第三章大氣衛(wèi)生.ppt-welcometonginx!

1、第三章 大 氣 衛(wèi) 生,,第一節(jié) 大氣的特征及其衛(wèi)生學(xué)意義,一、大氣的結(jié)構(gòu),P4,對流層 對流層(troposphere)是大氣圈中最靠近地面的一層，平均厚度約12km。對流層集中了占大氣總質(zhì)量75%的空氣和幾乎全部的水蒸汽量，是天氣變化最復(fù)雜的層次。該層的特點(diǎn)有：①氣溫隨著高度的增加而降低。這是由于對流層的大氣不能直接吸收太陽輻射的能量，但能吸收地面反射的能量所致。②空氣具有強(qiáng)烈的對流運(yùn)動。近地表的空氣接受地面的熱輻射后溫度升高

2、，與高空的冷空氣形成垂直對流。 人類活動排入大氣的污染物絕大多數(shù)在對流層聚集。因此，對流層的狀況對人類生活的影響最大，與人類關(guān)系最密切。,一、大氣的結(jié)構(gòu),P5,平流層 平流層(stratosphere)位于對流層之上，其上界伸展至約55km處。在平流層的上層，即30～35km以上，溫度隨高度升高而升高。在30～35km以下，溫度隨高度的增加而變化不大，氣溫趨于穩(wěn)定，故該亞層又稱為同溫層(isothermal layer)

3、。平流層的特點(diǎn)是空氣氣流以水平運(yùn)動為主。在高約15～35km處有厚約20km的臭氧層，其分布有季節(jié)性變動。臭氧層能吸收太陽的短波紫外線和宇宙射線，使地球上的生物免受這些射線的危害，能夠生存繁衍。,一、大氣的結(jié)構(gòu),二、大氣的組成,自然狀態(tài)下的大氣是由混合氣體、水汽和氣溶膠(aerosol)組成。除去水汽和氣溶膠的空氣稱為干潔空氣。,氣溶膠,大氣氣溶膠是液體或固體微粒均勻地分散在氣體中形成的相對穩(wěn)定的懸浮體系。。自然狀態(tài)下的大氣氣溶膠主要來

4、源于巖石的風(fēng)化、火山爆發(fā)、宇宙落物以及海水濺沫等。它的含量、種類以及化學(xué)成分都是變化的。根據(jù)形成過程、對能見度的影響以及顏色的差異等，氣溶膠可分為輕霧(mist)、濃霧(fog)、霾(haze)、粉塵(dust)、煙氣(fume)、煙(smoke)、煙霧(smog)和煙炱(soot)等。,二、大氣的組成,二、大氣的組成,P9,三、大氣的物理性狀,太陽輻射氣象條件空氣離子,P10,太陽輻射 太陽輻射(solar radiati

5、on)是產(chǎn)生各種天氣現(xiàn)象的根本原因，同時也是地表上光和熱的源泉。紫外線具有色素沉著、紅斑、抗佝僂病、殺菌和免疫增強(qiáng)作用；過強(qiáng)的紫外線可致日光性皮炎和光電性眼炎、甚至皮膚癌等；紫外線還與大氣中的某些二次污染物形成有關(guān)，例如光化學(xué)煙霧和硫酸霧等?？梢姽饩C合作用于機(jī)體的高級神經(jīng)系統(tǒng)，能提高視覺和代謝能力，平衡興奮和鎮(zhèn)靜作用，提高情緒與工作效率，是生物生存的必須條件。紅外線的生物學(xué)作用基礎(chǔ)是熱效應(yīng)，適量的紅外線可促進(jìn)人體新陳代謝和細(xì)胞增生，具有

6、消炎和鎮(zhèn)靜作用；過強(qiáng)則可引起日射病和紅外線白內(nèi)障等。,三、大氣的物理性狀,P11,氣象因素 氣象因素與太陽輻射綜合作用于機(jī)體，對機(jī)體的冷熱感覺、體溫調(diào)節(jié)、心血管功能、神經(jīng)功能、免疫功能和新陳代謝功能有調(diào)節(jié)作用。如果氣候條件變化過于激烈，超過人體的代償能力，例如酷暑、嚴(yán)寒和暴風(fēng)雨等，可使機(jī)體代償能力失調(diào)，引起心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和關(guān)節(jié)病等，并與居民的超額死亡有關(guān)，患者主要是心腦血管疾病的病人和65歲以上的老人。,三、大氣的物理

7、性狀,P12,空氣離子 大氣中帶電荷的物質(zhì)統(tǒng)稱為空氣離子。根據(jù)空氣離子的大小以及運(yùn)動速度對其分類，近地表大氣中存在的空氣離子有輕離子(light ions)和重離子(heavy ions)兩類。輕離子與空氣中的懸浮顆?；蛩谓Y(jié)合，形成重離子。因此，新鮮的清潔空氣中輕離子濃度高，而污染的空氣中輕離子濃度低。空氣中重離子數(shù)與輕離子數(shù)之比＜50時，則空氣較為清潔。,三、大氣的物理性狀,P13,一般認(rèn)為，空氣陰離子對機(jī)體具有鎮(zhèn)靜、催眠、

8、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)咳、降壓等作用，而陽離子作用則相反，可引起失眠、頭痛、煩躁、血壓升高等。海濱、森林、瀑布附近等環(huán)境中，大氣中陰離子含量較多，有利于機(jī)體健康。,三、大氣的物理性狀,第二節(jié) 大氣污染及大氣污染物的轉(zhuǎn)歸,P15,一、大氣污染的來源,天然污染(natural pollution) 火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等人為污染(anthropogenic pollution) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 生活爐灶和采暖鍋爐 交通運(yùn)輸 其他,P

9、16,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 各種工業(yè)企業(yè)是大氣污染的主要來源，也是大氣衛(wèi)生防護(hù)的重點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)排放的污染物主要來源于燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程。據(jù)統(tǒng)計，2005年，我國二氧化硫排放量為2549.3萬噸（其中，工業(yè)排放量為2168.4萬噸，生活排放量為380.9萬噸）；煙塵排放量為1182.5萬噸（其中，工業(yè)排放量為948.9萬噸，生活排放量為233.6萬噸）；工業(yè)粉塵排放量為911.2萬噸。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的施用、農(nóng)藥的噴灑以及秸桿的焚

10、燒也會造成大氣的污染。,一、大氣污染的來源,P17,工業(yè)生產(chǎn),燃料的燃燒工業(yè)生產(chǎn)過程的排放,一、大氣污染的來源,P18,燃料的燃燒 這是大氣污染的主要來源。 目前我國的主要工業(yè)燃料是煤,其次是石油。用煤量最大的是火力發(fā)電站、冶金、化工、機(jī)械、輕工和建材等部門，它們的用煤量占總消耗量的70%以上。煤的主要雜質(zhì)是硫化物，此外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物和氮化物，其中也含少量的有機(jī)金屬化合物。燃料所含雜質(zhì)與

11、其產(chǎn)地有關(guān)。我國煤中硫的含量一般在0.2%～4.0%，但是重慶地區(qū)所產(chǎn)煤的硫含量高達(dá)8%。我國石油的含硫量一般在0.1%～0.8%，而中東地區(qū)的一般為1.5%～2.5%，有的甚至高達(dá)4%以上。,一、大氣污染的來源,P19,燃料燃燒時產(chǎn)生的污染物的種類和排放量除與燃料中所含的雜質(zhì)種類和含量有關(guān)外,還受燃料的燃燒狀態(tài)影響。燃料燃燒完全時的主要污染物是CO2、SO2、NO2、水汽和灰分。燃燒不完全時，則會產(chǎn)生CO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳

12、粒、多環(huán)芳烴等。,一、大氣污染的來源,P20,工業(yè)生產(chǎn)過程的排放 由原材料到產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都可能有污染物排放出來。污染物的種類與原料種類及其生產(chǎn)工藝有關(guān)。,一、大氣污染的來源,P21,生活爐灶和采暖鍋爐 采暖鍋爐以煤或石油產(chǎn)品為燃料，是采暖季節(jié)大氣污染的重要原因。生活爐灶使用的燃料有煤、液化石油氣、煤氣和天然氣。如果燃燒設(shè)備效率低，燃燒不完全，煙囪高度低或無煙囪，可造成大量污染物低空排放。在采暖季節(jié)，各種燃煤小

13、爐灶是居民區(qū)大氣污染的重要來源。,一、大氣污染的來源,P22,交通運(yùn)輸 主要是指飛機(jī)、汽車、火車、輪船和摩托車等交通運(yùn)輸工具排放的污染物。目前這些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品，燃燒后能產(chǎn)生大量的顆粒物、NOX、CO、多環(huán)芳烴和醛類。改革開放以來，我國機(jī)動車數(shù)量每年以12.24%的速度遞增。預(yù)計到2008年，北京市的機(jī)動車保有量將增加到350萬輛。隨著機(jī)動車數(shù)量的增加，汽車尾氣排放已經(jīng)成為我國許多大城市中大氣污染的主要

14、來源之一。據(jù)測算，北京市大氣中74%的HCs、63%的CO、50%的NOX來自機(jī)動車尾氣污染。,一、大氣污染的來源,P23,其他 地面塵土飛揚(yáng)或土壤及固體廢棄物被大風(fēng)刮起，均可將鉛、農(nóng)藥等化學(xué)性污染物以及結(jié)核桿菌、糞鏈球菌等生物性污染物轉(zhuǎn)入大氣。水體和土壤中的揮發(fā)性化合物也易進(jìn)入大氣；車輛輪胎與瀝青路面摩擦可以揚(yáng)起多環(huán)芳烴和石棉。 意外事件，例如工廠爆炸、火災(zāi)、核泄漏均能嚴(yán)重污染大氣，這類事件雖然少見，但是危害嚴(yán)重。另外

15、，火葬場、垃圾焚燒爐產(chǎn)生的廢氣也可以影響大氣環(huán)境。,一、大氣污染的來源,P24,大氣污染物按其屬性，一般分為物理性（如噪聲、電離輻射、電磁輻射等）、化學(xué)性和生物性（經(jīng)空氣傳播的病原微生物和植物花粉等）三類，其中以化學(xué)性污染物種類最多、污染范圍最廣。 根據(jù)污染物在大氣中的存在狀態(tài)，可將其分為氣態(tài)和氣溶膠。大氣氣溶膠體系中分散的各種微粒常常也被稱作大氣顆粒物(particulate matter)。,二、大氣污染物的種類,P25,氣

16、態(tài)污染物 氣態(tài)污染物包括氣體和蒸汽。氣體是某些物質(zhì)在常溫、常壓下所形成的氣態(tài)形式。蒸汽是某些固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱后，引起固體升華或液體揮發(fā)而形成的氣態(tài)物質(zhì)如汞蒸汽等。氣態(tài)污染物主要可分為以下5類：1. 含硫化合物 主要有SO2、SO3和H2S等，其中SO2的數(shù)量最大，危害也最嚴(yán)重。2. 含氮化合物 主要有NO、NO2和NH3等.3. 碳氧化合物 主要是CO和CO2。4. 碳?xì)浠衔?包括烴類、醇類、酮類、酯類以及胺類

17、。5. 鹵素化合物 主要是含氯和含氟化合物，如HCl、HF和SiF4等。,二、大氣污染物的種類,P26,大氣顆粒物,粒徑是顆粒物的最重要的性質(zhì)。它反映了顆粒物來源的本質(zhì)，并可影響光散射性質(zhì)和氣候效應(yīng)。顆粒物的許多性質(zhì)如體積、質(zhì)量和沉降速度都與顆粒物的大小有關(guān)。實際的顆粒物由于來源和形成條件不同，其形狀是多種多樣的，有球形、菱形、方形等等。,二、大氣污染物的種類,P27,在實際工作中常使用空氣動力學(xué)等效直徑（Dp）來表示顆粒物的大小。在

18、氣流中，如果所研究的顆粒物與一個有單位密度的球形顆粒物的空氣動力學(xué)效應(yīng)相同，則這個球形顆粒物的直徑就定義為所研究顆粒物的Dp。這種表示法可以直接表達(dá)出顆粒物在空氣中的停留時間、沉降速度、進(jìn)入呼吸道的可能性以及在呼吸道的沉積部位等。,二、大氣污染物的種類,P28,大氣顆粒物按粒徑可分為： 1.總懸浮顆粒物（total suspended particulates, TSP） 是指粒徑≤100µm 的顆粒物，包括液體、固體

19、或者液體和固體結(jié)合存在的，并懸浮在空氣介質(zhì)中的顆粒。 2.可吸入顆粒物（inhalable particle, IP; thoracic particulate matter，PM10） 指空氣動力學(xué)直徑≤10µm的顆粒物，因其能進(jìn)入人體呼吸道而命名之，又因其能夠長期漂浮在空氣中，也被稱為飄塵（suspended dusts）。 3.細(xì)顆粒物(fine particle; fine particulate m

20、atter, PM 2.5) 是指空氣動力學(xué)直徑≤2.5µm的細(xì)顆粒。它在空氣中懸浮的時間更長，易于滯留在終末細(xì)支氣管和肺泡中，其中某些較細(xì)的組分還可穿透肺泡進(jìn)入血液。PM2.5更易于吸附各種有毒的有機(jī)物和重金屬元素，對健康的危害極大。 4. 超細(xì)顆粒物（ultrafine particle） 指粒徑≤0.1μm的大氣顆粒物。城市環(huán)境中，人為來源的PM0.1主要來自汽車尾氣。PM0.1有直接排放到大氣的，也有排放出的

21、氣態(tài)污染物經(jīng)日光紫外線作用或其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化后二次生成的。PM0.1的健康影響受到日益廣泛的關(guān)注。,P29,大氣污染物按其形成過程可分為一次大氣污染物(primary air pollutants)二次大氣污染物(secondary air pollutants),P30,一次大氣污染物 由污染源直接排入大氣環(huán)境中，其物理和化學(xué)性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物稱為一次大氣污染物。這些污染物包括從各種排放源排出的氣體、蒸汽和顆粒物，如

22、SO2、CO、NO、顆粒物、碳?xì)浠衔锏取?二、大氣污染物的種類,P31,二次污染物 排入大氣的污染物在物理、化學(xué)等因素的作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成的理化性質(zhì)不同于一次污染物的新的、毒性更大的污染物，稱為二次污染物。常見的有SO2在環(huán)境中氧化遇水形成的硫酸；汽車尾氣中的氮氧化物（NOX）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）在日光紫外線的照射下，經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成的臭氧、醛類以及各種過氧?；跛狨?perox

23、yacyl nitrate,PAN)。一般來說，二次污染物對環(huán)境和人體的危害要比一次污染物大。,二、大氣污染物的種類,P32,三、影響大氣中污染物濃度的因素,污染源的排放情況氣象因素地形,P33,污染源的排放情況,排放量與污染源的距離排出高度,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P34,排放量 污染物的排放量是決定大氣污染程度的最基本的因素。燃料燃燒產(chǎn)生的污染物排放量與燃料的種類、消耗量、燃燒方式、燃燒是否充分有關(guān)；工業(yè)企業(yè)

24、污染物的排放量受工業(yè)企業(yè)的數(shù)量、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、工藝過程、凈化設(shè)備及其效率的影響。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P35,與污染源的距離 有組織排放時，煙氣自煙囪排出后，向下風(fēng)側(cè)逐漸擴(kuò)散稀釋，然后接觸地面，接觸地面的點(diǎn)被稱為煙波著陸點(diǎn)。一般認(rèn)為有害氣體的煙波著陸點(diǎn)是煙囪有效排出高度的10～20倍，顆粒物的著陸點(diǎn)更接近煙囪。近地面的大氣中污染物的濃度以煙波著陸點(diǎn)最大，下風(fēng)側(cè)大氣污染物的濃度隨著距離的增加而下降，在煙波著陸點(diǎn)和

25、煙囪之間的區(qū)域常沒有明顯的污染。無組織排放擴(kuò)散的距離較短，距污染源越近，大氣中污染物濃度越高。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P36,排出高度 排出高度指污染物通過煙囪等排放時煙囪的有效排出高度(effective height of emission)，即煙囪本身的高度和煙氣抬升高度之和，可以用煙波中心軸到地面的距離表示。在其他條件相同時，排出高度越高，煙波斷面越大，污染物的稀釋程度就越大，煙波著陸點(diǎn)的濃度就越低。一般認(rèn)為，

26、污染源下風(fēng)側(cè)的污染物最高濃度與煙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，煙波著陸點(diǎn)處斷面污染物的濃度可降至原來的1/4。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P37,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P38,氣象因素,風(fēng)和湍流溫度層結(jié)氣壓氣濕,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P39,風(fēng)和湍流 一般將空氣的水平運(yùn)動稱為風(fēng)。風(fēng)向是指風(fēng)吹來的方向，在不同時刻有著相應(yīng)的風(fēng)向和風(fēng)速。將一定時期內(nèi)各個風(fēng)向出現(xiàn)的頻率按比例標(biāo)在

27、羅盤坐標(biāo)上，可以繪制成風(fēng)向頻率圖（風(fēng)玫瑰圖，wind rose）。風(fēng)向頻率圖能夠反映某地區(qū)一定時期內(nèi)的主導(dǎo)風(fēng)向，從而能夠指示該地區(qū)受某一污染源影響的主要方位，全年污染以全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向地區(qū)污染最嚴(yán)重，瞬時間污染以排污當(dāng)時的下風(fēng)向地區(qū)受影響最大。風(fēng)速決定了大氣污染物稀釋的程度和擴(kuò)散范圍。隨著風(fēng)速的增大，單位時間內(nèi)從污染源排放出的污染物氣團(tuán)被很快地拉長，這時混入的空氣量越大，則污染物的濃度越低。在其他條件不變的情況下，污染物濃度與風(fēng)速成

28、反比。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P40,風(fēng)速時大時小，并在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向上下、左右出現(xiàn)無規(guī)則的擺動，風(fēng)的這種不規(guī)則運(yùn)動稱為大氣湍流(atmospheric turbulence)，其產(chǎn)生與垂直氣溫的變化和大氣中氣團(tuán)間的摩擦作用引起的短暫性紊亂有關(guān)。因此，垂直溫度遞減率大、風(fēng)速高、地面起伏程度大，則湍流運(yùn)動就強(qiáng)。湍流運(yùn)動使氣體充分混合，有利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P41,溫度層結(jié)(temperat

29、ure gradient) 溫度層結(jié)即氣溫的垂直梯度，它決定大氣的穩(wěn)定程度，影響大氣湍流的強(qiáng)弱。穩(wěn)定的垂直梯度易造成湍流抑制，使大氣擴(kuò)散不暢。垂直梯度不穩(wěn)定時，由于熱力作用湍流加強(qiáng)，大氣擴(kuò)散增強(qiáng)。因此，氣溫的垂直梯度與污染物的稀釋和擴(kuò)散密切相關(guān)。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P42,大氣溫度垂直遞減率（γ） 在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，對流層內(nèi)氣溫是隨高度的增加而逐漸降低的。大氣溫度的這種垂直變化常用大氣溫度垂直遞減率（γ）來

30、表示。它的定義為：高度每增加100m氣溫下降的度數(shù)，通常為0.65℃。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P43,近地層大氣的實際情況非常復(fù)雜，各種氣象條件均可影響到氣溫的垂直分布。實際上氣溫的垂直分布可出現(xiàn)下述三種情況：①氣溫隨高度遞減，此情況一般出現(xiàn)在晴朗的白天，風(fēng)速小時。地面受太陽的輻射后，近地空氣增溫較快，熱量緩慢向高層傳遞，形成氣溫下高上低，此時γ＞0，空氣的垂直對流良好； ②氣溫隨高度遞增，例如在無風(fēng)、少云的夜晚，夜間地面

31、無熱量吸收，但同時不斷通過輻射失去熱量而冷卻，近地空氣也隨之冷卻，這樣氣層不斷由下向上冷卻，形成氣溫下低上高。這種大氣溫度隨著距地面高度的增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫(temperature inversion)，此時γ＜0；③氣溫不隨高度變化，多見于多云天或陰天，風(fēng)速較大時。由于云層反射，白天到達(dá)地面的太陽輻射減少，地面增溫不顯著。夜間時，云層的存在增強(qiáng)了大氣的逆輻射，地面冷卻不明顯。風(fēng)速較大加劇了上下氣層的交換，空氣得到充分混合。因此

32、，上述情況下氣溫隨高度的變化不明顯，此時γ=0。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P44,大氣穩(wěn)定度(atmospheric stability) 大氣穩(wěn)定度表示氣體垂直運(yùn)動的程度。大氣中作垂直運(yùn)動的氣團(tuán)，因向外膨脹或受外界壓力影響產(chǎn)生的溫度變化，要比與外界交換能量所起的溫度變化大得多，可以認(rèn)為是絕熱變化。 空氣垂直移動過程中因氣壓變化而發(fā)生溫度的絕熱變化常用氣塊干絕熱垂直遞減率（γd）來表示。干燥空氣的γd為0.986℃

33、/100m，即每上升100m，溫度下降0.986℃。,P45,大氣的穩(wěn)定程度與大氣垂直溫度遞減率（γ）的絕對值及其與γd的相對值有關(guān)。在實際情況下，由于太陽輻射和其他各種氣象因素的影響，γ是經(jīng)常發(fā)生變化的。當(dāng)γ＞γd時，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于空氣垂直對流，大氣中的污染物容易擴(kuò)散。當(dāng)γ＜γd時，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，空氣垂直對流弱，大氣中的污染物擴(kuò)散極差。當(dāng)γ= γd時，大氣處于中性狀態(tài)，空氣垂直對流不劇烈，大氣中的污染物可以擴(kuò)散，但是不

34、充分。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P46,氣壓 氣壓的高低與海拔高度、地理緯度和空氣溫度等有關(guān)。當(dāng)?shù)孛媸艿蛪嚎刂茣r，四周高壓氣團(tuán)流向中心，中心的空氣上升，形成上升的氣流，此時多為大風(fēng)和多云的天氣，大氣呈中性或不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于污染物的擴(kuò)散和稀釋。反之，當(dāng)?shù)孛媸芨邏嚎刂茣r，中心部位的空氣向周圍下降，呈順時針方向旋轉(zhuǎn)，形成反氣旋。此時天氣晴朗，風(fēng)速小，出現(xiàn)逆溫層，阻止污染物向上擴(kuò)散。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P47,氣

35、濕 即大氣中含水的程度，通常用相對濕度（%）表示?？諝庵兴侄?，氣濕大時，大氣中的顆粒物質(zhì)因吸收更多的水份使重量增加，運(yùn)動速度減慢，氣溫低的時候還可以形成霧，影響污染物的擴(kuò)散速度，使局部污染加重。當(dāng)水溶性氣體如SO2污染存在時，濕度較高將促進(jìn)酸雨的形成。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P48,地形 地形可以影響局部的氣象條件，從而影響當(dāng)?shù)卮髿馕廴疚锏南♂尯蛿U(kuò)散。山谷的地形特點(diǎn)容易形成上述地形逆溫，不利于污染物的

36、擴(kuò)散。城市的高大建筑物間尤如峽谷，可以阻礙近地面空氣污染物的擴(kuò)散。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,P49,熱島現(xiàn)象 人口密集的城市熱量散發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于郊區(qū)，結(jié)果造成城區(qū)氣溫較高，往郊外方向氣溫逐漸降低。如果在地圖上繪制等溫圖，城區(qū)的高溫部就像浮在海面上的島嶼，稱為熱島（heat island）現(xiàn)象。在這種情況下，城市的熱空氣上升，四周郊區(qū)的冷空氣補(bǔ)充，可把郊區(qū)排放的污染物引入城市，造成市區(qū)的大氣污染。 照明器具、家電、辦公

37、設(shè)備使用時產(chǎn)生的熱量，機(jī)動車發(fā)動機(jī)、空調(diào)以及尾氣散發(fā)的熱量，混凝土建筑、瀝青路面日照后的散熱以及城市綠地減少等導(dǎo)致熱島現(xiàn)象的形成。,三、影響大氣中污染物濃度的因素,四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸,P51,大氣污染物的自凈 大氣的自凈是指大氣中的污染物在物理、化學(xué)和生物學(xué)作用下，逐漸減少到無害程度或者消失的過程，主要有以下幾種方式： 1．?dāng)U散和沉降 是大氣污染物凈化的主要方式。擴(kuò)散一方面能將污染物稀釋，另一方面可以將部分污染物轉(zhuǎn)移

38、出去。污染物也可依靠本身的重力，從空氣中逐漸降落到水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中。 2．發(fā)生氧化和中和反應(yīng) 例如，CO可以被氧化為CO2，SO2可以與氨或其他堿性灰塵發(fā)生中和反應(yīng)。 3．被植物吸附和吸收 有些植物能吸收大氣污染物，從而凈化空氣。例如，每平方米的櫻樹葉片可吸收180mg NO2；樟樹葉片對氟的富集可達(dá)2636mg/kg。,四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸,P52,大氣污染物的轉(zhuǎn)移 1．向下風(fēng)側(cè)更遠(yuǎn)的方向轉(zhuǎn)移。

39、 2．向平流層轉(zhuǎn)移 氯氟烴、甲烷、NO和CO2等氣體可以垂直上升至平流層，還可以被超音速飛機(jī)直接帶入平流層。 3.向其他環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)移 例如酸雨可以直接降落到土壤和地面水體。,四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸,P53,形成二次大氣污染和二次大氣污染物 有些大氣污染物轉(zhuǎn)移到其他環(huán)境介質(zhì)后，在某些條件下仍可回到大氣環(huán)境，造成二次大氣污染。例如，由汽車尾氣排入大氣的鉛可隨塵土降落在公路兩旁，遇大風(fēng)天時，鉛塵可被刮起，再次進(jìn)入大氣。大

40、氣中的一次大氣污染物還可以轉(zhuǎn)化成二次大氣污染物。例如，SO2和NO2轉(zhuǎn)化為硫酸霧和硝酸霧，揮發(fā)性有機(jī)物和NO2轉(zhuǎn)化為光化學(xué)煙霧。,四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸,第三節(jié) 大氣污染對人體健康的影響,P55,一、大氣污染對健康的直接危害,P56,急性危害 大氣污染物的濃度在短期內(nèi)急劇升高，可使當(dāng)?shù)厝巳阂蛭氪罅康奈廴疚锒鸺毙灾卸荆雌湫纬傻脑蚩梢苑譃闊熿F事件和生產(chǎn)事故。,一、大氣污染對健康的直接危害,P57,煙霧事件,煤煙型煙霧

41、事件光化學(xué)煙霧事件,一、大氣污染對健康的直接危害,P58,煤煙型煙霧(coal smog)事件 主要由燃煤產(chǎn)生的大量污染物排入大氣，在不良?xì)庀髼l件下不能充分?jǐn)U散所致。自19世紀(jì)末開始，世界各地曾經(jīng)發(fā)生過許多起大的煙霧事件。,一、大氣污染對健康的直接危害,P59,一、大氣污染對健康的直接危害,P60,光化學(xué)型煙霧（photochemical smog）事件 是由汽車尾氣中的氮氧化物（NOX）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）

42、在日光紫外線的照射下，經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成的刺激性很強(qiáng)的淺藍(lán)色煙霧所致，其主要成分是臭氧、醛類以及各種過氧?；跛狨ィ╬eroxyacyl nitrates, PANs），這些通稱為光化學(xué)氧化劑（photochemical oxidants）。其中，臭氧約占90％以上，PANs約占10％，其他物質(zhì)的比例很小。PANs中主要是過氧乙酰硝酸酯（PAN），其次是過氧苯酰硝酸酯（PBN）和過氧丙酰硝酸酯（PPN）等。醛類化合物主要有甲醛、

43、乙醛、丙烯醛等。,一、大氣污染對健康的直接危害,P61,一、大氣污染對健康的直接危害,P62,事故性排放引發(fā)的急性中毒事件 事故造成的大氣污染急性中毒事件一旦發(fā)生后果通常十分嚴(yán)重，近年發(fā)生的代表性事件有印度博帕爾毒氣泄漏事件、切爾諾貝利核電站爆炸事件、我國重慶開縣的天然氣井噴事件等。,一、大氣污染對健康的直接危害,P63,印度博帕爾(Bhopal)毒氣泄漏事件 博帕爾是印度中央邦的首府，人口80多萬。美國聯(lián)合碳化物

44、公司博帕爾農(nóng)藥廠建在該市的北部人口稠密區(qū)。工廠設(shè)備年久失修。1984年12月2日深夜和3日凌晨，該廠的一個儲料罐進(jìn)水，罐中的化學(xué)原料發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，儲料罐爆炸，41噸異氰酸甲酯泄漏到居民區(qū)，釀成迄今世界最大的化學(xué)污染事件。,一、大氣污染對健康的直接危害,P64,前蘇聯(lián)切爾諾貝利(Chernobly)核電站爆炸事件 1986年4月26日凌晨1時許，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸，造成自1945年日本廣島、長崎遭原子彈襲擊以來世

45、界上最為嚴(yán)重的核污染。反應(yīng)堆放出的核裂變產(chǎn)物主要有131I、103Ru、137Cs以及少量的60Co。周圍環(huán)境中的放射劑量達(dá)200R/h，為人體允許劑量的2萬倍。此次核事故造成13萬居民急性暴露，31人死亡，233人受傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)35億美元。這些放射性污染物隨著當(dāng)時的東南風(fēng)飄向北歐上空，污染北歐各國大氣，繼而擴(kuò)散范圍更廣。3年后的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，距核電站80km的地區(qū)，皮膚癌、舌癌、口腔癌及其他癌癥患者增多，兒童甲狀腺病患者劇增，畸形家畜也

46、增多。在事故發(fā)生時的下風(fēng)向，受害人群更多、更嚴(yán)重。,一、大氣污染對健康的直接危害,,我國重慶市開縣12.23特大天然氣井噴事件,開縣位于重慶市東北部，擁有極其豐富的天然氣儲量。2003年12月23日21時55分，位于開縣高橋鎮(zhèn)曉陽村境內(nèi)的中石油天然氣井 “羅家16H”井發(fā)生井噴，大量富含硫化氫的天然氣噴涌而出。失控的有毒氣體隨空氣迅速大面積擴(kuò)散，使附近空氣中硫化氫濃度急劇升高，造成附近居民大量中毒和死亡以及巨大財產(chǎn)損失。,一、大氣污染對

47、健康的直接危害,在井噴井周圍1平方公里內(nèi)的山坡上，附近居民飼養(yǎng)的家禽、家畜全部死亡，附近的野生動物如老鼠、野兔等全部死亡，甚至棲息在其附近的飛鳥也基本難逃劫難。據(jù)事件后的統(tǒng)計，開縣高橋鎮(zhèn)及其附近的麻柳鄉(xiāng)、正壩鎮(zhèn)、天和鄉(xiāng)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、30個村的9.3萬人受災(zāi)，疏散轉(zhuǎn)移居民6.5萬人，累計門診治療中毒者27 011人次，住院治療2 142人次，243人死亡。中毒者主要表現(xiàn)為眼部和呼吸道刺激癥狀以及頭昏、頭痛、失眠、多夢等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。該井天然氣

48、中硫化氫含量為151mg/m3，據(jù)估計事件中由井中至少噴出3 000噸硫化氫。,一、大氣污染對健康的直接危害,P67,慢性影響,影響呼吸系統(tǒng)功能降低機(jī)體免疫力引起變態(tài)反應(yīng)其他,一、大氣污染對健康的直接危害,影響呼吸系統(tǒng)功能,大氣中的SO2、NOx、硫酸霧、硝酸霧及顆粒物不僅能產(chǎn)生急性刺激作用，還可長期反復(fù)刺激機(jī)體引起咽炎、喉炎、眼結(jié)膜炎和氣管炎等。呼吸道炎癥反復(fù)發(fā)作，可以造成氣道狹窄，氣道阻力增加，肺功能不同程度的下降，最終形成慢

49、性阻塞性肺疾患（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）。COPD是具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和（或）肺氣腫?；颊叩臍饬髯枞蔬M(jìn)行性發(fā)展，但部分有可逆性，可伴有氣道高反應(yīng)性。沒有氣流阻塞的慢性支氣管炎或肺氣腫不屬于COPD。哮喘的氣流阻塞具有可逆性，目前認(rèn)為它不屬于COPD。,一、大氣污染對健康的直接危害,降低機(jī)體免疫力,在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，居民唾液溶菌酶和SIgA的含量均明顯下降，血

50、清中的其他免疫指標(biāo)也有下降，表明大氣污染可使機(jī)體的免疫功能降低。近年來的流行病學(xué)研究提示，大氣污染與嬰幼兒的 急性呼吸道感染（acute respiratory infection，ARI）死亡率和發(fā)病率的增高有關(guān)。,一、大氣污染對健康的直接危害,引起變態(tài)反應(yīng),大量的研究證據(jù)表明，大氣污染可加劇哮喘患者的癥狀，大氣中的SO2、O3、NOx等污染物會引起支氣管收縮、氣道反應(yīng)性增強(qiáng)以及加劇過敏反應(yīng)。 空氣顆粒物，特別是柴油車尾氣顆?？勺鳛?/p>

51、佐劑，加劇變應(yīng)性鼻炎的癥狀。還有研究觀察到NO2污染可增加患花粉癥的危險度。,一、大氣污染對健康的直接危害,其他,大氣的顆粒物中含有多種有毒元素如鉛、鎘、鉻、氟、砷、汞等。美國28個大城市的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大氣中鎘、鋅、鉛以及鉻濃度的分布與這些地區(qū)的心臟病、動脈硬化、高血壓、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、慢性腎炎等疾病的分布趨勢一致。一些工廠如鋁廠、磷肥廠和冶煉廠排出的廢氣中含有高濃度的氟，可引起當(dāng)?shù)鼐用竦穆苑卸?。含鉛汽油的使用可污染公路兩旁大氣及土

52、壤，對兒童的中樞神經(jīng)系統(tǒng)等功能產(chǎn)生危害。,一、大氣污染對健康的直接危害,大氣污染對心血管系統(tǒng)的影響—短期影響,美國國家空氣污染與死亡率和發(fā)病率關(guān)系研究計劃對美國20個城市近5 000萬人的資料分析顯示，人群死亡率與死亡前日顆粒物濃度相關(guān)。PM10每升高10μg/m3可引起總死亡率和心肺疾病死亡率分別上升0.21%和0.31%。歐洲環(huán)境污染與健康研究計劃對歐洲29個城市4300萬人資料分析后發(fā)現(xiàn)，PM10每升高10μg/m3，每日總死亡

53、率與心血管疾病死亡率分別增加0.6%和0.69%。其他研究也表明，大氣污染與心血管疾病死亡率、住院率、急診率和疾病惡化等增加有關(guān)系。我國北京、太原和上海等地的研究也顯示，大氣污染，特別是顆粒物污染與心腦血管疾病的死亡率和發(fā)病率增加有關(guān)。,一、大氣污染對健康的直接危害,大氣污染對心血管系統(tǒng)的影響—長期影響,對美國哈佛等六個城市進(jìn)行的隊列研究首次提出，大氣污染的長期暴露與心血管疾病死亡率增加有關(guān)。對美國50個州暴露大氣污染16年的近50

54、萬成年人的死亡數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，在控制飲食、污染物聯(lián)合作用等混雜因素后，PM2.5年平均濃度每增高10μg/m3，心血管疾病患者死亡率增加6%，且未觀察到其健康效應(yīng)的閾值。還有研究發(fā)現(xiàn)，大氣O3濃度增高與心血管疾病的多發(fā)有關(guān)。此外，大氣污染長期暴露還與心律不齊、心衰、心跳驟停的危險度升高有關(guān)。我國沈陽、本溪等地的調(diào)查也表明，大氣顆粒物的長期暴露與人群心血管疾病死亡率的增加有關(guān)。,一、大氣污染對健康的直接危害,P74,大氣污染與肺癌,國

55、內(nèi)外許多研究表明，大氣污染程度與肺癌的發(fā)生和死亡率呈正相關(guān)關(guān)系。與農(nóng)村人群相比，城市人群的肺癌死亡率較高，提示大氣污染是肺癌發(fā)生的危險因素之一。大多數(shù)有關(guān)大氣污染和肺癌關(guān)系的流行病學(xué)研究屬于不同地區(qū)或不同時期的大氣污染程度與人群肺癌死亡率之間的相關(guān)性研究。利用美國癌癥協(xié)會針對約50萬居民的前瞻性調(diào)查資料進(jìn)行的分析顯示，大氣PM 2.5和SO2污染與居民肺癌死亡率之間有相關(guān)關(guān)系，PM 2.5濃度每升高10μg/m3，肺癌死亡率增加8%

56、。我國上海曾對居住在不同大氣污染程度的市中心、近郊以及遠(yuǎn)郊的22萬成人按吸煙習(xí)慣分組，進(jìn)行了為期5年的前瞻性研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三個地區(qū)非吸煙者的肺癌死亡率沒有明顯的差異，但大氣污染與男性吸煙者的肺癌死亡率之間有劑量反應(yīng)關(guān)系。 大量的職業(yè)流行病學(xué)研究和動物實驗證據(jù)表明，柴油機(jī)尾氣暴露與暴露人群中肺癌、膀胱癌的發(fā)生有密切關(guān)系。一般大氣環(huán)境中柴油機(jī)尾氣濃度與人群中肺癌等死亡率之間的關(guān)系還沒有足夠的環(huán)境流行病學(xué)證據(jù)。,一、大氣污染對健康的直接危

57、害,二、大氣污染對健康的間接危害,P76,溫室效應(yīng) 大氣層中的某些氣體能吸收地表發(fā)射的熱輻射，使大氣增溫，從而對地球起到保溫作用，稱為溫室效應(yīng)（greenhouse effect）。這些氣體統(tǒng)稱為溫室氣體（greenhouse gas），主要包括CO2、甲烷(CH4)、氧化亞氮（N2O）和含氯氟烴（chlorofluorocarbons，CFCs）等。研究表明，各種溫室氣體對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率不同，CO2為55%、CH4為15%、

58、N2O為6%、CFCs為24%。由此可見，CO2增加是造成全球變暖的主要原因。近100年來，地球表面的溫度升高了0.3℃～0.6℃，海平面上升了10～25cm。到21世紀(jì)中葉時，大氣中CO2的濃度將達(dá)到產(chǎn)業(yè)革命前的一倍，全球年平均氣溫比現(xiàn)在要高出1.5℃～4.5℃。我國溫室氣體年排放總量已經(jīng)超過全球總量的10%，居美國之后列第二位。我國也是世界上人為排放CH4最多的發(fā)展中國家。,二、大氣污染對健康的間接危害,P77,二、大氣污染對健康的

59、間接危害,P78,氣候變暖可導(dǎo)致與暑熱相關(guān)疾病的發(fā)病率和死亡率增加。1988年夏季，我國的南京、武漢等地受熱浪襲擊，中暑患者和死亡人數(shù)明顯增高。1995年7月12日起兩周左右，美國的芝加哥受熱浪襲擊，期間最高氣溫達(dá)33.9℃～40.0℃，許多人發(fā)生中暑，其中465人因中暑而死亡。2003年夏季，全世界不少地區(qū)氣溫創(chuàng)百年之最，僅法國因熱致死13632人。,二、大氣污染對健康的間接危害,P79,氣候變暖還會使空氣中的一些有害物質(zhì)如真菌孢子、

60、花粉等濃度增高，導(dǎo)致人群中過敏性疾患的發(fā)病率增加。此外，由于氣候變暖引起的全球降水量變化，最終導(dǎo)致洪水、干旱以及森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)的增加。,二、大氣污染對健康的間接危害,P80,臭氧層破壞 平流層底部臭氧層中的臭氧濃度很低，若校正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),其平均厚度僅為0.3cm。此外，臭氧在平流層中的分布不均勻，低緯度處較少，高緯度處較多。然而，臭氧層中的臭氧幾乎可全部吸收來自太陽的短波紫外線，使人類和其它生物免遭紫外線輻射的傷害。

61、 上世紀(jì)50年代科學(xué)家觀察到臭氧層中的臭氧減少。70年代后，臭氧層減少加劇，并于1985年首次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞(ozone hole)，后來在北極、青藏高原也觀察到這一現(xiàn)象。過去的30年，臭氧層保護(hù)已成為人類面臨的主要挑戰(zhàn)之一。,二、大氣污染對健康的間接危害,P81,臭氧層被破壞形成空洞以后，減少了臭氧層對短波紫外線和其他宇宙射線的吸收和阻擋功能，造成人群皮膚癌和白內(nèi)障等發(fā)病率的增加，對地球上的其他動植物也有殺傷作用。據(jù)估計，

62、平流層臭氧濃度減少1%，UV-B輻射量將增加2%，人群皮膚癌的發(fā)病率將增加3%，白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0.2%～1.6%。,二、大氣污染對健康的間接危害,P82,酸雨 在沒有大氣污染物存在的情況下,降水（包括雨、雪、雹、霧等）的pH值在5.6～6.0之間，主要由大氣中二氧化碳所形成的碳酸組成。當(dāng)降水的pH值小于5.6時稱為酸雨（acid precipitation/acid rain）。20世紀(jì)50年代開始，一些國家開始注意到酸雨

63、問題，并建立監(jiān)測網(wǎng)對降雨進(jìn)行監(jiān)測。1972年，在聯(lián)合國第一次人類環(huán)境會議上提交的“跨越國境的空氣污染，空氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響”的著名報告，陳述了酸雨對歐洲各國湖泊的污染，引起公眾廣泛的關(guān)注。,二、大氣污染對健康的間接危害,P83,酸雨的危害主要表現(xiàn)為以下幾個方面:1.對土壤和植物產(chǎn)生危害 在酸雨的作用下，土壤中的營養(yǎng)元素如鉀、鈉、鈣、鎂會被溶出，使土壤pH值降低。受酸雨侵蝕的植物葉片，葉綠素合成減少，出現(xiàn)萎縮和果實產(chǎn)量下降。在

64、降水pH值小于4.5的地區(qū)，馬尾松林、華山松和冷杉林出現(xiàn)大片黃葉并脫落，森林成片地死亡。酸雨還可抑制土壤微生物的繁殖，特別是對固氮菌的傷害，使土壤肥力下降，農(nóng)作物產(chǎn)量降低。2. 影響水生生態(tài)系統(tǒng) 酸化的水體微生物分解有機(jī)物的活性減弱，水生植物的葉綠素合成降低，浮游動物種類減少，魚貝類死亡。3. 對人類健康產(chǎn)生影響 酸雨增加土壤中有害重金屬的溶解度，加速其向水體、植物和農(nóng)作物的轉(zhuǎn)移。研究顯示，在酸化水區(qū)內(nèi)，水體和魚肉中的汞含量明顯

65、增加。 此外，酸雨可腐蝕建筑物、文物古跡，可造成地面水pH值下降而使輸水管材中的金屬化合物易于溶出等。,二、大氣污染對健康的間接危害,大氣棕色云團(tuán),大氣棕色云團(tuán)(atmospheric brown clouds, ABC)是指區(qū)域范圍的大氣污染物，包括顆粒物、煤煙、硫酸鹽、硝酸鹽、飛灰等。ABC的棕色就是黑炭、飛灰、土壤粒子以及二氧化氮等對太陽輻射的吸收和散射所致。氣溶膠對光的衰減作用常用氣溶膠光學(xué)厚度（aerosol opt

66、ical depth, AOD）來表示。,二、大氣污染對健康的間接危害,ABC熱點(diǎn)區(qū)是指年平均人為AOD超過0.3，且吸收性氣溶膠對氣溶膠光學(xué)厚度的貢獻(xiàn)超過10%的地區(qū)。世界目前有五大ABC熱點(diǎn)區(qū)，包括東亞、南亞的印度中央平原、東南亞、南部非洲以及亞馬孫流域。世界上還有13座“超大城市”被確認(rèn)為棕色云團(tuán)熱點(diǎn)城市。它們是泰國曼谷、埃及開羅、孟加拉國達(dá)卡、巴基斯坦卡拉奇、伊朗德黑蘭、尼日利亞拉各斯、韓國首爾、印度的加爾各答、新德里和孟買

67、，以及我國的北京、上海和深圳。,二、大氣污染對健康的間接危害,ABC的多種組分對人群健康可直接產(chǎn)生不良影響。ABC中的顆粒物可吸收太陽的直射或散射光，影響紫外線的生物學(xué)活性。因此，在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，兒童佝僂病的發(fā)病率較高，某些通過空氣傳播的疾病易于流行。大氣污染還能降低大氣能見度，使交通事故增加。ABC的組分不僅會直接影響人體健康，還會影響世界的水資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)，威脅人類的生存環(huán)境。,二、大氣污染對健康的間接危害,三

68、、我國的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),我國大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制訂的歷史,1950年，我國翻譯和介紹了前蘇聯(lián)的《蘇聯(lián)工廠設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，并以此為基礎(chǔ)于1956年制訂了《工業(yè)企業(yè)設(shè)計暫行衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)是我國第一部涉及大氣環(huán)境質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)最高容許濃度19項。經(jīng)試用、修改后于1962年正式頒布《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。1979年，我國對《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了修訂，將居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)最高容許濃度項目增加到了34項。在標(biāo)準(zhǔn)