环境与健康
第一章绪论
第二章水污染与健康
第三章大气污染与健康
第四章物理污染与健康
第五章农药污染的危害
第六章食品安全与健康
第七章室内空气污染与健康
第八章生物入侵与生物安全
环境组成
内环境＋外环境环境
生理环境＋心理环境内环境
物理环境＋社会环境外环境
物理环境包括:生活环境、生态环境
人类适宜的自然环境，应具备哪些条件呢？
?即洁净而充足的水源
?新鲜的空气
?充沛的阳光
?良好的植被以及幽静秀丽的景观等。
?这个适宜的自然环境，不仅应满足人类基本的物质生活需求，还要适应人类特
殊的心理需求，甚至要与不同的民族、风俗相协调。
健康是指人的生理、心理、社会关系这三者处于最佳状态。
健康三要素：生理健康、心理健康和社会关系健康。
第一章绪论
第一节人类健康与疾病的生态学基础
人类环境的基本构成
自然环境
人工环境（社会环境）
自然环境的基本构成
(一)大气圈
地球表面包围着很厚的并随着地球旋转的空气层，称为大气圈。
(二) 水圈
水圈一般可分为地表水、地下水两大类，另外还包括大气中的水。
(三）岩石圈
岩石圈通常指地壳主要有岩浆岩和沉积岩构成。
(四）生物圈（biosphere）
有生物体生存的地球表层，称为生物圈。它有生物生存的大气圈、水圈、岩石圈所构成。其范围包括海平面以下约12公里厚度的岩石圈、水圈和土壤圈及海平面以上约10公里高度的大气层。
人工环境
?经济因素
?文化因素（思想道德、宗教信仰、文化艺术、道德规范、习俗、教育等）
?社会制度
?社会关系（家庭）
生态环境与人类健康
生态环境问题可分为二类：一类是原生环境问题,另一类是次生环境问题。
目前存在的主要环境问题是:
（一）全球气候变暖
温室效应（greenhouse effect）大气中的CO2和水蒸气能够吸收由地球发射的波长较长的辐射，从而对地球起到保温作用。
(二)臭氧层破坏
臭氧层位于地球表面上约20-50公里的平流层内。平流层内的氧分子受到短波紫外线的照射经化学反应而生成臭氧。
(三)酸雨
酸雨是指降水中含有一定数量酸性物质的自由降水现象，其pH值小于5.65，降水包括雨、雪、雹和雾等。酸雨的形成主要是SO2和NOX等酸性污染物经化学反应而成。
(四)其它方面
1. 水污染与淡水资源危机
2. 土壤资源破坏与生态恶化
3. 生物多样性资源锐减
4. 全球森林危机
5. 海洋污染与海洋环境保护
6. 固体废弃物污染和有害化学物质的越
境转移等。
第二节人与环境的辨证统一关系
机体与环境间的作用
（一）人体对外界环境的适应能力
（二）人类有改造环境的主观能动作用
环境有害因素对机体作用的一般特征
(一)剂量-效应（反应）关系
环境有害因素引起机体的生物效应与剂量或强度有关，不同的剂量可引起不同的生物效应。环境有害因素引起的生物效应可从两个方面加以表达：
①剂量-效应关系（dose-effect relationship），随着环境有害因素剂量增加，
它在机体内所产生的有害的生物学效应增强。主要针对个体而言。
②剂量-反应关系（doseresponserelationship），它是指随着剂量增加，产生
某种特定生物学效应的个体数增加。它是针对群体而言。
（二）作用时间与蓄积效应
化学性污染物在机体内的蓄积称为物质蓄积。毒物在机体的蓄积量主要受摄入量、生物半衰期和作用时间三个因素的影响。
有些环境有害因素，进入机体后，能较快的分解并以多种形态迅速排出体外，不在机体内蓄积，但该物质在靶组织或靶器官上产生的功能改变可逐渐积累，从而机体对该物质的反应性增强，功能或生化代谢改变加重，最终造成器官或组织的损害，这称为功能蓄积。
健康效应谱与敏感人群(susceptive persons)
（一）健康效应谱
剂量-效应关系
?个人健康效应与人群健康效应
?近期效应与远期效应剂量-反应关系
?特异效应与非特异效应
?人群健康效应谱与高危险人群
（二）敏感人群
?易受环境因素损伤的人群称为敏感人群。
?机体对环境有害因素的反应与人的健康状况、生理功能状态、遗传因素等有关。
有些还与性别、年龄有关，另外还存在个体差异。
?另外近年来研究表明在人群中普遍存在着外显率低的等位基因变异即基因多态
型（gene polymorphisms）。这些基因在控制个体对环境暴露的反应和相关性疾病的易感性有着重要作用。
第三节微量元素与健康
由于地质原因使得生活人群对某种化学元素摄入量过多或过低而引发的疾病称为生物地球化学性疾病。
人体内元素可分为常量元素和微量元素两大类。微量元素有分为必需微量元素和非必需微量元素。
微量元素在环境中的分布
地下水由于影响因素较少，水中常量和微量元素相对稳定。地面水水体中微量元素来源多样，影响因素复杂，其含量极不稳定。岩石和土壤中的微量元素因各地区类型不同，其化学元素组成各异。大气中的微量元素种类和含量由于人为及自然的原因有很大变异，在某一地区植物中微量元素含量相对较为稳定。
微量元素的生物学效应
(一)在酶系统中起特异的活化中心作用
(二)参与激素和维生素的合成
(三)影响核酸代谢
(四)输送元素
(五)影响生长发育
微量元素与疾病
?摄入量过多过少所致疾病
?在人体内的靶器官
?在人体内的含量
?各元素之间的相互作用
?营养对微量元素毒作用的影响以及微量元素作用剂量从动物外推到人的过程中
所存在的问题等
第四节环境污染与健康
由于各种人为的或自然的原因，使环境的构成发生重大变化，并造成环境质量恶化，破坏了生态平衡，对人类健康造成直接的、间接的或潜在性的有害影响，这种现象称之为环境污染。严重的环境污染叫做公害。因严重的环境污染而引起的区域性疾病称之为公害病。
人为排放造成环境污染的物质则称为环境污染物或环境污染因素。
环境污染对人群的急性、慢性危害
（一）急性危害
大量的环境毒物在短时间内进入机体所致；
（二）慢性危害
1.引起慢性特异性及非特异性损害
2.诱发慢性疾患
3.持续性蓄积危害
4.引起公害病
5.致畸、致癌、致突变
6.环境中多种有害因素的联合作用。
慢性危害的定义及机制
定义：污染物低浓度、长期、反复对机体作用所产生的危害称为慢性危害。
机制：
物质蓄积：material accumulation，毒物本身在体内的蓄积
功能蓄积：functional accumulation，毒物对机体微小损害的逐次累积
慢性特异性及非特异性损害
慢性特异性损害：
有明确对应的因果关系—水俣病、痛痛病等
慢性非特异性损害：
无明确对应的因果关系—影响儿童生长发育；使机体抵抗力降低，人群中慢性疾病的发病率和死亡率增高。
持续蓄积性危害：
许多物质具有环境滞留性、生物富集性及体内蓄积性
致癌危害
肿瘤：有分裂潜能的细胞受致癌因素作用后发生恶性转化贺克隆性增生所形成的新生物。
致癌物分类：
?直接、间接
?确证、嫌疑、可能、非
?遗传毒性、非遗传毒性
?其它方式
环境中主要致癌性因素：
?空气：多环芳烃、苯、甲醛、氡气等
?水：砷、微囊藻毒素等
?食物：亚硝胺、黄曲霉毒素等
致突变作用(mutagenesis)
突变：遗传物质（染色体、基因、DNA）的突然改变。
?为生物界正常现象，有利有弊。可自发，也可人工诱导
严重突变是畸变与癌变的基础：
?发生在生殖细胞——子代畸形；发生在体细胞——个体肿瘤
环境中常见的致突变物
?主要是化学物质：卤代甲烷、汞化合物、甲醛等
?某些物理因素：放射线、微波等
?生物因素：病毒
致畸作用（teratogenesis）
广义的畸胎应包括结构、功能或精神活动的发育缺陷。目前一般指解剖结构上可见的形态发育缺陷。
产生畸形的原因：
环境因素10%。
?遗传因素25%
?综合因素（环境和遗传共同作用）65%。
凡具有致畸胎作用的各种环境因素，统称为致畸物。
生物因素：风疹病毒、弓形体、梅毒螺旋体等。
物理因素：射线、高温、严寒、微波等。
药物因素：抗肿瘤药物、某些抗生素、避孕药等。
化学因素：
?某些亚硝基化合物，
?某些烷基和苯类化合物，
?某些农药如敌枯双，
?某些重金属如铅、砷、镉、汞，
?塑料增塑剂邻苯二甲酸酯等。
其他因素：酗酒、大量吸烟、缺氧、严重营养不良等均有致畸作用。
环境污染的其他危害
（一）生物性污染的危害
1．水体病原微生物污染:水源受病原体污染后可引起介水传染病的流行。
介水传染病分为以下几种：
(1)细菌性疾病：如霍乱和副霍乱、伤寒和副伤寒、痢疾等。
(2)病毒性疾病：如传染性肝炎、脊髓灰质炎、传染性眼结膜炎等。
(3)寄生虫病：如阿米巴痢疾、血吸虫病、胃肠炎等。
2．空气病原微生物污染：因生活和生产活动使空气受到病原微生物甚至病原体污染，可导致急性传染病的流行。麻疹、流感、流脑、白喉、百日咳、非典性肺炎等都可通过空气而传播。
第五节环境安全
环境安全的提出
曲格平对环境安全含义的观点：
?威胁经济基础构成
?引发人民群众不满
环境安全的定义
广义：自然+人的安全
狭义：自然
第二章水污染与健康
第一节概述
一、水和水体
二、水体的卫生学特征
（一）降水
水质较好，矿物质含量较低
水量无保证
会受大气及降水来源地影响
（二）地表水
1、江水、河水
水质软、含盐量少
浊度大，细菌含量高，卫生防护困难
自净能力强
不稳定，易受人为影响
2、湖水、水库水
浊度不大
水中悬浮物和细菌含量较低
易于繁殖水生生物，使水着色并有臭味
3、海水
含盐量高
污染源广
持续性强
扩散范围广
（三）地下水
1、浅层地下水
概念：潜藏在地表以下第一个不透水层以上的地下水。
2、深层地下水
概念：第一个不透水层以下的地下水。
3、泉水
概念：地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水。
三、水质性状及其评价指标
水质：由水和水中所含的杂质共同表现出来的综合特性。水质指标：描述水质质量的参数。
?水的感官性状
?色、臭、浊度等
?物理化学性质
?温度、PH值、电导率、放射性、硬度等
?生物组成
?种类、数量、形态等
?底质情况
物理和感官性状指标
1、水温
影响水中生物、水体自净和人类对水的利用。
2、色度
对天然水或经处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。
正常水为无色透明（真色、表色）
3、臭和味
洁净的水体是无臭无味的
4、浊度
定义：水中的悬浮颗粒和胶粒产生的散射现象。
定量：1L蒸馏水中含1mg硅藻土为1度。
悬浮物具有吸附污染物和细菌、病毒等影响水质，是一项重要指标。
化学性状指标
1、pH：
天然水pH在7.2~8.5之间。
，pH下降。
有机物污染：微生物有氧代谢生成CO
2
，pH上升。
富营养化：光和作用消耗CO
2
2、总固体
悬浮和溶解性物质的总称。将水蒸干测量溶解性物质要注意挥发性物质的损失。
3、硬度：hardness of water
指溶解于水中钙镁盐的总含量。
暂时硬度：加热可沉淀部分。
永久硬度：加热不能沉淀部分。
4、三氮
5、溶解氧
6、化学耗氧量 COD
7、生化需氧量 BOD
8、氯化物
天然淡水氯离子含量较低；海水、盐湖及某些地下水中含量高；随水中矿物质含量的增加而增多；同一地区的含量是恒定的，突然的增加表明有污染发生
9、总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）
10、硫化物和硫酸盐
11、其他有害物质
生物学性状指标
影响水体卫生的微生物------病原微生物
指示菌：具有反映各种致病菌基本状态的菌。
?应具备：代表性强、容易检测等特点。
细菌总数
?反应水体受微生物污染的总体情况
总大肠菌群
?受病原微生物污染的情况
1、细菌总数：
1ml水在普通琼脂培养基中经37 ℃ 24hrs生长的菌落总数。
反映水体是否受生物污染及其污染程度的指标。
2、总大肠菌群： total coliform group
指一群需氧和兼性厌氧菌在37 ℃生长时能使乳糖发酵，在24hrs内产酸产气的革兰阴性无芽孢杆菌。
反映水体是否受粪便和植物污染及其污染程度的指标。指示致病菌的污染情况。
第二节水体的污染源和污染物
水体污染
1、理、化、生、放射性等特性改变。
2、影响水的有效利用，如危害健康等。
3、超过水体自净能力，水质恶化。
水体污染源
水体污染物
水体自净与污染物的转化
广义：在理、化、生作用下，水体污染物逐渐清除、恢复到原来状态。
狭义：水体中的氧化物分解有机污染物而使水体得以净化的过程。
第三节水体污染的危害
物理性污染及其危害
使感官性状恶化
热污染
放射性污染
悬浮物污染
化学性污染及其危害
有机污染物
生物性污染及其危害
微生物污染
赤潮和水华
第五节饮用水卫生
饮水与健康
介水传染病
生物地球化学性疾病
介水传染病
概念及分类
?通过饮用或者接触受病原体污染的水而传播的疾病，又称为水性传染病
?细菌、病毒、原虫
发生原因
?水源受污后，未处理消毒即供饮用
?输配水和贮水过程中重新被污染
流行特点
?爆发流行
?病例分布与供水范围一致
?能迅速得到控制
生物地球化学性疾病
概念：由于地理原因，使地壳表面的元素分布不均衡，致使有的地区土壤和水中某些元素含量过高或过低，导致该地区人群中发生某些特异性疾病。
1、地方性氟病
地方性氟病防治措施
?改造水源，降低水中氟浓度
?饮用水除氟
2、碘缺乏症
3、地方性砷中毒
当今饮用水问题
水源地问题
农村饮用水存在的问题
饮用水二次污染
水的净化处理和消毒方法
常规净化
混凝沉淀：天然水中加入混凝剂，使水中的悬浮颗粒和胶体物质互相黏附聚合成较大颗粒，然后从水中沉降下来的过程。
?混凝---去除悬浮颗粒、浊度和天然有机物
?沉淀---去除混凝反应后的絮状体
过滤：浑水通过滤料层，水中悬浮颗粒和微生物等杂质被截留在过滤层上或过滤层中，而达到净化的过程。
?浊度
?病原体
?为滤后消毒创造条件
消毒:杀灭环境中病原微生物的方法。
氯化消毒法
臭氧氧化技术
二氧化氯消毒技术
光氧化技术
氯化消毒法
原理：氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA、DNA等物质释出，并影响多种酶系统，从而使细菌死亡。
影响因素：加氯量、接触时间、PH值、水温、水的浑浊度、微生物种类及数量。
指标：加氯量-需氯量=余氯
臭氧氧化技术
?消毒效果：臭氧＞二氧化氯＞氯＞氯胺
?消毒后水的致突变性：氯＞氯胺＞二氧化氯＞臭氧
二氧化氯消毒技术
?杀菌能力更强，剩余量更稳定，作用更持久，不产生有毒的三氯甲烷等氯化有
机物，能有效控制出水色度、臭，还可沉淀水中的铁、锰等。
光氧化技术
?利用可见光或紫外光照射作用，产生氧化能力极强的·OH基，进行复杂反应，
将有机物高效去除。
深度净化
饮用水的深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体加以去除，以提高和保证饮用水质。
部分新水厂采用了活性炭吸附处理
常见技术：化学氧化、空气搅拌、生物法、膜技术及新型合成吸附剂等
特殊处理
主要针对农村饮用水安全问题：高氟水、苦咸水、高铁水、锰水等污染水
1、除氟
混凝沉淀法、电吸附法
2、除铁和锰（黄水和黑水）
曝气氧化法
3、除藻和除臭
物理、化学、生物方法
4、海水和苦咸水淡化
第三章大气污染与健康
第一节概述
一、大气组成
1、大气（空气）
按照ISO对大气和空气的定义：大气是指环绕地球的全部空气的总和；环境空气是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气。
二、大气圈结构及气象要素
1、大气圈垂直结构
（1）对流层（～10km左右）
2、平流层（对流层顶～50-55km）
3、中间层（平流层顶～85km）
4、暖层（中间层顶～800km）
5、散逸层（暖层以上）
大气压力总是随高度的升高而降低
均质大气层－80～85km以下，成分基本不变，主要成分是氮和氧
2、主要气象要素
气象要素：表示大气状态的物理量和物理现象。主要有：气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能见度等。
云
大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小）
云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分）
云高:云底距地面底高度
?低云（2000m以下）
?中云（2000-6000m）
?高云（6000m以上）
云状：卷云（线），积云（块），层云（面)，雨层云(无定形）
能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离
级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
三、大气污染
1、大气污染的含义：
如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。
2、国家标准组织定义：
指自然界中局部的职能变化和人类的生产和生活活动改变大气圈中某些原有成分和向大气中排放有毒害物质，以致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财产等的损坏。
四、全球性大气污染问题
1、温室效应
2、其他温室气体、气溶胶
包括CFCs、甲烷、一氧化二氮N2O（笑气）
3、臭氧层破坏
4、酸雨
PH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、霜、露）称为酸雨。
化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SO2和NO x，在大气中形成硫酸和硝酸，又以雨、雪、雾的形式返回地面，形成“酸沉降”
酸雨的危害：
水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡
引起树木的大量不正常死亡
严重腐蚀建筑物
第二节大气污染物及其来源与扩散
一、大气污染物
1、气溶胶状态污染物（钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等）
1）粉尘
悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态。
在我国环境空气质量标准中，根据粉尘颗粒的大小，将其分为总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。可吸入颗粒物（PM10）指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。
2）烟
一般系指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。烟颗粒的尺寸很小，一般为0.01~1μm左右。
3）飞灰
指随燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分。
4）黑烟
一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。
5）雾
气体中液滴悬浮体的总称。
某些情况下，粉尘、烟、飞灰、黑烟等小固体颗粒气溶胶的界限很难明显区分开，根据我国的习惯，一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘，燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不需要仔细区分时，也称为烟尘；在其他情况下，或泛指小固体颗粒物气溶胶时，通称为粉尘。
危害：①引起呼吸道疾病；②致癌作用；③造成烟雾事件
2、气体状态污染物
COx、NOx、有机化合物、SOx、硫酸烟雾、光化学烟雾。
主要污染物：硫化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）；
氮化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂）；
氧化物（CO、CO2）；
卤化物（氟化物、氯化物、制碱厂）；
有机物质的污染。
1）CO 占总污染量的30% 主要来源：汽车排气占50%
危害：与血红蛋白结合危害人体，排量多会使空气中O2量降低。
CO2 温室效应
2）NOx、NO、NO2 本身含氮变成游离氮原子和氧作用（燃NO）
来源：①石化燃料的燃烧
高温下，大气中的氮和氧结合（热解NO）
NOx生成量与燃烧温度有关
②各种工业过程（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂等）
危害：①光化学烟雾的主要成分；
②对动植物体有强的腐蚀性。
3）碳氢化合物（HC）
来源：燃料燃烧不完全排放HC化合物，汽车尾气中有10%HC化合物。美国70年统计，在总HC尾气中，汽车排气占48%。
危害：光化学烟雾的主要成分。
4）硫氧化物
来源：①燃料燃烧；
②有色金属冶炼；
③民用燃烧炉灶。
SO2浓度：3.5%以上高浓度烟气
3.5%以下低浓度烟气
危害：①产生酸雨；②腐蚀生物的机体；③产生化学烟雾。
硫酸烟雾的代表事件：伦敦烟雾事件
5）其他有害物质（石棉、铍、汞）
6）光化学烟雾
光化学烟雾早在1946年最早在洛杉矶发现，故又叫“洛杉矶烟雾”。这种烟雾经常发生在夏季和早秋季节，每次事件给人造成很大的灾难。
光化学烟雾的机理在本世纪五十年代以前还不很清楚，1956年首先由加利福尼亚工科大学哈根.斯特博士提出了光化学烟雾的理论，他认为洛杉矶型的烟雾事件主要由于汽车排出来的尾气中的NOx、HC在强烈的太阳光作用下发生化学反应造成的。引起光化学烟雾的NO2气体可吸收300~700nm(纳米)波长的光。其中430nm波长以下的紫外线光照射时，可使NO2分解
?→
?0
NO r h+
N
O
2
生成的原子氧很快又与空气中的O2形成O3: M
→
+
+3
O
O+
O
M
2
大气中的一次污染物如汽车、工厂等排放的燃烧生成物和未燃烧物质经过太阳光的照射，各种污染物之间发生反应形成二次污染物——烟雾，被称为光化学烟雾。
光化学烟雾的主要成分：O3、过氧酰硝酸酯、酮类、醛类各种活性很强的许多自由烃、氮类氧化物。
造成光化学烟雾的起始物：NO2
形成条件：阳光照射（光波2900~4200?）空气中存在HC化合物（上午9点~下午2点）晴天，温度不太高。
第三节大气污染对人体健康的影响
1、颗粒物
2、硫氧化物
3、CO
4、氮氧化物
5、臭氧
6、突发性严重大气污染事故
第五节大气污染的防治
一、含义
大气污染综合防治定义：为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。
二、措施
1、全面规划、合理布局
规划
环境影响评价
2、严格环境管理
中华人民共和国大气污染防治法
3、控制大气污染的技术措施
1）实施清洁生产
清洁的生产过程和清洁的产品
2）实施可持续发展的能源战略
改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例
提高能源利用效率和节约能源
推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术
积极开发利用新能源和可再生能源
3）建立综合性工业基地
各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量
4、控制污染的经济政策
1）保证必要的环境保护投资，并随着经济的发展逐年增加。
环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.5－1％，发达国家为1－2％
我国目前比例为0.7－0.8％，希望能达到1.5％
2）实行“污染者和使用者支付原则”。
建立市场（排污许可证制度等）
税收手段（污染税、资源税等）
收费制度（排污费等）
财政手段（生态环境基金等）
责任制度（赔偿损失和罚款等）
我国已经实行的经济政策有：排污收费制度、SO2排污收费、排污许可证制度、治理污染的排污费返还和低息贷款制度、综合利用产品的减免税制度等。
5、绿化造林
6、安装废气净化装置
第四章物理污染与健康
第一节物理环境和物理性污染
一、物理环境
自然物理环境
●自然的声、振动、电磁、放射性、光、热构成
?地震、台风、雷电、火山爆发、太阳黑子活动、天然的矿物质、自然光、热交换
人工物理环境
●生产生活中创造的各种物理因素
?声环境（交谈、音乐、交通、机械）
?人工电磁辐射（电子设备、通讯、电力设施）
?核工业
?放射性物质的广泛应用
二、物理性污染
噪声
放射性
电磁
热
光
振动
第二节噪声污染与健康
一、噪声及其来源
判断一个声音是否属于噪声，仅从物理学角度判断是不够的，主观上的因素往往起着决定性的作用。例如，美妙的音乐对正在欣赏音乐的人来说是乐音，但对于正在学习、休息或集中精力思考问题的人可能是一种噪声。即使同一种声音，当人处于不同状态、不同心情时，对声音也会产生不同的主观判断，此时声音可能成为噪声或乐音。
因此，从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，即不需要的声音，统称为噪声。当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染。二、声波的物理特性
（一）声波的产生
声音是一种波动现象。
随着波动，弹性媒质中的压力、应力、质元位移和速度都将随之发生周期变化，这种变化称为机械振动，或声振动。
声振动的传播过程为声波。
声音：频率在20~20000Hz范围的声波。
（二）声波的主要物理量
频率（Hz）：声源在1s时间内完成振动的次数
波长：声源振动一个周期，声波传递的距离（m）
声速（m/s）：声波在1s时间内传播的距离
由波动理论可知，声速与波长、频率有如下关系： c =λf
声速与温度的关系：
c = 331.4+0.6t
一般情况c=345m/s
1、声压
声压是指物体振动时所传播的声波引起的空气介质的压力变化。单位为帕（Pa）。
正常人所能听到的最微弱的声音的声压为2x10-5Pa，称为人耳的听阈，而使人耳产生疼痛感觉的声压称为人耳的痛阈，为20Pa。
2、声压级
声压级的引入，使人的听力从听阈到痛阈的范围变为0～120dB。
声压级是表示声压强度相对大小的指标，是一个声音声压P与基准声压P0之比的常用对数的20倍。
即Lp=20lgP/P0
声压级的单位是分贝，用dB表示。
当声压级增大20dB时，声压是原来的多少倍？
10倍
3、计权声级和A声级（L A)
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，叫计权声压级或计权声级，简称声级。
A声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，将低频声音有较大的衰减，中频次之，高频不衰减甚至放大，测得的噪声值较接近人耳的听觉。因此在测定中大都采用A声级来衡量噪声的强弱。
等效连续声级：
对一个起伏的或不连续的噪声，Lp都是以一定的时间间隔来读取，再将其按能量平均，用一个A声级来表示该段时间内噪声的大小。这一声级称为等效连续声级，用Leq表示。
L eq——在T段时间内的等效连续A声级，dB
L pA——t时刻的瞬时A声级,dB
T ——连续取样的总时间，min
例：某人一天工作8h，其中4h在90dB的噪声下工作，3h在85dB的噪声下工作，1h在80dB的噪声下工作，计算等效连续A声级。
三、噪声的危害
1、对人体健康的影响
2、对交谈、通讯、思考的干扰
3、噪声对动物的影响
4、噪声对物体结构的影响
1、噪声对听觉的影响
噪声对人体最直接的危害是听力损伤。人们在进入强噪声环境时，暴露一段时间，会感到双耳难受，甚至会出现头痛等感觉。离开噪声环境到安静的场所休息一段时间，听力就会逐渐恢复正常。这种现象叫做暂时性听阈偏移，又称听觉疲劳。但是，如果人们长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成永久性听阈偏移，又称噪声性耳聋。若人突然暴露于极其强烈的噪声环境中，听觉器官会发生急剧外伤，引起鼓膜破裂出血，迷路出血，螺旋器从基底膜急性剥离，可能使人耳完全失去听力，即出现暴震性耳聋。
2、噪声对生理的影响
因为噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，以致影响到全身各个器官，故噪声除对人的听力造成损伤外，还会给人体其它系统带来危害。
如果人长期在95 分贝的噪声环境里工作和生活，大约有29% 的会丧失听力；即使噪声只有85 分贝人，也有10% 的人会发生耳聋；120~130 分贝的噪声，能使人感到耳内疼痛；更强的噪音会使听觉器官受到损害。
在神经系统方面，强噪音会使人出现头痛、头晕、倦怠、失眠、情绪不安、记忆力减退等症候群，脑电图慢波增加，植物性神经系统功能紊乱等；
在心血管系统方面，强噪音会使人出现脉搏和心率改变，血压升高，心律不齐，传导阻滞，外周血流变化等；
在内分泌系统方面，强噪音会使人出现甲状腺机能亢进，肾上腺皮质功能增强，基础代谢率升高，性机能紊乱，月经失调等；
在消化系统方面，强噪音会使人出现消化机能减退，胃功能紊乱，胃酸减少，食欲不振等。
孕妇长期处在超过50分贝的噪音环境中，会使内分泌腺体功能紊乱，并出现精神紧张和内分泌系统失调。严重的会使血压升高、胎儿缺氧缺血、导致胎儿畸形甚至流产。而高分贝噪音能损坏胎儿的听觉器官，致使部分区域受到影响。影响大脑的发育，导致儿童智力低下。
营养学家研究发现，噪音还能使人体中的维生素、微量元素氮基酸、谷氮酸、赖氮酸等必须的营养物质的消耗量增加，影响健康。
我国对城市噪音与居民健康的调查表明：地区的噪音每上升1分贝，高血压发病率就增加3%
3、对人类生活的影响
噪声对人的睡眠影响极大，人即使在睡眠中，听觉也要承受噪声的刺激。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声会干扰人的谈话、工作和学习。实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。
据统计，噪声会使劳动生产率降低10～50%，随着噪声的增加，差错率上升。由此可见，噪声会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。
对建筑和机械设备造成损坏：墙体、门窗、金属
四、噪声污染的防治
（一）噪声污染的管理
制定并严格执行噪声控制法规和标准
科学规划城镇发展
●合理城市布局
●控制城镇人口
●控制交通噪声
●提高绿化率
提高公众环境意识
（二）噪声污染的控制
与噪声传播过程有关的三个因素即声源、传播途径和接收。因此噪声控制主要是从这三个方面入手。·
1、声源控制：
声源控制技术取决于科技的发展，即改革产品结构，提高加工精度和装配技术等。
2、传播途径控制
（1）吸声降噪
吸声主要是利用吸声材料或吸声结构来吸收声能，因此吸声的效果主要取决于吸声材料和吸声结构
吸声材料的吸声降噪能力与其结构密切相关，吸声材料的表面具有丰富的细孔，其内部松软多孔，孔与孔之间互相连通。当声波进入吸声材料的内部孔隙后，其振动动能就被变为热能而使声能衰减，所以优良的吸声材料要求表面和内部均应多孔，孔与孔之间相互连通，孔隙较小。
吸声结构：通过共振吸声的原理制备。
（2）隔声
隔声就是用屏蔽物将声音挡住，隔离开。也是控制空气传播噪声的有效措施之一。
（3）消声
消声就是利用消声器来降低噪声的传播，也是降噪的一种主要措施。
不同的消声器其降噪原理不同，但不外乎是吸收声能、消耗声能、或者变频等，达到降低可听声的目的。
（4）阻尼和隔振
对许多因机械振动而产生的噪声，通过降低振动可有效地降低噪声。3、接受者防护
使用隔声防护用具：耳塞、耳罩、防声头盔、防声棉和防声衣等
第三节放射性污染与健康
自然界中存在着一些不稳定的元素，如镭、铀等，他们会放射出A、B和C等射
线。在一些特殊场合，如热核反应实验室、核电站等，局部射线强度很大，如果防护措施不当，也会造成环境污染。
一、放射性概述
（一）放射性物质
放射性物质：在没有任何外界条件作用下能够自发地从原子核内部反射出光子或粒子，形成某些具有很强穿透性的特殊射线的物质。
放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β和γ射线，这种现象称为放射性。
放射性污染物：放射性物质进入环境后，对环境和人体造成危害
（三）放射性的度量单位
1. 照射量（X）
表示Χ或γ射线在空气中产生电离大小的物理量。
X=dQ/dm
dQ是指质量为dm的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦/千克，(C. kg-1), 旧单位是伦琴(R),
1R=2.58 ×10-4 C.kg-1
照射量率：指单位时间内的照射量。
放射性的度量单位
2. 吸收剂量（D）：
吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。
D=E cp/dm
E cp与dm分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量.
单位：Gy（戈瑞），1 Gy=1 J.kg-1。
吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。
吸收剂量率——单位时间内的吸收剂量，单位J/（kg·s）或Gy.s-1。
放射性的度量单位
3、剂量当量（H)－希沃特SV
在人体组织中某一点处的剂量当量H等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。H的计算公式为：
H = D·Q·N
式中：Q为品质因子，亦称为线质因数，不同电离辐射的Q值列于表4-5。
N为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1。
单位为SV（希沃特），1 SV=1 J. kg-1
剂量当量率----单位时间内的剂量当量的增量，单位J/（kg·s）或希/秒
二、环境中放射性的来源