《预防医学》：大气

《预防医学》：大气

一、大气的垂直结构

大气圈

外层(逃逸层)

热层(电离层)

中层

平流层

对流层

大气的垂直结构

1.对流层是大气圈贴近地面且密度最大的一层。该层的厚度随地球纬度不同而异。

赤道处为16km左右，两极处为8km左右。夏季较厚、冬季较薄。整个大气质量的

3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层。人类生活在对流层的底部。对流

层有以下特点：

(1)气温随高度的增加而递减

(2)对流运动显著

(3)天气现象复杂多变

2.平流层位于对流层之上，其上界高度约在50km左右。该层的特点是：

(1)气温的垂直分布，下层温度随高度变化小，约在22km以下，气温不随高度

增加而变化，恒定在-52℃〜-60℃,故该层又称同温层。约在22〜35km处，有一

厚度约为10km的臭氧层，在22km〜27km高度处，臭氧含量达到最大值，能吸

收短波紫外线。在30km以上，气温随高度增加而迅速上升，这是因为该层的气温基

本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收大量紫外线增温的。

（2）气流以平流运动为主平流层与人类的关系也很密切。首先，臭氧吸收大量太

阳紫外线，成为人类生存的天然屏障。其次，该层水汽、固体杂质极少，天气晴朗，

能见度很好，大气平稳，有利于高空飞行。

3.中间层位于平流层之上，其上界高达80km左右。空气更稀薄，气温随高度

增加而递减，层顶部的温度可降至-92℃。

4.热层位于中间层之上，其上界可达500km左右。层内温度极高，而且随高度

增加而迅速增加，昼夜变化很大。层顶部的温度可达200〜1700℃。

5.外大气层（又称逸散层）从500km高度往上，没有明显的上界，是大气圈的

最外层。

二、大气的组成及其卫生学意义

自然状态的大气是无色、无臭、无味的混合气体，其正常组成见下表。

空气成分容积百分比重量面分比

氮（N）78.0975.51

氧(0)20.9523.15

M(Ar)0.931.28

二氧化碳（CC>2）0.030.046

敏（Ne）0.00180.00125

氯(He)0.000520.000072

甲烷（CH4）0.000220.00012

氮(Kr)0.00010.00029

一氧化二氮（吗0）0.000050.00008

氨（H）0.000050.0000035

3K(Xe)0.0000080.000036

臭氧（o3）0.0000040.000007

标准状况下干燥空气的组成

空气的组成（容积百分比）

空气的组成（重量百分比）

通常一个成年人每昼夜约呼吸2万次，吸收空气量10〜15m3。每小时呼出CO2

约22.6L。当空气中氧含量降至12%时，人体可发生呼吸困难；降至10%,可发生

智力活动减退；降至8%以下可危及生命。

近年来研究发现，在清洁大气中含有自由基，主要为0H-。其天然来源是臭氧的光

化学作用。当臭氧受到波长小于320nm的太阳辐射作用时，生成激发态的原子氧和

氧气。前者与大气中的水分子作用，生成2个OH。此外还有HO2、RO2等自由基。

自由基有非常强的氧化作用，可使大气中的硫化氢、氨、甲烷等还原性气体被氧化成

硫酸、硫酸盐、硝酸、硝酸盐、二氧化碳等氧化态物质。

三、大气的物理性状及其卫生学意义

大气物理性状包括太阳辐射、气象和空气离子化等。

(-)太阳辐射

1.紫外线

第二届哥本哈根光学会议将紫外线辐射分为三段。A段(UV-A)涨320〜400nm,

B段(UV-B)波长275〜320nm,C段(UV-C)波长200〜275nm。

紫外线的生物效应主要有以下几种：

(1)色素沉着作用：这是人体对光线刺激的一种防御反应。UV-A可以使人皮肤细胞

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，它可防止短波光线深

透皮肤，保护皮肤使其不致过热。

(2)红斑作用：即皮肤被紫外线照射后，局部出现皮肤潮红现象叫红斑。这是人体

对UV-B段的特异反应。

(3)抗佝偻病作用：因皮肤和皮下组织中的麦角固醇和7—脱氢胆固醇在UV—B段

紫外线作用下可形成维生素D2和D3,以维持正常钙磷代谢和骨骼的正常生长发育,

故这段紫外线具有抗佝偻病作用。

（4）杀菌作用：UV—C段紫外线能使蛋白质分子产生光化学分解，具有极强的杀菌

作用，但对细胞的损伤也是极严重的。

紫外线虽对人体健康具有促进作用，但过强的照射能引起光照性皮炎、眼炎、雪盲

甚至皮肤癌等疾病。

2.可视线

波长为400〜760nm。为七色光谱，被机体的视觉分析器感觉为白色，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，平衡兴奋和镇静作用，

提高情绪和工作效率。它是生物生存中不可少的条件之一。

3.红外线

波长760nm〜1mm的电磁波是红外线，其主要的生物学作用是使机体产生热效

应。过量的红外线照射能引起皮肤烧伤，体温升高，还可引起热射病、日射病、红外

线白内障等疾病。

（二）气象因素

气温、气流、气湿和气压等气象因素，对机体的冷热感觉、体温调节、心脑血管功

能、神经系统功能、免疫功能等多种生理活动，起着综合调节作用。此外，气象因素

对大气污染物的扩散，也具有极为重要的作用。

沙尘笼罩北京城

（三）空气离子

空气中轻、重离子数目的变化，与空气的其它污染指标的变化有密切关系。空气污

染越严重，轻离子数目越少，重离子数目越多。天然环境中，重、轻离子数的比值不

应大于50。若比值大于50,则说明空气污浊。

空气阴离子对人体的作用是有益的，但阳离子也有其独特的生物学作用。在一般情

况下它们的生物学作用是相反的。空气阴离子的生物学作用概括起来有：①调节中

枢神经的兴奋和抑制功能，缩短感觉时值和运动时值；②刺激骨髓造血功能，使异

常血液成份趋于正常；③降低血压,临床上应用空气阴离子吸入治疗高血压、支气管

炎、支气管哮喘等疾病。④改善肺的换气功能，促进气管纤毛颤动；⑤促进组织细

胞生物氧化、还原过程。吸入空气阴离子，可改善睡眠、振奋精神，提高工作能力，

同时还有一定的镇静、镇痛作用。

而空气阳离子则可抑制气管纤毛运动、促进5—羟色胺的释放。

江西龙虎山风景区

如果空气离子浓度超过106个/cm3时，则无论阳离子或阴离子，均对机体产生

不良影响。

在海滨、森林公园、瀑布处，感到空气新鲜，使人有舒适感；夏季雷雨之后空气特

别清新令人舒爽。产生这种现象的原因之一，可能与空气中阴离子增多有关。而在城

市的闹市区或拥挤的公共场所，易感胸闷、头昏、头痛等，则与空气中的阳离子及重

离子增多有关。

四、大气污染的来源

美国森林大火

大气污染来源可分为天然来源和人为来源两大类。前者是由于自然界的自身原因所引

起的，例如火山爆发，森林火灾引起的空气污染。后者是由于人们从事生产和生活活

动而产生的污染。人为污染源主要有以下几种。

(―)工业企业

工业企业是大气污染的主要来源，其排放的污染物主要来自两个主要生产环节。

1.燃料的燃烧目前我国主要的工业燃料是煤，其次是油。

燃料的燃烧是否完全，决定产生污染物的种类和数量。燃烧完全时的产物主要有：C02、

S02、N02、水汽、灰分(可含有杂质中的氧化物或卤化物，如氧化铁、氟化钙等)。

燃烧不完全产物的种类和数量，视杂质种类、燃烧不完全程度而定。常见的有CO,硫

氧化物、氮氧化物、醛类、炭粒、多环芳煌等。

燃料的燃烧越不完全，产生的污染物的种类、数量及其毒作用就越大。

图2-7燃料的燃烧排出烟尘

2.生产过程中排出的污染物工业生产过程中，由原料到成品，各个生产环节都可能

会有污染物排出。污染物的种类与生产性质和工艺过程有关。

参考资料：大型工业企业排出的主要污染物。

工业

企业名称排出的主要大气污染物

部门

电

火力发电厂烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、多环芳烧、五氧化二研

力

钢铁厂烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氧化铁粉尘、氧化钙粉尘、镒

冶焦化厂烟尘、二氧化硫、一氧化碳、酚、苯、秦、硫化氢、烧类

金有色金属冶炼厂烟尘（含有各种金属如铅、锌、镉、桐等）、二氧化疏、汞蒸气

铝厂氟化氢、氟尘、氧化铝

石油化工厂二氧化硫、疏化氢、氟化物、烧类、氮氧化物、氯化物

氮肥厂氮氧化物、一氧化碳、硫酸气溶胶、氨、烟尘

磷肥厂烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶

硫酸厂二氧化硫、氮氧化物、碑、硫酸气溶胶

化氯碱工厂氯化氢、氯气

T化学纤维厂硫化氢、二氧化碳、甲醇、丙酮、氨、烟尘、二氯甲烷

合成橡胶厂丁间三烯、零乙烯、乙烯、异戊二烯、二氯乙烷、二氯乙醛、乙硫

醇、氯代甲烷

农药厂碑、汞、氯

冰晶石工厂氟化氢

造纸厂烟尘硫醇、硫化氢、臭气

轻

仪器仪表厂汞、狼化物、铭酸

工

灯泡厂汞、烟尘

机

机械加工厂烟尘

械

水泥厂水泥、烟尘

建se瓦厂氟化氢、二氧化硫

材玻璃厂氟化氢、二氧化硅、硼

沥青油毡厂油烟、笨并（a）花、石棉、一氧化碳

（二）生活炉灶和采暖锅炉

图2-8生产过程中的毒物泄漏

图2-9采暖锅炉造成空气污染

（三）交通运输

这类污染源是流动污染源,其污染范围与流动路线有关。交通频繁地区和交通灯管制

的交叉路口，污染更为严重。

图2-10公路交通

图2-11汽车尾气

CO

CxHQ

50%

15%

S02NgHardOther

13%g.materials1％

3%

图2-12汽车尾气的构成

（四）其它污染源

地面尘土飞扬，垃圾被风刮起，都可能将化学性污染物（如铅、农药等）和生物性污

染物（如结核杆菌、粪链球菌等）转入大气层。沥青路面也可由于车辆频繁摩擦而杨

起多环芳煌、石棉等有害物质。水体和土壤中的挥发性化合物（如挥发酚、氢氟酸、

硫化氢）也很容易进入大气，危害人体健康。

某些意外事故如工厂爆炸、火灾、油田失火、化学战争、核战争等都能严重污染大气。

虽然此类情况仅为偶然发生，但一旦发生，造成的危害是很严重的。

五、大气污染物的转归

污染物排入大气后，即在大气中运动。它们在大气中受多种因素的影响，其最终结局

有以下几个主要方面。

（一）自净

污染物可以通过大气的自净能力，使浓度降低到无害的程度。大气的自净作用主要是

物理作用（扩散、沉降），其次是化学作用（氧化、中和等）和生物学作用（植物吸

收等）。

图2-13西安城墙绿化

（二）转移

当大气污染物不能充分自净时，污染物可以转移到其他的环境领域，扩大了污染的范

围。污染物的转移去向主要有以下几处。

1.向下风侧更远的方向转移由于大气稀释作用不彻底，污染源周围的局部大气可将

污染物转移得更远。

2.向地面水体或土壤转移例如酸雨，降落到土壤可使土壤酸化。

3.向平流层转移很多气体可以垂直性扩散上升，直到平流层，引起平流层的污染。

（三）形成二次污染

有些污染物进入大气环境后，本身并没有消失，一旦转移后的环境发生一些变化，该

污染物仍可回到原先的大气环境，对该大气环境造成了二次污染。例如汽车燃烧了含

有四乙铅的汽油，废气中的铅尘降落在公路两旁，一旦被大风刮起，铅尘又进入大气

中，再次污染该地区大气。

（四）污染物转化成二次污染物

二次污染物:各种从污染源直接排出的一次污染物，在大气中受到化学作用或光化学

作用，本身产生了化学变化，转变成毒性比一次污染物更大的化学物质。例如S02转

变成硫酸雾，N02转变成硝酸雾，以及煌类和N02转化成光化学烟雾等，后者均比前者

的毒性大。

六、大气污染对健康的危害

（一）直接危害

1.急性中毒如大气污染物浓度在短期内急剧增高，使当地人群吸入大量污染物可引

起急性中毒。世界上曾经发生过多起大气污染的急性中毒事件，按其生成原因可分为

以下两类：

（1）烟雾事件

①煤烟型烟雾事件这类烟雾事件是由于煤烟和工业废气大量排放到大气且得不到

扩散而引起的。如比利时马斯河谷事件、美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件。

（比利时马斯河谷事件：1930年12月5日，比利时马斯河谷出现逆温，10多个工厂

的废气被封闭在近地面上空。S02和氟化物严重污染了大气，病人声音嘶哑，呼吸急

促，咳嗽、吐痰由泡沫状转为脓样痰块，呕吐、恶心，几千人发病，60人死亡，其中

多数人死于心力衰竭。）

（美国多诺拉事件：1948年10月26至31日，美国多诺拉市（Donora）发生大雾，

气温低，有逆温。大量S02和金属粉尘从工厂排出并笼罩在该市上空，该市位于河谷

岸旁，波雾五天不散，空气充满硫磺味，有20人死亡。）

（英国伦敦烟雾事件：1952年12月5〜9日，浓雾持续5天，伦敦住户采暖壁炉排出

大量的烟与浓雾混合，停滞在城市上空，整个城市被浓烟吞没，超死亡人数近4000

人。）

参考资料：煤烟型烟雾事件的特点。

①污染物来自煤炭的燃烧产物及工业生产过程中的污染物；②气象条件为气温低、

气压高、风速很小、湿度大、有雾、有逆温产生；③多发生在寒冷季节；④河谷盆

地易发生；⑤受害者以呼吸道刺激症状最早出现，咳嗽、胸痛、呼吸困难、并有头

疼、呕吐、发维。死亡原因多为气管炎、支气管炎、心脏病等。年龄在45岁以上的

居民死亡人数为平时的3倍，1岁以下婴儿死亡数比平时也增加了1倍，在死亡病例

中80%以上患有心脏或呼吸系统疾患。

②光化学烟雾事件这类事件是由于汽车尾气排入大气后在紫外线的光化学作用下，

经过转化，生成具有强烈刺激作用的光化学烟雾。洛杉矶、东京、大阪、川崎、悉尼、

热那亚和孟买等汽车众多城市都发生过，尤以洛杉矶最突出。

（洛杉矶：1943、1946、1954、1955年，美国洛杉矶市发生过一系列的严重急性中毒

事件，在1955年事件期间，气温高达37.8℃,持续一周多时间，致使哮喘和支气管

炎流行。65岁以上的人群死亡率升高，平均每天死亡70〜317人）

图2-14光化学烟雾

参考资料•：光化学烟雾事件的特点。

①污染物主要来自汽车尾气，经日光紫外线的光化学作用生成强氧化型烟雾；②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。③多发生在

南北纬度60c以下的地区；④大城市内机动车辆拥挤、高楼林立，街道通风不畅，

容易发生此类事件；⑤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，胸闷、皮肤潮红、心脏功能障碍、肺功能衰竭，尤其是患有心脏病

和肺部疾患的人，受害最重。

(2)生产事故

生产事故造成急性中毒的事件虽不经常发生，但一旦发生，其危害往往非常严重。如

博帕尔毒气泄漏事件、切尔诺贝利核电站爆炸事件。

(博帕尔毒气泄漏事件：1984年12月3日凌晨，印度博帕尔市联合农药厂的一个储

料罐进水，罐中的化学原料发生剧烈的化学反应，储料罐爆炸，45吨异鼠酸甲酯泄漏,

毒气随风自东北向西南扩散，白色的烟雾顺着风向很快笼罩了约40km2地区，居民从

熟睡中被剧烈的刺激性气体呛醒，不顾一切地逃命，全城陷入一片混乱和恐怖。在这

次惨剧中，52万人受到严重伤害，3000多人死亡，十多万人终生残废。该厂设在人

口稠密地区，不符合有毒工厂选址原则，又缺乏完好的设备和良好的科学管理，造成

惨重悲剧，给人民健康和社会政治经济造成无法弥补的损失。)

(切尔诺贝利核电站爆炸事件：1986年4月25日凌晨1时许，前苏联切尔诺贝利核

电站爆炸，造成自1945年日本广岛、长崎遭原子弹袭击以来世界上最为严重的核污

染。反应堆释放出的核裂变产物主要是1311、103Ru、137cs和少量60Co。周围环境

中的放射剂量达200R/小时，为人体允许量剂量的2万倍。这些放射性污染物随着当

时的东南风飘向北欧上空，污染北欧各国大气，继而扩散范围更广。此次核事故造成

13万居民急性暴露，31人死亡，233人受伤，经济损失达35亿美元。3年后发现，

距核电站80km的地区，皮肤癌、舌癌、口腔癌及其它癌症患者增多，儿童甲状腺病

患病人数剧增，畸形家畜也增多。尤其在事故发生的下风向，受害人群更多、更严重。

除以上惨重事故外，规模较小的事故在国内外发生过很多起。)

2.慢性危害及远期影响

(1)长期刺激产生炎症慢性阻塞性肺部疾患(C0PD),包括慢性支气管炎、支气管

哮喘、肺气肿等三种疾病。

(2)心血管疾病大气污染造成了肺部疾患，使肺功能下降，肺动脉压升高，可以继

发肺心病。

(3)机体免疫功能下降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A(SIgA)的含量均可明显下降，血清中的抗体水平也可下降。

(4)慢性中毒大气中许多污染物能引起慢性中毒。

参考资料：慢性中毒。

据调查，城市大气中镉、锌、铅、铭的浓度分布趋势与心脏病、动脉硬化、高血压、

中枢神经系统疾病、慢性肾炎、呼吸系统症状的分布趋势很一致。铝厂、磷肥厂、冶

炼厂周围氟的污染往往很严重，居民出现慢性氟中毒。含有四乙基铅的汽油燃烧后，

汽车尾气中排出大量铅化合物，会引起慢性铅中毒，尤其使儿童体内血铅含量过高，

沉着于长骨骨箭端，影响骨骼生长。

(5)变态反应大气中的某些污染物如S02、甲醛、某些石油制品的分解产物均能使

机体产生变态反应，如日本四日市哮喘事件。

(日本四日市哮喘事件：即是以变态反应为主要症状的公害病。这类哮喘病很少有感

冒、咳嗽等前期症状，说明并非因呼吸道疾病而继发，是由变应原直接引起的。多数

病人迁出该地区即可缓解症状，回来后又复发。)

(6)致癌作用

参考资料：致癌作用。

国内外大量资料表明，大气污染程度与肺癌的发病率和死亡率成正比，肺癌的发病率

或死亡率为城市高于郊区，郊区高于农村。我国上海、沈阳、天津等大气污染严重的

城市居民肺癌死亡率与大气中Bap浓度有明显的相关关系。这些都说明大气污染可致

肺癌。

（二）间接危害

1.温室效凤（greenhouseeffect）地球外围大气层中的CO2,能够透射太阳短波辐

射，使热能容易到达地球表面；而对太阳的长波辐射又有极强的吸收能力，又能将地

球发射的长波辐射吸收或截留在C02层内，不致于逸入宇宙空间，同时通过逆反射又

将热能返回地面，以致地表和低层大气温度升高。大气中高浓度的C02尤如冬季的玻

璃暖房，故称“温室效应”。除CO?外，还有一些污染物如CH：；（甲烷）、N20（氧化二

氮）、03（臭氧）、CFC（氯氟煌）、CO等也有温室效应，这些气体通称温室气体。

TotalCarbonDioxideEmissions

1600

G1430

U

O1200

三1000

800

130

eoo

u

s

e

s200

0

GermanyU.S.JapanRussiaChina

图2-15不同国家排放CO?量

大量燃料的燃烧，产生出大量CO?排入大气，笼罩在近地面上空。又因大面积森林砍

伐而缺乏足够的植物来吸收它们，使大气中CO?含量上升。大气中CO2上升，使地表气

温升高，其后果不仅能使南北极冰山溶化、海平面上升，而且由于气温的增高有利于

病原体加速繁殖，例如致病菌、病毒、蠕虫、致病昆虫等大量繁殖生长，造成各种传

染病、寄生虫病、生物性地方病、食物中毒等的发病率明显上生。

2.臭氧层破坏平流层中氯含量主要来源于人为产生的CFC—11、CFC-12.四氯化碳

(CC14)、三氯乙烷等化合物。此外向大气释放澳也会明显引起平流层中Ch浓度降低,

大气中的澳代氟烽(哈龙，Halons)主要用作灭火剂。

(臭氧层破坏：臭氧层遭受破坏的主要原因是人类使用含氯氟炫(CFCs)各类化学物

质所造成。CFCs亦称氟利昂(freon),主要是指一氟三氯甲烷(CFC-11)和二氟二

氯甲烷(CFC-12)oCFCs在自然界中不会产生，自1929年美国开始生产后，已广泛

用作制冷剂、气溶胶推进剂、发泡剂、溶剂和氟树酯原料CFCs排放至大气后，在对

流层，由于缺乏短波紫外线辐射，其降解十分缓慢(半衰期10〜50年)。如到达平

流层时，CFCs受到短波紫外线作用而发生光解，释放出游离氯，后者与03作用生成

氧，从而破坏了大气的臭氧层。)

图2T6汽车使用无氟制冷剂

臭氧层受到破坏形成空洞的后果是，减弱了臭氧层遮挡吸收短波紫外线的功能，人群

接触过多的短波紫外线会引起皮肤癌、白内障等疾病。

3.酸雨酸雨能影响很多水生生物和土壤中生物的生存，能腐蚀建筑物和工程结构，

破坏植被和农田的正常化学组成，促使土壤中重金属的水溶性增加，加速重金属的流

动和转移

(酸雨：酸雨是指PH值小于5.6的酸性降水，包括雨、雪、雹和雾。通常的酸雨PH

值在4.0~4.5,个别可以低于3.0。酸雨的形成主要是SO?、N0X等酸性污染物溶于水

汽中，经过氧化、凝结而成。我国重庆、贵阳等地，大多燃烧高硫煤，排出大量S02,

而且当地气侯潮湿，气流不畅，酸雨污染严重。)

七、空气中常见的污染物及其危害

(-)可吸入颗粒物

颗粒物是大气中的主要污染物之一，与卫生学关系密切的颗粒物有两类：①总悬浮

颗粒物是指粒径0.1〜100Rm的包括液体、固体或液体和固体结合存在并悬浮于空气

介质中的颗粒物，它是评价大气质量的常用指标；②可吸入颗粒物是指粒径WlOum

的颗粒物，它易被人体吸入呼吸道细支气管，乃至肺胞，与人体健康的关系更为密切,

更能反映出大气质量与人体健康的关系。

1.理化特点

不同粒径的可吸入颗粒物滞留在呼吸道的部位不同。大于5Rm的多滞留在上部气道,

小于5Hm的多滞留在细支气管、肺泡。颗粒物越小，进入的部位越深。1Rm以下的

在肺泡内沉积率最高。但小于0.4Lxm的颗粒物能较自由地进入肺泡并随呼气排出体

外，故沉积较少。

2.健康影响

(1)引起呼吸系统疾病可使呼吸道防御机能受到破坏，引起慢性鼻咽炎、慢性支气

管炎、肺气肿、支气管哮喘等疾病。

(2)具有免疫毒性

参考资料：IP污染的大气与人体免疫功能的关系。

长期暴露在IP污染的大气中，可以引起机体免疫功能下降，如持续暴露在0.47mg/

m3的环境中，小学生的免疫功能受到明显的抑制作用。动物实验也证实，IP一方面

可以影响局部淋巴结和巨噬细胞的吞噬功能，导致免疫功能下降；另一方面又增加动

物对细菌等感染的敏感性，导致肺对感染的抵抗力下降。

(3)引起化学中毒颗粒物中含有毒的化学成分，例如含铅的颗粒物可引起铅中毒，

含碑的颗粒物可引起碎中毒，含氟化物的颗粒物可引起氟中毒等等。

(4)引起儿童佝偻病发病率增加

参考资料：IP污染与儿童佝偻病。

IP能吸收太阳的直射光和散射光，影响日光射到地面的强度，特别能减弱富有生物学

作用的紫外线的强度和波长范围。许多调查资料表明：工业城市太阳辐射强度较农村

减弱10〜30%；紫外线减弱10〜25%；波长290〜315nm的紫外线具有抗佝偻病作用

和杀菌作用。因此在大气严重污染的地区，儿童佝偻病发病率增多，某些通过空气传

播的疾病容易流行。

(5)具有致突变性和致癌性

参考资料：大气中的颗粒物及其致突变性和致癌性。

大气中的颗粒物粒径愈小，致突变性和致癌性就越强。流行病学调查表明大气中的颗

粒物污染与肺癌的发病率有关。监测结果也显示，颗粒物越小，其所吸附的Bap致癌

物含量也越高。

(-)二氧化硫

1.理化特点

SOZ又称亚硫酸酎，为无色气体，有刺激臭味。比重1：4337,易溶于水，亦可溶于乙

醇和乙酸。SOZ在大气中可被自由基氧化成S03,再溶于水汽中形成硫酸雾；也可溶于

水汽生成亚硫酸雾，再氧化成硫酸雾。

2.健康影响

(1)对呼吸系统的影响①对粘膜的刺激作用。②引起呼吸道炎症,严重时可造成

局部炎症或腐蚀性组织坏死，是COPD的主要病因之一。③SO?与烟尘共同存在时的联

合作用比SO?单独危害作用大得多。

(2)致敏作用吸附SO?的IP被认为是一种变态反应原，能引起支气管哮喘，例如日

本的四日市哮喘。

(3)促癌作用

参考资料•：SO?和Bap的促癌作用。

SO2和Bap联合作用时一，动物肺癌的发病率高于Bap单独作用时的发病率。SO?可能有

促癌作用。动物实验证明lOmg/n?的SO?可以加强Bap的致癌作用。

(4)其它作用S02被肺泡吸收后，分布到全身器官，其危害是多方面的，例如S02

与血液中的维生素B1结合，破坏正常情况下的体内维生素B1与维生素C的结合，使

体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢和生长发育。

(三)氮氧化物

1.污染来源

(1)自然因素大气中的氮受到雷电或高温所激活，易合成氮氧化物，火山爆发，森

林失火等都会产生NOx；土壤中的微生物分解含氮化合物可产生NOx。通过自然界氮

的循环过程向大气中释放NO每年约430X106t,约占总排放量的90%；人为活动排出

的N0仅占10%。

(2)工业企业

(3)交通运输

参考资料：汽车尾气污染。

汽车燃烧大量的汽油、柴油，火车、轮船燃烧柴汕和煤，生成和排出大量的NOx。随

着汽车数量的剧增，我国城市大气污染正从煤烟型转向氮氧化物型(即汽车尾气型)

污染。以北京为例，1998年汽车保有量为140万辆，比10年前增加100万辆，那时

大气污染以煤烟为主，现在则是以氮氧化物为主。

2.理化特点

(1)NOx的种类氮氧化物(NOx)是NO、/0、NO?、NO3、N2O3、/0八N2O5等含氮气体

化合物的总称。其中，造成大气严重污染的是NO?和NO。

(2)感官性状NO?是红褐色气体，有刺激性。比重1.448(20℃)o低于0℃时，N02

几乎都形成N204的形式，它是无色的晶体。NO为无色气体，遇氧则变为NO2。NOx难

溶于水。

(3)光化学烟雾的起始物NOx的二次污染物是硝酸雾和光化学烟雾，后者主要由于

汽车等机动车辆排出尾气中的NOx和碳氢化合物经光化学反应而生成。

3.健康影响

近年来的研究证明，人体内存在的微量的NO,是人体生理活动所必需的，在细胞信息

传递中起到第三信使的作用。但大量的NOx是有害的，NO?的毒性比NO高4〜5倍。

(1)对呼吸道的影响氮氧化物难溶于水，故对眼睛和上呼吸道的刺激作用较小，而

易于侵入呼吸道深部的支气管及肺泡。长期吸入低浓度NOx可引起肺泡表面活性物质

的过氧化，损害细支气管的纤毛上皮细胞和肺泡细胞，破坏肺泡组织的胶原纤维，并

可发生肺气肿样症状。它尚能缓慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亚硝酸、硝酸，对

肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起肺水肿。

(2)对血液及其它系统的影响NOx在肺中形成的亚硝酸盐进入血液后，能与血红蛋

白结合生成高铁血红蛋白(即变性血红蛋白)，降低血红蛋白的携氧能力，引起组织

缺氧。当污染物以N02为主时，肺的损害比较明显，当污染物以NO为主时，高铁血

红蛋白血症及中枢神经损害比较明显，对心、肝、肾以及造血组织等均有影响。慢性

毒作用主要表现为神经衰弱综合症。

(3)氮氧化物的二次污染物一光化学烟雾的危害，其危害如下：

①对眼睛的刺激

②对呼吸系统的影响

③对全身的影响03能阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧，并使甲状腺功能受损，骨

骼早期钙化。还可引起潜在的全身影响，如诱发淋巴细胞染色体畸变、损害某些酶的

活性和产生溶血作用，长期吸收氧化剂会影响细胞新陈代谢，加速人体衰老。

④致敏作用甲醛是致敏物质，能引起流泪、喷嚏、咳嗽、呼吸困难、哮喘等。

⑤致突变作用臭氧是强氧化剂，可与DNA、RNA等生物大分子发生反应，并使其结构

受损。对微生物、植物、昆虫及哺乳动物细胞有致突变作用。

八、室内空气污染

(-)室内空气污染的来源

1.燃料

2.人的室内活动

3.建筑材料和装饰材料

4.来自室外

图2-17室内空气污染的来源

1和2来自室外，3-6：室内装饰材料和建筑材料，7：吸烟，8：化学喷雾剂，9：淋

浴，10：燃料燃烧

（二）室内空气污染对健康的危害

1.致癌、致突变作用

参考资料：室内空气污染的致癌、致突变作用。

燃料不完全燃烧排放的BaP,进入机体，在体内代谢转化后可诱发肿瘤发生，动物实

验已证明BaP能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌。我国云南省宣威县是肺癌高发区，有些乡

的肺癌死亡率达100/10万以上，经研究表明，该地区肺癌死亡率与室内空气中BaP

的浓度呈显著正相关。食用油在加热烹调时产生的油烟是肺鳞癌和肺腺癌的危险因

素，暴露于该因素的相对危险度分别为3.8和3.4o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，在微核试验、SCE、大鼠气管上皮细胞转化试

验、DNA合成抑制试验等都呈阳性结果。烟焦油是香烟烟雾中微粒部分的浓缩物，含

有500种以上的多环芳烧，但主要为苯并（a）葩等10多种极强的致癌物。美国加州

大学发现烟焦汕化合物能直接抑制癌基因P53的活性而导致肺癌。香烟燃烧时产生的

酚类化合物有明显的促癌作用。大量研究已证实了吸烟是引起肺癌的主要原因，除肺

癌外，还可引起喉癌、咽癌、口腔癌、食道癌、肾癌、胰腺癌、膀胱癌、子宫颈癌等。

卷烟中平均含镉1.3〜1.60ug/g,镉蓄积肺内可引起肺癌。极微量的镉就可杀死精子、

影响生育。氢进入呼吸道后，一部分可随呼吸活动被呼出体外，另一部分粘附在呼吸

道上被人体吸收。氨及其短寿命子体（218P0至214P0）对人体健康的危害主要是引

起肺癌，其潜伏期为15〜40年。有人认为除吸烟外，氨比其它任何物质都更容易引

起肺癌。美国估计每年约2万例肺癌患者与室内氨的暴露有关，或者认为由于室内氢

及其子体引起的肺癌占肺癌总发病率的10%。

2.刺激作用主要污染物是甲醛及其它挥发性有机化合物。

（甲醛：甲醛是一种挥发性有机化合物，它不仅大量存在于多种装饰物品中，也可来

自建筑材料、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。由于甲醛的室内来源很多，造成的室内污染已日益引起各国的重视。甲醛有刺

激性，人的甲醛嗅觉阈为0.06mg/m3。0.15mg/m3时可引起眼红、眼痒、流泪、咽喉

干燥、发痒、喷涕、咳嗽、气喘、声音嘶哑、胸闷、皮肤干燥发痒、皮炎等。甲醛还

可引起变态反应，主要是过敏性哮喘，大量时可引起过敏性紫瘢。）

（挥发性有机化合物：挥发性有机化合物是一类重要的室内空气污染物，目前已鉴定

出500多种。常见的有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、荼、二异氟酸酯类等。VOCs

共同存在于室内时，其联合作用是不可忽视的。目前认为VOCs有嗅味，有一定刺激

作用，能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、

无力、胸闷、食欲不振、恶心等，甚至可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。）

3.对心血管系统的影响

室内空气C0污染与动脉粥样硬化、心肌梗塞、心绞痛有密切关系。据调查资料显示:

室内C0污染水平与居民血液中碳氧血红蛋白（COHb）含量成正相关，COHb增加可加

强心肌缺氧的发展。

图2-18室内空气CO含量与居民血液中碳氧血红蛋白（COHb）含量的关系（示意图）

4.病原微生物污染

对呼吸道传染病的传播有重要意义，如流行性感冒、麻疹、流行性腮腺炎、百日咳、

白喉、猩红热、结核及军团病等，均可经空气传播引起传染病。

5.生物性变应原引起的过敏症

变应原又称过敏原，是一种能激发变态反应，即过敏反应的抗原性物质。此种过敏原

可通过空气传播引起致敏人群的变态反应性疾病。

（1）花粉病也称枯草热，是由于具有易感体质的人吸入空气中的致敏花粉所引起的

一种呼吸道变态反应性疾病，主要症状是鼻炎、哮喘等。

（2）尘蛾过敏是易感者由于长期吸入尘蛾致敏成分引起的哮喘、过敏性鼻炎及皮肤

过敏等。

6.军团菌和军团菌病

（军团菌和军团菌病：1976年美国宾州地区的美国军团（退伍军人组织之一）年会上,

与会者中爆发了一种主要症状为发热、咳嗽及肺部炎症的疾病，称此为军团病，半年

后检出病变组织中有一小杆菌，称为军团菌，因此正式称此病为〃军团菌病〃。军团菌

是一类水生菌群，现已报道有34个菌种53个血清型，以嗜肺军团菌最常见。主要存

在于现代建筑物贮水器的水中，以及冷却塔水、冷凝水、温水箱水、制冰机用水、温

水游泳池水、浴池水、水龙头、淋浴喷头、医用喷雾器和空气调湿器的水中，其中空

调系统（主要通过冷却塔水）带菌是引起军团菌病流行的常见原因，因此病菌主要通

过室内空气传播，此病又被称为“城市文明病〃或〃空调综合症其主要症状表现为呼

吸道干燥、鼻塞、头痛、易感冒、关节酸痛，易得风湿病，思想不集中、易疲劳、胸

闷、憋气等。）

（三）居室空气清洁度的评价指标

因居室内空气构成复杂，目前国内外尚无统一、全面的评估指标体系。

评价居室的空气清洁度常用的指标有：二氧化碳、微生物、一氧化碳、二氧化硫、空

气离子状态以及其他有害物质等。

参考资料：居室空气的评价指标。

1.二氧化碳:居室内空气中二氧化碳浓度应保持在0.07%以下，最高不应超过0.1%。

2.微生物和悬浮颗粒物：目前仍用细菌总数和链球菌总数作为居室空气细菌学的评价

指标。下表可以作为评价时的参考。

表室内外空气细茵和悬浮颗粒物污染状况的卫生评价参考指标

细菌数目（个/♦）

悬浮颗粒物数目

夏季冬季（个小3）

细菌总数绿色与溶血性链球菌细菌总数绿色与溶血性链球菌

空清洁1500以下16以下4500以下36以下100以下

丙污染2500以上36以上7000以上124以上500以上

空清洁750以下150以下50以下

外污染200。以上4。0以上1。。0以上

3.一氧化碳：在评价室内一氧化碳污染浓度时，可参考我国居住区大气卫生标准,

日平均最高容许浓度为Img/n?。

4.二氧化硫：室内二氧化硫污染评价，可参照我国居住区大气卫生标准，日平均最

高容许浓度为0.15mg/m3。

5.空气离子：居室中重离子与轻离子的比值（N土/n土）在很大程度上可以代表居

室内主要污染物对居室空气污染的综合状况。当重离子与轻离子的比值小于50时，

空气清洁，比值大于50时，空气污浊。

6.其他有害物质：如甲醛、氨及其子体，近年来也用作评价居室空气清洁程度的指

标。

九、大气卫生标准

（一）制订大气卫生标准的原则

1.科学性目前我国制订和修订大气卫生标准的原则①对机体不应引起急、慢性中

毒：最高容许浓度应低于污染物的急性和慢性毒作用阈，包括不引起潜在的远期效应。

②对主观感觉无不良影响：最高容许浓度应低于嗅觉阈及眼睛和上呼吸道的刺激作

用阈③对人体健康无间接危害：最高容许浓度应低于引起生活卫生条件的恶化和对

机体发生间接危害（例如降低大气透明度、影响开窗换气、危害植物生长、腐蚀材料）

的阈浓度。④根据现有知识，选择以上几种阈浓度中的最敏感指标，作为确定基准

值的依据。

2.可行性

（1）经济的考虑

（2）技术上的考虑

（二）我国大气卫生标准

1.环境空气质量标准（GB3095-96）。

参考资料：环境空气质量标准。

浓度限制

污染物名称取值时间浓度单位

一级标准二级标准三级标准

年平均0.020.060.10

二氧化碳

co日平均0.050.160.25

21小时平均0.150.500.70

总悬浮颗粒物年平均0.080.200.30

TSP日平均0.120.300.50

可吸入颗粒物年平均0.040.100.15

PM1。日平均