国机动车数量每年以12.24%12.24%的速度递增。的速度递增。随着机动车数量的增加，汽车尾气排放已经成为我国许多大随着机动车数量的增加，汽车尾气排放已经成为我国许多大城市中大气污染的主要来源之一。据测算，北京市大气中城市中大气污染的主要来源之一。据测算，北京市大气中63%63%的的COCO、50%50%的的NONOX X来自机动车尾气污染。来自机动车尾气污染。交通运输交通运输P58 地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起，均可将地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起，均可将铅、农药

26、等化学性污染物以及结核杆菌、粪链球菌等生物性铅、农药等化学性污染物以及结核杆菌、粪链球菌等生物性污染物转入大气。水体和土壤中的挥发性化合物也易进入大污染物转入大气。水体和土壤中的挥发性化合物也易进入大气；车辆轮胎与沥青路面摩擦可以扬起多环芳烃和石棉。气；车辆轮胎与沥青路面摩擦可以扬起多环芳烃和石棉。 意外事件，例如工厂爆炸、火灾、核泄漏均能严重污染意外事件，例如工厂爆炸、火灾、核泄漏均能严重污染大气，这类事件虽然少见，但是危害严重。另外，火葬场、大气，这类事件虽然少见，但是危害严重。另外，火葬场、垃圾焚烧炉产生的废气也可以影响大气环境。垃圾焚烧炉产生的废气也可以影响大气环境。其他其他其他：其他

27、：P61 由污染源直接排入大气环境中，其物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称为理和化学性质均未发生变化的污染物称为一次大气污染物。这些污染物包括从各种一次大气污染物。这些污染物包括从各种排放源排出的气体、蒸汽和颗粒物，如排放源排出的气体、蒸汽和颗粒物，如SOSO2 2、COCO、NONO、颗粒物、碳氢化合物等。、颗粒物、碳氢化合物等。一次大气污染物一次大气污染物P62 排入大气的污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化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，或与环境中的其他物质发生反应所形成的理化性

28、质不同于一次污染物的新的、毒性更大的污染物，称为二次污染物。一次污染物的新的、毒性更大的污染物，称为二次污染物。 常见的有常见的有SOSO2 2在环境中氧化遇水形成的硫酸；汽车尾气中在环境中氧化遇水形成的硫酸；汽车尾气中的氮氧化物（的氮氧化物（NONOX X）和挥发性有机物（）和挥发性有机物（VOCsVOCs）在日光紫外线的）在日光紫外线的照射下，经过一系列的光化学反应生成的臭氧、醛类以及各照射下，经过一系列的光化学反应生成的臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯种过氧酰基硝酸酯(PAN)(PAN)。一般来说，二次污染物对环境和人。一般来说，二次污染物对环境和人体的危害要比一次污染物大。体的危害要比

29、一次污染物大。二次污染物二次污染物气态污染物气态污染物包括气体和蒸汽。包括气体和蒸汽。气体气体是某些物质在常温、常压下所形成的气是某些物质在常温、常压下所形成的气态形式。态形式。蒸汽蒸汽是某些固态或液态物质受热后，引起固是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。体升华或液体挥发而形成的气态物质。含硫化合物含硫化合物 主要有主要有SO2SO2、SO3SO3和和H2SH2S等，其中等，其中SO2SO2的数量最的数量最 大，危害也最严重。大，危害也最严重。 含氮化合物含氮化合物 主要有主要有NONO、NO2NO2和和NH3NH3等等. .碳氧化合物碳氧化合物 主要是主要是C

30、OCO和和CO2CO2。碳氢化合物碳氢化合物 包括烃类、醇类、酮类、酯类以及胺类。包括烃类、醇类、酮类、酯类以及胺类。卤素化合物卤素化合物 主要是含氯和含氟化合物，如主要是含氯和含氟化合物，如HClHCl、HFHF和和 SiF4SiF4等。等。P65 粒径是颗粒物的最重要的性质。它反映了颗粒物粒径是颗粒物的最重要的性质。它反映了颗粒物来源的本质，并可影响光散射性质和气候效应。颗来源的本质，并可影响光散射性质和气候效应。颗粒物的许多性质如体积、质量和沉降速度都与颗粒粒物的许多性质如体积、质量和沉降速度都与颗粒物的大小有关。实际的颗粒物由于来源和形成条件物的大小有关。实际的颗粒物由于来源和形成条件

31、不同，其形状是多种多样的，有球形、菱形、方形不同，其形状是多种多样的，有球形、菱形、方形等等。等等。大气颗粒物大气颗粒物常用空气动力学直径（常用空气动力学直径（DpDp）表示颗粒物的大小）表示颗粒物的大小 在气流中，如果所研究的颗粒物与一个有单位密在气流中，如果所研究的颗粒物与一个有单位密度的球形颗粒物的空气动力学效应相同，则这个球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空气动力形颗粒物的直径就定义为所研究颗粒物的空气动力学直径。学直径。 颗粒物按粒径分为：颗粒物按粒径分为： 总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSPTSP） Dp 100m100m 可吸入颗粒

32、物（可吸入颗粒物（IPIP） Dp 10 m10 m 细颗粒物（细颗粒物（PMPM2.52.5) ) Dp 2.5m2.5m 超细颗粒物（超细颗粒物（PMPM0.10.1) ) Dp 0.1m0.1mP69 在实际工作中常使用空气动力学等效直径（在实际工作中常使用空气动力学等效直径（Dp）来表示）来表示颗粒物的大小。在气流中，如果所研究的颗粒物与一个有单颗粒物的大小。在气流中，如果所研究的颗粒物与一个有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粒物的直径就定义为所研究颗粒物的DpDp。这种表示法可以

33、直。这种表示法可以直接表达出颗粒物在空气中的停留时间、沉降速度、进入呼吸接表达出颗粒物在空气中的停留时间、沉降速度、进入呼吸道的可能性以及在呼吸道的沉积部位等。道的可能性以及在呼吸道的沉积部位等。二、大气污染物的种类二、大气污染物的种类P70大气颗粒物按粒径可分为：大气颗粒物按粒径可分为： 1.1.总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（total suspended particulates, TSP） 是是指粒径指粒径100m 100m 的颗粒物，包括液体、固体或者液体和固体结的颗粒物，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。合存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。 2.2.可吸

34、入颗粒物（可吸入颗粒物（inhalable particle, IP; thoracic particulate matter，PM10）指空气动力学直径）指空气动力学直径10m10m的颗粒物，的颗粒物，因其能进入人体呼吸道而命名之，又因其能够长期漂浮在空气因其能进入人体呼吸道而命名之，又因其能够长期漂浮在空气中，也被称为飘尘（中，也被称为飘尘（suspended dusts）。）。 细颗粒物细颗粒物( (fine particle; fine particulate matter, PM 2.5) ) 是指空气动力学直径是指空气动力学直径2.5m2.5m的细颗粒。它的细颗粒。它在空气中悬浮的

35、时间更长，易于滞留在终末细支气在空气中悬浮的时间更长，易于滞留在终末细支气管和肺泡中，其中某些较细的组分还可穿透肺泡进管和肺泡中，其中某些较细的组分还可穿透肺泡进入血液。入血液。PM2.5更易于吸附各种有毒的有机物和重金更易于吸附各种有毒的有机物和重金属元素，对健康的危害极大。属元素，对健康的危害极大。 超细颗粒物（超细颗粒物（ultrafine particle）指粒径）指粒径0.1m的大气颗粒物。城市环境中，人为来源的的大气颗粒物。城市环境中，人为来源的PM0.1主主要来自汽车尾气。要来自汽车尾气。PM0.1有直接排放到大气的，也有直接排放到大气的，也有排放出的气态污染物经日光紫外线作用或

36、其他有排放出的气态污染物经日光紫外线作用或其他化学反应转化后二次生成的。化学反应转化后二次生成的。PM0.1的健康影响受的健康影响受到日益广泛的关注。到日益广泛的关注。PM2.5PM10多为合成多为合成（工业和机动车）（工业和机动车）肺底部沉积肺底部沉积有机物有机物硝酸盐硝酸盐铅铅煤烟煤烟上呼吸道沉积上呼吸道沉积多源于自然多源于自然灰尘沉积灰尘沉积（鼻腔、咽喉（鼻腔、咽喉和口腔吸收）和口腔吸收）土壤土壤海盐海盐工业粗粒子工业粗粒子 影响大气中污染物浓度的因素影响大气中污染物浓度的因素污染源的排放情况污染源的排放情况气象条件气象条件地形条件地形条件污染源的排放情况污染源的排放情况P77 是决定大

37、气污染程度的最基本的因素。是决定大气污染程度的最基本的因素。 燃料燃烧产生的污染物排放量与燃料的种类、消燃料燃烧产生的污染物排放量与燃料的种类、消耗量、燃烧方式、燃烧是否充分有关；耗量、燃烧方式、燃烧是否充分有关； 工业企业污染物的排放量受工业企业的数量、生工业企业污染物的排放量受工业企业的数量、生产性质、生产规模、工艺过程、净化设备及其效率产性质、生产规模、工艺过程、净化设备及其效率的影响。的影响。相同条件下，单位时间排出量越大，污染越严重！相同条件下，单位时间排出量越大，污染越严重！排放量排放量P78 有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧逐渐扩散

38、稀释，然后接触地面，接触地面的点被称逐渐扩散稀释，然后接触地面，接触地面的点被称为为烟波着陆点烟波着陆点。 一般认为有害气体的烟波着陆点是烟囱有效排一般认为有害气体的烟波着陆点是烟囱有效排出高度的出高度的10102020倍，颗粒物的着陆点更接近烟囱。倍，颗粒物的着陆点更接近烟囱。近地面的大气中污染物的浓度以烟波着陆点最大，近地面的大气中污染物的浓度以烟波着陆点最大，下风侧大气污染物的浓度随着距离的增加而下降，下风侧大气污染物的浓度随着距离的增加而下降，在烟波着陆点和烟囱之间的区域常没有明显的污染。在烟波着陆点和烟囱之间的区域常没有明显的污染。 与污染源的距离与污染源的距离与污染源的距离与污染源

39、的距离 无组织排放扩散的距离较短，距污染源越近，大无组织排放扩散的距离较短，距污染源越近，大气中污染物浓度越高。气中污染物浓度越高。 污染物排出后经过的距离越远，烟波的断面越大，污染物排出后经过的距离越远，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的企业与住宅区之间设置防护隔离带防护隔离带的依据之一。的依据之一。P80 指污染物通过烟囱等排放时烟囱的有效排出高度，指污染物通过烟囱等排放时烟囱的有效排出高度，即即烟囱本身的高度和烟气抬升高度之和烟囱本身的高度和烟气抬升高度之和，可以用烟波，可以用烟波中心轴到地面的

40、距离表示。在其他条件相同时，排出中心轴到地面的距离表示。在其他条件相同时，排出高度越高，烟波断面越大，污染物的稀释程度就越大，高度越高，烟波断面越大，污染物的稀释程度就越大，烟波着陆点的浓度就越低。烟波着陆点的浓度就越低。 一般认为，污染源下风侧的污染物最高浓度与烟一般认为，污染源下风侧的污染物最高浓度与烟波的有效排出高度的平方成反比，即有效排出高度每波的有效排出高度的平方成反比，即有效排出高度每增加一倍，烟波着陆点处断面污染物的浓度可降至原增加一倍，烟波着陆点处断面污染物的浓度可降至原来的来的1/41/4。排出高度排出高度P81气象因素气象因素P83 温度层结即气温的垂直梯度，它决定大气的温

41、度层结即气温的垂直梯度，它决定大气的稳定程度，影响大气湍流的强弱。稳定的垂直梯稳定程度，影响大气湍流的强弱。稳定的垂直梯度易造成湍流抑制，使大气扩散不畅。垂直梯度度易造成湍流抑制，使大气扩散不畅。垂直梯度不稳定时，由于热力作用湍流加强，大气扩散增不稳定时，由于热力作用湍流加强，大气扩散增强。因此，气温的垂直梯度与污染物的稀释和扩强。因此，气温的垂直梯度与污染物的稀释和扩散密切相关。散密切相关。温度层结温度层结(temperature gradient)(temperature gradient)P85 在标准大气条件下，对流层内气温是随在标准大气条件下，对流层内气温是随高度的增加而逐渐降低的。

42、大气温度的这种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（垂直变化常用大气温度垂直递减率（）来）来表示。它的定义为：高度每增加表示。它的定义为：高度每增加100m100m气温下气温下降的度数，通常为降的度数，通常为0.650.65。大气温度垂直递减率（大气温度垂直递减率（）P87 近地层大气的实际情况非常复杂，各种气象条近地层大气的实际情况非常复杂，各种气象条件均可影响到气温的垂直分布。实际上气温的垂直件均可影响到气温的垂直分布。实际上气温的垂直分布可出现下述三种情况：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气温随高度递减，此情况一般出现在晴

43、朗的白天，风速小时。地面受太阳的辐射后，近地空气增温，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，较快，热量缓慢向高层传递，形成气温下高上低，此时此时0 0，空气的垂直对流良好；，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

44、而增加的现象称为逆温温度随着距地面高度的增加而增加的现象称为逆温(temperature (temperature inversion)inversion)，此时，此时0 0；气温不随高度变化，多见于多云天或阴天，风速较大时。由于气温不随高度变化，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，上述情较大加剧了上下气层的交换，空气得到充

45、分混合。因此，上述情况下气温随高度的变化不明显，此时况下气温随高度的变化不明显，此时=0=0。P94大气稳定度大气稳定度( (atmospheric stability) ) 大气稳定度表示气体垂直运动的程度。大气中作垂直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。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

46、干绝热垂直递减率（化常用气块干绝热垂直递减率（dd）来表示。干燥空气）来表示。干燥空气的的dd为为0.986/100m0.986/100m，即每上升，即每上升100m100m，温度下降，温度下降0.9860.986。P95 大气的稳定程度与大气垂直温度递减率（大气的稳定程度与大气垂直温度递减率（）的绝对）的绝对值及其与值及其与dd的相对值有关。在实际情况下，由于太阳辐的相对值有关。在实际情况下，由于太阳辐射和其他各种气象因素的影响，射和其他各种气象因素的影响，是经常发生变化的。是经常发生变化的。1.1.当当dd时，大气处于不稳定状态，有利于空气垂直时，大气处于不稳定状态，有利于空气垂直对流，大

47、气中的污染物容易扩散。对流，大气中的污染物容易扩散。( (波浪形波浪形) )2.2.当当dd时，大气处于稳定状态，空气垂直对流弱，时，大气处于稳定状态，空气垂直对流弱，大气中的污染物扩散极差。大气中的污染物扩散极差。（锥形）（锥形）3.3.当当= d= d时，大气处于中性状态，空气垂直对流不剧时，大气处于中性状态，空气垂直对流不剧烈，大气中的污染物可以扩散，但是不充分。烈，大气中的污染物可以扩散，但是不充分。（扇形）（扇形） P100 气压的高低与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关。气压的高低与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关。当地面受低压控制时，四周高压气团流向中心，中心的空当地面受低压控

48、制时，四周高压气团流向中心，中心的空气上升，形成上升的气流，此时多为大风和多云的天气，气上升，形成上升的气流，此时多为大风和多云的天气，大气呈中性或不稳定状态，有利于污染物的扩散和稀释。大气呈中性或不稳定状态，有利于污染物的扩散和稀释。反之，当地面受高压控制时，中心部位的空气向周围下降反之，当地面受高压控制时，中心部位的空气向周围下降，呈顺时针方向旋转，形成反气旋。此时天气晴朗，风速，呈顺时针方向旋转，形成反气旋。此时天气晴朗，风速小，出现逆温层，阻止污染物向上扩散。小，出现逆温层，阻止污染物向上扩散。气压气压P103 即大气中含水的程度，通常用相对湿度（即大气中含水的程度，通常用相对湿度（%

49、 %）表）表示。空气中水分多，气湿大时，大气中的颗粒物质因示。空气中水分多，气湿大时，大气中的颗粒物质因吸收更多的水份使重量增加，运动速度减慢，气温低吸收更多的水份使重量增加，运动速度减慢，气温低的时候还可以形成雾，影响污染物的扩散速度，使局的时候还可以形成雾，影响污染物的扩散速度，使局部污染加重。当水溶性气体如部污染加重。当水溶性气体如SOSO2 2污染存在时，湿度污染存在时，湿度较高将促进酸雨的形成。较高将促进酸雨的形成。气湿气湿P112 一般将空气的水平运动称为风。风向是指风吹来的一般将空气的水平运动称为风。风向是指风吹来的方向，在不同时刻有着相应的风向和风速。将一定时期方向，在不同时刻

50、有着相应的风向和风速。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，可以绘制成制成风向频率图风向频率图（风玫瑰图，（风玫瑰图，wind rosewind rose）。）。风向频率图风向频率图 能够反映某地区一定时期内的主导风向，能够反映某地区一定时期内的主导风向，从而能够指示该地区受某一污染源影响的主要方位，全从而能够指示该地区受某一污染源影响的主要方位，全年污染以全年主导风向的下风向地区污染最严重，瞬时年污染以全年主导风向的下风向地区污染最严重，瞬时间污染以排污当时的下风向地区受影响最大。间污染以排污当时的下风向地区受影响最大。风和湍流风

51、和湍流 风速决定了大气污染物稀释的程度和扩风速决定了大气污染物稀释的程度和扩散范围。随着风速的增大，单位时间内从污散范围。随着风速的增大，单位时间内从污染源排放出的污染物气团被很快地拉长，这染源排放出的污染物气团被很快地拉长，这时混入的空气量越大，则污染物的浓度越低时混入的空气量越大，则污染物的浓度越低。在其他条件不变的情况下，。在其他条件不变的情况下，污染物浓度与污染物浓度与风速成反比。风速成反比。P116 风速时大时小，并在主导风向的下风向上下、左风速时大时小，并在主导风向的下风向上下、左右出现无规则的摆动，风的不规则运动称为大气湍流右出现无规则的摆动，风的不规则运动称为大气湍流( (at

52、mospheric turbulence) )，其产生与垂直气温的变化，其产生与垂直气温的变化和大气中气团间的摩擦作用引起的短暂性紊乱有关。和大气中气团间的摩擦作用引起的短暂性紊乱有关。 因此，垂直温度递减率大、风速高、地面起伏程因此，垂直温度递减率大、风速高、地面起伏程度大，则湍流运动就强。湍流运动使气体充分混合，度大，则湍流运动就强。湍流运动使气体充分混合，有利于污染物的稀释和扩散。有利于污染物的稀释和扩散。大气湍流大气湍流( (atmospheric turbulence) )地形地形M山谷的地形特点容易形成上述地形逆温山谷的地形特点容易形成上述地形逆温，不利于污染物的扩散。，不利于污染

53、物的扩散。M城市的高大建筑物间尤如峡谷，可以阻城市的高大建筑物间尤如峡谷，可以阻碍近地面空气污染物的扩散。碍近地面空气污染物的扩散。四、大气污染物的转归四、大气污染物的转归P127大气污染物的自净大气污染物的自净 大气的自净是指大气中的污染物在物理、化学和生物学作大气的自净是指大气中的污染物在物理、化学和生物学作用下，逐渐减少到无害程度或者消失的过程，主要有以下几种用下，逐渐减少到无害程度或者消失的过程，主要有以下几种方式：方式： 1 1扩散和沉降扩散和沉降 是大气污染物净化的主要方式。扩散一方是大气污染物净化的主要方式。扩散一方面能将污染物稀释，另一方面可以将部分污染物转移出去。污面能将污染

54、物稀释，另一方面可以将部分污染物转移出去。污染物也可依靠本身的重力，从空气中逐渐降落到水、土壤等环染物也可依靠本身的重力，从空气中逐渐降落到水、土壤等环境介质中。境介质中。 2 2发生氧化和中和反应发生氧化和中和反应 例如，例如，COCO可以被氧化为可以被氧化为COCO2 2，SOSO2 2可以与氨或其他碱性灰尘发生中和反应。可以与氨或其他碱性灰尘发生中和反应。 3 3被植物吸附和吸收被植物吸附和吸收 有些植物能吸收大气污染物，从而有些植物能吸收大气污染物，从而净化空气。例如，樟树叶片对氟的富集可达净化空气。例如，樟树叶片对氟的富集可达2636mg/kg2636mg/kg。P1311 1向下风

55、侧更远的方向转移。向下风侧更远的方向转移。2 2向平流层转移向平流层转移 氯氟烃、甲烷、氯氟烃、甲烷、NONO和和COCO2 2等气等气体可以垂直上升至平流层，还可以被超音速飞体可以垂直上升至平流层，还可以被超音速飞机直接带入平流层。机直接带入平流层。3.3.向其他环境介质中转移向其他环境介质中转移 例如酸雨可以直接例如酸雨可以直接降落到土壤和地面水体。降落到土壤和地面水体。大气污染物的转移大气污染物的转移P132 有些大气污染物转移到其他环境介质后，在某些条有些大气污染物转移到其他环境介质后，在某些条件下仍可回到大气环境，造成二次大气污染。件下仍可回到大气环境，造成二次大气污染。 由汽车尾气

56、排入大气的铅可随尘土降落在公路两旁由汽车尾气排入大气的铅可随尘土降落在公路两旁，遇大风天时，铅尘可被刮起，再次进入大气。大气中，遇大风天时，铅尘可被刮起，再次进入大气。大气中的一次大气污染物还可以转化成二次大气污染物。的一次大气污染物还可以转化成二次大气污染物。 SO SO2 2和和NONO2 2转化为硫酸雾和硝酸雾，挥发性有机物和转化为硫酸雾和硝酸雾，挥发性有机物和NONO2 2转化为光化学烟雾。转化为光化学烟雾。形成二次大气污染和二次大气污染物形成二次大气污染和二次大气污染物四、大气污染的转归四、大气污染的转归自净自净 概念：指大气中的污染物在物理、化学和生物作用概念：指大气中的污染物在物

57、理、化学和生物作用 下，逐渐减少到无害程度或者消失的过程。下，逐渐减少到无害程度或者消失的过程。 方式：扩散和沉降方式：扩散和沉降 发生氧化和中和反应发生氧化和中和反应 被植物吸附和吸收被植物吸附和吸收转移转移 1.1.向下风侧转移向下风侧转移 2.2.向平流层转移向平流层转移 3.3.向其它环境介质转移向其它环境介质转移 形成二次污染和二次污染物形成二次污染和二次污染物大气污染对人体健康的影响大气污染对人体健康的影响大气污染对人体健康的影响大气污染对人体健康的影响大气污染物进入人体的途径大气污染物进入人体的途径大气污染物对健康的直接危害大气污染物对健康的直接危害大气污染物对健康的间接危害大气

58、污染物对健康的间接危害大气污染物进入人体的途径大气污染物进入人体的途径经呼吸道经呼吸道经消化道经消化道经皮肤黏膜经皮肤黏膜 急性危害急性危害直接危害直接危害 慢性危害慢性危害 致癌作用致癌作用 大气污染物的浓度在短期内急剧升高，可使当地人群因吸入大量的污染物而引起急性中毒，按其形成的原因可以分为：煤烟型烟雾事件：煤烟型烟雾事件：原因：煤烟和工业废气大量排入大气，不良原因：煤烟和工业废气大量排入大气，不良 气候条件下不能充分扩散而造成。气候条件下不能充分扩散而造成。污染物：污染物：SOSO2 2和烟尘和烟尘污染物类型：一次污染物污染物类型：一次污染物特点：特点：a.a.污染物来自煤炭的燃烧产物及

59、工业生产过程的污染物；污染物来自煤炭的燃烧产物及工业生产过程的污染物；b.b.气象条件为气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、气象条件为气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、逆温；逆温；c.c.多发生在寒冷季节；多发生在寒冷季节；d.d.河谷盆地易发生；河谷盆地易发生；e.e.受害者以呼吸道刺激症状最早出现；受害者以呼吸道刺激症状最早出现； 死亡原因多为气管炎、支气管炎、心脏病等；死亡原因多为气管炎、支气管炎、心脏病等； 老年人、婴幼儿、患有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等老年人、婴幼儿、患有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等人群，受影响最严重。人群，受影响最严重。P145 是由汽车尾气中的氮氧化物

60、是由汽车尾气中的氮氧化物（NOXNOX）和挥发性有机物（和挥发性有机物（VOCsVOCs）在日光紫外线的照射下，经过一系列的光化学反应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，其主要成分是生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾所致，其主要成分是臭氧臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯（、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯（PANsPANs），这些通称为，这些通称为光光化学氧化剂化学氧化剂（photochemical oxidantsphotochemical oxidants）。）。 其中，臭氧约占其中，臭氧约占9090以上，以上，PANsPANs约占约占1010，其他物质，其他