環(huán)境與健康主講：孔凡美山東農業(yè)大學資環(huán)學院fmkong@第二章大氣環(huán)境與健康

第一節(jié)大氣第二節(jié)大氣污染及污染物第三節(jié)大氣污染與人體健康第四節(jié)大氣主要污染物對健康的危害第五節(jié)大氣衛(wèi)生防護措施本章學習目標1、了解大氣的垂直構造及其與健康的關系2、掌握生活居住環(huán)境中主要的大氣污染源、污染物和影響大氣中污染物濃度的因素本章學習目標3、熟悉顆粒物、多環(huán)芳烴、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物以及鉛對居民健康的影響及主要防治措施4、了解大氣污染對健康的間接影響本章重點和難點本章重點：大氣中主要污染物的來源、歸宿及其對健康的危害難點：大氣環(huán)境主要污染物的轉移和歸宿，影響大氣污染物濃度的主要因素第一節(jié)大氣一、大氣圈及其垂直結構二、大氣與人體健康

大氣圈是指包圍在地球表面，并隨地球旋轉的很厚的空氣層，厚約2000～3000km以上，沒有明顯的上界。一、大氣圈及其垂直結構**大氣圈的垂直結構按氣溫的垂直變化特點分層：對流層、平流層、中間層（上界為80km左右）、熱層（上界約500km）、外大氣層（無明顯上界）（一）對流層平均厚11～12km（赤道處16km，兩極8km）氣溫遞減（0.65℃/100m，對流與天氣現象）大氣污染物、水蒸氣、煙塵和微生物絕大多數在此層活動與人類關系最為密切（二）平流層上界約50km，<22km溫度恒定（55℃）氣流水平運動為主臭氧層：25～35km處厚約20km二、大氣與人體健康一）大氣的化學組成與人體健康大氣的化學組成：

N2:78.09%;O2：20.95％；CO2：0.03％，惰性氣體0.93％（氖、氦、氪、氙等）水蒸氣氧氣和二氧化碳

人和動物氣體代謝和物質代謝的基礎二氧化碳：重要的溫室氣體，維持大氣層溫度溫室效應氮氣:稀釋氧氣達到生物所需的適宜濃度；合成氨，植物吸收固定、進入人體合成蛋白質水蒸氣:云、霧、雪、雨、霜、露等形成，并能影響地表溫度水蒸氣是大氣降水形成的重要因素呼吸：1萬升/人·天，約13.6kg

大約為進食量的10倍，飲水量的3倍。人可以幾周不進食，幾天不喝水，但幾分鐘不呼吸就會危及生命二）大氣的物理性狀與人體健康1、太陽輻射地表光、熱源泉，天氣現象動力輻射組成？紫外線：具有色素沉著、紅斑、抗佝僂病、殺菌和免疫增強作用；過強會引起日光性皮炎和光電性眼炎，甚至皮膚癌。可見光：綜合作用于機體的高級神經系統，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，是生物生存的必要條件紅外線：熱效應適量紅外線可以促進人體新陳代謝和細胞增生，具有消炎和鎮(zhèn)靜作用。過強可引起日射病和紅外線白內障2、氣象因素與太陽輻射綜合作用調節(jié):冷熱感覺、體溫、心血管功能、神經功能、免疫功能和新陳代謝功能（1）天氣與氣候對健康的影響①溫度直接影響思維18℃：人的思維最為活躍，>27℃：煩躁不安、精神倦怠<10℃：精神萎靡不振②氣壓變化與人的精神和疾病關系密切國外有研究表明，犯罪事件發(fā)生在大氣壓低于730mm汞柱的占很大比例。低氣壓會使人煩躁、郁悶③物理特性對人體生理功能的直接影響如冷鋒來臨：寒冷刺激器官充血，引起心動過速，血壓升高、引起頭痛或偏頭痛；環(huán)境高溫引起熱致疾病

天氣的變化常加重某些疾病支氣管哮喘:雷雨、日溫差大，風濕性關節(jié)炎、哮喘、胃潰瘍和偏頭痛又：水土適應或氣候習服，是人在某種氣候條件下生活和工作一段時間后，產生對這種氣候的適應能力和適應反應，包括生理、行為、形態(tài)和遺傳方面的適應性反應1歲以前和老年人的適應性較差，10歲以后逐步增強，40歲以后逐步減弱**（2）、氣候適應3、空氣離子化空氣中性分子電離形成陽離子和陰離子（強烈物理作用）陰離子：鎮(zhèn)靜、止汗、止癢、催眠、利尿、降低血壓、增進食欲、集中注意力、提高工作效率的良好作用陽離子相反小鼠試驗空氣中的負離子含量：10~105/cm3高含量：

低含量：地下商場、火車站候車室、居民住宅區(qū)

全球每年由于城市空氣污染造成大約80萬人死亡。亞洲地區(qū)每年因大氣污染造成48.7萬多人死亡。中國每年因城市大氣污染而造成的呼吸系統門診病例35萬人，急診病例680萬人，大氣污染造成的環(huán)境與健康損失占中國GDP的7%一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀，可以導致一個月后德克薩斯州的一場龍卷風，這是氣候學的“蝴蝶效應”理論。這一連鎖理論的現實版：在常年積雪、海拔6000米之上的珠穆朗瑪峰上，竟能檢測出DDT、六六六等20年前就被禁用的農藥。

第二節(jié)大氣污染及污染物

一、大氣污染物二、影響大氣污染物濃度的因素三、大氣污染物的轉移和歸宿一、大氣污染物**（一）大氣污染物的分類對人類有害的污染物：約1000余種1、物理性污染物：如噪聲、電輻射等輻射2、化學性污染物：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氫、碳氫化合物、臭氧等。

種類最多，污染范圍最廣3、生物性（經空氣傳播的病原微生物和植物花粉）化學污染（二）大氣污染物的存在形式**形式：氣態(tài)（氣體和蒸氣）、顆粒物1、氣態(tài)：二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、硫化氫、氨氣

蒸氣：固態(tài)或液態(tài)物質升華揮發(fā)形成的如汞蒸氣、苯蒸氣等2、顆粒物

粒徑小于100um兩類：固體、液體懸浮在空氣中以氣溶膠的形式存在（三）大氣污染物的來源兩大類源：自然污染和人為污染1、自然污染：火山爆發(fā)、森林火災和風暴等，（多為一時性，影響很局限）自然污染和人為污染1）、生產性污染源**2、人為污染源：A、工礦企業(yè)污染源（主要）：燃料的燃燒和工業(yè)生產過程B、農業(yè)生產中化肥使用、農藥噴灑及秸稈的燃燒（1）燃料的燃燒煤：目前我國的主要工業(yè)燃料.

火力發(fā)電廠、冶金、化工、機械、輕工和建材等。石油生物材料主要大氣污染物：煙塵、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、烴類和重金屬氧化物

成分影響因素：燃料所含雜質和含量燃燒狀態(tài)原料種類及其利用方式加工工藝（2）、生產過程的排放①有組織排放：排放集中并有一定的高度，便于控制②無組織排放：排放高度低，沿地面擴散，對附近地區(qū)危害大，難以控制。（3）排放方式生活爐灶和采暖鍋爐：煙塵、廢氣

燃燒設備效率低，燃燒不完全無煙囪或煙囪高度低居民區(qū)大氣污染的主要來源取暖鍋爐:二氧化硫60kg、一氧化碳22.7kg、二氧化氮3.6kg、碳氫化合物5kg、灰塵11kg/噸煤。2）、生活性污染源

3）、交通性污染源流動性污染源：汽車、飛機火車、輪船和摩托車污染物：氮氧化合物、一氧化碳、多環(huán)芳烴和醛類特點：污染范圍與流動路線有關。地面塵土及土壤固體廢棄物被風吹起：

鉛及農藥等化學性污染物及結核菌和糞鏈球菌等生物性污染物轉入大氣水體和土壤中的揮發(fā)性物質車輛輪胎與瀝青路面摩擦產生多環(huán)芳烴和石棉4）、由其它環(huán)境介質轉入和二次污染二次污染：大氣污染物沉降入土壤和水體中后再次進入大氣；一次污染物經一系列反應形成另外一種污染物如汽車尾氣排放的鉛塵，氮氧化合物

意外事故：如工廠爆炸、火災、化學或核戰(zhàn)爭，火葬場、垃圾及其它污物焚燒爐等5）、其它（一）與污染源有關的因素**二、影響大氣污染物濃度的因素1、排放量：決定大氣污染的最基本因素排放量的影響因素燃料燃燒：燃料種類、消耗量、燃燒方式、燃燒是否充分工礦企業(yè)：企業(yè)數量、生產性質及規(guī)模、工藝流程、凈化設備及其效率煙波著陸點：有組織排放時，煙氣自煙囪排出后，向下風側逐漸擴散稀釋后接觸地面的點有害氣體:煙囪高度的10～20倍顆粒物?2、與污染源的距離3、排放高度排放高度：煙囪本身的高度與煙氣上升高度之和，也稱有效高度排放高度增加一倍，煙波著陸點處污染物濃度降3/4排放高度的影響（二）、氣象因素1、氣流：風、湍流

決定大氣污染物的擴散風：空氣的水平運動風向：主要擴散方向風速：決定污染物的稀釋程度和擴散范圍湍流：空氣的不規(guī)則運動

與垂直溫度遞減率、風速、地面起伏程度有關湍流與污染物的稀釋和擴散2、氣溫：影響氣體的垂直運動，從而影響污染的稀釋和擴散逆溫層的影響**逆溫層：大氣溫度隨著距離地面高度的增加而增加的現象稱為逆溫，出現逆溫的大氣層稱為逆溫層逆溫層大氣極為穩(wěn)定，污染物被逆溫層蓋住不能擴散，造成近地面大氣的嚴重污染3、氣壓：與海拔高度、地理緯度和空氣溫度等有關地面受低壓控制：四周高壓氣團流向中央，中心氣流上升，大風和多云天氣，大氣中性或不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于污染物的稀釋和擴散。地面受高壓控制：天氣清朗，風速小，出現逆溫層，阻止污染物向上擴散4、氣濕

氣濕大，則大氣顆粒物因吸水而重量加大，運動減慢，氣溫低時還易形成霧，影響污染物擴散。濕度增加有利于形成酸雨。影響局部氣象條件，從而影響大氣污染物的稀釋和擴散（三）地形1、山地和谷地白天山坡因為日照升溫，山坡空氣上升，形成谷風，有利于山坡上污染物擴散，減輕谷地污染夜晚，山坡地面輻射散熱快，空氣沿山坡下滑，形成山風，并形成逆溫。污染物壓在谷底，不能擴散城市高大建筑物的峽谷效應陸地溫度高形成海風，晚上形成陸風2、海濱和陸地3、城市熱島城市人口密集猶如熱島，熱空氣上升，郊區(qū)冷空氣補充，引起郊區(qū)污染物污染城市**三、大氣污染物的轉移和歸宿

自凈作用：大氣中的污染物在物理化學和生物的作用下逐步減少到無害程度或消失的過程擴散和沉降：主要凈化方式，稀釋和轉移污染物化學作用：氧化反應和中和作用，CO轉化成CO2植物吸收：二氧化碳、二氧化硫、氟化物、二氧化氮、臭氧、醛、酮、醚、酚，汞蒸氣、鉛蒸氣等**

大氣自凈作用的形式二氧化碳：每公頃闊葉林在生長季節(jié)每天能夠吸收二氧化碳1噸，釋放氧氣730公斤；每個人每天消耗氧氣0.75公斤，呼出二氧化碳0.9kg合歡二氧化硫1公頃15年生的側柏每天能夠吸收1.52kg，表面粉塵吸附0.43kg加拿大楊懸鈴木垂柳、茶樹、女貞、木槿、洋槐、榆樹、烏桕生長在高氟地區(qū)的茶樹體內含氟量可達到1309mg/kg氟二、轉移向下風側向平流層：氯氟烴，甲烷和二氧化碳等向其他環(huán)境：如水體、土壤三、轉化成二次污染物從污染源直接排出的污染物為一次污染物它們在大氣中受到化學