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第一章生活环境与健康第一节空气空气是人类赖以生存必不可少的环境因素之一,对人体的生命、健康、疾病以及生活等方面均具有极为重要的卫生学意义。成年人每天约呼吸2万多次,吸入空气1万多升,重量达13.6kg。
(一)大气特征1.大气的垂直结构
大气圈(atmosphere)是地球表面包围着很厚的并随地球旋转的空气层。厚度一般为2000~3000km,没有明显上界。按气温的垂直变化特点,可将大气层分为对流层、平流层、中间层、热层、外逸层。一、大气污染对流层对流层(troposphere)是大气圈中最靠近地面的一层,平均厚度约15km。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{气温垂直递减率(0.65℃/100m)}。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。平流层平流层(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(isothermallayer)。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。中间层
平流层之上,到高于海平面55-85公里高空的一层为中间层。这一层大气中,空气更稀薄,几乎没有臭氧,这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收,所以,在这层大气里,气温随高度的增加而下降的很快,到顶部气温已下降到-92℃以下。由于下层气温比上层高,有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空对流层或上对流层.热层从80-500公里的高空,称为热(暖)层,又叫电离层。这一层空气密度很小,据探测,在120公里高空,声波已难以传播;270公里高空,大气密度只有地面的一百亿分之一,所以在这里即使在你耳边开大炮,也难听到什么声音。暖层里的气温很高,热层顶层温度可高达200-1700℃。该层能反射无线电波,对于无线通讯具有重要意义。
散逸层热层顶以上的大气统称为散逸层,又叫外层。它是大气的最高层,高度800公里以上,没有明显上界。这一层大气的温度也很高,空气十分稀薄,受地球引力场的约束很弱,一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。根据宇宙火箭探测资料表明,地球大气圈之外,还有一层极其稀薄的电离气体,其高度可伸延到22000公里的高空,称之为地冕。地冕也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域。人们形象地把它比作是地球的“帽子”。2.大气的化学组成和物理性状及其卫生学意义(1)大气的化学组成自然状态的大气是无色、无味、无臭的混合气体。一般情况下,空气的组成较为稳定,氮、氧、氩三种组分占大气总量的99.96%。氦、氖、氪、氙气等稀有气体也极为稳定。正常大气组分中氧气含量约占21%,当降低至16%时,人即可感到呼吸困难;降低至10%时,智力活动减退;低于7~8%时,可危及生命。二氧化碳在空气中的含量,一般城市比农村多,陆地比海洋多。当二氧化碳含量增高时,由于其对红外线有较强的吸收作用,可形成“温室效应”。(2)大气的物理性状空气的物理性状包括与人类健康关系密切的太阳辐射、空气离子化和各种气象条件等。1.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,产生大量辐射能。
太阳辐射(solarradiation)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。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波长γ-射线X-射线紫外线可见光红外线微波无线电波组成太阳光谱紫外线分段波长名称吸收情况A段(UVA)320~400nm长波紫外线在大气圈平流层几乎都被臭氧层吸收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短波紫外线可全部穿透大气层而抵达地表紫外线辐射(ultravioletradiation)可分为三段太阳辐射的射线及其生物学作用射线波长生物学作用可见光400~760nm提高机体的视觉功能红外线760nm~1mm使机体产生热效应紫外线UV-A320~400nm色素沉着(pigmentation)UV-B275~320nm抗佝偻病作用,红斑作用UV-C200~275nn杀菌作用(但损伤细胞)UV-A段可以使皮肤中的黑色素原通过氧化酶的作用,转变成黑色素而沉着于其中,它可使太阳辐射能被皮肤表面吸收而不致进入深部组织造成组织的损伤。这是紫外线的色素沉着作用,又称晒黑作用。
UV-B段的红斑作用,它是指皮肤受紫外线照射后,在一定时间内皮肤上出现刚刚可辨认的红色斑点所需的剂量。同时,皮肤和皮下组织中的麦角固醇与7一脱氢胆固醇在UV-B段紫外线作用下可形成维生素D2和维生素D3,以维持正常的钙磷代谢和骨骼的正常生长,对于婴幼儿及儿童有预防佝偻病的作用。
UV-C段紫外线能使蛋白质分子产生光化学分解,还能穿透细胞核,使DNA分子单核苷酸之间的磷酸键和嘌呤、嘧啶间的氢键破坏,从而引起蛋白的变性、凝固,导致细菌的死亡,该段紫外线对正常的人体细胞也具有杀伤作用。可见光:
光是一种电磁辐射,其波长范围在400~760nm之间,辐射波长的不同决定了光具有不同的颜色。该段光谱综合作用于机体的高级神经系统,能提高视觉功能和代谢功能,通过视觉器官改变人体的紧张及觉醒状态,平衡兴奋与镇静作用。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,提高情绪与工作效率,是生物生存必不可少的条件之一。红外线:
红外线生物学作用的基础是热效应,因此又称为热射线,是波长范围在760nm~1mm的电磁波。机体通过皮肤吸收红外线后,可使血管扩张、血流速度加快,引起照射部位或全身温度升高,促进新陈代谢和细胞增生,具有消炎、镇痛作用。晶状体对红外线较为敏感,由于晶状体无神经末梢,对红外线热效应不易察觉,以致损伤可在没有任何察觉中发生,严重时可引起红外线性白内障(infraredcataract)。气象因素包括气温、气湿、气压、气流等。
天气是指一定地区在一定时间内各种气象因素的综合表现。某些疾病与季节和气象具有一定关系,如花粉症、枯草热、流行性感冒等,均与季节有明显相关性;天气的变化也常常引起某些疾病的加重。例如,心肌梗死急性发作常受高气压、气温变化、大风等气象因素的影响;冷刺激可使周围血管收缩,动脉血压升高,心肌需氧量增多。高血压、脑卒中死亡多发生在寒冷季节、气象多变的时日。气象因素对机体的多种生理功能起着综合调节作用,如冷热感觉、体温调节、神经系统功能、免疫功能等。空气离子化空气离子是指空气中带有阳电荷或阴电荷的离子。组成空气的各种气体的分子或原子,在宇宙射线、紫外线、雷电、人工电场等的作用下,其外层电子逸出,形成带正电的阳离子即空气正离子,一部分逸出的电子与气体分子结合成为阴离子即空气负离子。这种产生空气正、负离子的过程称为空气离子化(ionizationoftheatmosphere)或空气电离。外界因素+-空气分子中性空气正离子空气负离子此过程称为空气离子化或称空气电离
空气离子的形成是阴、阳离子成对出现的。一部分离子可以把周围10~15个中性分子吸附在一起,形成质量较轻、直径较大的离子,称为轻离子(n+、n-)。一部分轻离子与空气中的灰尘、烟雾等结合,形成重离子(N+、N-)。因而重、轻离子的比例,可以反映空气清洁的程度。一般情况下,大气中轻离子总数为每立方厘米1000个,重、轻离子的比值不能过高,▲当比值大于50时,说明空气比较混浊;反之,说明空气比较清洁。空气中的阴离子对机体有良好作用:
1.可调节中枢神经的兴奋和抑制功能,缩短感觉与运动时值;刺激骨髓造血功能,使异常血液成分趋于正常。2.可降低血压,改善肺的换气功能,促进气管纤毛颤动以及促进组织细胞生物氧化、还原过程。3.可改善睡眠、振奋精神、提高工作效率,还有一定的镇静、镇痛作用。4.可清洁空气、改善微小环境中空气状况的作用。
通常在海滨、森林、瀑布、喷泉等地区或附近,大气中阴离子含量多,有利于促进机体健康。另外,空气污浊的地区,重离子含量增多,不利于健康。所以,▲在空气中重、轻离子数的比值应小于50。空气离子浓度可作为评价环境空气质量的参考指标之一。如果空气离子的浓度超出106个/cm3时,无论阴离子或阳离子,均对机体产生不良影响。(二)大气污染及其污染物的主要来源1.大气污染
▲大气污染(atmosphericpollution)是指空气正常成分以外,有增加了新的成分,或原有成分增加,超过了环境所能容许的极限,使空气的质量恶化,对人体的健康和精神状态、生活、工作、建筑设备以及动植物生长等产生直接或间接的影响和危害。大气污染自然因素:包括火山活动、森林火灾、地震、土壤岩石风蚀、海啸、雷电、动植物尸体的腐烂及大气圈空气的运动等产生的尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。人为因素:包括人类的生活活动和生产活动两个方面,来自人类生活、工业生产、交通运输等活动中的废弃物、燃烧、排放等。通常人们所说的大气污染均为人为污染,可分为:固定污染源流动污染源2.大气污染物的主要来源(1)工业企业工业企业是大气污染的主要来源,是大气卫生防护工作的重点。
我国的能源结构:煤、石油、天然气2005年我国煤炭需求20亿吨,其中发电用12.1亿吨、石油消耗量占全球消耗量的1/4(2004年中国石油消耗量约3亿吨)2008年底机动车保有量达约1.7亿辆,其中绝大部分是燃油机车
用煤量最大的企业:火力发电、冶金、化工、机械、建材煤、石油中的杂质主要是硫,煤中一般为0.2%~4%,个别地区的煤中硫可达8%石油中硫含量最高可达4%工业生产中燃料燃烧是大气污染最重要的来源(污染源多、排放量大、污染范围广)燃料燃烧过程中释放多种污染物:CO2、NOx、硫氧化物、金属氧化物、不完全燃烧产物(CO、醛类、炭粒、多环芳烃)等项目二氧化硫排放量(万吨)烟尘排放量(万吨)工业粉尘年度合计工业生活合计工业生活排放量(万吨)20062588.82234.83541088.8864.5224.3808.420072468.12140328.1986.6771.1215.5698.720082321.21991.3329.9901.6670.7230.9584.9全国近年废气中主要污染物排放量(2)生产过程中污染物的排放生产过程的各个环节均可排放污染物产品使用过程中污染物的排放从摇篮到坟墓的污染(“cradletograve”pollution),例如,铁矿→开采→冶炼→汽车制造→汽车运行→汽车报废的每一个环节都会有污染物释放到环境蓄电池也是一样西方发达国家规定,企业必须负责回收处理自己的废旧产品(3)生活炉灶和采暖锅炉生活用燃料主要是煤制品,其次是煤气、液化石油气和天然气。城市居民集中居住,生活炉灶燃烧效率低,由于煤质不佳或由于炉灶结构不合理,烟囱不畅通,造成燃烧不完全,致使浓烟大量产生,逸散于低空大气。尤其在采暖季节,逆温的天数较多,排出烟尘不易扩散,直接或间接危害人群健康。(4)交通运输随着交通运输事业飞速发展,机动车辆不断增加,加上部分车辆发动机油料燃烧不完全,使排出废气量增加。尤其在交通阻塞时,减速行驶或发动机空转排出废气更多,成为大城市空气污染的主要来源之一。目前汽车液体燃料均为石油制品,燃烧后排放的废气中主要成分有一氧化碳、氮氧化物、烃类等污染物。此外,若汽油中含有抗爆剂四乙基铅,则废气中就合有铅化合物。研究显示,铅可引起儿童智力发育障碍;而无铅汽油中的有机锰是引起帕金森病的重要环境因素。
光化学烟雾(photo-chemicalsmog)是汽车尾气中氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCS)等在强烈日光紫外线作用下,经过一系列光化学反应而形成的具有很强刺激性的浅蓝色烟雾。光化学烟雾是二次污染物,其主要成分是臭氧、过氧酰基硝酸酯、醛类等。(5)其他:意外事故垃圾焚烧地面扬尘水和土壤中的污染物进入大气等汽车尾气生产废气生活炉灶沙尘暴(三)大气污染引起的健康危害1.急性危害一定范围内大气污染物浓度急剧增高,当地居民在短期内吸入大量污染物可造成急性中毒。急性中毒可按生成的原因分成烟雾事件和生产事故。(1)烟雾事件是大气污染造成急性中毒的主要类型,根据烟雾形成的原因,又可分为煤烟型烟雾事件和光化学烟雾事件。①煤烟型烟雾事件是由于煤烟和工业废气大量排入大气且得不到充分扩散而引起的。主要污染物为SO2和烟尘。从19世纪末开始,就发生过20多起烟雾事件,比较严重的有:
英国从1873年到1965年共发生多次烟雾事件,其中最严重的一次是1952年12月发生的震惊世界的伦敦烟雾事件。1930年12月3日到5日,在比利时发生的马斯河谷烟雾事件,引起几千人出现呼吸系统疾病,约60多人死亡。
因为伦敦住户采暖壁炉排出大量煤烟与浓雾混合,停滞于城市上空,使整个城市被浓烟吞没。几千市民感到呼吸困难,并有咳嗽、喉痛、呕吐等症状发生,老人和病患者死亡不断增加。煤烟型烟雾事件主要是由于煤炭的燃烧产物和工业生产过程中大量废气的排放,加上特殊的地形以及气象条件变化而造成。特点:污染物来源于工业生产过程的废气排放;常伴有异常的气象条件,如低气温、高气压、风速很低、有逆温产生等。多发生在寒冷季节。受害者可出现呼吸道刺激症状,死亡原因多气管炎、支气管炎、心脏病等。
1952年伦敦烟雾事件②光化学烟雾事件是汽车尾气中氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCS)等在强烈日光紫外线作用下,经过一系列光化学反应而形成的具有很强刺激性的浅蓝色烟雾所致。
光化学烟雾是二次污染物(secondarypollutant)
其主要成分是臭氧(约占90%)、过氧酰基硝酸酯(约占10%)、醛类等。美国洛杉矶从1943年到1955年发生过多次光化学烟雾污染事件,特别是1955年发生的光化学烟雾事件,当时气温高达37.8℃,持续一周多时间,很多居民出现眼和呼吸道刺激症状,老弱病患者死亡率增加,65岁以上的人群平均每天约死亡70-317人。受害者的主要症状包括眼睛红肿、流泪、咽喉痛、严重上呼吸道刺激等,并可诱发支气管哮喘等呼吸系统疾病。光化学烟雾在许多大城市都有发生,如纽约、东京、大阪、悉尼、孟买、兰州、成都、上海、北京等。美国洛山矶光化学烟雾事件(2)事故性排放造成的急性中毒①印度博帕尔市联合农药厂异氰酸甲酯泄漏事件。1984年12月3日凌晨,该厂大约30~40吨异氰酸甲酯及其水解产物泄漏而直接排入大气,毒气随着每小时5km的风速向下风向扩散,共波及11个居民区,65km2的市区,致使52万人口受到严重损害。受害者主诉咽喉痛,咳嗽并有窒息感,严重者出现呕吐,腹绞痛,意识模糊,惊厥。受害严重部位是肺和双眼。此事件共造成15多万人中毒,其中有5万多人失明,2500人死亡。1984年印度博帕尔化学泄漏事件1984年印度博帕尔化学泄漏事件⑵前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件:1986年4月26日凌晨1时许,切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸,反应堆内的放射物质大量泄漏达8吨多,对周围环境造成了严重污染。释放出的核裂变产物主要有131I、103Ru、137Cs以及少量的60Co。周围环境中的放射剂量达200R/h,为人体允许剂量的2万倍。此次核事故使苏联15万平方公里的领土受到污染,13万居民急性暴露,31人死亡,233人受伤。3年后的调查发现,距核电站80km的地区,皮肤癌、舌癌、口腔癌以及其他癌症患者增多,儿童甲状腺癌患者剧增。切尔诺贝利核电站航拍图,箭头所指就是1986年4月26日发生泄漏的反应堆所在地
2003年12月23日21时55分,在四川重庆开县高桥镇,正在进行钻井作业的罗家16井突然发生井喷事故,大量硫化氢有毒气体从井底溢出,导致附近村民中毒。截止目前造成243人死亡、近2155人受伤住院,其中危重病人27人。事故发生后,当地已紧急疏散6万多群众,周围约5公里范围内已被封闭。(3)重庆开县井喷事故十二月二十四日晚的井喷现场救助中的伤者工作人员焚烧掩埋家畜尸体2.慢性危害(1)对呼吸系统功能的影响:PM10:空气动力学直径≤10μm的颗粒物(particulatematter),此类颗粒物可进入呼吸道,又称为可吸入颗粒物(inhalableparticulate,IP)PM2.5(细颗粒)慢性炎症:SOX、NOX、硫酸雾等污染物,不仅能产生急性刺激作用,而且能长期反复刺激机体的呼吸道,使这些部位组织充血,产生如咽炎、喉炎、气管炎等炎症。呼吸道炎症的反复发作,使支气管上皮的分泌物大量排出,内膜增厚,有时产生痉挛,并有瘢痕压迫,造成气道狭窄,气道阻力增加,形成综合性疾病,即慢性阻塞性肺部疾患(COPD)。
我国城市居民的COPD的患病率和死亡率均高于发达国家,约占全部死因的15%左右。有些工业污染区内有51%的儿童血铅含量超过标准,导致铅在儿童长骨的骨骺端沉着,影响骨骼生长。(2)对免疫功能的影响:
在大气严重污染的地区,居民体内的唾液溶菌酶和分泌型免疫球蛋白含量均可明显下降,血清中的免疫指标也有所下降,说明机体的免疫力降低。(3)诱发变态反应:除花粉、灰尘等已知变应原外,大气中某些污染物如甲醛、某些石油制品的分解产物等均能使机体产生变态反应。日本的四日市哮喘即是以变态反应为主要症状的公害病。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)其他:
使机体抵抗力降低,易患非特异性疾病。3.肺癌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。上海、沈阳等大城市中居民肺癌死亡率与大气中可吸入颗粒物和B(a)P的浓度呈密切相关。上海市的肺癌死亡率(1/10万):市中心区27.26,近郊区14.27,农村8.54.大气污染对健康的间接危害1、温室效应2、破坏臭氧层3、形成酸雨4、形成大气棕色云团(1)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、O3、CFCs温室效应形成原因:CO2O3CO2CH2CO2CFCS大量燃料燃烧森林砍伐温室气体:CO2、CH4、CFCS、N2O气候变暖的危害:①病媒昆虫栖息范围扩大,活动时间延长,使其传播人类疾病的机会明显增加;②有利于病原体及有关生物的繁殖;③与暑热相关疾病的发病率和死亡率增加;④两极冰冠及冰川雪山融化,海平面升高。
全球气候变暖可使两极冰川融化,海平面上升。
印尼“千岛之国”岌岌可危,其1.7万多座岛屿中有2000座可能将葬身海底,如按现在每年海平面上升0.5厘米的速度计算,到2035年雅加达国际机场将成为一片汪洋;2080年,40万平方公里土地将消失,爪哇岛上的3个最大城市——雅加达、泗水和三宝垄——将不复存在(2)破坏臭氧层臭氧层位于地球表面上大约20~50km的平流层中,正常情况下臭氧形成与破坏几乎相当,保持动态平衡。消耗臭氧层的物质主要有CFCs、溴氟烷烃类和N2O等。臭氧层可吸收短波紫外线和宇宙射线,其破坏主要是由于人类大量使用氯氟烃类化合物(CFCs)所致。CFCs本身对人体无害,被广泛用于制冷剂、发泡剂、喷雾剂等。CFC进入大气层后受短波紫外线作用而发生光解,释放出活性很强的游离氯。后者与臭氧作用生成氧,每个游离氯原子可与数千个臭氧分子反应,从而破坏了大气的臭氧层。包围着地球的臭氧层氯氟烃(CFCS)氮氧化物DevelopmentofOzoneHole臭氧层被破坏形成空洞以后,减少了臭氧层对短波紫外线和其他宇宙射线的吸收和阻挡功能。皮肤癌和白内障的发病率将增加。引起白内障引起皮肤癌免疫系统功能抑制(3)酸雨定义:是指pH值小于5.6的酸性降水危害:土壤酸化重金属进入农作物的量水体酸化影响水生生物的生长,并影响水体的自净能力。
我国西南、华南地区酸雨严重,广州地区降水pH可低至4.37,其频率达72.7%。目前我国酸雨面积已达200多万平方公里,占国土面积的28%。每年因酸雨造成的直接经济损失达140多亿元。我国已成为世界SO2排放的头号大国,也是酸雨危害最严重的国家之一。因酸雨毁坏的树木
(4)大气棕色云团
大气棕色云团(AtmosphericBrownCloud,ABC)是指以细颗粒物(PM2.5)为主,悬浮于大气对流层的大片污染物,其成分主要包括碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐以及沙尘等。20世纪末,科学家们在印度洋上空发现了一片大气污染带,这块污染带厚约3km,面积900多万平方公里,相当于美国本土面积,称为亚洲棕色云团(AsiaBrownClouds)。后经研究发现这种大气污染云团在世界很多地方出现,并重新命名为大气棕色云团(AtmosphericBrownClouds,简称ABC)。大气棕色云对气候有双重影响:首先大气棕色云的存在减缓了温室效应对地球的加热,使地球升温没有单纯用温室气体模型预测升温的那么快;其次大气棕色云的存在也正在使地面变暗,减少了太阳辐射到达地球表面的量。因大气棕色云对气候影响的复杂性和多面性,使大气棕色云称为科学界研究的热点问题。东亚地区是世界五大ABC热点区之一,ABC热点区定义为年平均人为气溶胶光学厚度(AOD)超过0.3,并且吸收性气溶胶对AOD的贡献超过10%的地区。下列13个亚洲的百万人口城市已确认为ABC热点区:曼谷、北京、开罗、达卡、卡拉奇、加尔各答、拉各斯、孟买、新德里、汉城、上海、深圳和德黑兰。在这些热点区,年均AOD(自然+人为)超过0.3,并且吸收性气溶胶的光学厚度占AOD的10%,说明强吸收性的黑碳气溶胶占据了气溶胶总量的10%。。1950—2000年,中国陆地平均年总太阳辐射显著减少。观测到的辐射减少率大约是每10年减少3%~4%,其中1970年代后减少率更大,在一些城市如广州减少达20%。大量的研究表明,太阳辐射减弱很大程度上归因于1950年代以来ABC排放的快速增加。二、居室空气污染对健康的影响(一)居室环境居室是供人们生活、居住的场所,是人们生活环境的重要组成部分,是人们为了充分利用自然环境和人为环境因素中的有利作用和防止其不良影响而创造的生活居住环境。人的一生中有2/3以上的时间在居室内度过,婴幼儿、儿童、青少年和老弱病残者在居室中生活的时间更长。不良住宅环境不利于人体健康:拥挤、寒冷、炎热、潮湿、阴暗、空气污浊、噪声、含有病原体或有毒有害物质的居室环境是一种恶性刺激,可使中枢神经系统功能紊乱,降低机体的功能和抵抗力,使居民情绪恶化、生活质量和工作效率下降、患病率和死亡率增高。居室环境的基本卫生要求:①小气候适宜: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②采光照明良好:自然采光和人工照明③空气清洁卫生:通风换气④环境安静整洁⑤卫生设施齐全WHO建议,健康住宅的标准:①尽可能不使用有毒的建筑材料装修房屋②室内二氧化碳浓度低于0.1%,粉尘浓度低于0.15mg/m3;③室内气温保持在17~27℃,湿度全年保持在40%~70%;④噪声级小于50dB(A);⑤一天的日照要确保在3小时以上;⑥有足够亮度的照明设备,有良好的换气设备;⑦有足够的人均建筑面积;⑧有足够的抗自然灾害的能力;⑨住宅要便于护理老人和残疾人。(二)室内空气污染的来源1.生活炉灶和烹调油烟:生活炉灶使用的燃料:矿物燃料(煤、天然气、煤气、液化石油气)和生物燃料(木柴、秸秆、大牲畜粪便)燃烧产物(combustionproducts):CO2、CO、NOx、SO2、烟尘等,多为有毒有害物质燃烧产物的来源:①燃烧物自身的杂质成分:如煤中含硫、氟、砷、镉、灰分等杂质。②燃烧物经高温后发生热解或合成反应的产物:各种固体燃料在燃烧后会产生大量SO2和颗粒物如SiO2、CaO、Fe2O3、As2O3,还有CO、CO2、NOx等。石油天然气燃烧后甲醛和NOX含量有时较高;液化石油气燃烧产物中甲醛和NOX也较多,可吸入颗粒物占93%以上;云南宣威肺癌——全县近100万人口,肺癌标化死亡率26.23/10万,是全国肺癌发生最高的县。其特点:全县以农业生产为主,但肺癌发生率高于一般城市;肺癌男女性比例0.98:1;以煤为燃料的乡镇肺癌发生率远高于以柴为燃料者;燃煤乡居民肺癌死亡率高达151.78/10万,燃柴乡居民仅1.0/10万。肺癌发生与吸烟的关系不明显。现场调查检测发现:家庭无烟囱地炉燃煤造成严重的室内空气污染:室内TSP(totalsuspendedparticles)10.45mg/m3,BaP(benzo-(a)pyrene)629.9μg/m3,高于卫生标准600多倍。人群调查、动物实验、实验室研究证实,肺癌的发生于煤烟污染有关。其强度:烟煤>无烟煤>柴煤烟污染型氟、砷中毒是室内空气污染对健康危害的又一例证。农户燃用含氟量很高的劣质煤(含氟达3000mg/kg以上),加之燃烧方式落后,将煤直接在室内敞开燃烧,室内空气氟浓度可高达0.5mg/m3,污染室内存放的粮食如玉米等而引起当地人群地方性氟中毒的发生。火塘做饭烹调油烟(cookingfume)是炒菜、煎炸食品油温达250oC及以上时产生的一组混合性污染物,约有200余种成分。烹调油烟冷凝物具有致突变性,并成为诱发肺癌的重要危险因素。油烟中的致突变物质来源于油脂中不饱和脂肪酸的高温氧化和聚合反应。
2.室内人的活动:人体代谢废弃物、谈话咳嗽的飞沫、出汗蒸发出多种气味,吸烟:烟草烟气中至少含有3800种成分,其中致癌物不少于44种。呼吸道传染病患者和带菌(毒)者:可将流感病毒、SARS病毒、结核杆菌、链球菌等病原体随飞沫喷出污染室内空气。3.建筑材料、装饰材料和家用化学品建筑材料:砖、石、水泥、钢筋等;装饰材料:涂料、粘胶剂、石灰浆、地板砖等。装饰物品:家具、地毯、挂毯等陈列和展示在室内的物品。家用化学品:居室昆虫杀灭剂、空气清新剂、除臭剂、各种清洁剂及美容化妆品等。建筑材料:各种石材等释放出来的氡是人们最关心的室内污染物之一。装饰材料:油漆、粘胶剂、人造板材等在加工过程中加入的多种助剂释放出多种有机化合物,统称为挥发性有机物(volatileorganiccompounds,VOCs),至少含有307种成分;VOCs主要来源于各种溶剂、粘合剂等化工产品;甲醛是生产树脂如脲醛树脂、酚醛树脂等的重要原料4.室内生物性污染呼吸道传染病患者或病原携带者可将病原体随飞沫喷出,污染室内空气,特别是在通风不良、人员拥挤的情况下,空气中有的病原体如流感病毒、SARS病毒、结核杆菌、链球菌等可存活较长时间而使易感人群发生感染家庭花卉释放的花粉、宠物粪便毛屑、昆虫鳞片、尘螨、真菌孢子等均可成为生物性变应原,使易感者发生过敏反应军团菌:出现于贮水槽、输水管道、冷却塔、加湿器水槽等处,可通过淋浴喷头、各种喷雾设备等途径,随水雾喷入室内空气中。人吸入后可感染该菌,严重时患军团菌病(legionnaires,disease)。家用化学品:包括喷雾杀虫剂、除臭剂、香水、厕所清洁剂、美容美发喷雾剂等都可释放出一些有害化学物质,并进入室内空气。5.家用电器的电磁辐射电视机、电脑、微波炉、电话、手机等6.来自室外环境大气污染物可以通过机械通风系统和自然通风渗入室内空气中,常见的如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、铅、颗粒物等。1984年印度博帕尔市农药厂毒气泄漏事件和2003年重庆开县井喷事故分别释放出的异氰酸甲酯和硫化氢造成的许多人死亡的人间悲剧,绝大多数人都是在室内而中毒的。
室内空气污染的特点1.主要来自室外的污染物:在室内一般都有较大的衰减。2.室内外同类污染物:室内高于室外。3.香烟烟雾:室内空气污染严重,侧流烟气(sidestream,SS)比主流烟气(mainstream,MS)危害大。在SS中许多有害物质的浓度高于MS,如尼古丁浓度高2.6~3.3倍,苯并(a)芘2.5~3.5倍,一氧化碳2.5~4.7倍,甲醛15倍。MS是吸烟者用力吸烟时烟叶燃烧温度高、有机物分解较充分,以及烟草燃烧产物可通过烟体和烟嘴滤棒的过滤吸附有关。SS是烟叶自行熏燃时产生的,燃烧温度偏低,产生的有害物质较多。4.室内建筑和装修材料:煤渣砖含有害金属和放射性物质、装修材料如夹板含有粘合剂可较长时间释放出VOCs,特别是甲醛等,油漆及助剂中含有苯、甲苯、二甲苯等。5.空调:环境密闭,换气不足,空气污浊,污染物浓度增高,致病微生物繁殖,危害健康——空调病。室内空气污染物种类繁多,效应各异,多表现为慢性、潜在的不良影响。居室空气中同时存在多种有害因素(包括物理性、化学性、生物性),可综合作用于机体而产生不良影响。
(三)室内空气污染引起的健康危害1.化学性污染物的健康危害(1)二氧化碳居室内的二氧化碳主要来自人体呼气、含碳物质的燃烧及动植物的新陈代谢。当CO2浓度<0.07%时,人体感觉良好;0.l%——个别敏感者有不舒适感;0.l5%——不舒适感明显;3%——呼吸程度加深;4%——头晕、头痛、耳鸣、眼花、血压升高;8%~10%——呼吸困难,脉搏加快,全身无力,肌肉抽搐甚至痉挛,神志由兴奋转向抑制;30%——死亡。
(2)燃烧产物的主要危害①燃料所含有杂质的污染:氟、砷含量高的煤燃烧造成的室内空气污染--氟中毒、砷中毒;②燃烧产物SO2、NOX等:刺激作用、肺通气功能下降和肺泡换气功能障碍、颗粒物上的致癌物如多环芳烃类还具有致癌作用;③烟草燃烧产物:呼吸、神经、循环、内分泌、生殖系统以及免疫功能均有明显的损伤作用。吸烟还是引起肺癌的主要原因。(3)烹调油烟食用油加热时生成的一组混合性污染物,且随温度的升高油烟生成量显著增加。烹调油烟是肺鳞癌和肺腺癌的危险因素:相对危险度分别为3.8和3.4。烹调油烟冷凝物具有致突变性。油烟中的致突变物来源于油脂中不饱和脂肪酸的高温氧化和聚合反应。(4)甲醛及其它挥发性有机化合物甲醛(formaldehyde):人类致癌物,大量存在于多种装饰材料中。甲醛还可来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张、纺织纤维等。VOCs中除醛类外,还有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二异氰酸酯类等,主要来源于各种溶剂、粘合剂等化工产品。
甲醛的危害:居室空气MAC0.08mg/m3人的嗅觉阈:0.06~0
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