研辅大气卫生大气污染

1、环 境 卫 生 学,内蒙古医学院公共卫生学院,第三章 大气卫生 atmosphere hygiene,教学要求 掌握 1.大气的垂直结构及卫生学意义；2.紫外线的生物学效应和卫生学意义；3.煤烟型烟雾事件与光化学烟雾事件的特点和区别；4.TSP、PM10、一次污染物、二次污染物、大气圈、气溶胶、逆温、大气污染，温室效应、酸雨；5.大气污染物对健康的直接危害； 熟悉 1.红外线的生物学效应和卫生学意义；2.大气污染物对健康的间接危害；3.大气污染来源、污染物分类、,主要参考资料,杨克敌主编.环境卫生学蔡宏道主编. 现代环境卫生学.,（）空气离子化的转归, 中和成中性气体分子 形成轻离子（Light ions）n- 或n，带电荷正、负离子与315个中性分子吸附 形成重离子（Heavy ions） N- 或N （轻离子 +尘埃、水滴）,（3）空气离子的生物学效应,B 空气重、轻离子的比例与生物学效应 各国尚无统一空气离子化的卫生标准， 空气中重、轻离子的比例，可作为衡量空气清洁新鲜程度的标志和评价环境空气质量的参考指标之一。我国的要求：清洁空气中:负离子数目103个/cm3以上，重、轻离子比

2、值应小于50。,空气轻、重离子卫生学评价指标,（1）空气离子数,居室中负离子1000个/cm3,（2）重、轻离子比,（3）单极系数,（N+N）,（n+ + n- ）,50时，为清洁空气,Q= 或 或,一般认为Q1时，才能给人以舒适感,n N (N+n+) n N (Nn),（4）负离子作用（The biological effects of air anions）,调节中枢神经的兴奋和抑制功能，缩短感觉时值和运动时值。 刺激骨髓造血功能，使异常血液成分趋于正常。 降低血压。 改善肺的换气功能，促进气管纤毛颤动。 促进组织细胞生物氧化、还原过程。,4）负离子能使缺氧条件下机体存活率和存活时间明显提高和延长，使有效意识时间延长；负离子有增进内耳供氧提高听力的效应； 5）负离子可使环磷酰胺所致的中性白细胞吞噬指数、白细胞 总数、E-玫瑰花结率、血清容酶菌活性等低下的状态得到改善和恢复； 6）负离子有加强运动中糖代谢有氧分解、改善心肌供氧和肺通气功能的作用； 7）负离子对线粒体的面密度有减轻增大和恢复正常的作用对线粒体功能恢复肯定有益； 8）负离子作用于嗅觉系统及血液氧分压的变化进而影响大脑功

3、能 ； 9）负离子可明显缩短视觉运动反应时、减轻学生学习疲劳、提高大脑工作能力，改善脑功能作用。,第二节 大气污染与大气污染物的转归(atmospheric pollution andtransformation of the pollutant,一 大气污染的来源,大气污染(atmospheric pollution )：因各种人为或自然的原因，大气中混入各种污染物，其量超过了大气自净能力，致使大气原有的构成、组分、比例发生改变， 造成质量恶化，对 居民健康和生活造 成了危害，对动植 物产生不良影响的 空气状况。,大气污染包括天然污染和人为污染两大类。人为污染的污染物种类繁多、范围较广，为主要研究内容。1、室外空气污染来源 2、室内空气污染的来源,一 大气污染的来源,室外空气污染的来源,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, 燃料的燃烧：是大气污染最主要来源； 生产过程中的排放。,一 大气污染的来源,(一)工农业生产业,燃料的燃烧是大气污染的主要来源： 煤：工业用量占总量的70%，主要杂质：硫化物及氟、砷、钙、铁、镉等化合物。 石油：主要杂质为硫化物、氮化物。

4、 燃料完全燃烧时的主要污染物：CO2、SO2、NO2、水汽和灰分。 燃料不完全燃烧时的主要污染物：CO、硫氧化物、氮氧化物、醛类、碳粒、多环芳烃等。,一 大气污染的来源,(二)生活炉灶和采暖炉灶的排放,一 大气污染的来源,(三)交通运输废气和尾气的排放,一 大气污染的来源,(四) 其他来源,室内空气污染的来源,人类活动 燃料燃烧及加热 建筑材料和装饰材料 家用电器的电磁辐射 室外来源,人类活动,燃料燃烧及加热,建筑材料及装饰材料,室外来源,家用电器,二 大气污染物的种类,物理性污染物 生物性污染物 化学性污染物,按属性分类,二 大气污染物的种类,按存在形态分类气态污染物颗粒性污染物, 气态污染物,包括气体和蒸汽。 气体是某些物质在常温、常压下所形成的气态形式。 蒸汽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。, 颗粒污染物,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。,2）根据颗粒物的形成机制及其物理

5、形态，又可将其分为烟、雾、尘等,表 颗粒物的形成机制及其物理性质特征,总悬浮颗粒物 Dp100um,total suspended particulates, TSP,可吸入颗粒物 Dp10um,inhalabal particulates IP particulate matter PM10,细粒子 Dp2.5um,fine particle; fine particulate matter PM2.5.,（1）易进入深部呼吸道；（2）易进入血液； （3）易吸附其他毒物。,在空气中悬浮的时间更长。 对健康的危害极大。,能进入人体呼吸道,且能长期漂浮于空气中,也称飘尘（suspended dusts）,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。,超细粒子 Dp0.1um,ultrafine particle; ultrafine particulate matter PM0.1.,多见于二次污染物,5 m的多滞留在上部气道，对黏膜有刺激 腐蚀作用，产生慢性鼻咽炎、支气管炎 5 m的多滞留在细支气管和肺泡，与NO2协同致支气管和肺泡炎症。长期COPD PM2.5

6、 滞留在终末细支气管和肺泡。“载体”作用对肺部造成损害； 1 m的在肺泡沉积率最高； 0.4 m的颗粒能较自由进入肺泡并随呼气排出体外，故沉积较少。,不同粒径可吸入颗粒物滞留部位与危害,二 大气污染物的种类,按形成过程分类,一次污染物二次污染物,一次污染物 Primary pollutant: 直接来源于污染源的污染物；由污染源直接排入大气环境中，其物理和化学性质未发生变化的污染物。,二次污染物 Secondary pollutant：排入大气的一次污染物 在大气中污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化，或与环境中的其它物质发生反应所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，称为二次污染物。 SO3、H2SO4、NO2、HNO3、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯等。,三 影响大气中污染物浓度的因素,（一）污染物的排放情况,（二）区域的气象因素,（三）区域的地形,三 影响大气中污染物浓度的因素,（一）污染物的排放情况污染物的排放量与排放源的距离 污染物排放源口的高度,（一）污染源的排放情况 （1）排放量: 污染物的排放量是决定大气污染程度的最基本的因素。 （2）与污染源的距离: 有

7、组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧逐渐扩散稀释，然后接触地面，接触地面的点被称为烟波着陆点。,（3）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，即烟囱本身的高度和烟气抬升高度之和，用烟波中心轴到地面的距离表示。 在其它条件相同时，排出高度越高，烟波断面越大，污染物的稀释程度就越大，烟波着陆点的浓度就越低。,大气污染物排出高度图,三 影响大气中污染物浓度的因素,（二）区域的气象因素风和湍流温度层结-大气温度的垂直梯度气温的垂直分布逆温类型大气的稳定度气压气湿,（二）气象因素 （1）风和湍流：一般将空气的水平运动称为风。风速时大时小，并在主导风向的下风侧上下、左右出现无规则的摆动的不规则运动称为大气湍流。 （2）温度层结：温度层结即气温的垂直梯度分布1）气温的垂直分布： 2）逆温：大气温度随着距地面高度的增加而增加的现象3）大气稳定度：大气稳定度表示气体垂直运动的程度。,（二）气象因素 （3）气压：与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关。 （4）气湿：大气中含水的程度，常用相对湿度（%）表示,（二）气象因素包含的主要要素,1、气温,表示单位：、K,K +273, 9*/5+32

8、,（1）气温的垂直分布,大气温度垂直递减率（ ） 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。,高度（Km）1815129630 -80 -60 -40 -20 0 20 40 温度（）,气温垂直分布实际情况, 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,逆温,（2）逆温的概念及成因,逆温 (temperature inversion) 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。出现逆温的气层叫逆温层 。逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下空扩散，因此可能造成高浓度污染。,（2）逆温的概念及成因,逆温 (temperature inversion) 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。出现逆温的气层叫逆温层 。逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下空扩散，因此可能造成高浓度污染。,逆温的成因及类型,a、辐射逆温：在冬季

9、无风、少云的夜晚，地面无热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量而冷却，导致下层空气降温较快，而上层空气降温较慢，形成逆温。 b、地形逆温：在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散热量大，冷却快。寒冷的空气沿山坡下层聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，谷底的暖气团上移 。山谷中就形成了上温下冷的逆温层。 c、下沉逆温：空气压缩增温而形成。上层空气下沉落入高气压团中受压变热，结果上层空气的气温高于下层、形成逆温。,（3）大气稳定度 （atmospheric stability）,气块的干绝热变化,气块干绝热垂直递减率（d）,大气中作垂直运动的气团，因向外膨胀 或受外界压力的影响产生的温度变化 。 不考虑与外界能量交换引起的温度变化,空气垂直移动过程中因气压变化 而发生温度的绝热变化。干燥空气 的d为0.986/100m，即每上升 100m，温度降低0.986。,气块干绝热变化示意图,气块,烟囱,气块,污染物是随近地面的 气块作垂直运动的,气块在作垂直运动时， 不受周围空气温度的影响,由于外界压力的影响， 使气块的膨胀与收缩会 导致气块温度变化,大气稳定度：气块垂直运动的程度。,（1）稳定状态 空气团受力移动后， 逐渐减速，并有返回 原来高度的趋势,（2）不稳定状态 空气团一离开原位就 逐渐加速运动，并有 远离起始高度的趋势,（3）中性状态 空气团被推到某一定 高度后，既不加速也 不减速,

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