卫生学-Atmospheric Hygiene大气教学课件

Chapter3

AtmosphericHygiene2022/11/512022/11/52TheatmospherepropertiesandthehygienesignificanceAtmosphericpollution,andtheoutcome

ofpollutantsTheinfluenceofairpollutiononhumanhealthOutlineTheimpactofmainairpollutantstohumanhealthTheindoorairpollution2022/11/53Section1Atmosphericcharacteristicsandhygienesignificance2022/11/542022/11/55（1）气温的垂直分布

大气温度垂直递减率（γ）高度每增加100米，气温下降的度数。通常情况下为0.65℃。即0.65℃/100米。

2022/11/56

高度（Km）

18

151296

3

0-80-60-40-2002040温度（℃）气温垂直分布实际情况γ＞0

晴朗白天，风速小，气温随高度递减γ＝0

云天或阴天，风速大气温随高度无变化γ＜0无风、少云夜晚

气温随高度递增逆温2022/11/57（2）逆温的概念

逆温(temperatureinversion)

在大气对流层内，气温随高度增加而增加，其温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度逆增，简称逆温。

2022/11/582.Chemicalpropertiesandhygienesignificance

<12%，人体可发生呼吸困难;<10%，可发生智力活动减退;<7-8%，可危及生命。Oxygencontentintheair空气的清洁程度及其理化性状与人类健康关系十分密切2022/11/593、

Physicalpropertiesoftheatmosphereandthehygienesignificance太阳辐射（

solarradiation）：紫外线、红外线、可视线气象因素（

meteorologicalfactor）：气温、气湿、气流、气压空气离子化（airionization）：负离子等

2022/11/510（1）solarradiation太阳每分钟向地球输送的热能大约是250亿亿卡，相当于燃烧4亿吨烟煤所产生的能量。各种复杂天气现象的根本原因，是地球上光和热的源泉。2022/11/511Earth太阳辐射Atmosphere灰尘、雾、水汽等能吸收14％太阳辐射43％earth'ssurface43％折回宇宙空间（1）solarradiation6000°K

2022/11/512

Sun

EarthStratosphereofozone-bearingUVAUVBUVC10%（320~400nm）（275~320nm)（200~275nm)（1）solarradiation2022/11/513ultravioletradiationA段（320~400nm)B段（275~320nm)C段（200~275nm)infrared（760~30000nm)visiblelight（400~760nm)促进黑色素原黑色素色素沉着，保护皮肤，增强免疫功能

红斑作用抗佝偻病作用具有杀菌作用热效应；使机体局部温度升高，血管扩张，促进新陈代谢及细胞增生Physicalstateofair（1）Solarradiation2022/11/514（2）Meteorologicalfactor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、心血管功能、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能有调节作用。HigherairtemperaturescanincreasecasesofSalmonellaandotherbacteria-relatedfoodpoisoningbecausebacteriagrowmorerapidlyinwarmenvironments.Thesediseasescancausegastrointestinaldistressand,inseverecases,death.

AirtemperatureThe"urbanheatisland"referstothefactthatthelocaltemperatureinurbanareasisafewdegreeshigherthanthesurroundingarea.Source:USGCRP(2009)2022/11/515Food-borneDiseasesFloodingandheavyrainfallcancauseoverflowsfromsewagetreatmentplantsintofreshwatersources.Overflowscouldcontaminatecertainfoodcropswithpathogen-containingfeces.2022/11/516ThegeographicrangeofticksthatcarryLymedisease

（莱姆病）islimitedbytemperature.Asairtemperaturesrise,therangeislikelytocontinuetoexpandnorthward.

TypicalsymptomsofLymediseaseincludefever,headache,fatigue,andacharacteristicskinrash（疲劳,皮疹）.In2002,anewstrainofWestNilevirus,whichcancauseserious,life-alteringdisease,emergedintheUnitedStates.Highertemperaturesarefavorabletothesurvivalofthisnewstrain.Animal-borneDiseasesMosquitoesfavorwarm,wetclimatesandcanspreaddiseasessuchasWestNilevirus.2022/11/5172022/11/518（3）Airionization

(空气离子化)

TheoccurrenceofairionsElectronsbrokeNegativeion负离子大气中空气分子或原子在自然或人工条件下形成带电荷的正、负离子的过程称为

空气离子化GasmoleculesPhy-chemlfactorsPositiveion2022/11/519

不同空气环境状况空气负离子浓度

环境负离子浓度（个/cm3）与人体关系等级空气清新度森林、瀑布 10000以上 疾病愈合力 超级超清新高山、海边 5000—10000 预防发生疾病 特级 特清新海滨、湖泊 2000-5000疗养、预防疾病

一级

非常清新郊外、田野 1500—2000 提高免疫力 二级清新郊外、公园 1000-1500 健康基本需要 三级 较清新城市公园绿地 500—1000 维持健康需要四级一般城市绿地街道 300—500诱发某些疾病 五级<=500不清新城市住宅 50—300 诱发某些疾病 五级 不清新空调住宅 0—50 引发空调疾病 五级 不清新2022/11/520

Atmosphericpollution,andtheoutcome

ofpollutantsSection2

1、Atmosphericpollutionsource

2、Thetypesofairpollutantsanditsform

3、TheoutcomeofAtmosphericpollutant2022/11/521工业企业:

燃料燃烧、生产过程中排出的污染物生活炉灶和采暖锅炉：交通运输：

北京市大气中74%的VOCs、63%的CO、50%的NOX来自机动车尾气污染。

由其他环境介质转入：

地面尘土、火葬场、垃圾焚烧炉、烟花爆竹1、Atmosphericpollutionsource天然来源污染来源人为来源2022/11/522汽车排气一氧化碳100%碳氢化合物60%氮氧化物100%从曲轴箱漏出的气体碳氢化合物20%从油箱和汽化器中挥发的汽油碳氢化合物20%9·11意外事件飞扬粉尘弥漫截图呼吸系统影响癌症风险

心理影响

小颗粒物质挥发性有机复合物

多氯联苯

二恶英金属元素火焰、坍塌引起的粉尘残骸、清洁车再次扬起、车辆引擎世贸中心咳嗽症一项生物学检测研究消防员可能吸入了大剂量的大分子物质。经过收集来的痰液分析，灾难10月后消防员痰内大的矿物分子的百分比显著比对照组的高。2022/11/5322、Thetypesofairpollutantsanditsform物理性污染物生物性污染物化学性污染物按存在形态气态污染物颗粒性污染物（气溶胶）按形成过程

一次污染物二次污染物气体蒸汽2022/11/5333.大气污染物的转归

(一)自净

1.扩散沉降作用：

2.氧化中和作用：

3.植物吸收作用：樱树叶片－－180mgNO2，樟树叶片对氟2636mg/kg

(二)转移

1.向下风侧更远的方向转移；

2.向地面水体和土壤转移；

3.向平流层转移。

(三)形成二次污染和二次污染物

2022/11/534Section3Theinfluenceofairpollutiononhumanhealth2022/11/535

1、directlyharmtohealth

2、indirectlyharmtohealth2022/11/5361、大气污染对健康的直接危害

急性危害直接危害慢性危害致癌作用

心血管疾病大气污染物的浓度在短期内急剧增高，使周围人群吸入大量污染物所造成的危害。

大气污染物低浓度、长期、反复作用于机体造成的危害

·异常天气·生产事故

2022/11/537急性危害

（大气污染造成急性中毒的主要类型）

烟雾事件煤烟型烟雾事件

（coalsmog）

光化学型烟雾事件

(photochemicalsmog）

生产事故2022/11/538（1）煤烟型烟雾事件:①污染物来自煤炭的燃烧产物及工业生产过程的污染物；②气象条件为气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、有逆温产生；③多发生在寒冷季节；④河谷盆地易发生；⑤受害者以呼吸道刺激症状最早出现，咳嗽、胸痛、呼吸困难，并有头疼、呕吐、发烧。死亡原因多为气管炎、支气管炎，心脏病等。2022/11/539光化学烟雾的成分主要污染源：汽车尾气NOx

＋VOCsUV浅蓝色混和烟雾O3(90%)过氧酰基硝酸酯(10%)

其它主要为过氧乙酰硝酸酯

醛类、酮类、过氧化氢等

2022/11/540重庆天原化工厂氯气泄漏事故时间：2004年04月16日原因：设备陈旧，违规操作后果：十多人死亡或受伤，十五万人被疏散大气污染对健康的直接危害2022/11/541慢性危害

（1）影响呼吸系统功能：主要是引起“慢性阻塞性肺部疾患”

(chronicobstructivepulmonarydiseases,COPD)，包括具有气流阻塞特征的慢性支气管炎（NO2、SO2、PM10）和（或）肺气肿。患者的气流阻塞呈进行性发展，但部分有可逆性，可伴有气道高反应性。（2）心血管疾病（3）机体免疫功能下降（4）变态反应（5）慢性化学中毒TableBurdenofdiseaseassociatedwithairpollutioninChinain20102022/11/542CancerCardlovascularandcirculatorydiseasesChronicrespiratorydiseaseAmbientairpollutionMeanDalys3063087181267133113077DALYs（%）0.975.710.98Meanmortality139369887850196202Mortality（%）1.6810.692.36HouseholdairpollutionMeanDalys1580598136970074893529DALYs（%）0.504.321.54Meanmortality72303646373309206Mortality（%）0.877.783.72YangQ.Lancet2013;ZhouM,Lancet2016,KanH,Environment20122022/11/543Effectofairpollutiononimmunologicalcompetenceinchildren地区杀菌力指数溶菌酶(mg/L)碱性磷酸酶活性工业区2.5±1.025±2.849.35±6.2对照区4.2±0.447.8±5.280.9±17.7Zhang,EnvironmentPollut20082022/11/544造成慢性危害及远期影响（5）变态反应

日本四日市哮喘:以变态反应为主要症状的公害病.SO2、O3、PM2.5（柴油车尾气颗粒）、NOx等（6）慢性中毒例如铅、镉、锌、氟、砷、汞等。间接危害温室效应greenhouseeffect臭氧层破坏ozonedepletion酸雨acidrain大气棕色云团atmosphericbrownclouds2022/11/5451985年，英国科学家法尔曼等人首先提出了“南极臭氧洞”的问题。卫星观测结果表明，臭氧洞在不断扩大，至2006年臭氧层空洞曾达到2950万km3，相当于两个南极大陆。臭氧层破坏

2022/11/547臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。2022/11/548酸雨-空中死神2022/11/549北欧国家为什么渔业减产?50年代初，北欧国家瑞典和挪威渔业减产，原因不明；1959年挪威科学家才揭示元凶是酸雨。欧洲大陆工业排放大量酸性气体，随高空气流飘到北欧，被雨雪冲刷，所形成酸雨使湖泊酸化，导致渔业减产。2022/11/550美国大湖为什么变酸了?上世纪50年代中期美国科学家勒姆发现酸雨可导致湖泊和土壤酸化，即酸雨可形成灾难，但是此成果未能为世人重视。世界最酸雨水記錄：於1979年美國維吉尼亞州，pH值=1.7

2022/11/551全球有三大块酸雨地区：西欧、北美和东南亚我国长江以南也存在连片的酸雨区域。四川盆地、长江三角洲、珠江三角洲地区是酸雨的多发地区。在酸雨区域内,湖泊酸化,渔业减产,森林衰退,土壤贫脊,粮菜减产,建筑物腐蚀,文物面目皆非。仅川、黔、两广四省区的农业和森林每年造成的直接损失达18亿元2022/11/552广东环境质量监测结果在重酸雨区中，韶关、佛山、清远、深圳4市与顺德区榜上有名，占22.7%。实际上，上述4市已是重酸雨区的“老面孔”。其中韶关、佛山连续3年上榜，清远近两年均有出现，深圳2010年是重酸雨区，2011年“脱帽”一年后去年又重新回归《2012中国环境状况公报》2022/11/553赤稻

1982年6月18日重庆下了一场pH值为3.9

的强酸雨,某乡上万亩水稻叶片迅速变成赤色,一场灾害产量损失80万斤。酸雨大棚实验也证明,强酸雨将导致叶面产生赤色伤班。植物生長受影响2022/11/554黑雪1991年我国喜马拉雅山区,下了数场“黑雪”。它来自于中东战争,伊拉克军队从科威特撤退时,放了一把大火,主要油气井火光冲天,喷出浓浓的黑烟,夹杂令人窒息SOx和NOx气味,直向高空，随风漂向东方,遇到喜马拉雅高山,难以跨越,随雪落下,成为有酸性的黑雪。人迹罕至的世界屋脊也未能逃出“空中死神”的灾难。2022/11/555我国目前酸雨的主要责任者

——燃煤中的杂质硫与石油和天然气相比,在我国煤的消耗量占化石燃料总消耗量的90%

左右。因此，燃煤中的杂质硫将是我国目前酸雨的主要负责者。我国南方产煤含硫量比北方要高,特别是西南地区,含硫量高叁肆倍，当地居民称之为“臭煤”

。一般情况是当地消耗当地产的煤,这也加速了我国长江以南酸雨区域的形成。大气棕色云团2022/11/556大气棕色云团(AtmosphericBrownClouds，简称ABC)。ABC是指区域尺度的空气污染物，包含大量的细粒子和污染气体，如煤烟、硫酸盐、硝酸盐、飞灰以及其他大量的污染成分。含碳颗粒物大气棕色云团有机颗粒物硫酸盐硝酸盐铵盐沙尘2022/11/557Section4Theimpactofmainairpollutantstohumanhealth2022/11/558大气中的主要污染物SO2

颗粒物NOx

O3

一、颗粒物2022/11/559全球细颗粒物最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。世界卫生组织（WHO）认为，细颗粒物小于10是安全值，而中国的这些地区全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠还要高很多。全球空气污染形势图2022/11/560污染状况2016年环境保护部:空气质量相对较好的前10位城市是海口、舟山、惠州、厦门、福州、深圳、丽水、珠海、昆明和台州市；空气质量相对较差的前10位城市是衡水、石家庄、保定、邢台、邯郸、唐山、郑州、西安、济南和太原市。2022/11/561颗粒污染物,PM

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、可吸入颗粒物、细颗粒物、超细颗粒物2022/11/562总悬浮颗粒物Dp≤100umtotalsuspendedparticulatesTSP

可吸入颗粒物Dp≤10uminhalabalparticulatesIPparticulatematterPM10

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，也称飘尘（suspendeddusts）。2022/11/563细颗粒物Dp≤2.5umfineparticleparticulatematterPM2.5

在空气中悬浮的时间更长，对健康的危害极大。（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Dp≤0.1um

(ultrafineparticle;ultrafineparticulatematter,PM0.1)

PM0.1主要来自汽车尾气，多为大气中形成的二次污染物。PM0.1的健康影响受到日益广泛的关注。不良健康事件短期暴露（天）长期暴露（月至年）临床心血管终点事件（流行病学研究结果）心血管事件死亡率

心血管事件住院率

缺血性心脏病

心力衰竭

缺血性卒中

血管疾病

心律失常/心脏停搏颗粒物大气污染环境中对心血管疾病的影响65近路点样本相对远路点样本含有更多的颗粒物、内毒素及某些金属。近路点（NR）和远路点(FR)颗粒物的整体化学成分相似。近路点（NR）和远路点(FR)的粗颗粒物都会导致显著的肺部炎症，而近路点（NR）和远路点(FR)的超细颗粒物却可以诱发心肌缺血-再灌注损伤。公路不同距离收集的不同粒度分级的颗粒物对小鼠的急性心肺毒性。固体燃料烹饪产生的颗粒物EnvironHealthPerspect.

2014Sep5.2022/11/567接触了树木烟尘而患有口腔癌、咽癌和喉癌的病人相较于使用清洁能源的病人而言调整优势比为2.68（95%置信区间=2.2-3.3）。暴露在木材或煤油燃烧炉以及香烟烟尘环境中会导致孩子们的FVC，FEV1，PEFR和[FEF25-75]下降，在内罗华的一项关于在校学生的研究表明，树木烟尘会增加在校生患哮喘的几率。

三手烟是元凶辽宁沈阳市一名男子一天要吸两包烟，夫妻同时被查出肺癌。这名男子去世两年后，他的女儿也被查出肺癌。妻子女儿均不吸烟。18颗粒物的致癌作用

三手烟与肺癌15二、二氧化硫(sulfurdioxide)

污染来源

理化性质

健康影响

流行病学2022/11/570

二氧化硫

SO2的健康影响

对呼吸道的影响

对粘膜的刺激作用

引起呼吸道及慢性炎症

SO2与烟尘共同存在时的联合作用比SO2单独作用的危害大的多。

2022/11/571二氧化硫致敏作用吸附的IP被认为是一种变态反应原，能引起支气管哮喘。促癌作用

SO2和IP联合作用时，又可促癌其他影响

SO2可降低动物对感染的抵抗力，损害巨噬细胞参与的杀菌过程。

2022/11/5722022/11/573二氧化硫防治措施

1.工艺技术：排烟脱硫，高烟囱排放、燃料脱硫和使用低硫煤等。

2.“二氧化硫污染控制区和酸雨控制区”削减SO2

的排放总量；大力研究开发SO2污染防治技术和设备；做好SO2排污收费工作，运用经济手段促进治理加强环境监督管理等红豆杉对室内空中中二氧化硫污染的净化作用2022/11/575三、氮氧化物（nitrogenoxides，NOX）

（一）污染来源1.自然界的NOX2.工业企业

3.交通运输2022/11/576氮氧化物（nitrogenoxides，NOX）（二）理化特点

1.氮氧化物的种类造成大气严重污染的主要是NO2、NO。

2.感官性状NO2是红褐色气体，有刺激性。NO为无色气体。

3.光化学烟雾的起始物2022/11/577（三）对健康影响NOx呼吸道深部亚硝酸、硝酸刺激、腐蚀肺组织肺水肿NO2

支气管哮喘（NO2以肺损害为主）亚硝酸盐血液+Hb高铁Hb组织缺氧（NO以高铁Hb症较明显）NO2与大气中的SO2和O3分别具有相加和协同作用2022/11/578（三）健康影响健康成人暴露于4700μg/m3以上浓度的NO2后，2h内就可出现显著的肺功能降低。在560μg/m3的NO2中暴露30～110min，哮喘患者就可出现肺功能的改变。长期暴露于年平均浓度高于50～75μg/m3的NO2下，儿童的呼吸系统症状会显著增加，肺功能也会受到一定程度的损害。暴露于940μg/m3的NO2可增强动物对肺部致病菌的感染。2013年影响因子

：7.029华南珠江三角洲大气中的臭氧和二氧化氮在急性死亡率方面的影响结果：广州，佛山，中山，珠海，日均非意外总死亡数分别为83，25，21和9。在非意外死亡中，54-63%归因于心血管和呼吸系统。广州在总死亡率、心血管和呼吸系统死亡率都处于第一位。滞后1-2天的空气污染物以每增加10ug/m3，各个城市死亡率的变化2022/11/5834.臭氧ozone

复印机、激光打印机及工程复印机在操作过程中、由于高压静电和紫外线作用而产生高浓度的臭氧；2022/11/584臭氧的功能产品用途：

主要作用是杀菌、消毒、净化、防霉、保鲜，去除水果蔬菜表面残留农药，适用于医院、食品加工、饭店、旅馆、泳池、养殖场的消毒杀菌，以及中小型水处理。产品优势：

具有寿命长、发生量大、浓度高、功耗低、发热量小，发生器体积小等特点。主要功能：

输出臭氧消毒水和消毒气两用功能

2022/11/585Lietal;2018.EnvironmentalPollution2022/11/586Lietal;2018.EnvironmentalPollution2022/11/587ConcentrationsofO3

andPM2.5

in13sitesinthreecitiesofZhejiangProvinceduringsummerandwinterfrom2014to2016.2022/11/588臭氧危害

▲臭氧会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；

▲臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；

▲臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致畸；对微生物、植物、昆虫和哺乳动物细胞具有致突变作用。

▲而复印机墨粉发热产生的臭氧及有机废气更是一种强致癌物质，它会引发各类癌症和心血管疾病。▲臭氧还会抑制农作物的光合作用，导致产量减少，改变农作物细胞基因和再生能力，使农作物品质劣化。Section5indoor

air

pollution2022/11/589humanactivitiesFuelcombustionandheatingOutdoorsourcesdomesticapplianceBuildinganddecorationmaterials2022/11/590室内空气污染的来源人类活动和家具涂料，吸烟和地毯散发VOCs

衣服/装饰品

室外受污染的空气及不完备的通风系统室内空气污染情况加剧

害虫驱除剂杀虫剂含有致癌物质

新鲜空气何在？卸货通道挡住了通风口密封窗户与室外空气隔绝含有致癌物质的产品市场上有70,000种化学清洁产品复印机和打印机放射臭氧办公区域盥洗室发霉的机器

大楼装修油漆味，灰尘和气味当今办公室里可能包含多达350种挥发性有机化合物(VOC)

一些VOC被认为是致癌物质和哮喘触发因子2022/11/5912022/11/592Indoorairpollution污染物类型主要污染物挥发性有机污染物（VOCs）甲醛、苯系物等无机污染物臭氧、氨、氮氧化物等可吸入颗粒物PM10、PM2.5生物性污染物空气或者微尘中的病毒、细菌等放射性污染物氡2022/11/593Indoorairpollution甲醛、苯氡大理石、瓷砖、地基粘和剂、油漆、家具、杀虫剂DefinitionofSBS（SickBuildingSyndrome

）Now,therearetwowidespreadandwidely-acceptedwaystodefineSBS.

OnedefinitionmadebyWHO(WorldHealthOrganization)isthatatleast20%ofstaffinsidewillshowsomesymptomsandtheircomplaintswilllastformorethantwoweeks.Moreover,theirsymptomswillbealleviatedordisappearwhentheyleavethisbuilding.

AnotheronemadebyASHRAE（美国供暖制冷空调工程师学会标准）

62—1989isthatacceptanceofairinsidewillbejudgedbytheunacceptableratesofthevisitors(≤20％).2022/11/594SBSisthesyndromecausedbylong-termcontactwithdust，vapor，gasfungi，bacteriaandotheraircontaminantaccumulatedinsomestructureinsidethebuilding.Besides,othercausesofSBSareinappropriatelighting,uncomfortablyhotenvironmentandexcessivenoises.Generallyspeaking,theirsyndromeswilldisappearwhensufferersleavethesebuildings.SickBuildingSyndrome

2022/11/595SymptomsCommonsymptomsinSBSMucous-membraneirritationEyeirritation,throatirritation,coughNeurotoxiceffectsHeadaches,fatigue（疲劳）,lackofconcentration2022/11/596RespiratorysymptomsShortnessofbreath,cough,Wheeze（喘）SkinsymptomsRash,pruritus,drynessChemosensorychangesEnhancedorabnormalodourperceptionVisualdisturbances（视觉障碍）2022/11/5972022/11/598建筑相关疾病（buildingrelatedillness,

BRI）：指由建筑物内有害因素引起的疾病。主要表现为呼吸系统疾病、心血管疾病及各种癌症。离开此环境，症状也不会消失。确认此疾病的条件：1、有因果关系的