空气与健康第1部分.ppt

《空气与健康第1部分.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气与健康第1部分.ppt（77页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、主要内容 空气的物理性状及其卫生学意义 空气的化学性状及其卫生学意义 空气污染的调查、评价与防护 主要参考资料 1、杨克敌主编 .环境卫生学（第五版） .人民卫生出 版社 .2003年 12月 . 第三章 大气卫生 P55 103 第八章 住宅与办公场所卫生 P251 278 2、 蔡宏道主编 . 现代环境卫生学（第四版） . 人民 卫生出版社 . 1995年 9月 第一节 空气的物理性状及其卫生学意义 教学目的要求 1、按 环境卫生学教学大纲 要 求掌握理论知识； 2、通过理论知识学习，认识到空 气环境的重要性，树立科学的 环境观。 1.空气的物理性状及其卫生学意义 一、大气圈及大气垂直结构

2、 二、太阳辐射 三、气象因素 四、空气离子化 五、 室内空气物理性状及其对健康的影响 一、大气圈及大气垂直结构 大气圈 (atmosphere) 包围在整个地球表面的空气，厚度为 2000 3000Km 。 altitude（ Km） 800 100 80 60 40 20 -100 -50 0 50 100 temperature（ ） troposphere 1、气温随高度增加而递减 2、空气垂直对流 3、气象变化复杂 stratosphere Ozone layer 1、空气以水平运动为主 2、几乎没有水蒸气，没有 气象现象，利于高空飞行 3、有 20km左右臭氧层， 可吸收短波紫外线

3、mesosphere thermosphere exosphere 气温随高度增加而递 减（高空对流层） 1、气温随高度增加而 增加 2、气体分子呈电离状态 大气垂直分层 二、太阳辐射 （ solar radiation） 43到达地表 43折回 宇宙空间 14被大气吸收 表面温度 6000 K 太阳 太阳辐射光谱 放射能力 卡 /厘米 2分 微米 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 3 波长（ m） ultraviolet radiation 150400nm visibal light 400760nm infrared radiation

4、760nm3000nm 紫 外 线 区 可 见 光 区 红 外 线 区 （一） ultraviolet radiation UV 紫外线分段 （ 第二届哥本哈根光学会议 ） UV-A 320 400nm UV-B 275 320nm UV-C 200 275nm 紫外线 生物学作用 有利作用 有害作用 色素沉着 作用 抗佝偻 病作用 杀菌作用 其它 红斑作用 其它 过量 适量 色素沉着作用 (pigmentation) 紫外线 皮肤细胞中黑色素原 黑色素 氧化酶 300-400nm UV-A 1、改变皮肤对光线的吸收能力，可 促使汗腺分泌 ，保护皮肤及深部组 织不致受过热损害 2、 吸收多种光

5、线 ， 防止紫外线深入 穿透组织 ，减少紫外线的有害作用 抗佝偻病作用 (anti-rachitic effect) 紫外线 皮肤和皮下组织中的 7-脱氢胆固醇 VitD2 活性 25（ OH） D3 290 320nm UV- B 维持正常的钙、磷 代谢和骨骼的正常 生长发育 正常日照 人皮肤产生 VitD3: 6u/cm2/h 10100ug/天 空气污染、 季节变化 等可影响 UV的生 物学作用 杀菌作用 (germicical effect) 紫外线 细胞原浆蛋白质分解 核变性、凝固 细菌 200 275nm UV-C 紫外线的其它有利作用 增强免疫功能 提高组织的氧化过程 兴奋交感神

6、经系统 红斑作用 (erythema effect) 紫外线 皮肤 表皮细胞破坏 释放 组胺和类组胺物质 刺激神经末梢 通过反射作用引起皮肤毛细血管扩张 ， 血 管壁通透性 皮肤潮红 、 红肿 275 320nm UV-B 紫外线的其它有害作用 紫外线眼损伤 紫外线皮肤损伤 产生光化学烟雾 （二） infrared ray 生物学作用的基础是热效应，故又称热射线。 长波红外线（ 1400nm 3000nm）： 穿透能力较 弱，主要加温皮肤表层。 短波红外线（ 760nm 1400nm）： 穿透能力较 强，可加温组织深部 。 红外线 组织均匀加温、血管扩张 皮肤、组织受过热损害 促使机体新陈代谢

7、与 cell增生 消炎和镇痛作用 治疗慢性皮肤病、神经病、 冻伤 、伤口愈合 皮肤烧伤 、红外线白内障 、 红外线视网膜灼伤 适量 过量 临床应用 （三） visible light 作用于视觉器官产生视觉 通过视器官改变着机体的紧张和觉醒状 态 单色光的生物学作用 对高级神经系统有明显作用 对其它器官系统的生物学作用 可视线 预防眼睛疲劳 和近视，提高情 绪和劳动效率 视觉器官过度紧 张而易引起疲 劳，损伤视力 照度适宜 照度过强或过弱 三、气象因素 （ meteorological factor） 天气 气候 瞬间至十余天的时间内多 种气象要素（温度、湿度、 气压、风速 ）的综合 状态称为

8、天气 较长时期 天气的 总和称为气候 （一）气象因素包含的主要要素 气象因素 气温 气压 气湿 气流 1、气温 表示单位： 、 、 K K +273 9/5+32 （ 1）气温的垂直分布 大气温度垂直递减率（ ） 高度每增加 100米，气温下降的度数。 通常情况下为 0.65 。 即 0.65/100 米。 高度（ Km） 18 15 12 9 6 3 0 -80 -60 -40 -20 0 20 40 温度（ ） 气温垂直分布实际情况 0 气温随高度递减 0 气温随高度无变化 0 气温随高度递增 逆温 （ 2）逆温的概念及成因 逆温 (temperature inversion) 在大气对流

9、层内 ， 气温随高度增加而增 加 ， 其温度垂直分布与标准大气的相反 。 这种现象称为温度逆增 ， 简称 逆温 。 出 现逆温的气层叫 逆温层 。 逆温层的出现将阻止气团的上升运动 ， 使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层 ， 只能在其下空扩散 ， 因此可能造成高浓 度污染 。 逆温的成因 辐射逆温 在冬季无风 、 少云的夜晚 ， 地面无热量 吸收 ， 但同时不断通过辐射失去热量而 冷却 ， 导致下层空气降温较快 ， 而上层 空气降温较慢 ， 形成逆温 。 逆温的成因 地形逆温 在盆地和山谷地形的夜晚 ， 山坡表面散 热量大 ， 冷却快 。 寒冷的空气沿山坡下 层聚集在山谷中 ， 形成滞止的冷气

10、团 ， 谷底的暖气团上移 。 山谷中就形成了 上温下冷的逆温层 。 （ 3）大气稳定度 （ atmospheric stability） 气块的干绝热变化 气块干绝热垂直递减率（ d） 大气中作垂直运动的气团，因向外膨胀 或受外界压力的影响产生的温度变化 。 不考虑与外界能量交换引起的温度变化 空气垂直移动过程中因气压变化 而发生温度的绝热变化。干燥空气 的 d为 0.986/100 m， 即每上升 100m， 温度降低 0.986 。 气块干绝热变化示意图 气块 烟囱 污染物是随近地面的 气块作垂直运动的 气块在作垂直运动时， 不受周围空气温度的影响 由于外界压力的影响， 使气块的膨胀与收缩

11、会 导致气块温度变化 大气稳定度：气块垂直运动的程度。 （ 1）稳定状态 空气团受力移动后， 逐渐减速，并有返回 原来高度的趋势 （ 2）不稳定状态 空气团一离开原位就 逐渐加速运动，并有 远离起始高度的趋势 （ 3）中性状态 空气团被推到某一定 高度后，既不加速也 不减速 可用 、 d 判断 （ 1） d 大气垂直对流弱， 大气中的污染物 扩散极差 （ 2） d 有利于空气垂直 对流，大气中的 污染物容易扩散 （ 3） d 空气垂直对流不 剧烈，大气中的 污染物可以扩散， 但不充分 举例 设有 A、 B、 C三团空气，其位 置都在离地 200m的高度上，在作升降 运动时其温度均按干绝热垂直减

12、率变 化，即 1/100 m。 而周围空气的温度 垂直减率 分别为 0.8/100 m、 1/100m 和 1.2/100 m 大气稳定度分析举例 稳定状态 中性状态 不稳定状态 d 1/100 m 0.8/100 m d 1/100 m 1/100 m d 1/100 m 1.2/100 m 12.0 12.0 12.0 2、气压 （ 1）概念及其表示单位 大气的压强称气压 。 表示单位： Pa、 mmHg。 标准大气压：指纬度 45的海平面上 ， 气 温为 273K状态时的大气压 。 1个标准大气压 1.10325 105 Pa 760 mmHg 1 mmHg 133.322 Pa （ 2

13、）对污染物扩散的影响 当地面受低压控制时， 四周高压气团流向中 心，中心的空气便上 升，形成上升气流。此 时云雨天较多，通常风 速较大，有利于污染物 向上扩散。 （ 2）对污染物扩散的影响 当地面受高压控制时， 中心部位的空气向周围 下降。此时天气晴朗， 风速小，出现逆温层， 阻止污染物向上扩散。 因此，在稳定气压的控 制下，大气污染加重。 3、气湿 （ 1）概念及表示方法 指大气中含水分的程度 。 常用以下三种方法表示 : 绝对湿度 饱和湿度 相对湿度 绝对湿度 是在某一温度下，一定容积大气中 所含水蒸气的绝对量。 以单位容积 表示时为 g m3，以分压表示为 mmHg。 饱和湿度 是在某一

14、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。 不同气温下的饱和湿度 气温 ( ) 水蒸气压力 (mmHg) 水蒸气量 (g/m3) 0 4.58 4.58 5 6.54 6.81 10 9.21 9.42 15 12.79 12.85 20 17.54 17.32 相对湿度 相对湿度是空气中绝对湿度与饱和 湿度之比，以百分数表示。 相对湿度在 80以上称为高气湿， 30以下称为低气湿。 （ 2）对污染物扩散的影响 相对湿度 大气中颗粒物吸 收 H2O 重量 影响 运动速度 污染物不易扩散 加重局部大气的污染 。 湿度 空气干燥 有 利于污染物扩散 4、气流 风 （

15、 wind） ： 空气的水平运动 湍流 （ atmospheric turbulence ） ：不 规则的空气流动 描述风的两个 要素：风向和 风速 (m/s) 风对污染物的扩散有两个作用 风向决定了污染物迁移运动的方向。 污染物总是由上风向输送到下风向，在 污染物的下风向，污染总要重些。 整体的输送作用 对污染物的冲淡稀释作用 风速越大，单位时间内与烟气混合的清 洁空气量就越大，冲淡稀释作用就越好。 风向频率图 又称 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 。 风向频率 图能够反映某地区一定时期内的主 导风向 ， 从而能够指示该地区受某

16、 一污染源影响的主要方位 。 广州市多年风向频率图 （二）天气与气候对人体健康的影响 1、 天气、气候对健康影响的渠道 天气 与气 候 对人体的物理生理的影响 对生物性病原体的影响 对非生物性病原体的影响 对生物性传媒的影响 几种疾病及其传媒 需要的气候条件 疾病 气候条件 传媒 气候条件 利什曼病 年均温 10 白蛉 干燥 ,年均温 10 嗜睡性脑炎 最热月均温 25 孑孓蝇 最低温 10 黄热病 最冷月均温 15 埃及伊蚊 年均温 12 疟疾 最热月均温 17 按蚊 年均温 12 阿米巴痢疾 最热月均温 25 内阿米巴 对气候不敏 感 2、发病的天气和气候因素 （ 1）天气变化与疾病 气团

17、 锋面 水平方向上物理性质 (温度、 湿度、稳定度等 )比较均匀的 大块空气，分冷、暖两种。 冷暖气团交界的狭窄过渡带叫锋面。 气团及锋面示意图 冷锋入侵 冷气团控制 冷气团减弱 暖峰移来 并控制 气流、气湿、气温、 气压急剧变化，对健 康有不利影响，疾病 发作或病情加重 夏季：凉爽， 对健康有利。 冬季：寒风凛冽， 对健康不利 天气回暖，疾 病好转或缓解 冬季：气候回暖，对健 康有利。 夏季：炎热潮湿，对健 康不利 （ 3）疾病发作或流行的天气因素 疾病 多发月份 高发及病情加 重天气 调查地点 急性心血管疾 病 10月至次年 4 月，高峰在 11月至 1月 冷空气入侵 ， 冷气团控制 北京

18、、天水、 青岛、武汉、 上海和广州 呼吸道感染 冬季，尤以 12月为最 冷空气入侵 ， 冷气团控制 伊宁、天水、 北京、天津、 张家口、青岛、 上海、番禹和 绵阳 3、气候适应 人类通过遗传和后天获得的功能而对气 候具有很大的适应能力。 适应能力可因锻炼而加强。 对气候的适应是一个发展的过程 。 四、空气离子化 (Air ionization) 1、空气离子的发生 空气中的 气体分子 外界理化因素 外层电子跃出 正离子 电子 气体分子 负离子 大气中空气分子或原子在自然或人工条件 下形成带电荷的正、负离子的过程称为 空气离子化 空气离子的分类（据离子大小和迁移率） 离子类型 直径（ cm） 迁

19、移率 cmS 1/Vcm 1 形成 轻离子 n- 或 n 10 7 1 2 与 3 15 个中性分 子吸附 中离子 10 5 10 7 0.01 0.05 与 102 103个中性 分子吸附 重离子 N- 或 N 10 5 0.0003 0.001 轻离子 + 尘埃、水 滴 2、 空气离子的生物学效应 （ 1）空气正、负离子的生物学效应特点 当空气离子浓度在一定范围时，正离子主要 作用于 交感神经 ，负离子则作用于 副交感神 经 。适量的正、负离子联合作用于机体，对 维持正常生理功能有良好作用。 空气离子浓度在 2 1043 105/cm3时，负离 子对健康呈 良好作用 ，正离子则有 不良作用

20、 ； 如空气离子浓度超过 106个 /cm3时，则不论正、 负离子均可对健康产生不良作用。 （ 2）空气离子生物学作用机理 空气离子作用的分子机理至今无定论。 较多的学者认为负离子能刺激组织中的 单胺氧化酶发挥去胺作用，降低 5-羟色 胺的释放，影响植物神经调节。 3、空气离子的应用 临床上的应用 预防保健上的应用 可用于治疗支气管哮喘、慢支炎、胃、十二指 肠溃疡、冠心病、高血压、甲亢、更年期综合症等 净化空气：用于厂矿、医院、学校和公共场所 改善环境，预防疾病 防止疲劳、提高工作效率 4、空气离子浓度与大气洁净程度 空气中离子浓度与地理条件、季节、时 间、天气、污染、绿化等因素有关。 一般空

21、气清洁地区如郊区、田野、山谷、 海岸、瀑布等地负离子多，人多拥挤、 通风不良、吸烟、空气污浊、长期使用 空调等场所，负离子少，正离子多。 不同空气环境状况空气负离子浓度 环境 空气负离子浓度（个 /cm3） 海滨、森林、瀑布 20,000 疗养地区 10,000 乡村 5,000 清洁空气 1,000 1,500 旷野、郊区 700 1,000 公园 400-800 街道绿化地带 100-200 城市办公室 100 空气离子卫生学评价指标 （ 1）空气离子数 居室中负离子 1000 个 /cm3 （ 2）重、轻离子比 （ 3）单极系数 （ N+ N ） （ n+ + n- ） 50时，为清洁空

22、气 Q = n n 或 N N 或 （ N+ n+） （ N- n-） 一般认为 Q1 时，才能给人以舒适感 五、室内空气物理性状及其对健康的影响 1、微小气候（ microclimate） （ 1） 概念 住宅的室内由于屋顶、地板、门窗和 墙壁的维护结构以及室内的人工空气 调节设备等综合作用，形成了与室外 不同的室内小气候，称为室内微小气 候。 （ 2）要素及评价指标 要素 包括气温、气湿、气流、 热辐射 评价指标 有效温度 （ Effective temperature ET） 相对湿度为 100、 气流速度为零 时可产生在同样温热感觉的气温度数 。 凡温度高于 0 (-273.2 K)以

23、 上的物体都有红 外线辐射 举例 （ 1）气温 17.7 ，湿度 100，气流 0 （ 2）气温 22.4 ，湿度 70，气流 0.5 （ 3）气温 25 ，湿度 20，气流 2.5米秒 （ 1）、（ 2）、（ 3）三种情况对人体产生 的温热感觉相同，故（ 2）、（ 3）的 ET为 17.7 （ 3）微小气候对机体健康的影响 机体的热平衡 人体的热平衡是在在中枢神经系统的 支配与调节下，产热与散热两个过程 动态平衡的结果。 S M R C-E 机体蓄 热状况 产热和散热平衡 S 0 产热 散热 S0 产热 散热 S0 机体的热平衡 M- 机体产热情况 三大物质代谢 基础代谢 食物的特殊动力效应

24、 肌肉活动 内分泌腺活动 环境温度 成人 8373.6KJ/d R-辐射热量 正辐射为 “ +” ，负辐射为 “ -” 当周围物体如墙壁、屋顶、地面和其他物 品温度高于皮肤温度时，则向机体辐射热 量， 称为 正辐射 。在一般情况下，人体皮 肤温度总比周围物体温度高些，机体向周 围物体辐射热量，称为 负辐射 。 C-传导对流热量 传导对流散热为 “ -” ，得热为 “ +” 传导散热是身体表面直接与较冷的物体和水 分接触进行热交还。对流散热则是身体和空 气接触进行热交还。 E 蒸发散热 蒸发时 E为 “ -” 蒸发散热是机体通过皮肤汗液的蒸发 及水蒸气自肺脏呼出而散热。 自人体表面每蒸发 1ml

25、水，可带走 2.32/kJ热量。 当气温高于皮温时，其他几种散热方 式都失去作用，蒸发便成为唯一的散 热途径。 微小气候对机体热平衡的影响 气温、气湿、气流、热辐射对人体的热平衡 都有影响，并且是综合的作用。人体只有在 一定微小气候条件下，产热量和散热量基本 平衡时，才会感到舒适。 小气候变动超出一定范围后，可导致机体体 温调节紧张。 如果长期处于紧张状态，就会 影响许多系统（如神经、消化、呼吸、循环 等系统）的功能，降低机体抵抗力，增加患 病率。 2、 噪声污染 （ 自学 ） 环境卫生学 第五版 P263 264 要求：了解室内噪声的主要来源及危害 。 3、 非电离辐射污染（自学） 环境卫生

26、学第五版 P264 265 要求：了解室内非电离辐射的主要来源及 危害。 小 结 重点 一、大气圈及大气垂直结构 大气垂直分层及各层特点 二、太阳辐射 太阳辐射光谱的组成；各种射线的波长范围 紫外线的生物学作用；红外线的生物学作用。 三、气象因素 大气温度垂直递减率 ；逆温的概念及卫生 学意义；气块干绝热垂直递减率 ；大气稳 定度的判断；气压、气湿、气流的表示方 法或单位；风向频率图；气团及锋面的概 念；天气与气候对人体健康的影响。 四、空气离子化 空气离子化的形成及概念；空气离子的生 物学效应特点；空气离子浓度与大气洁净 程度 。 五、室内空气物理性状及其对健康的影响 微小气候的概念、要素及对机体健康的影 响。 作业 1、复习本次课内容，并整理笔记。 2、预习教材： P58 91。 3、思考题： 试述天气、气候与健康的关系。