大气影响

大气影响（精选12篇）

大气影响 篇1

1 大气污染物扩散影响因素辨析

污染物从污染源排放到大气中, 只是一系列复杂过程的开始, 污染物在大气中的迁移、扩散是这些复杂过程的重要方面。这些过程都是发生在大气中, 大气的性状在很大程度上影响污染物的时空分布。实践证明, 风向、风速、大气稳定度、温度的空间差异、地面粗糙度、雨和雾等, 是影响大气污染的主要因素。

污染物在大气中的扩散与过境风、湍流和温度梯度密切相关, 过境风可使污染物向下风向迁移和扩散, 湍流可使污染物向各方向扩散, 温度梯度可使污染物发生质量扩散, 风和湍流在污染物迁移过程中起主导作用。

根据湍流形成的原因可分为两种湍流, 一种是动力湍流, 它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生, 它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等;另一种是热力湍流, 它起因于地表面温度与地表面附近的温度不均一, 近地面部分空气受热膨胀而上升, 随之上面的冷空气下降, 从而形成垂直运动。湍流具极强的扩散能力, 它比分子扩散快105-106倍, 湍流越剧烈, 污染物的扩散速度就越快, 污染物浓度就越接近区域平均水平。

降水能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物;雾像一顶盖子, 虽然能稀释部分酸性污染物, 却会使空气污染状况短时间内加剧。

地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响。山区地形、海陆界面、大中城市等复杂地形均对大气污染物扩散产生影响。

城市建筑密集, 高度参差不齐, 因此城市下垫面有较大的粗糙度, 对风向、风速影响很大, 一般说城市风速小于郊区, 但由于有较大的粗糙度, 城市上空的动力湍流明显大于郊区。

2 各因素对大气污染物扩散的影响

2.1城市“热岛效应”。城市“热岛效应”的影响效果与城市规模有关。一般大城市中心区域与周围乡村温差可达7℃以上, 而中等城市可达5℃左右。城市“热岛效应”对城市大气污染物扩散的主要影响体现在:加大了市中心区域空气扰动, 其产生的热力湍流加速了该区域的污染物混合, 同时在静小风情况下阻碍污染物向周边区域输送, 使大气污染物更易于在城市中心区域聚集并滞留, 所以一般城市中心区域大气污染物浓度较高。

2.2大气稳定度。大气稳定度对大气污染物扩散影响较大, 大气稳定度从稳定到不稳定, 决定了大气对污染物的扩散能力从难以扩散到有利于污染物扩散的过程。

2.3粗糙度。粗糙度对污染物扩散的影响分两方面:一是形成湍流, 加快大气污染物混合, 避免局部浓度过高现象发生;二是高层建筑容易形成类似过山气流的污染物闭塞区, 使大气污染物在高层建筑背后避风区聚集并滞留, 不容易向其它区域扩散。这也是大中城市中心区域大气污染物浓度一般高于周边地区的一个原因。

2.4温度层结。各温度层结对大气污染物扩散的影响各不相同, 其中以逆温情况对大气污染物的扩散最为不利。气态污染物和颗粒污染物在大气层中的位置决定其扩散方式, 颗粒污染物以平流输送和重力沉降为主, 一般飘浮于低空, 对于气态污染物来说, 平流输送和垂直扩散都起重要作用, 它甚至可以扩散到边界层以外的大气中。所以气态污染物在逆温情况下相对于颗粒污染物更不利于扩散, 对环境的影响也更大。

逆温天气加重了逆温天气对环境的影响, 这种气象条件下, 大气污染物聚集于低空, 通常形成污染带或污染域, 加重局地污染程度。

2.5降水和雾。降水一般分为雨、雪两种, 对大气污染物均起到冲刷作用, 而降雨的作用更加明显。降水对降低颗粒类污染物浓度的作用较大, 对气态污染物只起微小作用。通常降水可使颗粒类污染物浓度降低50%~80%, 而气态污染物浓度降低只达到10%左右。

雾同时具有对大气污染物的屏蔽作用、对酸性污染物 (SO2和NO2皆属于酸性污染物) 的稀释作用和对颗粒类污染物的洗刷作用。NOx浓度因汽车拥有量较大而较高, 又雾可以直接进入人的呼吸道, 故此种情况危害较大。

2.6局地气候影响

2.6.1海 (江) 陆风。局地气象条件下, 陆地与江河湖海临近的区域必然受到其影响, 但其影响较小。这种影响昼夜迥异:白天, 陆地温度高, 空气密度小, 空气上升, 水面温度相对较低, 空气向陆地运动, 补充陆地空气缺失部分, 形成海 (江) 风;夜晚, 陆地降温较快, 而水面温度下降较缓, 温度相对较高, 空气上升, 陆地空气向水面运动加以补充, 形成陆风。

与城市“热岛效应”比较, 白天与城市“热岛效应”相同, 夜晚与城市“热岛效应”相反。所以海 (江) 陆风在白天助长城市“热岛效应”, 夜晚削弱城市“热岛效应”。

2.6.2山谷风。山谷风与海陆风一样, 山和谷因昼夜温差而产生。白天风向指向山, 夜晚风向指向谷。所以夜间污染物易于聚集于谷中。

3 主要大气污染物影响程度探究

由于NO2与PM10和SO2产生源不同, 综合各种因素对大气污染物扩散的影响因素, 虽然影响程度同样受过境风迁移作用影响, 但其影响程度肯定会有所不同, 故将NO2和PM10和SO2的不同程度影响程度予以分别确定。

各主要大气污染物采暖期污染较重, 非采暖期污染较轻, 特别是PM10和SO2属于煤烟型污染物, 具有明显的季节性特点, 而NOx主要污染源是汽车, 四季变化不大, 主要与汽车数量相关。就某一固定区域而言, 气态污染物NOx、SO2差异相对较小, 主要原因是气态污染物更容易随被过境风输送到较远的地方, 在不利气象条件下也更容易扩展到整个影响区域, 而颗粒物更容易沉降聚集。

对于低空污染团, 一般情况下颗粒类污染物可以被平流输送至1.5~2.5km以外的地方, 而气态污染物则要超出几倍甚至几十倍。

事实上, 从污染物产生到聚集和滞留是动态过程, 也就是说, 各种影响因素时刻在对对大气污染物的传输和扩散起作用。

4 结论

大气污染物扩散过程是一个宏观动态过程, 其中各种影响因素在同时起作用, 而各种影响因素因季节和局地气象条件不同而分别起主要和次要作用, 即主要影响因素和次要影响因素可以在不同时段相互转化, 进而使大气污染物主要影响程度也有所差别。

理解了各种影响因素对大气污染物扩散的作用原理, 掌握了大气污染物扩散规律, 就可以根据实际情况来确定大气污染物对环境的影响程度和大致的影响范围。

摘要：影响大气污染物扩散的因素很多, 一般包括大气稳定度、垂直和水平温度梯度、低空风场引起的平流动力输送、地面粗糙度、湍流运动、雨雾等。这些因素都不同程度地影响大气污染物的扩散, 以一定的传输和扩散规律决定大气污染水平的高低, 并由此使各局部区域污染程度各不相同。

关键词：大气,污染,影响因素,影响区域,探究

参考文献

[1]李子华.大气化学[D].南京:南京气象学院, 1988.

[2]黄石.液体动力学[D].南京:南京气象学院, 1989.

[3]汤达章.污染气象学[D].南京:南京气象学院, 1990.

大气影响 篇2

文章分析了大气环境对空间相机在轨成像的影响途径,并应用大气计算软件(6S)对大气环境影响空间相机成像的.调制传递函数进行了初步的计算.

作 者：杨桦 刘晓鹏 郭悦 Yang Hua Liu Xiaopeng Guo Yue 作者单位：杨桦,刘晓鹏,Yang Hua,Liu Xiaopeng(国防科技大学航天与材料学院,长沙,410073)

郭悦,Guo Yue(北京空间机电研究所,北京,100076)

大气影响 篇3

核泄漏物质运移存在三类自然通道，即大气中随气流的快速输运通道，海洋表层随海流的慢速输运通道以及海洋内部的极慢速输运通道。此外还有人类活动(如船舶、飞行器)等非自然输运通道，其中大气通道和海洋表层通道是主要的通道。乔方利等在研究中采用的海洋和气候数值模式均为当前国际主流模式，且结合了我国发展的浪致混合理论。经大量实测资料验证，浪致混合能够显著提高数值模式的模拟和预测能力，已有三十余篇论文在国内外高端学术杂志发表。

研究发现，日本福岛核电站的泄露物质主要通过大气通道影响我国，但浓度极低。乔方利等在文中强调，核泄漏物质随着气流的运移扩散，其浓度将迅速降低。假设把靠近福岛地区的模式网格浓度设为1，且在不考虑沉降和衰变的理想情况下运移，则其前锋到达中国时，浓度仅为百万分之一量级。如果考虑核泄漏物质存在沉降和衰变等过程，浓度量值应比目前的估计还要低。同时，由于北美和欧洲处于我国上游，上述地区的环境辐射水平监测、评估结果将对我国具有警示和借鉴意义。

研究认为，核泄漏物质在海洋中运移很慢，应该对我国无直接影响。核泄漏物质会随海洋表层通道向东北缓慢输运，远离中国海域。从海洋表层通道看，核泄漏物质几乎没有可能对我国产生直接影响。但如果大量排放，对于运移扩散到达海域而言，也会对海洋生态系统产生长期影响。

大气环境影响评价相关问题研究 篇4

1 大气环境影响评价中存在的主要问题

1.1 监测频次、评价标准不明确

大气环境质量标准中既有小时值, 又有日均值, 并未设定确定的监测频次, 进而导致外界对结果的研判易出现误差和错误的认知。对于委托监测, 委托方要明确委托监测标准, 从而实现委托方与被委托方共同的标准认知。同时, 还要选择监测方法, 采用不同的监测方法的监测结果大相径庭。对于监测点的设置, 应放置在周界浓度最高点, 一般设置在捂着嘴排放下风向的单位周界外围10 m的范围内。如果最高点超过10 m的周界, 可将监控点迁移至预计的浓度最高点上。但很多监测单位并没有按照上述方法进行, 导致监测结果与实际情况不一致。

1.2 现场监测管理问题

大气环境影响评价采样项目一般需要10人左右, 需要1个项目负责人选择监测点位、负责单位组织的沟通和现场组织等工作。监测前的准备工作包括以下3方面: (1) 准备好试剂、吸收液和滤膜等空白样品, 绘制标准曲线, 并清洗。烘干吸收瓶; (2) 监测仪器的维护、维修; (3) 校准仪器流量。

1.3 监测点位的布设和确定问题

在监测点位的选择上, 除了在公路交通方面的环评监测外, 其余监测点要与公路留有一定的距离。在野外开展监测工作时, 一般需自备电源。在开展监测工作时, 要避开绿色乔木和局部污染源。在监测地点的选择上, 要选择没有遮挡物的区域, 确保监测点不受到周围建筑物、空气流动的影响。

1.4 气象条件对监测结果的影响问题

气象条件会影响监测结果的准确性, 不同的气象条件对监测结果的影响是不一样的, 应依据国家颁布的标准选择地点, 并将监测点位控制在允许的范围之内。

2 大气环境承载力分析

2.1 大气环境承载力的动态性特征分析

地球上所有的经济社会活动都会对周围环境造成影响, 规模越大的活动和项目产生的影响越大。在长期的变化中, 大气环境的承载力也产生了变化。在原始社会中, 大气环境的承载力最强;进入工业社会后, 大气的环境承载力受到了严重的影响, 呈现出逐步变弱的趋势。

如果不改善大气环境, 则其承载力会持续变弱;如果通过节能减排等措施改善大气环境, 则大气环境的承载力会得到有效提升。

2.2 大气环境承载力的累积性特征分析

环境影响评价中的大气环境累积性特征是大气环境特征之一, 对外界环境影响因素的判定可为改善大气环境提供依据。大气环境承载力是可量度的, 量度的基础是阔值, 通过对阔值的研究可得到真实的大气承载力的度量。在开展大气环境承载力分析研究的过程中, 要充分考虑区域的累加影响效应, 即时间的累加和区域的累加, 不能只考虑区域环境的累加, 从而得到真实、有效的判断结果。通过分析环境影响评价中大气环境承载力累积性特征可知, 区域内大气污染物的叠加和不同时间段的累加共同构成了大气污染物空间、时间的累积判断。

2.3 大气环境承载力的分析方法

对于环境影响评价中大气环境承载力的分析方法而言, 指标法、承载力评价法等方法都为承载力的分析提供了工具和技术, 每一种方法都有各自的应用范围和条件, 具体采用哪一种方法要根据不同的条件选择, 更要根据每个地区的实际情况选择。在选择方法时, 必须考虑承载率, 其是指当前阶段大气环境的承载量与本地区环境承载阔之间的比值, 属于动态指标, 能帮助工作人员更好地分析、评价大气环境承载力的变化趋势。

3 城市化进程对大气污染的影响

3.1 工业化的迅速发展

自开展工业革命以来, 人们的生活发生了翻天覆地的变化, 但环境也在发生变化。工业革命的基础是能源, 能源的主体是煤炭, 煤炭的燃烧产生了大量的有害物质, 对环境造成了极大的破坏。我国当前的雾霾现象就是大量燃烧煤炭的后果。因此, 实现洁净燃烧, 最大限度地降低因燃煤造成的影响是当前急需解决的问题。

3.2 城市布局不合理

城市功能可按照区域划分, 区域不同, 功能则不同, 而因不同的功能又造成了不同的大气污染, 形成了不同的大气环境评价值。合理的城市分工和城市功能定位能优化城市大气环境, 比如工业区的布局问题, 处于不同风向的工业区的设置效果是完全不一样的, 应将其置于下风口的位置;在对马路和建筑工地等的管理中, 如果未采取有效措施, 都会加剧大气污染, 影响大气环境的质量。

3.3 居民生活水平提升造成的影响

在社会不断发展的背景下, 人们的生活水平得到了极大的提升, 私家车数量迅猛增长, 这对城市的大气环境造成了巨大的影响。机动车尾气排放是造成城市空气污染的重要原因之一。此外, 在我国北方许多城市都安装有炉灶和采暖设施, 这也在一定程度上加剧了城区的大气污染。

4 结束语

在具体的大气环境现状监测中, 还存在很多技术性的问题亟需解决。因此, 环境影响评价单位、环境监测单位和环境管理部门应根据建设项目的实际情况, 编制针对性高、操作性强的环境影响评价监测方案, 保证环境现状监测结果的真实性和科学性。大气环境的承载力是环境影响评价中的重要部分。我国作为发展中国家, 城市化进程的发展质量在很大程度上决定着我国未来的发展水平。因此, 针对严重影响城市化进程的大气污染问题, 应从各个影响因素入手, 合理规划城市功能区, 为解决大气污染问题提供重要支撑, 做到预防为主, 以促进我国城市化进程的快速发展。

摘要：城市化进程的加快加剧了大气污染程度, 工业化城市的布局等对大气环境造成了严重影响。目前, 大气环境影响评价中存在监测频次不明确、评价标准不明确、无组织排放监测点位设置不合理, 现场监测实施、监测点位设置和气象条件的选择等相关问题。在对大气环境承载力分析的基础上, 从动态性特征和累积性特征出发, 就其分析方法进行了探讨。

关键词：大气环境,影响评价,监测频次,现场监测

参考文献

[1]杜静.城市发展规划环境影响评价综合技术方法与案例研究[D].大连:大连理工大学, 2013.

[2]谭民强.环境影响评价技术导则-大气环境 (HJ 2.2—2008) [M].北京:中国环境科学出版社, 2012.

[3]李艳琴, 刘艳艳, 李锋, 等.环评大气现状监测工作应注意的几个问题[J].科技创新导报, 2009 (26) .

邹平县大气降水酸度影响因素分析 篇5

邹平县大气降水酸度影响因素分析

应用灰色理论,以,,,2005,连续五年为时间序列点,取大气降水pH值为参考因素,取大气中SO2、NOx、TSP、降尘的浓度为比较因素进行关联分析.灰关联度矩阵表明:邹平县大气降水酸度的`最大影响因素是SO2, 其次降尘的影响也不容忽视.

作 者：赵晓帅 袁香英 Zhao Xiaoshuai Yuan Xiangying 作者单位：山东省邹平县环保局,山东,邹平,256200刊 名：中国环境管理干部学院学报英文刊名：JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT COLLEGE OF CHINA年，卷(期)：18(3)分类号：X51关键词：邹平县 大气降水 酸度 影响因素 灰色理论

大气影响 篇6

【关键词】大气受热过程；大气的直接热源；削弱作用；保温作用

一、教材地位作用

本课是人教版高中《地理》必修一第二章，大气圈层的开篇内容。“大气的受热过程”为第一节“冷热不均引起大气运动”的第一课时。设计将：大气受热过程、大气受热原理的实践运用，两部分内容融合为一堂课，突出地理原理规律的实践意义。其中重要的知识点“地面是大气的直接热源”是后面学习热力环流的理论基础，是深入学习“气压带和风带”等知识的前提条件，各知识环环相扣。所以，本课作为本章开篇，既具有其地理实践意义，又是后面章节的知识、理论基础。

二、教材内容分析

课标要求运用图表说明大气受热过程。

从正文看，教材的编排紧贴课标的要求，以大版面图2.1“大气的受热过程”，结合文字说明，引导学生分析大气受热过程。因此，本图的深入分析是本课教学核心。

与太阳辐射、地面辐射相对应，大气辐射也是一个重要概念。以地球和月球表面昼夜温差的差异现象为案例，运用图示对比呈现的方式，意在使学生通过读图分析，理解大气保温作用的重要意义。

三、教学目标

1.根据图示说明大气的受热过程，明确地面是近地面大气最主要、直接的热源。

2.理解大气热力作用形式、特点、过程和意义。

3.对比青藏高原、成都平原两地太阳辐射状况，理解大气削弱作用的意义。

4.探究“地球和月球表面昼夜温差大”的原因，理解大气保温作用的意义。

5.运用大气受热原理解释相应地理现象，激发探究地理问题的兴趣。

6.通过“全球变暖“视频播放，加强学生的环保意识。

重难点：

重点：完整大气受热过程（削弱作用、保温作用）

难点：近地面大气的主要、直接热源——地面（容易混淆为“太阳是近地面直接热源”）

运用大气受热过程原理，解释地理现象，解决实际问题（考查学生热迁移能力，且大气受热过程步骤众多，学生易混淆）

四、教学过程

新课导入：以“美女来找茬”的活动幽默开场。引导学生对比藏族女孩和成都女孩皮肤差异，引发两大问题思考。

问题导学：1、为什么云层厚度会影响辐射强度（地理环境对比）；2、为什么青藏高原辐射强烈，温差却那么大（俗语：早上穿皮袄，中午赤膊佬）？

此导入有趣且具启发性，贴近现实生活，意在激发学生兴趣，引发学生思考。自然过渡至学习主题。

新课学习：

环节一：知识铺垫：对太阳辐射的认识

大气受热过程涉及较多物理知识，其中，关于太阳辐射原理、太阳辐射能量分布以及大气成分和分层，这三点学生理解较困难。虽新教材将此部分内容删除，但要使学生全面认识大气的受热过程，有必要对以上知识做补充。

环节二：大气对太阳辐射削弱作用探索

向学生展示大气削弱作用图示，从图中获取：

1.各大气成分对太阳辐射的削弱作用（强调：O3吸收紫外线CO2、水汽，吸收红外线，为理解地面为大气直接热源做铺垫）。

2.大气削弱作用分类。

在对削弱作用原理阐释后，回归课堂开始“问题导学”第1问。引导学生得出“大气削弱”所起作用。并给出常见自然现象，考查学生对三大削弱作用的迁移运用情况。

环节三1：大气受热过程图解梳理（总）

环节三2：地面辐射形成过程分析（分）——太阳暖大地——大地暖大气

环节三3：保温作用分析（分）——大气还大地

1.以教材图2.1的分析，引导学生读图归纳大气如何受热增温，使学生从总体了解大气受热各过程。

2.以动画形式，带领学生描述大气受热各步骤，并总结归纳为“太阳暖大地、大地暖大气”两大步骤，为学生理清思路。自然引发出“谁是近地面大气直接热源”的思考。解决第一大难点。

为使学生更深刻认识近地面大气热源这一难点、易错点，以山地温差实例调动学生感官积累，理解：地面是近地面大气直接热源，使得气温从山脚到山顶依次降低。

3.对大气受热过程的全面理解，还应深入分析大气逆辐射带来的保温作用。这一重点将结合教材活动开展。

环节四：活动探究：月球昼夜温差为何比地球大？

前面已对大气受热过程进行了分析，此活动将采用“学生为主体进行探究，教师以原理动画分析指导”的方式进行。

具体操作为：引出大气逆辐射概念后，学生阅读图2.2，小组讨论探究问题（2）；最后，教师采用动画演示，对比分析得出大气保温作用的深刻意义，并引导学生迁移解释“问题导学”第二问；为使学生全面、辩证看待问题，以正反两面案例，启发学生思考。

正面案例为：农业生产利用保温作用原理，采用塑料大棚、人造烟雾等预防农作物受冻害。

反面案例为：温室效应（视频）

（人类的肆意破坏给自己带来恶果，从而激发其环保意识）

环节五：知识总结（三大削弱作用、保温作用、大气受热完整过程）

课后探究：阿拉伯人的服饰和当地气候有怎样的联系？

（进一步贯彻”人地关系“理念）

【参考文献】

[1]王德，冯文和.“冷热不均引起大气运动”教学的几点思考.地理教育.高中地理，2010（17）

[2]王玉芹.南京师范大学附属中学.“冷热不均引起大气运动”教学设计.地理教育.高中地理，2010（4）

[3]刘阳平.江西省景德镇市第七中学.学生如何学好自然地理———以《冷热不均引起大气运动》为例.学苑教育，2012（13）

【作者简介】

大气对迷彩颜色混色影响研究 篇7

关键词：迷彩,混色,伪装,颜色

为了保证迷彩的多色性, 迷彩颜色一般使用3~5种不同的颜色, 然而随着观察者距离的增大, 大气的衰减作用明显增强, 以及大气气幕颜色的加入, 使得迷彩色不同斑点在一定的距离上产生混色, 这时迷彩的颜色作用影响很小, 而颜色的亮度将起主要作用。

1 视在颜色三刺激值

对于自然界的物体, 设其光谱反射系数为ρ (λ) , 照明光源的光谱分布为S (λ) , 标准观察者的光谱三刺激值为, 则物体颜色的三刺激值可以表示为[2]

式中, k为调节系数。

经过大气衰减作用后, 物体颜色的三刺激值为[3]

式中, τ为大气透明度, l为物体到观察者的距离。

在可见光波段范围内, 一般可认为τ与波长无关, 所以

大气对颜色影响还表现在大气气幕颜色, 设物体与观察者之间的大气气幕颜色三刺激值为 (Xa, Ya, Za) , 大气气幕的颜色可以认为是消色的, 所以, Xa=Ya=Za。

经过l距离的大气后, 人眼看到的物体的视在颜色三刺激值为

式中, γa为与气幕亮度相对应的亮度系数, 可由下式计算得到[4,5]

其中, γH为天空亮度系数, 其取值见表1[6]。

注:表中太阳照射角为太阳的照射线与观察方向之间的水平夹角。

2 迷彩色的视在颜色三刺激值

四种基本迷彩颜色三刺激值见表2[7]。

假设四种迷彩色距离观察者0.5~16.5 km, 每隔0.5 km取值一次, 天气条件为晴天, 天空亮度系数γH取0.2, 最有利的观察角度, 大气透明度τ取值0.82, 计算四种迷彩色的视在颜色三刺激值见表3。

3 迷彩色色差

物体颜色三刺激值为 (X, Y, Z) , 当物体与观察者距离为l时, 其物体的视在颜色三刺激值为 (Xl, Yl, Zl) 。当两种物体颜色视在颜色三刺激值相差3 L*a*b*以内时, 可以认为人眼分辨不出两种颜色, 即产生了混色。一般采用L*a*b*均匀颜色空间作为色差计算空间, 可由下式表示[8]

对标准照明体D65, Xo=95.042 4, Yo=100, Zo=108.880 4。

根据表3和式 (6) , 四种迷彩色之间视在色差随距离变化情况见表4。

迷彩色视在颜色色差随距离的变化如图1所示。

4 结果分析

如图1所示, 随着观察距离的增大, 四种迷彩色的视在色差迅速减小, 而且减小的幅度也不断减小。根据表4内容以及视在颜色色差混色判断标准, 不同迷彩颜色之间将产生混色的距离统计结果见表5。

不同迷彩色之间产生混色的距离不同, 其中颜色差别较大的森林绿和土黄色产生混色的距离最远, 本次计算取天气最好, 最有利于观察的条件, 如果天气条件较差的话, 产生混色的距离会更小。可以认为四种迷彩颜色在16 km时, 由于大气的作用产生混色。

5 结论

不同颜色之间在不同天气条件下产生混色的距离不同, 在具体应用时要根据不同情况具体计算。文章计算时没有考虑空间混色, 是从光学传播的角度探讨, 计算了四种常用迷彩颜色的混色距离, 计算参数在最利于观察的情况下取值, 根据计算结果, 迷彩颜色在16 km时产生混色, 因此理论上无论采用多么先进的光学仪器, 由于颜色信号的衰减和杂波的添加, 几种迷彩颜色趋于接近, 不能分辨, 迷彩的颜色作用可以忽略, 起主导作用的是亮度。

参考文献

[1]胡江华, 朱超, 王友军, 等.一种迷彩伪装效果检测评价方法[J].2007, 33 (2) :67-69.

[2]周焜, 李继陶, 陈祯培.应用光学[M].成都:四川大学出版社, 1995.

[3]何国兴.颜色科学[M].上海:华东师范大学出版社, 2004.

[4]王毅, 饶瑞中.空间斜程能见度的影响因素分析[J].强激光与粒子束, 2003, 15 (10) :945-950.

[5]Stamens K, Tsay S C, Wiscombe W, et al.Numerically stablealgorithm for discrete-ordinate-method radiative transfer inmultiple scattering and emitting layered media[J].Appl Opt, 1998, 27 (12) :2402-2509.

[6]周秀骥, 陶善昌, 姚克亚.高等大气物理学[M].北京:气象出版社, 1993

[7]曲孟琪.数码迷彩的混色问题研究[D].西安:西安工业大学, 2011.

对流层大气对电波传播的影响 篇8

关键词：对流层,电波传播,影响

大气层的最低层是对流层, 它是从地面向上大约13公里的高空, 是气象条件不断变化的大气层, 在南北两极, 对流层约厚9公里, 赤道的对流层可厚达17公里。在对流层中, 由于地球引力的作用, 它集中了整个大气层中80%的大气和90%以上的水汽, 我们日常见到的风、云、雷电、雨、雪、雾、雹等天气现象, 都发生在对流层。对流层中还分布着很多大小不一的空气旋涡和云团。这些气象特征及其变化紧密依赖于三个基本气象参数:气压 (P) , 温度 (T) , 湿度 (如水汽压e) , 这三个基本气象参数的变化是相互制约和相互联系的, 它们的变化, 还会引起对流层电气参数:大气的介电常数εr、折射率n、折射指数N的变化。

对流层中大气的电气参数是时间与空间的函数, 表明对流层空间不是理想的自由空间, 而是充满不均匀介质的随机空间。理论分析和实验观测都表明, 当无线电波通过这种随机介质传播时电波的振幅、相位、频率和其他的波参数都会产生起伏变化。这些起伏变化对接收电波信号而言, 就是信号失真、传输损耗、各种衰落和干扰噪声的重要原因。

对流层对无线电波传播方式的各种影响, 使得电波在传播过程中传播方式出现直射波、反射波、折射波和散射波等, 如图1所示。

1 直射

对于直射波, 主要考虑对流层大气对其吸收。吸收是由于大气成分中的氧、水汽以及由水汽凝结形成的云雾、雨、雪存在的缘故, 致使微波波段无线电波在传播过程中电磁波能量产生损耗。当地面受到电磁波的作用时, 地面的导电特性由Q=εr/60σλ判断, 其中εr是地面的相对介电常数, σ是地面的电导率, λ是电波的波长。当Q远大于1时, 可以认为地面是绝缘体, 当Q远小于1时, 可以认为地面是良导体。对各种类型的地面而言, 有各自平均的εr值和σ值。当工作的电波波长改变时, Q值也相应改变, 即地面呈现出不同的电特性。对于绝缘介质, 当电波沿其表面传播时, 表面会产生感应电流, 这种感应电流在地表流动变为热能消耗无线电波的能量。可见波长λ越小, 则无线电波的能量消耗越迅速。

2 折射

折射是由于大气压强、温度、湿度均随高度变化导致大气对无线电波的折射率也随高度变化, 使电波传播方向发生弯曲的现象。对流层的大气的折射指数N和折射率n是变化的, 因而无线电波在其中传播时, 其速度和方向都要发生变化。无线电波在大气中的传播速度v遵循v=c/n, c真空中光速度。对流层对电波的折射能力是由N随高度h变化的梯度d N/dh决定的, 当d N/dh=0时, 无折射, 是一种理想情况, 可认为大气是均匀的。当d N/dh>0时电波射线逐渐偏离地面向上翘起, 称为负折射, 这种情况比较少见。当d N/dh<0电波射线向地面弯曲, 称为正折射, 如图2所示, 当d N/dh=-40N/千米, 称为标准折射, 对流层为标准大气层如图2中的 (a) 线;当d N/dh=-157N/千米时, 电波沿与地面平行方向传播, 称为临界折射, 如图2 (b) 线;当d N/dh<-157N/千米时电波射向下弯曲折回地面, 经地面反射后再继续向前传播, 周而复始地传播一段距离, 直到d N/dh比-157N/千米大为止, 电波这样传播和效果相当于离地面某一高度的介质层与地面表之间形成所谓“大气波导”一样。大气波导现象是在特殊的气象条件下形成的, 电波在大气波导中传播损耗比较小, 传播也会超出视距范围, 这种折射称为超折射, 如图2的 (c) 线。

3 反射

反射常常是在大气中介电常数的突变层产生。对流层中, 在某些气象条件下, 会使某一高度范围内大气的温度、湿度和气压出现明显的差异, 从而产生大气折射率的突变层, 虽然突变层的介电常数变化数量级不大, 但相比大气折射率均匀变化的情况, 可以使得以较小的投射角入射的电波产生相当强烈的反射, 因为突变层是随气象条件变化而随机出现的, 所以这种强烈的反射也是随机的。

4 散射

散射主要是由大气中各种不均匀结构体对电波的部分能量产生紊乱的反射和折射所造成的。由于对流层作为电波传播的介质, 其中存在不均匀体, 当无线电波投射到这些不均匀体上时, 引起其中一些气体分子中的电荷发生相对位移, 吸收电磁波能量而产生二次辐射。二次辐射波的波源是不均匀体中的气体分子, 二次辐射波的频率与投射的无线电波频率相同, 当不均匀体的尺寸较大时, 会产生向四面八方的乱反射。

参考文献

[1]张明高.对流层散射传播[M].电子工业出版社, 2004.

大气能见度对交通安全的影响 篇9

现如今,交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升,对交通运输的安全保障提出了更高的要求。然而除了超速、酗酒等违反交通规则的因素,各种自然灾害对交通安全的影响越来越受到重视。其中气象灾害以及由于气象灾害诱发的伴生灾害对交通运输业的影响,如低能见度浓雾、强降水、暴雨、雷暴、大风、积雪、结冰等,严重影响了高速公路中的交通运输安全问题。

雾是悬浮在近地面大气中的大量细微水滴(或冰晶)的可视集合体。雾的出现,导致地面的水平能见度显著降低。按照世界气象组织规定,令能见度降低到1 km以下的称为雾,能见度在1~10 km的称为轻雾。常见的雾多为乳白色。在城市及工业区,因空气中污染物的影响可导致雾呈土黄色或灰色。冰雾则可为暗灰色。雾主要是由于空气中水汽达到饱和,在凝结核上凝结而成。雾的形成通常有两种途径:(1)因空气温度降低而产生平流雾、辐射雾、上坡雾等;(2)因空气中水汽增加而产生蒸发雾、锋面雾、生物雾等。城市中的烟雾是另一种原因所造成的,那就是人类的工业生产活动。早晨和晚上正是供暖锅炉的高峰期,大量排放的烟尘悬浮物和汽车尾气等污染物在低气压、风小的条件下,不易扩散,与低层空气中的水汽相结合,比较容易形成烟尘(雾),而这种烟尘(雾)持续时间往往较长。

能见度是反映大气透明度的一个指标,与当时的天气情况密切相关。当出现降雨、雾、霾、沙尘暴等天气过程时,大气透明度较低,因此能见度较差。在气象学中,能见度用气象光学视程表示。气象光学视程[1]是指白炽灯发出色温为2 700 K的平行光束的光通量,在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。白天能见度是指视力正常(对比感阈为0.05)的人,在当时天气条件下,能够从天空背景中看到和辨认的目标物(黑色、大小适度)的最大水平距离。实际上也是气象光学视程。夜间能见度是指:(1)假定总体照明增加到正常白天水平,适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离。(2)中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。在空气特别干净的北极或是山区,能见度能够达到70~100 km,然而能见度通常由于大气污染以及湿气而有所降低。霾、雾、烟雾可将能见度降低至零,雷雨天气的暴雨不仅使能见度降低,同时由于地面湿滑而不能紧急制动,暴风雪天气也属于低能见度的范畴内。能见度不足100 m时,通常被认为为零,虽然在这种情况下会采取一系列措施,例如道路封锁、启动自动警示灯牌,但是由于能见度的大幅降低、道路行车速度过大、尤其是道路监控系统实时性的不足,仍然存在发生重大交通事故,如连环撞击事件的隐患。

目前测量大气能见度一般用目测的方法,也可以使用大气透射仪、激光能见度自动测量仪等测量仪器测量。

传统的能见度检测主要是通过仪器检测法,可以分为两类:

(1)望远光度计或透射仪测量空气柱的消光系数或透射率[2]。望远光度计通过计算地平附近一个已知距离目标物和其附近水平天空背景的视亮度对比的方法直接获得大气消光系数,只适合白天观测,需要额外的机电装置以实现自动检测,延时大、实时性差,很少用于能见度常规检测;透射仪在雾滴引起的中低能见度条件下测量结果较为准确,常被用于民航系统,但在有降水或飘尘现象发生时,透射仪本身会引起光的前向散射,影响测量结果的准确度。

(2)散射仪测量一个小体积空气对光的散射程度,依据所测量的散射角的不同可以分为后向散射仪、前向散射仪和总散射仪。散射仪假设大气吸收效应可以忽略,同时假设测量得到的散射光强正比于消光系数,这种假设在一般的情况可以近似成立,但是在污染严重的空气中存在较大的误差,而且目前气象能见度和后向散射系数之间的关系尚未准确计算出。

激光和雷达通常被用于测量大气能见度。由于激光和雷达相对于其他检测系统可以观测出倾斜能见度,常被用于满足特定需求。其测量的准确性依赖于消光系数与后向散射系数之间函数关系的假定、或者依赖于气溶胶特性随视程均匀分布的假定,另外雨、雾和沙尘暴等低能见度条件下的多次散射效应也严重限制其探测的可靠性,同时激光雷达成本昂贵、维护费用高、操作复杂,在气象能见度的检测中并没有被广泛采用。

如上所述,无论是能见度仪、透射仪、散射仪,还是激光雷达,仪器法在测量气象能见度上存在着不足,近年来在对道路能见度检测的实时性、准确性、检测范围等的要求逐渐提高,研究气象能见度新的测量原理、方法和技术,提高测量的定量化和自动化水平,是当前道路环境监测的迫切需求,也需要有一个科学合理的适用于高速路面行车的气象能见度等级的标准[3]。

摘要：随着交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升,对交通运输的安全保障提出了更高的要求。除了超速、酗酒等违反交通规则的因素,各种自然灾害对交通安全的影响越来越受到重视。其中低能见度浓雾等气象灾害以及由于气象灾害诱发的伴生灾害对交通运输业的影响,严重影响了高速公路中的交通运输。

关键词：大气能见度,交通安全

参考文献

[1]World Meteorlogical Organization,1989 Guide on the Global Observing System.WMO-No.488,Geeneva

[2]叶青.道路能见度检测方法的比较和研究.传感器技术,2004(23):74～76

火电厂烟气排放对大气环境的影响 篇10

1 我国火电厂的发展现状

目前, 虽然我国已经研发出如太阳能发电、风能发电、水能发电和核能发电等一系列利用自然力量发电的方式, 但是我国人口众多, 各行各业以及人们的日常生活对电力的需求量极大, 这些利用自然力量所发的电显然不能满足人们的需求。因此, 我国的主要发电方式仍为火力发电。本文对燃煤发电机组产生的污染物危害进行了阐述, 并有针对性地提出了改进建议。

2 火电厂烟气排放对大气环境的危害

原煤的燃烧所排放的大量的烟尘、二氧化硫和氮氧化物, 无论是对大气环境, 还是对人们的身体健康, 都带来了较大的危害。

烟尘的排放使大气环境中烟尘的含量迅速增加, 这是造成当前雾霾加重的原因之一。长期处于这样的大气环境中, 人体的呼吸道受到了极大的影响。

含硫煤的大量燃烧使大气环境中二氧化硫的含量增加, 当空气中二氧化硫的含量达到一定程度, 大气层出现降雨时, 就会在一定范围内形成酸雨, 且酸雨浓度随着空气中二氧化硫浓度的上升而上升, 从而不断加大了酸雨对建筑物的腐蚀程度和范围, 严重威胁到人们的生命财产安全。此外, 二氧化硫本身为一种无色、有刺激性气味的有毒气体, 如果大气中二氧化硫的浓度相对较高, 人们的日常生活也会受到影响。

在国家“十二五环保规划”中, 氮氧化物被列为继二氧化硫之后实行总量控制的污染物。当前, 氮氧化物的总量控制措施主要有电厂的烟气脱硝、燃煤锅炉的烟气脱硝、机动车尾气治理等。氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸为酸雨的主要成分。

3 火电厂烟气排放的治理措施

3.1 烟尘排放量的控制

烟尘排放量的增加是影响大气环境的一个主要因素, 因此必须对工厂排放的烟尘进行合理控制。对于烟尘排放量的控制可从以下两方面做起: (1) 应用高效的除尘装置 (比如静电除尘装置) 和除尘技术 (比如湿法除尘技术) 。日本的湿式电除尘技术较为成熟, 并且已经被应用于700 MW及1 000 MW的电厂中, 经过多年的运行, 应用经验较为丰富。 (2) 建立健全相关的法律法规。首先需要根据实际情况评估大气中的烟尘含量, 对于排放量超出的部分, 需要重新制订收费标准, 通过这种方式达到控制烟尘排放量的目的。

3.2 二氧化硫排放量的控制

二氧化硫的危害程度要比烟尘大, 因此, 在治理大气环境污染方面, 二氧化硫的治理不可忽视。对于二氧化硫排放量的控制可从以下三方面做起: (1) 改进火电厂火力发电设备的脱硫技术或重新安装脱硫装置; (2) 积极引进国外先进技术, 并对发电设备作脱硫技术处理, 从而将二氧化硫的排放量控制在国家规定的范围内; (3) 完善相关的法律法规, 严格规范火电厂二氧化硫的排放量, 并且对于排放量超出的部分, 要实施加收排放费用等处理手段。

3.3 氮氧化物排放量的控制

氮氧化物与空气中的水结合最终会转化为硝酸和硝酸盐。硝酸是酸雨的主要成分之一, 并与其他污染物在一定条件下可产生光化学烟雾污染。目前, 应用较为广泛的烟气脱硝方法主要有选择性催化还原法 (SCR) 、非选择性催化还原法 (SNCR) 和混合法 (SNCR/SCR) 。传统的SCR工艺在还原剂的选择上以液氨为主, 但当前氨法SCR转化成尿素SCR的工艺在美国已经成为一种较普遍的主流工艺, 以尿素为SCR还原剂的工艺已经积累了丰富的商业运行经验。

4 结束语

总之, 要治理大气环境污染, 首先需要社会各界对火电厂烟气排放对大气环境的危害有一个较为清晰的认识, 促进国家建立健全相关的法律法规, 借助法律控制、规范烟尘、二氧化硫和氮氧化物等的排放量。此外。火电厂也要不断进行技术改进, 完善各项工艺, 或者引进国外的先进技术和装置, 减少大气污染物的排放。近年来, 浙江浙能兰溪发电有限责任公司提出“烟气超低排放”的概念, 在原来的基础上, 各项污染物的排放量大幅度降低, 排放浓度达到天然气机组的水平, 这在燃煤电厂的可持续发展道路上具有重要的战略意义。

参考文献

[1]王晓利, 董云峰.环境空气中颗粒物及重金属污染特征分析[J].舰船防化, 2013 (3) .

[2]胡敏, 何凌燕.北京大气细粒子和超细粒子理化特征、来源及形成机制[M].北京:科学出版社, 2009.

[3]石晓亮.火电厂烟气排放对广州大气环境的影响[J].工业安全与环保, 2007 (3) .

[4]郑进朗, 潘雪琴.马果骏燃煤电厂的可吸入颗粒物排放[J].电力环境保护, 2009 (1) .

才气　灵气　大气 篇11

李拙并不拙，很巧。他笔下的花鸟、山水既大气又文气。粗看似乎传统了些，构图平平，但细看之下却耐人寻味。李拙有书法功底，所以他画的每一笔都是写出来的，这使我想起王个先生的一段话：“画和做人一样，不该让人初交热情，继而索然。应该使初交平平，再品味醇厚，经久不衰。”我是很少画花鸟和山水的，但是看了李拙的画儿，总给人透露着作画者的灵气与大气。特别是他的题画诗，非常有个性、有气势。他题的梅兰竹菊诗，立意奇巧，真正是为这一传统题材抒予了新的思想和生命。

我曾问李拙对中国画的认识，他便滔滔不绝地阐述着自己的理解。他认为作为中华民族所独有的画种，应该保持其固有的艺术特色。笔墨是构成中国画最基本的语言，只有精到的笔墨，才能构筑成一幅精妙的中国画。就像写文章一样，只有先学好语法，拥有丰富的词汇量，才能写出精彩的文章，才能更好地向人们表述作者的思想，否则，你就是用全世界各国文字凑拼成一篇“文章”，无论拿到世界任何一个国家，恐怕也没人能看得懂，那又有什么意义呢？中国画就好比一匹骏马，西洋画好比一头驴，虽都属马科，但种类有根本的不同。至于马和驴所生的骡子，它永远是既不属于马也不属于驴。这个观点我赞同。

李拙说创新也好，传统也好，只要努力往好地画，其实绘画就是一种态度。他不赞成盲目地出新，认为只有把传统吃透，就会自然创新。如果不知传统就不会知道是不是创了新，这个观点我也赞同。

李拙还说变是一个漫长的过程，在这个漫长的过程中应求自然之变。如果一味地去变，恐怕到头来连自己都变得没有了。这个观点我更赞同。

李拙很年轻，却很勤奋，更有思想，他诗、书、画、印皆能，近几年在西安外院先后为美国、德国、法国、韩国、日本等国留学生教授中国书画，为弘扬我国传统文化，使中国书画走向世界做出了自己的贡献。我希望李拙在今后的艺术生涯中不断探索，最终能变得更好，变出更多更美的作品来。

大气污染物对人体健康影响的研究 篇12

随着我国经济的快速增长和城市化,城市空气污染已明显引起公共健康效应和经济损失。2002年始,世界卫生组织公布的《世界卫生报告》中已将室内空气污染与高血压、胆固醇过高症以及肥胖等共同列为人类健康的十大威胁[1]。国内外在大气污染对人体健康的影响方面已经开展了大量的流行病学和毒理学方面的研究,也取得了很多的研究成果。我们将从主要大气污染物,大气污染对人体各系统的影响以及今后开展此类研究的展望进行综述。

1 主要的大气污染物

大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物,可以分为化学性、生物性和物理性污染物3类。根据其存在状态,可分为气态和气溶胶两类。气态污染物主要有:二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)。气溶胶态的大气污染物即大气颗粒物(ambient particulate matter),按空气动力学直径可分为:总悬浮颗粒物(total suspended particulates,TSP;粒径≤100μm)、可吸入颗粒物(inhalable particle,IP;PM10;粒径≤10μm)、细颗粒物(fine particle;fine particulate matter,PM2.5;粒径≤2.5μm)和超细颗粒物(ultrafine particle;ultrafine partieu-late matter,PM0.1;粒径≤0.1μm)。WHO在2005年修订了世界卫生组织大气质量基准(AQG)提出目前全球主要大气污染物为以下4项:大气颗粒物、二氧化硫、二氧化氮和臭氧。

1.1 颗粒物

近年来,细颗粒物对心血管系统的影响被尤为关注。BROOK等[2]认为短期暴露于细颗粒物可诱发心律失常、心肌梗死、心肌缺血、心力衰竭、中风、外周动脉疾病的加重以及猝死。长期暴露也可增加高血压和全身性动脉粥样硬化等多种心血管疾病的风险。

颗粒物的大小和形状决定颗粒最终进入人体的部位和对人体的危害程度,d<5.0μm的尘埃则能进入肺中,其中粒径为0.5~5.0μm的可以沉积在细支气管中,经数小时后可由纤毛作用排除掉,而d<0.5μm的可到达并滞留于肺泡中达数周、数月或数年,甚至可能进入血液通往全身。PM2.5粒径小,表面积相对大,更易富集空气中的有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等。

1.2 二氧化硫

SO2易溶于水,被上呼吸道和支气管黏膜的黏液吸收,可对上呼吸道黏膜产生强烈的刺激作用,损伤呼吸道,减弱肺泡活性,从而引发气管炎、支气管哮喘等。SO2在金属微粒催化下被氧化成SO3,其危险性更高。SO2与苯丙芘B[a]P联合作用时可增加其致癌作用[3]。另外,SO2可吸附在PM2.5的表面进入呼吸道深部,使毒性增加3、4倍。

ROUTLEDGE等[4]让健康志愿者短期吸入极低浓度二氧化硫(200 ppb),4 h后心脏交感神经的控制性减少(P<0.05),认为SO2可增加室性心律失常的发生率。刘晓莉等[5]用SO2将大鼠染毒,发现海马CAI区神经元自发放电的时程较对照组显著延长(P<0.001);中频放电神经元比例明显下降(P<0.05),而低频放电神经元比例升高;SO2染毒大鼠的学习记忆能力显著下降(P<0.01),推断SO2具有类似神经毒物作用,抑制大鼠海马CAI区神经元的兴奋性,并干扰和影响学习记忆功能。

1.3 氮氧化物

NOX尤其NO2是可直接侵入肺泡内巨噬细胞,释放蛋白分解酶,破坏肺泡。正常健康者暴露在室内水平的NO23 h,会出现轻微呼吸道炎症。BARCK等[6]对轻微哮喘和过敏症患者的研究显示:与无暴露对照组相比,在浓度为500μg/m3的NO2下暴露30min,支气管灌洗液和肺泡灌洗液中的嗜中性粒细胞增加(P=0.02)。

另外,大气环境中的NOx和HC在强烈太阳光紫外线照射下,经过复杂的光化学反应,可生成光化学烟雾,造成严重的二次污染,破坏生态环境。NO在无污染的大气中含量极低,城市生活区大气中则较高,它具有广泛的生理学作用性,使细胞内c GMP水平升高而引起生物效应。同时,NO2、NO作为环境毒物,都可以形成酸雨破坏臭氧层。

1.4 臭氧

O3是光化学烟雾最重要的因子,可溶性气体,是城市中光化学氧化剂的主要成分,对人体的影响与接触的浓度、时间和接触者的运动量相关。免疫学研究表明,哮喘和非哮喘人群的呼吸系统疾病发病率和入院率的增加均与环境中O3浓度上升有关。

JERRETT等[7]在18年间研究了全美448 850名个体,收集同期96个大城市的空气污染数据,分析发现:和空气污染的其他因素相比,O3在心脏性死亡中作用甚微,但是O3长期暴露对呼吸系统死亡率有促进作用:O3浓度每增加10 ppb,呼吸系统死亡率增加1.040(95%CI:1.010~1.067)。PARKER[8]调查了1999~2005年全美约70 000个儿童呼吸症状及其居住地20英里内的同期空气质量数据,分析发现:夏天O3浓度每增加10 ppb,呼吸过敏或花粉症发病危险将增加1.20(95%CI:1.15~1.26)。ALEXE-EFF等[9]在1995~2005年对1 100个老年个体每3年测量1次肺功能情况(FVC和FEV1),并收集同期O3的浓度数据,分析发现:O3每增加15 ppb,可致滞后48 h的FEV减少1.25%(95%CI:1.96%~0.54%),研究认为:O3对老年人的肺功能有急性损伤,且这种影响可能表现为抗氧化基因的多型性修改。

1.5 其他

多环芳烃(PAHs)大部分是人类生活和生产活动过程中燃料的不完全燃烧产生的,本身并无毒性,进入机体后经过代谢活化呈现致癌作用。PAHs亦可和O3、NOx、HNO3等反应,转化成致癌或诱变作用更强的化合物。目前动物实验证明的有较强致癌性的PAHs有苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、二苯并(a,h)芘、二苯并(a,h)蒽等,其中以B[a]P的致癌作用最强[3]。

铅可以损害神经、造血、消化、泌尿、生殖等多个系统,造成智力发育不良和造血功能障碍,且对成年后心血管异常、骨质疏松等也有影响。JAIN[10]等对83名老年男性患者进行血铅和骨铅基线水平的测量,并与引起缺血性心脏病发生之间的联系进行了随访,结果发现血铅增高者,其未来发生缺血性心脏病的风险增加1.27倍(95%CI:1.01~1.59);骨铅增高者,则增加1.29倍(95%CI:1.02~1.62);慢性铅暴露使血铅浓度>5μg/d L之后,可引起心率变异性(heart rate variability,HRV)有显著的下降。

2 大气污染物对人体健康的影响

2.1 大气污染物与死亡率

许多流行病学研究表明长期暴露在大气污染中与死亡率相关。POPE等[11]通过美国癌症协会收集了暴露于大气污染16年的近50万成年人的死亡数据,分析后发现:在控制吸烟、饮食等混杂因素后,PM2.5每升高10μg/m3,总死亡率、心血管疾病死亡率和肺癌死亡率均分别升高4.00%、6.00%和8.00%。PM2.5浓度与其健康损害作用呈线性相关,未发现其健康效应的阈值。美国国家空气污染与死亡率和发病率关系的研究(NMMAPS)[12]观察了全美20个最大城市约5 000万人口和同期天气状况,发现死亡前一天的PM10每升高10μg/m3,日总死亡率和心肺疾病死亡率分别上升0.21%和0.31%。

我国常桂秋等[13]人在北京市的一项研究结果显示,总悬浮颗粒物每增加100μg/m3,循环系统疾病死亡率增加0.62%,贾健等[14]在上海市闸北区的研究表明:PM10、SO2及NO248h平均浓度每增加10μg/m3,与总死亡率的OR分别为1.007(95%CI:1.003~1.011),1.011(95%CI:1.001~1.021),1.010(95%CI:1.000~1.020),其中PM10与死亡率的联系在敏感度分析中不随模型参数的改变而不同。

2.2 大气污染物对人体呼吸系统的危害

呼吸道是空气中悬浮颗粒物和其他有害物质进入人体的主要途径之一,呼吸系统是大气污染物直接作用的靶器官。流行病学观察认为短期暴露于户外颗粒物可增加上呼吸道疾病的发病率[15]。PEREIRA等[16]调查了圣保罗12个市区1981~1990年大气污染物的数据,发现喉部和肺部肿瘤的发病率与大气污染有关,其中臭氧与肺癌和喉癌发病率的关联强度最大,相关系数分别是0.7234(P=0.277)和0.9929(P=0.007)。

大气污染对呼吸系统损伤的确切机制还不完全明了,气态和颗粒污染物均能加重上下气道的潜在病理生理变化。活性氧簇的生成及其如何导致炎症反应是倍受关注的重要机制,氧化应激还可促发氧化、还原反应敏感的信号通路,以协同方式激活前炎性细胞因子、化学因子和黏附受体的表达。另外,PM、O3等可以在气道表面生成免疫介导物过敏毒素C3a,诱导气道高反应性。

2.3 大气污染物对人体心血管系统的危害

关于大气污染物与心血管系统关系的研究主要集中流行病学研究和毒理学研究两个方面,后者主要是组成成分分析研究和致病机制研究。

杨敏娟等[17]调查分析多方面资料,在控制了长期趋势、短期趋势、气象因素等混杂因素的基础上,大气SO2、NO2和PM10浓度每升高10μg/m3,心脑血管疾病死亡危险性分别增加0.40%(0.10%~0.80%),1.30%(0.20%~2.40%)和0.40%(0.20%~0.60%)。PM10效应在1日后达到最大,并基本呈线性无阈值。提示大气污染对人群健康存在短期影响能增加人群心脑血管疾病死亡。MILLER等[18]对美国65 893例既往无心血管疾病的绝经后女性随访6年,发现大气细颗粒物每增加10μg/m3,绝经后女性心血管事件发生风险增加24.00%,心血管疾病死亡风险增加76.00%。METZGER等[19]收集1993年1月~2000年8月亚特兰大31家医院的4 407 535份急诊病例,及同期的空气质量数据(晚期的25个月有详细、分类的颗粒物浓度记录),进行广义线性模型分析发现:心血管疾病急诊病例数与PM2.5水平和部分气态污染物(NO2、CO)等均有一定的相关性。

大气污染对心血管的影响机制还不清楚。大气污染的心血管效应可通过改变血管紧张性、动脉粥样性硬化、自主神经效应和全身性炎症反应等产生[20]。健康成人吸人高浓度环境微粒2 h,动脉即收缩;短时间接触环境微粒后,大鼠肺小动脉也收缩。复旦大学公卫学院研究发现:PM2.5可通过氧化损伤途径使血管内皮细胞死亡,导致心血管疾病的发生[21]。空气污染还会导致动脉血管的突然收缩,这种血管的突然收缩会激发斑块的不稳定性或降低动脉粥样硬化病人的心肌灌注量,从而诱发急性冠脉综合征,可能是经由全身炎症反应和氧化应激导致了血管内皮功能障碍[22]。短期(1、2 h)暴露于污染颗粒物质,HRV表现为下降,而HRV的下降与冠心病、心源性碎死以及致死性心律失常(如室速)等的发生都有关系,在老年人和具有明显心脏疾病的病人(如心肌梗死后的病人)中,HRV的下降预示心血管疾病发病率和死亡率危险度都上升。

2.4 大气污染物对人体免疫系统的作用

大气污染可以诱发机体出现超常的免疫发应如变态反应,用卵清蛋白(OVA)造模过敏小鼠,在致敏期间暴露于NO2,加剧了过敏反应的程度和持续时间[23]。此外,空气污染中的致癌物进入人体直接或经过代谢形成亲电基团后,可与肺组织靶器官DNA反应,形成DNA加合物导致DNA损害,最终诱导癌症。

徐东群等[24]对大鼠进行气管滴注细颗粒物,光镜下大鼠肺内可见异物性肉芽肿形成;肝脏血窦内有单核吞噬细胞聚集形成肉芽肿的趋势;肺门淋巴结和肝脏、肾脏血管内有明显的吞噬PM2.5的巨噬细胞和游离的PM2.5。随着暴露时间和剂量升高,TNF-α、IL-6表达水平先升后降,并呈现明显的剂量-效应关系,总蛋白和唾液酸水平增加,肺泡巨噬细胞的吞噬功能下降。高利华等[25]在根据郑州市2002~2004年大气PM10监测资料选定PM10污染区和对照区,随机选择2地成年居民各90名检测发现:PM10污染区居民血清中IL-6、IL-8和TNF水平均高于对照区(P<0.05);IFN-γ水平低于对照区(P<0.05)。

2.5 大气污染物对人体神经系统的作用

大气污染对人体神经系统的影响研究多集中于重金属和有机气体。重金属对人体生长发育有较为明显的不良影响,即使是低浓度的铅暴露,也可能与青少年的智力障碍,行为失调有关。儿童血铅水平为100μg/L(4.83μmol/L)时即达铅中毒诊断标准,但LANPHEAR等[26]研究发现:铅的毒性作用无阈值性,低于100μg/L的血铅水平可能已对儿童的神经系统造成伤害。

王东等[27]将40只Wistar孕鼠随机分为对照组和镉染毒组,镉染毒组孕鼠于胚胎6.5 d时一次性按4 mg/kg的剂量腹腔注射氯化镉,结果发现:镉染毒组大鼠胚胎的前脑、中脑和后脑的发育评分均低于相应的对照组(P<0.05),镉染毒组的神经系统发育评分低于相应的对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)

甲醛的吸入能引起神经症状,如疲劳、记忆困难或情绪波动等。生理条件下NO在CNS中是一种新型的神经信使,但在内外性NO产生或过量释放时,与超氧自由基反应产生活性氮(reactive nitrogen species,RNS)会直接导致神经毒性。

3 大气污染对人体健康影响研究的展望

大气污染的危害是多方面和多层次的,它与人群的健康状况息息相关。国内外流行病学和毒理学等学科的研究在该领域取得了很大成绩,使人们对大气污染与健康关系的认识日新月异。当前,对颗粒物健康影响的研究重点已从TSP及PM10逐渐向PM2.5转移。细颗粒物和超细颗粒物(UFPs)及其对人体健康的影响成为国际环境流行病学研究的热点之一,而UFPs被认为是介导颗粒物不良健康效应的主要因素。

但迄今为止,流行病学研究结果还尚未把健康效应特异地归因于某一种大气污染物,亦不能明确地观察到大气污染物对人群健康产生影响作用的阈值范围。研究工作还存在一定的问题:研究资料少而局限,缺少全国范围内大气污染造成的健康损失的定量资料;流行病学研究大多为时间序列分析和地区间比较的生态学研究,缺少精心设计的大规模人群队列研究;研究大气颗粒物污染对人群健康的影响时多考虑颗粒物的重量浓度,对空气中颗粒物表面吸附的化学、物理、生物污染物的种类考虑不足;此外,多数研究工作系在上个世纪完成,时效性不强。

目前的科学研究成果还远远满足不了环境健康决策以及与大众进行环境健康风险交流的需求,还有很多科学问题需要解决,许多研究工作亟待开展。还需要通过大量研究人群的长期追踪调查,才能评估出长期空气污染暴露对疾病发病率和死亡率的影响。今后的研究工作中,应着重强调以下几点:寻找敏感的生物标志物;关注暴露引起疾病的早期效应,以人们因暴露在空气污染中患心肺疾病及癌症的早期标志为基础制订和修改大气环境标准;由单纯的对大气污染物的监测发展为对居民或生物体内污染物负荷乃至疾病指标的监测等。

摘要：近年来我国大气污染问题日益严重,国内外的大量研究表明:大气污染与许多健康效应直接或间接相关,可对人体呼吸、循环、免疫、神经等多个系统产生不良影响,造成肺功能下降、心血管疾病发生率和死亡率升高。该文综述了大气污染物主要组成成分,综合大气污染物与人群健康效应的流行病学及毒理学资料,以获取主要大气污染物健康效应的可能机制,并总结大气污染物的研究方向,为今后开展此类研究提出建议。