1、會計學1溫計溫計Hg大氣污染的主要來源及主要污大氣污染的主要來源及主要污染物染物 Content Section 1 atmospheric characters and hygiene meaning Section 2 atmospheric pollution and pollutant transformationSection 3 the effect of atmospheric pollution on human healthSection 4 the effects of main atmospheric pollutants on human healthSection 5

2、 atmospheric hygiene standardSection 6 investigation and monitoring of healthy effectsSection 7 protecting measures of atmospheric hygieneSection 8 hygiene supervise and management of atmospheric pollution第1頁/共106頁（一）按氣溫的垂直變化特點可將大氣圈分為5層一、大氣圈和大氣垂直結構大氣圈：厚度2000-3000Km以上1.對 流 層(10-16Km) 3)重量，3/44)氣象變化的主

3、要發生層2)h ，t1)氣溫水平，垂直運動第2頁/共106頁大氣的結構（按溫度變化分五個圈層）500Km80Km50Km10-16Km地表 外大氣層（逸散層）熱層中間層平流層對流層第3頁/共106頁大氣的結構（按溫度變化分五個圈層）2.平流層：(16-55Km)上層：(30 -35Km)h，t同溫層：(800Km)：空氣稀薄第4頁/共106頁大氣圈其它分層方法（二）按大氣的電離狀態分為2層非均質層90Km均質層90Km（三）按大氣的化學成分分為2層非電離層60Km第5頁/共106頁第6頁/共106頁第7頁/共106頁第8頁/共106頁陽正離子陰負離子輕陽離子n+輕陰離子n-重陽離子N+重陰離子

4、N-10-15中性分子吸附SS、H2O氣體分子第9頁/共106頁大氣污染(atmospheric pollution)： 大氣環境中，當污染物的量超過大氣的自凈能力，污染物濃度超出大氣衛生標準的要求，對人們的健康造成直接或間接甚至潛在的影響或危害時，稱之為大氣污染。一、大氣污染來源1.按污染物成因分天然來源：火山爆發、森林火災，etc。人為來源：由人類從事生產、生活活動產生。第10頁/共106頁2.按排放方式分類大氣污染來源（按污染物成因分）有組織排放：煙囪、排氣筒無組織排放：廢氣外泄3.按排出物來源分當地污染源遠距離輸送第11頁/共106頁大氣污染的主要來源及主要污染物 二者相比，人為污染的

5、來源更多，范圍更廣，因此，這里主要敘述人為活動引起的大氣污染：（一）工業企業大氣污染主要來源：1)燃料燃燒 SO22)生產過程中排出的污染物：磷肥 HF， 溫度計 Hg 第12頁/共106頁第13頁/共106頁大氣污染的主要來源及主要污染物（二）生活爐灶和采暖鍋爐 濃煙（三）交通運輸：汽車廢氣（尾氣） CO、NOx、 CH，etc。（四）其他：地面揚塵 北京 沙塵暴意外事故等第14頁/共106頁第15頁/共106頁氣態污染物顆粒性污染物 大氣污染物的種類及其存在形式 二、大氣污染物的種類及其存在形式l 大氣污染物按其屬性可分為化學性大氣污染物物理性大氣污染物生物性大氣污染物l 大氣污染物按其存

6、在狀態可分為第16頁/共106頁大氣污染物的種類及其存在形式l 大氣污染物按其形成過程可分為一次污染物：從各種污染排放源排出的氣體、蒸汽、顆粒物，如SO2、CO、NO，etc。二次污染物：常見有硫酸、臭氧、醛類、PANs。第17頁/共106頁l 包括氣體和蒸汽。l 氣體是某些物質在常溫、常壓下所形成的氣態形式。l 蒸汽是某些固態或液態物質受熱后，引起固體升華或液體揮發而形成的氣態物質。第18頁/共106頁l 空氣動力學等效直徑（Dp） 在氣流中，如果所研究的顆粒物（任意密度和形狀）與一個單位密度的球形顆粒物的空氣動力學效應相同，則這個球形顆粒物的直徑就定義為所研究顆粒物的Dp?？砂碊p大小對顆

7、粒性污染物進行分類。l 按其形式來源分塵(fume)煙(smoke)霧(flog)第19頁/共106頁總懸浮顆粒物 Dp100um total suspended particulates TSP 可吸入顆粒物 Dp10um inhalabal particulates IP particulate matter PM10 細粒子 Dp2.5umfine particle particulate matter PM2.5 包括液體、固體或者液體和固體結合 存在的，并懸浮在空氣介質中的顆粒。 能進入人體呼吸道 ，且能長期漂浮于 空氣中， 也稱飄塵（suspended dusts）。 在空氣中懸浮

8、的時間更長。 對健康的危害極大。 （1）易進入深部呼吸道；（2）易進入血液；（3）易吸附其他毒物。第20頁/共106頁第21頁/共106頁HH煙波中心軸He煙波著陸點L=1020He ； Cmax 1/He2 第22頁/共106頁擴散充分；第23頁/共106頁第24頁/共106頁第25頁/共106頁第26頁/共106頁第27頁/共106頁第28頁/共106頁第29頁/共106頁一、大氣污染物進入人體的途徑1.經呼吸道進入特異性免疫指標：IgG、IgM、IgE 、IgA，etc。非特異性免疫指標：溶菌酶2.經消化道進入3.經粘膜、皮膚進入機體第30頁/共106頁鼻呼吸道咽喉氣管 主支氣管 肺內各

9、級支氣管上呼吸道下呼吸道 肺泡氣體交換大氣污染物進入人體的途徑（一）大氣污染物進入人體的途徑：主要通過呼吸道進入人體第31頁/共106頁上呼吸道 1 鼻毛阻擋 2 鼻腔分泌溶菌酶下呼吸道（1） 1、纖毛粘液 系統清除2、環狀肌肉層平滑肌收縮下呼吸道（2）吞噬細胞的吞噬作用第32頁/共106頁異常天氣生產事故 BaP、砷肺癌大氣污染對健康的直接危害二、大氣污染對健康的直接危害直接危害急性危害慢性危害致癌作用大氣污染物的濃度在短期內急劇高，使周圍人群吸入大量污染物所造成的危害。大氣污染物低濃度、長期、反復作用于機體造成的危害。 第33頁/共106頁大氣污染造成急性中毒的主要類型 煙霧事件生產事故煤

10、煙型煙霧事件 （coal smog） 光化學型煙霧事件 (photochemical smog）1.急性危害第34頁/共106頁l 煤煙型煙霧事件：由于煤煙和工業廢氣大量排入大氣且得不到充分擴散而引起的。l 著名的煤煙型煙霧事件（1）馬斯河谷煙霧事件（2）多諾拉事件（3）倫敦煙霧事件第35頁/共106頁 第36頁/共106頁i)易感人群：老年人、嬰幼兒及心肺疾病患者l 煤煙型煙霧事件的特征a)污染物來源：煤炭燃燒b)主要污染物：顆粒物，SO2、硫酸霧c)氣象條件：氣溫低、氣壓高、風速低、溫度大d)季節：寒冷季節（冬季）e)發生時間：早晨f)逆溫類型：輻射逆溫g)地形：河谷盆地h)癥狀：氣管炎、

11、支氣管炎、心臟病，etc （倫敦） （還原型） 第37頁/共106頁l 光化學煙霧事件(photochemical smog)：是由于汽車尾氣中的氮氧化物(NOx)和碳氫化合物(HCs)在陽光紫外線的照射下，經過一系列的光化學反應，生成的刺激性很強的淺藍色的混合煙霧所致，屬于二次污染物。第38頁/共106頁第39頁/共106頁NOx HCsUV淺藍色混和煙霧O3(85%)過氧酰基硝酸酯(10%) 其它(5)主要為過氧乙酰硝酸酯 醛類、酮類、過氧化氫等 第40頁/共106頁1.光化學煙霧的主要成分光化學煙霧的主要成分及來源 主要成分：O3 、醛類和各種過氧?；跛狨?PANs)光化學氧化物(ph

12、otochemical oxidants)、酮類、醇類etc。其中PANs包括PPN（過氧丙酰硝酸酯）、PBN（氧苯酰硝酸酯）和PAN（過氧乙酰硝酸酯）。光化學煙霧為氧化劑。2.來源汽車尾氣 NOx、CH、etc。第41頁/共106頁3.形成條件 1)NOx和HC等一次污染物在大氣中同時存在，且達到一定濃度； 2)有足夠強度的太陽輻射 多發生在夏、秋季，中午前后（日光強烈，高溫，無風情況下）； 3)需要有不利于光化學物質擴散的地理條件和氣象條件：河谷、盆地、大氣穩定、無風、濕度小。4.形成過程（或形成機制） 其形成過程極其復雜，通過模擬試驗初步確定大約有242種鏈式反應，大體可歸納為以下幾個主

13、要反應過程：第42頁/共106頁(1) 起始階段(initiating stage)引發反應O3+O NO2 + h NO + O； O + O2 + M O3 + M NO + O3 NO2 + O2(2) 自由基生成階段連鎖反應 HC + O 2RO2 ；HC + O3 RO2 HC + HO 2RO2(3) 自由基傳遞階段RO2 + NO NO2 + RCHO + HO2 HO2 + NO NO2 + HO RCHO + h RO2 + HO2 + CO R(CO)O2 + NO NO2 + RO2 + CO2第43頁/共106頁(4) 自由基減少階段終止反應 HO + NO2 HNO3

14、；HO + NO HNO2 R(CO)O2 + NO R(CO)O2NO2 (PANs) HNO2 + h HO + NO R(CO)O2NO2 R(CO)O2 + NO2另外：SO2 SO3 H2SO4 + SO42-第44頁/共106頁l 光化學型煙霧事件的特征a)污染物來源：汽車尾氣光化學作用強氧化型煙霧b)主要污染物：HCs、NOx、SO2、CO、PANsc)氣象條件：氣溫高、晴朗、紫外線強d)季節：夏、秋季，白天e)發生時間：中午或午后f)逆溫類型：下沉逆溫g)地形、區域：南北緯度60度以下的地區h)癥狀：心臟病、肺部疾患i)易感人群：心、肺疾病患者（洛杉磯） （氧化型）第45頁/共

15、106頁l 對眼睛具有強烈的刺激作用； 主為PAN為極強的催淚劑（催淚作用：PBNPANHCHO）l 對呼吸道強烈刺激作用；l 抑制免疫系統；l 致敏反應；l 加速衰老；l 組織缺氧。第46頁/共106頁特點特點煤煙型煙霧煤煙型煙霧事件事件光化學型煙霧光化學型煙霧 事件事件污染物氣象條件地點特征癥狀特征煤炭的燃燒產物、生產廢氣氣溫低、氣壓高、風速很低、濕度大、有霧、有逆溫產生河谷盆地易發生呼吸道刺激癥狀眼睛及呼吸道刺激癥狀汽車尾氣氣溫高、天氣晴 朗、紫外線強烈，逆溫產生多發生在南北緯600以下的地區大城市多發(23)第47頁/共106頁2.生產事故1)印度博帕爾毒氣泄漏事件a)來源：異氰酸甲酯

16、b)癥狀：呼吸道癥狀c)原因：技術、設備、管理等問題2)前蘇聯切爾諾貝利核電站爆炸癌癥發病率上升第48頁/共106頁第49頁/共106頁后果：當場死亡2人,204人受傷,13.5萬人被迫疏散；目前有250萬核輻射受害者處于醫療監督之下。核輻射導致甲狀腺癌的發病率增加了10倍多，環境中的放射性物質仍然存在。原因：操作失誤第50頁/共106頁第51頁/共106頁后果：十多人死亡或受傷，十五萬人被疏散原因：設備陳舊，違規操作第52頁/共106頁公害事件：四日市哮喘事件慢性阻塞性肺部疾患 (chronic obstructive pulmonary disease COPD)機體免疫功能下降唾液溶菌酶

17、，SIgA慢性氟中毒2.慢性危害（1）長期刺激作用產生炎癥（2）心血管疾?。?）機體免疫功能下降（4）變態反應（5）慢性化學中毒第53頁/共106頁 COPD(chronic obstructive pulmonary ,慢性阻塞性肺部疾患）：呼吸道炎癥的反復發作，使支氣管上皮的分泌物大量排出，內膜增厚，產生痙攣，并有瘢痕壓迫，造成氣道狹窄，氣道阻力增加，形成綜合性疾病，稱為COPD。它是慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫三種疾病的統稱。第54頁/共106頁三、大氣污染對健康的間接危害 間接危害 臭氧層破壞 （Ozone depletion)全球氣候變暖-溫室效應 （Greenhouse eff

18、ect）酸雨（Acid rain)影響小氣候和太陽輻射其它第55頁/共106頁CO2的原因？大量燃料燃燒 大面積森林砍伐 （一） 全球氣候變暖1.溫室效應(greenhouse effect) ： 大氣中的CO2吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現象稱為溫室效應。 能夠引起溫室效應的氣體，稱為溫室氣體：CO2、CH4、N2O、O3、CFCs（氯氟烴）etc。第56頁/共106頁全球平均降水量增加，陸地面積縮小酸雨、酸霧形成加劇等生物多樣性銳減l 全球氣候變暖 l 全球海平面變化 l 生態系統變化 第57頁/共106頁病原微生物繁殖改變生物傳媒和病原體的地

19、理分布原始病毒從冰川融化而進入環境炎熱地區、炎熱季節：死亡率寒冷地區、寒冷季節：死亡率l 對發病率的影響l 對死亡率的影響第58頁/共106頁2)提高能源的使用效率:能源利用率中國30%,日本57%,美國51%1)努力控制能源的消費規模，發展節能式的生產規模；加強森林植被保護開發利用新能源l 其它新策略l 綠色對策l 能源對策第59頁/共106頁1986年，美國南極考察隊證實臭氧層空洞存在； 1987年，西德考察隊在北極上空發現臭氧層空洞；第60頁/共106頁二）臭氧層破壞1.O3層位于地球表面約2050Km平流層中。 動態平衡：O2 UV O + O 180-240nm O2 + O + M

20、 O3 + M（激態） 在平流層中O3的產生 O3 UV O2 + O 200-320nm 紫外線（400nm）：UV-A 320400nm UV-B 275320nm 可被O3層中O3幾乎全吸收，保護地球上生命物質 UV-C 200275nm第61頁/共106頁 對流層中：NO2可吸收小于420nm波長的光而發生光解：NO2+hvNO+O；O+O2+MO3+M這是大氣中唯一已知O2的人為來源。 但是，由于平流層的O3有時可下降至對流層，然而對流層中O3卻不能上升到平流層，故平流層O3一旦減少，致使平流層吸收UV的能力減少，到達地球表面的UV輻射就增加。E.g 1985年英國南極考察隊在南極上

21、空發現了臭氧層空洞，其面積有整個美國那么大。第62頁/共106頁 對于臭氧層耗減現象，學者們提出了種種假說，主要有：鹵化碳化學理論，太陽周期活動理論和動力學理論。其中鹵化碳化學理論為大多數科學家所接受-O3層遭到破壞的主要原因是由于人類大量使用含氯氟烴(chlorofluorocarbons, CFCs)和溴代氟烴（哈龍）所造成。第63頁/共106頁(1)含氯氟烴(CCL3F)亦稱“氟里昂”(freon，制冷劑、 噴霧劑、發泡劑、溶劑、洗劑、氟樹脂原料)的排放，etc。UVB或UVC 主要為CCL3F 或CCL2F2 平流層中，每一個游離氯原子在移出之前可以與數千個臭氧分子反應！ 第64頁/共

22、106頁(2)溴化氟烴（哈龍，Halons滅火劑、熏蒸劑，為游離Br與Cl結合具協同作用）類的排放。(3)廢氣排放(4)含氮化肥排放廢氣 NO、N2O第65頁/共106頁第66頁/共106頁 3. O3層破壞對人體健康的影響預測(1) 皮膚癌BCC、SCC、CM三類皮膚癌(2) 呼吸道及眼部損傷（因大氣光化學氧劑增加）(3) 對其他生物的活動影響（浮游生物）第67頁/共106頁4. 對策 (1) 凍結和削減CFC及哈龍的生產量。 (2) 減少CFC等物質的排放量：將生產中用過的CFC回收，經凈化處理后繼續使用，如制泡沫塑料用CFC等作發泡劑時，收集用過了的CFC，經活性炭過濾，再生使用，可以減

23、少50%的CFC損失，循環使用CFC可大大減少排放量。第68頁/共106頁 (3) 積極尋找CFC的代用品。原則：CFC的代用品要求性能至少與CFC相當，而對臭氧層的破壞作用很小。 a) CFC的代用品分子中盡量減少氯和溴原子； b) 把氯原子盡量加到CFC中去，但分子中加太多的氫，會使分子具有易燃性； c) 研究更新的化合物如各種碳鏈上加入O、N、Si等，使分子易分解。第69頁/共106頁 (4) 研究新的無氟制冰原理-如磁制冷技術、氣體制冷技術、熱電制冷技術、吸收或吸附制冷技術等。(5) 繼續研究臭氧層。第70頁/共106頁1985年 保護臭氧層維也納公約1987年 破壞臭氧層物質的蒙特利爾議定書1989年 中國加入保護臭氧層維也納公約 1990年 修訂破壞臭氧層物質的蒙特利爾 議定書，增加受控物質 1991年 中國宣布加入修訂后的破壞臭氧層 物質的蒙特利爾議定書第71頁/共106頁（三）酸雨1.定義：通常是指pH小于5.65的酸性降水。包括雨、 雪、霧等。2.反應機理： 1)催化氧化過程：SO2 O SO3 O H2SO4 SO42- NOX 催化劑 HNO3 NO3- 2)光化學氧化反應：SO2 hv 激發 O3 H2SO4 SO42- NO M+ HNO3 NO3-3.對人類生態系統的影響 1)對水體生態環境影響影響魚類的繁殖，使魚群密度降低，甚至滅種2)對土壤 、