第二节　空气与健康

空气是人类及地球上所有生命赖以生存的外界环境因素之一。人体通过呼吸与外界进行气体交换，从空气中吸收氧气，呼出二氧化碳，以维持生命活动。因此，空气理化性状和清洁程度对人体的健康和生活有重要的影响。

一、空气的理化性状及其卫生学意义

（一）空气的结构

大气圈是指包围在地球表面，并随地球旋转的空气层，其厚度为2000～3000km以上，没有明显的上界。根据离地面的高度及其他特点，大气层分为对流层、平流层、中间层、热层等。对流层是贴近地面的一层，平均厚度约12km，空气温度随着高度的增加而降低，由于近地表的空气接受地面的热辐射后温度升高，与高空的冷空气形成垂直对流而具有对流运动。空气质量的3/4集中在此层，各种气象现象如雷、雨、云、雾等发生在此层，人类活动排放的大气污染物也绝大多数聚集在此层。对流层对人类生活的影响最大，关系最为密切。

（二）空气的物理性状与健康

空气的物理性状包括太阳辐射、空气离子化和气象因素，这些因素在不同条件下相互作用，共同影响，形成不同的气候和天气，对人类生活、健康与疾病有直接或间接的影响。

1.太阳辐射

太阳以电磁波形式向宇宙空间放射的辐射能量称为太阳辐射，由于臭氧层的原因，能够到达地面的是波长大于290nm的那部分太阳辐射，包括紫外线、可见光、红外线。

（1）紫外线　波长在200～400nm，具有色素沉着、红斑、抗佝偻病、杀菌和免疫增强作用，过度的紫外线照射可引起日光性皮炎、眼炎甚至皮肤癌等疾病，应适当利用紫外线，但是区分两类作用的计量是困难的。

（2）可见光　波长在400～760nm，可作用于视觉器官产生视觉。科学利用可有效调节生理功能、情绪和提高劳动效率。但强烈的可视光线直接或间接照到眼睛，可产生眩光，对人产生不利影响

（3）红外线　波长在760nm至1mm，生物学作用基础是热效应，具有抗炎、镇痛作用，可用于关节疼痛、关节炎和冻伤等疾病的康复治疗，市场上的很多红外线保健仪就是利用这种原理发挥作用的，但是强烈的红外线照射可引起皮肤烧伤、热射病、红外线白内障。

2.空气离子化

空气离子指空气中的气体分子受到外界某些理化因子作用而形成的阳离子（正离子）与阴离子（负离子）。这种产生空气离子的过程称为空气离子化。空气阴离子对机体具有镇静、催眠、镇痛、降压、集中注意力、改善肺的换气功能等生物作用。空气越清洁负离子越多，如海滨、树林、瀑布附近、喷泉附近、风景区等自然环境中，空气阴离子含量较多。

3.气象因素

气象因素包括气温、气湿、气流和气压等，其对机体的冷热感觉、体温、心血管、神经、免疫、新陈代谢等多种生理功能起到综合调节作用。但不良的气象条件，如严寒、酷暑、高湿、低气压、髙气压，均能引起机体的生理代偿能力下降，从而引起多种疾病，主要有心脑血管疾病、呼吸系统疾病和关节疾病等。微小气候是指在小环境范围内对人体热平衡有关的环境因素的综合，包括气温、气湿、气流和辐射。适宜的微小气候不仅能保持人体正常的热平衡，保持主观的舒适感，而且能确保人的健康。

（三）空气的化学性状与健康

自然状态下的空气是无色、无臭、无味的混合气体，按体积百分比计，氮占78.10%，氧气占20.93%，氩占0.93%，二氧化碳占0.03%，其他成分（如氢、氖、氪、氙及臭氧等）占微量（0.01%）。空气的各组成成分几乎是恒定的，其相对稳定的组成对人的健康至关重要。

氧是人类呼吸与物质代谢所需的唯一天然来源，二氧化碳、水蒸气的含量则随人的活动、季节和气象有较大变化。人体对二氧化碳较动物敏感，二氧化碳含量升至2%～3% 时，可引起呼吸加深加快及冠状动脉和脑血管扩张；升至8%时，呼吸受抑制；若超过 8%，可致呼吸麻痹而死亡。因此，大气中二氧化碳的浓度是评价大气清洁程度的重要指标之一。

空气化学另一引人关注的话题是空气污染与健康的关系，现代社会尤其关注室内空气污染对健康的影响。

（四）空气的生物学性状与健康

严格地说，空气中无天然的微生物尤其是无原生的病原微生物的存在，因为空气中没有这些微生物生存所需要的必要基质。但是在一定的条件下某些外来的微生物可以在空气中存在一定的时间。这些从其他介质来的微生物，可能造成空气的生物性污染、呼吸道传染病的流行。因此，保持空气的清新、卫生，并经常对室内空气进行消毒是非常必要的。

★ 考点提示：紫外线、阴离子的作用

二、大气污染对人体健康的影响

大气污染包括天然污染和人为污染两大类。天然污染主要由于自然原因形成，如火山爆发、森林火灾等。人为污染是由于人们的生产和生活活动造成的，可来自固定污染源（如烟囱、工业排气管）和流动污染源（汽车、火车等各种机动交通工具）。两者相比，人为污染来源于我们日常生活和工作的方方面面，范围更广。

（一）大气污染对人体健康的直接危害

1.急性中毒

当大气污染物的浓度在短期内急剧增高，使周围人群吸入大量污染物可造成急性中毒。急性中毒主要由烟雾事件和生产事故引起。

（1）烟雾事件　是大气污染造成急性中毒的主要类型，是由于燃料燃烧产生的烟雾以及生产过程中排出的污染物引起的。根据烟雾形成的原因，又可分为煤烟型烟雾事件和光化学烟雾事件两类。

①煤烟型烟雾事件：是由于煤烟和工业废气大量排放到大气且得不到扩散而引起的。主要污染物是二氧化硫和烟尘。1952年12月发生在英国伦敦的烟雾事件最为严重。因伦敦冬季暖炉取暖，排放大量的煤烟与浓雾混合，停滞在城市上空，使整个城市笼罩在浓烟中。市民感到呼吸困难，出现咳嗽、咽痛、呕吐等症状，老年人和病患死亡人数不断增加，与1947～1951年同期相比超额死亡2851人。

②光化学烟雾事件：是由于汽车尾气排入大气后在紫外线的光化学作用下，经过转化，生成具有强烈刺激作用的光化学烟雾，蓄积在空气中，形成具有强烈刺激作用的一种浅蓝色烟雾。此烟雾事件在美国洛杉矶的发生多起，另外，日本的东京、大阪、川崎，澳大利亚的悉尼和印度的孟买等汽车众多城市都发生过。受害居民出现眼睛红肿、流泪，呼吸道刺激症状（如咽喉痛、喘息、咳嗽、呼吸困难），尤其是患有心脏病和肺部疾病的人，受害最重。

（2）生产事故　生产事故造成急性中毒的事件虽不经常发生，但一旦发生，其危害往往非常严重。如1984年发生在印度博帕尔市联合农药厂异氰酸甲酯泄漏事件，30～40吨异氰酸甲酯及其水解产物泄漏，直接排入大气，毒气随风向下游扩散，致使52万人口受到不同程度严重损害，20万多人中毒，5万多人失明，2500人死亡。1986年切尔诺贝利核电站爆炸导致放射性核污染，13万人急性暴露，31死亡，253人受伤，当地居民皮肤癌、舌癌、口腔癌以及其他癌症患者增多，儿童甲状腺癌患者剧增。

2.慢性危害及远期影响

（1）长期刺激产生炎症　SO2、NO2、硫酸雾、硝酸雾、盐酸雾、烟尘等污染物，不仅能产生急性刺激作用，而且长期反复刺激机体的感受部位，使这些部位充血、产生炎症，如咽炎、喉炎、气管炎、眼结膜炎等。呼吸道炎症的反复发作，使支气管上皮的分泌物大量排出，内膜增厚，有时产生痉挛，并有纤毛受损、瘢痕压迫，造成气道狭窄，气道阻力增加，形成综合性疾病，称为慢性阻塞性肺疾病（COPD），包括慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿三种疾病。

（2）心血管疾病发病率增高　大气污染造成了肺部疾病，使肺功能下降，肺动脉压升高，可以继发肺源性心脏病。此外，某些污染物（如CO、N2O等）能使血红蛋白携氧能力下降而造成组织缺氧，加重了心脏负担，引起肺源性心脏病。

（3）机体免疫功能下降　免疫系统受大气污染的影响是很敏感的，机体免疫水平的变化可以反映出大气污染的早期影响程度。在大气严重污染的地区，居民体内的唾液溶菌酶和分泌型免疫球蛋白A （SIgA）的含量均可明显下降，血清中的抗体水平也可下降。

（4）慢性中毒　大气中许多污染物能引起慢性中毒。据调查，城市大气中镉、锌、铅、铬的浓度分布趋势与心脏病、动脉硬化、高血压、中枢神经系统疾病、慢性肾炎、呼吸系统症状的分布趋势很一致。

（5）超敏反应　大气中的某些污染物，如SO2、甲醛、某些石油制品的分解产物均能使机体产生超敏反应。日本“四日市哮喘”即是以超敏反应为主要症状的公害病。这类哮喘病很少有感冒、咳嗽等前期症状，说明并非因呼吸道疾病而继发，是由变应原直接引起的。多数患者迁出该地区即可缓解症状，回来后又复发。

（6）致癌作用　有些空气污染物有致癌作用，如砷、苯并芘等。国内外大量资料表明，大气污染程度与肺癌的发病率和死亡率成正比，城市肺癌的发病率或死亡率高于郊区，郊区高于农村。我国上海、沈阳、天津等大气污染严重的城市居民肺癌死亡率与大气中苯并芘浓度有明显的关系，这些都表明大气污染可致肺癌。

（二）大气污染对人体健康的间接危害

1.温室效应

由于大量燃料的燃烧而产生CO2排入大气中，又因大面积森林砍伐而缺乏足够的植物来吸收CO2，使CO2在大气中含量上升，CO2能吸收地表发射的热辐射，使地球表面气温升高，这种现象称为“温室效应”。除CO2外，还有一些污染物[如CH4（甲烷）、N2O （氧化亚氮）、O3（臭氧）、CFC （氯氟烃）、CO（一氧化碳）等]也有温室效应作用，这些气体通称温室气体。

温室效应增强，全球气温升高，使两级冰川融化，海平面上升，沿海城市被淹没，陆地面积减少；陆地和海洋生态系统受到影响，植物群落、浮游生物发生改变。此外，气温升高有利于病原体加速繁殖，造成各种传染病、寄生虫病、地方病、食物中毒等的发病率明显上升。

2.臭氧层破坏

臭氧层遭受破坏的主要原因是人类使用含氯氟烃（CFC）类化学物质。CFC亦称氟利昂，用作制冷剂、气溶胶推进剂、发泡剂、溶剂和氟树脂原料。CFC排放至大气后，发生氧化，消耗臭氧，臭氧层变薄，甚至形成空洞。臭氧层变薄的后果是减弱了臭氧层遮挡吸收短波紫外线的功能，人群接触过多的短波紫外线会引起皮肤癌、白内障等疾病。

3.酸雨

酸雨是指pH小于5.6的酸性降水，包括雨、雪、雹和雾。通常的酸雨pH在4.0～4.5，个别可以低于3.0。酸雨的形成主要是SO2、NOx等酸性污染物溶于水汽中，经过氧化、凝结而成。我国重庆、贵阳等地，大多燃烧高硫煤，排出大量SO2，而且当地气候潮湿，气流不畅，酸雨污染严重。酸雨能影响很多水生生物和土壤中生物的生存，能腐蚀建筑物和工程结构，破坏植被和农田的正常化学组成，促使土壤中重金属的水溶性增加，加速重金属的流动和转移。例如，土壤中的镉化合物在酸性环境中容易转移到农作物内部，增加进入人体的机会。酸雨造成地表水的pH降低后，增加了输水管的管壁材料中金属化合物的溶出量，使水质恶化变质。

4.影响小气候和太阳辐射

大气中的烟尘能促使云雾形成，从而吸收太阳的直射光或散射光，影响紫外线的生物学活性。因此，在大气污染严重的地区，儿童佝偻病的发病率较高，某些通过空气传播的疾病易于流行。大量的颗粒物还能吸收太阳能而使气温明显降低，造成“冷化效应”。例如，1991年海湾战争时，科威特数百口油井的大火形成大量烟尘，使地表温度比往年同期下降约10℃。大气污染能降低大气能见度，使交通事故增加。

5.其他大气污染

一些大气污染能影响居民的生活卫生条件，例如灰尘是环境污秽，恶臭或刺激性气体可影响居民开窗换气，以及晾晒衣物等。

★ 考点提示：大气污染对健康的危害

三、室内空气污染与健康

随着生活方式现代化和消费水平的提髙，室内空气污染问题日趋严重。由于现代人2/3以上时间在居室内度过，且室内污染物不易扩散。因此，室内污染往往对人体健康影响更直接、更严重。

（一）室内空气污染的来源

1.室外来源

室外各种大气污染物包括工业废气和汽车尾气，通过门窗、孔隙等进入室内；人为带入室内的污染物，如干洗后带回家的衣服，可释放出四氯乙烯等挥发性有机化合物；将工作服带回家中，可使工作环境中的苯进入室内等。

2.室内来源

①各种燃料燃烧、烹调油烟及吸烟产生的CO、N2O、SO2、可吸入颗粒物、甲醛、多环芳烃（苯并芘）等。

②室内淋浴、加湿空气产生的卤代烃等化学污染物或致病菌。

③建筑、装饰材料、家具和家用化学品释放的氡及其子体、甲醛和挥发性有机化合物等。

④家用电器和某些办公用具导致的电磁辐射等物理污染和臭氧等化学污染。

⑤通过人体呼出气、汗液、大小便等排出的CO2、氨类化合物、硫化氢等内源性化学污染物，呼出气中排出的苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物；通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌等生物污染物。

⑥室内用具产生的生物性污染，如在床褥、地毯中滋生的尘螨等。

（二）室内空气污染对健康的危害

1.诱发癌症

燃料不完全燃烧排放的苯并芘，在体内代谢转化后可诱发肿瘤发生；食用油在加热烹调时产生的油烟是肺癌的危险因素；烟草的烟雾中含烟焦油，烟焦油含有苯并芘等多种极强的致癌物和致突变物，使吸烟者肺癌高发，同时影响被动吸烟者；多种装饰物品、建筑材料等含有甲醛，甲醛本身具有强力的刺激性和超敏反应性，还有多种其他毒性包括远期危害性、致突变性；某些建筑材料含有很高浓度的氡及其子体，具有高致癌性。

2.引起中毒性疾病

由于排烟不畅或燃料燃烧不全，室内出现高浓度CO而引起中毒是常见的事故。此外，室内空调系统引起的空调综合征。

3.传播传染病

病原体可随空气中尘埃、飞沫进入人体而引起呼吸道传染病，如流行性感冒、麻疹、白喉及肺结核等。1976年在美国宾州地区的美国军团年会上，参会者中暴发的一种以发热、咳嗽及肺部炎症为主要症状的疾病，称为军团病，其致病菌称之为军团菌。军团菌以嗜肺军团菌最常见，主要储存于建筑物贮水器的水中以及冷却水、冷凝水、游泳池、水龙头和空调调湿器中，其中空调系统带菌是引起军团菌病流行最常见的原因。

4.引起超敏反应

室内常见的过敏性疾病有花粉病和尘螨过敏等，其中以尘螨过敏为主。由于使用空调或封闭式窗户，致使室内尘螨滋生，可引起哮喘、过敏性鼻炎、荨麻疹等超敏反应症状。甲醛及其他挥发性有机物可引起刺激作用，还可引起超敏反应，主要是过敏性哮喘，大量时可引起过敏性紫癜。

★ 考点提示：室内空气污染对健康的危害

四、室内空气污染的预防与控制

1.建立室内空气污染的卫生评价体系

室内空气污染常为多种有害物质同时存在，因此应建立多指标的综合指数来评价其污染水平，常用的单一指标有以下三种。

（1）CO2　室内CO2浓度达0.1%时，空气性状开始恶化，多数人普遍感到不适；CO2达0.07%时，少数敏感个体开始有不适感觉。故居室空气中CO2含量应小于0.07%，最高不应超出0.1%。

（2）甲醛　甲醛是挥发性有机化合物的代表物之一，并有潜在的致癌作用。居室中甲醛含量不超过0.12mg/m3。

（3）细菌总数　通常以空气中细菌总数作为最常用的居室空气细菌学的评价指标。夏季清洁空气室内细菌总数≤1500CFU/m3，冬季清洁空气室内细菌总数≤4500CFU/m3。

2.住宅内外注意合理平面设置及功能分区

（1）合理规划住宅区　住宅区应远离工业区或交通要道口及其他污染源，保证有一定距离进行防护（如绿化），住宅区应设置在工业区的当地主导风向最大频率的上风侧，同时必须加强大气卫生防护。

（2）居室内部设计合理　应防止厨房油烟、煤烟进入主室，有足够的室内容积等。

3.改善炉灶和采暖设备

保证烟道通畅、改进燃烧方式，以提高燃烧效率，降低室内污染物浓度；改进燃料结构，提倡清洁能源（如推广煤气化），电力充足地区鼓励电热烹调；以集中供暖代替分散式采暖。

4.宣传教育

（1）加强控烟教育　加强健康教育，推广戒烟方法，劝阻更多人戒烟。

（2）生活常识宣传　通过大力宣传教育，使民众了解一些降低室内空气污染的生活常识：①经常开窗换气；②在厨房安装抽油烟机；③坚持合理清扫制度，必要时进行空气杀毒，以杀灭病原体；④合理使用各种设施，在设有空调的室内，应保证空调使用后能进入一定的新风量；⑤选择合格建筑装饰材料和家具，选择符合国家标准的装饰装修材料，其氡、游离甲醛及其他有害物质的含量不得超过限量标准，刚装修或有新家具的居室入住需要一定时间。

★ 考点提示：室内空气污染的预防和控制