background image

By

Dr. Ashraf Hussain

Msc., PhD. Community Medicine


background image

Definition

:

The presence in the atmosphere of one or 

more air contaminants in such quantities that 

are harmful to human, plant, or animal life, or 

that interfere with the comfortable enjoyment 

of life or the conduct of business or other 

human activities


background image

Air is a mechanical mixture of gases

The normal composition of external air by 

volume is approximately as follows:

Nitrogen 78%,                                            

Oxygen 21%,                                              

CO

2

0.03%,                                                 

Argon, Neon, Helium, Krypton &Xenon <1%

In addition to these gases, air also contains 

water vapor, traces of ammonia and 

suspended matter such as dust, bacteria, 

spores and vegetable debris.


background image

According to a WHO assessment, 

The requirement for air is relatively constant 

(about 10-20m3 per day)

more than 3 million premature deaths each year 
can be attributed to the effects of ambient 
(outdoor) air pollution. 

4.3 million deaths every year as a result of 
household exposure to smoke from dirty 
cookstoves and fuels

92%of the world’s population lives in places where 
air quality exceeds WHO guideline limits

More than half of this disease burden is borne by 
the populations of developing countries.


background image

background image

Air is rendered impure by

Respiration of men and animals

Combustion of coal, gas, oil, etc.

Decomposition of organic matter and

Trade, traffic and manufacturing processes 

which give off dust, fumes, vapors and gases. 

Under ordinary conditions, the composition of 

outdoor air is remarkably constant.


background image

Wind: Wind dilutes and sweeps away the impurities 

by its movement. 

Sunlight : The atmospheric temperature and 

sunlight play their own part by oxidizing impurities, 

and killing bacteria.

Rain : It cleanses the atmosphere by removing the 

suspended and gaseous impurities.

Plant life : The green plants utilize the carbon 

dioxide and generate oxygen; this process is 

reversed during the night time. 

When the rate of pollution becomes too high or when 

the cleansing process becomes ineffective, it 

constitutes a health hazard.


background image

More than 100 substances which pollute air 

have been identified. 

The important ones are

carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen 

sulphide, sulphur dioxide, and nitrous oxide.

Organic compounds (e.g., hydrocarbons, 

aldehydes, ketones, organic acids),

Metallic contaminants (e.g., arsenic, zinc, iron 

resulting from smelting operation), 

radio-active compounds as radon 

photochemical oxidants (e.g., ozone). 


background image

Air pollutants may be either emitted into the 

atmosphere or formed within the atmosphere 

itself.

SO, they are either:

1. Primary air pollutants : Primary air pollutants 

are those 

that are emitted into the 

atmosphere from a source such as a factory 

chimney or exhaust pipe, or through 

suspension of contaminated dusts by the 

wind.

In principle it is possible to measure the 

amounts emitted at the source itself.

.


background image

2. Secondary air pollutants are 

those 

formed within the atmosphere itself.

They arise from chemical reactions of 

primary pollutants, possibly involving the 

natural components of the atmosphere, 

especially oxygen and water. The most 

familiar example is ozone,

Because of this mode of formation, 

secondary pollutants cannot readily be 

included in emissions inventories.


background image

Another important distinction must be is the 

physical state of a pollutant.


background image

1. Gaseous air pollutants are those 

present as 

gases or vapors.

As individual small molecules capable of 

passing through filters, provided they do not 

adsorb to or chemically react with the filter 

medium. 

Gaseous air pollutants are readily taken into 

the human respiratory system, although if 

water-soluble, they may very quickly be 

deposited in the upper respiratory tract and 

not penetrate to the deep lung.


background image

2. Particulate air pollutants

comprise material in solid or liquid phase 

suspended in the atmosphere.

Such particles can be either primary or 

secondary and cover a wide range of sizes.

It consists of a complex mixture of solid and 

liquid particles of organic and inorganic 

substances.

The major components of PM are sulfate, 

nitrates, ammonia, sodium chloride, black 

carbon, mineral dust and water.


background image

Particulate matter of diameter smaller than 

2.5 μm are more dangerous since, when 

inhaled, there is high probability of 

deposition in the smaller conducting airways 

and alveoli, so interfere with gas exchange 

inside the lungs.

Chronic exposure to particles contributes to 

the risk of developing cardiovascular and 

respiratory diseases, as well as of lung 

cancer.


background image

The 2005 AQG set for the first time a 

guideline value for particular matter (PM) as:

10 μg/m3 annual mean and 25 μg/m3 24-

hour mean for PM2 .5

and 20 μg/m3 annual mean and 50 μg/m3 

24-hour mean for PM10


background image

most common and widely distributed air 

pollutants. 

It is a product of incomplete combustion of 

carbon containing materials, such as in 

automobiles, industrial process, heating 

facilities and incinerators.

Concentrations in urban areas depend on 

weather and traffic density.

Variations in these levels are also influenced 

by topography. 


background image

Sulphur dioxide (S02) is a colourless gas with a 

sharp odour, results from the combustion of 

sulphur containing fossil fuel, the smelting of 

sulphur-containing ores, and other industrial 

processes.

Domestic fires, power generation and motor 

vehicles can also produce emissions 

containing sulphur dioxide.

S02 can affect the respiratory system and the 

function of lungs, causes irritation of eyes 

and exacerbation of asthma.


background image

Sulphur dioxide: This gas is a major 

contaminant in many urban and industrial 

areas.

When S02 combines with water, it forms 

sulphuric acid; this is the main component of 

acid rain which is a cause of deforestation.

Its concentration is estimated in all air 

pollution surveys.


background image

The combustion of alkyl lead additives in 

motor fuels accounts for the major part of all 

lead emissions into the atmosphere.

An estimated 80-90 per cent of lead in

ambient air derives from the combustion of 

leaded petrol.

The degree of pollution from this source differs 

from country to country, depending on motor 

vehicle density and the efficiency of effort to 

reduce the lead content of petrol.


background image

Children up to 6 years of age are a population at 

increased risk for lead exposure, as well as for 

adverse health effects due to:

A.

a. children have behaviour characteristics 

(outdoor activity) which increase the risk of lead 

exposure.

B.

b. The blood-brain barrier is not yet fully 

developed in young children.

C.

c. haematological and neurological effects of 

lead occur at lower threshold in children than in 

adults.

Since the placenta is no effective biological barrier, 

pregnant women represent a second group at the 

increased risk because of exposure of the foetus

to lead.


background image

Lead poisons many systems in the body and is 

particularly dangerous to children developing 

brain and nervous system. 

Elevated lead levels in children have been 

associated with impaired neuropsychologic

development as measured by loss of IQ, poor 

school performance and behavioural

difficulties


background image

This is not commonly regarded as an air 

pollutant, although man generates enormous 

amount of it in combustion process using 

coal, oil and gas.

Carbon dioxide is a natural constituent of the 

air.

It does not take part in any significant chemical 

reactions with other substances in the air.

However, its global concentration is rising 

above the natural level by an amount that 

could increase global temperature enough to 

affect climate markedly


background image

Man-made sources of hydrocarbons include 

incineration, combustion of coal, wood, 

processing and use of petroleum.

Hydrocarbons exert their pollutant action by 

taking part in the chemical reactions that 

cause photochemical smog.

Their main health effect is lung cancer.


background image

Ozone at ground level not to be confused

with the ozone layer in the upper atmosphere.

It is one of the major constituents of photochemical 

smog.

It is formed by the photochemical reaction of 

sunlight with pollutants such as nitrogen oxides 

from vehicle, industry emissions and volatile 

organic compounds (VOCs) emitted by vehicles, 

solvents and industry. 

Excessive ozone in the air can have a marked effect 

on human health. It can cause breathing problems, 

trigger asthma, reduce lung function and cause 

lung diseases


background image

The pollutant of far greater concern in relation 

to human health is nitrogen dioxide.

Coal is the most important fuel in this context

Other sources are road traffic and electricity 

generation.

Epidemiological studies have shown that 

symptoms of bronchitis in asthmatic children 

increase in association with long-term 

exposure to nitrogen dioxide. 

Reduced lung function is also linked to 

nitrogen dioxide at concentrations currently 

measured (or observed) in the large cities. 


background image

Criteria pollutants are the only air pollutants with 

national air quality standards that define 

allowable concentrations of these substances in 

ambient air.

They are carbon monoxide, nitrogen dioxide, 

sulfur dioxide, ozone, particulate matter, and 

lead. 

Exposure to these substances can cause health 

effects, environmental effects, and property 

damage.

Health effects include heart or lung disease, 

respiratory damage, or premature death.

Environmental effects include smog, acid rain, 

and ozone depletion.


background image

Hazardous air pollutants, also known as toxic 

air pollutants or air toxics, are those 

pollutants that are known or suspected to 

cause cancer or other serious health effects, 

such as reproductive effects or birth defects, 

or adverse environmental effects.

Examples of air toxics include dioxin, 

asbestos, toluene, and metals such as 

cadmium, mercury, chromium, and lead 

compounds. 


background image

background image

Smog (a combination of the words "smoke" and 

"fog") forms when sunlight acts on a cocktail of 

pollutant gases such as nitrogen and sulfur 

oxides, unburned hydrocarbons, and carbon 

monoxide; that's why it's sometimes called 

photochemical smog 

One of the most harmful constituents of smog is 

the ozone, which can cause serious breathing 

difficulties and even, sometimes, death. 

When smog is rich in ozone, it tends to be a 

blueish color, otherwise it's more likely to be 

brown.


background image

background image

The best indicators of air pollution are sulphur

dioxide, smoke and suspended particles. 

These are monitored on a daily basis over 

several sites. 

The results are then collected by a central 

agency.

(a) 

Sulphur dioxide: major 

contaminant in 

many urban and industrial areas and Its 

concentration is estimated in all air pollution 

surveys.


background image

Smoke or soiling index: 

A known volume of 

air is filtered through a white filter paper 

under specified conditions and the stain is 

measured by photoelectric meter. Smoke 

concentration is estimated and expressed as 

micrograms/ cubic metre of air as an average 

level over a period of time.

Grit and dust measurement : Deposit gauges 

collect grit, 

dust and other solids. These are 

analyzed monthly.

Coefficient of haze : A factor used, 

particularly in the 

USA in assessing the 

amount of smoke or other aerosol in air. 


background image

Health aspects : 

The health effects of air pollution are both 

immediate and delayed.

The immediate effects are borne by the 

respiratory system and resulting in acute 

bronchitis. 

If the air pollution is intense, it may result 

even in immediate death by suffocation. 

This has taken place in the air pollution 

epidemic which occurred in London in 

1952.


background image

The delayed effects most commonly linked 

with air pollution are chronic bronchitis, lung 

cancer, bronchial asthma, emphysema, and 

respiratory allergies

Elderly, children, smokers and those with 

chronic respiratory difficulties are most 

vulnerable.


background image

(b) Social and economic aspects : 

These comprise 

Destruction of plant and animal life; 

Corrosion of metals

Damage to buildings

Cost of cleaning and maintenance and repairs

Aesthetic nuisance. 

Also reduces visibility in towns.

Soil and damage clothings.


background image

The WHO has recommended the following procedures 

for the prevention and control of air pollution

Containment : That is, prevention of escape of toxic 

substances into the ambient air. Containment can be 

achieved by a variety of engineering methods such as 

enclosure, ventilation and air cleaning. A major 

contribution in this field is the development of 

"arresters" for the removal of contaminants.

Replacement : That is, replacing a 

technological 

process causing air pollution, by a new process that 

does not. Increased use of electricity, solar power 

generation, natural gas, and central heating in place

of coal have greatly helped in smoke reduction. 

There is a move now to reduce lead in petrol which is a 

cumulative poison.


background image

Dilution : Dilution is valid so long as it is within the 

selfcleaning

capacity of the environment. For 

example, some air pollutants are readily removed 

by vegetation. The establishment of "green belts" 

between industrial and residential areas is an 

attempt at dilution. The capacity for dilution is, 

however, limited and trouble occurs when the 

atmosphere is overburdened with pollutants.

Legislation: Air pollution is controlled in many 

countries 

by suitable legislation, e.g., Clean Air 

Acts. Legislation covers such matters as height of 

chimneys, powers to local authorities to carry out 

investigations, research and education 

concerning air pollution, creation of smokeless 

zones and enforcement of standard for ambient 

air quality.


background image

International action : To deal 

with air pollution 

on a  world-wide scale, the WHO has 

established an international network of 

laboratories for the monitoring and study of 

air pollution. 

These centres

will issue warnings of air 

pollution where and when necessary.


background image

In recent years, the concept of disinfection of air has 

received much attention. The methods employed are 

Mechanical ventilation : This reduces vitiated air and 

bacterial density. 

Ultraviolet Radiation : This has been found to be 

effective in special situations such as operation 

theatres and infectious disease wards. Ultraviolet 

rays have proved effective for general use in public 

assembly and school rooms. 

Chemical Mists Triethylene glucol vapours have been 

found to be effective air bactericides, particularly 

against droplet nuclei and dust. 

Dust Control : Application of oil to floors of hospital 

wards reduces the bacterial content of the air


background image

indoor air pollution,

originating from both outdoor and indoor 

sources, people spend a large part of

their time each day indoors. 


background image

Fuel-burning combustion appliances

Tobacco products

Products for household cleaning and maintenance, 

personal care, or hobbies

Central heating and cooling systems and 

humidification devices

Excess moisture

Outdoor air pollutants

Emissions from construction materials and 

furnishings

Deteriorated asbestos-containing insulation

Newly installed flooring, upholstery or carpet

Cabinetry or furniture made of certain pressed 

wood products




رفعت المحاضرة من قبل: Hatem Saleh
المشاهدات: لقد قام 0 عضواً و 67 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل