人类和环境课件

1、第一章 人类和环境Human and environment公共卫生学院卫生学教研室 周军燕南实验楼317第1页，共81页。 泛指某项主体周围的空间及空间中的介质，对人类来说，环境是指围绕着人群客观存在的各种物质条件的总和环境的定义WHO的定义 在特定时刻由物理、化学、生物以及社会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直接地或间接地产生现时或远期作用第2页，共81页。人类环境的基本组成自然环境：环绕于人类周围，能直接或间接影响人类生活与生产的一切自然物质和能量的总体社会环境：人类为从事生活活动而建立的居住、工作和娱乐环境，是在自然环境基础上，人类通过长期有意识的社会劳动，加工

2、和改造自然所创造的物质生产体系 。 上层建筑、经济、文化、人际关系、社会心理因素等第3页，共81页。第4页，共81页。自然环境 大气圈：地球大气主要分布在自地表至2000km的空间，没有明显的上界，并且随地球旋转。根据大气温度随高度的变化，大气圈可分为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层 等。 水圈：水体约占地球表面的70%，地球上的总水量约为13.86亿3。水圈一般分为地表水和地下水两大类，包括河流、湖泊、海洋以及浅层和深层地下水、泉水等第5页，共81页。第6页，共81页。自然环境土壤岩石圈：岩石圈又称为地壳，平均厚度30km左右，由岩浆岩和沉积岩构成。土壤是岩石经过风化作用和生物作用而形成

3、的地表疏松层。 生物圈：是指地球上所有生命物质及其生存环境的整体。其范围包括了大气圈下层，土壤岩石圈和水圈，指从海平面以下约12km厚度和海平面以上约10km高度的范围，但绝大多数生物通常生存于海洋面之下和地球陆地之上100m的范围内。第7页，共81页。生物圈能获得来自太阳的充足光能，作为生命活动的能量含有大量可被生物利用的液态水适当的温度能提供生物所需的各种营养元素第8页，共81页。 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：元素含量异常第9页，共81页。次生环境：人类活动下形成

4、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第10页，共81页。环境因素的分类 生物因素物理因素 化学因素 社会心理因素 第11页，共81页。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 新旧传染病共存霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽HIV、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染第12页，共81页。 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 食物化学组成变化化学因素Chemical factor 硫氧化

5、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第13页，共81页。 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、振动物理因素Physical factor第14页，共81页。 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第15页，共81页。生态系统与生态平衡 生物群落是指地球的有机界，包括微生物、动物、植物及人类等非生物环境包括空气、水、无机盐类及氨基酸

6、等生态系统 （ecosystem）：是在一定空间范围内，由生物群落及其生存环境组成的，借助于物质、能量和信息流动的稳态系统第16页，共81页。二级消费者分解者无机界（空气、水、土壤、太阳辐射等）生产者一级消费者生态系统四要素及其关系无机物光能有机物化学能有机物矿物质无机物第17页，共81页。生态平衡 （ecological balance）定义：在一定的时间内，生态系统中的生产者、消费者和分解者之间，生物群落与非生物环境之间，物质、能量的输出和输入，生物学种群和数量，以及各数量之间的比例，始终保持着一种动态平衡关系影响因素 自然因素的影响：地震、山洪、海啸人为因素的影响：生产、生活 第18页，

7、共81页。五十年代，我国曾发起把麻雀作为“四害”来消灭的运动。可是在大量捕杀了麻雀之后的几年里，却出现了严重的虫灾，使农业生产受到巨大的损失。后来科学家们发现，麻雀是吃害虫的好手。消灭了麻雀，害虫没有了天敌，就大肆繁殖起来、导致了虫灾发生、农田绝收一系列惨痛的后果。 棉蚜虫，在自然情况下，受瓢虫、草蛉等天敌的控制，种群和数量总维持在低水平上，不致造成棉花减产；人类长期不合理地使用有机杀虫剂，造成棉蚜虫的天敌被大量杀灭，与此同时，棉蚜虫又产生了抗药性，破坏了棉蚜虫与天敌之间的自然生态平衡，造成棉蚜虫猖獗，致使棉花减产。第19页，共81页。食物链（food chain ）定义 ：在生态系统中一种生

8、物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物吞食，彼此以食物联接起来的链锁关系,是维系生态系统中生物种群间物质和能量流动的纽带和渠道。第20页，共81页。水水生浮游生物鱼贝类鸟禽类畜类空气土壤昆虫植物人第21页，共81页。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食 物 链第22页，共81页。生物富集作用(bioconcentration)：环境污染物被生物体吸收后，通过酶的催化分解可转化成另一种物质，一些有毒金属和难分解的有机化学物质则可在生物体内蓄积，使生物体内的浓度大大高于环境的浓度。生物放大作用（biomagnification）：环境中某些污染物

9、沿着食物链在生物体间转移并在生物体内浓度逐级增高，使高位营养级生物体内浓度高于低位营养级生物体内浓度。第23页，共81页。环境状态环境中浓度(ppm)富集系数海 水5.0010-5藻类植物4.0010-28.00102鱼 类2.074.14104水 鸟 类75.501.51106DDT农药在环境中的富集作用第24页，共81页。 美国国鸟白头鹰之所以面临灭绝，并不是被人捕杀，而是因为有害化学物质DDT逐步在其体内积累，导致生下的蛋皆是软壳，无法孵化。第25页，共81页。多氯联苯的生物聚集性水生植物水生动物胡瓜鱼 鲑鱼 银鸥卵第26页，共81页。实现生物放大作用的条件环境化学物质易为各种生物体吸收

10、进入生物体的环境化学物质较难分解和排泄通过食物链进行污染物在生物体内富集和逐渐积累时，尚不会对该生物造成致命性的损害第27页，共81页。(一) 人与环境的统一性通过物质、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第28页，共81页。适应长期适应短期适应(二) 人体对环境的适应性长期进化，形成了对环境的适应。在不同纬度，人肤色差异很大。人的大拇指两节,便做精细动作，猩猩大拇指三节，便握持攀援。生理生化调节，与不利环境因素保持平衡，在进入黑暗的空间后，瞳孔会扩大。从事高温作业一段时间后，汗液的分泌会减少。 “久入芝兰之室，不闻其香”第29页，共81页。(三) 人与环

11、境的相互作用主动依赖、适应环境，人类生存、发展。适者生存的定律被破坏。第30页，共81页。当前存在的主要环境问题 当前关注的全球性环境问题 全球性气候变暖 臭氧层破坏 酸雨 生物多样性锐减 全球森林危机海洋污染水污染与淡水资源危机土壤资源破坏与生态恶化固体废弃物污染和有毒有害化学物质的越境转移第31页，共81页。第二节 环境污染及对健康的影响日本四日市污染状况（1961年）中国某城市大气污染E n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n a n d i t s e f f e c t o n h e a l t h第32页，共81页。环境污染（envir

12、onmental pollution）： 由于各种人为的或自然的原因，使环境的构成发生重大变化，造成环境质量恶化，破坏了生态平衡，对人类健康造成直接的、间接的或潜在的有害影响的现象。 环境污染物（environmental pollutants） ：进入环境并能引起环境污染的物质 概念第33页，共81页。公害（public nuisance）： 严重的环境污染叫做公害。 公害病（public nuisance disease）：由于严重的环境污染所引起的地区性中毒性疾病。概念第34页，共81页。环境污染物的来源生产性污染：最主要的环境污染来源 工业“三废”：废气、废水、废渣 农业生产：农药、化

13、肥特点：有组织的排放，污染物的数量大，成分复杂毒性大，但较易治理第35页，共81页。工厂对大气的污染第36页，共81页。工厂废水未经处理大量排放排污口长江水污染第37页，共81页。持久性有机污染物（persistent organic pollutants,POPS）概念：人类合成的能持久存在于环境中，通过生物食物链（网）累积，对人类健康及环境造成有害影响的化学物质性质：长期残留性易蓄积性高毒性第38页，共81页。生活性污染（Domestic pollutant ） 污水：医院污水、生活污水 垃圾：成分复杂，含致突变致癌物 粪尿：主要是生物性污染 生活性三废第39页，共81页。随意乱倒的生活垃

14、圾堆积如山第40页，共81页。环境污染物的来源生活性污染：生活污水、粪尿、垃圾等生活废弃物 烷基磺酸盐型合成洗涤剂 (N、P) 藻类大量繁殖 水体感官和化学性状恶化 水体富营养化（eutrophication）第41页，共81页。第42页，共81页。交通性污染第43页，共81页。环境污染物的来源交通性污染：交通工具产生的噪声、振动、废气等其他：无线电广播、电视、通信设备产生的微波和其他电磁辐射等；放射性废弃物；自然现象第44页，共81页。环境污染物的转归迁移：污染物可从一种介质转入另一介质，也可以在同一介质的不同场所间转移。第45页，共81页。环境污染物的转归自净（selfpurificati

15、on） ：污染物进入到环境中以后，在自然的物理、化学或者是生物因素的作用，经过一定时间，环境污染物的浓度或者总量会降低，这个过程就被称为环境的自净。物理作用 ：吸附、稀释、扩散等 化学作用：氧化、还原、分解等 生物学作用：生物降解第46页，共81页。环境污染物的转归形成二次污染物：由污染源直接排入环境中的污染物成为一次污染物。一次污染物在环境中可发生物理、化学、生物学等作用，生成理化特性与原来完全不同的新的物质，被称之为二次污染物。二次污染：由于某些原因，使已经转移的污染物又返回原来的环境中时，即造成二次污染。第47页，共81页。环境污染物的吸收代谢分布和排泄环境污染物的常用毒性参数及安全限值

16、自学第48页，共81页。环境污染对人类健康的影响痛痛病海豹畸形水俣病第49页，共81页。人群健康效应谱 环境因素作用于人群，严重时可以引起居民患病率增加或死亡增加，但人群中不是所有的人反应程度都一样，而是呈现金字塔形分布，也称为人群健康效应谱或冰山现象环境污染的健康危害第50页，共81页。环境致病因素的健康效应生理反应的异常变动机体代偿状态生理反应正常范围内的变动患 病死亡作 用 强 度预防医生临床医生健康效应谱生理反应的异常变动机体代偿状态生理反应正常范围内的变动患 病死亡作 用 强 度预防医生临床医生健康效应谱第51页，共81页。环境污染对健康影响的特点 广泛性：影响范围广 多样性：健康效

17、应多样复杂性：各因素联合作用的关系复杂长期性：作用时间长、后续效应长第52页，共81页。环境污染对健康危害的主要表现形式急性危害慢性危害致癌作用遗传毒性生殖毒性和发育毒性对免疫功能的影响 第53页，共81页。急性危害：环境污染物在短时间内大量进入环境中，可导致暴露人群在短时间内出现不良反应、急性中毒甚至死亡。多见于工厂发生事故性的泄漏或一次性排放大量有毒物质，以及在在环境污染很严重的情况下出现特殊的气象条件伦敦烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件博帕尔异氰酸甲酯泄漏事件第54页，共81页。慢性危害 当环境污染物或其他环境有害因素低剂量、长期反复作用于机体时，由于毒物在体内的蓄积所产生的。慢性中毒：水俣

18、病、痛痛病;非特异性损害第55页，共81页。水俣病 水俣镇是位于日本九州南部的一个小镇，由于西面就是产鱼的不知火海和水俣湾，因此这个小镇渔业很兴旺。 1925年，一个资本家在此建成一个小工厂，叫日本氮肥公司。1932年又扩建了合成醋酸工厂，1949年开始生产氯乙烯。1956年产量超过6000吨，这个企业由此而发家。 就在这“繁荣”的背后却酝酿着一场灾难。 1950年，在水俣湾附近的小渔村中，发现一些猫的步态不稳，抽筋麻痹，最后跳入水中溺死，当地人谓之“猫自杀”，但没有人研究这事。 1953年，在水俣镇发现了一个生怪病的人，开始时只是口齿不清，步态不稳，面部痴呆，进而耳聋眼瞎，全身麻木，最后神经

19、失常，一会酣睡，一会兴奋异常，身体弯弓高叫而死，但没人知道这是什么病。第56页，共81页。水俣病 1956年5月，又在医院出现4个这种病人，得这种病而没有入院的患者还有50多人。这才引起当地熊本大学医学院一些人的注意。在调查中，把死猫死人病的各种现象联系起来分析，初步找到吃鱼中毒这个共同受害的根源。 后经查实，该病是由于水俣氮肥厂排放了大量含有汞和甲基汞的废水，当地居民长期食用经过水生食物链富集的鱼贝类而导致的汞中毒。 1962年底，官方承认的水俣病患者为121人，其中死亡46人。进一步调查发现，患者家属中84%的人具有和水俣病有关的某些症状，55%的人在日常生活中存在某些精神和神经系统方面的

20、障碍。 截止1974年12月，已正式承认的患者为798名，其中死亡107人第57页，共81页。致癌作用 环境中存在着多种致癌因素，这些因素根据其性质可分为化学性、物理性、生物性三类，其中化学性致癌因素估计占80%90%。目前已对800余种化学物质的致癌性进行了研究，确认的人类致癌物约60种。 肿瘤已成为威胁人类健康的常见疾病之一，在世界许多国家疾病谱和死因构成中都名列前茅。国内外大量流行病学研究资料显示，环境污染与肿瘤的发生有明显的相关关系 第58页，共81页。国际癌症研究中心（IARC） 致癌物分类： 第1类： 对人类致癌：对人类致癌证据充分 第2类： 2A类 对人类很可能致癌 2B类 对人

21、类可能致癌 第3类：对人类致癌性尚不能予以分类 第4类：对人类很可能不致癌致癌作用第59页，共81页。突变：遗传结构本身的变化及引起的变异，即遗传物质的可遗传变异 遗传毒性类型：基因突变 ：DNA的碱基组成或排列顺序发生了改变 染色体畸变 ：染色体结构和数目的改变，染色体 环境诱变剂生殖细胞突变不孕、早产等体细胞突变癌症等畸变大多数伴有基因数量和结构的改变第60页，共81页。生殖毒性和发育毒性 某些药物、化学毒物都能影响胚胎发育过程，使胚胎发育异常而造成畸形的发生。 美国工业职业安全卫生协会（NISOH）有毒物质登记处登记的37860种工业化合物中585种有致畸性。此外，放射线照射、风疹病毒、

22、弓形虫感染等因素都有可能造成胎儿畸形。第61页，共81页。致畸作用 反应停（沙利度胺）最早于1956年在原西德上市，主要治疗妊娠呕吐反应，其临床疗效明显，因此迅速流行于欧洲、亚洲（以日本为主）、北美、拉丁美洲的17个国家。到1960年左右，上述国家突然发现许多新生儿的上肢、下肢特别短小，甚至没有臂部和腿部，手脚直接连在身体上，其形状酷似“海豹”，部分新生儿还伴有心脏和消化道畸形、多发性神经炎等。大量的流行病学调查和大量的动物实验证明这种“海豹肢畸形”是由于患儿的母亲在妊娠期间服用沙利度胺所引起的。“海豹肢畸形”患儿在日本大约有1000名，在西德大约有8000名！全世界超过1万人！这就是著名的“

23、反应停事件”。 第62页，共81页。第63页，共81页。对免疫功能的影响环境毒物对免疫功能的抑制化学物作为致敏原引起机体变态反应少数环境化学物可引起自身免疫反应第64页，共81页。环境污染引起的疾病公害病：严重的环境污染所引起的地区性中毒疾病。特点：具有明显的地区性，共同的病因，相同的症状和体征。公害已经成为全球性的重大社会问题，至今已发生公害病60多起，公害病患者40万50万人，死亡10多万人。第65页，共81页。几次重大的公害事件名 称原 因 后 果伦敦烟雾事件燃煤烟尘及SO2污染约4000人死亡洛杉矶光化学烟雾事件汽车废气在日光下形成光化学烟雾影响数千人水俣病事件含汞废水污染，甲基汞慢性

24、中毒数百人患病，数十人死亡痛痛病事件含镉废水污染水源及水稻数百人患病，数十人死亡博帕尔事件工厂泄漏异氰酸甲酯污染大气20万人中毒，2500人死亡，5万人失明切尔诺贝利核电站事件放射性污染197人受害，9人死亡，影响东欧第66页，共81页。环境污染引起的疾病职业病：是生产环境中存在的各种有害因素所引起的特定疾病。 制鞋业、印刷业工人的苯中毒 矿山采掘工人的矽肺传染病：由病原微生物引起的，可以在人与人之间、人与动物之间传播的一类疾病。食源性疾病： 通过摄取食物而进入人体的多种致病因子引起的，通常具有感染性或中毒性的一类疾病。第67页，共81页。环境污染物对健康损害的影响因素 污染物的理化性质剂量或

25、强度 作用时间 环境因素的联合作用 个体敏感性 第68页，共81页。 污染物的理化性质影响毒性的因素：化学结构： 醇类毒性依次：丁醇 戊醇乙醇 丙醇 不饱和化合物饱和化合物:乙炔乙烯乙烷 氯取代氢越多毒性越大：CCl4CHCl3CH2Cl2CH3ClCH4 物理特性: 固体微粒分散度大，进入呼吸道深部 溶解度：易溶于水损害眼结膜、上呼吸道粘膜 难溶于水损害深呼吸道粘膜 脂溶性强损害中枢神经系统第69页，共81页。 剂量或强度剂量：进入机体化学物的数量，一般以mg/kg体重表示 强度：物理性因素作用于机体的数量 剂量-效应关系：指随着环境有害因素剂量剂量的增加，机体内所产生的有害生物学效应随之增强的相关关系 主要反映环境因素与个体之间的关系剂量-反应关系：指随着环境有害因素剂量的增加，产生某种特定生物学效应的个体数随之增加的关系 某环境因素与发生某一特定生物效应的群体之间的关系 第70页，共81页。 作用持续时间作用持续时间决定体内蓄积水平蓄积量受摄入量、生物半减期(t1/2)及作用时间影响第71页，共81页。环境因素的联合作用1.相加作用：多种化学物同时存在时的毒效应为各化学物分别作用时毒效应的总和 2+3=5 2