空氣是人類賴以生存的外界環(huán)境因素之一，它包圍在地球的表面，稱為大氣層（atmo-sphere)�？諝馐菬o色、無臭、無味的混合氣體，其化學(xué)組成見表2-1。.jpg)
一、空氣物理因素和健康 在空氣的許多物理狀態(tài)中，以太陽輻射（ solar irradiation)、氣溫（ airtemperature)、氣濕（air humidity)、氣流（air flow， wind)、氣壓（atmosphericpressure)及空氣離子化（airionization)等因素與人類健康關(guān)系最密切。 （一)太陽輻射 太陽是一團(tuán)熾熱的熔融物體，是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)器。在反應(yīng)過程中，產(chǎn)生大量輻射能。太陽表面溫度約為6000°K，太陽垂直照射到大氣層邊緣的輻射強(qiáng)度為0.0795J/m2/min。當(dāng)太陽輻射通過大氣層時(shí)，由于大氣層中灰塵、霧、水汽等，能吸收太陽輻射，故一般來講僅有43%的能量到達(dá)地面（圖2-1)。太陽光譜由紅外線（波長760～30000nm)、可見光線（波長400～760nm，分紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫色光)和紫外線（波長4～400nm)組成。通過大氣層到達(dá)地面的太陽光譜zxtf.net.cn/zhicheng/組成，除受大氣透明度的影響外，與太陽投射角有密切關(guān)系：太陽高度為30～38°時(shí)，輻射光譜主要為420～760nm，太陽高度低于11°時(shí)，則紅外線及長波紅外線占優(yōu)勢(shì)。波長小于290nm的紫外線，在大氣圈平流層已全部被臭氧層吸收。 1.紫外線（ultraviolet)第二屆哥本哈根光學(xué)會(huì)議將紫外線輻射（ultraviolet radia－tion)分為三段。A段（UV－A)波長320～400nm，B段（UV-B)波長275～320nm，C段（UV-C)波長200～275nm。紫外線主要有下述幾種生物效應(yīng)：①色素沉著作用（pig-mentation)：這是人體對(duì)光線刺激的一種防御反應(yīng)。UV-A可以使人皮膚細(xì)胞中的黑色素原通過氧化酶的作用，轉(zhuǎn)變成黑色素而沉著于其中，它可防止短波光線深透皮膚組織，保護(hù)皮膚使其不致過熱。②紅斑作用（erythema)：即皮膚被紫外線照射后，局部出現(xiàn)皮膚潮紅現(xiàn)象叫紅斑。這是人體對(duì)UA-B段的特異反應(yīng)。原發(fā)性紅斑可在紫外線照射后立即發(fā)生；繼發(fā)性紅斑在紫外線照射后6～8小時(shí)發(fā)生。紫外線的照射可使皮膚細(xì)胞釋放出組織胺和類組織胺，它們刺激神經(jīng)末梢，反射地引起皮膚毛細(xì)血管擴(kuò)張、血管壁通透性增加，結(jié)果皮膚發(fā)紅、水腫。③抗佝僂病作用（anti-rachitic effect)：因皮膚和皮下組織中的麥角固醇和7-脫氫膽固醇在UV-B段紫外線作用下可形成維生素D2和D3，以維持正常鈣磷代謝和骨骼的正常生長發(fā)育。故嬰幼兒和孕婦在用維生素D預(yù)防佝僂病時(shí)，還須接受紫外線的照射才能獲得良好的效果。佝僂病患病率的季節(jié)性變化與太陽紫外輻射的季節(jié)變化也是一致的：春季最高，秋季最低。④殺菌作用（germicidal effect)：UV-C段能使蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生光化學(xué)分解。260nm左右的紫外線還能透入細(xì)胞核，使DNA分子單核苷酸之間的磷酯鍵和嘌呤、嘧啶間的氫鍵破壞，從而引起核蛋白變性、凝固，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞死亡。不同細(xì)菌對(duì)不同波長紫外線的敏感性不同，但紫外線波長愈短，殺菌效果愈好。所以一日之中，中午12點(diǎn)到下午2點(diǎn)紫外線強(qiáng)度最大、波長最短，空氣中的細(xì)菌數(shù)量也最少。冬季和多云天氣，紫外線對(duì)空氣的殺菌作用大大減弱。 長波紫外線可刺激體液及細(xì)胞免疫活性，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)人體對(duì)感染的抵抗力。紫外線還可促進(jìn)生物氧化過程，加速創(chuàng)傷愈合。增加血紅蛋白，使血液中紅細(xì)胞及白細(xì)胞數(shù)目增多。 過強(qiáng)的短波紫外線直接照射眼睛，可導(dǎo)致雪盲（snow blindness)和電光性眼炎（flashburn)。 2.紅外線（infrared ray)波長在760～30000nm之間的射線，其短波（760～1400nm)部分具有更強(qiáng)的生物學(xué)效應(yīng)。紅外線生物學(xué)作用的基礎(chǔ)是熱效應(yīng)，故又稱熱射線。人體吸收適當(dāng)?shù)募t外線后，局部溫度增高、血管擴(kuò)張充血，促進(jìn)新陳代謝及細(xì)胞增生，具有消炎、鎮(zhèn)痛的作用。臨床上用以治療慢性皮膚病、神經(jīng)痛、凍傷等。紅外線還可加強(qiáng)紫外線的殺菌作用。 過強(qiáng)的紅外線可導(dǎo)致皮膚燒傷、日射病、紅外線白內(nèi)障（infrared cataract)和紅外線視網(wǎng)膜灼傷等。 3.可視線（visible light)波長為400～760nm�？梢暰�作用于視覺器官產(chǎn)生視覺。視覺分析器對(duì)不同波長可視線的色覺是不同的，因而呈紫、藍(lán)、綠、橙、紅色等�？梢暰�通過視覺器官改變?nèi)梭w的緊張及覺醒狀態(tài)，使機(jī)體的代謝、脈搏、體溫、睡眠和覺醒等生理現(xiàn)象發(fā)生節(jié)律性變化。適宜的照度可預(yù)防眼睛疲勞和近視，提高情緒和勞動(dòng)效率。光線微弱可使視覺器官過度緊張而易引起疲勞。 （二)空氣離子 空氣離子（air ions)是指空氣中帶有陽電或陰電荷的離子。組成空氣的各種氣體的分子或原子，在宇宙線、紫外線的作用下，或在雷電、瀑布、海浪的沖擊情況下，使氣體分子失去外層電子，而成為帶有正電荷的正離子（陽離子)；游離的電子與另一個(gè)中性分子相結(jié)合，成為帶負(fù)電荷的負(fù)離子（陰離子)。這一個(gè)使空氣形成正、負(fù)離子的過程，稱空氣離子化�？諝怆x子的形成是陰、陽離子成對(duì)出現(xiàn)的。一部分離子相互中和，又成為中性氣體分子；一部分離子可把周圍10～15個(gè)中性氣體分子吸附到一起，形成質(zhì)量較輕、直徑較大的離子，稱輕離子（n+n-)；一部分輕離子與空氣中的灰塵、煙霧等結(jié)合，形成重離子（N+N-)�？諝庵须x子濃度及重、輕離子的比例，可作為衡量空氣清潔新鮮程度的指標(biāo)。常用的指標(biāo)如下： (1)空氣離子數(shù)(n)：新鮮空氣陰離子多，故空氣中陰離子數(shù)愈多，空氣愈清潔。重離子不得過多，若比值大于50，則說明空氣污濁。一般情況下，大氣中輕離子總數(shù)約為1000個(gè)/ml，重離子達(dá)數(shù)千個(gè)/ml。 (3)空氣離子單極系數(shù)(q)：即陽離子（n+N+)與陰離子（n-N-)之比值q
上q＝0.53。 今舉一個(gè)教室內(nèi)空氣離子變化的情況為例，說明各指標(biāo)的意義：某教室空氣中，第一節(jié)課后，重離子數(shù)明顯增多，由上課前的20668增至49850；輕離子數(shù)由280降至227；重輕離子比值由上課前的74升到219。到第四節(jié)課重離子數(shù)達(dá)最高峰為66600；輕離子數(shù)最低，由上課前的280降至141；重輕離子比值為472。說明隨室內(nèi)污染加重，重離子數(shù)增多，輕離子數(shù)減少，重輕離子比值增大。 空氣陰離子對(duì)人體的作用是有益的，但陽離子也有其獨(dú)特的生物學(xué)作用。在一般情況下它們的生物學(xué)作用是相反的，但也不盡然。空氣負(fù)離子的生物學(xué)作用概括起來有：①調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)的興奮和抑制功能，縮短感覺時(shí)值與運(yùn)動(dòng)時(shí)值；②刺激骨髓造血功能，使異常血液成份趨于正常；③降低血壓；④改善肺的換氣功能，促進(jìn)氣管纖毛顫動(dòng)；⑤促進(jìn)組織細(xì)胞生物氧化、還原過程。而空氣陽離子則可抑制氣管纖毛運(yùn)動(dòng)、促進(jìn)5-羥色胺的釋放。吸入空氣陰離子，可改善睡眠、振奮精神、提高工作能力，同時(shí)還有一定的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛作用。而陽離子則相反。臨床上應(yīng)用空氣陰離子吸入治療高血壓、支氣管炎、支氣管哮喘等疾病。 在海濱、森林公園、瀑布處，感到空氣新鮮，使人有舒適感；夏季雷雨之后空氣特別清新令人舒爽。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因之一，可能與空氣中陰離子增多有關(guān)。而在城市的鬧市區(qū)或擁擠的公共場(chǎng)所，易感胸悶、頭昏、頭痛等，則與空氣中的陽離子及重離子增多有關(guān)。 （三)天氣與氣候 氣象（meteorologic phenomenon)是指大氣狀態(tài)。天氣是指一定地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)各種氣象因素的綜合表現(xiàn)，主要為氣溫、氣濕、氣壓、風(fēng)、云、雨、雪等大氣狀態(tài)在短時(shí)間內(nèi)的變化。而氣候是指某地區(qū)長期天氣變化情況的概括，即最常見的具有代表性的天氣特征。 氣象中氣團(tuán)、鋒、氣旋等大氣狀態(tài)對(duì)人的健康影響較大。氣團(tuán)是指水平方向上物理性質(zhì)比較均勻的大塊空氣，它的水平范圍可由幾百公里到幾千公里，垂直范圍可達(dá)十幾公里。鋒是冷、暖氣團(tuán)之間的狹窄過渡帶。鋒面是兩個(gè)性質(zhì)不同的大塊氣團(tuán)的交界面，在交界面的范圍內(nèi)常有陰雨或大風(fēng)的發(fā)生。暖鋒是暖空氣流向冷空氣逐漸取代其位置；冷鋒是冷空氣流向暖空氣逐漸取代其位置。氣旋即低氣壓區(qū)在中心，四周氣流圍繞中心而旋轉(zhuǎn)，反之稱為反氣旋（圖2-2)。 1.氣候?qū)】档挠绊?/P> 人們?cè)缫延^察到疾病與季節(jié)和氣象的聯(lián)系，如花粉癥、枯草熱、流行性感冒等，均與季節(jié)有明顯相關(guān)；天氣的變化也常常引起某些疾病的加重。例如，心肌梗塞的急性發(fā)作常受高氣壓、氣溫變化、大風(fēng)等的影響；冷刺激可使周圍血管收縮、動(dòng)脈壓升高、心肌需氧量增多。又如，冠心病患病率及死亡率在1～2月份較7～8月份高，這是由于血管彈性、血液粘度、凝血時(shí)間和毛細(xì)血管脆性等均與氣候有關(guān)。高血壓、腦溢血死亡多發(fā)生在寒冷季節(jié)、氣象多變的時(shí)日。肺炎死亡多見于12～3月，當(dāng)高氣壓急劇下降、冷鋒通過時(shí)，肺炎的發(fā)作或死亡數(shù)增加。支氣管哮喘的發(fā)生與雷雨、臺(tái)風(fēng)、氣團(tuán)交替、冷鋒過境、日溫差較大有關(guān)。結(jié)核病人的咯血多見于鋒面過境前后。 風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肌肉痛、斷肢痛、偏頭痛等受天氣變化的影響更大，被許多人稱之為“天氣痛”。 2.氣候適應(yīng)（acclimatization) 人類通過遺傳和后天獲得的功能而對(duì)各種氣候具有很大的適應(yīng)能力。適應(yīng)能力可以因鍛煉而加強(qiáng)。適應(yīng)性依年齡而不同，一歲以下的嬰兒以及老年人的適應(yīng)性較差，從10歲以后適應(yīng)性開始增強(qiáng)，20～40歲適應(yīng)性最強(qiáng)，40歲以后適應(yīng)性逐漸下降。人類對(duì)氣候的適應(yīng)，涉及到各個(gè)器官和系統(tǒng)的功能總調(diào)整和動(dòng)員。首先，新陳代謝率發(fā)生適應(yīng)于特定氣候條件的變化。如以年平均氣溫為10℃的條件下熱能需要量作為比較的基準(zhǔn)，據(jù)FAO/WHO的意見，低于此溫度每10℃熱能需要量增加3%；高于此氣溫每10℃熱能需要量減少5%，這是適應(yīng)氣候的變化而逐漸產(chǎn)生的適應(yīng)性生理變動(dòng)的一部分。 各器官和系統(tǒng)的功能，也都在適應(yīng)過程中發(fā)生變化。如以高原氣候的適應(yīng)為例，就可以觀察到這種各系統(tǒng)功能的綜合性調(diào)整過程。在高原生活一段時(shí)間的人，血液中血紅蛋白含量和紅細(xì)胞數(shù)目顯著增加，心跳次數(shù)和每搏輸出血量都上升，血壓有隨海拔增高而上升的趨勢(shì)，肺通氣量也加大。這一適應(yīng)過程是由機(jī)體許多器官和系統(tǒng)參與的。 如所周知，人類許多生理活動(dòng)都具有明顯的周期性，即所謂生物學(xué)節(jié)律（biologicolrhythm)，表2-3中列舉了每日內(nèi)若干生理現(xiàn)象的生理節(jié)奏韻律。這種現(xiàn)象也是長期適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)造成的日夜變化（太陽輻射、日照、氣溫等)而逐漸形成的，也可以說這正是適應(yīng)過程的一種表現(xiàn)。 當(dāng)然，對(duì)氣候的適應(yīng)是一個(gè)發(fā)展過程，需要一定的時(shí)間，也有一定的限度。短時(shí)間內(nèi)過分強(qiáng)烈的氣候變動(dòng)，有時(shí)超過人類所具有的適應(yīng)能力，引起對(duì)健康的損害。 | 
