环境与健康课件

西安交通大学医学院李宇飞,1,环境与健康的关系,第二章,西安交通大学医学院李宇飞,2,第一节人类的环境,环境的概念环境是指就某项中心而言的周围情况（辞海）环境就是作用于人类所有外界力量的总和，包括一切客观存在的自然和社会条件。,西安交通大学医学院李宇飞,3,一、人类自然环境的构成,大气圈（大气层）atmosphere水圈hydrosphere土壤岩石圈Lithosphere土壤圈就是岩石圈最外面的一层疏松部分。生物圈biosphere,西安交通大学医学院李宇飞,4,二、生态环境ecologicalenvironment,生态系统食物链生态平衡,西安交通大学医学院李宇飞,5,（一）生态系统,生物群落和其生存环境所构成的系统（或综合体）称为生态系统(ecosystem)。生物群落指地球有机界的整体，包括动物、植物和微生物。生态系统是生物群落与复杂的环境相结合所构成的自然基本单位。,西安交通大学医学院李宇飞,6,构成生态系统的基本组成部分,生产者:指能进行光合作用而合成有机物的绿色植物和自养菌。消费者:指直接或间接以绿色植物为食的各种动物。分解者:也叫还原者，指具有分解能力的各种微生物和原生动物。无机界:亦称非生物环境或自然环境，指生态系统中各种无机物和自然因素，包括阳光、空气、水、土壤、矿物质等。,西安交通大学医学院李宇飞,7,有机营养物,分解者,太阳能,光合作用,CO2,O2,热能机械能,热能、机械能,H2O,矿物质,有机营养物,矿物质,矿物质,西安交通大学医学院李宇飞,8,在生态系统中存在着物质循环和能量转移。各种物质在生产者、消费者、分解者和自然环境之间往复循环，被生物重复利用，如氧循环、碳循环、氮循环等。来自太阳的能量，从生产者到消费者再到分解者，为生命活动提供了必不可少的能量供应。,西安交通大学医学院李宇飞,9,生态系统的分类（一）根据生态系统存在的形式分为:,陆地生态系统：如森林生态系统，草原生态系统，荒漠生态系统等;淡水生态系统：如流动水生态系统，静水生态系统等;海洋生态系统：如滨海生态系统，大洋生态系统等。,西安交通大学医学院李宇飞,10,生态系统的分类（二）根据人为因素参与的多少分为:,自然生态系统：无人为因素的参与或人为因素的影响甚小，如原始森林、未经放牧的草原等所构成的生态系统;半自然生态系统：虽有人为因素的参与，但人为因素并未起绝对作用，如人工抚育过的森林、放牧的草原、养殖的湖泊以及农田生态系统等;人工生态系统：几乎完全由人为因素所控制，如城市生态系统以及工厂、矿山所构成的小的生态系统等。,西安交通大学医学院李宇飞,11,（二）食物链:,生态系统中，一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物吞食，彼此形成一个以食物联接起来的链锁关系，叫食物链(foodchain)，亦名营养链，如青草、野兔和狼之间的关系。生态系统中，物质的循环和能量的转移就是通过食物链实现的。,西安交通大学医学院李宇飞,12,食物链的种类,捕食性食物链(放牧式食物链)：又叫陆生食物链植物小动物大动物碎食性食物链：又叫水生食物链碎食物(树叶碎片及藻类)虾鱼食鱼鸟寄生性食物链：哺乳类或鸟类跳蚤原生动物细菌滤过性病毒腐生性食物链：动植物尸体被微生物分解,西安交通大学医学院李宇飞,13,食物链的各个环节叫营养级。生产者一级消费者二级消费者,第一营养级,第二营养级,第三营养级,在一条食物链中，通常有45个营养级，一般不超过7级。,西安交通大学医学院李宇飞,14,在一个生态系统中，各种食物链相互交错，形成食物网(foodweb)。作为人的食物来源，主要来自陆生食物链和水生食物链。,西安交通大学医学院李宇飞,15,（三）生态平衡,生态系统各个环节的质和量相对稳定和相互适应的状态称之为生态平衡(ecoequilibrium)。在任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定的时期内，在生产者、消费者和分解者之间都保持着一种相对的平衡状态，即系统的能量流动和物质循环在较长时期内保持稳定，这就是生态平衡。在自然生态系统中，生态平衡还表现为生物的种类和数量的相对稳定。,西安交通大学医学院李宇飞,16,生态系统是一种复杂的、随时间而发生变化的动态系统，生态平衡也是一种动态平衡，而不是静止的平衡。或者说，平衡是相对的、暂时的，而不平衡是绝对的、永久的。,西安交通大学医学院李宇飞,17,生态系统之所以能够保持相对的平衡状态，主要是由于其内部具有自动调节的能力。当生态系统的某一部分出现了机能的异常，就可能被不同部分的调节所抵消。生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力也就越强。相反，成分单调，结构简单，调节能力就小。,西安交通大学医学院李宇飞,18,但是，即便一个生态系统的调节能力再强，也是有一定限度的，超过这个限度，调节就无能为力，生态平衡就会遭到破坏。处于平衡状态的生态系统的某一环节出现故障或受到严重的外来干扰，就会破坏原有的生态平衡。破坏生态平衡的因素，既有自然因素，也有人为因素。,西安交通大学医学院李宇飞,19,破坏生态平衡的因素,自然原因主要指自然界发生的异常变化，如火山爆发、地震、台风、旱涝灾害、瘟疫流行等、人为因素如砍伐森林、环境污染、引进或消灭物种等,西安交通大学医学院李宇飞,20,生态系统的主要特征,整体性开放性自调控可持续性,西安交通大学医学院李宇飞,21,生态系统服务（Ecosystemservices）,生态系统服务指人类从生态系统获得的所有惠益，包括供给服务（如提供食物和水）、调节服务（如控制洪水和疾病）、文化服务（如精神、娱乐和文化收益）以及支持服务（如维持地球生命生存环境的养分循环）。生态系统产品和服务是生态系统服务功能的同义词。,西安交通大学医学院李宇飞,22,生态系统服务功能的主要内容,有机质的生产与生态系统产品生物多样性的产生与维护调节气候减缓灾害维持土壤功能传粉播种控制有害生物净化环境感官、心理、精神益处精神文化的源泉,西安交通大学医学院李宇飞,23,生态系统健康Ecosystemhealth,指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性，即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力Rapport（1989）生态系统健康应该包含两方面内涵：满足人类社会合理要求的能力和生态系统本身自我维持与更新的能力Rapport(1999)生态系统健康学研究生态系统管理的预防性的、诊断的和预兆的特征，以及生态系统健康与人类健康之间关系的一门系统的科学。,西安交通大学医学院李宇飞,24,一个健康的生态系统应具备下述特征,具有能够从人为或自然的正常扰动中恢复过来的恢复能力；具有在投入缺失的情况下自我维持稳定的能力；不会对相邻生态系统造成压力；稳定、可持续、有弹性，无失调的症状；应包括经济学健康、社会学健康和人类健康。,西安交通大学医学院李宇飞,25,生态系统健康的评价方法,生态系统健康指数(healthindex，HI)HI=VORHI系统健康指数，也是可持续性的一个度量V系统活力，是新陈代谢和初级生产力的主要标准O系统组织指数，是系统组织相对复杂程度，包括其多样性和相关性R系统弹性指数，是系统抗干扰能力,西安交通大学医学院李宇飞,26,生态系统健康诊断的评价指标,活力活力是指能量或活动性。在生态系统背景下，活力指根据营养循环和生产力所能够测量的所有能量。恢复力恢复力是指系统在外界压力消失的情况下逐步恢复的能力。组织结构组织结构是指生态系统结构的复杂性。一般的趋势是根据物种的多样性及其相互作用的复杂性，而组织结构趋于复杂。维持生态系统服务维持生态系统服务指服务于人类杜会的功能，如涵养水源、水体净化、提供娱乐，减少土壤侵蚀。它越来越成为评价生态系统健康的一个关键性的指标。,西安交通大学医学院李宇飞,27,生态系统健康诊断的评价指标,管理的选择管理选择是指健康生态系统可用于收获可更新资源、旅游、保护水源等各种用途和管理，退化的或不健康的生态系统不再具有多种用途和管理选择，而仅能发挥某一方面的功能。减少投入健康的生态系统不需要另外的投入来维持其生产力。因此，生态系统健康的指标之一是减少额外的物质和能量的投入来维持自身的生产力。对相邻系统的危害许多生态系统是以其它系统为代价来维持自身系统的发展的，如废弃物排放进入相邻系统、污染物排放、农田流失(包括养分、有毒物质、悬浮物)等，造成了胁迫因素的扩散，增加了人类健康风险，降低了地下水水质。人类健康影响生态系统的改变能够影响人类健康。人类健康本身是个很好的测量生态系统健康的指标，健康的生态系统有能力维持人类的健康。,西安交通大学医学院李宇飞,28,生态系统健康的类型,生态系统健康为一级区生态组织结构十分完整合理，系统活力极强，外界压力小，无生态异常出现，生态系统的生态功能极其完善，系统极稳定，处于可持续状态。生态系统较健康为二级区生态系统组织结构合理，系统活力较强，外界压力较小，无生态异常，生态系统的生态功能较完善，系统尚稳定，处于可持续状态。生态系统亚健康为三级区生态结构完整，具有一定的生态系统活力，外界压力较大，接近生态阈值，系统尚稳定，但敏感地带多，已有少量的生态异常出现，可发挥基本的生态功能，生态系统尚可维持。,西安交通大学医学院李宇飞,29,生态系统健康的类型,生态系统不健康为四级区生态组织结构出现缺陷，系统活力较低，外界压力大，生态异常较多，生态功能已经不能满足维持生态需要，生态系统已经退化。生态系统患病为五级区生态组织结构极不完整合理，自然植被被斑块破碎化严重，活力极低，出现大面积的生态异常区，生态系统已经恶化。,西安交通大学医学院李宇飞,30,人类在生态系统中的位置,绝对优势种群强有力的地质动因,西安交通大学医学院李宇飞,31,绝对优势种群,（1）在食物方面：一级消费者，食物来自农田；二级消费者，最大食肉种群；（2）破坏森林（3）对物种的影响,西安交通大学医学院李宇飞,32,强有力的地质动因,（1）采矿炼矿，改变某些元素在地壳中的分布范围；（2）排放物改变大气的组成和性质；（3）改变水循环；（4）土壤沙漠化。,西安交通大学医学院李宇飞,33,第二节人和环境的关系,统一性对立性,西安交通大学医学院李宇飞,34,统一性,物质的统一：人和环境之间存在物质交换和能量转移。人体结构和功能对环境的适应：人体的结构、器官和功能对外界环境有一定的适应能力，这是在生物进化的长期过程中逐步得到完善的。环境是人体一切感觉和活动的源泉：人是环境的组成部分，不断来自环境的信息刺激是人体必需的。,西安交通大学医学院李宇飞,35,“鲎试剂”鲎蓝色血液的提取物，可以准确、快速地检测人体内部组织是否因细菌感染而致病；在制药和食品工业中，可用它对毒素污染进行监测。,西安交通大学医学院李宇飞,36,对立性,环境因素的剧烈变动导致人体不能适应而发生疾病。人类不仅可以利用环境，而且可以改造环境主观能动作用。,西安交通大学医学院李宇飞,37,第三节环境改变与机体反应的基本特征,西安交通大学医学院李宇飞,38,一、环境介质与环境因素暴露,环境介质：空气、水、食物、生物、土壤等环境化学物质在环境中的转归：毒性消失或降低自净毒性增强更受关注短时间内不变化持久性有机污染物,西安交通大学医学院李宇飞,39,化学物质在环境中的迁移,单一介质内的迁移：扩大污染范围不同介质间的迁移：范围、途径生物性迁移：范围、途径、毒性,西安交通大学医学院李宇飞,40,化学物质在环境中的转化,形态或理化性质的改变二次污染物（secondarypollutant）化学转化：光化学烟雾生物转化：无机汞有机汞,西安交通大学医学院李宇飞,41,生物转化作用,污染物进入生物体内后，在相应的酶系统的催化作用下，经过代谢变化的过程，即生物转化过程。生物转化的结果：1.污染物毒性降低，或无害化；2.污染物毒性增强，如汞甲基化。,biologicaltransformation,西安交通大学医学院李宇飞,42,环境的自净作用：,少量污染物一时性进入环境，经过各种自然过程的作用，使污染物达到自然净化，使生态系统不致遭到破坏，环境的这种功能称为自净作用。,environmentalself-purification,西安交通大学医学院李宇飞,43,自净作用主要包括：,1.物理作用：扩散、稀释、沉降、吸附、蒸发等；2.化学作用：中和、氧化、还原、化合等；3.生物作用：主要是微生物的分解作用,西安交通大学医学院李宇飞,44,西安交通大学医学院李宇飞,45,生物浓集bioconcentration生物放大作用biomagnification,一些化学污染物被生物吸收后，可在生物体内蓄积，并通过食物链，在生物体内含量由低到高逐级浓集，这一过程称为生物浓集。生物不断从环境中摄入浓度极低的化学物质在体内聚积起来，使该物质在生物体内达到相当高甚至引起其他生物(或人)中毒的浓度，这种现象称为生物浓集。,西安交通大学医学院李宇飞,46,Woodwell关于DDT生物浓集的研究：,DDT浓度浓集系数水中0.00005ppm-藻类0.04ppm800鱼类2.07ppm41400水鸟类75.5ppm1.51106浓集系数=,西安交通大学医学院李宇飞,47,生物浓集必须具备三个条件：,环境化学物容易为各种生物所吸收；环境化学物在生物体内难于分解和排泄；当化学物逐渐积累时，对生物体本身不易造成致命伤害。,绿藻,西安交通大学医学院李宇飞,48,化学物质在环境中的迁移和转化对环境因素暴露的影响,扩大暴露范围增加暴露途径改变污染物毒性影响暴露剂量,西安交通大学医学院李宇飞,49,二、暴露特征与机体反应,暴露途径：经口、呼吸、皮肤接触途径暴露途径直接影响到：总暴露量、吸收率、作用靶环境暴露的特点：途径多、因素复杂,西安交通大学医学院李宇飞,50,剂量-效应关系dose-effectrelationship,剂量dosage：化学物进入人体的数量，以mg/kg体重表示。剂量-效应关系：化学物的摄入量与某一生物体呈现某种生物作用强度的关系.,西安交通大学医学院李宇飞,51,剂量-反应关系dose-responserelationship,一定剂量的化学物与在接受其作用的一组生物体中呈现某一效应并达到一定强度的个体数目之间的关系。常见的剂量-反应关系：无阈值化合物：只要有就有危害单阈值化合物：达到一定剂量才有危害双阈值化合物：有两个阈值，低于或高于其阈值均会产生有害效应，如必需元素,西安交通大学医学院李宇飞,52,单阈值剂量反应关系图,西安交通大学医学院李宇飞,53,西安交通大学医学院李宇飞,54,西安交通大学医学院李宇飞,55,Hormesis效应,某些物质在高剂量下产生有害效应，而在低剂量时却具有某种有益的效应或刺激作用。兴奋效应剂量-反应关系呈U型，低剂量：兴奋效应；高剂量：抑制效应。具有hormesis效应的物质，在环境中普遍存在，如氰化物、二恶英,西安交通大学医学院李宇飞,56,作用时间（暴露时间）,作用时间与蓄积性有关，随着作用时间的延长，有蓄积性的物质在体内的蓄积量逐渐增多。蓄积量受摄入量、生物半减期、作用时间三个因素的影响。,西安交通大学医学院李宇飞,57,三、环境多因素的综合作用,两种或两种以上的化学物同时或短期内先后作用于机体所产生的综合毒性作用，称为联合毒作用（jointtoxiceffect；combinedtoxicefffect）。相加作用(additiveaction)协同作用(synergism)，也叫相乘作用或增毒作用增强作用（potentiation）拮抗作用(antagonisticaction)独立作用(independentaction),西安交通大学医学院李宇飞,58,四、人群健康效应谱与易感人群,人体对环境污染的反应过程正常调节健康代偿状态临床前期(准病态)失代偿状态疾病，甚至死亡,西安交通大学医学院李宇飞,59,西安交通大学医学院李宇飞,60,健康效应谱healtheffectsspectrum,指不同级别的效应在人群中的分布。指人群暴露于环境因素时，产生的不良反应在性质、程度、范围上所表现的形象，亦叫生物反应谱。,西安交通大学医学院李宇飞,61,个体感受性差异,高敏感人群(high-susceptibilitygroup)，指环境因素作用于人群时，比大多数人反应速率更快、反应强度更强的少数人。敏感人群(susceptivepersons)，易感人群高危险人群，比正常人有更多的接触机会。高危人群(highriskgroup),西安交通大学医学院李宇飞,62,易感人群的特征,年龄：老、少性别：遗传：基因多态性营养状况：健康状况：其他：吸烟的石棉工人，更易患肺癌,西安交通大学医学院李宇飞,63,第四节自然环境与健康,自然灾害：地震、火山、泥石流、台风、洪涝、旱灾、高温、寒冷、高原（3000m）地球化学：地球化学性疾病（地方病）生物：动物毒素、植物毒素、自然疫源性疾病,西安交通大学医学院李宇飞,64,第五节环境污染与健康,环境污染(environmentalpollution):当排入环境中的废弃物数量或浓度超过了环境的自净能力，造成环境质量下降和恶化，影响到人体健康，则称为环境污染。,西安交通大学医学院李宇飞,65,环境污染的健康损害,特异性损害急性危害：慢性危害：远期毒性：致癌作用(carcinogenesis)致畸作用(teratogenesis)致突变作用(mutagenesis)非特异性损害,西安交通大学医学院李宇飞,66,急性危害,急性中毒：(acutepoisoning)短时间内吸收大量毒物而引起的中毒.变态性反应急性辐射病急性传染病：SARS,西安交通大学医学院李宇飞,67,慢性危害,慢性中毒：(chronicpoisoning)毒物长期反复进入机体所引起的中毒.引起慢性疾患：慢阻肺非特异性影响：抵抗力下降，发病率升高,西安交通大学医学院李宇飞,68,致癌作用(carcinogenesis),主要环境致癌因素：物理因素：紫外线-皮肤癌；X射线-儿童白血病；射线-白血病化学因素：致癌物生物因素：EB病毒与鼻咽癌有关,西安交通大学医学院李宇飞,69,化学致癌物,1类：对人致癌，95种苯、黄曲毒素、放射性物质、砷、石棉、铬、BaP、甲醛、氯乙烯2A类：对人很可能致癌，64种氯霉素、多氯联苯、硫酸二甲酯、环氧氯丙烷、苯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯2B类：对人可能致癌，234种四氯化碳、氯丁二烯、氯丹、对氯苯胺、DDT、敌敌畏、肼、铅3类：对人的致癌性尚无法分类，即可疑对人致癌，493种咖啡因、食用色素4类：对人很可能不致癌，仅1种,西安交通大学医学院李宇飞,70,致癌物分类,按是否需要活化，把致癌物分为：不需活化的，称为直接致癌物需活化的，称为间接致癌物，前致癌物活化终致癌物按是否具有诱变性，分为两类：诱变性致癌物遗传毒性致癌物，引起遗传物质（DNA）的改变非诱变性致癌物非遗传毒性致癌物,西安交通大学医学院李宇飞,71,空气污染与肺癌,上海（19731975）：肺癌死亡率市中心区27.2610万郊区14.2710万农村8.510万沈阳（1979）：肺癌标化死亡率市区20.6310万农村5.9410万,西安交通大学医学院李宇飞,72,空气污染与肺癌,云南宣威（19731979）：肺癌调整死亡率城关镇（县城）174.2110万来宾镇128.3110万热水镇2.0810万空气中的致癌物：BaP、石棉、砷、铬、铅、镍、氡等,西安交通大学医学院李宇飞,73,致畸作用(teratogenesis),环境因素作用于受孕母体使出生的婴儿发生畸形的现象。如：反应停海豹儿（四肢短小畸形）甲基汞小头畸形,西安交通大学医学院李宇飞,74,致畸作用的基本特征,致畸作用的敏感期。器官形成期是对致畸物最为敏感的时期。致畸作用的剂量-反应关系。致畸作用的剂量-反应关系类型是属于有阈值的，即低于其阈剂量，致畸危害可能不会发生。致畸性的种属差异。致畸性的种属差异很明显。与代谢能力、胎盘种类、胚胎发育的速度和方式有关。人是最敏感的。致畸物的胎盘转运和转化。化学物可在母体和胎体之间双向转移。,西安交通大学医学院李宇飞,75,母体胎体之间的转运（胎盘转运）,转移速度与化学物的理化特性有关，如分子大小、电荷、脂溶性和与蛋白质结合能力。转移速度也与胎盘性质有关。胎盘中的生物转化酶系统，对转运有重要的影响。总的说来，脂溶性强而在生理pH条件下不易离子化的化学物较容易经胎盘转运。,西安交通大学医学院李宇飞,76,环境污染与致畸,甲基汞与先天性水俣病（小头畸形）落叶剂2、4、5-T污染与致畸大气污染与出生缺陷农药环境暴露对人类妊娠结局的影响环境激素效应,西安交通大学医学院李宇飞,77,致突变作用(mutagenesis),环境因素引起生物细胞的遗传物质发生突然改变的一种作用。突变分为：自发突变-原因不明诱发突变-诱变原引起,第六节环境与健康标准体系,基准：根据环境中有害物质和机体之间的剂量反应关系，考虑敏感人群和暴露时间而确定的对健康不会产生直接或间接有害影响的相对安全剂量（浓度）。标准：以保护人群健康为直接目的，对环境中有害因素提出的限量要求以及实现这些要求所规定的相应措施，是评价环境污染对人体健康危害的尺度。标准是基准内容的实际体现，具有法律效应,西安交通大学医学院李宇飞,78,环境标准,环境质量标准：一般将环境质量分为几个等级。不仅要保护健康，更要保护环境污染物排放标准：环境卫生标准：最高容许浓度,西安交通大学医学院李宇飞,79,环境卫生标准的制定原则,保障居民不发生急、慢性中毒对主观感觉无不良影响对人体健康无间接影响选用最敏感的指标经济合理、技术可行,西安交通大学医学院李宇飞,80,环境卫生标准的制定方法,环境毒理学试验感官功能影响的测定环境流行病学调查其他方法人类受控试验（志愿者试验）人体负荷量测定混合污染的研究数学计算方法,西安交通大学医学院李宇飞,81,82,环境卫生标准的制订步骤,卫生、环境保护、劳动部门在其职能范围内通过科学研究，提出有害因素的接触限值（exposurelimit）建议值。经过卫生标准委员会审议，根据危害水平、经济上可以承受、技术上可行，提出建议卫生标准。报国家技术监督局审查，并送国务院或有关职能部门批准公布，作为一种法规实施。由各级卫生防疫站、食品卫生和环境卫生监督部门监督执行。,西安交通大学医学院李宇飞,83,第七节环境与健康关系的研究方法,环境流行病学环境毒理学宏观和微观相结合人群调查与实验室研究相结合,西安交通大学医学院李宇飞,84,环境流行病学(environmentalepidemiology),是应用传统流行病学的方法，结合环境与人群健康关系的特点，从宏观上研究外环境因素与人群健康的关系。,西安交通大学医学院李宇飞,85,环境流行病学研究的基本内容,研究已知的环境暴露因素对人群的健康效应由于环境因素对人群健康影响不仅反映为疾病，而是一个反应较广的健康效应谱。常研究发病前的一系列健康效应，包括生理功能，生化代谢等的改变。探索引起健康异常的环境有害因素研究较多的暴露因素是物理和化学因素。暴露剂量-反应关系的研究,西安交通大学医学院李宇飞,86,环境暴露与健康效应的测量,1暴露测量暴露（exposure）:人体接触某一有害环境因素的过程环境暴露水平:是指人群接触某一环境因素的浓度或剂量。暴露测量种类:外剂量、内剂量和生物有效剂量,西安交通大学医学院李宇飞,87,环境外暴露剂量,定义：通常是测定人群接触的环境介质中某种环境因素的浓度或含量，在不同时间或空间进行抽样测量意义：测量结果从宏观上可以为环境流行病学调查划分出高、中、低浓度区和对照区，是研究该环境因素对人群健康影响的基础资料。缺点：常常很难精确地估计环境污染物进入不同个体暴露剂量。,西安交通大学医学院李宇飞,88,内暴露剂量测量,定义：测量机体内已吸收的污染物的量方法：通过测定生物材料（血液、尿液等）中污染物或其代谢产物的含量来确定。如以血铅、血汞的含量分别代表铅和汞的暴露剂量优点：内暴露剂量能真实反映暴露水平,西安交通大学医学院李宇飞,89,生物有效剂量测量,定义：指直接测量到达器官、组织、细胞、亚细胞或分子等靶部位或替代性靶部位的污染物量。优点：生物有效剂量直接与产生的有害效应相关。缺点：在检测方法和样品采集上有困难。例如：人乳中污染物的浓度既反映了母亲内暴露水平，又反映了婴儿外暴露水平。,西安交通大学医学院李宇飞,90,2健康效应测量,(1)健康效应测量的对象调查人群的选择可采用两种方法：如果能筛选出高危人群，可以用较小样本的特定人群来进行研究。采用抽样调查，它是从研究总体中随机抽取部分研究单位所组成的样本进行调查研究，进而由样本调查结果来推论总体。抽样调查要求样本能代表总体，遵循随机抽样原则(2)健康效应测量的内容：主要包括疾病率的测量及生化和生理功能测量。,西安交通大学医学院李宇飞,91,3.暴露与健康效应评价,把测量的结果，应采用正确的流行病学和卫生统计学的方法进行分析。根据分析数据作出健康效应评价。评价中混杂因素的控制混杂因素：当研究暴露于某一因素与疾病的关系时，由于受到一个或多个既与疾病有制约关系，又与暴露因素密切相关的外来因素的影响，掩盖或夸大了所研究的暴露因素与疾病的联系，这些影响因素称为混杂因素。可分层分析，Logistic和多元线性回归分析技术。,西安交通大学医学院李宇飞,92,病因推断过程中常用的标准,联系的强度联系的重复性时间顺序因子和疾病两者间的分布相符合因子的去除带来疾病率的下降或消灭剂量反应关系联系的特异性在医学和生物上言之有理,西安交通大学医学院李宇飞,93,生物标志与环境流行病学,生物标志是生物体内发生的与发病机制有关联的关键事件的指示物，是机体由于接触各种环境因子所引起机体器官、细胞、亚细胞的生化、生理、免疫和遗传等任何可测定的改变。分子生物标志则着重研究外来因子与机体细胞，特别是生物大分子(核酸、蛋白质)相互作用所引起的一切分子水平上的改变。分子流行病学能准确地反映出暴露与效应间的关系，对于早期预测损害、评价其危险度、提出预防措施有重大意义。,西安交通大学医学院李宇飞,94,生物标志的种类,暴露生物标志：包括内剂量和生物有效剂量生物标志。效应生物标志：指机体内可测定的生化、生理或其他方面的改变。易感性生物标志：是能指示机体接触某种特定环境因子时的反应能力的一类生物标志。表2-9从暴露到疾病前各阶段可测定的标志,西安交通大学医学院李宇飞,95,生物标志在环境流行病学中的应用,暴露的精确测量早期生物效应的显示宿主易感性的判定,西安交通大学医学院李宇飞,96,分子生物标志发展和应用中值得注意的问题,分子流行病学发展的关键是建立适用的生物标志生物标志的应用意义是毋庸置疑的，但目前敏感、特异、简便易行的不多生物标志在应用到人群之前应按一定程序经过科学的验证,西安交通大学医学院李宇飞,97,环境毒理学environmentaltoxicology,是从医学及生物学的角度，利用毒理学方法研究环境中有害因素对人体健康影响的学科。是环境医学的一个组成部分，也是毒理学的一个分支。,西安交通大学医学院李宇飞,98,环境毒理学的研究内容和任务,环境污染物(毒物)接触机体后的吸收、分布、代谢和排泄过程。污染物的毒作用大小、蓄积性、作用的靶器官和组织等基本毒理学特征。污染物毒作用的机制及在机体内产生的主要生物学效应污染物的特殊毒作用(致畸、致癌、致突变性)检测和评价研究和探索污染物在机体反应中出现的特异、敏感的测试指标，即生物标志，为环境流行病学调查提供新的手段。对已造成健康危害，并通过环境流行病学调查提出的可疑致病因素，建立动物模型予以证实。对于新合成的化合物或即将进入环境的化学物(化工产品、污染物、农药等)的毒理学安全性评价。应用于环境生物监测。,西安交通大学医学院李宇飞,99,环境毒理学的优点,可根据研究目的和要求，人为地控制化学物的暴露水平和强度，并能使研究因素单一、准确。效应观察指标不受限制，能利用实验动物的任何组织和器官来观察环境有害物所产生的病理改变。可应用特殊基因型的细胞、转基因动物等试验材料，更利于作用机制的研究。,西安交通大学医学院李宇飞,100,西安交通大学医学院李宇飞,101,慢性毒性试验,是研究较长时期内以小剂量反复染毒后所引起的毒性作用。其目的是评价化学污染物在长期小剂量作用下对机体产生的损害及特点，获得剂量-反应关系资料。同时根据剂量-反应关系确定最大无作用剂量和最小作用剂量。为制定该物质的环境卫生标准提供依据,西安交通大学医学院李宇飞,102,遗传毒性研究方法,按其检测的终点，遗传毒理学试验分为4类：反映原始DNA损伤的试验反映基因突变的试验反映染色体结构改变(即染色体损伤)的试验反映非整倍体改变的试验,西安交通大学医学院李宇飞,103,遗传毒性检测的主要用途,用途之一致癌性的筛选常规筛选试验组的方法主要有：Ames试验、微核试验、染色体畸变分析、SCE试验、显性致死试验等。,西安交通大学医学院李宇飞,104,遗传毒性研究新技术,聚合酶链反应技术单细胞凝胶电泳试验荧光原位杂交转基因小鼠突变试验基因芯片技术,西安交通大学医学院李宇飞,105,动物致癌试验方法,动物致癌试验包括短期诱癌试验和长期动物致癌试验。长期动物致癌试验是目前鉴定致癌物最可靠、使用最广的一种经典方法。致癌性的判断标准（WHO，1969）为：与对照组相比，试验组同类型肿瘤发生率明显增加；试验组中出现对照组没有的肿瘤类型；试验组中肿瘤发生早于对照组；与对照组比较，试验组每只动物的平均肿瘤数明显增加。上述四项中任何一项存在统计学上的显著差异，都可以认为是动物致癌物。,西安交通大学医学院李宇飞,106,致畸性测试方法,致畸性测试方法主要是实验动物三段试验及体外致畸试验环境因素除了引起结构畸形外，还可能对生殖功能、生长发育、生理及生化代谢等产生影响。需要进行三段试验。,西安交通大学医学院李宇飞,107,动物致畸的三段试验,段试验：主要测试环境因素对受孕率和生殖功能的影响。段试验：在胎鼠器官形成期对孕鼠进行染毒,在分娩前一天处死受孕动物进行胚胎毒性及致畸性检查。段试验：对分娩后发育影响的观察,西安交通大学医学院李宇飞,108,体外致畸试验,主要用于研究致畸机制及筛选化学致畸物。常见的体外致畸试验主要是全胚胎培养、器官培养和细胞培养三个层次的试验。,西安交通大学医学院李宇飞,109,环境生物监测方法,传统的环境监测主要采用化学或物理学方法测定介质中污染物的含量，了解环境是否受到污染及污染水平。目前环境生物监测方法分为两类：1现场生物监测主要通过对环境的植物、动物或微生物进行细胞遗传学或分子毒理学的直接监测。2环境样品的生物监测收集空气、水和固体环境样品进行毒理学测试。,西安交通大学医学院李宇飞,110,现场生物监测,植物细胞遗传学监测：紫露草四分体微核试验、紫露草雄蕊毛突变试验、蚕豆根尖细胞有丝分裂染色体畸变试验水生物的分子生物学监测土壤微生物的分子生物学监测,西安交通大学医学院李宇飞,111,环境样品的生物监测,收集环境样品：空气、水、固体浓缩等处理毒理学测试,西安交通大学医学院李宇飞,112,环境生物监测优点,能够迅速反映出污染物是否能对生物体，特别是体内的遗传物质产生影响。能反映总体的污染水平和可能产生的危害。,西安交通大学医学院李宇飞,113,环境流行病学与环境毒理学方法的联系与应用实践,环境卫生学的研究任务需要环境流行病学和环境毒理学方法相结合环境流行病学和环境毒理学方法的互补性环境流行病学方法和环境毒理学方法相结合的应用实践环境因素的病因学研究环境健康危险度评价,西安交通大学医学院李宇飞,114,第八节健康危险度评价,定义:健康危险度评价是按一定的准则，对有害环境因素作用于特定人群的有害健康效应进行综合定性、定量评价的过程。特点：健康保护观念的转变。安全是相对的，在任何情况下要绝对的安全是不可能的。把环境污染对人体健康的影响定量化。环境污染对人体健康的影响或危害不仅是“有”或“无”，“是”或“否”的判别标准，而是定量地阐明危害健康的程度。,西安交通大学医学院李宇飞,115,健康危险度评价,目的：是确定可接受的危险度。任何一种化学物都是有毒的，但并非在任何情况下都会对环境和人类构成实际危害。是否危害取决于特定接触条件下、化学物毒作用特征、剂量-反应关系及人体实际接触的剂量。步骤：危害性认定、剂量-反应关系评价、接触评定和危险度特征分析。,西安交通大学医学院李宇飞,116,(一)危害鉴定,定义:是健康危险度评价的首要步骤，属于定性评价阶段。目的:是确定在一定的接触条件下，被评价的化学物是否会产生健康危害，其有害效应的特