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1、科学技术与环境健康一、环境相关概念1、社会环境 (social environment)：人类的社会制度及其与之对应的政、经、法、宗、艺、哲、文、卫等机构的总和。2、原生环境（ primary environment ）是指天然形成的，未受或少受人为因素影响的环境。3、次生环境（ secondary environment)是指在人为活动影响下形成的环境。4、环境问题：一类是 原生环境问题；二类是 次生 环境问题。三类是 社会 环境问题。5、环境因素按其属性可分为生物性、化学性、物理性和社会心理因素。? 生物因素（ Biological factor）? 化学因素（ Chemical fact
2、or）? 物理因素（ Physical factor ）? 社会心理因素 (Social psychological factor) 绪论： 十大环境问题：气候变暖臭氧层的耗损与破坏酸雨蔓延生物多样性减少森林锐减土地荒漠化资源短缺大气污染水体污染固体废弃物成灾一、 气候变暖是指因温室效应（ greenhouse effect）导致全球年平均温度升高、气候变化 、海平面上升 (70-140 cm/1.54.5 )、生态环境因而发生变化的现象。温 室 气 体 ：二 氧 化 碳 （CO2 ） 、 甲烷 （CH4 ） 、 一氧化二氮（N2O） 、氯氟碳化合物（ CFC ） 、四氯化碳（ CCl4 ）
3、、一氧化碳（ CO ）等。温室气体可以吸收地表长波辐射， 使大气变暖，作用与 “温室”相似。若无温室效应则地表平均气温应该是-18 摄氏度而不是现在的15 摄氏度。二、臭氧层破坏臭氧 : 经紫外线照射大气层后分离的氧原子与氧分子反应生成的化合物。臭氧层：大多分布在离地 20-50 千米的高空，形成了厚度约为 3 毫米的臭氧集中层。危害： 大量的紫外线直接辐射地面，导致人类皮肤癌、白内障 发病率增高，并抑制人体免疫系统 功能；农作物受害减产， 影响粮食生产和食品供应； 破坏海洋生态系统的食物链，导致生态平衡破坏。三、酸雨漫延酸雨是 pH 值小于 5.6 的从空中云雾降落到地面的液态水(雨)和固态
4、水 (雪、霰、雹 )。全世界有三大著名的酸雨区：北美的五大湖地区，北欧，华南。原因：能源使用过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物等气体是主因。反应式： SO2 + OH HOSO2 HOSO2 + O2 HO2 + SO3 SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 NO2 + OH HNO3 四、生物多样性减少生物多样性是指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样性的总和。濒临灭绝: 1/8 的植物； l/4 的哺乳动物； l/9 的鸟类； l/5 的爬行动物； l/4 的两栖动物；l/3 的鱼类。五、森林锐减至 2012 年，热带森林每年消失13 万平方公里；地球表面覆盖的原始森林
5、80遭到破坏。森林锐减，造成水土流失等严重生态危机。六、土地荒漠化过度放牧、采矿、修路等人类活动，破坏了地表植被，大面积草地退化，是造成土地荒漠化的主因。 目前，中国的荒漠化土地面积为262 多万 km2，相当于l0 个广东省，而且每年还以3000 多 km2 的速度在扩大。七、资源短缺全球面临能源、森林资源、水资源、矿产资源短缺。目前全球有约13 的人口已受到缺水的威胁， 2000 年缺水人口增加到12 以上。我国人均水资源占有量仅为世界人均占有量的14，加上水资源在时间和空间上分布的不均匀性，水资源短缺的矛盾十分突出。八、水体污染我国七大水系的水源只有不到30能满足饮用水水源的水质标准。九
6、、空气污染空气污染（大气污染） 通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。光化学烟雾污染是指汽车、 工厂等污染源排入空气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光作用下会发生光化学反应生成二次污染物，由一次和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学污染。空气中的主要污染物有悬浮颗粒物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等。十、固体废弃物成灾固体废弃物是指人类在生产、 消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质（国外的定义则更加广泛，动物活动产生的废弃物也属于此类），通俗地说，就是“垃圾”。包括
7、：矿业固体废弃物，工业固体废弃物，城市垃圾、农业废弃物和放射性固体废物。环境健康危机：健康的概念： 是指身体上、 精神上和社会适应上的完好状态而不仅仅指没有疾病或虚弱。环境暴露 (exposome) Stephen Rappaport of UC Berkley ：“环境暴露是指在不同环境条件下个人所遭遇的灾害，与基因因素无关。” 。它包括生存压力、饮食习惯、生活方式、营养及医疗用药和疾病感染等。环境暴露的变化贯穿我们整个人生(如身体、饮食和生活方式)的变化。人类与环境的关系人类和环境的关系是对立统一的复杂关系即互相联系、互相制约和互相作用的辨证统一关系。主要表现在三个方面：? 物质的统一性人
8、类通过新陈代谢与环境不断进行着物质与能量转换，实现了人和环境的物质统一。? 人体对环境的适应性长期适应：进化；短期适应：进入黑暗环境后瞳孔的变化? 人与环境的相互作用人类改造环境：适合人类生存、繁衍、发展环境影响人类： 结构、功能改变， 适应环境变化关于环境健康危机的十个事实：1、 通过使我们的环境更加健康，全世界每年可预防1300 万人死亡。2、在 5 岁以下儿童中，有三分之一的疾病是由不安全水和空气污染等环境因素造成的。3、通过预防不安全水和空气污染等环境风险，每年可拯救400 万五岁以下儿童的生命。4、在发展中国家，主要由环境造成的疾病为腹泻病、下呼吸道感染、非故意伤害和疟疾。5、好的环
9、境管理可预防40%由疟疾造成的死亡、 41%由下呼吸道感染造成的死亡和 94%由腹泻病造成的死亡6、在最不发达国家，三分之一的死亡和疾病是环境原因造成的直接后果。7、在发达国家，更健康的环境可显著降低癌症、心血管疾病、哮喘、下呼吸道感染、肌肉骨骼疾病、道路交通伤害、中毒和溺死的发生率。8、在世界卫生报告列出的102 类疾病和伤害中，环境因素影响其中85 类。9、通过极有针对性的干预措施，例如促进安全的家庭水储存、更好的卫生措施以及使用更清洁和更安全的燃料，可以预防大多数的死亡、疾病和残疾。10、可以使环境更加健康的其它干预措施包括：提高建筑物的安全性； 促进在家中以及在工作场所安全审慎地使用和
10、管理有毒物质；以及更好地管理水资源。环境污染对健康的影响环境污染（environmental pollution ） ：由于人为或自然的原因， 环境质量恶化，造成环境质量恶化，破坏生态平衡，对人类健康造成直接或间接的危害。公害（ public nuisance） ：严重的环境污染叫做环境破坏或称之为公害。公害病（public nuisance disease ） ：因严重的环境污染而引起的区域性疾病称为“公害病”。污染物分析技术技术进步与 PM2.5 环境修复技术健康诊断技术科学技术控制大气污染：政策调整能源结构和控制汽车尾气? 化学技术：给排放源戴上口罩。如汽车尾气、燃煤锅炉、金属冶炼等烟气
11、口安装介电电泳装置进行化学电离? 物理技术：通过物理过滤、吸附可以去除部分污染物? 生物技术：仿生科技？? 新材料技术：传统活性碳材料（N95） ，新纳米材料可提高污染物去除效率新型生物技术在大气污染治理中的应用？第二章大气污染与环境健康一、大气污染类型以及成因影响空气质量的因素：风速越大、mixing heights、烟雾浓度越低风向控制烟雾的方向逆温层（ inversion layer 逆温层 (inversion layer ) 在对流层中，温度随高度的增加而减少。当 逆温层 形成以后，情况刚好相反。 ）阻止污染物逃离出逆流层，如果逆流层降低，则污染物（ mixing depth）会减少
12、。（ temperature profile 温度断面图 ）地势的作用（ topography） ：山阻止了烟雾的水平horizontal 运输，或者改变了其传递方向。除非风足够大将其吹过山脉。一次污染排放后会产生二次污染，在污染物的下风向会发现浓度更高的二次污染物。二、大气污染的定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。大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。大气污染包括一次污染物，
13、如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物，以及二次污染物如硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、光化学氧化剂、自由基等。三、大气污染的来源自然过程：举了沙尘暴的例子。工业排放农业废弃物燃烧交通人类活动 四、大气污染类型 -性质? 煤炭型：代表性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，以及由这些污染物发生化学反应而产生的硫酸、硫酸盐 类气溶胶等 二次污染物。造成这类污染的污染源主要是工业企业烟气排放物，其次是家庭炉灶等取暖设备的烟气排放。? 石油型：主要污染物来自汽车排放、石油治炼及石油化工厂的排放，其主要包括二氧化碳、烯烃、链烷、醇、碳基等碳氢化合物，以及它们在大气中形成的臭氧，
14、各种自由基及其反应生产的一系列中间产物与最终产物。? 混合型：包括以煤炭为燃料的污染源排放的污染物，以及从各类工厂企业排出的各种化学物质等。在混合型工业城市，如日本的横滨、川崎等地所发生的污染事件，就属于该污染类型。? 特殊型：这类污染是指由工厂排出特有的污染物，而造成的污染常限于局部范围之内。例如，生产磷肥造成的氟污染，氯碱工厂周围形成的氯气污染等。大气污染物：一次大气污染物：their unmodified forms and in sufficient quantities to pose a health risk 二次大气污染物：?Secondary air pollutants a
15、re compounds that results from the interaction of various primary air pollutants. ?Photochemical smog is a mixture of pollutants resulting from the interaction 交互 of nitrogen oxides（氮氧化物）and hydrocarbons （碳氢化合物） with ultraviolet light. 紫外线?The two most destructive components of photochemical smog ar
16、e ozone (O3) and Peroxyacetylnitrates ( 过氧乙酰硝酸酯 ) 大气污染的次生问题臭氧破坏气候变暖酸雨雾霾光化学烟雾污染雾霾二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物与雾结合生成雾霾雾霾的环境及健康危害1. 影响公路、铁路、航空、航运安全，影响供电系统运行，危害农作物生长；2. 空气中往往会带有细菌和病毒，易导致传染病扩散和多种疾病发生；3. 加剧二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等物质的毒性，严重威胁健康与生命安全。PM2.5 particulate matter:指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物，也称细颗粒物。PM2.5! PM2.5的健康危害：呼吸道疾病、头发著名的大气污染的例子1、马斯河谷事件： 1930年 12 月 1 日-5 日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积聚。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致，当时大气中的二氧化硫浓度高达 25-100 mg/m3。(现国家标准小时平均0.7mg/m3。2、多诺拉事件
