第二章大气环境与健康1-2节

环境与健康主讲：孔凡美山东农业大学资环学院fmkong@第二章大气环境与健康

第一节大气第二节大气污染及污染物第三节大气污染与人体健康第四节大气主要污染物对健康的危害第五节大气卫生防护措施本章学习目标1、了解大气的垂直构造及其与健康的关系2、掌握生活居住环境中主要的大气污染源、污染物和影响大气中污染物浓度的因素本章学习目标3、熟悉颗粒物、多环芳烃、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物以及铅对居民健康的影响及主要防治措施4、了解大气污染对健康的间接影响本章重点和难点本章重点：大气中主要污染物的来源、归宿及其对健康的危害难点：大气环境主要污染物的转移和归宿，影响大气污染物浓度的主要因素第一节大气一、大气圈及其垂直结构二、大气与人体健康

大气圈是指包围在地球表面，并随地球旋转的很厚的空气层，厚约2000～3000km以上，没有明显的上界。一、大气圈及其垂直结构**大气圈的垂直结构按气温的垂直变化特点分层：对流层、平流层、中间层（上界为80km左右）、热层（上界约500km）、外大气层（无明显上界）（一）对流层平均厚11～12km（赤道处16km，两极8km）气温递减（0.65℃/100m，对流与天气现象）大气污染物、水蒸气、烟尘和微生物绝大多数在此层活动与人类关系最为密切（二）平流层上界约50km，<22km温度恒定（55℃）气流水平运动为主臭氧层：25～35km处厚约20km二、大气与人体健康一）大气的化学组成与人体健康大气的化学组成：

N2:78.09%;O2：20.95％；CO2：0.03％，惰性气体0.93％（氖、氦、氪、氙等）水蒸气氧气和二氧化碳

人和动物气体代谢和物质代谢的基础二氧化碳：重要的温室气体，维持大气层温度温室效应氮气:稀释氧气达到生物所需的适宜浓度；合成氨，植物吸收固定、进入人体合成蛋白质水蒸气:云、雾、雪、雨、霜、露等形成，并能影响地表温度水蒸气是大气降水形成的重要因素呼吸：1万升/人·天，约13.6kg

大约为进食量的10倍，饮水量的3倍。人可以几周不进食，几天不喝水，但几分钟不呼吸就会危及生命二）大气的物理性状与人体健康1、太阳辐射地表光、热源泉，天气现象动力辐射组成？紫外线：具有色素沉着、红斑、抗佝偻病、杀菌和免疫增强作用；过强会引起日光性皮炎和光电性眼炎，甚至皮肤癌。可见光：综合作用于机体的高级神经系统，能提高视觉和代谢能力，平衡兴奋和镇静作用，提高情绪与工作效率，是生物生存的必要条件红外线：热效应适量红外线可以促进人体新陈代谢和细胞增生，具有消炎和镇静作用。过强可引起日射病和红外线白内障2、气象因素与太阳辐射综合作用调节:冷热感觉、体温、心血管功能、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能（1）天气与气候对健康的影响①温度直接影响思维18℃：人的思维最为活跃，>27℃：烦躁不安、精神倦怠<10℃：精神萎靡不振②气压变化与人的精神和疾病关系密切国外有研究表明，犯罪事件发生在大气压低于730mm汞柱的占很大比例。低气压会使人烦躁、郁闷③物理特性对人体生理功能的直接影响如冷锋来临：寒冷刺激器官充血，引起心动过速，血压升高、引起头痛或偏头痛；环境高温引起热致疾病

天气的变化常加重某些疾病支气管哮喘:雷雨、日温差大，风湿性关节炎、哮喘、胃溃疡和偏头痛又：水土适应或气候习服，是人在某种气候条件下生活和工作一段时间后，产生对这种气候的适应能力和适应反应，包括生理、行为、形态和遗传方面的适应性反应1岁以前和老年人的适应性较差，10岁以后逐步增强，40岁以后逐步减弱**（2）、气候适应3、空气离子化空气中性分子电离形成阳离子和阴离子（强烈物理作用）阴离子：镇静、止汗、止痒、催眠、利尿、降低血压、增进食欲、集中注意力、提高工作效率的良好作用阳离子相反小鼠试验空气中的负离子含量：10~105/cm3高含量：

低含量：地下商场、火车站候车室、居民住宅区

全球每年由于城市空气污染造成大约80万人死亡。亚洲地区每年因大气污染造成48.7万多人死亡。中国每年因城市大气污染而造成的呼吸系统门诊病例35万人，急诊病例680万人，大气污染造成的环境与健康损失占中国GDP的7%一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀，可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风，这是气候学的“蝴蝶效应”理论。这一连锁理论的现实版：在常年积雪、海拔6000米之上的珠穆朗玛峰上，竟能检测出DDT、六六六等20年前就被禁用的农药。

第二节大气污染及污染物

一、大气污染物二、影响大气污染物浓度的因素三、大气污染物的转移和归宿一、大气污染物**（一）大气污染物的分类对人类有害的污染物：约1000余种1、物理性污染物：如噪声、电辐射等辐射2、化学性污染物：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、臭氧等。

种类最多，污染范围最广3、生物性（经空气传播的病原微生物和植物花粉）化学污染（二）大气污染物的存在形式**形式：气态（气体和蒸气）、颗粒物1、气态：二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、硫化氢、氨气

蒸气：固态或液态物质升华挥发形成的如汞蒸气、苯蒸气等2、颗粒物

粒径小于100um两类：固体、液体悬浮在空气中以气溶胶的形式存在（三）大气污染物的来源两大类源：自然污染和人为污染1、自然污染：火山爆发、森林火灾和风暴等，（多为一时性，影响很局限）自然污染和人为污染1）、生产性污染源**2、人为污染源：A、工矿企业污染源（主要）：燃料的燃烧和工业生产过程B、农业生产中化肥使用、农药喷洒及秸秆的燃烧（1）燃料的燃烧煤：目前我国的主要工业燃料.

火力发电厂、冶金、化工、机械、轻工和建材等。石油生物材料主要大气污染物：烟尘、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、烃类和重金属氧化物

成分影响因素：燃料所含杂质和含量燃烧状态原料种类及其利用方式加工工艺（2）、生产过程的排放①有组织排放：排放集中并有一定的高度，便于控制②无组织排放：排放高度低，沿地面扩散，对附近地区危害大，难以控制。（3）排放方式生活炉灶和采暖锅炉：烟尘、废气

燃烧设备效率低，燃烧不完全无烟囱或烟囱高度低居民区大气污染的主要来源取暖锅炉:二氧化硫60kg、一氧化碳22.7kg、二氧化氮3.6kg、碳氢化合物5kg、灰尘11kg/吨煤。2）、生活性污染源

3）、交通性污染源流动性污染源：汽车、飞机火车、轮船和摩托车污染物：氮氧化合物、一氧化碳、多环芳烃和醛类特点：污染范围与流动路线有关。地面尘土及土壤固体废弃物被风吹起：

铅及农药等化学性污染物及结核菌和粪链球菌等生物性污染物转入大气水体和土壤中的挥发性物质车辆轮胎与沥青路面摩擦产生多环芳烃和石棉4）、由其它环境介质转入和二次污染二次污染：大气污染物沉降入土壤和水体中后再次进入大气；一次污染物经一系列反应形成另外一种污染物如汽车尾气排放的铅尘，氮氧化合物

意外事故：如工厂爆炸、火灾、化学或核战争，火葬场、垃圾及其它污物焚烧炉等5）、其它（一）与污染源有关的因素**二、影响大气污染物浓度的因素1、排放量：决定大气污染的最基本因素排放量的影响因素燃料燃烧：燃料种类、消耗量、燃烧方式、燃烧是否充分工矿企业：企业数量、生产性质及规模、工艺流程、净化设备及其效率烟波着陆点：有组织排放时，烟气自烟囱排出后，向下风侧逐渐扩散稀释后接触地面的点有害气体:烟囱高度的10～20倍颗粒物?2、与污染源的距离3、排放高度排放高度：烟囱本身的高度与烟气上升高度之和，也称有效高度排放高度增加一倍，烟波着陆点处污染物浓度降3/4排放高度的影响（二）、气象因素1、气流：风、湍流

决定大气污染物的扩散风：空气的水平运动风向：主要扩散方向风速：决定污染物的稀释程度和扩散范围湍流：空气的不规则运动

与垂直温度递减率、风速、地面起伏程度有关湍流与污染物的稀释和扩散2、气温：影响气体的垂直运动，从而影响污染的稀释和扩散逆温层的影响**逆温层：大气温度随着距离地面高度的增加而增加的现象称为逆温，出现逆温的大气层称为逆温层逆温层大气极为稳定，污染物被逆温层盖住不能扩散，造成近地面大气的严重污染3、气压：与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关地面受低压控制：四周高压气团流向中央，中心气流上升，大风和多云天气，大气中性或不稳定状态，有利于污染物的稀释和扩散。地面受高压控制：天气清朗，风速小，出现逆温层，阻止污染物向上扩散4、气湿

气湿大，则大气颗粒物因吸水而重量加大，运动减慢，气温低时还易形成雾，影响污染物扩散。湿度增加有利于形成酸雨。影响局部气象条件，从而影响大气污染物的稀释和扩散（三）地形1、山地和谷地白天山坡因为日照升温，山坡空气上升，形成谷风，有利于山坡上污染物扩散，减轻谷地污染夜晚，山坡地面辐射散热快，空气沿山坡下滑，形成山风，并形成逆温。污染物压在谷底，不能扩散城市高大建筑物的峡谷效应陆地温度高形成海风，晚上形成陆风2、海滨和陆地3、城市热岛城市人口密集犹如热岛，热空气上升，郊区冷空气补充，引起郊区污染物污染城市**三、大气污染物的转移和归宿

自净作用：大气中的污染物在物理化学和生物的作用下逐步减少到无害程度或消失的过程扩散和沉降：主要净化方式，稀释和转移污染物化学作用：氧化反应和中和作用，CO转化成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，汞蒸气、铅蒸气等**

大气自净作用的形式二氧化碳：每公顷阔叶林在生长季节每天能够吸收二氧化碳1吨，释放氧气730公斤；每个人每天消耗氧气0.75公斤，呼出二氧化碳0.9kg合欢二氧化硫1公顷15年生的侧柏每天能够吸收1.52kg，表面粉尘吸附0.43kg加拿大杨悬铃木垂柳、茶树、女贞、木槿、洋槐、榆树、乌桕生长在高氟地区的茶树体内含氟量可达到1309mg/kg氟二、转移向下风侧向平流层：氯氟烃，甲烷和二氧化碳等向其他环境：如水体、土壤三、转化成二次污染物从污染源直接排出的污染物为一次污染物它们在大气中受到化学