大气卫生

◇ 天然来源：地球上许多自然现象都可以产生大气污染。
* 火山爆发产生的火山灰和SO2可 波及数百公里。 * 森林火灾 植物燃烧产生大量的SO2、NO2、CO2、烃。 * 风扬起尘土、植物花粉及地表微生物。 * 海浪向大气的物质迁移，主要为硫酸盐、亚硝酸盐。 * 地球生物及有机组分分解产生甲烷再氧化分解释出CO 可达
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◇ 与污染源的距离
●烟波着陆点：污染物排到大气后，向下风侧逐渐扩散、稀 释，然后落到地面。这个与地面接触的点简 称为着陆点。
●有害气体的着陆点与烟囱的距离是有效排出高度的10～20 倍；
●污染物排出后沿水平方向移动的距离越远，烟波的断面越 大，扩散和稀释程度就越高，因而浓度就越低；
●有组织排放，污染物在近地面大气中的浓度以着陆点最高， 逐渐向下风侧降低。在着陆点到烟囱之间的范围内，大气 污染往往不明显；
炼、火力发电、水泥和石油化工生产、 锅炉采暖等 ● 烟尘是各种工业污染物的载体，直接排 放的烟尘除了碳微粒外，还含有硫、氢、 酚、苯、重金属等有毒有害物质 ● 烟尘污染迁移性很强
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★ 工业废气
● 主要有一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、 氮氧化物和碳氢化合物等
● 主要来自工业的石油、煤炭高温燃烧
※仅我国香港每年大约产生10万吨一氧化碳、 26万吨二氧化硫、13万吨二氧化氮
另外农业耕作和收获是灰尘的发生源。农业耕作导致植 被的改变可加重尘土飞扬尤其是在郊区。
▲其他
海底油田喷井
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风沙袭击北京城
三、大气污染的种类及类型
种类可分为 生物性 物理性 和化学性，后者是最重要的并主要 以废气的形式排入大气。
大气污染的类型 可分为还原型、氧化型、混合型和特殊型。 还原型 伦敦型或煤碳型,以伦敦烟雾事件为代表。 氧化型 洛杉矶型或石油型，以洛杉矶光化学烟雾事件为代表。 联合企业型以石油为原料的石油化工企业排放的废气，主要污染
25×109 吨 较人类年污染量大 25 倍。 自然因素产生的污染量虽然大，但由于极分散，对局部环
境的影响可忽视。但当考虑人为污染对大环境的影响时就应将 自然因素估计在内。
◇ 人为来源： 8
▲ 工业企业：固定污染源
★ 燃料的燃烧：最严重的来源
● 燃烧1吨煤，排放 30公斤烟尘 ● 烟尘污染主要来源于钢铁、有色金属冶
水蒸 气
含量 （%） 78.10 20.93 0.93
0.03
0.03
～
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◆ 大气的物理性状
◇ 太阳辐射 ◇ 空气离子化
UV
O2、N2
正离子
电子+中性气体分子
负离子
中性分子 轻正（负）离子 水、颗粒物 重正（负）离子 空气负离子浓度在1000个/cm³以上时，有利于人体健康
空气中负离子浓度超过106/cm³，对人体会产生不良作用
▲ 工地多
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◆ 大气污染物的种类极其存在形式 ◇ 大气污染物的种类： 生物性污染 物理性污染 化学性污染 ◇ 大气污染物的存在状态： 气态（气体、蒸汽） 颗粒
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四、影响大气污染的因素（※）
◆ 污染源因素 ◇ 排出量 ◇ 排出高度 ◇ 与污染源的距离 ◆ 气候因素 ◇ 风和湍流 ◇ 气温 ◇ 气压 ◇ 气湿 ◆ 地形
（大城市） 心脏功能
障碍
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泄因 漏博 而帕 毙尔 命农 的药 牲厂 畜毒
气 夺被 去博 生帕 命尔 的农 孩药 子厂
毒 气
★ 印度博帕尔毒气泄露事件— 最大的化学污染事件
● 主要经过 ● 主要原因 △ 杂质渗入罐内使异氰酸甲酯发生
化学变化 △ 工厂疏于管理和维护，安全系统 失灵，没有电脑报警系统 △ 居民众多 ● 经验教训 △ 发展生产、发展经济绝对不能以 降低安全标准为代价 △ 加强公众的安全防护意识
●防治措施 △《空气卫生法》 △《空气污染控制法案 》
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★ 光化学型——洛杉矶烟雾事件 ●主要经过 ●主要原因：汽车尾气中的HCs、NOx
等在阳光中的紫外线作用下发生 复杂的光化学反应，经过转化，产 生以臭氧为主的多种二次污染物， 成一种浅蓝色的烟雾，称为“光化 学烟雾"，具有剧烈刺激作用 ●防治措施：凡是汽车集中的城市， 普遍存在光化学烟雾的威胁，而且 缺少有效的办法去消除
●无组织排放，污染物浓度随距离的增加而降低。
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◆ 气候因素
◇ 风和湍流：对污染物在大气中的扩散和稀释起着决定
性的作用 风：空气的水平运动 风向：决定污染物扩散的方向 风速：决定污染物扩散和稀释的快慢和程度 ●风向频率图（风玫瑰图）：将一定时间内每个风向出现的 频率，以圆心为零，按比例定在相应的方向线上，再连接 而成。无风（也就是静风）的频率可按比例画成圆。这样 绘制而成的图就是风向频率图（风玫瑰图）。
影响
减轻谷地污染
加重谷地污染
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◇ 海滨和陆地
海风 陆风
发生时间 白天 晚上
温度 陆地>水面 陆地<水面
风向 水面→陆地 陆地→水面
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◇ 城市热岛
热岛效应: 在工业区或城镇上空，由于生产和生活 废热的大量排放，其中心地区的气温可 比周围地区温度年平均高出0.5一1.5℃
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五、大气污染物的转归
● 汽车尾气污染是最接近人类生活的一种大气污染，在城市 环境中70%-80%的一氧化碳污染和90%以上的铅污染来自汽车 尾气。
● 交通运输属于流动污染源，在交通频繁地区和交通灯管制 的交叉路口，污染更为严重。
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▲地面尘土飞扬 包括街道的清扫、垃圾转运。
▲农业生产 农药的喷洒包括农田手工操作及飞机喷洒。
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◆ 污染源因素 ◇ 排出量：决定大气污染程度最基本的因素
●其他影响因素相同时，单位时间内排出的污染物越多，大 气受污染的程度就越严重；
●污染物的排出量受到生产性质、生产规模、工艺过程、净 化设备种类及其净化效率、污染物排出方式等因素的影响。
◇ 排出高度
▲ 无组织排放：污染物不通过任何通道，直接由门窗排放； ▲ 有组织排放：通过烟囱或排气筒，把污染物排到一定高
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（二） 大气污染对健康的直接危害 1. 引起急性中毒 ▲烟雾事件：主要类型
★煤烟型烟雾事件：燃煤和工业废气 ★光化学型烟雾事件：汽车尾气
▲生产事故
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★ 煤烟型——伦敦烟雾事件
●主要经过 ●主要原因 △燃煤和工业废气：H2O、 CO2、CO、SO2、NO2和CH △逆温 △Fe2O3+SO2→SO3+H2O →H2SO4
物为SO2、烃类、亚硝酸等。 混合型 煤炭石油两型特点兼而有之是大中城市常见的污染类型。 特殊型 是指有毒物质排出对局部地正造成严重污染事故使大范
围的空气质量下降，多由工业事故性排放特殊气体造成。
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◇ 我国大气污染的主要原因
▲ 燃煤
● 我国的大部分地区的大气污染仍是以二氧化硫为主要特征 的煤烟型污染为主，而大气污染中二氧化硫含量的９０％来 自于煤炭燃烧；
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☆ 煤烟型烟雾事件和光化学型烟雾事件的特点 p69
污染源 气象条件
地形 临床症状
燃煤、 煤烟 工业废
型气
汽车尾 光化 气 学型
寒冷季节（低温、 河谷盆地 高压、风速低、湿 度大、有雾、有逆 温
呼吸道刺 激症状、 心脏病
夏秋季白天（高温、南北纬度 呼吸道刺
天气晴朗、紫外线 60度以下 激症状、
强烈）
◆ 自净
◇ 物理作用：扩散作用、沉降作用 ◇ 化学作用：氧化作用、中和作用 ◇ 生物学作用：植物吸收
◆ 转移：→ ↑ ↓ ◆ 形成二次污染：再次转移 ◆ 转化为二次污染物：毒性增强
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六、大气污染对体健康的危害
（一）大气污染物进入人体的途径
鼻毛、纤毛黏液系统、 吞噬细胞、肺泡Ⅱ型细 胞等呼吸道组成本身就 具有一定的防御作用， 而且呼吸系统还有一定 的特异性和非特异性免 疫作用
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瞬时间污染以排污当时的下风侧地区受影响最大，而全 年污染以全年内主导风向的下风侧地区受影响最大 23
▲ 湍流：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，风速大小不定， 具有阵发性。 ●湍流的强弱变化取决于垂直气温结构、风速和地面起 伏状况。 ☆气温的垂直变化越大，湍流运动越强。 ☆地面起伏越厉害，湍流运动也越强。 ●湍流越强，越有利于污染物的稀释和扩散。
※ 广州市的气象因素 ○有利的：亚热带季风气候，常年气温较高，
日照强，降雨量大 ○不利的:△平均静风频率高达28%
△大气稳定度以中性为主，占62.4%， 强不稳状态的频率较低，仅占1.7%
△贴地逆温出现的频率较高
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◆ 地形
◇山地和谷地
发生时间 温度 风向
谷风 白天
坡>谷 谷→坡
山风 夜晚
坡<谷 坡→谷
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◇ 气象因素
常指正常的太阳幅射、气温、气流、气压、气湿及 空气电离。这些物理因素在一定范围内自然波动。
目前人类活动已在一定程度上改变了大气中的物理 性状如电磁幅射、紫外线的强度（臭氧层的破坏）等， 这些物理因素的改变对人类的潜在危害有待研究。
另一方面气象条件的改变如气候的剧烈变化，一些 长期的微小变化均对人类产生影响。
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▲烟羽：烟气流在大气中呈现的形状，像羽毛在空中飘扬，称 烟羽。常见的有波浪型、椎型、扇型、上扬型和熏烟 型（也称下扩型）五种。
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大气稳定度与烟波类型
大气稳定度
污染物扩散情况 烟波类型
γ>γd
不稳定
γ=γd
Βιβλιοθήκη Baidu中性
γ<γd
稳定
烟囱排放口在逆温层中
垂直扩散充分 波浪型 水平扩散效果好 圆锥型
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◇ 气温
▲ 大气温度垂直递减率（γ）：0.65℃/100m ▲ 气块干热垂直递减率（γd）：0.986℃/100m ▲ 大气稳定度
★ 大气不稳定状态：γ>γd 污染物易扩散 ★ 大气稳定状态： γ<γd 污染物难扩散 ★ 大气中性状： γ=γd 污染物扩散不充分 ▲ 逆温 ：γ<0 大气温度随高度升高而上升，形成上
●我国年二氧化硫排放总量占全球的15.1％，居世界第一位； ● 62.3%的城市，环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家环境 空气质量二级标准，日平均浓度超过三级标准；
●“酸雨”区域已达整个国土面积的30－40％；
▲ 汽车尾气
一些大城市，汽车尾气已成为大气污染的大户，氮氧化 物成为空气中的首要污染物
▲ 城市绿化覆盖率低
度的大气中。
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●排出高度（有效排出高度）：烟囱本身的高度与烟气 抬升的高度之和
●抬升高度：烟气排出烟囱口之后，由于排出速度和热 浮力的作用，上升一段高度后再慢慢扩散， 这段高度称为抬升高度。用烟波中心轴表示
●当其他条件相同时，排出高度↑，烟波断面↑，污染物 的稀释程度↑，污染物在大气中的浓度↓ ●污染源下风侧的污染物最高浓度大致与烟波有效排出高 度的平方成反比
层气温高于下层气温的现象。
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● 逆温的形成原因：
★辐射逆温：冬季或夜间，近地面空气的热量向外辐 射，地表冷却，温度下降，而上层空气降温较慢， 因而出现上暖下冷的逆温现象；
★下沉逆温：上层空气下沉落入高气压团中受热，结 果上层空气的气温高于下层形成逆温；
★地形逆温：在盆地与谷地中，由于山坡散热快，冷 空气沿斜坡下滑，在盆地或谷地内聚集，较暖的空 气被抬至上层，形成地形逆温。
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二、大气污染及其来源（※） ◆ 大气污染
在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量 物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、 植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中 污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统 和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害 的现象叫做大气污染。
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◆ 大气污染的来源
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一、 大气的特征及其卫生学意义
（一）大气的结构
对流层：Troposphere 平流层：Stratosphere 中间层：Mesosphere 热成层：Thermosphere 散逸层：地球引力小，气体可逸出。
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◆ 大气的组成
恒定气体
可变气体
空气 成分
氮气
氧气
稀有 气体
二氧 化碳
尘埃 和其 它气 体
水平延伸
扇型
烟波下方为逆温层，上方大气 不稳定
烟波上方为逆温层下方大气不 稳定
向上扩散 向下沉降
上扬型 熏烟型
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◇ 气压
气压
气流方向
气旋（低气压） 逆时针上升
反气旋（高气压）顺时针下沉
对污染的影响
有利于污染物向 上扩散
阻碍污染物向上 扩散
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◇ 气湿
● 湿度大，不利于污染物扩散 ● 湿度低，有利于污染物扩散
● 工业废气比烟尘飘移性更强，毒性更大
▲ 生活炉灶和采暖锅炉
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▲ 汽车尾气
● 早在40年代，美国洛杉矶城就拥有350 万辆汽车，每天大约消耗1600万升汽油，排 出700多吨一氧化碳，1000多吨碳氢化合物， 300多吨氮氧化合物。
● 氮氧化合物和碳氢化合物，经阳光照射，生成一种浅蓝色 的光化学烟雾。