大气的组成部分及卫生学意义

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1、大气的组成部分及卫生学意义一、大气的垂直结构大气的垂直结构1.对流层是大气圈贴近地面且密度最大的一层。该层的厚度随地球纬度不同而异。赤道处为16km左右,两极处为8km左右。夏季较厚、冬季较薄。整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层。人类生活在对流层的底部。对流层有以下特点:(1)气温随高度的增加而递减(2)对流运动显著(3)天气现象复杂多变2.平流层位于对流层之上,其上界高度约在50km左右。该层的特点是:(1)气温的垂直分布,下层温度随高度变化小,约在22km以下,气温不随高度增加而变化,恒定在-52℃~-60℃,故该层又称同温

2、层。约在22~35km处,有一厚度约为10km的臭氧层,在22km~27km高度处,臭氧含量达到最大值,能吸收短波紫外线。在30km以上,气温随高度增加而迅速上升,这是因为该层的气温基本上不受地面影响,而是靠臭氧吸收大量紫外线增温的。(2)气流以平流运动为主平流层与人类的关系也很密切。首先,臭氧吸收大量太阳紫外线,成为人类生存的天然屏障。其次,该层水汽、固体杂质极少,天气晴朗,能见度很好,大气平稳,有利于高空飞行。3.中间层位于平流层之上,其上界高达80km左右。空气更稀薄,气温随高度增加而递减,层顶部的温度可降至-92℃。4.热层位于中间层之上,其上

3、界可达500km左右。层内温度极高,而且随高度增加而迅速增加,昼夜变化很大。层顶部的温度可达200~1700℃。5.外大气层(又称逸散层)从500km高度往上,没有明显的上界,是大气圈的最外层。二、大气的组成及其卫生学意义自然状态的大气是无色、无臭、无味的混合气体,其正常组成见下表。标准状况下干燥空气的组成空气的组成(容积百分比)空气的组成(重量百分比)通常一个成年人每昼夜约呼吸2万次,吸收空气量10~15m3。每小时呼出CO2约22.6L。当空气中氧含量降至12%时,人体可发生呼吸困难;降至10%,可发生智力活动减退;降至8%以下可危及生命。近年来研

4、究发现,在清洁大气中含有自由基,主要为OH-。其天然来源是臭氧的光化学作用。当臭氧受到波长小于320nm的太阳辐射作用时,生成激发态的原子氧和氧气。前者与大气中的水分子作用,生成2个OH。此外还有HO2、RO2等自由基。自由基有非常强的氧化作用,可使大气中的硫化氢、氨、甲烷等还原性气体被氧化成硫酸、硫酸盐、硝酸、硝酸盐、二氧化碳等氧化态物质。三、大气的物理性状及其卫生学意义大气物理性状包括太阳辐射、气象和空气离子化等。(一)太阳辐射1.紫外线第二届哥本哈根光学会议将紫外线辐射分为三段。A段(UV-A)波长320~400nm,B段(UV-B)波长275~

5、320nm,C段(UV-C)波长200~275nm。紫外线的生物效应主要有以下几种:(1)色素沉着作用:这是人体对光线刺激的一种防御反应。UV-A可以使人皮肤细胞中的黑色素原通过氧化酶的作用,转变成黑色素而沉着于其中,它可防止短波光线深透皮肤,保护皮肤使其不致过热。(2)红斑作用:即皮肤被紫外线照射后,局部出现皮肤潮红现象叫红斑。这是人体对UV-B段的特异反应。(3)抗佝偻病作用:因皮肤和皮下组织中的麦角固醇和7-脱氢胆固醇在UV-B段紫外线作用下可形成维生素D2和D3,以维持正常钙磷代谢和骨骼的正常生长发育,故这段紫外线具有抗佝偻病作用。(4)杀菌作

6、用:UV-C段紫外线能使蛋白质分子产生光化学分解,具有极强的杀菌作用,但对细胞的损伤也是极严重的。紫外线虽对人体健康具有促进作用,但过强的照射能引起光照性皮炎、眼炎、雪盲甚至皮肤癌等疾病。2.可视线波长为400~760nm。为七色光谱,被机体的视觉分析器感觉为白色医`学教育网整理,该段光谱综合作用于机体的高级神经系统,能提高视觉功能和代谢功能,平衡兴奋和镇静作用,提高情绪和工作效率。它是生物生存中不可少的条件之一。3.红外线波长760nm~1mm的电磁波是红外线,其主要的生物学作用是使机体产生热效应。过量的红外线照射能引起皮肤烧伤,体温升高,还可引起热

7、射病、日射病、红外线白内障等疾病。(二)气象因素气温、气流、气湿和气压等气象因素,对机体的冷热感觉、体温调节、心脑血管功能、神经系统功能、免疫功能等多种生理活动,起着综合调节作用。此外,气象因素对大气污染物的扩散,也具有极为重要的作用。沙尘笼罩北京城(三)空气离子空气中轻、重离子数目的变化,与空气的其它污染指标的变化有密切关系。空气污染越严重,轻离子数目越少,重离子数目越多。天然环境中,重、轻离子数的比值不应大于50。若比值大于50,则说明空气污浊。空气阴离子对人体的作用是有益的,但阳离子也有其独特的生物学作用。在一般情况下它们的生物学作用是相反的。空

8、气阴离子的生物学作用概括起来有:①调节中枢神经的兴奋和抑制功能,缩短感觉时值和运动时值;②刺激

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