3大气卫生1.ppt

1、大气卫生 Atmospheric Hygiene,第三章,陈细香2010-03-26,环境卫生学,3,教学内容,第一节 大气特征与大气污染 第二节 大气污染对人体健康的影响 第三节 大气质量标准 第四节 大气污染对健康影响的调查和监测,4,第一节,大气特征与大气污染,5,学习要求,掌握大气的结构及其物理性状； 掌握大气的特征及其卫生学意义； 掌握大气污染（air pollution）的来源； 掌握大气中污染物（pollutant）的种类和存在形式； 掌握影响大气中污染物浓度的因素； 掌握大气中污染物的转归。,6,一、大气圈和大气垂直结构,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。

2、按气温的垂直变化特点分为5层。,逸散层 热成层 中间层 平流层 对流层,高度（km） 800 100 80 60 40 20 -100 -50 0 50 100 温度（ ）,对流层,气温随高度的增加而降低 空气垂直对流 气象变化复杂,平流层,臭氧,空气以水平运动为主 几乎没有水蒸气，没有气象现象，利于高空飞行 有厚约20km左右臭氧层，可吸收短波紫外线,中间层,热成层,逸散层,气温随高度增加而递减（高空对流层）,气温随高度增加而增加 气体分子呈电离状态,大气垂直分层,9,大气的垂直结构及其特点,对流层：该层是大气圈中最靠近地面的一层，平均厚度为12 km。 平流层：位于对流层之上，其上界伸展至

3、约55 km处。臭氧层。 中间层：从平流层顶至85 km处的范围称为中间层。 热成层：该层位于85800 km的高度之间。 逸散层：800 km以上的区域统称为逸散层，该层大气稀薄，气温高，分子运动迅速，地球对气体分子的吸引力小，因此气体及微粒可飞出地球引力场进入太空。,10,二、大气组成及其卫生学意义,自然状态下的大气是由混合气体、水汽和气溶胶组成。 空气中氧含量降至12%时，人体可发生呼吸困难；降至10%时，可发生智力活动减退；降至7-8%时可危及生命。 气溶胶： 粉尘、烟气、烟和轻雾 轻雾、浓雾、霾和烟雾,12,三、大气的物理性状及其卫生学意义,太阳辐射 气象因素 气温 气湿 气流 气压

4、 空气离子,太阳辐射（solar radiation）,43到达地表,43折回宇宙空间,14被大气吸收,表面温度 6000K,太阳,太阳辐射光谱,放射能力 卡/厘米2分微米 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 3 波长（m）,ultraviolet radiation 200400nm,visibale light 400760nm,infrared radiation 7603000nm,紫 外 线 区,可 见 光 区,红 外 线 区,15,ultraviolet radiation A段（320400 nm) B段（290320 nm) C段

5、（200290 nm) visible light（400760 nm) infrared（76030000 nm),促进黑色素原 黑色素 色素沉着，保护皮肤 红斑作用、光化学烟雾等 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,太阳辐射光谱,16,适量,适量,过量,临床应用,18,visible light,作用于视觉器官产生视觉 通过视器官改变着机体的紧张和觉醒状态 单色光的生物学作用 对高级神经系统有明显作用 对其它器官系统的生物学作用,19,空气离子 轻离子: 10-15个中性气体分子 重离子:灰尘、烟雾和小水滴 重离子/ 轻离子 50 清洁

6、,20,不同空气环境状况空气阴离子浓度,21,卫生学意义,1.对神经系统的作用 空气阴离子能改善大脑皮层的功能，振奋精神，消除疲劳，提高工作效率，改善睡眠，增加食欲，并有兴奋副交感神经系统等作用；阳离子的作用与此相反； 长时间逗留在烟尘弥漫、通风不良的地方，常感困乏，头昏，头痛、甚至恶心等； 在海滨，瀑布和喷泉附近，使人觉得头脑清醒，心情爽快舒畅； 在空气离子作用下，脑电图有改变，适当剂量的阴离子可使脑电波频率加快，振幅加大，而阳离子之使之减慢。阴离子可使感觉和运动时值缩短，而阳离子则使之延长。,22,卫生学意义,2.对心血管系统的作用 空气阴离子有降低血压的治疗作用，而阳离子作用相反，可使血

7、压升高。 吸入阴离子后，可使周围毛细血管扩张并因而使皮肤温度上升。通过心电图X线记波摄影等研究证明，阴离子可改善心功能和心肌营养不良状况。,23,卫生学意义,3.对血液的作用 空气阴离子可使血沉减慢，阳离子则使其加快，主是由于血液中胶体质点本身荷负电，阴离子加强了这一趋势，使血浆蛋白的胶体稳定性增加。同样，由于血纤维蛋白原和血浆蛋白的带电状况的改变，可使凝血时间缩短，血液粘稠度增大，阴离子有一定刺激造血功能的作用； 有人在动物实验中观察到，贫血动物在吸入阴离子后，周围血液中的幼稚型红细胞、白细胞数均增加。国内有人用空气阴离子治疗单纯性周围性白细胞减少症和放射治疗所致的白细胞减少，取得一定的疗效

8、。,24,卫生学意义,4.对呼吸系统的作用 空气离子主要通过呼吸道吸入而产生作用，而且对呼吸系统生理功能有明显影响。 在电离空气过程中，氧原子容易得到电子而产生大量的氧阴离子。阴离子能改善肺的通气功能和换气功能，呼吸系数增加（吸收O2增加20，排CO2增加14.5 ）。 阴离子可使气管粘膜上皮纤毛运动加强，腺体分泌增加，阴离子还能促进鼻粘膜上皮细胞的再生，恢复粘膜的分泌功能。,25,卫生学意义,5.对物质代谢的作用 空气离子对机体的碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢及水、电解质代谢都有一定的影响。 吸入阴离子可降低血糖及胆固醇、血钾等含量，增加尿量及尿中氮、肌酐等的排出量。 空气阴离子能影响酶系统，

9、激活体内多种酶，从而促进机体新陈代谢。阴离子可使脑、肝、肾等组织氧化过程增强。 吸入空气阴离子，可加速基础代谢，对机体的成长发育起促进作用。,26,四、大气污染的来源,生产性污染,交通性污染,生活性污染,其 它,燃料燃烧,生产废气,27,燃烧一吨煤排出的各种有害物质的重量（kg）,有害物质 电厂锅炉工业锅炉 取暖锅炉 SO2 60 60 60 CO 0.23 1.4 22.7 NO2 9.1 9.1 3.6 HC 0.1 0.5 5 灰分 一般燃烧时 11 11 11 燃烧良好时 3 6 9,28,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

10、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%,29,五、大气污染物的种类及其存在形式,生物性污染物 物理性污染物 化学性污染物,30,大气污染物的种类及其存在形式,按污染物在大气中的存在形式分类 气态污染物。 气溶胶态污染物（大气颗粒物）。,31,（一）气态污染物：气体和蒸汽 含硫化合物 碳氧化合物 卤素化合物,含氮化合物,碳氢化合物,32,（二）大气颗粒物 总悬浮颗粒物（total suspended particulates，TSP）：粒径为 100m。 可吸入颗粒物（inhalable particulates，IP ，PM10 ）：粒径为10m。 细颗粒物（fine

11、 particulate matter，PM2.5 )：粒径为2.5m。 超细颗粒物（ultrafine particulate matter，PM0.1 )：粒径为0.1m。,33,大气污染物的种类及其存在形式,按污染物形成过程分类 一次污染物：由污染源直接排入大气环境中，其物理化学性质均未发生变化的污染物，包括气体、蒸汽和颗粒物。 二次污染物：排入大气的污染物在物理化学因素作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应形成的理化性质不同于一次污染物的新的毒性更大的污染物，如硫酸雾、光化学烟雾。,34,六、影响大气中污染物浓度的因素,（一）污染源的排放情况 （二）气象因素 （三）地形,35,六、

12、影响大气中污染物浓度的因素,（一）污染源的排放情况 排放量 与污染源的距离 排出高度,37,六、影响大气中污染物浓度的因素,（二）气象因素 风和湍流 温度层结 气压 气湿,38,1、风和湍流 风和湍流对污染物在大气中的扩散和稀释起着决定性作用。,气象因素,40,气象因素,风向能反映出污染源周围受影响的方位。 瞬时污染以排放当时的下风侧地区受影响最大；全年污染以年主导风向的下风侧受影响最大。 风速决定了污染物被大气稀释的程度和扩散的范围。,41,气象因素,大气湍流 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，风的这种不规则运动称为大气湍流。 湍流的强弱变化取决于气温垂直结构，风

13、速和地面起伏状况。气温的垂直递减率越大，地面起伏程度越大，湍流运动越强。湍流强，有利于污染物的稀释扩散。,42,气象因素,2、温度层结 大气温度垂直递减率（） 正常大气的高度每增加100 m，气温降低0.65。这种大气温度递减的特性，有利于地面热空气的垂直流动也就有利于污染物的扩散。 气块干绝热递减率（d） 气块每上升100 m，气块温度降低0.986 。这是污染物上升过程中本身温度降低的规律。,43,高度（Km） 18 15 12 9 6 3 0 -80 -60 -40 -20 0 20 40 温度（）,图 气温的垂直分布, 0 气温随高度递减, 0 气温随高度无变化, 0 气温随高度递增,

14、逆温,44,气象因素,大气稳定度 表示大气垂直运动得程度。其稳定程度、d二者的相对值和的绝对值等因素有关。大气稳定度对污染物在大气中的扩散稀释影响较大。 大气是否稳定？取决于气温在垂直方向上的分布，即取决于与d的对比。,45,烟波的多种类型,波浪型：d时，大气处于不稳 定状态； 锥 型：=d时，大气稳定度处 于中性； 扇 型：d时烟囱排放口处于 逆温层中，大气处于稳定 状态；,46,上扬型：d时，烟波下方逆温， 上方大气不稳定； 烟熏型：烟波上方存在逆温下方大 气处于不稳定状态；,烟波的多种类型,47,48,气象因素,3、气压 当地面受低压控制时，四周高压气团流向中心，中心的空气便上升，形成上

15、升气流。此时云天较多，风速较大，大气呈中性状态或不稳定状态，有利于污染物向上扩散。 当地面受高压控制时，中心部位的空气向周围下降，此时天气晴朗，风速小出现逆温层，阻止污染物向上扩散。,49,气象因素,4、气湿 大气中颗粒物能吸收水分，致使重量增加，影响了运动速度，污染物不易扩散，加重局部大气的污染。大气中的水溶性气体污染物如SO2，可因湿度增加而形成更多的酸雨。反之，如果湿度低，则空气干燥，有利于污染物扩散。,50,山地和谷地 白天，山坡表面因受日照而增温，气温比谷地高，因此，山坡空气上升，形成谷风。可将山坡上污染源排出的废气向上扩散，减轻谷地的大气污染。但可能引起下风侧地区的大气污染。 夜晚，山坡表面散热量大，冷却快，气温低于谷地，冷空气向谷地下沉，形成山风，同时产生逆温，将污染物压在谷底不易扩散，造成谷地大气严重污染。历史上曾出现过很多河谷地区的烟雾事件。,（三）地形,六、影响大气中污染物浓度的因素,51,地形,海滨与陆地 陆地与大面积水体（海洋、江、湖、河、水库等）相连接处，白天由于太阳加热沿岸陆地的速度比加热水面快，形成了由水面吹向陆地的风，称为海风。 夜晚陆地散热快于水面，气流由陆地吹向水面，形成陆风。如果污染源位于岸边，则白天能污染岸上的居住区。,52,53,地形,城市热岛 人口密集的现代化城市，热量散发远远大于四周郊区，犹