1、第三章 大气卫生,一、 大气的结构,二、大气的组成,三、大气的物理性状,大气卫生,第一节 大气的特征及其卫生学意义,第一节 大气的特征及其卫生学意义,一、大气的结构,1、对流层 集中了75%的空气和几乎全部的水蒸气有气象现象 气温随着高度的增加而降低空气具有强烈的对流运动 2、平流层 空气气流以水平运动为主有20km厚的臭氧层 吸收紫外线和宇宙射线 3、中间层 气温随高度的增加而迅速降低 4、热成层 气体处于电离状态 5、逸散层 大气稀薄气温高，分子运动速度快,1. 干洁空气氮、氧、二氧化碳、氩等2. 水汽空气中的水份3. 气溶胶（aerosol）指悬浮在空气中的固体和液体颗粒。,二、大气的组
2、成,1、太阳辐射紫外线UV-A：400-320nm，穿透皮肤能力强，生物活性弱UV-B：320-290nm，90%被臭氧层吸收UV-C：290-200nm，被臭氧层吸收紫外线的作用 ：色素沉着、红斑、抗佝偻病、杀菌、免疫增强日光性皮炎、光电性眼炎、皮肤癌可见光：400-760nm，提高视觉和代谢能力，平衡兴奋和镇静作用。红外线：760-1000nm，热效应、中暑,紫外线的波长与 健康损害的关系？,三、大气的物理性状,2、气象因素 作用于人体体温调节 3、空气离子 大气中带电荷的物质 产生：电子+空气分子 阴离子 轻阴离子 重阴离子空气分子 阳离子 轻阳离子 重阴离子意义：空气中重离子数与轻离子
3、数之比50 时，则空气较为清洁。阴离子有镇静、催眠、镇痛、降压等作用；阳离子则引起失眠、头痛、烦躁、血压升高,一、大气污染的来源,二、大气污染物的种类,三、影响大气中污染物浓度的因素,四、大气污染的转归,第二节 大气污染及大气污染物的转归,大气卫生,第二节 大气污染及大气污染物的转归,大气污染,天然污染,人为污染,一、大气污染的来源,工业企业是大气污染的来源,来源 主要污染物 1、燃料的燃烧（煤、石油） CO2 SO2 NO2、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 （各个生产环节） 工艺有关,（） 工农业生产,扬尘、挥发物、事故, 生活炉灶和采暖锅炉,
4、在采暖季节，采暖锅炉是居民区大气污染的重要来源, 交通运输,城市大气污染的主要来源之一,主要污染物：颗粒物、NOx、CO、多环芳烃等, 其他,1、按属性分为：物理性、化学性和生物性 2、按污染物在大气中的存在状态分为,二、大气污染物的种类,（1）气态污染物 包括气体和蒸汽含硫化合物含氮化合物碳氢化合物碳氧化合物卤素化合物,（2）大气颗粒物 有固体和液体两种形态。,常用空气动力学直径 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） 100m
5、可吸入颗粒物（IP） 10 m细颗粒物（PM2.5) 2.5m超细颗粒物（PM0.1) 0.1m,（1）一次污染物 由污染源直接排入大气中,物理和化学性质未发生改变的称之;如CO、 SO2 颗粒物、碳氢化合物。 （2）二次污染物 污染物排入大气后在物理、化学的作用下发生变化或与其它物质发生反应，形成新的、不同于一次污染物的、毒性更大的污染物称之。,3、按污染物的形成过程分,NOx和HCs,紫外线,臭氧、醛类、过氧酰基硝酸酯,1.排放量2.与污染源的距离有组织排放无有组织排放3.烟囱高度加烟气抬升高度,三、影响大气中污染物浓度的因素, 污染源的排放情况,污染物的排放量是决定大 气污染程度的最基本
6、因素,排出高度, 风和湍流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。风速：决定大气污染物稀释的程度和范围湍流运动：风的不规则运动，有利于污染物的稀释扩散。, 气象因素,风玫瑰图, 温度层结 即气温的垂直梯度, 决定大气的稳定程度，影响大气湍流的强弱。气温的垂直分布：用大气温度垂直递减率（） 表示，高度每增加100米，气温通常下降0.65度气温垂直分布的三种情况,气温随高度 出现于 空气的垂直对流 晴朗白天风速小 0 良好(逆温) 无风少云夜晚 0 变化不明显 多云天阴天,风速大 =0,（1）稳定状态 空气团受力移动后， 逐渐减速，并有返回 原来高度的趋势,（2）不稳定状态 空气团一离
7、开原位就 逐渐加速运动，并有 远离起始高度的趋势,（3）中性状态 空气团被推到某一定 高度后，既不加速也 不减速,可用 、 d 判断,（1）d 大气垂直对流弱，大气中的污染物扩散极差,（2）d 有利于空气垂直对流，大气中的污染物容易扩散,（3）d 空气垂直对流不剧烈，大气中的污染物可以扩散，但不充分,d :干绝热垂直递减率 :大气垂直温度递减率,大气稳定度：气块垂直运动的程度,波浪型： d ，不稳定状态；锥型： d ，稳定状态；扇型：0,逆温 极稳定状态；上扬型(屋脊型）：熏烟型：,烟波扩散与大气稳定度的关系及其类型：,气压 低压 中心空气形成上升气流，有利于污染物扩散和稀释。高压 中心空气向
8、周围下降，形成反气旋，阻止污染物扩散。 气湿 用相对湿度（%） 表示气湿大:不利于污染物扩散。,：容易形成逆温，不利于污染物的扩散。 城市的高大建筑物间犹如峡谷，可以阻碍近地面空气污染物的扩散。 ：人口密集的城市热量散发人口密集的城市热量散发远远大于郊区，结果造成城区气温较高，往郊外方向气温逐渐降低。如果在地图上绘制等温图，城区的高温部就像浮在海面上的岛屿，称为热岛现象。,（三）地形,热岛(heat island)现象,海风和陆风:,山谷, 自净 概念：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。方式：扩散和沉降发生氧化和中和反应被植物吸附和吸收 转移 向下风
9、侧转移向平流层转移，向其它环境介质转移 形成二次污染和二次污染物,四、大气污染的转归,一、大气污染对健康的直接危害,二、大气污染对健康的间接危害,大气卫生,第三节 大气污染对人体健康的影响, 急性危害1. 烟雾事件,二、大气污染对健康的直接危害,按烟雾形成原因分类 形成 主要污染物 举例 煤烟型烟雾事件 由燃煤产生的大量 烟尘、 马斯河谷烟雾事件污染物排入大气， 硫酸雾 多诺拉烟雾事件不能充分扩散所致 SO2 光化学型烟雾事件 汽车尾气中的氮氧 臭氧、醛类、 美国洛杉矶化物和碳氢化合物 过氧酰基硝酸酯 光化学烟雾事件在日光紫外线照射下经光化学反应形成,伦敦烟雾事件,煤烟型烟雾事件与光化学型烟雾
10、事件发生条件的对比,2、事故性排放引发的急性中毒事件,印度博帕尔毒气泄漏事件,短期影响, 慢性影响1.影响呼吸系统功能,大气污染程度与肺癌的发生和死亡率呈正相关关系,2.影响心血管系统,短期和长期研究都表明：细颗 粒物浓度和心血管疾病死亡率有关,3.增加肺癌风险,4.其他,唾液溶菌酶含量下降SIgA减少主要影响物：细颗粒物、O3,有毒元素可引起各系统各器官的病变, 慢性中毒等,三、大气污染对健康的间接危害,（一）温室效应（greenhouse effect）大气层中的某些气体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。,温室气体：CO2、甲烷、氧化亚氮（N2O）、CFCs,3.
11、增高真菌孢子及花粉的浓度，增加过敏性疾病发病率 。,2.与暑热相关疾病的发病率和死亡率增加,1.有利于病原体及有关生物的繁殖扩大生物媒介传染病、介水传染病的流行,温室效应的医学影响,南极臭氧层空洞增大,损耗臭氧层的物质有哪些？, 臭氧层破坏,臭氧层破坏对健康影响：,人群皮肤癌和白内障发病率的增加对其它动植物也有杀伤作用,概念,危害,降水的pH5.6。 形成：受多种因素影响，主要前体物质为SO2 和NOx。,对土壤和植物产生危害影响水生生态系统对人类健康产生影响其它, 酸雨（acid rain）,酸雨腐蚀的森林,酸雨腐蚀雕刻,（四）大气棕色云团（五）其他 影响居民的生活卫生条件等,第四节 大气中
12、主要污染物对人体 健康的影响,（一）颗粒物,来源 （1）自然源 （2）人为源,对健康的影响,（1）对呼吸系统的影响 进入肺部对局部组织具有堵塞作用 载体作用 （2）颗粒物对心血管系统的影响 （3）颗粒物的致癌作用 （4）颗粒物对人群死亡率的影响,影响颗粒物生物学作用的因素,（1）颗粒物的粒径 不同粒径的颗粒物在呼吸道的沉积部位不同 不同粒径的颗粒物有害物质含量不同 （2）颗粒物的成分 （3）呼吸道对颗粒物的清除作用,二、气态污染物 （一）SO2 (sulfur dioxide),来源 （1）燃煤（主要） （2）生产废气：有色金属冶炼、钢铁、化工、炼油、硫酸厂等。,对健康的影响,（1）对呼吸道的
13、刺激作用 （2）其它作用 对大脑皮层机能的影响 致突变作用和促癌作用 影响新陈代谢 变态反应 （3）SO2和颗粒物的联合作用,（二）氮氧化物 (NOx nitrogen oxides),来源 （1）自然源 （2）人为源,对健康的影响,（三）一氧化碳（carbon monoxide,CO) （四）臭氧（O3，ozone）,三、铅（lead ，Pb ）,来源 （1）含铅汽油的使用（主要） （2）铅锌矿的开采冶炼、蓄电池厂、某些含铅涂料,对健康的影响,儿童铅中毒的主要特点： （1）儿童的胃肠道对铅的吸收率比较高； （2）儿童的血脑屏发育尚不完全，导致铅的神经毒性更敏感； （3）铅可选择性作用于儿童脑
14、的海马部位，损害神经细胞，导致儿童行为功能和智力障碍。,四、多环芳烃 polycyclic aromatic hydrocarbon , PAH,化学结构是含两个或两个以上苯环并以稠合形式联结的芳香烃类化合物的总称，又称稠环芳烃。 来源主要来源于各种含碳有机物的不完全燃烧和热解。,对健康的影响,至今，已发现PAH有100多种化合物，1976年国际癌症研究中心列出的可以诱发实验动物肿瘤的94种化合物中，PAH占了15种。BaP（benzo(a)pyrene）是第一个被发现的环境致癌物，而且致癌性很强，故常以其作为PAH的代表。动物实验已经证明BaP能诱发皮肤癌、肺癌、胃癌，流行病学资料说明空气中
15、BaP与皮肤癌和肺癌有明显的正相关性。,1775年，英国外科医生报道煤焦油可能致癌性； 1918年日本学者首次证实了煤焦油的致癌性； 1933年英国学者J.Cook从煤焦油中分离出苯并（a）芘，并诱发出小鼠皮肤癌，首次从环境中分离出化学致癌物。,BaP的发现经过,五、二噁英（dioxin）,二噁英样物质的化学结构二苯并二噁英 二苯并呋喃多氯联苯,2，3，7，8-四氯代二苯并二恶英（TCDD）,来 源,（1）垃圾焚烧环境中95左右的二噁英样物质来源于含氯垃圾的焚烧。 （2）生产过程含氯化学品及农药生产 、纸浆和造纸工业的氯气漂白过程 也可产生二噁英样物质。,对健康的影响,（1）环境激素效应环境激
16、素（environmental hormone)/环境内分泌干扰化学物（endocrine disrupting chemicals):环境化学污染物具有的类似激素作用干扰动植物体内的内分泌功能。二噁英样物质主要表现为雌激素样作用。,对健康的影响,（2）致癌作用二噁英是已知人类致癌物。可引起软组织肉瘤、淋巴网状细胞瘤、呼吸系统癌、前列腺癌等。 （3）免疫毒性 （4）其他：皮肤毒性、肝毒性等。,一、污染源的调查,二、污染状况的监测,三、人群健康调查,大气卫生,第五节 大气污染对健康影响的调查和监测,一、污染源的调查,点源污染,对一个工厂或一座烟囱对周围大气影响的调查,主要调查内容,地理位置及其与
17、周围居住区/公共建筑的距离 生产性质、规模；排放有害物质的车间、工序； 生产工艺过程；操作制度及生产设备 废气中污染物的种类、排放量/方式/规律/高度, 面源污染,对整个城市或工业区的大气污染源进行调查,调查主要内容, 线源污染,主要是交通污染,调查主要内容,线路上交通工具种类/流量和行驶状态，燃料种类和燃烧情况，废气成分等,该地区地形、地 理位置、气象条件 功能分区及工厂 和锅炉烟囱等污染源 的分布 人口/建筑密度、 人口构成 民用燃料种类和 用量、炉具种类/型号、,二、污染状况的监测,采样点的选择,与调查监测目的和污染源类型有关, 采样时间,日平均浓度测定的采样时间年平均浓度测定的采样时间
18、 5 12个日均值, 监测指标,点源监测：选排放的主要污染物为监测指标 区域监测：常用SO2、PM10、TSP，区域内主要污染物, 采样记录, 监测结果的分析与评价,三、人群健康调查,调查目的,探讨病因；研究不同类型大气污染环境人群受影响的类型和危害程度;评价大气质量。,选定调查现场,根据大气调查监测结果及有关资料选定；暴露现场条件应符合调查目的，避免各种混杂因子，选择对照区。,调查对象,选择暴露机会多的人群，或易感人群；避免有关混杂因子的干扰；对照人群也按此要求选定。涉及伦理问题，需或伦理委员会的批准，填写知情同意书,暴露评价,大气监测资料 调查问卷 个体暴露测定 生物材料监测,方法,健康效应测定,所选方法和指标尽可能简便易行,疾病资料：包括原始资料和二次资料。 体检 生物材料监测,资料统计,运用各种统计学方法,大气卫生,一、大气卫生防护规范措施,第六节 大气污染控制措施,二、大气卫生防护工艺和防护措施,一、规范措施,合理安排工业布局，调整工业结构 完善城市绿化系统 加强居住区内局部污染源的管理,改善能源结构，大力节约能耗 控制机动车尾气污染 改进生产工艺，减少废气排放,二、工艺和防护措施,谢谢,
