课件：环境医学概论.ppt

环境医学概论,阐述生活居住环境、职业环境以及食品卫生质量与健康的关系。,第一章 概论,第一节 环境医学的基本概念和原理 一、环境的概念和分类 二、生态系统与生态平衡 三、环境因素的健康效应特征 四、环境医学的基本研究方法,一、环境的概念和分类,(一)环境： 环境是围绕人类的空间以及各种因素和介质。 世界卫生组织（WHO）公共卫生专家委员会对环境所做的定义是： 环境是在特定时刻由物理、化学、生物及社会的各种因素构成的整体状态，这些因素可能对生命机体或人类活动产生直接的或间接的作用，其影响可以是现时的或远期的。,环 境,自然环境,社会环境,（大气圈、岩石圈、水圈、生物圈）,经济、文化、人际、社会心理,原生环境 primary environment,次生环境 secondary environment,(二） 环境分类,环境,自然环境,物理环境因素 化学环境因素 生物环境因素,社会环境,教育环境因素 社会学环境因素 医疗环境因素 经济环境因素 文化环境因素,按照环境是否受人类活动的影响，还将环境分为原生环境和次生环境。,（三）原生环境与次生环境,原生环境（primary environment）是指天然形成的、未受人为因素影响的自然环境。 次生环境（secondary environment）是在人为影响下形成的和人工改造了的自然环境，, 原生环境：天然形成的,未受或少受人为因素影响的环境,有利健康因素,不利健康因素,促进健康,地 方 病,“正常”空气,水,土壤,阳光,微小气候,风光,“不正常”水、土壤：元素含量异常,次生环境：人类活动下形成的环境，环境污染是主要问题,破坏生态平衡: 次生环境质量恶化,保持生态平衡: 次生环境优于原生环境,促进健康,引起疾病,生物地球化学性疾病(biogeochemical disease) 由于原生环境中水、土壤里某些元素含量异常,对当地居民身体健康产生不良的影响,出现的具有明显的地区性特点的疾病。 环境问题: 1.原生环境问题 2.次生环境问题 3.社会环境问题,目前存在的主要环境问题,原生环境问题 次生环境问题 社会环境问题,原生环境问题,自然灾害：火山爆发、地震 地方病：氟中毒、碘缺乏病、克山病,次生环境问题公害病*,大气污染问题 酸雨问题 温室效应与全球气候变暖问题 平流层中臭氧层破坏 水污染与淡水资源危机 土壤资源破坏与生态恶化 全球森林危机 生物多样性资源锐减 海洋污染 固体废弃物污染和有毒有害化学物质的越境转移,地方病和公害病的区别与联系,联系： 发病的区域性 发病的人群性 存在剂量反应关系 区别： 致病原因,社会环境问题,人口无止境的增长，给地球“运载能力”提出挑战。 贫富差距，加剧了对人类生存环境的破坏。 环境污染是造成生态破坏的主要原因。,（四）生物圈,生物圈（biosphere） 是指地球表层适于人类或其它生物生存的立体空间，其范围自海平面以下11km至海平面以上10km，包括其中的生物、地壳、海洋和大气层。,(一)生态系统(ecosystem)* 由生物群体与周围的非生物环境相互形成的有机综合体，包括物质、能量和信息流动的功能系统称为生态系统。,二、生态系统与生态平衡,生态系统,生物群体,生产者：绿色植物、能进行光 合作用的细菌,消费者,一级消费者：草食动物 二级消费者：肉食动物 三级消费者：肉食动物 四级消费者：杂食动物,分解者：具有分解能力的微生物 和低等原生动物,非生物环境：空气、水、日光、无 机盐类、氨基酸等,生态系统的四要素及其关系,生产者,一级消费者,二级消费者,分解者,无机界(空气, 土壤,水,太阳 辐射等),草食动物,绿色植物 生物群落,微生物,肉食动物,生态系统特点： 大小不等 任何一个生物群落与其环境都可以组成一个生 态系统 。例如池塘、森林、湖泊、城市、矿区 都是性质不同的生态系统，地球上最大的生态 系统即生物圈。 组成复杂 任何生态系统都有生产者、消费者、分解者和 无机界组成。 可进行良性循环 植物、动物及它们的废物都可以作为别的生物 的食物被利用。生态系统作为一个整体没有纯 粹的废物。,（二）生态平衡（Ecological balance)*,在一定时间内，生态系统中的各个环节质和量保持一种动态平衡关系，称为生态平衡。,二、生态系统与生态平衡,（二）食物链 定义：生态系统中一种生物以另一种生物作为食物，后者再被第三种生物作为食物，彼此以食物联接起来的锁链关系称为食物链（food chain） 食物网：多条食物链相互交叉相连，形成复杂的网络状食物关系即食物网(food web),食物链（food chain）*,水,水生浮游生物,鱼贝类,鸟禽类,畜类,昆虫,植物,土壤,空气,人,对人类重要性,正面：在生态系统中维持物质能量流动，保持生态平衡,负面：污染物通过食物链富集,生物富集作用(bioconcentration)：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度也称为生物放大作用。,表1-1 DDT农药在环境中的富集作用,食 物 链,多氯联苯的生物聚集性,水生植物,水生动物,胡瓜鱼,鲑鱼,银鸥卵,食物链的意义： 生态系统中物质、能量、信息传递 是通过食物链来实现的。 (2) 食物链缩短了人与环境之间的距离。 (3) 生物之间某些物质传递具有浓度逐级增大的现象，即产生生物富集现象。可通过食物链的转移并逐级增大在生物体中的浓度.,（三）生态系统健康 概念: 是指具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系 统，是生态系统的综合特性。 * 活力: 指生态系统的功能性. * 结构稳定性:指具有平衡、完整的生物群落，多样的生物种群. * 自调节功能:主要靠其反馈作用，通过正、负反馈相互作用和转化，保证系统达到一定的稳态 . 生态系统健康是实现可持续发展的重要前提.,二、人与环境的关系,（一）统一性 （二）适应性 （三）两重性,（一）统一性物质的统一性,人与环境之间不断进行物质和能量交换； 人体的各种元素组成、含量，与地壳和海水中的分布丰度明显相关。,统一性 通过物质、能量、信息交换保持动态平衡， 形成统一体,人体血液中和地壳中元素含量的相关性,（二）人对环境的适应性 生理生化调节，动员防御系统，与不利环境因素保持平衡，适应环境 例如：人体对高原缺氧的适应 人体生理生化调节与环境因素保持动态平衡。如居住在海拔3000米以上高原的人血液红细胞数会增加。,(三) 相互作用,主动依赖、适应环境，人类生存、发展,适者生存的定律被破坏,人与环境的相互作用,环境自然条件的改变，形成人类遗传学特征的改变：如北极的人个头矮，四肢发达。 环境基因组学： 环境暴露与疾病的关系 人对环境因素的遗传易感性 引起疾病的等位基因和环境暴露的关系,三、环境的要素,空气 水 土壤 食物,形态 与 组成,要素,化学因素 物理因素 生物因素 社会心理因素,人为原因 (环境污染),自然原因:洪水、地震、风景、火山爆发,燃料燃烧,工业废水污染或灌溉农田 (汞;镉;砷),空气 水 土壤 食物,化学组成变化,(一) 化学因素,Chemical factor,硫氧化物SOx 氮氧化物NOx 一氧化碳CO 烟尘,挥发性烃类CHx 重金属化合物Pb，Mn 苯并芘B(a)P,气象因素(微小气候),放射元素电离辐射,生活、生产环境,阳光电磁辐射,人为原因,自然原因：异常气象,物理因素变化,放射物质使用 微光、激光应用 机器、交通噪声、振动,(二) 物理因素,Physical factor,(三) 生物因素,Biological factor,微生物 寄生虫 支原体 原虫,环境中能引起传染病和寄生虫病 的生物病原因子,旧传染病与新传染病共存 霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽 HIV、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染,(四) 社会心理因素,Social psychological factor,政治制度 经济水平 文化程度 生活方式 卫生服务,心理,人类健康,人类对环境异常变化的反应,（一）、人群健康反应谱 个体对环境异常改变将经历以下几个反应过程： 1. 正常调节 2. 代偿状态：从预防医学角度认为，处于代偿状态的机体不能认为是“健康”的人，而应看做是疾病临床前期。 3. 代偿失调 4. 患病 5. 死亡,人体对环境异常变化的反应 剂量 死亡 患病 准病态 健康 正常调节 代偿 失代偿,对环境异常的人群健康反应谱,（二）影响环境对人群健康作用的因素 1、污染物的理化性质（主要因素） 接触剂量 2、作用条件 作用时间 进入途径 3、个体感受性差异：如人体的健康状况、性别、年龄、生理状态、遗传因素等。 4、多因素综合作用：呈现为相加作用、增毒作用或拮抗作用,1.剂量-效应（dose-effect）关系 随着环境有害因素剂量的增加，它在机体内所产生的有害的生物学效应增强，这称为剂量-效应关系。它表示进入机体的剂量与某个机体所呈现出的生物效应强度间的关系。 2.剂量-反应（doseresponse）关系 是指随着剂量增加，产生某种特定生物学效应的个体数增加，通常以出现特定生物学效应的个体占总测试个体数的百分数来表示。这是环境有害因素作用于人群后，机体反应的一般表示方法。,3. 剂量效应关系和剂量反应关系 环境因素的剂量不同，会产生不同的效应。环境因素的剂量与机体所呈现的生物效应强度之间的关系称为剂量-效应关系。（正变） 环境因素剂量不同在不同人群中某种效应的发生率不同，这种关系称为剂量-反应关系。,剂量-效应（反应）关系可以曲线来表示。不同化合物的曲线形状和特征不同,有三种类型. 1） 无阈值化合物：指遗传毒性致癌物。从理论上说，一个致癌物分子即可能在一个细胞引发肿瘤，因此认为这类化合物无安全剂量。 2） 有阈值化合物：在大于其阈值才产生有害效应，属于阈值化合物。 3） 必需元素：有两个阈值，低于或高于其阈值均会产生有害效应。,（三）作用时间与蓄积效应,污染物在体内的蓄积量决定因素： 摄入量 作用时间 污染物本身的生物半减期 污染物摄入量大，生物半减期长，持续作用时间长，污染物在体内的蓄积量大， 对人体的危害性也大。,生物半减期：是指污染物在生物体内浓度减一半所需的时间，污染物 摄入量相等，生物半减期长的物质对人体毒作用的危险性比半减期短的大。,(四）人群易感性 定义: 对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的人群称为易感人群（敏感人群） 影响因素: 第一类影响人群易感性的是遗传因素：性别、种族、遗传缺陷、环境应答及基因多态性等。 第二类是年龄、健康状况和营养状态等因素。 第三类是行为（如吸烟、饮酒、膳食和运动习惯）等因素。,概念,1. 高危人群(high risk groups)： 是指对环境危害因素易感并具有较高接触风险的人群。 2. 敏感人群：易受环境损伤的人群称为敏感人群。 易感因素：包括年龄、性别、发育程度、健康状况、生理营养状况、免疫状态和遗传因素。,（五）微量元素的健康效应 1.宏量元素：碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、 钙、镁、氯等11种元素，占人体内化学元素总量99.95。 2.微量元素：在人体内正常含量小于人体体重0.01 ，包括锌、铁、铜、氟、碘、等。,微量元素分布：水环境、岩石土壤、大气、植物中。 地下水中：常量和微量元素相对稳定，但不同地区差异很大。 地面水中：微量元素含量不稳定 岩石中：类型不同，其化学组成不同。 土壤中：不同类型的土壤差异很大 大气中：相对恒定，但受大气污染影响。 植物中：主要来源于岩石、土壤、水环境、大气和人为污染 植物中微量元素具有富集作用，含量高。,1.微量元素的生物学效应 微量元素分为: 必需微量元素 非必需微量元素 必需微量元素（essential traceelement） 14种 (如锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、钒、碘、硒、氟和硅) 作用：维持正常生理、生化功能 维持正常生长发育和生殖繁衍 非必需微量元素: 无生物学作用？ 惰性非必需微量元素常见的有铝、枷、错等, 毒性非必需微量元素主要指被、镐、汞、铅、砷、佗等。 如：帕金森氏痴呆症、Alzhelmer氏病、肌侧索硬化症等患病率高与体内铝蓄积增高有关。,生物学效应,参与激素及其辅助因子的合成，与内分泌活动密切相关； 维持正常的生殖功能； 量元素对生长发育、机体免疫功能、感官机能； 参与酶的构成和酶的激活，5070酶构成特异活化中心； 参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能。,2.必需微量元素的特点,必需微量元素不能通过机体自身合成，必须从外界摄取。它们的需要量很小，但对生命活动过程的作用极大。 必需微量元素具有两重性，在制定卫生标准时，应考虑“适宜浓度”范围即不得低于的下限值和不超过的上限值.,3.地球化学因素与疾病 由于地壳表面化学元素分布不均匀、地形特征和气候差别等因素,可影响环境介质中化学元素的含量，从而影响人体化学元素的摄入量。 生物地球化学性疾(biogeochemical disease) 由于地质原因使得生活在该地区的人群对某种化学元素摄入量过高或过低而引发的疾病.如碘缺乏病、地方性氟病等,四、环境医学的基本研究方法 环境流行病学：某个或某几个环境因素对人群健康（疾病分布规律、疾病前状态）的影响。 环境流行病学的目的：消除污染、改善环境、保护