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-5

2、2℃～-60℃，故该层又称同温层。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

3、减，层顶部的温度可降至-92℃。4．热层位于中间层之上，其上界可达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

4、％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

5、．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275～320nm，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

6、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

7、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

8、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