1、三氮氧化物 一来源 大气中的氮氧化物主要指二氧化氮 NO2 和一氧化氮 NO 自然界来源大气中的氮受雷电或高温作用 易合成 NOX 火山爆发森林失火以及土壤 微生物分解含氮有机物都会向环境释放 NOX 工业企业各种矿物燃料的燃烧过程中均可产 生 NOX 交通运输机动车尾气是城市大气 NOX 污染 的主要来源之一 NO2 是光化学烟雾形成的重要前体物质 二健康影响 NO2 的毒性比 NO 高 45 倍 NO2 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 哮喘病人对 NO2 比较敏感 NO2 暴露可导致呼吸系统以及脾脏肝脏血 液系统的病理改变 吸入的 NO2 以亚硝酸根和硝
2、酸根的形式进入血 液最终由尿排出亚硝酸根与血红蛋白结合 生成高铁血红蛋白导致组织缺氧 NO2 与大气中的 SO2和 O3 分别具有相加和协同 作用 三防制措施 1控制并减少机动车尾气排放 同时控制来自工业污染源的 NOX 排放 2加强环境监测和预报预防光 化学烟雾的发生 四一氧化碳 一来源 一氧化碳 CO 是含碳物质不完全 燃烧的产物无色无臭无刺激 性大气中的 CO 主要来源于机动 车尾气炼钢铁焦炉煤气发 生站采暖锅炉民用炉灶近年 来机动车尾气排放的 CO 对大气 CO 污染的分担率明显增加 二健康影响 CO很容易通过肺泡毛细血管以及胎盘屏障 CO 与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白影响血液的携氧
3、能力引起组织缺氧血中 COHb 含量与空气中CO 浓度呈正相关 因取暖不当室内 CO 急性中毒经常发生 急性 CO中毒以神经系统症状为主 CO 暴露与人群心血管疾病的发病率和死亡率增加有关 胎儿对 CO 的毒性比成人敏感 三防制措施 改进燃料的组成和结构装置 可催化尾气中 CO 的净化器控 制机动车尾气的排放 2 控制固定污染源的 CO 排放 冬季取暖季节应加强通风换 气室内避免吸烟 五臭氧 一来源 臭氧 O3 是光化学烟雾主要成分 刺激性强并有强氧化性属于二次污染物 光化学烟雾是大气中的 NO2 和烃类物质在太阳紫外线的作用下经过光化学反应形成的浅蓝色烟雾是一组混合污染物 O3 约占烟雾中光
4、化学氧化剂的 90 以上是光化学烟雾的指示物 自然本底的 O3 浓度很低 二健康影响 呼吸系统影响易进入呼吸道的深部人短期暴露于高浓度的 O3 可出现呼吸道症状肺功能改变气道反应性增高以及呼吸道炎症反应敏感人群可出现肺功能下降可引起哮喘发作 刺激眼睛使视觉敏感度和视力下降 O3 能降低抵抗力损害巨噬细胞的功能 O3 能阻碍血液的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 O3 可损害体内某些酶的活性和产生溶血反应 O3 有突变作用 三防制措施 1 控制并减少机动车尾气排放 2 加强对大气 NOX 污染光化学烟 雾形成条件的监测建立光化学 烟雾发生的预警系统 六铅 一来源 城市大气铅污染
5、的主要来源是含铅 汽油的使用机动车尾气排放对大 气铅污染的贡献率高达 8090 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 工业含铅烟尘某些含铅涂料的使 用以及室内煤制品的燃烧会造成室 内空气的铅污染 二健康影响 人体铅暴露的途径是多方面的吸收入体内 的铅约 90贮存于骨骼中主要经尿占 76 和粪排出血铅值反映近期铅的摄入 量常作为铅内暴露水平的重要指标 铅是全身性的毒物可以影响多个系统 儿童对铅的毒性特别是其神经毒性比成人 更为敏感 儿童铅中毒主要表现为注意力不集中记忆 力降低缺乏自信抑郁淡漠或多动强 迫行为学习成绩低于同龄儿童等 母体内的铅可以通过胎盘
6、进入胎儿体 内造成母源性铅中毒或过量铅吸收 三防制措施 1 推广使用无铅汽油降低大气中铅污 染的程度 2 加强饮用水和食品中铅污染的监测 3 加强健康教育保护儿童和孕妇等高 危险人群 4 在铅污染地区注意发现儿童铅中毒 并及时进行驱铅治疗 七多环芳烃 一来源 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 二健康影响 大气中的大多数 PAH 吸附在颗粒物表面 尤其是5m 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 PAH 中有强致癌性的多为四到七环的稠环 化合物由于苯并 a 芘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 PA
7、H 的代表 BaP 占大气中致 癌性多环芳烃的 120 BaP 是唯一经吸入染毒实验被证实可引起 肺癌的 PAH 三防制措施 防止并控制大气和室内空气环境的污染控制吸烟我国环境空气质量标准中 BaP 的日平均限值是 001gm3 八二恶英 二恶英是一类有机氯化合物 一来源 大气环境中的二恶英 90 来源于垃圾焚烧特别 是医疗废弃物在燃烧温度低于 300400时容 易产生二恶英 大气中的二恶英浓度一般很低通过呼吸途径暴 露的二恶英量很少但一些特殊情况下经呼 吸途径暴露的二恶英量不容忽视如垃圾焚烧 从业人员血中的二恶英含量是正常人群水平的 40 倍左右 食物是人体内二恶英的主要来源 经胎盘和哺乳可
8、造成胎儿和婴幼儿二恶英暴露 二健康影响 二恶英是环境内分泌干扰物的代表 二恶英能引起雌性动物卵巢功能障碍抑 制雌激素的作用使雌性动物不孕流产 雄性动物会出现精细胞减少成熟精子退 化雄性动物雌性化等 二恶英有免疫毒性可引起动物胸腺萎缩 细胞免疫与体液免疫功能降低等 二恶英还能引起皮肤损害 二恶英暴露可增加人群患癌症的危险度 三防制措施 1 积极提倡垃圾分类收集和处理 2 控制无组织的垃圾焚烧通过采用 新的焚烧技术提高燃烧温度 1200以上降低排放量 3 制订大气二恶英类的环境质量标准 以及每日可耐受摄入量 第五节 大气卫生标准 一基本概念 大气卫生标准是以大气卫生基准为主要依据 考虑到社会经济技
9、术等因素后综合分析制 订的 基准是通过科学研究得出的对人群不产生有害 或不良影响的最大浓度是根据剂量反应关系和 一定的安全系数确定的它不考虑社会经济 技术等人为因素不具有法律效力 标准是国家或地方对环境中有害因素提出的限 量要求以及实现这些要求所规定的相应措施基 准与标准既有区别又有联系且二者的数值不是 一成不变的 二制订原则 非致癌终点原则 可观察有害效应的最低水平的选择 原则 选择不确定因素的原则 选择平均时间的原则 感官效应考虑原则 致癌终点原则 我国制定环境卫生标准的总原则 卫生上安全可靠技术上可行经济上合理具体有以下五个方面 不引起急性或慢性中毒及潜在的远期危害致 癌致畸致突变作用
10、应考虑到保护包括老幼病弱等易感人群 2 对主观感觉无不良影响 大气中有害物质的最高浓度限值应低于眼睛鼻上呼吸道粘膜的感觉阈或刺激作用阈 3 应对人体健康无间接危害 4 选用最敏感指标 5 经济合理和技术可行 四大气污染物的转归 一自净 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方式 1扩散和沉降 是大气污染物净化的 主要方式 2发生氧化和中和反应 例如 CO 可 以被氧化为 CO2 等 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 二转移 1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 气体可以垂直上升至平流层
11、 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 三形成二次污染和二次污染物 有些大气污染物转移到其他环境介质 后在一定条件下仍可回到大气环 境造成二次污染大气中的一次污 染物也可以转化成二次污染物 第三节 大气污染对人体健康的影响 一大气污染物进入人体的途径 大气污染物主要通过呼吸道进入人体小部分污染物也可以通过食物饮水皮肤进入体内 二大气污染对健康的直接危害 一急性危害 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烟雾事件和生产事故 1 烟雾事件 根据烟雾形成的原因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
12、燃煤产生的大量污染物排入大气在不良气象条件下不能充分扩散所致世界各地曾经发生过许多起大的烟雾事件其中以 1952 年12 月在伦敦发生的最为严重 1952 年 12 月 5 至 9 日英国许多地区被浓雾覆盖大气呈逆温状态伦敦最严重气温在-3至 4之间空气静止浓雾不散 45 天内持续不变空气中的污染物浓度不断增高烟尘浓度为平时的 10 倍 SO2 的最高浓度为平时的 6 倍 伦敦烟雾事件症状 胸闷咳嗽咽痛呕吐第一周死亡人数突然猛增死亡总数为4703 人第二周死亡人数为 3138 人仍较平时成倍增加此后两个月内陆续有 8000 人死亡这次事件造成的超额死亡人数达 12000 人 主要大气污染物是
13、烟尘 SO2 以及硫酸雾烟尘含有的三氧化二铁等金属氧化物可催化 SO2 氧化成硫酸雾刺激作用增强 10 倍 2 光化学型烟雾事件 汽车尾气中的氮氧化物 NOX 和碳氢化合物 HCs 和挥发性有机物在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 主要成分是臭氧醛类以及各种过氧酰基硝酸酯称为光化学氧化剂臭氧约占 90以上 PANs 约占 10 光化学型烟雾最早出现在美国的洛杉矶 2 事故性排放引发的急性中毒事件 l印度博帕尔毒气泄漏事件博帕尔人口 80 多万博帕尔农药厂建在该市的北部人口稠密区工厂设备年久失修 1984年 12 月 2 日深夜和 3 日凌晨该厂的一个储料罐进水罐
14、中的化学原料发生剧烈的化学反应储料罐爆炸 41 吨异氰酸甲酯泄漏到居民区酿成迄今世界最大的化学污染事件 此次事件有 521262 人暴露毒气其中严重暴露的有 32477 人中度暴露的有 71917 人轻度暴露的有 416868人 2500 人因急性中毒死亡该事件导致的各种后遗症并发症不计其数给当地居民的健康和社会政治经济造成无法弥补的损失 事件后 10年的调查显示当年暴露人群的慢性呼吸道疾病患病率高呼吸功能降低免疫功能降低等 2 前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件 1986 年 4月 26 日凌晨 1 时许前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸周围环境中的放射剂量为人体允许剂量的 2 万倍造成 13 万居
15、民急性暴露 31 人死亡 233 人受伤经济损失达 35 亿美元 3 年后的调查发现距核电站80km 的地区皮肤癌舌癌口腔癌及其他癌症患者增多儿童甲状腺病患者剧增在事故发生时的下风向受害人群更多更严重 3 重庆市开县1223 特大天然气井喷事件 二慢性影响 1影响呼吸系统功能 大气中的 SO2NO2 等不仅能 产生急性刺激作 用还可长期反 复刺激机体引起咽炎喉炎和气 管炎等呼吸道炎症反复发作造 成气道狭窄气道阻力增加肺功 能不同程度的下降形成 COPD 2降低机体免疫力 3 引起变态反应 甲醛 SO2 等可通过直接或间接的 作用机制引起机体的变态反应 4 其他如铝厂磷肥厂和冶炼厂排出 的废气中
16、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 三肺癌 国内外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城市人群的肺癌死亡率较高与大气污染有关上海沈阳和天津等大城市居民肺癌死亡率与大气中苯并 a 芘浓度有显著的相关关系 流行病学研究和动物实验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 四 心血管疾病 三大气污染对健康的间接危害 一温室效应 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称为温室效应这些气体称为温室气体主要包括 CO2 甲烷 CH4 氧化亚氮 N2O 和含氯
17、氟烃氟里昂 CFCs 等 CO2 增加是造成全球变暖的主要原因 气候变暖的危害 气候变暖有利于病原体及有关生物的 繁 殖从而引起生物媒介传染病的分 布发生变化扩大其流行的程度和范 围加重对人群健康的危害 气候变暖可导致与暑热相关疾病的发 病率和死亡率增加 导致人群中过敏性疾患的发病率增加 气候变暖引起的全球降水量变化最 终导致洪水干旱以及森林火灾发生 次数的增加 二臭氧层破坏 作用臭氧可吸收来自太阳的短波紫外线 使人和其它生物免遭紫外线辐射 臭氧层损耗的原因 排入大气的某些化学物质与臭氧作用是 导致臭氧损耗的重要原因 温室效应增强使地球表面变暖而平流层变 冷也是臭氧层减少和臭氧空洞形成的原 因
18、之一 破坏作用最大的是氟里昂 CFCs 和哈龙类物质 臭氧层破坏危害 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造成人群皮肤癌和白内障等发病率的增加对地球上的其它动植物也有杀伤作用 据估计平流层臭氧浓度减少 1 紫外线辐射量将增加 2 皮肤癌的发病率将增加 3 白内障的发病率将增加 0216 三酸雨 当降水的 pH 值小于 56 时称为酸雨 酸雨形成的主要前体物质是 SO2 和 NOX 其中 SO2 对全球酸沉降的贡献率为 6070 酸 雨的危害 1 对土壤和植物产生危害 可使土壤中的营养元素如钾钠钙被溶出使土壤 pH 值降低造成森林成片死亡农作物产量降低 影响水生生态系统 鱼贝类
19、死亡 3 对人类健康产生影响 在酸化水区内 水体和鱼肉中的汞含量明显增加 4 酸雨可腐蚀建筑物文物古迹 四影响小气候和太阳辐射 大气中的烟尘能促使云雾形成从而吸收太阳的直射或散射光影响紫外线的生物学活性在大气污染严重的地区儿童佝偻病的发病率较高 冷化效应大量的颗粒物还能吸收太 阳能而使气温明显降低 五其它 大气污染能影响居民的生活卫生条 件影响居民开窗换气以及晾晒衣 物等 第四节 大气中主要污染物对人体健康 的影响 一二氧化硫 一来源 含硫燃料的燃烧大气中的 SO2 约 70来自火力发电厂约 26 来自有色金属冶炼钢铁化工炼油和硫酸厂等生产过程其他来源仅占 4 左右小型取暖锅炉和民用煤炉是地面
20、低空 SO2 污染的主要来源 SO2 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 二健康影响 对呼吸系统的影响 对粘膜的刺激作用 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 引起呼吸道急性和慢性炎症 二氧化流与烟尘共同存在时毒性增加 3-4 倍 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 促癌作用 SO2 与 BaP联合作用时肺癌发病率 增高 SO2可降低动物对感染的抵抗力 对建筑物等有腐蚀作用
21、 三防制措施 1以采用无污染或少污染的工艺技术为上策主要的治理技术包括排烟脱硫高烟囱排放燃料脱硫和使用低硫煤等 2国家环境保护总局制订了二氧化硫污染控制区和酸雨控制区的综合防治规划包括限制高硫煤的开采和使用削减二氧化硫的排放总量研究和开发二氧化硫污染防治技术和设备做好二氧化硫的排污收费工作加强环境监督管理等 二颗粒物 一来源 自然界的风沙尘土火山爆发森林 火灾等 生产和生活活动中各种燃料如煤碳 燃烧构成了大气颗粒物的重要来源 工业生产过程也会造成颗粒物的污染公路扬尘建筑扬尘也是我国一些城市 大气中颗粒物的重要来源之一 颗粒物是我国大多数城市的首要污染物是影响城市空气质量的主要因素统计表明 40
22、5 的城市颗粒物年均浓度超过国家空气质量二级标准 近年来大气 PM10PM25 污染受到广泛的关注 二 健康影响 1颗粒物对呼吸系统的影响 大量的颗粒物进入肺部可使局部支气管的通 气功能下降肺换气功能丧失易发生支 气管炎肺气肿和支气管哮喘等 颗粒物还可以增加动物对细菌的敏感性导 致呼吸系统对感染的抵抗力下降 大气 PM10 浓度的升高可加重哮喘儿童 的症状 最近的队列研究显示长期暴露于大 气颗粒物是人群呼吸道疾病发生的危 险因素 2 颗粒物的致癌作用 国内外的大量研究表明颗粒物的有机提取物有致突变性可引起细胞发生恶性转化颗粒物中含有多种致癌物和促癌物颗粒物的致癌活性与其多环芳烃含量有关 流行病
23、学研究调查表明城市大气颗粒物中的多环芳烃与居民肺癌的发病率和死亡率呈相关关系 3 颗粒物对健康的其他影响 研究发现大气颗粒物污染对人群死亡率有急 性 影响也有慢性影响 大气颗粒物尤其是 PM25 浓度的升高与冠心 病人的心肌梗塞发作和房性早搏发生有关 目前认为 PM25 可能通过 干扰中枢神经系统功能 直接进入循环系统诱发血栓的形成 刺激呼吸道产生炎症并释放细胞因子细胞因 子引起血管损伤导致血栓形成进而对 心血 管系统产生影响 4 影响颗粒物生物学作用的因素 1 颗粒物的粒径颗粒物在大气中的 沉降与其粒径有关粒径小的颗粒 物沉降速度慢易被吸入 不同粒径沉积部位不同 大于 5m 的多沉积在上呼吸
24、道 小于 5m 的颗粒物多沉积在细支 气管和肺泡 25m 以下的 75 在肺泡内沉 积小于 04m 可以随呼吸排出 体外 2 颗粒物的成分 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 颗粒物的无机成分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 颗粒物的有机成分包括碳氢化合物羟基化合 物含氮含氧含硫有机物等 颗粒物可作为其他污染物如 SO2NO2 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有催化作用可使大 气 中的其他污染物转化为毒性更大的二次污染物 3 呼吸道对颗粒物的清除作用 清除沉积于呼吸道的颗粒物是呼吸
25、 系统防御功能的重要环节呼吸道 不同部位的清除机制有所不同鼻 毛可阻留 10m 以上的颗粒物达 95 4 其他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 三防制措施 1控制污染 1 改善能源结构和燃料结构 2改革生产工艺减少工业生产中烟尘排放 3 采取严格措施控制汽车尾气排放 4 发展区域集中供暖减少分散烟囱 5 加强对工地道路扬尘的管理加强绿化 2 加强环境监测和健康影响评价 建立颗粒物污染监测网完善大气颗粒物环 境质量标准提出保护易感人群防止颗粒 物污染对健康危害的预警系统 第三章 大气卫生 第
26、一节 大气的特征及其卫生学意义 一大气的结构 按气温的垂直变化特点可将大气 层自下而上分为对流层平流层 中间层上界为 85km 左右热成 层上界为 800km 左右和逸散层 没有明显的上界 一对流层 对流层大气圈中最靠近地面的一层厚度约 12km 占大气总质量 75 的空气和几乎全部水蒸汽量是天气变化最复杂的层次 特点 气温随着高度的增加而降低 垂直温度递减率 高度每增加米气温下降的度数 通常为 空气具有强烈的对流运动对流层的状况 对人类生活的影响最大与人类关系最密 切 二平流层 平流层位于对流层之上其上界伸展至约 55km 处 特点 又称同温层在 3035km 以下温度随高 度的增加而变化不
27、大气温趋于稳定 空气气流以水平运动为主 可形成臭氧层在高约 1535km 处有厚约 20km 的臭氧层其分布有季节性变动 臭氧层功能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 三中间层 平流层顶至 85km 处的范围称为中 间层气温随高度增加而降低 四热成层 位于 85800km 的高度之间气 体处于电离状态气温随高度的增 加而增加能反射无线电波对于 无线电通讯有重要意义 五逸散层 800km 以上的区域统称为逸散 层也称外层大气该层大气稀 薄气温高分子运动速度快 二大气的组成 三大气的物理性状 大气的物理性状主要有太阳辐射气 象条件和空气离子等 一太阳辐射
28、紫外线 作用 具有色素沉着红斑抗佝偻病杀 菌和免疫增强作用 过强的紫外线可致日光性皮炎和光电 性眼炎甚至皮肤癌等 紫外线还与大气中的某些二次污染物 形成有关例如光化学烟雾 2 红外线 生物学作用基础是热效应 适量的红外线可促进人体新陈代谢和细胞增生具有消炎和静作用过强则可引起日射病和红外线白内障等 3 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须条件 二气象因素 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 三空气离子 大气中带电荷的物质统称为空气离子分为轻离子和重离
29、子轻离子与空气中的悬浮颗粒或水滴结合形成重离子因此新鲜的清洁空气中轻离子浓度高而污染的空气中轻离子浓度低空气中重离子数与轻离子数之比50 时则空气较为清洁 空气离子作用 空气阴离子 对机体具有镇静催眠镇 痛镇咳降压等作用 阳离子 可引起失眠头痛烦躁 血压升高等 海滨森林瀑布附近等环境中大气中阴离子含量较多有利于机体健康 第二节 大气污染及大气污染物的转归 一大气污染的来源 大气污染 包括天然污染和人为污染 天然污染 主要由于自然原因形成例如 火山爆发森林火灾等 人为污染 由于人们的生产和生活活动造 成的可来自固定污染源如 烟囱工业排气管等和流动 污染源汽车火车等各种机 动交通工具主要叙述人为
30、活动引起的大气污染 一 工农业生产 各种工业企业是大气污染的主要来 源也是大气卫生防护的重点 工业企业排放的污染物主要来源于燃料 的燃烧和工业生产过程 农业生产中化肥的施用农药的喷洒以 及秸杆的焚烧也会造成大气的 污染 1 燃料的燃烧 是大气污染的主要来源 目前我国的主要工业燃料是煤其次是石油用煤量最大的是火力发电站冶金化工机械轻工和建材等部门它们的用煤量占总消耗量的 70 以上煤的主要杂质是硫化物石油的主要杂质是硫化物和氮化物燃料所含杂质与其产地有关 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与燃烧状态有关 燃料燃烧分为 完全燃烧和不完全燃烧 完全燃烧条件 足
31、够的温度足够的时间 保证每个部位都有机会燃烧 完全燃烧主要污染物是 CO2SO2 NO2 水汽和灰分 燃烧不完全时主要产物是 CO 硫氧 化物氮氧化物醛类碳粒 多环芳烃等 2 工业生产过程的排放 由原材料到产品工业生产的各个环节都可能有污染物排放出来污染物的种类与原料种类及其生产工艺有关 不同类型工业企业排放的主要污染物见表 3-5 二生活炉灶和采暖锅炉 采暖锅炉是采暖季节大气污染的重要原因生活炉灶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 三交通运输 交通运输工具主要燃料是汽油柴油随着机动车数量的增加汽车尾气排放已成为我国许多大城市中大气污染的主要来源之一 四
32、其他 地面尘土飞扬水体和土壤中的挥发性化合物也易进入大气意外事件例如工厂爆炸火灾核泄漏均能严重污染大气火葬场垃圾焚烧炉产生的废气也可以影响大气环境 二大气污染物的种类 按其属性分 物理性 化学性 生物性 以化学性污染物种类 最多污染 范围最广 按存在状态分 气态污染物和颗粒污染物 按形成过程分 一次污染物和二次污染物 一气态污染物 气态污染物包括气体和蒸汽 气态污染物分为 5 类 1 含硫化合物 2 含氮化合物 3 碳氧化合物 4 碳氢化合物 5 卤素化合物 二颗粒污染物 大气颗粒物有固体和液体两种形态固体颗粒中较小的有碳黑碘化银燃烧颗粒核等较大的有水泥粉尘土尘铸造尘和煤尘等液体颗粒物主要有雨
33、滴雾和硫酸雾等 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 颗粒物按粒径可分为 1 总悬浮颗粒物 TSP 指粒径 100m 的颗粒 2 可吸入颗粒物 PM10 指粒径10m 的颗粒物也称为飘尘 3 细粒子 PM25 指粒径25m 的细颗粒在空气中 悬浮的时间更长易于滞留在终末细 支气管和肺泡中 PM25 更易于吸附有毒的有机物和重 金属对健康的危害极大 4 超细颗粒物 指粒径01m 一一次污染物 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污染物如 SO2CO 等 二二次污染物 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
34、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光化学烟雾等二次污染物对环境和人体的危害要比一次污染物大 三影响大气中污染物浓度的因素 一污染源的排放情况 1排放量 污染物的排放量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的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 2与污染源的距离 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 1020 倍颗粒物的着陆点
35、更接近烟囱 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 3排出高度 排出高度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 在其它条件相同时排出高度越高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 14 二气象因素 1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可以绘制成风向频率图风玫瑰图见图 3-1 反映某地区一定时期内的主导风向 全年污染以全年主导风向的下风向地 区 污 染最严重 湍流风速时
36、大时小上下左右出现无规 则的摆动称之 湍流运动使气体充分 混合有利于污染物的稀释和扩散 2温度层结 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 1 气温的垂直分布在标准大气条件 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 来表示它的定义为高度 每增加 100m 气温下降的度数通 常为065 实际上气温的垂直分布可出现三种情况 气温随高度递减一般出现在晴朗的白 天风速小此时 0 空气的垂直 对流良好 气温随高度递增此现象称为逆温此 时 0 气温不随高度变化此时 0 2 逆温的类型根据逆温发生的原因 可分为辐射逆温下沉逆温地形
37、逆温等 3 大气稳定度大气稳定度表示气 体垂直运动的程度 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 d 来表示干燥空气的 d 为 0986100m 即每上升 100m 温度下降 0986 大气的稳定程度与大气垂直温度递减率 的绝对值及其与 d 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影响 经常发生变化 当 d 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 当 d 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 当 d 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 3气压 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 受低压控制时大气呈中性或不稳 定状态有利于污染物的扩散和稀 释高压时不利于污染物扩散 4气湿 即大气中含水的程度通常 用相对湿度表示气湿大时 局部污染加重 三地形 地形可以影响局部的气象条件从而影响当地大气污染物的稀释和扩散 人口密集的城市热量散发大于郊区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 在这种情况下可把郊区排放的污染物引入城市加重市区的大气污染
