Air sanitation

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1 第 三 章 Air Sanitation

2 大 气 圈 Atmospheric sphere Definition:the air layer which surround the surface of earth and circumrotate with earth. 包 围 地 球 表 面 并 随 着 地 球 旋 转 的 空 气 层 The thick is around 2000km- 3000km.

3 第 一 节 大 气 特 征 及 其 卫 生 学 意 义 大 气 的 结 构 : 大 气 的 垂 直 分 层 大 气 的 组 成 : 化 学 成 分 大 气 的 物 理 特 性 : 太 阳 辐 射 空 气 离 子 气 象 条 件

4 一 大 气 结 构 及 卫 生 学 意 义 Upright structure of atmospheric sphere umbrella of earth Ozone layer 25 ~35km, 20km stratosphere thermosphere mesphere 1. Nearness earth 2. Density is the most 3. Thickness is change 4. Upright and horizontal move 5. Mostly climate changes happen in this layer 6.Contain mostly pollutants Isothermal layer 22km, -50~-60 troposphere

5 一 ATMOSPHERE STRUCTURE 逸 散 层 热 成 层 中 间 层 Source: Environmental Science, Cunningham, P. W. and B. W. Saigo, 2001 平 流 层 对 流 层

6 一 ATMOSPHERE STRUCTURE 组 成 :12km,75% 空 气 + 水 蒸 气 特 点 : 气 温 随 着 高 度 的 增 加 而 降 低 ; 空 气 具 有 强 烈 的 对 流 运 动 ; 天 气 变 化 复 杂 ; 与 人 类 关 系 最 为 密 切 对 流 层 (tropophere) Source: Environmental Science, Cunningham, P. W. and B. W. Saigo, 2001

7 一 ATMOSPHERE STRUCTURE 30~35km 以 上, 高 度 温 度 30~35km 以 下, 高 度 温 度 变 化 不 大 同 温 层 (isothermal layer) 特 点 : 空 气 流 动 以 水 平 为 主 ; 含 臭 氧 层 (ozonosphere, 15~35km 处 ) 平 流 层 (stratosphere) Source: Environmental Science, Cunningham, P. W. and B. W. Saigo, 2001

8 一 ATMOSPHERE STRUCTURE 热 成 层 (thermosphere) 位 于 85km~800km 宇 宙 射 线 电 离 状 态 电 离 后 的 氧 吸 收 太 阳 短 波 辐 射, 气 温 迅 速 升 温 对 无 线 通 讯 有 重 要 意 义 ( 反 射 无 线 电 波 ) Source: Environmental Science, Cunningham, P. W. and B. W. Saigo, 2001

9 二 大 气 组 成 Component of air Nitrogen: 78% Oxygen:21% Argon:0.93% Carbon dioxide:0.03% (1) City is higher than country (2) The CO 2 contain is increase: 1.5ppm increase for each year 1800 (270ppm); 1984 (345ppm) 2100 (temperature will increase 6 )

10 大 气 的 组 成 成 分 及 其 作 用 三 大 组 成 成 分 干 洁 空 气 水 氧 氮 二 氧 化 碳 臭 氧 汽 固 体 杂 质 作 用 含 量 23% 氧 化 作 用 含 量 76% 减 弱 氧 化 光 合 作 用 的 原 料 温 室 效 应 吸 收 紫 外 线 影 响 气 温 成 云 致 雨 的 必 要 条 件 强 烈 吸 收 长 波 辐 射 含 量 变 化 大 成 云 致 雨 的 必 要 条 件 影 响 大 气 温 度 和 质 量

11 三 大 气 的 物 理 性 状 Physical state of air 太 阳 辐 射 Solar radiation 气 象 因 素 Meteorological factor 空 气 离 子 Air ionization

12 ( 一 ) 太 阳 辐 射 Solar radiation: 太 阳 辐 射 包 括 红 外 线 可 视 线 紫 外 线 无 线 电 波 X 射 线 γ 射 线 宇 宙 线 等

13 到 达 地 球 表 面 的 主 要 为 前 三 种 : 红 外 线 (infrared ray):>760 nm 可 视 线 (visible light): 390~760 nm 紫 外 线 (ultraviolet ray,uv):<390 nm

14 1 紫 外 线 来 源 : 天 然 来 源, 太 阳 光 人 工 来 源, 杀 菌 灯, 光 疗 灯,B 段 荧 光 灯, 黑 光 灯, 弧 焊, 等 离 子 体 焊 枪

15 紫 外 线 (ultraviolet ray,uv) 紫 外 线 的 生 物 作 用 波 段 生 物 学 效 应 过 量 时 可 能 的 危 害 UV-A ( nm) UV-B ( nm) UV-C ( nm) 晒 黑 作 用 产 生 红 斑 和 抗 佝 偻 病 杀 菌 作 用 光 照 性 皮 炎 眼 炎 形 成 皱 纹 形 成 皱 纹 老 年 斑 皮 肤 癌 白 内 障 正 常 情 况 下 到 达 地 面 的 太 阳 辐 射 中 无

16 影 响 紫 外 线 强 度 的 因 素 太 阳 高 度 角 越 小, 强 度 越 弱 纬 度 越 高 强 度 越 弱 海 拔 越 高, 强 度 越 大 一 天 的 中 午 最 高 大 气 污 染 中 颗 粒 物 水 汽 粉 尘 的 吸 收 反 射 作 用 一 年 四 季 中 夏 季 最 高 臭 氧 层 的 吸 收 作 用

17 紫 外 线 的 防 护 主 要 是 屏 蔽 防 护 皮 肤 防 护 : 多 数 衣 着 一 般 的 雪 花 膏 软 膏 均 可 防 晒 剂 : 阻 断 作 用 + 吸 收 作 用 SPF: 太 阳 防 护 系 数, 皮 肤 应 用 防 护 剂 前 后 产 生 最 小 红 斑 剂 量 的 比 值 眼 睛 防 护 : 绿 玻 璃 或 黄 绿 色 玻 璃 眼 镜

18 2 红 外 线 (infrared ray 760~30000 nm ) 来 源 : 温 度 在 0 0 K 以 上 的 物 体 均 有 红 外 线 辐 射 热 效 应 : 使 机 体 局 部 温 度 升 高, 血 管 扩 张, 促 进 新 陈 代 谢 及 细 胞 增 生, 过 量 时 会 造 成 组 织 损 伤 皮 肤 损 伤 : 短 波 红 外 线, 红 斑 ( 小 或 中 剂 量 ), 皮 肤 静 脉 分 布 的 色 素 沉 着 ( 反 复 照 射 ), 大 剂 量 红 外 线 短 期 照 射 使 皮 温 升 高, 达 44 度 时 会 出 现 痛 觉,46 度 时 会 出 现 烧 伤 日 射 病 :600~1000nm, 穿 透 颅 骨,40~42 眼 睛 损 伤 : 视 力 下 降 白 内 障

19 3 可 见 光 (visible light) 可 见 光 是 指 波 长 nm 的 电 磁 波, 来 源 : 主 要 来 自 太 阳 辐 射 或 人 工 照 明 色 光 的 生 物 效 应 : 红 橙 光 : 量 大 可 产 生 皮 肤 效 应 白 细 胞 减 少, 降 血 糖, 拮 抗 紫 外 线 的 V D 活 化, 促 进 性 激 素 分 泌 蓝 紫 光 : 一 般 不 会 产 生 皮 肤 效 应, 拮 抗 红 橙 光 作 用

20 可 见 光 的 间 接 作 用 分 泌 信 号 可 见 光 视 觉 器 官 的 光 受 体 细 胞 神 经 或 神 经 内 机 体 的 生 命 活 动 呈 现 昼 夜 周 期 性 的 节 律 变 化 机 体 的 紧 张 状 态 体 内 的 物 质 代 谢 激 素 分 泌 脉 搏 体 温 睡 眠 觉 醒 人 体 及 自 然 界 很 多 生 物 都 具 有 的 这 种 感 知 时 间 或 测 量 时 间 的 能 力 类 似 于 时 钟, 这 种 现 象 称 为 生 物 钟

21 ( 二 ) 空 气 离 子 Air ion 定 义 : 大 气 中 呆 电 荷 的 离 子 统 称 为 空 气 离 子 由 于 天 然 或 人 为 的 因 素 产 生 空 气 离 子 的 产 生 : 气 体 分 子 或 原 子 外 层 电 子 逸 出 e- + 中 性 分 子 负 离 子 正 离 子 +e-

22 Air ion 的 分 类 按 照 大 小 和 运 动 速 度 分 类 : Light ion: molecule Heavy ion: particulate, water drop 按 照 电 荷 分 类 : 空 气 负 离 子 : 相 对 有 利 空 气 正 离 子 : 相 对 有 害

23 轻 离 子 和 重 离 子 的 比 较 轻 离 子 重 离 子 直 径 (cm) 运 动 速 度 (cm/s) 阳 离 子 :1.36 阴 离 子 :2.1 空 气 中 的 浓 度 ( 个 /m 3 ) 0.01~ 陆 地 ~ ~ 海 洋 ~

24 空 气 离 子 的 生 物 学 作 用 空 气 负 离 子 有 利, 正 离 子 不 利, 若 浓 度 超 过 10 6 /cm 3, 无 论 正 负 离 子 均 对 健 康 不 利 空 气 离 子 的 生 物 学 作 用 : 神 经 系 统 : 改 善 大 脑 皮 层 功 能, 缩 短 感 觉 和 运 动 时 值, 镇 静 消 除 疲 劳 心 血 管 系 统 : 降 低 血 压 和 心 率, 改 善 心 脏 泵 功 能 血 液 系 统 : 刺 激 造 血, 提 高 血 液 输 氧 能 力

25 空 气 离 子 的 生 物 学 作 用 呼 吸 系 统 : 呼 吸 纤 毛 运 动 增 强, 腺 体 分 泌 增 加, 提 高 平 滑 肌 张 力, 改 善 通 气 功 能, 降 低 对 创 伤 的 易 感 性 内 分 泌 系 统 : 类 似 激 素 样 作 用 免 疫 系 统 : 增 强 免 疫 力 其 他, 促 进 生 物 氧 化, 提 高 基 础 代 谢 率, 促 进 生 长 发 育, 抑 制 细 菌 病 毒 生 长

26 不 同 环 境 状 况 空 气 负 离 子 浓 度 空 气 环 境 状 况 空 气 负 离 子 浓 度 ( 个 /cm 3 ) 海 滨 森 林 瀑 布 乡 村 5000 清 洁 空 气 郊 区 公 园 城 市 办 公 室 100 城 市 居 室 40-50

27 空 气 离 子 的 卫 生 学 评 价 空 气 离 子 数 : 我 国 规 定 清 洁 空 气, 空 气 负 离 子 应 > 1000 个 /cm3 重 / 轻 离 子 比 值 : Heavy ion/ light ion 50

28 第 二 节 大 气 污 染 及 污 染 物 的 转 归 Air pollution Definition 由 于 人 类 活 动 或 自 然 过 程, 使 得 排 放 到 大 气 中 物 质 的 浓 度 及 持 续 时 间 足 以 对 人 的 舒 适 感 健 康, 对 设 施 或 环 境 产 生 不 利 影 响 时, 称 大 气 污 染

29 一 大 气 污 染 的 来 源 Pollution source 污 染 源 Natural source Anthropogenic source Immobile mobile

30 Artificial source 1. Industry and enterprise (1) Fossil fuel burning: coal, petroleum (2) Emission from working process 2. Living cooking range and heating boiler 燃 烧 设 备 效 率 低, 燃 烧 不 完 全, 污 染 物 低 空 排 放 3. Traffic transport tail gas, 颗 粒 物 NOX CO 多 环 芳 烃 和 醛 类 4. Come from other environmental media 5. Other: untoward incident, garbage burning

31 燃 烧 一 吨 煤 时 排 出 各 种 有 害 物 质 量 (kg) 有 害 物 质 电 厂 锅 炉 工 业 锅 炉 取 暖 锅 炉 二 氧 化 硫 一 氧 化 碳 二 氧 化 氮 碳 氢 化 物 粉 尘 ( 一 般 情 况 ) ( 燃 烧 得 好 ) 3 6 9

32 各 种 工 业 企 业 排 出 的 主 要 大 气 污 染 物 工 业 部 门 企 业 名 称 排 出 的 主 要 污 染 物 电 力 火 力 发 电 厂 烟 尘 二 氧 化 硫 二 氧 化 碳 二 氧 化 氮 多 环 芳 烃 五 氧 化 二 钒 冶 金 钢 铁 厂 烟 尘 二 氧 化 硫 一 氧 化 碳 氧 化 铁 粉 尘 氧 化 钙 粉 尘 锰 焦 化 厂 烟 尘 二 氧 化 硫 一 氧 化 碳 酚 苯 萘 硫 化 氢 烃 类 有 色 金 属 冶 炼 厂 铝 厂 烟 尘 ( 含 有 各 种 金 属 如 铅 锌 镉 铜 等 ) 二 氧 化 硫 汞 蒸 汽 氟 化 氢 氟 尘 氧 化 铝 化 工 石 油 化 工 厂 二 氧 化 硫 硫 化 氢 氰 化 物 烃 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

33 我 国 主 要 燃 料 中 灰 分 和 硫 含 量 燃 烧 种 类 灰 分 (%) 含 硫 量 (%) 煤 重 油 页 岩

34 机 动 车 尾 气 污 染 物 占 大 城 市 空 气 污 染 物 的 比 例 (%) Pb CO CO 2 CH NOx 美 国 上 海 北 京

35 二 Pollutants Definition: 1. 能 引 起 大 气 污 染 的 有 害 物 质 2. 由 于 人 类 活 动 或 自 然 过 程, 排 放 到 大 气 中 的 物 质, 对 人 或 环 境 产 生 不 利 影 响, 统 称 为 (GB )

36 二 大 气 污 染 物 的 分 类 Sort of pollutants 1. 按 属 性 分 类 Property 生 物 性 污 染 : 空 气 传 播 的 各 种 病 原 体, pollens, spores 物 理 性 污 染 : 噪 声 电 磁 波 等 化 学 性 污 染 :

37 2. 按 存 在 状 态 分 类 Physical state (1) 气 态 污 染 物 gaseity pollutants particulate: gas 气 体 和 蒸 汽 Steam 含 硫 化 合 物 : 主 要 有 SO2 SO3 H2S 等 含 氮 化 合 物 : 主 要 有 NO NO2 和 NH3 等 碳 氧 化 合 物 : 烃 类 醇 类 酮 类 酯 类 及 胺 类 卤 素 化 合 物 : 含 氯 含 氟 化 合 物 (HCl HF 等 )

38 (2) 颗 粒 污 染 物 (particle matter,pm) : 分 散 在 大 气 中 的 液 体 或 固 体 颗 粒 粒 径 约 在 μm 之 间 空 气 动 力 学 当 量 直 径 ( Aerodynamic diameter Dp): 平 静 气 流 中, 被 测 颗 粒 直 径 相 当 于 具 有 相 同 终 末 沉 降 速 度 密 度 为 1 的 球 形 标 准 颗 粒 物 的 直 径 卫 生 学 意 义 Hygienic significance : 有 利 于 比 较 不 同 颗 粒 物 的 沉 降 速 度 停 留 时 间 吸 入 的 可 能 性 沉 积 的 部 位

39 总 悬 浮 颗 粒 (total suspend particulates,tsp): 粒 径 100μm, 液 体 固 体 或 液 体 固 体 结 合 存 在 并 悬 浮 于 空 气 介 质 中 的 颗 粒 可 吸 入 颗 粒 物 (inhalable particle,ip; thoracic particulate matter,pm10): 粒 径 10μm 的 颗 粒 物, 能 进 入 人 体 呼 吸 道 因 能 长 期 漂 浮 空 中 又 名 飘 尘 (suspended dust)

40 细 粒 子 (fine particle;fine particulate matter,pm2.5): 粒 径 2.5μm 的 细 颗 粒 悬 浮 时 间 长, 易 滞 留 在 终 末 细 支 气 管 和 肺 泡, 某 些 组 分 可 穿 透 肺 泡 进 入 血 液, 易 吸 附 有 毒 有 机 物 和 重 金 属 是 直 接 排 入 空 气 中 的 一 次 微 粒 与 空 气 中 的 气 态 污 染 物 化 学 转 化 生 成 的 二 次 微 粒 成 分 : 尘 土 碳 黑 粒 子 硫 酸 铵 硝 酸 铵 超 细 颗 粒 物 : 粒 径 0.1μm 的 细 颗 粒, 主 要 来 自 于 汽 车 尾 气 多 是 二 次 污 染 物

41 颗 粒 物 的 形 成 机 制 及 其 物 理 性 质 特 征 名 称 物 理 性 质 粒 径 (μm) 形 成 机 制 轻 雾 (mist) 水 滴 >40 雾 化 冷 凝 浓 雾 (fog) 液 滴 <10 雾 化 蒸 发 凝 结 和 凝 聚 粉 尘 (dust) 固 体 粒 子 >1 机 械 粉 碎 扬 尘 煤 燃 烧 烟 气 (fume) 固 液 微 粒 0.01~1 蒸 发 凝 集 升 华 烟 (smoke) 固 体 微 粒 <1 升 华 冷 凝 燃 烧 烟 雾 (smog) 液 滴 固 体 微 粒 <1 冷 凝 化 学 反 应

42 颗 粒 物 (PM) 粒 径 0.01~100μm 降 尘 10~100μm 飘 尘 0.01~10μm 雾 ( 液 体 微 粒 ) 10μm 以 下 烟 ( 固 体 粒 子 ) 小 于 1μm 尘 或 粉 尘 ( 固 体 粒 子 ) 大 于 1μm 同 时 形 成 时 就 构 成 烟 雾 工 业 烟 雾 光 化 学 烟 雾

43 3. 按 形 成 过 程 分 类 Transformation: (1) 一 次 污 染 物 (primary pollutant): 直 接 从 污 染 源 排 放 到 空 气 中 的 有 害 物 质, 物 理 化 学 性 质 均 未 发 生 变 化 (2) 二 次 污 染 物 (secondary pollutant): 进 入 空 气 的 污 染 物 在 物 理 化 学 等 因 素 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

44 三 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

45 ( 一 ) 污 染 源 的 排 放 情 况 : 1 排 出 量 : 是 决 定 大 气 污 染 程 度 最 基 本 的 因 素 在 其 它 条 件 相 同 的 情 况 下, 单 位 时 间 排 出 量 越 大, 污 染 越 严 重

46 2 排 出 高 度 : 有 效 = 烟 囱 本 身 高 度 + 烟 气 抬 升 高 度 排 出 高 度 用 烟 波 中 心 轴 到 地 面 的 距 离 来 表 示 污 染 源 下 风 侧 污 染 物 的 最 高 浓 度 大 致 与 烟 囱 有 效 排 出 高 度 的 平 方 成 反 比

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48 3 与 污 染 源 的 距 离 : 即 到 烟 波 着 陆 点 的 距 离 污 染 物 排 出 后 经 过 的 距 离 越 远 则 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 带 距 离 的 依 据 之 一

49 4 排 出 方 式 : 按 排 放 时 间 间 歇 排 放 连 续 排 放 按 集 中 排 放 无 组 织 排 放 有 组 织 排 放

50 ( 二 ) 气 象 因 素 风 和 湍 流 气 温 气 压 气 湿

51 1. 风 和 湍 流 风 是 一 种 空 气 的 水 平 运 动, 起 着 输 送 和 扩 散 有 害 气 体 及 微 粒 的 作 用 风 速 风 向

52 风 向 频 率 : 在 一 定 时 间 内 自 某 个 方 位 ( 东 西 南 北 等 ) 所 吹 来 的 风 的 重 复 次 数 和 该 时 间 内 各 个 不 同 方 向 吹 来 的 全 部 风 的 次 数 相 比 的 百 分 数 风 向 频 率 图 (wind rose): 把 各 个 方 位 的 风 向 频 率 按 各 值 的 大 小 比 例 画 在 相 应 方 位 后 连 接 各 点

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54 风 向 : 风 吹 来 的 方 向 影 响 污 染 物 的 扩 散 稀 释 下 风 侧 空 气 中 污 染 物 浓 度 要 比 上 风 侧 高 得 多, 所 以 居 民 区 应 布 置 在 常 年 主 导 风 向 的 上 风 侧, 公 矿 企 业, 尤 其 是 能 造 成 严 重 大 气 污 染 的 工 厂 应 设 置 在 常 年 主 导 风 向 的 下 风 侧 瞬 时 间 污 染 以 排 污 当 时 的 下 风 侧 地 区 受 影 响 最 大 全 年 污 染 以 全 年 内 主 导 风 向 的 下 风 侧 地 区 受 影 响 最 大

55 湍 流 atmospheric turbulence : 是 由 于 垂 直 气 温 的 变 化 和 大 气 中 气 团 间 的 摩 擦 作 用 而 引 起 的 短 暂 性 紊 流, 是 一 种 不 规 则 的 空 气 流 动 风 速 时 大 时 小, 并 在 主 导 风 向 的 下 风 向 上 下 左 右 出 现 不 规 则 的 摆 动 垂 直 温 差 递 减 率 大 风 速 高 地 面 起 伏 大 湍 流 运 动 强 气 体 充 分 混 合, 有 利 于 污 染 物 的 扩 散 与 稀 释

56 2. 温 度 层 结 : 气 温 的 垂 直 梯 度 (1) 气 温 的 垂 直 分 布 : 大 气 温 度 垂 直 递 减 率 : γ =0.65 /100m 气 块 干 绝 热 垂 直 递 减 率 : 干 燥 空 气 γ d =0.986 /100m γ>0, 气 温 随 高 度 递 减, 空 气 垂 直 对 流 良 好 γ<0, 气 温 随 高 度 递 增 逆 温 γ=0, 气 温 随 高 度 变 化 不 明 显, 多 云 天 或 阴 天 风 速 大 时 地 面 增 温 不 明 显

57 (2) 逆 温 (temperature inversion) 辐 射 逆 温 : 无 风 少 云 的 夜 晚 下 沉 逆 温 : 上 层 空 气 落 入 高 压 气 团 压 缩 增 温 地 形 逆 温 : 盆 地 山 谷, 晚 上

58 大 气 稳 定 度 表 示 大 气 垂 直 运 动 的 程 度 与 γ γ d 二 者 的 相 对 值 等 因 素 有 关 : γ > γ d 不 稳 定 状 态 ; γ < γ d 稳 定 状 态 ; γ = γ d 中 性 状 态 ; γ<0 逆 温 极 稳 定 状 态 ;

59 烟 波 扩 散 与 大 气 稳 定 度 的 关 系 及 其 类 型 : 波 浪 型 γ > γ d, 不 稳 定 状 态 ; 锥 型 γ < γ d, 稳 定 状 态 ; 扇 型 γ<0, 逆 温 极 稳 定 状 态 ; 上 扬 型 ( 屋 脊 型 ) 熏 烟 型

60 3. 气 压 (air pressure) 影 响 因 素 : 海 拔 高 度 地 理 纬 度 空 气 温 度 地 面 低 压, 四 周 高 压 气 团 流 向 中 心, 中 心 的 空 气 上 升, 形 成 上 升 的 气 流, 形 成 气 旋, 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 地 面 高 压, 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

61 4. 气 湿 (air humidity) 绝 对 湿 度 : 在 某 一 温 度 下, 一 定 容 积 大 气 中 所 含 水 蒸 气 的 绝 对 量 单 位 为 克 / 米 3 或 毫 米 汞 柱 饱 和 湿 度 : 饱 和 湿 度 是 在 某 一 温 度 下, 大 气 中 水 蒸 气 达 到 饱 和 量 时 的 绝 对 湿 度 气 温 越 高, 饱 和 湿 度 就 越 大 相 对 湿 度 : 空 气 中 绝 对 湿 度 与 饱 和 湿 度 之 比, 以 百 分 数 表 示 >80%: 高 气 湿 : 颗 粒 物 吸 收 水 分, 运 动 减 慢, 水 溶 性 气 体 形 成 二 次 污 染 物 <30%: 低 气 湿

62 4. 气 湿 : 气 湿 大 时, 水 蒸 气 凝 结 于 灰 尘 颗 粒 表 面, 使 之 沉 降 大 气 底 层, 使 接 近 地 面 的 空 气 层 灰 尘 浓 度 升 高 气 湿 很 大 而 低 温 则 形 成 雾, 更 使 大 气 污 染 增 加 降 水 雨 雪 可 以 冲 洗 空 气 中 的 灰 尘 煤 烟 和 各 种 气 体 污 染 物, 所 以 雨 雪 之 后 大 气 变 得 清 洁 和 新 鲜

63 ( 三 ) 地 形 : 1. 山 地 和 谷 地 : 在 山 区, 由 于 地 形 起 伏, 造 成 辐 射 强 度 和 辐 射 冷 却 不 均, 引 起 热 力 环 流, 形 成 地 形 风 因 此 山 谷 中 不 同 位 置 不 同 高 度 的 大 气 运 动 状 况 是 不 同 的, 对 污 染 物 的 传 送 能 力 也 各 不 相 同

64 2. 沿 海 和 海 滨 : 由 于 海 陆 风 的 交 换, 有 时 低 层 排 放 的 污 染 物 被 海 陆 风 输 送 到 一 定 距 离 后, 又 会 被 高 空 反 气 流 带 回 到 原 地, 造 成 原 地 污 染 物 浓 度 增 加 由 于 水 陆 气 温 的 差 异, 水 面 逆 温 层 的 空 气 流 经 陆 面, 逆 温 层 上 部 积 聚 的 污 染 物 被 热 流 对 流 带 到 地 面, 在 短 时 间 可 出 现 污 染 物 浓 度 增 高 的 熏 烟 过 程

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66 地 形 局 部 气 象 条 件 大 气 污 染 物 稀 释 和 扩 散 山 谷 : 易 形 成 逆 温, 不 利 于 污 染 物 的 扩 散 城 市 : 高 大 建 筑 物 阻 碍 近 地 面 空 气 污 染 物 的 扩 散 城 市 热 岛 (heat island) 现 象 : 城 市 温 度 高 于 郊 区 的 现 象, 在 气 象 学 上 通 常 称 为 城 市 的 热 岛 效 应 城 市 热 岛 效 应 的 卫 生 学 意 义 : 热 岛 的 热 空 气 上 升, 四 郊 冷 空 气 流 向 城 市, 可 将 郊 区 的 大 气 污 染 物 吹 入 市 区, 造 成 市 区 的 大 气 污 染

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69 城 市 热 岛 是 怎 样 形 成 的? 城 市 与 郊 区 地 表 面 性 质 不 同, 热 力 性 质 差 异 较 大 城 区 反 射 率 小, 吸 收 热 量 多, 蒸 发 耗 热 少, 热 量 传 导 较 快, 而 辐 射 散 失 热 量 较 慢, 郊 区 恰 相 反 ; 城 市 建 筑 物 柏 油 混 凝 土 路 面 颜 色 深, 吸 收 热 量 多 ; 砖 瓦 水 泥 石 块 等 建 筑 材 料, 储 存 和 传 送 热 量 的 本 领 比 土 壤 强 即 能 有 效 储 存 较 多 的 热 量 又 能 很 快 向 大 气 中 传 送 大 量 热 能 ; 储 水 少, 水 分 蒸 发 会 消 耗 掉 的 热 量 少 ; 交 通 发 达 废 气 排 出 多 ; 是 城 区 大 气 污 染 拖 物 浓 度 大, 气 溶 胶 微 粒 多, 在 一 定 程 度 上 起 了 保 温 作 用 人 口 密 集 ; 城 区 排 放 的 人 为 热 量 比 郊 区 大 ;

70 四 大 气 污 染 物 的 转 归 Outcome of air pollutants 1. 自 净 Self-purification 扩 散 和 沉 降 作 用 氧 化 和 中 和 作 用 :co co 2; SO 2 可 以 与 氨 等 发 生 中 和 植 物 吸 附 与 吸 收 2. 转 移 : 向 下 向 上 水 平 方 向 3. 形 成 二 次 污 染 4. 转 化 成 二 次 污 染 物

71 目 的 和 要 求 第 一 节 : 掌 握 : 大 气 对 流 层 和 平 流 层 的 特 征 及 其 卫 生 学 意 义 ; 大 气 物 理 性 状 的 组 成 及 其 生 物 学 作 用 和 健 康 危 害 ; 空 气 离 子 轻 离 子 重 离 子 的 概 念 空 气 粒 子 的 评 价 指 标

72 目 的 和 要 求 第 二 节 : 掌 握 : 影 响 大 气 中 污 染 物 浓 度 的 因 素 ; 二 次 污 染 物 空 气 动 力 学 飘 尘 细 粒 子 湍 流 风 玫 瑰 图 逆 温 城 市 热 岛 效 应 大 气 污 染 的 概 念 ; 逆 温 城 市 热 岛 效 应 空 气 动 力 学 当 量 直 径 的 卫 生 学 意 义 ; 了 解 : 大 气 污 染 物 的 转 归 大 气 污 染 的 来 源 和 种 类

73 第 三 节 大 气 污 染 对 健 康 的 影 响 The effects of air pollution on human health 由 于 人 类 活 动 或 自 然 过 程, 使 得 排 放 到 大 气 中 物 质 的 浓 度 及 持 续 时 间 足 以 对 人 的 舒 适 感 健 康, 对 设 施 或 环 境 产 生 不 利 影 响 时, 称 大 气 污 染

74 教 学 要 求 掌 握 : 大 气 污 染 对 健 康 的 直 间 接 危 害 ; 煤 烟 型 烟 雾 事 件 与 光 化 学 型 烟 雾 事 件 的 区 别. 熟 悉 : 外 源 性 化 学 物 经 呼 吸 道 进 入 机 体 的 特 点, 大 气 污 染 物 进 入 机 体 的 途 径 了 解 : 呼 吸 道 的 正 常 防 御 机 制 ; 主 要 大 气 污 染 事 件.

75 问 题 1 1 大 气 污 染 物 进 入 人 体 的 途 径 有 哪 些? 2 最 主 要 最 常 见 的 途 径 是 什 么?

76 一 大 气 污 染 物 进 入 机 体 的 途 径 The Approaches of pollutants entered body Respiratory tract Large particles deposit in the upper airway Dp>10µm 95% 2-3µm tend to deposit in the terminal bronchioles and alveoli of lung (PM 2.5 ) <0.4 µm can free flow-in and flow-out to alveoli, less particulate deposit in lung (smoke) Gastrointestinal tract: swallow, food, drinking water skin

77 呼 吸 道 的 正 常 防 御 机 制 上 呼 吸 道 对 空 气 的 加 温 湿 润 及 滤 过 ( 鼻 毛 粘 液 ) 下 呼 吸 道 气 管 支 气 管 粘 膜 分 泌 的 粘 液 及 纤 毛 运 动 支 气 管 丛 环 状 肌 肉 层 中 迷 走 神 经 受 刺 激 后, 肌 肉 收 缩, 官 腔 狭 窄, 气 道 阻 力 加 大, 减 少 污 染 物 进 入 细 支 气 管 肺 泡 及 肺 内 淋 巴 结 淋 巴 小 体 中 吞 噬 细 胞 的 作 用 肺 泡 Ⅱ 型 细 胞 分 泌 表 面 活 性 物 质 防 治 发 生 肺 气 肿 鼻 腔 分 泌 液 中 溶 菌 酶 的 非 特 异 性 免 疫

78 外 源 性 化 学 物 经 呼 吸 道 进 入 机 体 的 特 点 容 易 进 入 呼 吸 道 深 部, 部 位 越 深, 扩 散 面 积 越 大, 停 留 时 间 越 长, 吸 收 量 越 大 能 被 肺 泡 吸 收, 直 接 进 入 血 液 而 分 布 至 全 身, 速 度 快 ; 不 经 过 肝 肠 循 环, 吸 收 量 较 大, 危 害 较 大

79 大 气 污 染 对 健 康 的 直 接 危 害 Direct harm of air pollution on health ( 一 ) 急 性 危 害 Acute poisoning The concentration of pollutants rapidly increase in short-term,a lot of pollutants (fume, exhaust gas) have been absorbed by population induced acute poisoning.

80 Classifying of acute poisoning according to reason: (1)Smog incident: main type 煤 烟 型 烟 雾 光 化 学 烟 雾 (2)Productive accident: 不 常 发 生 危 害 极 其 严 重 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 爆 炸 (13 万 居 民 35 亿 美 元 ), 迄 今 最 严 重 的 核 污 染 事 故 ( 除 在 投 放 的 日 本 原 子 弹 爆 炸 外 )

81 Smog incident Coal smog incident: 污 染 物 : primary pollutants, particulate + sulfur dioxide 如 London smog incident Photochemical smog incident: 污 染 物 : secondary pollutants nitrogen oxides + hydrocarbons ozone(90%) + PANs 如 Los Angeles photochemical smog incident

82 Coal smog incident 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 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

83 煤 烟 型 Coal smog incident SO 2 + fluoride SO 2 + metal dust

84

85 London,1952

86 London smog and deaths (1)

87 London smog and deaths (2)

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89 Details During the Dec air pollution episode in London, England, there were an estimated 4,000 excess deaths in the metropolitan area, including 2,000 in London County. British Smoke measurements of part. had a maximum 24-hours average of about 4,000µg/m 3 ; SO 2 reached a maximum value of 1.5 ppm and an average of 0.95 ppm. Exactly 10 year past, in Dec. 1962, a similar air pollution episode occurred. SO 2 conc. peaked at about 1.5 ppm and an averaged about 0.8 ppm during the episode. Part. conc. were about 20% of those during the 1952 episode, but total excess deaths in this episode were only estimated to be 350 (total 700) in London

90 Thus, while SO 2 conc. were similar to the 1952 episode, part. conc. and the number of excess deaths in the 1962 episode were much lower than in the earlier episode. This contrast suggests that excess deaths may have been more closely associated with particulate than with sulfur dioxide air pollution. The putative agent, sulfuric acid, would be expected to be present in the particulate fraction of the pollutant mixture. (joint effect)

91 characteristics of Coal smog incident 1. Stagnant air produced by meteorological condition (low wind speed and temperature inversion) and landform (basin). 2. The highest conc. of pollutant occurred during the winter months (cold condition). 3. As conc. of smoke, SO 2, part., and other pollutants increase--induced--coughing, eye irritation, and sickness increase. 4. Deaths increase as pollutant levels reach peaks.

92 5. Deaths and illness occur in all age group. 6. Excess deaths increase with increase age. 7. Deaths are generally caused by respiratory or heart problems 8. The various impacts on health are rapid and are belong to combined effect of several pollutants. 9. The episode lasts 2-7 days.

93 光 化 学 烟 雾 Photochemical smog incident 定 义 : 氮 氧 化 物 (NO X ) 和 烃 类 污 染 物 在 强 烈 日 光 作 用 下 产 生 的 浅 蓝 色 烟 雾 Nitrogen oxides from motor vehicle exhaust gas and hydrocarbons from industry process emission are converted to ozone and other photochemical species form light blue smog through photochemical reaction under sunlight ultraviolet ray. The first time of this phenomena was occurred in Los angles (1943).

94 Los Angeles smog

95 光 化 学 烟 雾 事 件 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

96 光 化 学 烟 雾 理 化 特 性 : 强 氧 化 性, 异 常 臭 气, 强 烈 的 眼 及 呼 吸 道 刺 激 作 用 健 康 危 害 : 1 对 眼 睛 的 刺 激 是 光 化 学 烟 雾 最 主 要 的 特 征 (PANs 及 甲 醛 有 强 烈 的 催 泪 作 用,PBN >PAN> 甲 醛 ) 2 对 呼 吸 道 的 刺 激 作 用 3 对 呼 吸 道 的 致 敏 作 用 : 甲 醛 4 加 速 人 体 衰 老 5 致 突 变 作 用

97 Graph of photochemical reaction Over 85% 10% SO SO H 2 SO 4

98 煤 烟 型 烟 雾 事 件 与 光 化 学 型 烟 雾 事 件 发 生 条 件 的 比 较 煤 烟 型 烟 雾 事 件 光 化 学 型 烟 雾 事 件 污 染 来 源 煤 和 石 油 制 品 燃 烧 石 油 制 品 燃 烧 主 要 污 染 物 颗 粒 物 SO 2 硫 酸 雾 HCs NO X O 3 SO 2 CO PANs 发 生 季 节 冬 季 夏 秋 季 发 生 时 间 早 晨 中 午 或 午 后 气 象 条 件 气 温 低 (-1 ~4 ) 气 压 高 风 速 很 低 湿 度 85% 以 上 有 雾 气 温 高 (24 ~33 ) 风 速 很 低 湿 度 70% 以 下 天 气 晴 朗 紫 外 线 强 烈 逆 温 类 型 辐 射 逆 温 下 沉 逆 温 地 理 条 件 河 谷 或 盆 地 易 发 生 南 北 纬 度 60º 以 下 地 区 易 发 生 症 状 易 感 人 群 咳 嗽 喉 痛 胸 痛 呼 吸 困 难, 伴 有 恶 心 呕 吐 发 绀 等, 死 亡 原 因 多 为 支 气 管 炎 肺 炎 和 心 脏 病 老 年 人 婴 幼 儿 以 及 心 肺 疾 病 患 者 *PAN: 过 氧 酰 基 硝 酸 酯 眼 睛 红 肿 流 泪 咽 喉 痛 咳 嗽 喘 息 呼 吸 困 难 头 痛 胸 痛 疲 劳 感 和 皮 肤 潮 红 等, 严 重 者 可 出 现 心 肺 功 能 障 碍 或 衰 竭 心 肺 疾 病 患 者

99 Productive accident Toxic gas leakage accident in Bphopal, india Explosion of unclear power plant in USSR Special disasters: fire, explosion of volcano, leak of gas, the use of chemical weapon.

100 印 度 博 帕 尔 的 工 厂 1984 年 12 月 3 日 发 生 毒 气 泄 漏 事 件 (41 吨 异 氰 酸 甲 酯 ) 总 暴 露 : 人 严 重 暴 露 :32477 人 中 度 暴 露 :71917 人 轻 度 暴 露 : 人 急 性 中 毒 死 亡 :2500 人 急 性 中 毒 的 主 要 症 状 : 眼 及 呼 吸 道 刺 激, 失 明 肺 水 肿 窒 息 死 亡 等 是 迄 今 世 界 最 大 的 最 严 重 的 化 学 污 染 事 件

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104 2004 年 4 月 重 庆 天 原 化 工 厂 爆 炸, 氯 气 泄 露, 15 万 群 众 疏 散

105 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

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107 ( 二 ) 慢 性 影 响 Chronic harm and long-term effect 1. 影 响 呼 吸 系 统 功 能 Caused inflammation by long-term irritation: (1) COPD: chronic obstructive pulmonary diseases, including chronic bronchitis, bronchial asthma, and emphysema (2) the morbidity and mortality is higher conjunctive inflammation 2. 降 低 机 体 免 疫 力 : 慢 性 炎 症 3. 引 起 变 态 反 应 : 甲 醛 SO 2, 四 日 市 哮 喘 事 件 4. 其 他 : 心 血 管 疾 病 慢 性 化 学 中 毒

108 1. 影 响 呼 吸 系 统 功 能 NO 2 SO 2 和 PM 10: 人 群 肺 功 能 降 低 慢 性 支 气 管 炎 发 病 率 增 高 ( 瑞 士 美 国 加 拿 大 等 ) Accelerate aging of the lung: air pollution is stronger than smoke in the lung damage 大 气 颗 粒 物 污 染 可 阻 碍 儿 童 肺 功 能 的 增 长 我 国 大 气 污 染 与 呼 吸 系 统 症 状 以 及 慢 性 支 气 管 炎 肺 气 肿 等 疾 病 的 发 生 有 明 显 的 相 关 关 系 ( 上 海 沈 阳 重 庆 本 溪 ) 大 气 污 染 可 影 响 儿 童 的 用 力 肺 活 量 (FVC) 最 大 呼 气 流 速 (PEF) 第 1 秒 钟 用 力 呼 气 容 积 (FEV1) 等 ( 北 京 上 海 )

109 暴 露 部 位 及 呼 吸 系 统 急 慢 性 炎 症 增 加 北 方 某 市 40 岁 以 上 居 民 患 病 率 的 比 较 (%) 对 照 区 中 污 染 区 重 污 染 区 慢 性 气 管 炎 哮 喘 肺 气 肿 肺 心 病

110 空 气 污 染 与 居 民 眼 结 膜 炎 检 出 率 三 明 鞍 山 沈 阳 平 顶 山 对 照 重 污 染 轻 污 染 重 污 染 轻 污 染 严 重 污 染 对 照 污 染

111 chronic obstructive pulmonary disease(copd): 是 一 组 以 肺 实 质 与 小 气 道 受 到 病 理 损 害 后, 导 致 慢 性 不 可 逆 性 气 道 阻 塞 呼 气 阻 力 增 加 肺 功 能 不 全 为 共 同 特 征 的 肺 疾 病 的 统 称 主 要 指 慢 性 支 气 管 炎 肺 气 肿 支 气 管 哮 喘

112 COPD 的 发 生 机 制 阻 塞 性 通 气 障 碍 部 分 肺 泡 充 气 不 足 肺 细 动 脉 痉 挛 通 气 / 血 流 比 例 失 调 到 一 定 程 度 换 气 障 碍, 肺 动 脉 氧 分 压 下 降, CO2 分 压 上 升 肺 小 动 脉 痉 挛 肺 循 环 阻 力 加 大 肺 动 脉 高 压 右 心 室 肥 大 扩 张

113 2. 降 低 机 体 免 疫 力 Decreased immunological function: (1) Immunological function decrease is a early index. (2) Various in different age populations. (3) Child is most susceptivity and sentitivity 唾 液 溶 菌 酶 SIgA, 各 种 常 见 病 多 发 病 的 发 病 率 上 升, 为 非 特 异 性 表 现 眼 呼 吸 道 及 皮 肤 炎 症 发 病 率 上 升

114 3. 引 起 变 态 反 应 : Allergy (1) Allergen exist in air including dust etc. (2) Some pollutants such as SO 2, formaldehyde, petroleum product

115 例 证 四 日 市 哮 喘 是 发 生 在 日 本 四 日 市, 以 阻 塞 性 呼 吸 道 疾 患 为 特 征 的 一 种 公 害 病 它 包 括 支 气 管 哮 喘 慢 性 支 气 管 炎 哮 喘 性 支 气 管 炎 和 肺 气 肿 等, 其 中 以 支 气 管 哮 喘 最 为 突 出, 故 定 名 为 四 日 市 哮 喘 四 日 市 位 于 日 本 伊 势 湾 西 岸 年 间, 这 一 地 区 相 继 兴 建 了 三 座 石 油 化 工 联 合 企 业, 每 年 排 出 大 量 的 硫 氧 化 物 碳 氢 化 物 氮 氧 化 物 和 飘 尘 等 污 染 物, 造 成 严 重 的 大 气 污 染 随 大 气 污 染 的 日 趋 严 重, 支 气 管 哮 喘 患 者 显 著 增 加 据 调 查, 患 支 气 管 哮 喘 的 人 数 在 严 重 污 染 的 盐 浜 地 区 比 非 污 染 的 对 照 区 高 23 倍 新 患 者 一 旦 脱 离 大 气 污 染 环 境, 就 能 取 得 良 好 的 疗 效, 同 时 症 状 的 加 重 与 大 气 中 二 氧 化 硫 的 浓 度 呈 明 显 相 关 关 系, 进 而 认 为 二 氧 化 硫 是 致 喘 的 主 要 因 素

116 例 证 我 国 胜 利 油 田 : 100 人 中, 过 敏 性 疾 病 总 患 病 率 为 40.12%, 其 中 荨 麻 疹 23.27%, 哮 喘 3.83%, 接 触 性 皮 炎 9.77%, 过 敏 性 鼻 炎 6.32% 日 本 横 滨 哮 喘 :

117 4. 其 他 Chronic poisoning: 颗 粒 物 中 含 有 多 种 有 毒 元 素,metal 慢 性 氟 中 毒 含 铅 汽 油

118 ( 三 ) 心 血 管 疾 病 Cardiovascular disease: (1) lung disease can decrease pulmonary function and increase pulmonic pressure, caused pneumocardial disease (2) hemoglobin s affinity for O 2 decrease, oxygen-carrying capacity, caused hypoxia, increase heart motion, caused penumocardial disease

119 例 证 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

120 ( 四 ) 肺 癌 Carcinogenesis: (1)exist carcinogen, such as arsenic, benzo(a)pyrene (2)air pollution associated with morbidity and mortality from lung cancer.

121 例 证 --- 肺 癌 城 市 人 群 的 肺 癌 死 亡 率 高 于 农 村 空 气 中 的 砷 BaP 等 污 染 物 已 被 证 实 具 有 致 癌 作 用 肺 癌 死 亡 率 与 大 气 中 苯 并 (a) 芘 浓 度 有 显 著 的 相 关 关 系 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

122 上 海 曾 对 居 住 在 不 同 大 气 污 染 程 度 的 市 中 心 近 郊 以 及 远 郊 的 22 万 成 人 按 吸 烟 习 惯 分 组, 进 行 了 为 期 5 年 的 前 瞻 性 研 究 三 个 地 区 非 吸 烟 者 的 肺 癌 死 亡 率 没 有 明 显 的 差 异, 但 大 气 污 染 与 男 性 吸 烟 者 的 肺 癌 死 亡 率 之 间 有 剂 量 反 应 关 系 这 项 研 究 提 示 吸 烟 与 大 气 污 染 可 能 有 协 同 作 用, 即 在 大 气 污 染 严 重 的 地 区, 吸 烟 的 肺 癌 危 险 度 比 一 般 情 况 下 更 高

123 三 大 气 污 染 对 健 康 的 间 接 危 害 Indirect harm of air pollution on health ( 一 )The climate has been change: cold effect of dust, 粉 尘 的 冷 化 效 应 美 国 哥 达 尔 航 天 中 心 指 出 : 大 气 中 的 微 粒 在 空 气 中 漂 浮 积 聚, 反 射 太 阳 辐 射, 使 到 达 地 表 的 辐 射 降 低, 地 表 温 度 降 低 ; 同 时 还 顺 利 发 送 地 表 发 出 的 红 外 线 辐 射, 使 温 度 进 一 步 降 低 ; 而 后, 两 极 冰 川 增 加, 反 射 热 增 加, 使 地 表 温 度 不 断 下 降

124 例 证 近 400 万 年 中, 地 球 4 次 冰 河 时 期 的 产 生 均 与 火 山 爆 发, 烟 雾 遮 天, 日 照 强 度 降 低, 温 度 下 降 有 关 1883 年, 库 拉 卡 特 岛 火 山 爆 发 曾 引 起 世 界 温 度 降 低 1940 年 后, 全 球 温 度 曾 逐 年 下 降, 北 大 西 洋 冰 层 覆 盖 面 积 逐 年 扩 大, 但 火 山 爆 发 并 不 多, 于 是 认 为 可 能 是 粉 尘 造 成 的 1991 年, 海 湾 战 争, 科 威 特 油 田 大 火, 浓 烟 使 地 表 温 度 比 往 年 同 期 下 降 约 10 度

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126 ( 二 )Greenhouse) effect 1. Definition: 由 于 人 类 活 动 造 成 CO 2 等 温 室 气 体 释 放 过 多, 温 室 气 体 大 量 吸 收 来 自 地 表 辐 射 的 红 外 线 引 起 的 近 地 面 气 温 增 高, 而 地 面 加 温 后 反 射 出 来 较 长 波 长 的 辐 射 被 地 表 大 气 层 中 所 含 的 CO 2 和 水 汽 等 气 体 吸 收, 不 能 全 部 返 回 太 空, 从 而 使 地 面 气 温 转 暖, 犹 如 温 室, 因 而 称 为 温 室 效 应

127 Express graph of greenhouse effect

128 温 室 效 应 (green-house effect, global warming ) 产 生 原 因 温 室 气 体 大 量 排 放 全 球 表 面 T Contribution to global warming 1.Carbon dioxide 55% 2.Methane 15 % 3.Nitrous oxides 6% 4.Chlorofluorocarbons (CFCs) 24%

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130 2. Greenhouse gases: CO 2, methane, N 2 O, O 3, CFCs steam (chlorofluorocarbons 氯 氟 烃 类 )etc.. EI Nina ( 厄 尔 尼 诺 ):become warm La Nina( 拉 尼 娜 ): become cold

131 EI Nina ( 厄 尔 尼 诺 ) 是 拉 丁 美 洲 授 予 基 督 徒 的 一 种 称 呼 或 称 圣 子, 它 被 用 来 描 述 发 生 在 赤 道 周 围 太 平 洋 区 的 暖 期 明 显 延 长 的 一 种 气 候 现 象, 它 影 响 到 全 球 的 天 气 变 化, 给 人 类 造 成 许 多 灾 难 据 有 史 料 记 载, 自 1950 年 以 来, 世 界 上 总 共 发 生 了 13 次 厄 尔 尼 诺 现 象, 平 均 每 3-5 年 发 生 一 次 东 太 平 洋 区 的 冷 暖 周 期 反 映 了 东 西 太 平 洋 上 空 气 压 的 偏 差 ( 称 之 为 向 南 摆 动 ), 可 导 致 两 个 极 端 现 象 的 出 现 : 厄 尔 尼 诺 ( 变 暖 ) 和 拉 尼 娜 ( 变 冷 )

132 La Nina( 拉 尼 娜 ) 或 称 圣 女, 厄 尔 尼 诺 和 和 拉 尼 娜 就 象 一 对 孪 生 兄 妹, 总 是 结 伴 而 行 拉 尼 娜 是 紧 跟 着 厄 尔 尼 诺 现 象 出 现 的 全 球 性 气 候 骤 变 为 寒 潮, 两 者 的 表 现 特 征 截 然 相 反 厄 尔 尼 诺 使 海 水 急 剧 升 温, 而 拉 尼 娜 会 使 热 浪 急 速 变 为 寒 潮, 导 致 长 年 洪 水 泛 滥

133 全 球 气 温 变 暖 : 地 表 气 温 升 高 使 南 北 极 冰 山 溶 化 及 海 水 受 热 膨 胀, 将 使 海 平 面 上 升 1998 年 的 春 天, 一 座 巨 大 的 冰 山 脱 离 南 极 洲, 南 极 冰 山 融 化, 全 球 海 平 面 上 升 已 不 再 是 预 言 2002 年 在 武 大 招 开 的 卫 星 测 高 国 际 学 术 会 议 透 露 : 我 国 海 平 面 每 年 上 升 mm, 预 计 50 年 上 升 量 约 8cm 专 家 介 绍, 我 国 沿 海 地 区 海 拔 多 在 50m 以 下, 河 口 海 岸 地 带 是 我 国 经 济 发 达 地 区, 承 载 全 国 40% 左 右 的 人 口, 创 造 了 全 国 60% 左 右 的 国 民 生 产 总 值, 海 平 面 上 升 将 面 临 巨 大 的 环 境 和 经 济 压 力

134 3 温 室 效 应 对 人 类 健 康 的 影 响 1.global warming 全 球 气 温 变 暖, 极 地 冰 雪 融 化, 海 平 面 上 升 古 老 的 冰 川 病 毒 释 放 出 来, 由 于 人 类 缺 乏 免 疫, 危 害 不 可 预 计 2.Reproduce increased of Microorganism: 病 虫 害 增 加 ; 自 然 疫 源 性 疾 病 不 明 原 因 疾 病 增 多 3.Drought: 全 球 降 雨 模 式 改 变 土 地 干 旱, 沙 漠 化 面 积 增 大 洪 水 干 旱 以 及 森 林 火 灾 发 生 次 数 的 增 加 4. 气 候 反 常, 海 洋 风 暴 增 多 ; 5. 人 类 寿 命 的 影 响 : 与 暑 热 相 关 疾 病 的 发 病 率 和 死 亡 率 增 加 6. 使 空 气 中 的 一 些 有 害 物 质 如 真 菌 孢 子 花 粉 等 浓 度 增 高, 导 致 过 敏 性 疾 患 的 发 病 率 增 加

135 气 候 变 暖 对 主 要 生 物 媒 介 带 传 染 病 分 布 的 影 响 疾 病 媒 介 现 在 的 分 布 气 候 变 暖 的 影 响 疟 疾 蚊 热 带 / 亚 热 带 +++ 血 吸 虫 病 钉 螺 同 上 ++ 丝 虫 病 蚊 同 上 + 登 革 热 蚊 热 带 / 亚 热 带 ++ 黄 热 病 蚊 热 带 / 南 美 / 非 洲 ++ +: 有,++: 比 较 大,+++: 大

136 4 温 室 效 应 对 环 境 及 生 态 的 影 响 1 对 生 态 系 统 的 影 响 由 于 植 物 对 气 候 变 化 的 反 应 不 同, 或 增 殖 或 消 亡, 导 致 生 物 多 样 性 锐 减 气 候 变 化 太 快, 植 物 不 能 产 生 成 熟 的 种 子 2 对 农 业 的 影 响 农 作 物 向 高 纬 度 地 区 转 移, 干 旱 灌 溉 导 致 农 药 化 肥 流 失, 对 水 体 的 污 染 加 重 3 对 大 气 质 量 的 影 响 高 温 使 能 源 消 耗 增 加, 排 污 量 增 加 ; 化 学 反 应 加 速, 二 次 污 染 物 增 加 ; 高 气 压 加 强, 下 沉 气 流 加 强, 气 层 稳 定, 不 利 扩 散

137 控 制 措 施 1992 年, 联 合 国 第 二 次 环 境 与 发 展 大 会 166 个 国 家, 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 (UNFCCC) 1997 年, 京 都 议 定 书 规 定 了 15 个 发 达 国 家 的 温 室 气 体 限 排 减 排 任 务 和 时 间 要 求 工 业 化 国 家 在 2008 年 年 间 将 温 室 气 体 排 放 量 降 至 1990 年 以 下 的 水 平 我 国 于 1998 年 签 署 了 京 都 议 定 书 布 什 政 府 于 2001 年 3 月 28 日 宣 布 拒 绝 执 行, 有 专 家 预 测 : 世 界 将 为 此 付 出 痛 苦 的 眼 泪 2005 年 2 月, 京 都 议 定 书 正 式 生 效

138 把 CO2 关 在 海 底 数 年 前, 日 本 一 深 海 研 究 船 在 冲 绳 岛 附 近 水 下 300 米 首 次 发 现 液 体 CO2, 试 验 证 明 : CO2 在 水 深 170 米 处 就 成 液 态,300 米 处 成 凝 胶 态, 比 重 大 于 海 水 而 沉 入 海 底 日 本 横 须 贺 火 电 厂 的 CO2 综 合 研 究 实 施 方 案 将 用 沸 石 吸 附 CO2, 然 后 在 经 加 热 减 压 释 放 出 来, 制 成 干 冰 生 成 甲 醇 或 填 入 深 海

139 ( 三 ) 臭 氧 层 破 坏 ( 耗 竭 ) ozone-layer depletion 1 臭 氧 层 的 卫 生 学 意 义 : 臭 氧 层 平 均 厚 度 仅 为 0.3cm 低 纬 度 处 少, 高 纬 度 处 多 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

140 上 世 纪 50 年 代, 臭 氧 减 少 1985 年 首 次 在 南 极 上 空 发 现 臭 氧 空 洞 (ozone hole), 后 来 在 北 极 青 藏 高 原 也 观 察 到 这 一 现 象 中 国 气 象 学 家 观 察 到, 每 年 6-10 月 上 旬, 青 藏 高 原 上 空 出 现 一 个 浓 度 低 于 正 常 11% 的 异 常 低 值 中 心, 逐 年 扩 大 可 能 成 为 第 三 个 臭 氧 空 洞 2000 年, 南 极 大 陆 上 空 臭 氧 空 洞 面 积 达 2800 万 km2 在 热 带 外 地 区, O3 损 失 随 季 节 变 化, 冰 随 纬 度 上 升 而 增 加, 两 极 损 失 最 大 北 半 球 中 纬 度 地 区 的 冬 季 和 春 季 的 臭 氧 平 均 损 失 为 6%, 南 半 球 中 纬 度 全 年 为 5% 在 春 季, 南 极 大 陆 上 空 的 臭 氧 损 失 为 50%, 北 极 为 15%, 有 害 紫 外 线 照 射 分 别 增 加 130% 和 22%

141 ozone depletion 1985 年, 英 国 科 学 家 首 次 在 南 极 上 空 发 现 臭 氧 层 空 洞 1986 年, 美 国 南 极 考 察 队 证 实 臭 氧 层 空 洞 存 在 1987 年, 西 德 考 察 队 在 北 极 上 空 发 现 臭 氧 层 空 洞

142 2 臭 氧 耗 竭 的 原 因 : 消 耗 臭 氧 层 的 物 质 主 要 有 N 2 O( 超 音 速 飞 机 核 试 验 产 生 及 氮 肥 的 使 用 等 ) CCl4 CH4 溴 氟 烷 烃 类 ( 哈 龙 类, Halons) 以 及 CFCs 等 ( 氯 能 在 平 流 层 中 持 续 存 在 100 年 以 上 )

143 臭 氧 破 坏 的 机 制 氯 氟 烃 ClO ClO+O3 Cl+O2+O2 Cl+O3 ClO+O2+O2 氮 氧 化 物 NO2 NO NO N+O NO+N N+O N+O2 2NO NO+O3 NO2+O2 NO2+O NO+O2 O3+O 2O2

144 3 健 康 损 害 平 流 层 臭 氧 浓 度 减 少 1%,UV-B 辐 射 量 将 增 加 2%, 人 群 皮 肤 癌 的 发 病 率 将 增 加 3%, 白 内 障 的 发 病 率 将 增 加 0.2%-1.6% O 3 只 剩 1/3 之 时, 即 是 地 球 死 亡 之 日 A 1% decrease in ozone layer increase UV radiation reaching earth by 2% 2-10% increase in cell carcinomas increases in skin melanomas 眼 及 呼 吸 道 炎 症 发 病 率 增 加 免 疫 抑 制 对 其 他 生 物 的 影 响 : 对 动 植 物 有 杀 伤 作 用, 水 产 农 作 物 受 损

145 4 控 制 措 施 : 1987 年 29 nations 签 定 了 关 于 消 耗 臭 氧 层 物 质 的 蒙 特 利 尔 (Montreal) 议 定 书, 规 定 发 达 国 家 必 须 在 1996 年 一 月 前 停 止 生 产 氯 氟 烃, 发 展 中 国 家 可 有 10 年 的 宽 限 期 我 国 于 1991 年 加 入,1992 年 批 准 了 中 国 逐 步 淘 汰 破 坏 臭 氧 层 物 质 的 国 家 方 案 Developed countries banned CFCs use and production in 1996,Developing countries may still use and produce CFCs until 2010 德 国 科 学 家 克 鲁 茨 (Crutzen), 美 国 科 学 家 罗 兰 (Rowland) 和 莫 利 纳 (Molina), 因 他 们 长 期 从 事 臭 氧 方 面 的 研 究 并 取 得 突 出 成 绩, 荣 获 1995 年 度 诺 贝 尔 化 学 奖, 这 是 环 境 化 学 科 学 工 作 者 第 一 次 获 得 此 项 荣 誉

146 补 天 计 划 源 于 : 俄 国 航 天 发 动 机 制 造 研 究 所 的 设 计, 原 理 是, 氧 分 子 在 紫 外 线 照 射 下, 变 成 氧 原 子, 再 与 氧 分 子 结 合 成 为 臭 氧 激 光 发 射 紫 外 线 波 长 区 的 短 波 紫 外 线 通 过 航 天 飞 机 在 同 温 层 中, 迎 着 阳 光, 借 助 太 阳 能 发 电 设 备, 开 动 携 带 的 激 光 发 射 器, 对 空 气 进 行 激 光 照 射, 来 回 穿 梭, 使 空 气 中 的 氧 源 源 不 断 的 变 成 臭 氧 全 球 气 候 变 暖 可 能 把 2050 年 补 好 臭 氧 空 洞 的 目 标 退 后 30 年

147 ( 四 ) 酸 沉 降 (acid deposition;acid precipitation ) 1 酸 雨 的 概 念 : 指 ph 小 于 5.6 的 酸 性 降 水, 包 括 雨 雪 雹 和 雾 Acidic pollutants can be deposited from the atmosphere to the Earth's surface in wet and dry forms. The common term to describe this process is acid deposition. The term acid precipitation is used to specifically describe wet forms of acid pollution that can be found in rain, sleet, snow, fog, and cloud vapor.

148 酸 雨 的 形 成 过 程

149 2 Acid rain 的 形 成 机 制 使 降 水 变 酸 的 主 要 原 因 : 水 中 含 有 H 2 SO 4 和 HNO 3 主 要 前 体 物 质 :SO 2 和 NOx SO 2 H 2 SO 4 NO X HNO 3 SO 2 和 NO X 等 酸 性 污 染 物 溶 于 大 气 的 水 汽 中, 经 过 氧 化 可 形 成 酸 雨

150 酸 雨 的 发 现 : 1872 年 英 国 化 学 家 Smith 首 先 提 出 酸 雨 的 慨 念 50 年 代 初, 北 欧 国 家 渔 业 突 然 无 故 减 产, 调 查 发 现 原 因 是 欧 洲 工 业 排 放 大 量 酸 性 气 体, 雨 水 溶 解 后 形 成 酸 雨, 是 湖 泊 酸 化 60 年 代, 欧 洲 建 立 大 气 监 测 网 发 现 存 在 大 面 积 的 酸 雨 英 法 美 波 兰 等,H 2 SO 4 :HNO 3 =2: 年, 美 国 俄 亥 俄 河 上 跨 河 搭 桥 倒 塌, 死 亡 46 名, 调 查 发 现 与 酸 雨 腐 蚀 有 关 1975 年, 欧 洲 经 合 组 织 开 展 专 项 调 查, 整 个 西 北 欧 2/3 北 美 地 区 均 受 酸 雨 危 害 东 南 亚 日 本 韩 国 发 现 大 面 积 酸 雨, 亚 洲 未 能 幸 免 80 年 代, 有 位 科 学 家 在 格 陵 兰 岛 取 出 180 年 前 的 冰 块, 与 现 在 的 冰 块 比 较, 酸 度 增 加 了 99 倍 挪 威 科 学 家 在 北 极 圈 测 到 大 面 积 的 酸 雪 酸 雨 成 为 全 球 问 题

151 全 球 酸 雨 ph 分 布

152 中 国 的 酸 雨 状 况 据 106 个 城 市 的 降 水 ph 值 监 测 结 果 统 计, 降 水 年 均 ph 值 范 围 在 , 降 水 年 均 ph 值 低 于 5.6 的 城 市 有 43 个, 占 统 计 城 市 的 40.6% 统 计 的 59 个 南 方 城 市 中,41 个 城 市 降 水 年 均 ph 值 小 于 5.6, 占 69.5% 1979 年 开 始 监 测 并 发 现 广 州 南 宁 重 庆 贵 阳 等,H 2 SO 4 :HNO 3 =10:1 已 成 为 继 欧 洲 北 美 之 后 的 第 三 大 酸 雨 区 ~5 5~ ~9 10~ 酸 性 電 解 液 檸 檬 汁 醋 酸 雨 正 常 雨 水 蒸 餾 水 蘇 打 水 氨 水 鹼 性 電 解 液

153 酸 雨 区 面 积 约 占 国 土 面 积 的 30%

154 3 我 国 酸 雨 的 特 征 我 国 酸 雨 属 硫 酸 型, 主 要 来 源 于 大 量 的 二 氧 化 硫 排 放 ph 值 低 离 子 浓 度 高, 硫 酸 根 (SO 2-4 ) 铵 (NH4+) 和 钙 离 子 (Ca 2+ ) 浓 度 远 远 高 于 欧 美, 而 硝 酸 根 (NO 3- ) 浓 度 则 低 于 欧 美 酸 雨 来 源 呈 现 局 地 性 酸 雨 污 染 北 低 南 高

155 4 酸 雨 的 危 害 污 染 水 土 影 响 生 态 和 农 业 损 害 物 品 水 体 土 壤 酸 化 : 造 成 水 体 土 壤 中 一 些 重 金 属 如 Mn Pb Hg Cd 转 化 成 可 溶 性 化 合 物, 进 入 生 物 体 内 导 致 生 物 浓 集 土 壤 酸 化, 磷 肥 难 溶, 土 壤 阳 离 子 K Na Ca Mg 流 失, 肥 力 下 降 细 菌 种 类 数 量 减 少, 影 响 农 作 物 生 长 水 体 生 物 种 群 消 亡 微 生 物 减 少, 影 响 水 体 自 净 ( 急 剧 减 少 和 灭 绝 的 青 蛙 已 达 30 种 ) 危 害 人 类 健 康 对 眼 和 呼 吸 道 咽 膜 的 刺 激 作 用 腐 蚀 建 筑 物 金 属 橡 胶 等

156

157 1908 年 1968 年

158 5 酸 雨 的 控 制 1990 年 我 国 实 施 关 于 控 制 酸 雨 发 展 的 意 见 1995 年 将 控 制 酸 雨 SO2 污 染 纳 入 中 华 人 民 共 和 国 大 气 污 染 防 治 法 国 家 环 保 总 局 制 定 了 污 染 区 综 合 防 治 规 划

159 ( 五 ) 影 响 小 气 候 太 阳 辐 射 及 交 通 运 输 烟 尘 促 使 云 雾 形 成, 吸 收 太 阳 的 直 射 或 散 射 光, 影 响 紫 外 线 的 生 物 学 活 性 佝 偻 病 和 传 染 病 发 病 增 加 颗 粒 物 吸 收 太 阳 能 使 气 温 明 显 降 低, 造 成 冷 化 效 应 降 低 大 气 能 见 度, 使 交 通 事 故 增 加 ( 六 ) 其 它 影 响 生 活 卫 生

160 第 四 节 大 气 中 主 要 污 染 物 对 人 体 健 康 的 影 响 Common Air Pollutants

161 二 氧 化 硫 Sulfur Dioxide(SO 2 ) 颗 粒 物 Particulate Matter(PM) 氮 氧 化 物 Nitrogen Oxides(NO X ) 一 氧 化 碳 Carbon Monoxide(CO) 臭 氧 Ozone (O 3 ) 铅 Lead 多 环 芳 烃 polycyclic aromatic hydrocarbon(pah)

162 ( 一 ) 二 氧 化 硫 (SO2) 1 主 要 来 源 : 燃 料 燃 烧 有 色 金 属 冶 炼 钢 铁 2 理 化 特 性 :SO 2 是 一 种 有 刺 激 性 的 无 色 气 体, 易 溶 于 水 化 工 炼 油 硫 酸 制 造 二 氧 化 硫 亚 硫 酸 雾 硫 酸 雾

163 ( 一 ) 二 氧 化 硫 (SO2) 3 健 康 影 响 SO 2 遇 水 成 酸, 刺 激 眼 睛 和 上 呼 吸 道, 刺 激 上 呼 吸 道 平 滑 肌 末 梢 神 经 感 受 器, 导 致 慢 性 鼻 炎 COPD 等 SO 2 与 烟 尘 联 合 作 用 变 态 反 应 原 支 气 管 哮 喘 SO 2 与 B(a)P 联 合 作 用 致 癌 主 要 作 用 于 上 呼 吸 道, 个 体 差 异 较 大

164 ( 一 ) 二 氧 化 硫 (SO2) 4 防 治 措 施 生 产 工 艺 严 格 执 行 国 家 环 保 总 局 制 定 的 二 氧 化 硫 污 染 控 制 区 和 酸 雨 控 制 区 的 综 合 防 治 规 划

165 ( 二 ) 颗 粒 物 1 来 源 : 自 然 界 的 风 沙 尘 土 火 山 爆 发 森 林 火 灾 和 海 水 喷 溅 等 人 类 的 生 产 和 生 活 活 动 中 使 用 的 各 种 燃 料 如 煤 碳 液 化 石 油 气 煤 气 天 然 气 和 石 油 的 燃 烧 构 成 了 大 气 颗 粒 物 的 主 要 来 源 是 大 多 数 城 市 的 首 要 污 染 物 主 要 是 飘 尘 和 细 粒 子

166 ( 二 ) 颗 粒 物 2 健 康 影 响 1 呼 吸 系 统 : 颗 粒 物 肺 部 通 气 / 换 气 功 能 COPD 2 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 3 致 癌 作 用 : 颗 粒 物 的 致 癌 活 性 与 其 多 环 芳 烃 含 量 有 关 4 对 人 群 死 亡 率 的 影 响 : 随 浓 度 增 加 死 亡 率 上 升

167 ( 二 ) 颗 粒 物 3 影 响 颗 粒 物 生 物 学 作 用 的 因 素 颗 粒 物 粒 径 : 沉 降 速 度 沉 积 部 位 有 害 物 质 的 含 量 ( 机 械 堵 塞 作 用 ) 颗 粒 物 成 分 : 无 机 有 机 吸 附 作 用 ( 吸 附 病 原 微 生 物 ) 载 体 作 用 ( 催 化 或 联 合 毒 性 作 用 ) 呼 吸 道 的 清 除 作 用 : 鼻 毛 粘 液 纤 毛 淋 巴 巨 噬 细 胞 等 其 他 : 生 理 或 病 理 因 素

168 ( 二 ) 颗 粒 物 4 防 制 措 施 控 制 污 染 加 强 环 境 监 测 和 健 康 影 响 评 价

169 ( 三 ) 氮 氧 化 物 1 来 源 : 氮 氧 化 物 (NO X ) 是 NO N 2 O NO 2 NO 3 N 2 O 3 N 2 O 4 N 2 O 5 等 含 氮 气 体 化 合 物 的 总 称 大 气 污 染 : 主 要 是 NO 2 和 NO 高 温 雷 电 的 作 用 火 山 爆 发 森 林 火 灾 土 壤 微 生 物 分 解 含 氮 有 机 物 汽 车 尾 气 工 业 生 产 过 程 中 的 排 放

170 ( 三 ) 氮 氧 化 物 2 理 化 特 性 : 毒 性 :NO 2 >NO 4-5 倍, 难 溶 于 水, 刺 激 性 气 体 NO 2 + 烃 类 NO 2 + 多 环 芳 烃 光 化 学 烟 雾 硝 基 多 环 芳 烃

171 ( 三 ) 氮 氧 化 物 3 健 康 影 响 ( 主 要 作 用 于 深 部 呼 吸 道 ) 呼 吸 系 统 : 呼 吸 道 刺 激 症 状, 对 深 呼 吸 道 细 支 气 管 肺 泡 刺 激 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 NO 2 与 SO 2 和 O 3 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 NO2 促 癌 作 用, 形 成 光 化 学 烟 雾

172 ( 三 ) 氮 氧 化 物 4 防 制 措 施 控 制 并 减 少 机 动 车 尾 气 排 放, 同 时 控 制 来 自 工 业 污 染 源 的 NO X 排 放 加 强 环 境 监 测 和 预 报, 预 防 光 化 学 烟 雾 的 发 生

173 ( 四 ).Carbon) Monoxide(CO) 1 来 源 :

174 Carbon Monoxide(CO) ( 四 )Carbon) Monoxide(CO) 2 对 健 康 的 影 响 : 缺 氧 与 血 红 蛋 白 的 亲 和 力 比 氧 高 210 倍, 解 离 速 度 慢 3600 倍 心 血 管 系 统 : 心 肌 细 胞 退 行 性 病 变 类 脂 质 沉 积 ( 日 本 神 州 心 肌 病 ) 神 经 系 统 : 行 为 改 变 工 作 能 力 下 降 脑 缺 氧 脑 水 肿 脑 血 循 障 碍 ( 急 性 中 毒 多 见 ) 胎 儿 : 比 母 体 更 敏 感, 记 忆 力 损 伤 ( 孕 妇 吸 烟 导 致 低 体 重 儿 婴 幼 儿 神 经 行 为 障 碍 围 生 期 死 亡 )

175 COHb(%) 血 中 COHb 含 量 与 CO 急 性 中 毒 症 状 的 关 系 症 状 <2 无 ( 非 吸 烟 者 ) 3~6 无 ( 吸 烟 者,20 根 / 天 ) 10~20 剧 烈 运 动 时 较 早 出 现 气 短 一 般 活 动 是 出 现 气 短 轻 度 头 痛 30 头 痛 注 意 力 下 降 神 经 官 能 症 的 症 状 40 剧 烈 头 痛 精 神 错 乱 >50 意 识 不 清, 休 克, 死 亡

176 ( 四 )Carbon) Monoxide(CO) 3 防 制 措 施 1. 控 制 机 动 车 尾 气 的 排 放 2. 控 制 固 定 污 染 源 的 CO 排 放 3. 冬 季 加 强 通 风 换 气, 室 内 避 免 吸 烟 Carbon Monoxide(CO)

177 1 来 源 : ( 五 )ozone(o) 3 ) 二 次 污 染 物 强 氧 化 剂 光 化 学 烟 雾 主 要 成 分 和 指 示 物 (90%) 刺 激 性 强 难 溶 于 水 自 然 本 底 的 O 3 浓 度 很 低 : μg/m3 机 动 车 保 有 量 NO X HCs O 3 我 国 大 气 污 染 逐 渐 由 煤 烟 型 转 向 光 化 学 烟 雾 型 ozone(o 3 )

178 ( 五 )ozone(o) 3 ) 2 健 康 影 响 : 眼 睛 : 刺 激 作 用 呼 吸 系 统 : 主 要 作 用 于 深 部 呼 吸 道, 呼 吸 道 刺 激 作 用 固 有 疾 病 恶 化 哮 喘 肺 水 肿 肺 气 肿 全 身 影 响 : 致 敏 缺 氧 甲 状 腺 功 能 损 害 骨 骼 早 期 钙 化 加 速 衰 老 致 突 变 : 强 氧 化 剂,DNA RNA 结 构 受 损 ozone(o 3 )

179 ( 六 ) 铅 Lead 1 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 (3) 工 业 含 铅 烟 尘 含 铅 涂 料 室 内 煤 制 品

180 ( 六 ) 铅 Lead 2 健 康 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 ; 儿 童 比 成 人 更 为 敏 感 (3) 铅 可 选 择 性 作 用 于 儿 童 脑 的 海 马 部 位, 损 害 神 经 细 胞, 导 致 儿 童 行 为 功 能 和 智 力 障 碍 主 要 表 现 为 注 意 力 不 集 中 记 忆 力 降 低 学 习 能 力 和 学 习 成 绩 低 于 同 龄 儿 童 ; 多 动 易 激 怒 ; 腹 隐 痛 便 秘 贫 血 生 长 发 育 迟 缓 等

181 ( 六 ) 铅 Lead 2 健 康 影 响 (4) 铅 对 神 经 消 化 造 血 泌 尿 免 疫 和 内 分 泌 系 统 均 有 不 良 影 响 (5) 孕 妇 铅 暴 露 可 致 新 生 儿 低 体 重 贫 血 出 生 缺 陷 死 产 等

182 不 同 血 铅 水 平 下 儿 童 神 经 系 统 血 液 系 统 的 改 变 血 铅 浓 度 (μg/l) 生 化 病 理 改 变 100 δ- 氨 基 乙 酰 丙 酸 脱 水 酶 (δ-alad) 活 性 抑 制 听 力 损 伤 100~150 维 生 素 D 3 降 低 认 知 功 能 受 损 150~ ~300 红 细 胞 原 卟 啉 升 高 血 红 蛋 白 合 成 减 少 400 尿 δ- 氨 基 乙 酰 丙 酸 (δ-ala) 和 粪 卟 啉 增 加 700 贫 血 800~1000 铅 性 脑 病

183 ( 六 ) 铅 Lead 3 防 制 措 施 使 用 无 铅 汽 油 : 我 国 2000 年 1 月 日 停 止 生 产,7 月 日 停 止 使 用 加 强 环 境 监 测 加 强 健 康 教 育 及 时 进 行 儿 童 驱 铅 治 疗

184 ( 七 ) 多 环 芳 烃 (PAH( PAH)

185 ( 七 ) 多 环 芳 烃 (PAH( PAH) 多 环 芳 烃 类 化 合 物 (polycyclic aromatic hydrocarbon,pah) 是 含 有 两 个 或 两 个 以 上 苯 环 并 以 稠 环 形 式 联 接 的 芳 香 烃 类 化 合 物 的 总 称, 又 称 稠 环 芳 烃 1 来 源 : 含 碳 有 机 物 的 热 解 和 不 完 全 燃 烧 环 境 中 常 见 的 PAH 有 多 种, 具 致 癌 性 的 PAH 也 有 多 种 其 中 苯 并 (a) 芘 (BaP) 是 发 现 较 早 存 在 广 泛 致 癌 性 强 研 究 较 深 入 的 一 种 由 于 PAH 种 类 繁 多 分 析 手 续 复 杂, 因 此 常 以 测 定 环 境 中 的 BaP 作 为 环 境 受 PAH 污 染 的 指 标

186 致 癌 性 PAH

187 BaP 的 发 现 经 过 1775 年, 英 国 外 科 医 生 报 道 煤 焦 油 可 能 具 有 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

188 ( 七 ) 多 环 芳 烃 (PAH( PAH) 2 理 化 特 性 : 多 吸 附 于 烟 尘 等 IP 的 表 面 水 溶 性 差, 脂 溶 性 强, 容 易 蓄 积 可 被 光 或 某 些 细 菌 分 解 与 O3 或 与 NO2 HNO3 反 应 生 成 硝 基 多 环 芳 烃, 使 其 致 突 变 性 上 升

189 ( 七 ) 多 环 芳 烃 (PAH( PAH) 3 健 康 影 响 : 致 癌 作 用 : 以 B(a)P 为 代 表 例 如 : 肺 癌 死 亡 率 与 大 气 B(a)P 水 平 正 相 关 云 南 宣 威 县 肺 癌 高 发 : 燃 煤 致 室 内 空 气 B(a)P 污 染

190 PAH 的 致 癌 机 制 PAH 本 身 无 致 癌 性, 需 经 代 谢 活 化 才 有 致 癌 性 ( 前 致 癌 物 ) 主 要 代 谢 酶 为 肝 微 粒 体 混 合 功 能 氧 化 酶 (MFO) 经 羟 基 化 形 成 极 性 亲 电 子 的 代 谢 产 物 ( 终 致 癌 物 ), 与 遗 传 物 质 结 合 导 致 其 突 变

191 ( 七 ) 多 环 芳 烃 (PAH( PAH) 4 防 制 措 施 防 止 并 控 制 空 气 污 染 控 制 吸 烟 我 国 环 境 空 气 质 量 标 准 中 BaP 的 日 平 均 最 高 容 许 浓 度 是 0.01μg/m3

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