大气卫生专题知识讲座

大气卫生专题知识讲座大气卫生专题知识讲座第1页2第三章大气卫生大气特征及其卫生学意义大气污染及大气污染转归大气污染对人体健康影响大气中主要污染物对人体健康影响大气质量标准大气污染对健康影响调查和检测大气卫生防护办法大气卫生监督和管理大气卫生专题知识讲座第2页3大气圈定义：指包围着地球表面，并随地球旋转空气层.大气圈厚度大约km～3000km.特点:

大气圈物理和化学性质伴随高度不一样而改变。大气卫生专题知识讲座第3页4大气是生活在地球上生命体必需物质，并保护它们免遭来自外层空间有害影响。

植物:CO2动物、人：O2固氮菌：N2大气卫生专题知识讲座第4页大气保护地球及其生命体免遭来自外层空间有害影响阻挡紫外线、太空射线使坠向地球天体碎片燃烧5大气卫生专题知识讲座第5页流星、陨石大家在观察中发觉，在太阳卫星——火星和木星轨道之间有一条小行星带，它就是陨石故乡，这些小行星在自己轨道运行，并不停地发生着碰撞，有时就会被撞出轨道奔向地球，在进入大气层时，与之摩擦发出光热便是流星。流星进入大气层时，产生高温，高压与内部不平衡，便发生爆炸，就形成陨石雨。未燃尽者落到地球上，就成了陨石。6大气卫生专题知识讲座第6页7大气卫生专题知识讲座第7页当前世界上保留最大铁陨石是非洲纳米比亚戈巴（Hoba）铁陨石，重约60吨；其次是格林兰约角1号铁陨石，重约33吨；我国新疆铁陨石，重约28吨，是世界第三大铁陨石；世界上最大石陨石是吉林陨石，搜集样品总重为2550千克，吉林1号陨石，重1770千克，是人类已搜集最大石陨石块体。8大气卫生专题知识讲座第8页吉林“1号陨石”落到永吉县桦皮厂附近，遁入地下6米多，升起一片蘑菇云，它产生震动相当于6.7级地震，附近房中家俱都倾倒了，杯碗都摔碎了。力量非常强大。更有甚者，在西伯利亚通古斯地域上空爆炸陨石，不但把一百里以外居民住宅楼玻璃震碎，而且使方圆三十里森林化为灰烬，在爆炸中心区树林还没有得及燃烧就已炭化，而且呈辐射状向外倒去；在其正下方几棵“炭树”竟然直立着，原因是当初产生高压使其变得坚固，那颗陨石爆炸时，连黄昏莫斯科也如同白昼，可见，当初情景是多么可怕。其实，比较起来，这也算不得什么。大家先后在美国亚利桑那州发觉了一个深170米，直径1240米陨坑；在南极还有直径达300公里大陨坑。在大西洋中部竟发觉了直径达1000多公里巨形陨坑，能够想象出，在它们陨落一刹那间是怎样宏大而可怕啊！9大气卫生专题知识讲座第9页10

加拿大曼尼古根陨石坑是地球上已知最古老撞击坑之一，也是世界上第五大陨石坑。

大约形成于两亿年前，是由一颗直径为5公里天体撞击而形成。当年这个小天体在地球表面撞出了一个直径为100公里大洞，不过经过两亿年风吹日晒，这个陨石坑已经风化，现在坑内有一个直径70公里左右环形湖。大气卫生专题知识讲座第10页11第一节、大气特征及其卫生学意义

大气结构大气组成大气物理性状大气卫生专题知识讲座第11页121.最靠近地球2.占大气总质量75%3.平均厚度12km4.天气改变最复杂5.气温随高度增加而降低6.空气含有强烈对流运动对流层平流层同温层30~35km,-50~-60℃

臭氧层15~35km,20km地球保护伞中间层热成层大气结构大气卫生专题知识讲座第12页13大气组成自然状态下大气是由混合气体、水汽和气溶胶组成。除去水汽和气溶胶空气称为干洁空气。大气卫生专题知识讲座第13页14氮气:78.10%氧气：20.93%惰性气体：0.93%二氧化碳：0.03%(1)城市高于农村

(2)CO2

浓度在不停升高:

每年升高大约1.5/百万

2100(气温大聚会升高6℃)干洁空气组成大气卫生专题知识讲座第14页15气溶胶气溶胶是指悬浮在气体中固体或液体颗粒。依据形成过程差异可分为粉尘、烟气、烟和轻雾。依据对能见度影响及其颜色差异，气象学上将其分为轻雾、浓雾、霾和烟雾。大气卫生专题知识讲座第15页16太阳辐射气象原因空气离子大气物理性状大气卫生专题知识讲座第16页17紫外线A段（320~400nm)B段（290~320nm)C段（200~290nm)红外线（760~30000nm)可见光（400~760nm)促进黑色素原转化为黑色素，从而形成色素从容，保护皮肤红斑作用抗佝偻病作用含有杀菌作用、诱导机体基因突变、蛋白酶变性热效应；使机体局部温度升高，血管扩张，促进新陈代谢及细胞增生太阳辐射大气卫生专题知识讲座第17页18气象原因：

雨、雪、雷、电等大气卫生专题知识讲座第18页季风（monsoon）因为大陆及邻近海洋之间存在温度差异而形成大范围盛行、风向随季节有显著改变风系，含有这种大气环流特征风称为季风。是由海陆分布、大气环流、大陆地形等原因造成，以一年为周期大范围对流现象。19大气卫生专题知识讲座第19页季风形成及其影响原因季风是由太阳对海洋和陆地加热差异形成，进而造成了大气中气压差异。因为地球自转效应，气流会受到一个惯性力作用，这个力就是地转偏向力(科里奥利力)。因为地转偏向力作用，季风气流方向可能改变。另外，季风还受大陆地形作用（如青藏高原）及其它因子影响。20大气卫生专题知识讲座第20页21海陆温差形成季风大气卫生专题知识讲座第21页22海陆温差形成季风大气卫生专题知识讲座第22页23海陆温差形成季风大气卫生专题知识讲座第23页24海陆温差形成季风大气卫生专题知识讲座第24页25海陆温差形成季风大气卫生专题知识讲座第25页263.空气离子轻离子：空气中气体分子受到外界一些理化因子强烈作用，其外层电子跃出轨道，形成阳离子，跃出电子即吸附另一分子形成阴离子。每个阳/阴离子均能将周围10~15个中性分子吸附在一起形成轻离子。重离子:

轻离子与空气中悬浮颗粒或水滴结合重离子/轻离子≤50大气卫生专题知识讲座第26页27空气阴离子对机体含有镇静、催眠、镇咳、降压等作用。海滨、森林、瀑布附近环境中，大气中阴离子含量较高，有利于健康。大气卫生专题知识讲座第27页28第2节

大气污染及大气污染物转归大气污染起源大气污染物种类影响大气中污染物浓度原因大气污染物转归

大气卫生专题知识讲座第28页29一、大气污染起源

大气污染包含天然污染和人为污染两大类。天然污染源：沙尘暴、火山暴发、森林大火等。人为污染源固定污染源流动污染源大气卫生专题知识讲座第29页30火山喷发大气卫生专题知识讲座第30页31大气卫生专题知识讲座第31页超级火山超级火山是指能够引发极大规模暴发火山。即使对于暴发规模没有严谨界定，但极大规模暴发都以瞬间改变地形，瞬间改变全球天气及全球性生命灾难。英国有科学家用计算机做过模拟试验，假如黄石公园超级火山暴发，3~4天后，大量火山灰就会跨过大洋抵达欧洲大陆。模拟预示了美国3/4国土将受到影响。最大危险在方圆1000公里地域内，这里90%人口无法幸免于难。大个别人会因为吸进火山灰在肺里固化而死亡。美国东海岸也会覆盖1厘米厚火山灰。在欧洲，更大危害是无法预测，因为这是火山灰形成粉尘处处浮荡。更大影响是紧接而至气温变冷。依据计算机预测，地球年平均气温会下降10℃左右，北极地域会下降12℃左右。教授预测这么严寒气候会连续6到10年，然后才逐步恢复正常。几乎全部火山教授都同意，假如今天地球上发生一次这么喷发，人类将难以承受这么打击，从天而降酸雨就会让农业瓦解。32大气卫生专题知识讲座第32页33人为污染源1.工农业生产

(1)燃料燃烧:煤炭,石油

(2)工业生产过程排放

2.生活炉灶和采暖锅炉：是采暖季节大气污染主要原因。

3.交通运输汽车、火车、飞机、轮船和摩托车等交通运输工具排放污染物

4.其它:扬尘、意外事故、垃圾燃烧等大气卫生专题知识讲座第33页34

我国主要燃料中灰分和硫含量燃烧种类灰分（%）含硫量（%）煤5-350.2-4石油0.1-0.510.1-0.8页岩40-661.2-5.5大气卫生专题知识讲座第34页35

燃烧一吨煤排出各种有害物质重量（kg）

有害物质 电厂锅炉 工业锅炉 取暖锅炉

SO2 606060 CO 0.231.4 22.7 NO2 9.19.1 3.6 VOCs 0.10.55 Dust

普通燃烧

1111 11

燃烧良好时

3 6 9

大气卫生专题知识讲座第35页36吨钢能耗大气卫生专题知识讲座第36页37我国钢铁吨钢能耗大气卫生专题知识讲座第37页38汽车排气一氧化碳100%碳氢化合物60%氮氧化物100%从曲轴箱漏出气体碳氢化合物20%从油箱和汽化器中挥发汽油碳氢化合物20%大气卫生专题知识讲座第38页39

机动车尾气污染物占大城市空气污染物百分比（%）PbCOCO2CH美国69703335上海85803656北京637322大气卫生专题知识讲座第39页40大气污染物定义:1.能引发大气污染有害物质

2.因为人类活动或自然过程，排放到大气中物质，对人或环境产生不利影响，统称为――（GB6916-86）大气卫生专题知识讲座第40页41二、大气污染种类1.按其形成过程分为:一次污染物: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改变污染物二次污染物：排入大气中污染物在物理、化学等原因作用下发生反应形成理化性质不一样于一次污染物新污染物，称为二次污染物

2.按其属性分为：生物性污染物:如经空气传输病原微生物和植物花粉等物理性污染物：如噪声、电离辐射、电磁辐射等化学性污染物3.依据污染物在大气中存在状态可分为：气态污染物大气颗粒物大气卫生专题知识讲座第41页42气态污染物含硫化合物含氮化合物碳氧化合物碳氢化合物卤素化合物.大气卫生专题知识讲座第42页43大气颗粒物粒径是大气颗粒物最主要性质。大气颗粒物许多性质如体积、质量和沉降速度等都与其相关。空气动力学等效直径Dp：在气流中，假如所研究大气颗粒物与一个有单位密度球形颗粒物空气动力学效应相同，则这个球形颗粒物直径就定义为所研究大气颗粒物Dp

直接表示出颗粒物在空气中停留时间、沉降速度、进入呼吸道可能性以及在呼吸道沉积部位大气卫生专题知识讲座第43页44按粒径大小，大气颗粒物普通分总悬浮颗粒(TSP):指粒径≤100µm颗粒物，包含液体、固体或液体与固体结合存在，并悬浮在空气介质中颗粒。可吸入颗粒物

(IP)

：Dp≤10µm，因其能吸入人体呼吸道而得名，又因其能长久飘浮在空气中，也叫飘尘。细颗粒物：Dp≤2.5µm，在空气中悬浮时间更长，易于滞留在终末细支气管和肺泡中，一些较细还能够穿透肺泡进入血液。超细颗粒物：Dp≤0.1µm，主要来自于汽车尾气，多为大气中形成二次污染物。大气卫生专题知识讲座第44页45空气污染指数(API)

是一个反应和评价空气质量方法将常规监测几个空气污染物浓度简化成为单一概念性数值形式分级表征空气质量情况与空气污染程度结果简明直观，使用方便，适合用于表示城市短期空气质量情况和改变趋势

大气卫生专题知识讲座第45页46

空气污染指数污染物项目暂定为：二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。伴随环境保护工作深入和监测技术水平提升，再调整增加其它污染项目，方便更为客观地反应污染情况。

空气污染指数计算与汇报：污染指数与各项污染物浓度关系是分段线性函数。

API＝max(I1,I2…Ii,…In)

该指数所对应污染物即为该区域或城市首要污染物。当污染指数API值小于50时，不汇报首要污染物。大气卫生专题知识讲座第46页47我国当前使用空气污染指数(AirPollutionIndex,API)是按照美国污染物标准指数(PSI)原理建立天天向社会汇报空气污染指数。该指数选取参数为：PM10SO2NO2COO3必测参数：日均值，各小时浓度平均值。非必测参数：小时均值，小时浓度最大值。大气卫生专题知识讲座第47页48污染指数污染浓度(mg/m3)APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值)CO(小时均值)O3(小时均值)500.0500.0800.05050.1201000.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200空气污染指数对应污染物浓度限值大气卫生专题知识讲座第48页49API指数计算大气卫生专题知识讲座第49页50举例：如SO2空气监测浓度Ci=0.9mg/m3，查表得到SO2浓度限值Ci,j=0.800，与其对应API折点Ii,j=200，该折点上一个折点分指数值Ii,j+1=300，其对应浓度限值为Ci,j+1=1.60，代入公式计算得到SO2API指数为212.5。大气卫生专题知识讲座第50页51空气污染指数范围及对应空气质量类别大气卫生专题知识讲座第51页52大气卫生专题知识讲座第52页53三、影响大气中污染物浓度原因

污染源排放情况气象条件地形条件大气卫生专题知识讲座第53页54一）、污染源排放情况：排出量：是决定大气污染程度最基础原因。在其它条件相同情况下，单位时间排出量越大，污染越严重。大气卫生专题知识讲座第54页55排出高度：

有效排出高度=

烟囱本身高度+烟气抬升高度

用烟波中心轴到地面距离来表示。污染源下风侧污染物最高浓度大致与烟囱有效排出高度平方成反比。大气卫生专题知识讲座第55页56大气卫生专题知识讲座第56页57

与污染源距离：烟波着陆点:有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧逐步扩散稀释，然后接触地面，接触地面点被称为烟波着陆点。污染物排出后经过距离越远则烟波断面越大，稀释程度越高，因而浓度越低，这也是排出污染物企业与住宅区之间，设置防护带距离依据之一。普通认为有害气体烟波着陆点是烟囱有效排出高度10～２０倍。大气卫生专题知识讲座第57页58排出方式：

按排放时间间歇排放连续排放按集中排放无组织排放有组织排放大气卫生专题知识讲座第58页59二）、气象条件

风和湍流；温层结构；气压；气湿；降水、雨雪；大气卫生专题知识讲座第59页60

风是一个空气水平运动，就像大气中动力机器起着输送和扩散有害气体及微粒作用。1.风和湍流风速风向大气卫生专题知识讲座第60页61大气卫生专题知识讲座第61页62风向：

风吹来方向

污染下风侧空气中污染物浓度要比上风侧高得多，所以居民区应布置在常年主导风向上风侧，公矿企业，尤其是能造成严重大气污染工厂应设置在常年主导风向下风侧。

整年污染以整年内主导风向下风侧地域受影响最大。

大气卫生专题知识讲座第62页63湍流：

风速时大时小，并在主导风向下风向上下、左右出现无规则摆动，风这种不规则运动称为湍流，其产生于垂直气温改变和大气中气团间摩擦作用而引发短暂性紊乱相关，是一种不规则空气流动。湍流强，有利于污染物稀释和扩散。大气卫生专题知识讲座第63页642.温度层结温度层结即气温垂直梯度，他决定大气稳定程度，影响大气湍流强弱。稳定垂直梯度易造成湍流抑制，使大气扩散不畅。垂直梯度不稳时，因为热力学作用湍流加强，大气扩散增强。所以，气温垂直梯度与污染物稀释和扩散亲密相关。大气卫生专题知识讲座第64页65气温垂直分布在标准大气条件下，对流层内气温是随高度增加而逐步降低。大气温度这种垂直改变常见大气温度垂直递减率（γ）来表示，即高度每增加１００ｍ气温下降度数，通常为γ=0.65℃大气卫生专题知识讲座第65页66受各种气象条件影响，气温垂直分布可出现气温随高度递减：此种情况出现在晴朗白天，风速小时。地面受太阳辐射后，近地空气增温较快，热量迟缓向高层传递，形成气温下高上低，此时γ>０，空气垂直对流良好；气温随高度递增：如在无风、少云夜晚，夜间地面无热量吸收，但同时不停经过辐射失去热量后冷却，近地空气也随之冷却，这么气层不停由下向上冷却，形成气温下低上高。这种大气温度伴随距地面高度增加而增加现象称为逆温，此时γ<0

。气温不随高度改变：多见于多云天或阴天，风速较大时。因为云层反射，白天抵达地面太阳辐射降低，地面增温不显著。夜间，云层存在增强了大气逆辐射，地面冷却不显著。风速较大加剧了上下气层交换，空气得到充分混合。故气温随高度改变不显著，此时γ=0

。大气卫生专题知识讲座第66页67逆温类型辐射逆温下沉逆温山谷逆温大气卫生专题知识讲座第67页68大气稳定度大气稳定度表示气体垂直运动程度。大气中作垂直运动气团，因向外膨胀或受外界压力影响产生温度改变，要比与外界交换能量所起温度改变要大得多，可认为是绝热改变。空气垂直移动过程中因气压改变而发生温度绝热改变常见气块干绝热垂直递减率(γd)表示。干燥空气γd=0.986℃/100m大气卫生专题知识讲座第68页69

大气稳定程度与γ绝对值及其γd

相对值相关：

γ>γd

不稳定状态；

γ<γd稳定状态；

γ=γd中性状态；

γ<0逆温极稳定状态；大气卫生专题知识讲座第69页70波浪型

γ>γd,不稳定状态；

锥型

γ=γd,稳定状态；扇型

γ<0,逆温极稳定状态；

上扬型(屋脊型）；烟波下方出现逆温层,而上方大气仍为不稳定状态,多发于日落后.

熏烟型；烟波上空尚存在逆温层,而下方大气已处于不稳定状态,烟波不能上升,只能向地面扩散,多发于日出前后.烟波扩散与大气稳定度关系及其类型：大气卫生专题知识讲座第70页713.气压：当地面受低气压控制时，四面高压气团流向中心，中心空气便上升，形成上升气流，形成气旋，通常风速较大，大气呈中性或不稳定状态，有利于污染物向上扩散。当地面受高压控制时，中心空气下降，形成反气旋。此时天气晴朗，风速小，出现逆温层，不利于污染物向上扩散。大气卫生专题知识讲座第71页724.气湿：气湿大时，水蒸气凝结于灰尘颗粒表面，使之沉降大气底层，使靠近地面空气层灰尘浓度升高。气湿很大而低温则形成雾，更使大气污染增加。5.降水、雨雪：能够冲洗空气中灰尘、煤烟和各种气体污染物，所以雨雪之后大气变得清洁和新鲜。大气卫生专题知识讲座第72页73三）、地形:

1.山地和谷地:

在山区，因为地形起伏，造成辐射强度和辐射冷却不均，引发热力环流，形成地形风。所以山谷中不一样位置、不一样高度大气运动情况是不一样，对污染物传送能力也各不相同。大气卫生专题知识讲座第73页742.沿海和海滨：

因为海陆风交换，有时低层排放污染物被海陆风输送到一定距离后，又会被高空反气流带回到原地，造成原地污染物浓度增加。因为水陆气温差异，水面逆温层空气流经陆面，逆温层上部积聚污染物被热流对流带到地面，在短时间可出现污染物浓度增高“熏烟过程”。大气卫生专题知识讲座第74页75大气卫生专题知识讲座第75页763.城市热岛：

城市温度高于郊区现象，在气象学上通常称为城市“热岛效应”。大气卫生专题知识讲座第76页77城市建筑物、柏油混凝土路面颜色深，吸收热量多；砖瓦、水泥、石块等建筑材料，储存和传送热量本事比土壤强。即能有效储存较多热量又能很快向大气中传送大量热能；储水少,水分蒸发会消耗掉热量少；交通发达废气排出多；人口密集；城市热岛是怎样形成？大气卫生专题知识讲座第77页78

热岛热空气上升，四郊冷空气流向城市，可将郊区大气污染物吹入市区，造成市区大气污染。城市热岛影响：大气卫生专题知识讲座第78页79四、大气污染物转归自净:

扩散和沉降发生氧化和中和反应被植物吸附和吸收转移：

向下风侧更远方向转移向平流层转移形成二次污染和二次污染物大气卫生专题知识讲座第79页80飞机大气卫生专题知识讲座第80页81大型客机为何不装降落伞大气卫生专题知识讲座第81页82污染物污染物是放错位置资源？污染物回收成本大气卫生专题知识讲座第82页83钢铁行业利润污染税资源税环境污染外部性企业污染