第4章 大气污染与防治.ppt

Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,大气污染与防治,Air pollution and,Environmental protection,鞠美庭教授 南开大学环境科学与工程学院,Air is essential to all organisms on earth.For human beings,air for breathing is more important than our daily bread.The air we inhale is made up of 21%oxygen and 0.03%carbon dioxide.We exhale 17%oxygen and 4%carbon dioxide.Oxygen is needed for the metabolic processes which occur within the cells.An adult inhales approximately 14000 liters of air daily,which is equivalent to the volume of about 50 bathtubs.,2/74,讲授内容,Content of Discussion,第二部分：大气污染物各论,1.,二氧化硫,2.,一氧化碳,3.,氮氧化物,4.,颗粒污染物,5.,碳氢化合物,6.,苯并,芘,7.,氟化物,8.,铅,第一部分：概述,1.,大气的组成及结构,2.,大气污染的含义,3.,大气污染源,4.,影响大气污染的气象因素,3/74,概述,大气的组成及结构,干洁空气的组成,:,氮（,N,2,）占,78.09%,氧（,O,2,）占,20.95%,氩（,Ar,）占,0.93%,三者合计达,99.97%,。,4/74,大气圈的结构,由于地球引力的作用，大气质量集中于大气层下部，全部质量的,50%,集中在离地面,5km,以下范围内；,75%,的质量集中在,10km,以下；,90%,集中在,30km,以下的范围内。换言之，从地面愈向上去，大气质量愈小，空气愈稀薄。由于大气质量在垂直方向上的不均，结合大气的运动状况，考虑到大气温度的变化以及电荷等物理性质的差异，将大气圈分为五层。,概述,大气的组成及结构,5/74,（,1,）对流层：,大气圈最下一层，层内气流对流强烈,气温随高度而降低。,（,2,）平流层：,对流层顶到,50,55km,高处的大气层，这里空气以平流运动为主，垂直运动很少，故叫平流层。,（,3,）中间层：,从平流层顶到,85km,高度属中间层。此层气温又随高度增高而下降，空气有较强的对流运动。,（,4,）热成层：,中间层之上，上界可达,800km,高处。由于原子氧吸收了太阳紫外光的能量，使此层的温度随高度的上升迅速升高，故又叫暧层或热层。又因为太阳和其他星球射来的各种射线的作用，此层大部分空气发生电离，具有较高密度的带电粒子，故又称电离层。,（,5,）逸散层：,逸散层是大气圈的最外层，它的厚度大约从,800km,一直延到,2000,3000km,高处，是地球大气向外层空间过渡的层次。,概述,大气的组成及结构,6/74,Figure 2-3.Major regions of the atmosphere(not to scale).,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,Earth,Sea level,Stratosphere,N,2,O,2,H,2,O,CO,2,Troposphere,Mesosphere,Thermosphere,O,3,10-16 km,50 km,85 km,500 km,15,-56,-2,-92,1200,O,3,+,hv,(220 nm-330 nm),O,2,+O,O,2,+,NO,+,Incoming Solar radiation,（,太阳辐射能）,OO,2,O,2,+,O,+,NO,+,1200 km,O=O,2,High energy ultraviolet:,330 nm,penetration to,Eearths,surface,Ultraviolet:,200-330,nm,penetration to,50 km,在迄今为止的,11,次世界上重大污染事件中，就有,7,件是由大气污染造成的，如马斯河谷事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、四日市哮喘事件、博帕尔农药厂泄漏事件和切尔诺贝利核电站事故等，这些污染事件均造成大量人口中毒死亡。,概述,大气污染的含义,9/74,概述,大气污染的含义,大气污染,指大气中污染物质的浓度达到了有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。,7/74,形成大气污染的三个要素,污染源大气状态受体,大气污染的三个过程,污染物排放大气运动的作用对受体的影响,概述,大气污染的含义,8/74,概述,大气污染源,大气污染源,大气污染源指向大气排放足以对环境产生有害影响物质的生产过程、设备、物体或场所,概述,大气污染源,大气污染源分类,按污染源存在的形式分：,固定污染源 移动污染源,按污染物排放的方式分：,点污染源 面源 线源,按污染物排放的时间分：,连续源 间断源 瞬间源,按污染物产生的类型分,：工业污染源 生活污染源 交通污染源,影响大气污染的气象因素,大气的运动和风,引起大气运动的作用力：,（,1,）气压梯度力,（,2,）地转偏向力,（,3,）惯性离心力,（,4,）摩擦力,影响大气污染的气象因素,污染系数与风向频率,污染系数,P,i,=,f,i,/,u,i,f,i,:,风向频率；,u,i,:,风速,风向频率 表示某特定区域内，过去某特定时段内风向出现的概率。常用风向频率玫瑰图表示。,影响大气污染的气象因素,湍流,指空气在主导风向上出现上下左右无规则的阵性搅动。分为热力湍流、机械湍流,逆温,气温随高度增加而增加,温度层结,地球表面上方垂直方向上的温度分布。,T,绝对温度,(K),；,z,高度。,在对流层中，,dT/dz,0,，,=0.6K/100m,，即每升高,100m,气温降低,0.6,。,一定条件下出现反常现象,当,=0,时，称为等温层；,当,0,时，称为逆温层。这时气层稳定性强，对,大气的垂直运动的发展起着阻碍作用。,影响大气污染的气象因素,逆温分为,：,辐射逆温、下沉逆温、湍流逆温、锋面逆温、地形逆温,影响大气污染的气象因素,大气稳定度,指垂直方向上大气稳定的程度。,稳定的大气：当大气中某一气块在垂直方向上有一个小的位移，如果层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称层结是稳定的，,d,不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来位置，则称层结是不稳定的，,d,中性的大气：介于上两者之间，,d=,影响大气污染的气象因素,大气污染状况与大气稳定度有密切的关系，下面以一高架源连续排放烟云为例来说明大气稳定度对大气污染物的影响。高架排放的烟云有,5,种类型：,影响大气污染的气象因素,（,1,）,翻卷型,（波浪形）,：出现于大气不稳定状态下，,r0,，,rr,d,的情况下，温度随高度的增加而降低，烟云在上下左右方向上摆动很大，扩散速度较快，烟云呈剧烈翻卷。由于扩散速度较快，靠近污染源地区污染物落地浓度较高，在较远的下风处污染较轻，该种烟云多发生在晴朗的中午。,（,2,）,锥形烟流,：外形类似一个椭圆锥，当烟流离开排放口一定距离后，云轴基本保持水平。烟流比翻卷形规则，大气处于中性或弱稳定,r0,，,r=r,d,。,扩散速度及落地浓度均比翻卷形低，污染物运输较远。该种烟流多出现在阴天或多云天以及冬季夜晚。,影响大气污染的气象因素,（,3,）,扇形烟流,：其扩散在垂直方向受到抑制，在水平方向扩散成扇形。大气处于稳定状态,r0,，,r-r,d,0,，出现逆温层。污染物可以传送到很远的下风向。,（,4,）,屋脊型烟流,：其下侧,r0,，,rr,d,边缘清晰，呈平直状，上部出现湍流扩散，烟囱出口上方大气处于不稳定状态,r0,，,rr,d,；,下方大气则处于稳定状态,r0,，,r-r,d,0,。烟气中污染物不向下方扩散 而只向上方扩散，对地面污染较小。该种烟型多出现在日落前后。,影响大气污染的气象因素,（,5,）,熏烟型,：烟流的上侧边缘清晰，呈平直状，烟流的下部有较强的湍流扩散，烟上方有逆温层。烟气上升到一定程度后受到逆温层的控制。烟囱出口上方大气稳定,r0,，,r-r,d,0,；下方大气不稳定,rr,d,。,这种情况下烟云就好象被盖子盖住一样，只能向下部，象烟熏一样直扑地面。在污染源附近的污染物浓度较高，地面污染严重。,概述,大气污染物,一次污染物和二次污染物,一次污染物是指直接从各种排放源进入大气的各种气体、蒸气和颗粒物，如前述的二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒等全是主要的一次污染物,。,10/74,一次污染物二次污染物,含硫化合物,SO,2,，,H,2,S,SO,3,，,H,2,SO,4,，,MSO,4,含氮化合物,NO,，,NH,3,NO,2,，,HNO,3,，,MNO,3,碳氢化合物,CH,4,等化合物,醛、过氧乙酰硝酸酯,碳氧化合物,CO,，,CO,2,卤素化合物,HF,，,HCl,概述,大气污染物,大气中的碳氢化合物等一次污染物，在阳光作用下发生光化学反应，可生成臭氧、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯（,PAN,）,等二次污染物。,11/74,概述,几种主要的大气污染物,u,颗粒物质（,气溶胶状态污染物,）：,是除气体之外的包含于大气中的物质，包括各种固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。包括,粉尘、烟、飞灰、黑烟和雾,，其粒径范围从,200m,到,0.1m,以下。,降尘，粒径大于,10m,，,重力作用下可以降落,;,飘尘，粒径小于,10m,的包括煤烟、烟气和雾在内的颗粒状物质。,u,硫化物：,硫常以二氧化硫和硫化氢的方式进入大气，也有一部分以亚硫酸及硫酸（盐）微粒形式进入大气。大气中硫约,2/3,来于天然源，其中以细菌活动产生的硫化氢最为重要。,u,碳氧化物：,一氧化碳和二氧化碳。,u,氮氧化物：,包括,NO,、,NO,2,、,N,2,O,3,、,N,2,O,4,和,N,2,O,5,等多种化合物，但主要的是,NO,和,NO,2,。,u,碳氢化合物：,碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的物质组成。,12/74,气态污染物,（,1,）还原型（煤炭）污染,这类污染的主要污染物,是,SO,2,、,CO,和颗粒物。在低温、高湿度的阴天，且风速很小，伴有逆温存在的情况下，一次污染物受阻，容易在低空聚积，生成还原性烟雾。伦敦烟雾事件就是这类还原型污染的典型代表，故这类污染又称伦敦烟雾型。,概述,大气污染类型,以污染物的化学性质及它们存在的大气环境状况为依据，大气污染可分为还原型污染和氧化型污染。,13/74,（,2,）氧化型（汽车尾气型）污染,这类污染多发生在以石油燃料为主地区，污染物的要来源是汽车排气、燃油锅炉以及石油化工企业。主要的一次污染物是一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。这些污染物在太阳光照射下能够引起光化学反应，生成二次污染物,臭氧、醛类、过氧乙酸硝酸酯等物质。这类物质具有极强的氧化性，对人的眼睛等粘膜有强刺激作用。洛杉矶光化学烟雾就属此型污染。,概述,大气污染类型,14/74,根据燃料的性质和大气污染物的组成和反应，亦可把大气污染划分为下面四种类型。,（,1,）煤炭型 煤炭型污染的代表污染物是由煤炭燃烧时放出的烟气、粉尘、二氧化硫等构成的一次污染物，以及由这些污染物质发生化学反应而生成的硫酸、硫酸盐类气溶胶等二次污染物。,（,2,）石油型,（,3,）混合型,（,4,）特殊型,概述,大气污染类型,15/74,概述,我国大气污染的基本情况,我国是世界上大气污染最为严重的国家之一，大气污染是我国环境问题中最突出的问题。,16/74,我国大气污染的特点,（,1,）以粉尘和二氧化硫为代表的煤烟型污染是我国大气污染的主要特征。,主要污染物是降尘和总悬浮颗粒，其次是二氧化硫。这三种污染物所造成的大气污染，已成为我国大气污染的普遍问题。,概述,我国大气污染的基本情况,17/74,（,2,）我国大气污染的程度有明显的空间和时间上的差异。,在空间上，总得说来，北方城市污染程度重于南方城市，尤以冬季更显著。如从,SO,2,浓度来看，北方有,30%,的城市超过国家二级标准，而南方只有,19.2%,。降尘现象，也是北方大于南方，但酸雨现象，南方重于北方。,从时间上看，我国大气污染冬季重于夏季，污染物的浓度早晚又高于中午。,我国大气污染在产煤区普遍严重，尤其在产高硫煤区。,概述,我国大气污染的基本情况,18/74,我国大气污染严重的原因,（,1,）直接燃煤是我国大气污染严重的根本原因。,（,2,）能源浪费严重，燃烧方式落后，加重了大气污染。,（,3,）城市和交通沿线，由于车流通量大，道路设施不足，形成交通阻塞，也是城市大气污染加重的一个原因。,（,4,）城市布局不合理，人口密度过大，工厂集中等都对大气污染产生重要影响。,概述,-,我国大气污染的基本情况,19/74,The labels used in the index were changed in 1998 to make them clearer.Air pollution levels between 51 and 100 are called high.Anyone exposed to high levels over a long period could suffer health effects.,空气污染指数（,Air Pollution Index,）,是一种反映和评价空气质量的方法。目前我国的“全国重点城市空气质量周报”中采用,API,。,国家环保总局根据我国城市空气以煤烟型为主、空气常规监测的指标主要为,SO,2,、,NOx,和总悬浮颗粒物的现状，规定上述三项作为,API,的暂定项目。并规定,API50,、,100,、,200,分别对应于空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的浓度限值。,年产煤,10.23,亿,吨 占,世界第位,年产石油,1.6,亿,吨 占,世界第,位,年产天然气,243.37,亿,m,3,占世界第,15,位,世界能源结构,(,按标煤产量,),煤,:,油,:,气,=1.1:1.7:1,中国能源结构,(,按标煤产量,),煤,:,油,:,气,=35.3:7.9:1,天然气,原油,煤炭,核电水电,世界,中国,中国,21/74,世界10大空气污染严重城市排序,.,太原,.,米兰,.,北京,.,乌鲁木齐,.,墨西哥城,.,兰州,.,重庆,.,济南,.,石家庄,10.,德黑兰,WHO 1998,年对,54,个国家,个城市的调查,结果,我国城市空气的高污染,22/74,1,温室效应,大气中某些痕量气体含量增加，而引起的地球平均气温上升的情况，则称温室效应。这类痕量气体，即叫温室气体，主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、氧化亚氮和氯氟烃（氟利昂）等，其中以二氧化碳的温室作用最明显。,由温室气体诱发的温室效应，将导致全球环境的重大变化。温室效应将带来以下影响：气候变化、气候变暖、生态环境变化。,概述,全球大气污染问题,23/74,2,酸雨问题,酸雨又称酸性（降）降雨，是一种大气污染现象，通常将,pH,小于,5.6,的雨或其他方式形成的大气降水（如雾、露、霜），统称酸雨。,（,1,）二氧化硫和酸雨,（,2,）氮氧化物和酸雨,（,3,）酸雨的危害,概述,全球大气污染问题,24/74,3,臭氧层耗竭,臭氧的作用：臭氧（,O,3,）,是大气的微量气体之一。臭氧浓度在大气层中的平流层中的,20,25km,高处比较集中，形成了平均厚度约为,3mm,的臭氧层。臭氧层对于地球上的生命界有极大的意义。首先，臭氧层可以吸收太阳的紫外光（波长为,290,320mm,）,辐射，为地球提供了防护紫外线的屏蔽，因此保护了地球上所有的生命。其次，臭氧层通过吸收紫外光，将平流层加热，形成平流层温度逆增，避免对流层大气与高空大气相混合，对地球气候起到了很大的调节作用。,概述,全球大气污染问题,25/74,“,臭氧空洞,”,的形成：近些年来，由于在平流层内运动的飞行器日益增多，以及人类活动产生的一些痕量气体如氮氧化物和氯氟烃等进入平流层，使臭氧层遭到破坏，以至于在南极上空出现了,“,臭氧空洞,”,。,概述,全球大气污染问题,26/74,导致大气中臭氧减少和耗竭的物质：主要是平流层内超音速飞机排放的大量氮氧化物（,NO,），,以及人们大量生产并使用的氯氟烃化合物（氟利昂），,如,CFCl,3,（,氟利昂,-11,），,CF,12,Cl,2,（,氟利昂,-12,）等。氟利昂在对流层内性质稳定，到臭氧层中，会与臭氧发生反应，消耗臭氧，降低臭氧层浓度。,概述,全球大气污染问题,27/74,导致大气中臭氧减少的机理较复杂，通常认为是与氮氧化物的催化作用分不开，如：,反 应：,NO+O,3,NO,2,+O,2,NO,2,+O NO+O,2,净效应：,O,3,+O O,2,+O,2,其次，氯氟烃光解产生的活性氯自由基,（,Cl,），,氯氧自由基,（,ClO,）,亦与臭氧发生反应：,Cl+O,3,ClO+O,2,ClO+O,Cl+O,2,O,3,+O O,2,+O,2,概述,全球大气污染问题,28/74,大气污染物讨论,本部分重点讨论二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、颗粒污染物、碳氢化合物、苯并,芘、氟化物、铅等大气污染物的来源、危害以及浓度限值的确定依据。,29/74,污染物,名称,取值,时间,浓度限值,浓度,单位,一级标准,二级标准,三级,标准,SO,2,年平均,日平均,1,小时平均,002,005,015,006,015,050,010,025,070,mg/m,3,标准,状态,TSP,年平均,日平均,008,012,020,030,030,050,PM,10,年平均,日平均,004,005,010,015,015,025,No,x,年平均,日平均,1,小时平均,005,010,015,005,010,015,010,015,0，30,各项污染物的浓度限值,(1),（,环境空气质量标准,（,GB30951996,）,污染物,名称,取值,时间,浓度限值,浓度,单位,一级标准,二级标准,三级,标准,NO,2,年平均,日平均,1,小时平均,004,008,012,004,008,012,008,012,024,mg/m,3,标准,状态,CO,日平均,1,小时平均,400,1000,400,1000,600,2000,O,3,1,小时平均,012,016,020,Pb,季平均,年平均,150,100,g/m,3,各项污染物的浓度限值,(2),（,环境空气质量标准,（,GB30951996,）,31/74,污染物,名称,取值,时间,浓度限值,浓度,单位,一级标准,二级标准,三级,标准,苯并,a,芘,BaP,日平均,001,g/m,3,标准,状态,氟化物,(,以,F,计,),日平均,小时平均,7,20,月平均,植物生长季均,18,12,30,20,mg/（m,2,d）,注：,适用于城市地区；,适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区；,适用于农业和林业区。,各项污染物的浓度限值,(3),（,环境空气质量标准,（,GB30951996,）,32/74,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,NO,x,和,NO,2,的关系,大气中的氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮。通常排放到大气中的,NO,很快被氧化为二氧化氮,(NO,2,),，,即使在大气中的氧化剂（,如,O,3,）,含量较低时，,NO,的氧化过程也是很迅速的，在,O,3,浓度为,0.2g/m,3,的条件下，若空气最初的,NO,浓度为,0.13g/m,3,时，则在不到,1,分钟的时间内，就会有,50%,的,NO,被氧化为,NO,2,。,国外文献及我国北京、杭州等市的监测结果表明，在环境大气中,NO,X,浓度与,NO,2,浓度之比为,3:2,，这表明实际大气中,NO,X,的主要成分是,NO,2,。,33/74,自然背景浓度,大气中的,NO,X,背景浓度很低，全球二氧化氮的背景浓度年平均值范围约为,0.4,10g/m,3,。,我国,1989,年部分城市的清洁对照点监测结果表明：日均浓度范围一般在未检出到,75g/m,3,范围之内，其中半数城市清洁区的日均浓度低于,50g/m,3,。,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,34/74,城市污染现状,国外城市地区年均,NO,2,浓度一般在,20,90g/m,3,之间，但在,1989,年，美国洛杉矶地区,的,NO,2,年均浓度曾达到,115g/m,3,。,国外城市地区所监测到的最大,24,小时均值和半小时值分别为,400g/m,3,和,850g/m,3,。,NO,X,的浓度随着时间和地理位置而变化，有时在交通干线附近测得的小时平均值可超过,940g/m,3,。,据,WHO,估计最大小时平均浓度为年平均浓度的,3,10,倍。,我国,1987,1989,年的监测结果表明，各城市,的,NO,X,年日均值变化范围为,8,140g/m,3,，,全国,NO,X,年日均值的混合平均值为,46g/m,3,。,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,35/74,氮氧化物和二氧化氮的危害及环境基准,人和动物暴露在高浓度,的,NO,X,环境中，可以引起刺激中枢神经系统，导致麻痹和痉挛等现象。在环境科学领域尚未发现低浓度,NO,具有有效的生物学效应。因而，现有的,NO,X,或,NO,2,标准及基准都是以,NO,2,对人体及生态系统的影响及危害研究来制定的。,NO,2,毒性很强，对人和动物的主要影响部位是呼吸系统，同时也对其他的系统产生影响，如生长率下降，免疫反应改变及肝组织发生变化等。,NO,2,对敏感植物的影响可表现为生长速度减慢、叶面损伤等。,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,36/74,综上所述，在短期暴露下，,NO,2,对人和动物产生影响的阈限值要比植物及其他材料的影响阈值低。因而，制定,NO,2,的短期标准应主要以人和动物的阈限值为依据。,在长期暴露下，,NO,2,对动物影响的阈限值略低于植物的阈限值。标准的制定主要以动物实验的阈限值而定。,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,37/74,对动植物的实验结果,NO,2,浓度,暴露时间,效应（现象）,940g/m,3,短期,未见对植物的影响反应,940g/m,3,短期,未见对植物的影响反应,190g/m,3,长期,对受试动物产生影响的最低浓度,基础浓度为,190g/m,3,每天的峰值浓度为,1880g/m,3,6,个月,小鼠产生肺气肿类的变化,100g/m,3,长期,对小鼠大鼠未观察到明显的影响效应,210g/m,3,（0.11ppm）,长期,（,20,周）,开始对敏感植物产生可测影响（兰草生长速度降低,25%,，其他植物未发现不利影响）,氮氧化物和二氧化氮的污染现状,38/74,光化学氧化剂（臭氧,O,3,）,臭氧的来源：,臭氧是地球大气中天然产生的一种微量活泼氧化性气体，大部分集中在,10,50,公里的平流层，平流层臭氧又主要集中在,20,30,公里处的臭氧层，而对流层臭氧仅含,10%,15%,，主要由平流层输入和对流层中光化学反应生成，还有少量的植物排放。,由于人类生产和生活活动，如交通运输，石油化工，燃煤电厂以及冶炼、化肥、农药、垃圾焚烧、溶剂蒸发等排向大气中的挥发性碳氧化合物,及,NO,X,，,经光化学反应产生臭氧（二次污染物）。,39/74,城市区域空气中的浓度水平,美国（,1983,）人口超过,100,万的标准大都市,38,个，,O,3,浓度值范围为,200,740g/m,3,。,加拿大,11,城市统计，大部分超过,200g/m,3,，,最大可达,320g/m,3,。,我国北京市,1985,1991,年全市大气,O,3,最高小时平均浓度范围,0.295,0.394g/m,3,；,清洁区,1987,1989,年,O,3,最高小时平均浓度范围为,0.205,0.334g/m,3,；,兰州市,1987,1989,年城区,O,3,最高一次值范围为,0.543,1.591g/m,3,，,日均最高值范围,0.183,0.235g/m,3,；,清洁区一次最高范围为,0.128,0.611g/m,3,，,日均最高值范围,0.087,0,.218g/m,3,。,已经确认北京、兰州存在光化学烟雾污染，一些大中城市如广州、重庆、石家庄市等测到了接近或超过,200g/m,3,的高浓度,O,3,。,光化学氧化剂（臭氧,O,3,）,40/74,O,3,的危害,动物实验证实，上呼吸道对臭氧的摄取率很低，臭氧可直接侵入呼吸道深处。与浓度为,1mg/m,3,臭氧接触,1h,能使肺细胞蛋白质发生变化；接触,4h,，在,24h,后出现肺水肿；接触时间更长些，可使支气管炎和肺气肿更加恶化。当与浓度为,0.25,0.5mg/m,3,臭氧接触,3h,则呼吸道阻力增大。臭氧的嗅阈值是,0.02mg/m,3,。,近年来根据光化学烟雾发生时氧化剂对人体影响的研究实验表明，在,O,3,浓度为,0.1mg/m,3,时，短时间接触，使眼睛产生刺激感。,O,3,每小时平均浓度为,0.25mg/m,3,时，哮喘病患者发作频率增加；,0.25,0.7mg/m,3,时，患慢性呼吸道器官疾病患者病情恶化。,光化学氧化剂（臭氧,O,3,）,41/74,铅（,Pb,）,来源、危害与基准,铅来源：,大气中铅及其化合物，主要是无机颗粒物，也有有机气体，大气中,80%,90%,铅含铅量不同而变化；含铅矿石的采矿、来自含铅汽油的分解，因机动车密度及汽油熔炼、含铅化合物及物品的精炼加工以及废物焚烧等，也是空气中铅的重要来源。,42/74,自然背景值：,环境空气中铅的自然背景值很低，估计为,510,-5,g/m,3,，,在农村地区铅的浓度约在,0.1,0.3g/m,3,的范围。,城市污染现状,:,欧洲城市空气中铅浓度,0.5,3.0g/m,3,，,美国大多数城市空气中铅浓度,0.1,0.3g/m,3,。,我国部分城市铅浓度水平一般在,0.12,0.49g/m,3,，,平均浓度,0.38g/m,3,左右。工业城市沈阳,1981,1985,年工业区大气浓度达,4.41g/m,3,。,铅（,Pb,）,来源、危害与基准,43/74,铅的危害：,人体在含低浓度铅的空气中长期暴露会造成人体中血铅浓度增高，影响血红素合成，危害人体神经系统，造成人体血压增高等结果。此外，铅对人体发育、肾功能、心血管功能、生殖系统和免疫系统等都会产生一定的危害。,WHO,及美国的研究结果表明，在长期暴露下，空气中铅含量与人体中的血铅含量有良好的线性关系。通常人体中血铅的本底较低，约为,4,6g/L,，,但由于在含有不同浓度铅的空气中的长期暴露，人体中血铅含量也存在一定差异。,当人体中血铅含量为,10,20g/l,时，人体开始显示出一些受铅危害的反应，而当人体中血铅浓度为,30g/L,时人体开始受到明显的伤害。,WHO,建议以人体中血铅含量,20g/L,为人体受铅危害的临界值（即卫生基准）。,铅（,Pb,）,来源、危害与基准,44/74,铅标准的制定：,由于目前的研究结果仅反应了铅对人体的危害，而对生态系统的影响尚无可确定的研究结果，因而在制定铅的大气环境质量标准时，暂不分级。考虑到铅污染对人体的危害是一种长期的累积效应，因而仅制定长期标准，将铅的大气质量标准的取值时间定为,90,天，同时从更为长期的角度考虑空气铅的污染危害问题，尤其是考虑长期低浓度铅暴露的慢性积累应效应，还制订了年平均标准。,根据,WHO,及美国,EPA,的研究结果，当空气中铅浓度为,1.5 g/m,3,以下时，可保证人体中血铅的含量在,15 g/L,以下，这是导致儿童红血球原卟啉升高的临界值。,WHO,提出城市空气中铅的长期平均（即年平均）浓度的指导值为,0.5,1.0g/m,3,。,据此，将我国环境空气中铅的季平均浓度定为,1.50g/m,3,，,年平均浓度定为,1.00g/m,3,。,铅（,Pb,）,来源、危害与基准,45/74,非甲烷总烃（,NMCH,）,非甲烷总烃：,由于甲烷在对流层光化学反应中呈惰性，它对人体及生态的危害阈值较高，是一种窒息性气体，在常见的大气浓度下对人体无害，人们主要关心的是大气中的非甲烷碳氢化合物。,NMCH,是指存在于环境空气中除甲烷之外的,C,2,C,12,所有碳氢化合物的总称，包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃和含氧烃等。,NMCH,的空气浓度演常以,ppm,表示。或以,ppmC,为单位表示，即以某化合物的浓度乘以它所含的碳原子数的值。,46/74,非甲烷总烃的来源：,在环境大气中，,NMCH,的主要天然来源为自然界植物释放的戌（间）二烯和萜烯类化合物，这类的非甲烷总烃排放量约占其总量的,65%,。其人为排放量约占其总排放量的,30%,以上，主要集中在城区和工业区，主要来源为机动车尾气（汽油燃烧），焚烧和溶剂挥发等。,非甲烷总烃（,NMCH,）,47/74,自然背景值：,环境空气中,NMCH,的自然背景值非常低，海洋上空约为,8g/m,3,（,以丙烷计为,4.7ppb,），,陆地上空为,50g/m,3,（,以丙烷计为,29 ppb,）。,在没有受到污染的农村地区，,NMCH,的浓度一般为,12,200ppbC,，,最高可达,300ppbC,。,非甲烷总烃（,NMCH,）,48/74,城市地区浓度值：,在污染严重的地区，如美国的洛杉矶、休斯顿等最高可达,5ppmC,，,我国兰州西固地区平均为,3ppm,，,兰州市区平均为,1,2,ppm,，,太原市为,2,3,ppm,，,北京市大于,1ppmC,，,由于各市污染源和地理环境有很大差异，所以很难给出一般城市环境空气,的,NMCH,烃的浓度水平。,非甲烷总烃（,NMCH,）,49/74,非甲烷总烃的危害与基准：,在现有环境浓度下，未发现与碳氧化合物有关的健康效应。某些化合物如乙烯，丙烯和乙炔，在过去被用作普通麻醉剂。一些饱和脂肪烃能够对外围神经系统造成永久性损伤。空气中存在高浓度的苯可产生致白血病的可能性。甲苯和二甲苯对人体产生的可能影响是抑制中枢神经系统和刺激粘膜作用。,非甲烷总烃（,NMCH,）,50/74,对我国制定非甲烷总烃标准的意见,目前没必要制定,NMCH,的环境空气质量标准，理由如下。,（,1,）虽然非甲烷总烃的存在可对光化学烟雾的形成有贡献，但光化学烟雾的形成是受大气中碳氢化合物、氮氧化合物和臭氧的共同作用，我国目前已制定了臭氧和氮氧化物标准。,（,2,）从对人体，动物健康影响的角度看，因单个碳氢化合物成份的毒性差异很大，非甲烷总烃的危害阈值不是取决于其各种成份的加和浓度，而是取决于其中的有害成份的浓度大小。,（,3,）美国，日本等国在,20,世纪,70,年代为防止光化学烟雾的形成而制定了非甲烷总烃的标准，但都在,80,年代废除。,非甲烷总烃（,NMCH,）,51/74,一氧化碳（,CO,）,背景值,：,由于各种生物过程的排放,CO,及自然环境对,CO,的吸收转化，使空气中,CO,浓度维持在一定的水平上，据,WHO,报道，空气中,CO,背景值在,0.01,0.23mg/m,3,之间，其平均值为,0.05mg/m,3,。,污染现状：,美国和日本，观察到城市,CO,水平为,8,小时均值在,20 mg/m,3,以下。我国，,1989,年对,11,个城市（清洁）数据统计，日均值范围为,0.86,8.2 mg/m,3,，,其中七个城市日均值在,4.0 mg/m,3,以下，另四个城市日均值在,4,8 mg/m,3,之间,。,52/74,污染现状,由于各种生物过程的排放,CO,及自然环境对,CO,的吸收转化，使空气中,CO,浓度维持在一定的水平上，据,WHO,报道，空气中,CO,背景值在,0.01,0.23mg/m,3,之间，其平均值为,0.05mg/m,3,。,美国和日本，观察到城市,CO,水平为,8,小时均值在,20 mg/m,3,以下。我国，,1989,年对,11,个城市（清洁）数据统计，日均值范围为,0.86,8.2 mg/m,3,，,其中七个城市日均值在,4.0 mg/m,3,以下，另四个城市日均值在,4,8 mg/m,3,之间。,一氧化碳（,CO,）,53/74,危害与基准：,CO,对动物和人体的危害主要表现在心血管系统和神经系统上。其机理是,CO,进入血液后，与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白,（,COHb,），,使血红蛋白输氧功能大为减弱。,CO,是环境的正常组分，植物可吸收并代谢,CO,，,也可释放,CO,。,通常较低含量的,CO,对植物生长是必须的。高水平,CO,可以使植物细胞色素氧化酶活性减弱，抑制植物的呼吸作用，但一般不影响光合作用的能量代谢及储存。只有在很高浓度下，一般在,114 mg/m,3,以上，,CO,才能使植物出现这些可见伤害。微观上危及植物的,CO,水平比对人体的危害阈值高出很多倍。因此，制定,CO,标准应从人体的保健出发。,一氧化碳（,CO,）,54/74,WHO1987,年提出的,CO,环境标准资料中，为防止非吸烟者,COHb,水平超过,2.5%,3.0%,阈值，对空气中,CO,暴露限值做出如下建议。,空气中,CO,浓度为,10%mg/m,3,时暴露时间为,8h,。,空气中,CO,浓度为,30%mg/m,3,时暴露时间为,1h,。,空气中,CO,浓度为,60%mg/m,3,时暴露时间为,0.5h,。,空气,中,CO,浓度为,100%mg/m,3,时暴露时间为,15min,。,一氧化碳（,CO,）,55/74,苯并,芘,苯并,芘的来源及其污染现状,苯并,芘是多环芳烃中的一种致癌活性最强的化合物。其天然来源为火山喷出物，森林和草原的天然燃烧，植物和微生物合成等。人为来源为矿物燃烧，机动车排放及其他废物焚烧等。据,WHO,报道，大气中苯并,芘的自然本底浓度接近,0,（不包括森林失火产生的,BaP,）。,56/74,污染现状,:,国外城市区域,BaP,浓度常在,1,10 g/m,3,。,个别欧洲城市发现高于,100g/m,3,的,baP,浓度。我国近十年来对,30,个城市,BaP,污染水平分析表明，其浓度分布,0.4,46.6 g/m,3,，,其中,75%,城市,BaP,低于,20g/m,3,，对,30,个城市中,24,个城市的清洁对照区的,BaP,污染水平分析表明，其浓度范围为,0.1,17.1g/m,3,，,67%,城市清洁对照区浓度低于,5g/m,3,。,苯并,芘,57/74,危害与基准,在接触致癌物时，迄今还无法制定一个所谓的,完全,阈浓度，任何剂量浓度都是不安全的。关于,BaP,的危害研究主要是动物实验和流行病学调查方面的研究。动物试验（大白鼠）表明，,BaP,的最低作用剂量为,0.1mg,，而,0.02mg,的,BaP,剂量，为最高无影响剂量。,据研究，城市,BaP,浓度为,15,g/m,3,时，每年有,18/10,万人的肺癌病例。我国近年来流行病学的调查表明，人群暴露在含,BaP,的空气中是肺癌死亡率增加的重要因素。,苯并,芘,58/74,BaP,在大气中没有暴露限，无法确定其致癌阈值,但其浓度与肺癌死亡率间存在剂量,反应关系，从保护人体健康、减少肺癌死亡率考虑，标准值应尽量低，同时也要考虑污染现状及控制水平，因此，标准采用日平均，浓度限值推荐,0.01g/m,3,。,按此值，我国近十年,31,个城市城区与郊区,BaP,全年日均值超标率为,51.3%,，采暖期超标率,94.7%,，非采暖期为,16.6%,。在标准制定中不分级。,苯并,芘,59/74,氟化物,氟化物的来源：,主要是火山活动产生的喷发物，其他有土壤扬尘、海水蒸发等，城市附近空气中氟化物大部分来自人类活动。来自含氟矿石及其以煤为能源的工业过程。其中炼铝工业排放的氟化物所占的比