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文档简介

大气卫生大气卫生掌握:熟悉:了解:地球表面包围着很厚的并随地球旋转的空气层,称为大气圈。大气圈的厚度2000-3000km,无明显上界。按气温的垂直变化特点分为5层。第一节大气的特征及其卫生学意义1.对流层2.平流层3.中间层4.热层(电离层)5.外大气层大气圈(按气温垂直变化)P6

对流层(troposphere)是大气圈中最靠近地面的一层,平均厚度约12km。对流层集中了占大气总质量75%的空气和几乎全部的水蒸汽量,是天气变化最复杂的层次。该层的特点有:①气温随着高度的增加而降低。这是由于对流层的大气不能直接吸收太阳辐射的能量,但能吸收地面反射的能量所致。②空气具有强烈的对流运动。近地表的空气接受地面的热辐射后温度升高,与高空的冷空气形成垂直对流。人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集。因此,对流层的状况对人类生活的影响最大,与人类关系最密切。一、大气的结构P7

平流层(stratosphere)位于对流层之上,其上界伸展至约55km处。在平流层的上层,即30~35km以上,温度随高度升高而升高。在30~35km以下,温度随高度的增加而变化不大,气温趋于稳定,故该亚层又称为同温层。平流层的特点是:空气气流以水平运动为主。在高约15~35km处有厚约20km的臭氧层,其分布有季节性变动。臭氧层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线,使地球上的生物免受这些射线的危害,能够生存繁衍。一、大气的结构二、大气的组成自然状态下的大气是由混合气体、水汽和气溶胶(aerosol)组成。除去水汽和气溶胶的空气称为干洁空气。气溶胶(aerosol)气溶胶是液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。自然状态下的大气气溶胶主要来源于岩石的风化、火山爆发、宇宙落物以及海水溅沫等。它的含量、种类以及化学成分都是变化的。根据形成过程的差异,气溶胶可分为粉尘(dust)、烟气(fume)、烟(smoke)和烟炱(soot)等。根据能见度的影响以及颜色的差异等,气溶胶可分为轻雾(mist)、浓雾(fog)、霾(haze)、烟雾(smog)。二、大气的组成二、大气的组成P12三、大气的物理性状太阳辐射气象条件空气离子太阳辐射太阳是一团炽热的熔融物体,似一个巨大的热核反应堆。在反应过程中,产生大量的辐射能。太阳辐射是产生各种复杂天气现象的根本原因,是地球上光和热的源泉。14地球大气层灰尘、雾、水汽等能吸收14%太阳辐射43%到达地表43%折回宇宙空间太阳辐射光谱紫外线γ-射线X-射线可见光红外线微波无线电波1、太阳光谱紫外线红外线可见光(1)紫外线分段波长名称吸收情况A段(UVA)320~400nm长波紫外线可全部穿透大气层而抵达地表在B段(UVB)290~320nm中波紫外线被臭氧层吸收90%或以上C段(UVC)200~290nm短波紫外线大气圈平流层几乎都被臭氧层吸收紫外线辐射(ultravioletradiation)可分为三段太阳紫外辐射中的长波和中波紫外线对人类健康的影响具有重要意义。抗佝偻作用(anti-rachiticeffect)适量暴露太阳紫外线辐射(solarultravioletradiation),对机体的有益健康效应主要是可生成维生素D。

活性维生素D可调节人体钙磷代谢。对大多数人来说,维生素D主要来源于适量暴露于中波紫外辐射,仅少量(<10%)来源于膳食。膳食中缺乏维生素D且暴露太阳紫外线辐射不足时可导致维生素D缺乏,这可增高佝偻病、骨软化症及骨质疏松症的发病率。维生素D的生成过程:

中波紫外线7-脱氢胆固醇胆钙化醇

肝脏25-羟基胆钙化醇

活性维生素D表皮光解(维生素D3)随血流25-羟化酶即1,25-二羟胆钙化醇﹝1,25-(OH)2-D3﹞。维生素D又称为阳光维生素。(25-OH-D3)肾脏羟化酶紫外线的有害作用:

过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病皮肤疾病皮肤癌:恶性黑素瘤、基底细胞癌和鳞状细胞瘤等皮肤癌主要由过量暴露太阳紫外线辐射,特别是中波紫外线所致日光角化病(又称光化性角化病):长期日光曝晒而引起的慢性皮肤损害,少数可发展成鳞状细胞癌晒斑(又称日光红斑):日光曝晒而引起皮肤红斑、水肿,严重者可引起水疱,过后有糠秕样脱屑,并出现皮肤色素沉着唇疱疹再激活:唇疱疹由单纯性疱疹病毒引起。原发感染后病毒潜伏在神经细胞中。潜伏的病毒可被包括日晒在内的某些诱因激活而发病紫外线的有害作用:

过量太阳紫外线辐射暴露可引起的疾病眼睛疾病皮质白内障:太阳紫外线辐射,主要是长波紫外线可被晶状体吸收而导致晶状体混浊。长期暴露阳光而发生的白内障主要是皮质白内障。严重者影响视力,甚至致盲翼状胬肉:长期暴露太阳紫外线辐射,可使球结膜表面的结膜组织增生,从而形成三角形翼状增生物,多发于老年人角膜或结膜鳞状细胞癌:一种罕见的眼表面癌症,半数以上系过量太阳紫外线辐射所致

太阳紫外线辐射的适量暴露对人体有益,过量暴露则对人体产生有害作用,因此既要适量暴露于阳光,预防维生素D缺乏,还要预防过量暴露于阳光对机体的有害作用

。长期大量的紫外线照射可以使大气中碳氢化合物和氮氧化合物发生光化学反应而产生光化学烟雾。反映紫外线辐射强度的指标称紫外线指数(ultravioletindex,UVI)。紫外线指数从0至8级,该指数越高,对皮肤和眼睛的损害愈严重。紫外线指数可引起公众对过量暴露紫外线辐射危险的关注和提醒人们户外活动应采取哪些预防措施。紫外线指数达到3-4级时,户外活动应用遮阳伞,穿戴宽边帽和宽松服装,涂抹防晒霜,配带可过滤长波和中波紫外线的太阳镜。(2)可视线(visiblelight)

可视线的波长为400~760nm,可作用于视觉器官产生视觉。视觉分析器对不同波长可视线的色觉是不同的,因而呈现出紫、蓝、绿、橙、红等不同颜色。可视线通过视觉器官改变人体的紧张及觉醒状态,使机体的代谢、脉搏、体温、睡眠和觉醒等生理现象发生节律性变化。适宜的照度可预防眼睛疲劳和近视,提高情绪和劳动效率。光线微弱或过强可使视觉器官过度紧张而易引起疲劳。生物学作用的基础是热效应,故又称热射线。长波红外线(1400nm-3000nm)穿透能力较弱,主要加温皮肤表层。短波红外线(760nm-1400nm)穿透能力较强,可加温组织深部。(3)红外线(760nm~1400nm)适量过量临床应用2、空气离子化

组成空气的气体分子

宇宙线、紫外线、放射线等正、负离子的过程

一部分离子与中性气体分子吸附到一起,形成质量较轻,直径较大的离子,称为轻离子(n+/n-)。轻离子可与灰尘、烟雾等凝集成为重离子(N+/N-)。空气离子化的卫生学意义:(1)清洁空气中轻离子多。(2)衡量空气清洁程度的辅助指标:①∑N±/∑n±<50(N±重离子,n±轻离子)

轻离子在清洁空气中存留4-5分钟,在污染空气中15秒。

重离子在清洁空气中存留10-15秒,在污染空气中60秒。②空气负离子浓度>1000个/cm3衡量空气清洁新鲜程度的标准和评价环境空气质量的参考标准之一3.气象因素(meteorologicfactor)气象因素与太阳辐射综合作用于机体,对机体的冷热感觉、体温调节、心血管功能、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能有调节作用。天气与气候对健康的影响影响的渠道

天气与气候对人体的物理-生理的影响对生物性病原体的影响对非生物病原体的影响对生物传媒的影响3.气象因素(meteorologicfactor)

气象因素:气温、气湿、气流、气压等。天气:指一定地区在一定时间内各种气象因素的综合表现。主要为气温、气湿、气压、风、云、雨、雪等大气状态在短时间内的变化。气候:是指某地区长期天气变化情况的概括,即最常见的具有代表性的天气特征。(1)气候对健康的影响人们早已观察到疾病与季节和气象的关系,如花粉症、流行性感冒等,均与季节有明显相关,可称为“气候病”。风湿性关节炎,肌肉痛、断肢痛、偏头痛等受短时间气象因素变化的影响,亦称为“天气病”。高血压、脑卒中死亡多发生在寒冷季节、气象多变的时日。冠心病患病率及死亡率在1月~2月份较7月~8月份高,这是由于血管弹性、血液黏度、凝血时间和毛细血管脆性等均与气候有关。传染病的发病往往有明显的季节性。肺炎死亡多见于12~3月,当高气压急剧下降、冷风通过时肺炎的发作或死亡数增加。支气管哮喘的发生与雷雨、台风、气团交替、冷风过境、日温差较大有关。(2)气候适应

人类通过遗传和后天获得的功能而对各种气候具有很大的适应能力(acclimatization),即气候适应,又称为水土适应。适应能力可以因锻炼而加强,还受年龄、性别和体型等个体因素影响。对气候的适应是一个发展的过程。

4.室内小气候

室内环境中(或建筑物内)的气候,称为室内小气候(indoormicroclimate)。室内小气候主要是由气温、气湿、气流和热辐射(周围墙壁等物体表面温度)这四个气象因素组成。室内小气候必须维持机体的温热平衡或体温调节机能处在正常状态中。也就是在室内人们着普通衣服处于安静或中度劳动情况下,机体的产热量与散热量能保持平衡,体温、皮肤温、皮肤出汗量、温热感觉及其他生理指标都能维持在正常范围以内。第二节大气污染及大气污染物的转归一、大气污染的来源

火山喷发的浓烟大气污染天然污染:自然原因造成大气污染人为污染:人们生产和生活活动造成(一)大气污染及其来源大气污染(airpollution):由于人为或自然的原因,使一种或多种污染物混入大气中,并达到一定浓度,超过大气的自净能力,致使大气原有的正常组成或性状发生了改变,对居民健康和生活条件造成了危害,对动植物产生不良影响的空气状况。大气污染及其来源工农业生产生活炉灶和采暖锅炉交通运输其他来源

主要污染物1、燃料的燃烧(煤、石油)CO2SO2NO2、水汽和灰分

CO、氮氧化物、多环芳烃2、工业生产过程的排放多种,与原料与生产工艺有关(各个生产环节)(一)工农业生产工业企业是大气污染的来源影响污染物的种类和排放量因素燃料燃烧时产生的污染物的种类和排放量除与燃料中所含的杂质种类和含量有关外,还受燃料的燃烧状态影响。燃料燃烧完全时的主要污染物是CO2、SO2、NO2、水汽和灰分。燃料燃烧不完全时,则会产生CO、硫氧化物、氮氧化物、醛类、碳粒、多环芳烃等。P56

采暖锅炉以煤或石油产品为燃料,是采暖季节大气污染的重要原因。生活炉灶使用的燃料有煤、液化石油气、煤气和天然气。如果燃烧设备效率低,燃烧不完全,烟囱高度低或无烟囱,可造成大量污染物低空排放。在采暖季节,各种燃煤小炉灶是居民区大气污染的重要来源。生活炉灶和采暖锅炉P57主要是指飞机、汽车、火车、轮船和摩托车等交通运输工具排放的污染物。目前这些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品,燃烧后能产生大量的颗粒物、NOX、CO、多环芳烃和醛类。我国机动车数量每年以12.24%的速度递增。随着机动车数量的增加,汽车尾气排放已经成为我国许多大城市中大气污染的主要来源之一。据测算,北京市大气中63%的CO、50%的NOX来自机动车尾气污染。交通运输P58地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起,均可将铅、农药等化学性污染物以及结核杆菌、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化合物也易进入大气;车辆轮胎与沥青路面摩擦可以扬起多环芳烃和石棉。意外事件,例如工厂爆炸、火灾、核泄漏均能严重污染大气,这类事件虽然少见,但是危害严重。另外,火葬场、垃圾焚烧炉产生的废气也可以影响大气环境。其他交通运输:排放废气是城市大气污染的主要来源。SO2、NO2、CO、醛类、多环芳烃,铅化合物等。生活炉灶:污染最严重的是煤制品。SO2、CO、烟尘等。其他:扬尘、挥发物、事故P61由污染源直接排入大气环境中,其物理和化学性质均未发生变化的污染物称为一次大气污染物。这些污染物包括从各种排放源排出的气体、蒸汽和颗粒物,如SO2、CO、NO、颗粒物、碳氢化合物等。一次大气污染物P62排入大气的污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化,或与环境中的其他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。

常见的有SO2在环境中氧化遇水形成的硫酸;汽车尾气中的氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCs)在日光紫外线的照射下,经过一系列的光化学反应生成的臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯(PAN)。一般来说,二次污染物对环境和人体的危害要比一次污染物大。二次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。含硫化合物主要有SO2、SO3和H2S等,其中SO2的数量最大,危害也最严重。含氮化合物主要有NO、NO2和NH3等.碳氧化合物主要是CO和CO2。碳氢化合物包括烃类、醇类、酮类、酯类以及胺类。卤素化合物主要是含氯和含氟化合物,如HCl、HF和

SiF4等。P65

粒径是颗粒物的最重要的性质。它反映了颗粒物来源的本质,并可影响光散射性质和气候效应。颗粒物的许多性质如体积、质量和沉降速度都与颗粒物的大小有关。实际的颗粒物由于来源和形成条件不同,其形状是多种多样的,有球形、菱形、方形等等。大气颗粒物常用空气动力学直径(Dp)表示颗粒物的大小在气流中,如果所研究的颗粒物与一个有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空气动力学直径。颗粒物按粒径分为:总悬浮颗粒物(TSP)Dp

≤100μm

可吸入颗粒物(IP)Dp

≤10μm

细颗粒物(PM2.5)Dp

≤2.5μm

超细颗粒物(PM0.1)Dp

≤0.1μmP69

在实际工作中常使用空气动力学等效直径(Dp)来表示颗粒物的大小。在气流中,如果所研究的颗粒物与一个有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。这种表示法可以直接表达出颗粒物在空气中的停留时间、沉降速度、进入呼吸道的可能性以及在呼吸道的沉积部位等。二、大气污染物的种类P70大气颗粒物按粒径可分为:

1.总悬浮颗粒物(totalsuspendedparticulates,TSP)是指粒径≤100µm的颗粒物,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。

2.可吸入颗粒物(inhalableparticle,IP;thoracicparticulatematter,PM10)指空气动力学直径≤10µm的颗粒物,因其能进入人体呼吸道而命名之,又因其能够长期漂浮在空气中,也被称为飘尘(suspendeddusts)。

细颗粒物(fineparticle;fineparticulatematter,PM2.5)是指空气动力学直径≤2.5µm的细颗粒。它在空气中悬浮的时间更长,易于滞留在终末细支气管和肺泡中,其中某些较细的组分还可穿透肺泡进入血液。PM2.5更易于吸附各种有毒的有机物和重金属元素,对健康的危害极大。

超细颗粒物(ultrafineparticle)指粒径≤0.1μm的大气颗粒物。城市环境中,人为来源的PM0.1主要来自汽车尾气。PM0.1有直接排放到大气的,也有排放出的气态污染物经日光紫外线作用或其他化学反应转化后二次生成的。PM0.1的健康影响受到日益广泛的关注。大气粒子的大小与分布PM2.5PM10相对发生情况

多为合成(工业和机动车)肺底部沉积有机物硝酸盐铅煤烟上呼吸道沉积

多源于自然灰尘沉积(鼻腔、咽喉和口腔吸收)土壤海盐工业粗粒子粒子直径(m)0.010.1110100大气污染物可分为:一次污染物(primarypollutant):直接来源于污染源的污染物。

SO2、NO、CO、CO2、硫化氢

等二次污染物(secondarypollutant):由一次污染物在大气中与其他物质发生化学反应或在太阳辐射线作用下发生光化学反应而形成的新的污染物。

SO3、NO2、硫酸、硝酸和醛等

影响大气中污染物浓度的因素污染源的排放情况气象条件地形条件污染源的排放情况P77是决定大气污染程度的最基本的因素。燃料燃烧产生的污染物排放量与燃料的种类、消耗量、燃烧方式、燃烧是否充分有关;工业企业污染物的排放量受工业企业的数量、生产性质、生产规模、工艺过程、净化设备及其效率的影响。相同条件下,单位时间排出量越大,污染越严重!排放量P78

有组织排放时,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。一般认为有害气体的烟波着陆点是烟囱有效排出高度的10~20倍,颗粒物的着陆点更接近烟囱。近地面的大气中污染物的浓度以烟波着陆点最大,下风侧大气污染物的浓度随着距离的增加而下降,在烟波着陆点和烟囱之间的区域常没有明显的污染。

与污染源的距离与污染源的距离

无组织排放扩散的距离较短,距污染源越近,大气中污染物浓度越高。污染物排出后经过的距离越远,烟波的断面越大,稀释程度越高,因而浓度越低,这也是排出污染物的企业与住宅区之间设置防护隔离带的依据之一。P80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,可以用烟波中心轴到地面的距离表示。在其他条件相同时,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。一般认为,污染源下风侧的污染物最高浓度与烟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,烟波着陆点处断面污染物的浓度可降至原来的1/4。排出高度P81气象因素P83温度层结即气温的垂直梯度,它决定大气的稳定程度,影响大气湍流的强弱。稳定的垂直梯度易造成湍流抑制,使大气扩散不畅。垂直梯度不稳定时,由于热力作用湍流加强,大气扩散增强。因此,气温的垂直梯度与污染物的稀释和扩散密切相关。温度层结(temperaturegradient)P85在标准大气条件下,对流层内气温是随高度的增加而逐渐降低的。大气温度的这种垂直变化常用大气温度垂直递减率(γ)来表示。它的定义为:高度每增加100m气温下降的度数,通常为0.65℃。大气温度垂直递减率(γ)P87近地层大气的实际情况非常复杂,各种气象条件均可影响到气温的垂直分布。实际上气温的垂直分布可出现下述三种情况:①气温随高度递减,此情况一般出现在晴朗的白天,风速小时。地面受太阳的辐射后,近地空气增温较快,热量缓慢向高层传递,形成气温下高上低,此时γ>0,空气的垂直对流良好;②气温随高度递增,例如在无风、少云的夜晚,夜间地面无热量吸收,但同时不断通过辐射失去热量而冷却,近地空气也随之冷却,这样气层不断由下向上冷却,形成气温下低上高。这种大气温度随着距地面高度的增加而增加的现象称为逆温(temperatureinversion),此时γ<0;③气温不随高度变化,多见于多云天或阴天,风速较大时。由于云层反射,白天到达地面的太阳辐射减少,地面增温不显著。夜间时,云层的存在增强了大气的逆辐射,地面冷却不明显。风速较大加剧了上下气层的交换,空气得到充分混合。因此,上述情况下气温随高度的变化不明显,此时γ=0。P94大气稳定度(atmosphericstability)

大气稳定度表示气体垂直运动的程度。大气中作垂直运动的气团,因向外膨胀或受外界压力影响产生的温度变化,要比与外界交换能量所起的温度变化大得多,可以认为是绝热变化。空气垂直移动过程中因气压变化而发生温度的绝热变化常用气块干绝热垂直递减率(γd)来表示。干燥空气的γd为0.986℃/100m,即每上升100m,温度下降0.986℃。P95

大气的稳定程度与大气垂直温度递减率(γ)的绝对值及其与γd的相对值有关。在实际情况下,由于太阳辐射和其他各种气象因素的影响,γ是经常发生变化的。1.当γ>γd时,大气处于不稳定状态,有利于空气垂直对流,大气中的污染物容易扩散。(波浪形)2.当γ<γd时,大气处于稳定状态,空气垂直对流弱,大气中的污染物扩散极差。(锥形)3.当γ=γd时,大气处于中性状态,空气垂直对流不剧烈,大气中的污染物可以扩散,但是不充分。(扇形)P100气压的高低与海拔高度、地理纬度和空气温度等有关。当地面受低压控制时,四周高压气团流向中心,中心的空气上升,形成上升的气流,此时多为大风和多云的天气,大气呈中性或不稳定状态,有利于污染物的扩散和稀释。反之,当地面受高压控制时,中心部位的空气向周围下降,呈顺时针方向旋转,形成反气旋。此时天气晴朗,风速小,出现逆温层,阻止污染物向上扩散。气压P103

即大气中含水的程度,通常用相对湿度(%)表示。空气中水分多,气湿大时,大气中的颗粒物质因吸收更多的水份使重量增加,运动速度减慢,气温低的时候还可以形成雾,影响污染物的扩散速度,使局部污染加重。当水溶性气体如SO2污染存在时,湿度较高将促进酸雨的形成。气湿P112

一般将空气的水平运动称为风。风向是指风吹来的方向,在不同时刻有着相应的风向和风速。将一定时期内各个风向出现的频率按比例标在罗盘坐标上,可以绘制成风向频率图(风玫瑰图,windrose)。风向频率图能够反映某地区一定时期内的主导风向,从而能够指示该地区受某一污染源影响的主要方位,全年污染以全年主导风向的下风向地区污染最严重,瞬时间污染以排污当时的下风向地区受影响最大。风和湍流风速决定了大气污染物稀释的程度和扩散范围。随着风速的增大,单位时间内从污染源排放出的污染物气团被很快地拉长,这时混入的空气量越大,则污染物的浓度越低。在其他条件不变的情况下,污染物浓度与风速成反比。P116

风速时大时小,并在主导风向的下风向上下、左右出现无规则的摆动,风的不规则运动称为大气湍流(atmosphericturbulence),其产生与垂直气温的变化和大气中气团间的摩擦作用引起的短暂性紊乱有关。因此,垂直温度递减率大、风速高、地面起伏程度大,则湍流运动就强。湍流运动使气体充分混合,有利于污染物的稀释和扩散。大气湍流(atmosphericturbulence)地形山谷的地形特点容易形成上述地形逆温,不利于污染物的扩散。城市的高大建筑物间尤如峡谷,可以阻碍近地面空气污染物的扩散。四、大气污染物的转归P127大气污染物的自净

大气的自净是指大气中的污染物在物理、化学和生物学作用下,逐渐减少到无害程度或者消失的过程,主要有以下几种方式:

1.扩散和沉降是大气污染物净化的主要方式。扩散一方面能将污染物稀释,另一方面可以将部分污染物转移出去。污染物也可依靠本身的重力,从空气中逐渐降落到水、土壤等环境介质中。

2.发生氧化和中和反应例如,CO可以被氧化为CO2,SO2可以与氨或其他碱性灰尘发生中和反应。

3.被植物吸附和吸收有些植物能吸收大气污染物,从而净化空气。例如,樟树叶片对氟的富集可达2636mg/kg。P1311.向下风侧更远的方向转移。2.向平流层转移氯氟烃、甲烷、NO和CO2等气体可以垂直上升至平流层,还可以被超音速飞机直接带入平流层。3.向其他环境介质中转移例如酸雨可以直接降落到土壤和地面水体。大气污染物的转移P132有些大气污染物转移到其他环境介质后,在某些条件下仍可回到大气环境,造成二次大气污染。由汽车尾气排入大气的铅可随尘土降落在公路两旁,遇大风天时,铅尘可被刮起,再次进入大气。大气中的一次大气污染物还可以转化成二次大气污染物。

SO2和NO2转化为硫酸雾和硝酸雾,挥发性有机物和NO2转化为光化学烟雾。形成二次大气污染和二次大气污染物四、大气污染的转归㈠自净概念:指大气中的污染物在物理、化学和生物作用下,逐渐减少到无害程度或者消失的过程。方式:扩散和沉降发生氧化和中和反应被植物吸附和吸收㈡转移

1.向下风侧转移

2.向平流层转移

3.向其它环境介质转移㈢形成二次污染和二次污染物大气污染对人体健康的影响大气污染对人体健康的影响大气污染物进入人体的途径大气污染物对健康的直接危害大气污染物对健康的间接危害大气污染物进入人体的途径经呼吸道经消化道经皮肤黏膜(二)大气污染物对人体健康的直接危害

急性危害直接危害慢性危害

致癌作用(二)大气污染物对人体健康的直接危害(1)急性危害大气污染物的浓度在短期内急剧升高,可使当地人群因吸入大量的污染物而引起急性中毒,按其形成的原因可以分为:①烟雾事件

煤烟型烟雾事件光化学型烟雾事件②生产事故煤烟型烟雾事件:原因:煤烟和工业废气大量排入大气,不良气候条件下不能充分扩散而造成。污染物:SO2和烟尘污染物类型:一次污染物特点:a.污染物来自煤炭的燃烧产物及工业生产过程的污染物;b.气象条件为气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、逆温;c.多发生在寒冷季节;d.河谷盆地易发生;e.受害者以呼吸道刺激症状最早出现;死亡原因多为气管炎、支气管炎、心脏病等;老年人、婴幼儿、患有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等人群,受影响最严重。P145是由汽车尾气中的氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCs)在日光紫外线的照射下,经过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾所致,其主要成分是臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯(PANs),这些通称为光化学氧化剂(photochemicaloxidants)。

其中,臭氧约占90%以上,PANs约占10%,其他物质的比例很小。PANs中主要是过氧乙酰硝酸酯(PAN),其次是过氧苯酰硝酸酯(PBN)和过氧丙酰硝酸酯(PPN)等。醛类化合物主要有甲醛、乙醛、丙烯醛等。光化学型烟雾(photochemicalsmog)事件光化学烟雾的成因示意图:PAN没有天然源,只有人为源,在光的参与下,乙醛与OH自由基通过O2生成过氧乙酰基,再与NO2反应而得,因此,大气中测得PAN即可作为发生光化学烟雾的依据。PAN不仅是造成光化学烟雾中刺激眼的主要有害物,还是植物的毒剂,造成皮肤癌的可能致变剂。由于它在雨水中解离成硝酸根和有机物,而参与降水的酸化。人体危害光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯(PAN)是一种极强的催泪剂,其催泪作用相当于甲醛的200倍。空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。据报导PAN还有致癌危险。美国环保机构统计,美国每年癌症患者中有58%是由汽车废气引起空气污染所致。过氧乙酰硝酸酯对人体的危害,特别是过氧苯酰酸酯、醛类、硝酸和硫酸等,都有强烈刺激眼睛的作用,使人眼睛红肿、流泪,呼吸系统症状表现为喉疼、喘息、咳嗽、呼吸困难还能引起头痛、胸闷、疲劳感、皮肤潮红、心功能障碍和肺功能衰竭等一系列症状。植物危害植物受害是判断光化学烟雾污染程度的最敏感的指标之一。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色,影响植物的生长,降低植物对病虫害的抵抗力。植物受害现象是人体健康受到影响的先兆。光化学烟雾对植物的损害是十分严重的。在美国,光化学烟雾影响农作物减产已遍及27个州。据有关当局统计,仅加利福尼亚州1959年由光化学烟雾引起的农作物减产损失达800万美元。据洛杉矶市调查,由于光化学烟雾的毒害作用,使大片树林枯死,葡萄减产60%以上,柑桔也严重减产。对光化学烟雾敏感的植物包括许多农作物(棉花、烟草、甜菜、莴苣、蕃茄和菠菜等),以及某些饲料作物,观赏植物(如菊花、蔷薇、兰花和牵牛花等)和多种树木。光化学型烟雾事件的特点:a.污染物主要来自汽车尾气;b.气象条件为气温高、天气晴朗,紫外线强烈;多发生在夏秋季节的白天;c.多发生在南北纬度60°以下地区;d.大城市内机动车拥挤、高楼林立,街道通风不畅,容易发生此类事件;e.受害者症状主要是眼睛红肿、流泪、咽喉痛、喘息、咳嗽、呼吸困难、头痛、心肺功能衰竭等患有心脏病、肺部疾患的人受害最重。煤烟型烟雾事件与光化学型烟雾事件发生条件的比较②生产事故博帕尔异氰酸甲酯泄漏事件(印度,1984年)切尔诺贝利核电站爆炸事件(苏联,1986年)重庆井喷事件P156(2)慢性危害影响呼吸系统功能降低机体免疫力引起变态反应其他二、大气污染对健康的直接危害影响呼吸系统功能

长期吸入大气污染物可引起呼吸系统慢性炎症,如结膜炎,咽喉炎,气管炎等,严重的引起慢性阻塞性肺部疾患(chronicobstructivepulmonarydiseases,COPD),包括慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿。(3)变态反应大气中某些污染物如甲醛,某些石油制品的分解产物,某些洗涤剂具有致敏作用,使机体发生变态反应。如铬可引起过敏性皮炎,轻者出现接触性皮炎,荨麻疹,过敏性鼻炎等,严重的出现支气管哮喘。空气颗粒物,特别是柴油车尾气颗粒可作为佐剂,加剧变应性鼻炎的症状。还有研究观察到NO2污染可增加患花粉症的危险度。

四日市哮喘是日本发生的一起公害事件所致。四日市位于日本伊势湾西岸,曾因每隔四天有一次集市而得名。

1955年开始修建炼油厂,发电厂等石油联合企业,因使用中东高硫重油,每年工厂均排出大量的SO2和粉尘,1960年开始工厂附近居民出现哮喘病,1961年大量出现,到1970年四日市哮喘病达到500多人,死亡36人。(4)致癌作用大量调查资料已经显示大气污染是肺癌发生重要原因之一。居民肺癌发病率:大城市>中小城市,城市>农村。有致癌危险性的大气污染物包括苯并(a)芘[B(a)P]、苯、石棉、砷、镍、铬等重金属及颗粒物,特别是细粒子。(5)机体免疫力下降:

使机体抵抗力降低,易患非特异性疾病。其他大气的颗粒物中含有多种有毒元素如铅、镉、铬、氟、砷、汞等。美国28个大城市的调查发现,大气中镉、锌、铅以及铬浓度的分布与这些地区的心脏病、动脉硬化、高血压、中枢神经系统疾病、慢性肾炎等疾病的分布趋势一致。

一些工厂如铝厂、磷肥厂和冶炼厂排出的废气中含有高浓度的氟,可引起当地居民的慢性氟中毒。含铅汽油的使用可污染公路两旁大气及土壤,对儿童的中枢神经系统等功能产生危害。大气污染对健康的直接危害大气污染对心血管系统的影响—短期影响美国国家空气污染与死亡率和发病率关系研究计划对美国20个城市近5000万人的资料分析显示,人群死亡率与死亡前日颗粒物浓度相关。PM10每升高10μg/m3可引起总死亡率和心肺疾病死亡率分别上升0.21%和0.31%。欧洲环境污染与健康研究计划对欧洲29个城市4300万人资料分析后发现,PM10每升高10μg/m3,每日总死亡率与心血管疾病死亡率分别增加0.6%和0.69%。其他研究也表明,大气污染与心血管疾病死亡率、住院率、急诊率和疾病恶化等增加有关系。我国北京、太原和上海等地的研究也显示,大气污染,特别是颗粒物污染与心脑血管疾病的死亡率和发病率增加有关。大气污染对心血管系统的影响—长期影响对美国哈佛等六个城市进行的队列研究首次提出,大气污染的长期暴露与心血管疾病死亡率增加有关。对美国50个州暴露大气污染16年的近50万成年人的死亡数据分析后发现,在控制饮食、污染物联合作用等混杂因素后,PM2.5年平均浓度每增高10μg/m3,心血管疾病患者死亡率增加6%,且未观察到其健康效应的阈值。还有研究发现,大气O3浓度增高与心血管疾病的多发有关。此外,大气污染长期暴露还与心律不齐、心衰、心跳骤停的危险度升高有关。我国沈阳、本溪等地的调查也表明,大气颗粒物的长期暴露与人群心血管疾病死亡率的增加有关。P165大气污染与肺癌国内外许多研究表明,大气污染程度与肺癌的发生和死亡率呈正相关关系。与农村人群相比,城市人群的肺癌死亡率较高,提示大气污染是肺癌发生的危险因素之一。美国癌症协会针对约50万居民的前瞻性调查资料进行的分析显示,大气PM2.5和SO2污染与居民肺癌死亡率之间有相关关系,PM2.5浓度每升高10μg/m3,肺癌死亡率增加8%。大量的职业流行病学研究和动物实验证据表明,柴油机尾气暴露与暴露人群中肺癌、膀胱癌的发生有密切关系。大气污染间接危害

产生温室效应臭氧层破坏形成酸雨大气棕色云团其他(1)产生温室效应

由于生产和生活中大量燃料的燃烧而产生大量CO2并排入大气,又因大面积森林砍伐而缺乏足够的植物来吸收CO2,使大气中CO2含量上升,CO2能吸收地表发射的热辐射,使大气增温,从而对地球起到保温作用,称为温室效应(greenhouseeffect)。温室效应气体:CO2、CH4、N2O、CFCs全球气候变暖可使两极冰川融化,海平面上升。气候变暖与以下疾病有关:①心血管疾病②介水传染病和食源性疾病③虫媒疾病④意外伤害⑤营养不良P174P177臭氧层破坏

平流层底部臭氧层中的臭氧浓度很低,其平均厚度仅为0.3cm。此外,臭氧在平流层中的分布不均匀,低纬度处较少,高纬度处较多。臭氧层中的臭氧几乎可全部吸收来自太阳的短波紫外线,使人类和其它生物免遭紫外线辐射的伤害。上世纪50年代科学家观察到臭氧层中的臭氧减少。70年代后,臭氧层减少加剧,并于1985年首次在南极上空发现臭氧空洞(ozonehole),后来在北极、青藏高原也观察到这一现象。过去的30年,臭氧层保护已成为人类面临的主要挑战之一。二、大气污染对健康的间接危害臭氧层破坏位于地球表面上约20-50公里的平流层内吸收UV-B和UV-C主要污染物:氯氟烃,溴代氟烃,氮氧化物危害:皮肤老化,免疫系统功能抑制,皮肤癌发生率增加

首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。1852年,他发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系,报道过该地区的雨水呈酸性,并于1972年在其著作中首先采用了“酸雨”(acidrain)这一术语。酸雨:PH值小于5.6的酸性降水。酸雨形成:(主要组成成分为:SO2、NOX)

煤和石油燃烧向大气排放的SOx和NOx是成因酸雨的危害影响水生生态系统对土壤和植物产生危害对人类健康产生影响

此外,酸雨可腐蚀建筑物、文物古迹,可造成地面水pH值下降而使输水管材中的金属化合物易于溶出等。影响土壤和植被

渔业减产

上世纪50年代初,北欧国家瑞典和挪威渔业减产,原因不明,1959年挪威科学家才揭示元凶是酸雨。欧洲大陆工业排放大量酸性气体,随高空气流飘到北欧,被雨雪冲刷,所形成酸雨使湖泊酸化,导致渔业减产。对人类健康产生影响摄于1908年摄于1968年酸雨对石雕的损害全球三大块酸雨地区西欧、北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。四川盆地、长江三角洲、珠江三角洲地区是酸雨的多发地区。仅川、黔、两广四省地区的农业和森林每年造成的直接损失达18亿人民币。大气棕色云团(ABC)是指以细颗粒为主,悬浮于大气对流层的大片污染物。从工狂企业、机动车、木材燃烧或以牲畜粪便为燃料的厨灶中排放的废气,在大气层中积聚,最终形成有毒的棕色云团。包括颗粒物、煤烟、硫酸盐、硝酸盐、飞灰等。ABC的棕色就是黑炭、飞灰、土壤粒子以及二氧化氮等对太阳辐射的吸收和散射所致。ABC热点区是指年平均人为AOD超过0.3,且吸收性气溶胶对气溶胶光学厚度的贡献超过10%的地区。世界目前有五大ABC热点区,包括东亚、南亚的印度中央平原、东南亚、南部非洲以及亚马孙流域。世界上还有13座“超大城市”被确认为棕色云团热点城市。它们是泰国曼谷、埃及开罗、孟加拉国达卡、巴基斯坦卡拉奇、伊朗德黑兰、尼日利亚拉各斯、韩国首尔、印度的加尔各答、新德里和孟买,以及我国的北京、上海和深圳。大气棕色云团ABC的多种组分对人群健康可直接产生不良影响。ABC中的颗粒物可吸收太阳的直射或散射光,影响紫外线的生物学活性。因此,在大气污染严重的地区,儿童佝偻病的发病率较高,某些通过空气传播的疾病易于流行。大气污染还能降低大气能见度,使交通事故增加。ABC的组分不仅会直接影响人体健康,还会影响世界的水资源、农业生产和生态系统,威胁人类的生存环境。大气棕色云团三、我国的大气质量标准1950年,我国翻译和介绍了前苏联的《苏联工厂设计卫生标准》,并以此为基础于1956年制订了《工业企业设计暂行卫生标准》。该标准是我国第一部涉及大气环境质量的国家标准,规定了居住区大气中有害物质最高容许浓度19项。经试用、修改后于1962年正式颁布《工业企业设计卫生标准》。1979年,我国对《工业企业设计卫生标准》进行了修订,将居住区大气中有害物质最高容许浓度项目增加到了34项。在标准中,规定了大气污染物的一次最高容许浓度和日平均最高容许浓度。我国大气质量标准制订的历史一次最高容许浓度是指任何一次短时间采样测定结果的最高容许值,主要是为了防止大气污染物的急性健康危害。日平均最高容许浓度是指任何一天多次测定的平均浓度的最高容许值,其目的是防止大气污染物的慢性和潜在性危害。1982年,我国提出了《大气环境质量标准》。该标准对总悬浮颗粒物、飘尘、SO2、NOx、CO、光化学氧化剂(O3)制订了浓度限值,且每个污染物的标准均分为三级。1987年和1989年,我国分别修订了《工业企业设计卫生标准》中大气中铅和飘尘的卫生标准。铅的日平均最高容许浓度修订为0.0015mg/m3,飘尘改为可吸入颗粒物(PM10),大气中的日平均最高容许浓度修订为0.15mg/m3。1996年,我国对《大气环境质量标准》进行了修订。修订后的标准改称《环境空气质量标准(GB3095-96)》。在原有6种污染物限值的基础上,增加了NO2、铅、B(a)P、氟化物的浓度限值,并将飘尘改为可吸入颗粒物,光化学氧化剂改为O3。2000年,我国修改了《环境空气质量标准(GB3095-96)》,取消NOx指标,同时对NO2和O3的浓度限值进行了修改。2002年,根据《职业病防治法》第十三条规定,我国修订了《工业企业设计卫生标准》,修订后分为两个标准:即工业企业设计卫生标准和工作场所有害因素职业接触限值。原标准中涉及的环境卫生标准部分不再进行规定。2012年,我国对《环境空气质量标准》(GB3095-96)再次修订。新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中,调整了环境空气功能区分类,将三类区并入二类区;增设了PM2.5浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值;调整了PM10、二氧化氮、铅和苯并[a]芘等的浓度限值;调整了数据统计的有效性规定。我国现行的环境空气质量功能分区现行的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)将全国范围分为两类不同的环境空气质量功能区:一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区;二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。环境空气质量标准分级一级标准:为保护自然生态和人群健康,在长期接触情况下,不发生任何危害影响的空气质量要求。上述第一类区执行一级标准。二级标准:为保护人群健康和城市、乡村的动、植物,在长期和短期接触情况下,不发生伤害的空气质量要求。上述第二类区执行二级标准。污染物浓度限值类型1h平均浓度是指任何1h污染物浓度的算术平均值,其限值是指任何1h内平均浓度的最高容许值。有些物质能使人或动植物在短期内出现刺激、过敏或中毒等急性危害,则该物质必须制订1h平均浓度限值,这是确保接触者在短期内吸入该物质而不致于产生上述任何一种急性危害的上限值。污染物浓度限值类型对一些有慢性作用的物质应制订24h平均浓度限值和年平均浓度限值,亦即经过长时间的持续作用也不致引起最敏感对象发生慢性中毒或蓄积现象以及远期效应,以达到防止污染物慢性和潜在性危害的目的。24h平均浓度是指一个自然日24h平均浓度的算术平均值,也称为日平均浓度。它的限值是指任何一个自然日24h平均浓度的最高容许值。污染物浓度限值类型年平均浓度是指一个日历年内各日平均浓度的算术平均值,其限值是指任何一个日历年内各日平均浓度的算术均值的最高容许值。有些物质既能产生急性危害,又能产生慢性危害,则给出了1h平均浓度限值、24h平均浓度限值和年平均浓度限值。

不同国家和组织的大气环境质量标准或指南值的比较

污染物名称

浓度限值(μg/m3)

1h平均

24h

平均

年平均

SO2

中国

500

150

60

世界卫生组织

500(10min

平均)

20

欧盟

350

125

美国

365

80

日本

263

105

PM10

中国

150

70

世界卫生组织

50

20

欧盟

50

30

美国

150

日本*

200

100

PM2.5

中国

75

35

世界卫生组织

25

10

美国

35

15

日本

35

15

四大气中主要污染物对人体健康的影响

广州市萝岗区贤江小学

该小学地处工业园区中心地带,附近有2家工厂:广州赫尔普复合材料科技有限公司和广州敏瑞汽车零部件有限公司。前者以生产木塑板为主,后者以生产轿车零部件为主,两者在生产过程中都会产生废气。近两年来经常出现头晕、喉咙干痒、皮肤过敏的情况。据贤江小学一名姓老师介绍,上周全校520多名学生有超过200人出现不同程度的扁桃体发炎、皮肤炎症。除了学生,老师中也普遍出现干呕、皮肤过敏、扁桃体发炎的情况。

一、颗粒物颗粒物的来源工业企业

燃料燃烧生产过程中排出的污染物生活炉灶和采暖锅炉交通运输其他来源可吸入颗粒物

IP的理化特性因其来源不同而异无机成分烃类化合物有害气体病原微生物①干扰中枢神经系统功能;②直接进入循环系统诱发血栓的形成;③心血管系统:干扰自主神经循环系统血栓刺激呼吸道炎症炎症因子血管损伤血栓形成④刺激呼吸道产生炎症并释放细胞因子,后者通过引起血管损伤,导致血栓形成。颗粒物对心血管系统的危害:P228大气颗粒物污染对人群死亡率有急性影响。据估计,大气PM2.5、PM10浓度每增加10μg/m3,引起总死亡率增加的RR分别为1.015和1.0074。此外,队列研究还发现,大气颗粒物污染对人群死亡率也有慢性影响。大气PM2.5、PM10浓度每增加10μg/m3,引起总死亡率增加的RR分别为1.14~1.07和1.10。颗粒物对人群死亡率的影响在美国的研究表明,大气PM10浓度每增加10μg/m3,总死亡率上升0.5%,65岁以上人群因COPD和心血管疾病的入院率分别增加1.5%和1.1%。还有研究发现,大气颗粒物,尤其是PM2.5浓度的升高与冠心病人的心肌梗死发作和房性早搏发生有关。MeTa分析我国TSP浓度每升高100μg/m3,慢性支气管炎的死亡率增加30%,肺气肿死亡率增加59%。P230颗粒物的粒径颗粒物的成分呼吸道对颗粒物的清除作用其他影响颗粒物生物学作用的因素P231颗粒物的粒径颗粒物在大气中的沉降与其粒径有关。一般来说,粒径小的颗粒物沉降速度慢,易被吸入。不同粒径的颗粒物在呼吸道的沉积部位不同。大于5μm的多沉积在上呼吸道,即沉积在鼻咽区、气管和支气管区,通过纤毛运动这些颗粒物被推移至咽部,或被吞咽至胃,或随咳嗽和打喷嚏而排除。小于5μm的颗粒物多沉积在细支气管和肺泡。2.5μm以下的75%在肺泡内沉积。颗粒物的粒径不同,其有害物质的含量也有所不同。研究发现,60%~90%的有害物质存在于PM10中。一些元素如Pb、Cd、Ni、Mn、V、Br、Zn以及多环芳烃等主要附着在2μm以下的颗粒物上。颗粒物成分无机成分有机成分作为SO2、NO2、酸雾和甲醛的载体,对肺部组织造成损害。催化作用:颗粒物上金属成分催化大气其他污染物转化为二次污染物如SO2。P234颗粒物的化学成分多达数百种以上,可分为有机和无机两大类。颗粒物的毒性与其化学成分密切相关。颗粒物上还可吸附细菌、病毒等病原微生物。颗粒物的成分P235主要指元素及其他无机化合物,如金属、金属氧化物、无机离子等。一般来说,自然来源的颗粒物(例如地壳风化和火山爆发等)所含无机成分较多。此外,不同来源的颗粒物表面所含的元素不同。来自土壤的颗粒主要含Si、Al、Fe等,燃煤颗粒主要含Si、Al、S、Se、F、As等,燃油颗粒主要含Si、Pb、S、V、Ni等,汽车尾气颗粒主要含Pb、Br、Ba等,冶金工业排放的颗粒物主要含Mn、Al、Fe等。

颗粒物的无机成分P236

包括碳氢化合物,羟基化合物,含氮、含氧、含硫有机物、有机金属化合物、有机卤素等。来自煤和石油燃料的燃烧,以及焦化、石油等工业的颗粒物,其有机成份含量较高。有机成分中以多环芳烃最引人注目,研究发现颗粒物中还能检出多种硝基多环芳烃,它们可能是大气中的多环芳烃和氮氧化物反应生成的,也可能是在燃烧过程中直接生成的。颗粒物的有机成分P237

颗粒物可作为其他污染物如SO2、NO2、酸雾和甲醛等的载体,这些有毒物质都可以吸附在颗粒物上进入肺脏深部,加重对肺的损害。颗粒物上的一些金属成份还有催化作用,可以使大气中的其他污染物转化为毒性更大的二次污染物。P238呼吸道对颗粒物的清除作用鼻毛可阻留10μm以上的颗粒物达95%。气管支气管的粘膜表面被纤毛覆盖并分泌粘液,通过纤毛运动可将沉积于呼吸道的颗粒物以及充满颗粒物的巨噬细胞随同粘液由呼吸道的深部向呼吸道上部转运,并越过喉头的后缘向咽部移动,最终被咽下或随痰咯出。颗粒物可被巨噬细胞吞噬后经粘液-纤毛系统排出或进入淋巴系统。一些细小的颗粒可直接穿过肺泡上皮进入肺组织间质,最后进入肺血液或淋巴系统。P239某些生理或病理因素可影响颗粒物在呼吸道的沉积。例如,运动时呼吸的量和速度都明显加快,这样将大大增加颗粒物通过沉降、惯性冲击或扩散在呼吸道的沉积。慢性支气管炎患者的呼吸道粘膜层增厚,会造成气道的部分阻塞,有利于颗粒物的沉积。一些刺激性的气体如香烟烟气等可引起支气管平滑肌收缩,加大颗粒物在气管支气管的沉积。其他防治对策P243SO2在大气中可被氧化成SO3,再溶于水汽中形成硫酸雾。SO2还可先溶于水汽中生成亚硫酸雾然后再氧化成硫酸雾。硫酸雾是SO2的二次污染物,对呼吸道的附着和刺激作用更强。硫酸雾等可凝成大颗粒,形成酸雨。二、气态污染物—二氧化硫P244二氧化硫的健康影响1.对呼吸道的影响SO2是水溶性的刺激性气体,易被上呼吸道和支气管黏膜的富水性黏液所吸收。SO2可刺激呼吸道平滑肌内的末梢神经感受器,使气管或支气管收缩,气道阻力和分泌物增加。一般来说,哮喘患者对SO2比较敏感。一些研究发现,SO2可降低动物对感染的抵抗力,损害巨噬细胞参与的杀菌过程。SO2还可影响动物呼吸道对颗粒物的清除能力以及呼吸道黏膜纤毛的运动。2.致敏作用吸附SO2的颗粒物是变态反应原,能引起支气管哮喘。3.促癌作用SO2还有促癌作用,可增强BaP的致癌作用。4.其他最近的研究发现,在很低的大气SO2污染水平范围(年平均浓度低于50μg/m3,日平均浓度低于125μg/m3),SO2浓度的增加可引起总死亡率、心血管疾病和呼吸系统疾病死亡率的上升以及COPD等呼吸系统疾病的急诊人数增多。246二氧化硫的危害:

SO2遇水

SO2与烟尘联合作用变态反应原支气管哮喘

SO2与B(a)P联合作用致癌眼、上呼吸道刺激刺激上呼吸道平滑肌末梢神经感受器慢性鼻炎、COPD等

二、气态污染物—氮氧化物P249氮氧化物的来源1.自然界大气中的氮氧化物(nitrogenoxides,NOX)主要指二氧化氮(nitrogendioxide,NO2)和一氧化氮(nitrogenmonoxide,NO)。2.工业企业各种矿物燃料的燃烧过程中均可产生NOX

。火力发电、石油化工、燃煤工业等排放NOX的量很大。3.交通运输机动车尾气是城市大气NOX污染的主要来源之一。随着机动车数量的增加,我国一些大城市的大气NOX污染水平呈明显上升趋势。例如,一些城市的大气NOX污染来源中,机动车尾气的分担率已占到80%左右。NO2是光化学烟雾形成的重要前体物质,有刺激性,与烃类共存时,在强烈的日光照射下,可以形成光化学烟雾。NOX氮氧化物(NOX)是NO、N2O、NO2、NO3、N2O3、N2O4、N2O5等含氮气体化合物的总称。大气污染:主要是NO2(红褐色气体)和NO(无色气体)。毒性:NO2>NONO2+烃类光化学烟雾

NO2+多环芳烃硝基多环芳烃P251氮氧化物的健康影响

NO2的毒性比NO高4~5倍。有关NOX健康影响的评价多来自于对NO2的研究结果。NO2较难溶于水,故对上呼吸道和眼睛的刺激作用较小,主要作用于深部呼吸道、细支气管及肺泡。患有呼吸系统疾病如哮喘的人对NO2比较敏感。一些研究提示,长期暴露于年平均浓度高于50~75μg/m3的NO2下,儿童的呼吸系统症状会显著增加,肺功能也会受到一定程度的损害。一些时间序列分析研究发现,大气中的NO2浓度与人群死亡率的增加有关。流行病学和动物实验研究都表明,NO2可损伤肺泡巨噬细胞和上皮细胞的功能,削弱机体对细菌、病毒感染的抵抗力。252氮氧化物的危害:呼吸系统:呼吸道刺激症状血液:亚硝酸根与Hb结合

MeHb高铁血红蛋白症和血管扩张组织缺氧紫绀、呼吸困难、血压下降及中枢神经损害。慢性中毒:类神经征NO2与SO2和O3分别具有相加和协同作用,造成呼吸道阻力增加以及对感染的抵抗力降低。氮氧化物铅P255铅的来源城市大气铅(lead)污染的主要来源是含铅汽油的使用。含铅汽油燃烧后85%的铅排入大气,机动车尾气排放对大气铅污染的贡献率高达80%~90%。

此外,来自铅锌矿开采冶炼、铅冶炼厂、蓄电池厂等的含铅废气是城乡大气环境铅污染的又一重要来源。P262P264大气中的多环芳烃(PAH)主要来源于各种含碳有机物的热解和不完全燃烧,如煤、木柴、烟叶和石油产品的燃烧,烹调油烟以及各种有机废物的焚烧等。

尽管不同类型污染源产生的PAH种类有所不同,但不同地区大气中的PAH谱差别不大。四、多环芳烃P265多环芳烃的健康影响大气中的大多数PAH吸附在颗粒物表面,尤其是<5μm的颗粒物上。PAH可与大气中的其他污染物反应形成二次污染物。例如,PAH与O3作用,生成多种具有直接致突变作用的氧化物;与大气中的NO2或HNO3形成硝基多环芳烃,后者有直接致突变作用。PAH中有强致癌性的多为四到七环的稠环化合物。由于BaP是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,故常以其作为PAH的代表。BaP需要在体内经代谢活化后才能产生致癌作用。流行病学研究显示,人群的肺癌死亡率与空气中BaP水平呈显著的正相关。五、二噁英类P267二噁英类

二噁英类(dioxins)是一类有机氯化合物,包括多氯二苯并-对-二噁英(polychlorinateddibenzo-p-dioxin,PCDD)和多氯二苯并呋喃(polychlorinateddibenzofuran,PCDF)。一般将一些呈平面分子结构、毒性特征与二噁英类似的多氯联苯,即共面多氯联苯(coplanarpolychlorinatedbiphenyls,Co-PCBs)也包括在二噁英的范围内。二噁英类的毒性因氯原子的取代位置不同而有差异,故在环境健康危险度评价中用它们的含量乘以等效毒性系数(toxicequivalencyfactors,TEFs)得到等效毒性量或毒性当量(toxicequivalent;TEQ)。二噁英类中以2,3,7,8-四氯-二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2,3,7,8-TCDD)的毒性最强,研究也最多。P268二噁英类的来源

大气环境中的二噁英类90%来源于城市和工业垃圾焚烧。含铅汽油、煤、防腐处理过的木材以及石油产品、各种废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300℃~400℃时容易产生二噁英。聚氯乙烯塑料、纸张、氯气以及某些农药的生产环节、钢铁冶炼、催化剂高温氯气活化等过程都可向环境中释放二噁英类。二噁英类还作为杂质存在于一些农药产品如五氯酚、2,4,5-T等中。第五节大气污染对健康影响的调查和监测查明大气污染的来源查明大气污染状况查明大气污染对健康造成的各种危害,为大气卫生标准的制定、修订和确定治理方案提供科学依据。大气污染的调查大气污染来源污染状况的监测对居民健康造成的影响污染源的调查

了解并掌握各类大气污染源排放的主要污染物,排放量以及排放特点;检查执行环境保护法规和废气排放标准的情况及废气回收利用和净化的效果;进一步分析该污染源对大气污染的贡献及其对居民健康可能造成的危害。P273点源污染

即对一个工厂或一座烟囱对周围大气影响的调查,主要内容有:①地理位置及其与周围居住区及公共建筑物的距离;②生产性质、生产规模、投产年份、排放有害物质的车间和工序、生产工艺过程、操作制度和生产设备等;③废气中污染物的种类、排放量、排放方式、排放规律、排放高度;④废气净化处理设备及其效果,废气的回收利用情况;⑤锅炉型号,燃料的品种、产地和用量,燃烧方式烟囱高度和净化设备等;⑥车间内外无组织排放的情况。P274面源污染

即对整个城市或工业区的大气污染源进行调查,主要内容包括:①该地区的地形、地理位置和气象条件;②功能分区以及工厂和锅炉烟囱等污染源的分布;③人口密度、建筑密度以及人口构成;④民用燃料种类和用量,炉具的种类和型号,排烟方式,取暖方式等;⑤交通干线分布,机动车种类、流量和使用燃料种类;⑥路面铺设和绿化情况。P275线源污染

除上述面源中包括的线源以外,还有许多跨地区的线源,主要应调查该线路上交通工具的种类、流量和行驶状态,燃料的种类和燃烧情况,废气的成分等。P276污染状况的监测

采样点的选择采样时间监测指标采样记录监测结果的分析与评价

P284采样点的选择-点源监测

一般以污染源为中心,在其周围不同方位和不同距离的地点设置采样点,主要依据工厂的规模、有害物质的排放量和排放高度、当地风向频率和具体地形,并参考烟波扩散范围、污染源与周围住宅的距离和植物生长情况来布置采样点。可选用的布点方式有三种。P285点源监测(1)四周布点:以污染源为中心,划8个方位,在不同距离的同心圆上布点,并在更远的距离或其他方位设置对照点;(2)扇型布点:在污染源常年或季节主导方向的下风侧,划3~5个方位,在不同距离上设置采样点,在上风侧适当距离设置对照点;(3)捕捉烟波布点:随烟波变动的方向,在烟波下方不同距离采样,同时在上风侧适当距离设置对照点。此方法采样点不固定,随烟波方向变动,可以每半天确定一次烟波方向。采样点的选择-面源监测

采样点的设置通常有三种方法:①按城市功能分区布点选择具有代表性的地区布点,每个类型的区域内一般设置2~3个采样点,应设置清洁对照点;②几何状布点将整个监测区划分为若干个方形或三角形小格,在交叉点和小格内布点;③根据污染源和人口分布以及城市地形地貌等因素设置采样点。

采样点的选择-线源监测针对道路交通的污染的采样点,其采样设备采样口离地面的高度应在2~5米范围内,距道路边缘距离不得超过20米。采样时间

应结合气象条件的变化特征,尽量在污染物出现高、中、低浓度的时间内采集。日平均浓度的测定,每日至少有12~18h的采样时间,这样测定结果能较好地反映大气污染的实际情况。如果条件不容许,每天也至少应采样3次,包括大气稳定的夜间、不稳定的中午和中等稳定的早晨或黄昏。如计算年平均浓度,每月至少有分布均匀的5~12个日均值,每天的采样时间与测定日平均浓度时相同。采样时间一次最大浓度应在污染最严重时采样,即在生产负荷最大,气象条件最不利于污染物扩散时,在污染源的下风侧采样。当风向改变时应停止采样,采样时间一般为10~20min。监测指标

选取排放量大,危害严重,危害的特异性强,检测方法简便可靠的污染物作为检测指标。对点源进行监测时,选择所排放的主要污染物为监测指标;(磷肥厂-氟化物、SO2;钢

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