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1、第三章第三章 大大 氣氣 衛(wèi)衛(wèi) 生生北京大學(xué)北京大學(xué) 郭新彪郭新彪第一節(jié)第一節(jié) 大氣的特征及其衛(wèi)生學(xué)意義大氣的特征及其衛(wèi)生學(xué)意義一、大氣的結(jié)構(gòu)一、大氣的結(jié)構(gòu)P4對(duì)流層對(duì)流層 對(duì)流層對(duì)流層(troposphere)(troposphere)是大氣圈中最靠近地面的一層,平均厚度是大氣圈中最靠近地面的一層,平均厚度約約12km12km。對(duì)流層集中了占大氣總質(zhì)量。對(duì)流層集中了占大氣總質(zhì)量75%75%的空氣和幾乎全部的水蒸汽的空氣和幾乎全部的水蒸汽量,是天氣變化最復(fù)雜的層次。該層的特點(diǎn)有:氣溫隨著高度的量,是天氣變化最復(fù)雜的層次。該層的特點(diǎn)有:氣溫隨著高度的增加而降低。這是由于對(duì)流層的大氣不能直接吸收太
2、陽(yáng)輻射的能量,增加而降低。這是由于對(duì)流層的大氣不能直接吸收太陽(yáng)輻射的能量,但能吸收地面反射的能量所致??諝饩哂袕?qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。近地但能吸收地面反射的能量所致??諝饩哂袕?qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。近地表的空氣接受地面的熱輻射后溫度升高,與高空的冷空氣形成垂直表的空氣接受地面的熱輻射后溫度升高,與高空的冷空氣形成垂直對(duì)流。對(duì)流。 人類活動(dòng)排入大氣的污染物絕大多數(shù)在對(duì)流層聚集。因此,對(duì)流人類活動(dòng)排入大氣的污染物絕大多數(shù)在對(duì)流層聚集。因此,對(duì)流層的狀況對(duì)人類生活的影響最大,與人類關(guān)系最密切。層的狀況對(duì)人類生活的影響最大,與人類關(guān)系最密切。一、大氣的結(jié)構(gòu)一、大氣的結(jié)構(gòu)P5平流層平流層 平流層平流層(stratosp
3、here)(stratosphere)位于對(duì)流層之上,其上界伸展位于對(duì)流層之上,其上界伸展至約至約55km55km處。在平流層的上層,即處。在平流層的上層,即303035km35km以上,溫度隨高以上,溫度隨高度升高而升高。在度升高而升高。在303035km35km以下,溫度隨高度的增加而變化以下,溫度隨高度的增加而變化不大,氣溫趨于穩(wěn)定,故該亞層又稱為同溫層不大,氣溫趨于穩(wěn)定,故該亞層又稱為同溫層(isothermal (isothermal layer)layer)。平流層的特點(diǎn)是空氣氣流以水平運(yùn)動(dòng)為主。在高約。平流層的特點(diǎn)是空氣氣流以水平運(yùn)動(dòng)為主。在高約151535km35km處有厚約處
4、有厚約20km20km的臭氧層,其分布有季節(jié)性變動(dòng)。臭的臭氧層,其分布有季節(jié)性變動(dòng)。臭氧層能吸收太陽(yáng)的短波紫外線和宇宙射線,使地球上的生物氧層能吸收太陽(yáng)的短波紫外線和宇宙射線,使地球上的生物免受這些射線的危害,能夠生存繁衍。免受這些射線的危害,能夠生存繁衍。一、大氣的結(jié)構(gòu)一、大氣的結(jié)構(gòu)二、大氣的組成二、大氣的組成 自然狀態(tài)下的大氣是由混合氣體、水汽和氣溶膠(aerosol)組成。除去水汽和氣溶膠的空氣稱為干潔空氣。氣溶膠氣溶膠 大氣氣溶膠是液體或固體微粒均勻地分散在氣體中形成的相對(duì)穩(wěn)定的懸浮體系。自然狀態(tài)下的大氣氣溶膠主要來(lái)源于巖石的風(fēng)化、火山爆發(fā)、宇宙落物以及海水濺沫等。它的含量、種類以及化
5、學(xué)成分都是變化的。根據(jù)形成過程、對(duì)能見度的影響以及顏色的差異等,氣溶膠可分為輕霧(mist)、濃霧(fog)、霾(haze)、粉塵(dust)、煙氣(fume)、煙(smoke)、煙霧(smog)和煙炱(soot)等。二、大氣的組成二、大氣的組成二、大氣的組成二、大氣的組成P9三、大氣的物理性狀 太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射 氣象條件氣象條件 空氣離子空氣離子P10太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射 太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射(solar radiation)(solar radiation)是產(chǎn)生各種天氣現(xiàn)象的根是產(chǎn)生各種天氣現(xiàn)象的根本原因,同時(shí)也是地表上光和熱的源泉。紫外線具有色素沉本原因,同時(shí)也是地表上光和熱的源泉。紫外線具有
6、色素沉著、紅斑、抗佝僂病、殺菌和免疫增強(qiáng)作用;過強(qiáng)的紫外線著、紅斑、抗佝僂病、殺菌和免疫增強(qiáng)作用;過強(qiáng)的紫外線可致日光性皮炎和光電性眼炎、甚至皮膚癌等;紫外線還與可致日光性皮炎和光電性眼炎、甚至皮膚癌等;紫外線還與大氣中的某些二次污染物形成有關(guān),例如光化學(xué)煙霧和硫酸大氣中的某些二次污染物形成有關(guān),例如光化學(xué)煙霧和硫酸霧等??梢姽饩C合作用于機(jī)體的高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng),能提高視覺霧等??梢姽饩C合作用于機(jī)體的高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng),能提高視覺和代謝能力,平衡興奮和鎮(zhèn)靜作用,提高情緒與工作效率,和代謝能力,平衡興奮和鎮(zhèn)靜作用,提高情緒與工作效率,是生物生存的必須條件。紅外線的生物學(xué)作用基礎(chǔ)是熱效應(yīng),是生物生存的必須條件
7、。紅外線的生物學(xué)作用基礎(chǔ)是熱效應(yīng),適量的紅外線可促進(jìn)人體新陳代謝和細(xì)胞增生,具有消炎和適量的紅外線可促進(jìn)人體新陳代謝和細(xì)胞增生,具有消炎和鎮(zhèn)靜作用;過強(qiáng)則可引起日射病和紅外線白內(nèi)障等。鎮(zhèn)靜作用;過強(qiáng)則可引起日射病和紅外線白內(nèi)障等。三、大氣的物理性狀P11氣象因素氣象因素 氣象因素與太陽(yáng)輻射綜合作用于機(jī)體,對(duì)機(jī)體的冷熱感氣象因素與太陽(yáng)輻射綜合作用于機(jī)體,對(duì)機(jī)體的冷熱感覺、體溫調(diào)節(jié)、心血管功能、神經(jīng)功能、免疫功能和新陳代覺、體溫調(diào)節(jié)、心血管功能、神經(jīng)功能、免疫功能和新陳代謝功能有調(diào)節(jié)作用。如果氣候條件變化過于激烈,超過人體謝功能有調(diào)節(jié)作用。如果氣候條件變化過于激烈,超過人體的代償能力,例如酷暑、嚴(yán)
8、寒和暴風(fēng)雨等,可使機(jī)體代償能的代償能力,例如酷暑、嚴(yán)寒和暴風(fēng)雨等,可使機(jī)體代償能力失調(diào),引起心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和關(guān)節(jié)病等,并與力失調(diào),引起心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和關(guān)節(jié)病等,并與居民的超額死亡有關(guān),患者主要是心腦血管疾病的病人和居民的超額死亡有關(guān),患者主要是心腦血管疾病的病人和6565歲以上的老人。歲以上的老人。三、大氣的物理性狀P12空氣離子空氣離子 大氣中帶電荷的物質(zhì)統(tǒng)稱為空氣離子。根據(jù)空氣離大氣中帶電荷的物質(zhì)統(tǒng)稱為空氣離子。根據(jù)空氣離子的大小以及運(yùn)動(dòng)速度對(duì)其分類,近地表大氣中存在的子的大小以及運(yùn)動(dòng)速度對(duì)其分類,近地表大氣中存在的空氣離子有輕離子空氣離子有輕離子(light ions
9、)(light ions)和重離子和重離子(heavy ions)(heavy ions)兩類。輕離子與空氣中的懸浮顆?;蛩谓Y(jié)合,形成重兩類。輕離子與空氣中的懸浮顆?;蛩谓Y(jié)合,形成重離子。因此,新鮮的清潔空氣中輕離子濃度高,而污染離子。因此,新鮮的清潔空氣中輕離子濃度高,而污染的空氣中輕離子濃度低??諝庵兄仉x子數(shù)與輕離子數(shù)之的空氣中輕離子濃度低??諝庵兄仉x子數(shù)與輕離子數(shù)之比比5050時(shí),則空氣較為清潔。時(shí),則空氣較為清潔。三、大氣的物理性狀P13 一般認(rèn)為,空氣陰離子對(duì)機(jī)體具有鎮(zhèn)靜、催眠、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)咳、降壓等作用,而陽(yáng)離子作用則相反,可引起失眠、頭痛、煩躁、血壓升高等。海濱、森林、瀑布附近等
10、環(huán)境中,大氣中陰離子含量較多,有利于機(jī)體健康。三、大氣的物理性狀第二節(jié)第二節(jié) 大氣污染及大氣污染物的轉(zhuǎn)歸大氣污染及大氣污染物的轉(zhuǎn)歸P15一、大氣污染的來(lái)源天然污染天然污染(natural pollution) 火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等人為污染人為污染(anthropogenic pollution) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 生活爐灶和采暖鍋爐 交通運(yùn)輸 其他P16工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 各種工業(yè)企業(yè)是大氣污染的主要來(lái)源,也是大氣衛(wèi)生防護(hù)各種工業(yè)企業(yè)是大氣污染的主要來(lái)源,也是大氣衛(wèi)生防護(hù)的重點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)排放的污染物主要來(lái)源于燃料的燃燒和工業(yè)的重點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)排放的污染物主要來(lái)源于燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程。據(jù)統(tǒng)計(jì),生
11、產(chǎn)過程。據(jù)統(tǒng)計(jì),20052005年,我國(guó)二氧化硫排放量為年,我國(guó)二氧化硫排放量為2549.32549.3萬(wàn)萬(wàn)噸(其中,工業(yè)排放量為噸(其中,工業(yè)排放量為2168.42168.4萬(wàn)噸,生活排放量為萬(wàn)噸,生活排放量為380.9380.9萬(wàn)萬(wàn)噸);煙塵排放量為噸);煙塵排放量為1182.51182.5萬(wàn)噸(其中,工業(yè)排放量為萬(wàn)噸(其中,工業(yè)排放量為948.9948.9萬(wàn)萬(wàn)噸,生活排放量為噸,生活排放量為233.6233.6萬(wàn)噸);工業(yè)粉塵排放量為萬(wàn)噸);工業(yè)粉塵排放量為911.2911.2萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的施用、農(nóng)藥的噴灑以及秸桿的焚燒也會(huì)造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的施用、農(nóng)藥的噴灑以及秸桿的焚燒
12、也會(huì)造成大氣的污染。成大氣的污染。一、大氣污染的來(lái)源P17工業(yè)生產(chǎn) 燃料的燃燒燃料的燃燒 工業(yè)生產(chǎn)過程的排放工業(yè)生產(chǎn)過程的排放一、大氣污染的來(lái)源P18燃料的燃燒燃料的燃燒 這是大氣污染的主要來(lái)源。這是大氣污染的主要來(lái)源。 目前我國(guó)的主要工業(yè)燃料是煤目前我國(guó)的主要工業(yè)燃料是煤, ,其次其次是石油。用煤量最大的是火力發(fā)電站、冶金、化工、機(jī)械、輕工和建是石油。用煤量最大的是火力發(fā)電站、冶金、化工、機(jī)械、輕工和建材等部門,它們的用煤量占總消耗量的材等部門,它們的用煤量占總消耗量的70%70%以上。煤的主要雜質(zhì)是硫以上。煤的主要雜質(zhì)是硫化物,此外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物,此
13、外還有氟、砷、鈣、鐵、鎘等化合物。石油的主要雜質(zhì)是硫化物和氮化物,其中也含少量的有機(jī)金屬化合物。燃料所含雜質(zhì)與其化物和氮化物,其中也含少量的有機(jī)金屬化合物。燃料所含雜質(zhì)與其產(chǎn)地有關(guān)。我國(guó)煤中硫的含量一般在產(chǎn)地有關(guān)。我國(guó)煤中硫的含量一般在0.2%0.2%4.0%4.0%,但是重慶地區(qū)所產(chǎn),但是重慶地區(qū)所產(chǎn)煤的硫含量高達(dá)煤的硫含量高達(dá)8%8%。我國(guó)石油的含硫量一般在。我國(guó)石油的含硫量一般在0.1%0.1%0.8%0.8%,而中東地,而中東地區(qū)的一般為區(qū)的一般為1.5%1.5%2.5%2.5%,有的甚至高達(dá),有的甚至高達(dá)4%4%以上。以上。一、大氣污染的來(lái)源P19 燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染物的種類和排放
14、量除與燃料中所含的燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染物的種類和排放量除與燃料中所含的雜質(zhì)種類和含量有關(guān)外雜質(zhì)種類和含量有關(guān)外, ,還受燃料的燃燒狀態(tài)影響。燃料燃燒完全還受燃料的燃燒狀態(tài)影響。燃料燃燒完全時(shí)的主要污染物是時(shí)的主要污染物是COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、水汽和灰分。燃燒不完全時(shí),則、水汽和灰分。燃燒不完全時(shí),則會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生COCO、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳粒、多環(huán)芳烴等。、硫氧化物、氮氧化物、醛類、碳粒、多環(huán)芳烴等。一、大氣污染的來(lái)源P20工業(yè)生產(chǎn)過程的排放工業(yè)生產(chǎn)過程的排放 由原材料到產(chǎn)品,工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可能由原材料到產(chǎn)品,工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可能有污染物排放出來(lái)。污
15、染物的種類與原料種類及其有污染物排放出來(lái)。污染物的種類與原料種類及其生產(chǎn)工藝有關(guān)。生產(chǎn)工藝有關(guān)。一、大氣污染的來(lái)源P21生活爐灶和采暖鍋爐生活爐灶和采暖鍋爐 采暖鍋爐以煤或石油產(chǎn)品為燃料,是采暖季節(jié)大氣污采暖鍋爐以煤或石油產(chǎn)品為燃料,是采暖季節(jié)大氣污染的重要原因。生活爐灶使用的燃料有煤、液化石油氣、染的重要原因。生活爐灶使用的燃料有煤、液化石油氣、煤氣和天然氣。如果燃燒設(shè)備效率低,燃燒不完全,煙囪煤氣和天然氣。如果燃燒設(shè)備效率低,燃燒不完全,煙囪高度低或無(wú)煙囪,可造成大量污染物低空排放。在采暖季高度低或無(wú)煙囪,可造成大量污染物低空排放。在采暖季節(jié),各種燃煤小爐灶是居民區(qū)大氣污染的重要來(lái)源。節(jié),
16、各種燃煤小爐灶是居民區(qū)大氣污染的重要來(lái)源。一、大氣污染的來(lái)源P22交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸 主要是指飛機(jī)、汽車、火車、輪船和摩托車等交通運(yùn)輸工具主要是指飛機(jī)、汽車、火車、輪船和摩托車等交通運(yùn)輸工具排放的污染物。目前這些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石排放的污染物。目前這些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品,燃燒后能產(chǎn)生大量的顆粒物、油制品,燃燒后能產(chǎn)生大量的顆粒物、NOXNOX、COCO、多環(huán)芳烴和醛、多環(huán)芳烴和醛類。改革開放以來(lái),我國(guó)機(jī)動(dòng)車數(shù)量每年以類。改革開放以來(lái),我國(guó)機(jī)動(dòng)車數(shù)量每年以12.24%12.24%的速度遞增。的速度遞增。預(yù)計(jì)到預(yù)計(jì)到20082008年,北京市的機(jī)動(dòng)車保有量將增加
17、到年,北京市的機(jī)動(dòng)車保有量將增加到350350萬(wàn)輛。隨著萬(wàn)輛。隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加,汽車尾氣排放已經(jīng)成為我國(guó)許多大城市中大機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加,汽車尾氣排放已經(jīng)成為我國(guó)許多大城市中大氣污染的主要來(lái)源之一。據(jù)測(cè)算,北京市大氣中氣污染的主要來(lái)源之一。據(jù)測(cè)算,北京市大氣中74%74%的的HCsHCs、63%63%的的COCO、50%50%的的NONOX X來(lái)自機(jī)動(dòng)車尾氣污染。來(lái)自機(jī)動(dòng)車尾氣污染。一、大氣污染的來(lái)源P23其他其他 地面塵土飛揚(yáng)或土壤及固體廢棄物被大風(fēng)刮起,均可將鉛、地面塵土飛揚(yáng)或土壤及固體廢棄物被大風(fēng)刮起,均可將鉛、農(nóng)藥等化學(xué)性污染物以及結(jié)核桿菌、糞鏈球菌等生物性污染物農(nóng)藥等化學(xué)性污染物以
18、及結(jié)核桿菌、糞鏈球菌等生物性污染物轉(zhuǎn)入大氣。水體和土壤中的揮發(fā)性化合物也易進(jìn)入大氣;車輛轉(zhuǎn)入大氣。水體和土壤中的揮發(fā)性化合物也易進(jìn)入大氣;車輛輪胎與瀝青路面摩擦可以揚(yáng)起多環(huán)芳烴和石棉。輪胎與瀝青路面摩擦可以揚(yáng)起多環(huán)芳烴和石棉。 意外事件,例如工廠爆炸、火災(zāi)、核泄漏均能嚴(yán)重污染大意外事件,例如工廠爆炸、火災(zāi)、核泄漏均能嚴(yán)重污染大氣,這類事件雖然少見,但是危害嚴(yán)重。另外,火葬場(chǎng)、垃圾氣,這類事件雖然少見,但是危害嚴(yán)重。另外,火葬場(chǎng)、垃圾焚燒爐產(chǎn)生的廢氣也可以影響大氣環(huán)境。焚燒爐產(chǎn)生的廢氣也可以影響大氣環(huán)境。一、大氣污染的來(lái)源P24 大氣污染物按其屬性,一般分為物理性(如噪聲、電大氣污染物按其屬性,
19、一般分為物理性(如噪聲、電離輻射、電磁輻射等)、化學(xué)性和生物性(經(jīng)空氣傳播的離輻射、電磁輻射等)、化學(xué)性和生物性(經(jīng)空氣傳播的病原微生物和植物花粉等)三類,其中以化學(xué)性污染物種病原微生物和植物花粉等)三類,其中以化學(xué)性污染物種類最多、污染范圍最廣。類最多、污染范圍最廣。 根據(jù)污染物在大氣中的存在狀態(tài),可將其分為氣態(tài)和根據(jù)污染物在大氣中的存在狀態(tài),可將其分為氣態(tài)和氣溶膠。大氣氣溶膠體系中分散的各種微粒常常也被稱作氣溶膠。大氣氣溶膠體系中分散的各種微粒常常也被稱作大氣顆粒物大氣顆粒物(particulate matter)(particulate matter)。二、大氣污染物的種類P25氣態(tài)污染
20、物氣態(tài)污染物 氣態(tài)污染物包括氣體和蒸汽。氣體是某些物質(zhì)在常溫、常壓下所形成的氣氣態(tài)污染物包括氣體和蒸汽。氣體是某些物質(zhì)在常溫、常壓下所形成的氣態(tài)形式。蒸汽是某些固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱后,引起固體升華或液體揮發(fā)而形成態(tài)形式。蒸汽是某些固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)受熱后,引起固體升華或液體揮發(fā)而形成的氣態(tài)物質(zhì)如汞蒸汽等。氣態(tài)污染物主要可分為以下的氣態(tài)物質(zhì)如汞蒸汽等。氣態(tài)污染物主要可分為以下5 5類:類:1. 1. 含硫化合物含硫化合物 主要有主要有SOSO2 2、SOSO3 3和和H H2 2S S等,其中等,其中SOSO2 2的數(shù)量最大,危害也最嚴(yán)重。的數(shù)量最大,危害也最嚴(yán)重。2. 2. 含氮化合物含氮化合物 主
21、要有主要有NONO、NONO2 2和和NHNH3 3等等. .3. 3. 碳氧化合物碳氧化合物 主要是主要是COCO和和COCO2 2。4. 4. 碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?包括烴類、醇類、酮類、酯類以及胺類。包括烴類、醇類、酮類、酯類以及胺類。5. 5. 鹵素化合物鹵素化合物 主要是含氯和含氟化合物,如主要是含氯和含氟化合物,如HClHCl、HFHF和和SiFSiF4 4等。等。二、大氣污染物的種類P26大氣顆粒物 粒徑是顆粒物的最重要的性質(zhì)。它反映了顆粒物來(lái)源的本質(zhì),并可影響光散射性質(zhì)和氣候效應(yīng)。顆粒物的許多性質(zhì)如體積、質(zhì)量和沉降速度都與顆粒物的大小有關(guān)。實(shí)際的顆粒物由于來(lái)源和形成條件不同,其
22、形狀是多種多樣的,有球形、菱形、方形等等。二、大氣污染物的種類P27 在實(shí)際工作中常使用空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑(在實(shí)際工作中常使用空氣動(dòng)力學(xué)等效直徑(DpDp)來(lái)表示顆粒物)來(lái)表示顆粒物的大小。在氣流中,如果所研究的顆粒物與一個(gè)有單位密度的球的大小。在氣流中,如果所研究的顆粒物與一個(gè)有單位密度的球形顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)相同,則這個(gè)球形顆粒物的直徑就定形顆粒物的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)相同,則這個(gè)球形顆粒物的直徑就定義為所研究顆粒物的義為所研究顆粒物的DpDp。這種表示法可以直接表達(dá)出顆粒物在空。這種表示法可以直接表達(dá)出顆粒物在空氣中的停留時(shí)間、沉降速度、進(jìn)入呼吸道的可能性以及在呼吸道氣中的停留時(shí)間、沉降速
23、度、進(jìn)入呼吸道的可能性以及在呼吸道的沉積部位等。的沉積部位等。二、大氣污染物的種類P28大氣顆粒物按粒徑可分為:大氣顆粒物按粒徑可分為: 1.總懸浮顆粒物(total suspended particulates, TSP) 是指粒徑100m 的顆粒物,包括液體、固體或者液體和固體結(jié)合存在的,并懸浮在空氣介質(zhì)中的顆粒。 2.可吸入顆粒物(inhalable particle, IP; thoracic particulate matter,PM10) 指空氣動(dòng)力學(xué)直徑10m的顆粒物,因其能進(jìn)入人體呼吸道而命名之,又因其能夠長(zhǎng)期漂浮在空氣中,也被稱為飄塵(suspended dusts)。 3.
24、細(xì)顆粒物(fine particle; fine particulate matter, PM 2.5) 是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑2.5m的細(xì)顆粒。它在空氣中懸浮的時(shí)間更長(zhǎng),易于滯留在終末細(xì)支氣管和肺泡中,其中某些較細(xì)的組分還可穿透肺泡進(jìn)入血液。PM2.5更易于吸附各種有毒的有機(jī)物和重金屬元素,對(duì)健康的危害極大。 4. 超細(xì)顆粒物(ultrafine particle) 指粒徑0.1m的大氣顆粒物。城市環(huán)境中,人為來(lái)源的PM0.1主要來(lái)自汽車尾氣。PM0.1有直接排放到大氣的,也有排放出的氣態(tài)污染物經(jīng)日光紫外線作用或其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化后二次生成的。PM0.1的健康影響受到日益廣泛的關(guān)注。P29大氣污染
25、物按其形成過程可分為大氣污染物按其形成過程可分為一次大氣污染物一次大氣污染物(primary air pollutants)(primary air pollutants)二次大氣污染物二次大氣污染物(secondary air pollutants)(secondary air pollutants)P30一次大氣污染物一次大氣污染物 由污染源直接排入大氣環(huán)境中,其物理和化學(xué)性質(zhì)由污染源直接排入大氣環(huán)境中,其物理和化學(xué)性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物稱為一次大氣污染物。這些污染均未發(fā)生變化的污染物稱為一次大氣污染物。這些污染物包括從各種排放源排出的氣體、蒸汽和顆粒物,如物包括從各種排放源排出的氣體、
26、蒸汽和顆粒物,如SOSO2 2、COCO、NONO、顆粒物、碳?xì)浠衔锏取?、顆粒物、碳?xì)浠衔锏?。二、大氣污染物的種類P31二次污染物二次污染物 排入大氣的污染物在物理、化學(xué)等因素的作用下發(fā)生變化,排入大氣的污染物在物理、化學(xué)等因素的作用下發(fā)生變化,或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成的理化性質(zhì)不同于一次污或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成的理化性質(zhì)不同于一次污染物的新的、毒性更大的污染物,稱為二次污染物。常見的有染物的新的、毒性更大的污染物,稱為二次污染物。常見的有SOSO2 2在環(huán)境中氧化遇水形成的硫酸;汽車尾氣中的氮氧化物(在環(huán)境中氧化遇水形成的硫酸;汽車尾氣中的氮氧化物(NONOX X)
27、和)和揮發(fā)性有機(jī)物(揮發(fā)性有機(jī)物(VOCsVOCs)在日光紫外線的照射下,經(jīng)過一系列的光)在日光紫外線的照射下,經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成的臭氧、醛類以及各種過氧?;跛狨セ瘜W(xué)反應(yīng)生成的臭氧、醛類以及各種過氧酰基硝酸酯(peroxyacyl (peroxyacyl nitrate,PAN)nitrate,PAN)。一般來(lái)說,二次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害要比。一般來(lái)說,二次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害要比一次污染物大。一次污染物大。二、大氣污染物的種類P32三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素 污染源的排放情況污染源的排放情況 氣象因素氣象因素 地形地形P33污染源的排放情況
28、污染源的排放情況 排放量排放量 與污染源的距離與污染源的距離 排出高度排出高度三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P34排放量排放量 污染物的排放量是決定大氣污染程度的最基本的因素。燃污染物的排放量是決定大氣污染程度的最基本的因素。燃料燃燒產(chǎn)生的污染物排放量與燃料的種類、消耗量、燃燒方式、料燃燒產(chǎn)生的污染物排放量與燃料的種類、消耗量、燃燒方式、燃燒是否充分有關(guān);工業(yè)企業(yè)污染物的排放量受工業(yè)企業(yè)的數(shù)燃燒是否充分有關(guān);工業(yè)企業(yè)污染物的排放量受工業(yè)企業(yè)的數(shù)量、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、工藝過程、凈化設(shè)備及其效率的影量、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、工藝過程、凈化設(shè)備及其效率的影響。響。三、影
29、響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P35與污染源的距離與污染源的距離 有組織排放時(shí),煙氣自煙囪排出后,向下風(fēng)側(cè)逐漸擴(kuò)散稀釋,有組織排放時(shí),煙氣自煙囪排出后,向下風(fēng)側(cè)逐漸擴(kuò)散稀釋,然后接觸地面,接觸地面的點(diǎn)被稱為煙波著陸點(diǎn)。一般認(rèn)為有害然后接觸地面,接觸地面的點(diǎn)被稱為煙波著陸點(diǎn)。一般認(rèn)為有害氣體的煙波著陸點(diǎn)是煙囪有效排出高度的氣體的煙波著陸點(diǎn)是煙囪有效排出高度的10102020倍,顆粒物的著倍,顆粒物的著陸點(diǎn)更接近煙囪。近地面的大氣中污染物的濃度以煙波著陸點(diǎn)最陸點(diǎn)更接近煙囪。近地面的大氣中污染物的濃度以煙波著陸點(diǎn)最大,下風(fēng)側(cè)大氣污染物的濃度隨著距離的增加而下降,在煙波著大,下
30、風(fēng)側(cè)大氣污染物的濃度隨著距離的增加而下降,在煙波著陸點(diǎn)和煙囪之間的區(qū)域常沒有明顯的污染。無(wú)組織排放擴(kuò)散的距陸點(diǎn)和煙囪之間的區(qū)域常沒有明顯的污染。無(wú)組織排放擴(kuò)散的距離較短,距污染源越近,大氣中污染物濃度越高。離較短,距污染源越近,大氣中污染物濃度越高。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P36排出高度排出高度 排出高度指污染物通過煙囪等排放時(shí)煙囪的有效排出高度排出高度指污染物通過煙囪等排放時(shí)煙囪的有效排出高度(effective height of emission)(effective height of emission),即煙囪本身的高度和煙氣抬升高,即煙囪本身的高
31、度和煙氣抬升高度之和,可以用煙波中心軸到地面的距離表示。在其他條件相同時(shí),度之和,可以用煙波中心軸到地面的距離表示。在其他條件相同時(shí),排出高度越高,煙波斷面越大,污染物的稀釋程度就越大,煙波著陸排出高度越高,煙波斷面越大,污染物的稀釋程度就越大,煙波著陸點(diǎn)的濃度就越低。一般認(rèn)為,污染源下風(fēng)側(cè)的污染物最高濃度與煙波點(diǎn)的濃度就越低。一般認(rèn)為,污染源下風(fēng)側(cè)的污染物最高濃度與煙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,煙波著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,煙波著陸點(diǎn)處斷面污染物的濃度可降至原來(lái)的陸點(diǎn)處斷面污染物的濃度可降至原來(lái)的1/41/4。三、影響大氣中污染物濃度
32、的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P37三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P38氣象因素氣象因素 風(fēng)和湍流風(fēng)和湍流 溫度層結(jié)溫度層結(jié) 氣壓氣壓 氣濕氣濕三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P39風(fēng)和湍流風(fēng)和湍流 一般將空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)。風(fēng)向是指風(fēng)吹來(lái)的方向,在不一般將空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)。風(fēng)向是指風(fēng)吹來(lái)的方向,在不同時(shí)刻有著相應(yīng)的風(fēng)向和風(fēng)速。將一定時(shí)期內(nèi)各個(gè)風(fēng)向出現(xiàn)的頻率同時(shí)刻有著相應(yīng)的風(fēng)向和風(fēng)速。將一定時(shí)期內(nèi)各個(gè)風(fēng)向出現(xiàn)的頻率按比例標(biāo)在羅盤坐標(biāo)上,可以繪制成風(fēng)向頻率圖(風(fēng)玫瑰圖,按比例標(biāo)在羅盤坐標(biāo)上,可以繪制成風(fēng)向頻率圖(風(fēng)玫瑰圖,wi
33、nd wind roserose)。風(fēng)向頻率圖能夠反映某地區(qū)一定時(shí)期內(nèi)的主導(dǎo)風(fēng)向,從而)。風(fēng)向頻率圖能夠反映某地區(qū)一定時(shí)期內(nèi)的主導(dǎo)風(fēng)向,從而能夠指示該地區(qū)受某一污染源影響的主要方位,全年污染以全年主能夠指示該地區(qū)受某一污染源影響的主要方位,全年污染以全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向地區(qū)污染最嚴(yán)重,瞬時(shí)間污染以排污當(dāng)時(shí)的下風(fēng)向?qū)эL(fēng)向的下風(fēng)向地區(qū)污染最嚴(yán)重,瞬時(shí)間污染以排污當(dāng)時(shí)的下風(fēng)向地區(qū)受影響最大。風(fēng)速?zèng)Q定了大氣污染物稀釋的程度和擴(kuò)散范圍。地區(qū)受影響最大。風(fēng)速?zèng)Q定了大氣污染物稀釋的程度和擴(kuò)散范圍。隨著風(fēng)速的增大,單位時(shí)間內(nèi)從污染源排放出的污染物氣團(tuán)被很快隨著風(fēng)速的增大,單位時(shí)間內(nèi)從污染源排放出的污染物氣團(tuán)被
34、很快地拉長(zhǎng),這時(shí)混入的空氣量越大,則污染物的濃度越低。在其他條地拉長(zhǎng),這時(shí)混入的空氣量越大,則污染物的濃度越低。在其他條件不變的情況下,污染物濃度與風(fēng)速成反比。件不變的情況下,污染物濃度與風(fēng)速成反比。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P40 風(fēng)速時(shí)大時(shí)小,并在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向上下、左右出現(xiàn)無(wú)規(guī)風(fēng)速時(shí)大時(shí)小,并在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向上下、左右出現(xiàn)無(wú)規(guī)則的擺動(dòng),風(fēng)的這種不規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為大氣湍流則的擺動(dòng),風(fēng)的這種不規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為大氣湍流(atmospheric (atmospheric turbulence)turbulence),其產(chǎn)生與垂直氣溫的變化和大氣中氣團(tuán)間的摩擦,其產(chǎn)生
35、與垂直氣溫的變化和大氣中氣團(tuán)間的摩擦作用引起的短暫性紊亂有關(guān)。因此,垂直溫度遞減率大、風(fēng)速高、作用引起的短暫性紊亂有關(guān)。因此,垂直溫度遞減率大、風(fēng)速高、地面起伏程度大,則湍流運(yùn)動(dòng)就強(qiáng)。湍流運(yùn)動(dòng)使氣體充分混合,地面起伏程度大,則湍流運(yùn)動(dòng)就強(qiáng)。湍流運(yùn)動(dòng)使氣體充分混合,有利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。有利于污染物的稀釋和擴(kuò)散。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P41溫度層結(jié)(temperature gradient) 溫度層結(jié)即氣溫的垂直梯度,它決定大氣的穩(wěn)定程度,影響大氣湍流的強(qiáng)弱。穩(wěn)定的垂直梯度易造成湍流抑制,使大氣擴(kuò)散不暢。垂直梯度不穩(wěn)定時(shí),由于熱力作用湍流加強(qiáng),大氣擴(kuò)散增
36、強(qiáng)。因此,氣溫的垂直梯度與污染物的稀釋和擴(kuò)散密切相關(guān)。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P42大氣溫度垂直遞減率(大氣溫度垂直遞減率() 在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,對(duì)流層內(nèi)氣溫是隨高度的增加而在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,對(duì)流層內(nèi)氣溫是隨高度的增加而逐漸降低的。大氣溫度的這種垂直變化常用大氣溫度垂直逐漸降低的。大氣溫度的這種垂直變化常用大氣溫度垂直遞減率(遞減率()來(lái)表示。它的定義為:高度每增加)來(lái)表示。它的定義為:高度每增加100m100m氣溫氣溫下降的度數(shù),通常為下降的度數(shù),通常為0.650.65。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P43 近地層大氣的實(shí)際情
37、況非常復(fù)雜,各種氣象條件均可影響到氣溫近地層大氣的實(shí)際情況非常復(fù)雜,各種氣象條件均可影響到氣溫的垂直分布。實(shí)際上氣溫的垂直分布可出現(xiàn)下述三種情況:的垂直分布。實(shí)際上氣溫的垂直分布可出現(xiàn)下述三種情況:氣溫隨高度遞減,此情況一般出現(xiàn)在晴朗的白天,風(fēng)速小時(shí)。地面氣溫隨高度遞減,此情況一般出現(xiàn)在晴朗的白天,風(fēng)速小時(shí)。地面受太陽(yáng)的輻射后,近地空氣增溫較快,熱量緩慢向高層傳遞,形成氣受太陽(yáng)的輻射后,近地空氣增溫較快,熱量緩慢向高層傳遞,形成氣溫下高上低,此時(shí)溫下高上低,此時(shí)0 0,空氣的垂直對(duì)流良好;,空氣的垂直對(duì)流良好; 氣溫隨高度遞增,例如在無(wú)風(fēng)、少云的夜晚,夜間地面無(wú)熱量吸收,氣溫隨高度遞增,例如在
38、無(wú)風(fēng)、少云的夜晚,夜間地面無(wú)熱量吸收,但同時(shí)不斷通過輻射失去熱量而冷卻,近地空氣也隨之冷卻,這樣氣但同時(shí)不斷通過輻射失去熱量而冷卻,近地空氣也隨之冷卻,這樣氣層不斷由下向上冷卻,形成氣溫下低上高。這種大氣溫度隨著距地面層不斷由下向上冷卻,形成氣溫下低上高。這種大氣溫度隨著距地面高度的增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫高度的增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫(temperature inversion)(temperature inversion),此時(shí),此時(shí)0 0;氣溫不隨高度變化,多見于多云天或陰天,風(fēng)速較大時(shí)。由于云層氣溫不隨高度變化,多見于多云天或陰天,風(fēng)速較大時(shí)。由于云層反射,白天到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射減少,
39、地面增溫不顯著。夜間時(shí),云反射,白天到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射減少,地面增溫不顯著。夜間時(shí),云層的存在增強(qiáng)了大氣的逆輻射,地面冷卻不明顯。風(fēng)速較大加劇了上層的存在增強(qiáng)了大氣的逆輻射,地面冷卻不明顯。風(fēng)速較大加劇了上下氣層的交換,空氣得到充分混合。因此,上述情況下氣溫隨高度的下氣層的交換,空氣得到充分混合。因此,上述情況下氣溫隨高度的變化不明顯,此時(shí)變化不明顯,此時(shí)=0=0。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P44大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度(atmospheric stability)(atmospheric stability) 大氣穩(wěn)定度表示氣體垂直運(yùn)動(dòng)的程度。大氣中作垂直運(yùn)動(dòng)大
40、氣穩(wěn)定度表示氣體垂直運(yùn)動(dòng)的程度。大氣中作垂直運(yùn)動(dòng)的氣團(tuán),因向外膨脹或受外界壓力影響產(chǎn)生的溫度變化,要比的氣團(tuán),因向外膨脹或受外界壓力影響產(chǎn)生的溫度變化,要比與外界交換能量所起的溫度變化大得多,可以認(rèn)為是絕熱變化。與外界交換能量所起的溫度變化大得多,可以認(rèn)為是絕熱變化。 空氣垂直移動(dòng)過程中因氣壓變化而發(fā)生溫度的絕熱變化??諝獯怪币苿?dòng)過程中因氣壓變化而發(fā)生溫度的絕熱變化常用氣塊干絕熱垂直遞減率(用氣塊干絕熱垂直遞減率(dd)來(lái)表示。干燥空氣的)來(lái)表示。干燥空氣的dd為為0.986/100m0.986/100m,即每上升,即每上升100m100m,溫度下降,溫度下降0.9860.986。P45 大氣
41、的穩(wěn)定程度與大氣垂直溫度遞減率()的絕對(duì)值及其與d的相對(duì)值有關(guān)。在實(shí)際情況下,由于太陽(yáng)輻射和其他各種氣象因素的影響,是經(jīng)常發(fā)生變化的。當(dāng)d時(shí),大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài),有利于空氣垂直對(duì)流,大氣中的污染物容易擴(kuò)散。當(dāng)d時(shí),大氣處于穩(wěn)定狀態(tài),空氣垂直對(duì)流弱,大氣中的污染物擴(kuò)散極差。當(dāng)= d時(shí),大氣處于中性狀態(tài),空氣垂直對(duì)流不劇烈,大氣中的污染物可以擴(kuò)散,但是不充分。 三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P46氣壓 氣壓的高低與海拔高度、地理緯度和空氣溫度等有關(guān)。當(dāng)?shù)孛媸艿蛪嚎刂茣r(shí),四周高壓氣團(tuán)流向中心,中心的空氣上升,形成上升的氣流,此時(shí)多為大風(fēng)和多云的天氣,大氣呈中性或不穩(wěn)定狀
42、態(tài),有利于污染物的擴(kuò)散和稀釋。反之,當(dāng)?shù)孛媸芨邏嚎刂茣r(shí),中心部位的空氣向周圍下降,呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),形成反氣旋。此時(shí)天氣晴朗,風(fēng)速小,出現(xiàn)逆溫層,阻止污染物向上擴(kuò)散。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P47氣濕氣濕 即大氣中含水的程度,通常用相對(duì)濕度(即大氣中含水的程度,通常用相對(duì)濕度(% %)表示。空氣)表示??諝庵兴侄?,氣濕大時(shí),大氣中的顆粒物質(zhì)因吸收更多的水份中水分多,氣濕大時(shí),大氣中的顆粒物質(zhì)因吸收更多的水份使重量增加,運(yùn)動(dòng)速度減慢,氣溫低的時(shí)候還可以形成霧,使重量增加,運(yùn)動(dòng)速度減慢,氣溫低的時(shí)候還可以形成霧,影響污染物的擴(kuò)散速度,使局部污染加重。當(dāng)水溶性氣
43、體如影響污染物的擴(kuò)散速度,使局部污染加重。當(dāng)水溶性氣體如SOSO2 2污染存在時(shí),濕度較高將促進(jìn)酸雨的形成。污染存在時(shí),濕度較高將促進(jìn)酸雨的形成。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P48地形地形 地形可以影響局部的氣象條件,從而影響當(dāng)?shù)卮髿馕鄣匦慰梢杂绊懢植康臍庀髼l件,從而影響當(dāng)?shù)卮髿馕廴疚锏南♂尯蛿U(kuò)散。山谷的地形特點(diǎn)容易形成上述地形逆溫,染物的稀釋和擴(kuò)散。山谷的地形特點(diǎn)容易形成上述地形逆溫,不利于污染物的擴(kuò)散。城市的高大建筑物間尤如峽谷,可以不利于污染物的擴(kuò)散。城市的高大建筑物間尤如峽谷,可以阻礙近地面空氣污染物的擴(kuò)散。阻礙近地面空氣污染物的擴(kuò)散。三、影響大氣中污染
44、物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素P49熱島現(xiàn)象熱島現(xiàn)象 人口密集的城市熱量散發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于郊區(qū),結(jié)果造成城區(qū)人口密集的城市熱量散發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于郊區(qū),結(jié)果造成城區(qū)氣溫較高,往郊外方向氣溫逐漸降低。如果在地圖上繪制等氣溫較高,往郊外方向氣溫逐漸降低。如果在地圖上繪制等溫圖,城區(qū)的高溫部就像浮在海面上的島嶼,稱為熱島溫圖,城區(qū)的高溫部就像浮在海面上的島嶼,稱為熱島(heat islandheat island)現(xiàn)象。在這種情況下,城市的熱空氣上升,)現(xiàn)象。在這種情況下,城市的熱空氣上升,四周郊區(qū)的冷空氣補(bǔ)充,可把郊區(qū)排放的污染物引入城市,四周郊區(qū)的冷空氣補(bǔ)充,可把郊區(qū)排放的污染物引入城市,造成市區(qū)
45、的大氣污染。造成市區(qū)的大氣污染。 照明器具、家電、辦公設(shè)備使用時(shí)產(chǎn)生的熱量,機(jī)動(dòng)車照明器具、家電、辦公設(shè)備使用時(shí)產(chǎn)生的熱量,機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)、空調(diào)以及尾氣散發(fā)的熱量,混凝土建筑、瀝青路面發(fā)動(dòng)機(jī)、空調(diào)以及尾氣散發(fā)的熱量,混凝土建筑、瀝青路面日照后的散熱以及城市綠地減少等導(dǎo)致熱島現(xiàn)象的形成。日照后的散熱以及城市綠地減少等導(dǎo)致熱島現(xiàn)象的形成。三、影響大氣中污染物濃度的因素三、影響大氣中污染物濃度的因素四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸P51大氣污染物的自凈大氣污染物的自凈 大氣的自凈是指大氣中的污染物在物理、化學(xué)和生物學(xué)作用下,逐漸減大氣的自凈是指大氣中的污染物在物理、化學(xué)和生物學(xué)作用下,逐漸減少
46、到無(wú)害程度或者消失的過程,主要有以下幾種方式:少到無(wú)害程度或者消失的過程,主要有以下幾種方式: 1 1擴(kuò)散和沉降擴(kuò)散和沉降 是大氣污染物凈化的主要方式。擴(kuò)散一方面能將污染物是大氣污染物凈化的主要方式。擴(kuò)散一方面能將污染物稀釋,另一方面可以將部分污染物轉(zhuǎn)移出去。污染物也可依靠本身的重力,稀釋,另一方面可以將部分污染物轉(zhuǎn)移出去。污染物也可依靠本身的重力,從空氣中逐漸降落到水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中。從空氣中逐漸降落到水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中。 2 2發(fā)生氧化和中和反應(yīng)發(fā)生氧化和中和反應(yīng) 例如,例如,COCO可以被氧化為可以被氧化為COCO2 2,SOSO2 2可以與氨或其可以與氨或其他堿性灰塵發(fā)生中和反應(yīng)。
47、他堿性灰塵發(fā)生中和反應(yīng)。 3 3被植物吸附和吸收被植物吸附和吸收 有些植物能吸收大氣污染物,從而凈化空氣。例有些植物能吸收大氣污染物,從而凈化空氣。例如,每平方米的櫻樹葉片可吸收如,每平方米的櫻樹葉片可吸收180mg NO180mg NO2 2;樟樹葉片對(duì)氟的富集可達(dá);樟樹葉片對(duì)氟的富集可達(dá)2636mg/kg2636mg/kg。四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸P52大氣污染物的轉(zhuǎn)移大氣污染物的轉(zhuǎn)移 1 1向下風(fēng)側(cè)更遠(yuǎn)的方向轉(zhuǎn)移。向下風(fēng)側(cè)更遠(yuǎn)的方向轉(zhuǎn)移。 2 2向平流層轉(zhuǎn)移向平流層轉(zhuǎn)移 氯氟烴、甲烷、氯氟烴、甲烷、NONO和和COCO2 2等氣體可以等氣體可以垂直上升至平流層,還可以被超
48、音速飛機(jī)直接帶入平流層。垂直上升至平流層,還可以被超音速飛機(jī)直接帶入平流層。 3.3.向其他環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)移向其他環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)移 例如酸雨可以直接降落到土例如酸雨可以直接降落到土壤和地面水體。壤和地面水體。四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸P53形成二次大氣污染和二次大氣污染物 有些大氣污染物轉(zhuǎn)移到其他環(huán)境介質(zhì)后,在某些條件下仍可回到大氣環(huán)境,造成二次大氣污染。例如,由汽車尾氣排入大氣的鉛可隨塵土降落在公路兩旁,遇大風(fēng)天時(shí),鉛塵可被刮起,再次進(jìn)入大氣。大氣中的一次大氣污染物還可以轉(zhuǎn)化成二次大氣污染物。例如,SO2和NO2轉(zhuǎn)化為硫酸霧和硝酸霧,揮發(fā)性有機(jī)物和NO2轉(zhuǎn)化為光化學(xué)煙霧。四、大氣污
49、染物的轉(zhuǎn)歸四、大氣污染物的轉(zhuǎn)歸第三節(jié)第三節(jié) 大氣污染對(duì)人體健康的影響大氣污染對(duì)人體健康的影響P55一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P56急性危害急性危害 大氣污染物的濃度在短期內(nèi)急劇升高,大氣污染物的濃度在短期內(nèi)急劇升高,可使當(dāng)?shù)厝巳阂蛭氪罅康奈廴疚锒鹂墒巩?dāng)?shù)厝巳阂蛭氪罅康奈廴疚锒鸺毙灾卸?,按其形成的原因可以分為煙霧急性中毒,按其形成的原因可以分為煙霧事件和生產(chǎn)事故。事件和生產(chǎn)事故。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P57煙霧事件煙霧事件 煤煙型煙霧事件煤煙型煙霧事件 光化學(xué)煙霧事件光化學(xué)煙霧事件一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染
50、對(duì)健康的直接危害P58煤煙型煙霧(coal smog)事件 主要由燃煤產(chǎn)生的大量污染物排入大氣,在不良?xì)庀髼l件下不能充分?jǐn)U散所致。自19世紀(jì)末開始,世界各地曾經(jīng)發(fā)生過許多起大的煙霧事件。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P59一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P60光化學(xué)型煙霧(光化學(xué)型煙霧(photochemical smogphotochemical smog)事件)事件 是由汽車尾氣中的氮氧化物(是由汽車尾氣中的氮氧化物(NOXNOX)和揮發(fā)性有機(jī)物()和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCsVOCs)在日光紫外線的照射下,經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成的刺激性在
51、日光紫外線的照射下,經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng)生成的刺激性很強(qiáng)的淺藍(lán)色煙霧所致,其主要成分是臭氧、醛類以及各種過氧很強(qiáng)的淺藍(lán)色煙霧所致,其主要成分是臭氧、醛類以及各種過氧?;跛狨ィ;跛狨ィ╬eroxyacyl nitrates, PANsperoxyacyl nitrates, PANs),這些通稱為光化),這些通稱為光化學(xué)氧化劑(學(xué)氧化劑(photochemical oxidantsphotochemical oxidants)。其中,臭氧約占)。其中,臭氧約占9090以以上,上,PANsPANs約占約占1010,其他物質(zhì)的比例很小。,其他物質(zhì)的比例很小。PANsPANs中主要是過氧乙中主
52、要是過氧乙酰硝酸酯(酰硝酸酯(PANPAN),其次是過氧苯酰硝酸酯(),其次是過氧苯酰硝酸酯(PBNPBN)和過氧丙酰硝)和過氧丙酰硝酸酯(酸酯(PPNPPN)等。醛類化合物主要有甲醛、乙醛、丙烯醛等。)等。醛類化合物主要有甲醛、乙醛、丙烯醛等。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P61一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P62事故性排放引發(fā)的急性中毒事件事故性排放引發(fā)的急性中毒事件 事故造成的大氣污染急性中毒事件一旦發(fā)事故造成的大氣污染急性中毒事件一旦發(fā)生后果通常十分嚴(yán)重,近年發(fā)生的代表性事件生后果通常十分嚴(yán)重,近年發(fā)生的代表性事件有印度博帕爾毒氣泄漏
53、事件、切爾諾貝利核電有印度博帕爾毒氣泄漏事件、切爾諾貝利核電站爆炸事件、我國(guó)重慶開縣的天然氣井噴事件站爆炸事件、我國(guó)重慶開縣的天然氣井噴事件等。等。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P63印度博帕爾(Bhopal)毒氣泄漏事件 博帕爾是印度中央邦的首府,人口80多萬(wàn)。美國(guó)聯(lián)合碳化物公司博帕爾農(nóng)藥廠建在該市的北部人口稠密區(qū)。工廠設(shè)備年久失修。1984年12月2日深夜和3日凌晨,該廠的一個(gè)儲(chǔ)料罐進(jìn)水,罐中的化學(xué)原料發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),儲(chǔ)料罐爆炸,41噸異氰酸甲酯泄漏到居民區(qū),釀成迄今世界最大的化學(xué)污染事件。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P64前蘇聯(lián)切
54、爾諾貝利前蘇聯(lián)切爾諾貝利(Chernobly)(Chernobly)核電站爆炸事件核電站爆炸事件 19861986年年4 4月月2626日凌晨日凌晨1 1時(shí)許,前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸,時(shí)許,前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸,造成自造成自19451945年日本廣島、長(zhǎng)崎遭原子彈襲擊以來(lái)世界上最為嚴(yán)重的核年日本廣島、長(zhǎng)崎遭原子彈襲擊以來(lái)世界上最為嚴(yán)重的核污染。反應(yīng)堆放出的核裂變產(chǎn)物主要有污染。反應(yīng)堆放出的核裂變產(chǎn)物主要有131131I I、103103RuRu、137137CsCs以及少量的以及少量的6060CoCo。周圍環(huán)境中的放射劑量達(dá)。周圍環(huán)境中的放射劑量達(dá)200R/h200R/h,為
55、人體允許劑量的,為人體允許劑量的2 2萬(wàn)倍。此萬(wàn)倍。此次核事故造成次核事故造成1313萬(wàn)居民急性暴露,萬(wàn)居民急性暴露,3131人死亡,人死亡,233233人受傷,經(jīng)濟(jì)損失人受傷,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)達(dá)3535億美元。這些放射性污染物隨著當(dāng)時(shí)的東南風(fēng)飄向北歐上空,污億美元。這些放射性污染物隨著當(dāng)時(shí)的東南風(fēng)飄向北歐上空,污染北歐各國(guó)大氣,繼而擴(kuò)散范圍更廣。染北歐各國(guó)大氣,繼而擴(kuò)散范圍更廣。3 3年后的調(diào)查發(fā)現(xiàn),距核電站年后的調(diào)查發(fā)現(xiàn),距核電站80km80km的地區(qū),皮膚癌、舌癌、口腔癌及其他癌癥患者增多,兒童甲狀的地區(qū),皮膚癌、舌癌、口腔癌及其他癌癥患者增多,兒童甲狀腺病患者劇增,畸形家畜也增多。在事故發(fā)生
56、時(shí)的下風(fēng)向,受害人群腺病患者劇增,畸形家畜也增多。在事故發(fā)生時(shí)的下風(fēng)向,受害人群更多、更嚴(yán)重。更多、更嚴(yán)重。 一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害我國(guó)重慶市開縣12.23特大天然氣井噴事件 開縣位于重慶市東北部,擁有極其豐富的天然氣儲(chǔ)量。開縣位于重慶市東北部,擁有極其豐富的天然氣儲(chǔ)量。20032003年年1212月月2323日日2121時(shí)時(shí)5555分,位于開縣高橋鎮(zhèn)曉陽(yáng)村境內(nèi)的中分,位于開縣高橋鎮(zhèn)曉陽(yáng)村境內(nèi)的中石油天然氣井石油天然氣井 “羅家羅家16H16H”井發(fā)生井噴,大量富含硫化氫的井發(fā)生井噴,大量富含硫化氫的天然氣噴涌而出。失控的有毒氣體隨空氣迅速大面積擴(kuò)散,天然氣噴
57、涌而出。失控的有毒氣體隨空氣迅速大面積擴(kuò)散,使附近空氣中硫化氫濃度急劇升高,造成附近居民大量中毒使附近空氣中硫化氫濃度急劇升高,造成附近居民大量中毒和死亡以及巨大財(cái)產(chǎn)損失。和死亡以及巨大財(cái)產(chǎn)損失。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害 在井噴井周圍在井噴井周圍1 1平方公里內(nèi)的山坡上,附近居民飼養(yǎng)的家禽、家平方公里內(nèi)的山坡上,附近居民飼養(yǎng)的家禽、家畜全部死亡,附近的野生動(dòng)物如老鼠、野兔等全部死亡,甚至棲息畜全部死亡,附近的野生動(dòng)物如老鼠、野兔等全部死亡,甚至棲息在其附近的飛鳥也基本難逃劫難。據(jù)事件后的統(tǒng)計(jì),開縣高橋鎮(zhèn)及在其附近的飛鳥也基本難逃劫難。據(jù)事件后的統(tǒng)計(jì),開縣高橋鎮(zhèn)及
58、其附近的麻柳鄉(xiāng)、正壩鎮(zhèn)、天和鄉(xiāng)其附近的麻柳鄉(xiāng)、正壩鎮(zhèn)、天和鄉(xiāng)4 4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3030個(gè)村的個(gè)村的9.39.3萬(wàn)人受災(zāi),萬(wàn)人受災(zāi),疏散轉(zhuǎn)移居民疏散轉(zhuǎn)移居民6.56.5萬(wàn)人,累計(jì)門診治療中毒者萬(wàn)人,累計(jì)門診治療中毒者27 01127 011人次,住院治療人次,住院治療2 1422 142人次,人次,243243人死亡。中毒者主要表現(xiàn)為眼部和呼吸道刺激癥狀人死亡。中毒者主要表現(xiàn)為眼部和呼吸道刺激癥狀以及頭昏、頭痛、失眠、多夢(mèng)等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。該井天然氣中硫化以及頭昏、頭痛、失眠、多夢(mèng)等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。該井天然氣中硫化氫含量為氫含量為151mg/m151mg/m3 3,據(jù)估計(jì)事件中由井中至少噴出,據(jù)
59、估計(jì)事件中由井中至少噴出3 0003 000噸硫化氫。噸硫化氫。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害P67慢性影響慢性影響 影響呼吸系統(tǒng)功能影響呼吸系統(tǒng)功能 降低機(jī)體免疫力降低機(jī)體免疫力 引起變態(tài)反應(yīng)引起變態(tài)反應(yīng) 其他其他一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害影響呼吸系統(tǒng)功能大氣中的SO2、NOx、硫酸霧、硝酸霧及顆粒物不僅能產(chǎn)生急性刺激作用,還可長(zhǎng)期反復(fù)刺激機(jī)體引起咽炎、喉炎、眼結(jié)膜炎和氣管炎等。呼吸道炎癥反復(fù)發(fā)作,可以造成氣道狹窄,氣道阻力增加,肺功能不同程度的下降,最終形成慢性阻塞性肺疾患(chronic obstructive pulmonary
60、disease,COPD)。COPD是具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫。患者的氣流阻塞呈進(jìn)行性發(fā)展,但部分有可逆性,可伴有氣道高反應(yīng)性。沒有氣流阻塞的慢性支氣管炎或肺氣腫不屬于COPD。哮喘的氣流阻塞具有可逆性,目前認(rèn)為它不屬于COPD。一、大氣污染對(duì)健康的直接危害一、大氣污染對(duì)健康的直接危害降低機(jī)體免疫力 在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū),居民唾液溶菌酶和SIgA的含量均明顯下降,血清中的其他免疫指標(biāo)也有下降,表明大氣污染可使機(jī)體的免疫功能降低。近年來(lái)的流行病學(xué)研究提示,大氣污染與嬰幼兒的 急性呼吸道感染(acute respiratory infection,ARI)死亡率和發(fā)病率的增高有
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