第三章 大气卫生
一.大气的特征及其卫生学意义
1.大气圈:指包围在地球表面,并随地球旋转的空气层,厚度2000-3000Km以上。
按气温的垂直变化特点可将大气圈自下而上☆分为5层:
a对流层:最靠近地面的一层,气象变化的主要发生层。对人类的影响最大,关系最密切。
b平流层:高约15-35km处有厚约20km的臭氧层,能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线。
c中间层; d热成层; e 散逸层
2.☆干洁空气(xz):自然状态下的大气是由气体、水汽和气溶胶组成。除去水汽和气溶胶的空气称干洁空气。
3.气溶胶:是液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。
可分为轻雾、浓雾、霾、粉尘、烟气、烟、烟雾和烟炱等。
4.大气的物理性状主要有:太阳辐射、气象条件和空气离子。
☆太阳辐射:紫外线、可见光、红外线。
★紫外线生物学作用:UV-A(长):色素沉着作用、增强机体免疫力
UV-B(中):抗佝偻病作用、红斑作用
UV-C(短):杀菌作用
★紫外线过强照射的危害:眼损伤:紫外线性白内障、眼炎(雪盲、电光性眼炎)
皮肤损伤:日光性皮炎、皮肤癌
·★空气离子:大气中带电荷的物质统称。分轻离子和重离子。新鲜的洁净空气中轻离子浓度高,污染的空气轻离子浓度低。空气中重离子数与轻离子数之比<50时,空气较洁净。
空气负离子对健康有益:镇静、催眠、镇痛;降压;增进食欲;注意力集中、工作效率高。
空气正离子对健康有害:失眠、头痛、烦躁、血压升高。
空气离子化:空气中的气体分子(氧、氮)在某些外界因素的作用下形成带电荷的离子的过程。
二.大气污染及大气污染物的转归
1.★大气污染:大气环境中,当污染物的量超过大气的自净能力,污染物浓度超出大气卫生标准的要求,对人们的健康造成直接或间接甚至潜在的影响或危害时,称之。
分类:天然污染(沙尘暴、火山爆发、森林火灾等)
人为污染(★工农业生产;交通运输;生活炉灶和采暖锅炉;其他)
①☆工农业生产
农业:化肥、农药喷洒、焚烧
工业:是大气污染的主要来源,是大气卫生防护的重点。
·燃料的燃烧:燃料的燃烧,这是大气污染的主要来源。目前我国的主要
工业燃料是煤(硫化物),其次是石油(硫化物和氮化物)。
·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。污染物的种类与其生产工艺有关。
②交通运输:目前这些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品,燃烧后能
产生大量的颗粒物、NOx、CO、多环芳烃和醛类。
③其他:地面尘土飞扬 、水体和土壤中的挥发性化合物 、意外事件。
④生活炉灶和采暖锅炉:煤、石油制品等为燃料。☆冬季低空污染主要来源。
特点:量大;燃烧不完全,污染物排放量高;无组织排放。
2.大气污染物的种类
①大气污染物分类:化学性污染物(各种有害气体、颗粒物质);物理性污染物(噪声、
电磁波、放射性物质);生物性污染物(介空气传播的病原体,植物花粉),以化学污
染物种类最多、范围最广。
②污染物在大气中的存在状态,可将其分为气态和气溶胶。
★大气颗粒物:大气气溶胶体系中分散的各种微粒。粒径是大气颗粒物最重要的性质。
★按空气动力学直径(Dp)将颗粒物分为:
沉降性颗粒物:粒径>100μm颗粒物
总悬浮颗粒物(TSP):粒径≤100μm颗粒物
可吸入颗粒物(IP;PM10):粒径≤10μm颗粒物(飘尘,进入呼吸道)
细颗粒物/细粒子(PM2.5):粒径≤2.5μm颗粒物
(吸附各种有毒的有机物和重金属元素,进入细支气管和肺泡)
超细颗粒物(PM0.1):粒径≤0.1μm颗粒物(来自汽车尾气)
污染物按形成过程分一次污染物和二次污染物。
★一次大气污染物:直接来源于污染源,其理化性质均未发生变化的污染物。
★二次大气污染物:一次污染物在大气中与其他化学物质发生化学反应或在太阳紫外
线作用下发生光化学反应生成新的污染物。
3.影响大气中污染物浓度的因素
Ⅰ污染源的排放情况
排放量:是决定污染程度最基本的因素
距污染源的距离
a.无组织排放:距离越近,污染物浓度越高。
b.有组织排放:★烟波着陆点:有组织排放时,烟气自烟囱排出,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10-20倍。颗粒物的着陆点更接近烟囱。近地面的大气中
污染物的浓度以烟波着陆点最大,下风侧浓度随距离增加而下降,在烟波着陆点与烟
囱之间无明显污染。
排出高度:烟囱的★有效排出高度指烟囱高度+烟气上升高度
一般认为,污染源下风侧的污染物最高浓度与烟波的有效高度的平方呈反比。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到原来的1/4。烟囱越高, 烟
波断面越大,烟波中轴高度越高,污染物稀释程度越好,地面污染物浓度越低。
Ⅱ气象因素
风:空气的水平运动。★风向:风吹来的方向。
★风向频率图(风玫瑰图,wind rose):将一定时期内各个风向出现的频率按比例标
在罗盘坐标上所绘成的图。
意义:能反映一定时期内的主导风向,指示一定时期某地区污染最严重的地区范围。
风速:决定大气污染物稀释的程度和扩散范围。
大气湍流:风速时大时小,并在主导风向的下风处上下、左右出现无规则的摆动,风的
这种不规则运动称大气湍流。有利于污染物的稀释和扩散。
·★温度层结:气温的垂直梯度,决定大气稳定度,影响污染物稀释扩散。
大气温度垂直递减:标准大气条件下,对流层内大气温度随高度的增加而逐渐降低,
这种气温垂直变化,称之。
★大气温度垂直递减率(γ):正常情况下高度每增加100米气温下降度数通常为0.65℃。
1.气温随高度递减:γ > 0,空气垂直对流剧烈,大气不稳定有利污染物扩散。
2.气温随高度递增:γ < 0 ,空气垂直对流弱,大气稳定不利污染物扩散。
★逆温:一定条件下出现气温随高度增加而上升的现象。分辐射逆温、下沉逆温、地
形逆温。著名的马斯河谷和多诺拉大气污染事件原因中,地形逆温起了很重要的作用。
2.气温不随高度变化:γ =0,空气垂直对流不剧烈。
·☆大气稳定度:气团垂直运动的程度。
☆气块干绝热垂直递减率(γd):大气中作垂直运动的空气团,由于外界压力的影响,
发生自身温度的绝热变化,干空气团每上升100m , 气团内温度下降0.986℃。取决于
γ的绝对值和γ与γd的相对值。分波浪型、扇型、锥型、上扬型和熏烟型。
γ>γd:大气不稳定, 有利于空气垂直对流,有利污染物的扩散。
γ<γd:大气稳定 ,空气垂直对流弱,不利污染物的扩散。
γ=γd:大气处于中性状态, 空气垂直对流不剧烈,气团停滞不动, 扩散能力差。
Ⅲ ☆地形:白天的谷风,晚上山风;白天海风,晚上陆风。
☆ 热岛效应:城市温度高于郊区的现象,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,称之热岛效应。
原因:城市有大量热源;城市建筑物有较高热容量;城市水蒸发少,热量消耗少
Ⅳ大气污染物的转归
·☆大气的自净: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消失的过程。其中扩散和沉降是主要方式。
主要有3种方式:扩散和沉降(物)、发生氧化综合反应(化)、被植物吸附和吸收(生)。
·转移:向下风侧更远的地方、向平流层、向土、水转移。
·形成二次污染和二次污染物
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