环境与健康第二章2空气质量与健康

第二节空气的化学性状与健康主要内容一、空气的正常组成二、空气污染及空气污染物的转归三、空气污染对人体健康的影响四、空气中主要污染物对人体健康的影响五、室内空气污染的特点及其对健康影响一、大气的正常组成0.93%0.03%0.01%20.93%78.10%氮氧氩二氧化碳其他气体二、空气污染及空气污染物的转归（一）空气污染的来源1、室外空气污染来源2、室内空气污染的来源室外空气污染的来源生产性污染交通性污染生活性污染其它燃料燃烧生产废气室内空气污染的来源•人类活动•燃料燃烧及加热•建筑材料和装饰材料•家用电器的电磁辐射•室外来源（二）大气污染物的种类•物理性污染物•生物性污染物•化学性污染物按存在形态气态污染物颗粒性污染物按形成过程一次污染物二次污染物气态污染物•包括气体和蒸汽。•气体是某些物质在常温、常压下所形成的气态形式。•蒸汽是某些固态或液态物质受热后，引起固体升华或液体挥发而形成的气态物质。颗粒污染物•空气动力学等效直径（Dp）在气流中，如果所研究的颗粒物（任意密度和形状）与一个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Dp。可按Dp大小对颗粒性污染物进行分类。总悬浮颗粒物Dp≤100umtotalsuspendedparticulatesTSP可吸入颗粒物Dp≤10uminhalabalparticulatesIPparticulatematterPM10细粒子Dp≤2.5umfineparticleparticulatematterPM2.5包括液体、固体或者液体和固体结合存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。能进入人体呼吸道，且能长期漂浮于空气中，也称飘尘（suspendeddusts）。在空气中悬浮的时间更长。对健康的危害极大。（1）易进入深部呼吸道；（2）易进入血液；（3）易吸附其他毒物。•一次污染物（primarypollutant）•二次污染物(secondarypollutant)由污染源直接排入大气环境中，其物理和化学性质未发生变化的污染物。排入大气的污染物在物理、化学等因素的作用下发生变化，或与环境中的其它物质发生反应所形成的理化性质不同于次污染物的新的、毒性更大的污染物，称为二次污染物。（三）影响大气污染物浓度的因素1、污染源排放情况排放量排放高度距离污染源的远近2、气象因素风湍流排出高度示意图3、地形海风陆风陆地与海滨山地与谷地城市热岛谷风山风（四）大气污染物的转归1、自净：扩散和沉降、发生氧化和中和反应、被植物吸附和吸收2、转移：向下风侧、平流层、其它环境介质中转移3、形成二次污染：汽车废气中的铅尘降落在公路两旁，铅尘被大风刮起再次污染大气。4、污染物转化成二次污染物：SO2转变成硫酸雾，NO2转变成硝酸雾烃类和NO2转化成光化学烟雾等，后者均比前者的毒性大三、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主要通过呼吸道进入人体。鼻呼吸道咽喉气管主支气管肺内各级支气管上呼吸道下呼吸道肺泡气体交换上呼吸道1、鼻毛阻挡2、鼻腔分泌溶菌酶下呼吸道（1）1、纤毛粘液系统清除2、环状肌肉层平滑肌收缩下呼吸道（2）吞噬细胞的吞噬作用（二）大气污染对健康的直接危害急性危害直接危害慢性危害致癌作用大气污染物的浓度在短期内急剧增高，使周围人群吸入大量污染物所造成的危害。大气污染物低浓度、长期、反复作用于机体造成的危害·异常天气·生产事故1、急性危害烟雾事件煤烟型烟雾事件（coalsmog）光化学型烟雾事件(photochemicalsmog）生产事故大气污染造成急性中毒的主要类型煤烟型烟雾事件：由于煤烟和工业废气大量排入大气且得不到充分扩散而引起的。特点：•污染物来自煤炭的燃烧产物及工业生产过程的污染物；•气象条件为气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、有逆温产生；•多发生在寒冷季节；•河谷盆地易发生；•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、发绀。死亡原因多为气管炎、支气管炎、心脏病等。对于老年人、婴幼儿、患有慢性呼吸道疾病和心血管疾病等的人群影响尤为严重，死亡率高。著名的煤烟型烟雾事件（1）马斯河谷烟雾事件（2）多诺拉事件（3）伦敦烟雾事件光化学烟雾的定义及成分•主要污染源：汽车尾气NOx＋CHUV浅蓝色混和烟雾O3(85%)过氧酰基硝酸酯(10%)其它（5％）主要为过氧乙酰硝酸酯醛类、酮类、过氧化氢等光化学型烟雾的危害•对眼睛具有强烈的刺激作用；•对呼吸道强烈刺激作用；•抑制免疫系统；•致敏反应;•加速衰老；•组织缺氧。著名的光化学烟雾事件•洛杉矶光化学烟雾事件煤烟型烟雾事件与光化学型烟雾事件的特点比较特点煤烟型烟雾事件光化学型烟雾事件污染物煤炭的燃烧产物、生产废气汽车尾气气象条件气温低、气压高、风速很低、湿度大、有雾、有逆温产生气温高、天气晴朗、紫外线强烈，逆温产生地点特征河谷盆地易发生多发生在南北纬60○以下的地区；大城市多发症状特征呼吸道刺激症状眼睛及呼吸道刺激症状切尔诺贝利核电站爆炸事件•时间：1986年04月26日•原因：操作失误•后果：当场死亡2人，204受伤，13.5万人被迫疏散；目前有250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多，环境中的放射性物质仍然存在。重庆天原化工厂氯气泄漏事故•时间：2004年04月16日•原因：设备陈旧，违规操作•后果：十多人死亡或受伤，十五万人被疏散2、慢性危害（1）长期刺激作用产生炎症（2）心血管疾病（3）机体免疫功能下降（4）变态反应（5）慢性化学中毒公害事件：四日市哮喘事件慢性阻塞性肺部疾患(chronicobstructivepulmonarydiseaseCOPD)（三）大气污染对健康的间接危害影响小气候和太阳辐射产生温室效应（Greenhouseeffect）间接危害臭氧层空洞（Ozonedepletion)酸雨（Acidrain)影响小气候和太阳辐射烟尘形成云雾颗粒性污染物吸收太阳辐射1、影响UV生物学作用2、冷化效应3、遮天蔽日温室效应（Greenhouseeffect）43％折回宇宙空间43％到达地表被地表吸收，令地表温暖温暖的地表释放红外线红外线被温室气体吸收CO2和H2O对地球起到保温作用人类活动释放的温室气体：CO2、CH4、N2O、CFC温室效应的定义由于人类活动造成CO2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、全球气候变暖的现象。CO2↑的原因？大量燃料燃烧大面积森林砍伐温室效应产生的环境生态的影响•全球气候变暖•全球海平面变化•生态系统变化温室效应对人类健康的影响•对发病率的影响•对死亡率的影响病原微生物繁殖↑改变生物传媒和病原体的地理分布原始病毒从冰川融化而进入环境炎热地区、炎热季节：死亡率↑寒冷地区、寒冷季节：死亡率↓全球对策•能源对策•绿色对策•其它新策略臭氧层空洞（Ozonedepletion）•1985年，英国科学家首次在发现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；臭氧层空洞的成因•卤化碳理论是为大多数科学家接受的臭氧层空洞形成理论。•含氯氟烃（chlorofluorocarbonCFCs，又称氟利昂）和溴代氟烃（哈龙）的破坏作用最大。氟利昂破坏臭氧层的机理•（1）CFCsCL•（2）CL与O3作用生成O2CL＋O3CLO＋O＋OO＋CLOCL＋O2O＋O3O2UV－B或UV－C主要为CCL3F或CCL2F2平流层中，每一个游离氯原子在移出之前可以与数千个臭氧分子反应！臭氧层空洞对人体健康的影响•皮肤癌增多•大气光化学氧化剂增加导致的健康危害•免疫系统抑制•白内障发病率增加全球对策1985年《保护臭氧层维也纳公约》1987年《破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》1989年中国加入《保护臭氧层维也纳公约》1990年修订《破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，增加受控物质1991年中国宣布加入修订后的《破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》酸雨•PH值小于5.6的降水，称为酸雨，包括雨、雾、雪、雹。•二氧化硫、氮氧化物等酸性污染物溶于水汽中，经过氧化、凝结而成。问题•酸雨在我国、我省的污染概况？•酸雨对环境生态有哪些影响？•酸雨对人类健康有哪些影响？•人类应采取哪些措施应对酸雨污染？四、大气中主要污染物对人体健康的影响大气中的主要污染物SO2颗粒物NOxCOO3Pb多环芳烃二噁英（一）SO2(sulfurdioxide)•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SO2和颗粒物的联合作用可进入呼吸道深部SO2吸附于颗粒上颗粒物含Mn、Fe等金属SO2形成SO3催化（二）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）致癌作用（3）其他伦敦1962年和1952年两次烟雾事件比较年份烟尘（mg/m3）SO2（mg/m3）超死亡人数19524.363.8400019622.84.1700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（三）氮氧化物(NOxnitrogenoxides)•来源（1）自然源（2）人为源对健康的影响（1）对呼吸道的刺激作用（2）对血液的影响（3）促癌作用（4）神经衰弱症候群（5）形成光化学烟雾（四）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的海马部位，损害神经细胞，导致儿童行为功能和智力障碍。（五）多环芳烃polycyclicaromatichydrocarbon,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。蒽的结构式10987654321菲的结构式10987654321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。BaP的发现经过（六）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素（environmentalhormone)/环境内分泌干扰化学物（endocrinedisruptingchemicals):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。五、室内空气污染的特点及其对健康影响全国每年由室内空气污染引起的死亡人数已达