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文档简介
环境与健康选修课课程简介环境与健康是一门跨环境科学、医学、生物学多学科的交叉学科。应用环境科学和生物科学的基础理论和技术系统地研究自然环境、生活环境和人群健康的关系,揭示环境因素对人群健康影响的发生、发展规律,以及如何充分利用环境有益因素和控制环境有害因素影响。课程性质与教学目的本课程属于全校性公共选修课。18学时,1.0学分。教学目的:通过学习使学生了解自然环境和生活居住环境与人群健康之间的关系,掌握各种环境因素的健康效应及其与疾病发生的关系,充分认识到如何利用有利环境因素和控制不利环境因素促进健康,从而预防疾病,保障人群健康,增强学生的环保意识。推荐教材第一章环境和环境问题一、 人类的环境人类环境environment环绕于地球上的人类空间及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种物质因素及社会因素的总体。人类是自然的产物,人类的活动可影响自然环境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primaryenvironment次生环境secondaryenvironment(二)环境分类原生环境: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一.人类自然环境的构成
(一)大气圈大气圈(atmosphericsphere)主要指围绕地球周围的大气层,可划分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层臭氧层:在平流层中的臭氧能吸收太阳辐射中具有对生物强烈杀伤力的短波紫外线(B段和C段),从而保护地球表面的生物得以生存。大气中的CO2和水蒸气能吸收红外线辐射,储存热量,起到了对地球的保温作用(二)水圈地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空气、地表与地下,它们共同构成了水圈(hydrosphere)。分为:地表水和地下水。
功能:可进行水循环。当某种水体(如河水)受到污染,污染物也将会通过水循环而进人大气、土壤、食物和人体。
水圈中海水占97.41%,淡水仅占水圈总量的0.2%左右,其中部分已遭到污染。(三)土壤岩石圈地壳主要由岩浆岩、沉积岩和变质岩三类岩石构成。土壤是岩石经过风化作用和生物作用而形成的成分:矿物质、有机质、微生物、水和空气。土壤是联系有机结合物季节的重要环节。当土壤受到污染时,可能通过生物富集、水分蒸发和渗透使污染物向植物、大气及水体转移。
(四)生物圈生物圈(biosphere)是指地球上所有生命物质及其生存环境的整体。特点(1)范围很大,包括大气圈的下层、土壤圈和水圈,从海平面以下约12公里到海平面以上约10公里高度。(2)具备生物生存的基本条件:①能获得来自太阳的充足光能②含大量可被生物利用的液态水;③适当的温度;④能提供生物所需的各种营养元素构成环境的主要因素
生物因素化学因素物理因素社会心理因素
人为原因(环境污染)自然原因:洪水、地震、暴风、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Chemicalfactor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生物因素Biologicalfactor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Physicalfactor(四)社会心理因素Socialpsychologicalfactor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二、全球环境问题历史上的几次重大公害事件名
称原
因后
果年
代伦敦烟雾事件盆地,逆温层形成。自1873年以来,共发生七次,主要是采暖煤烟粉尘与浓雾结合,二氧化硫污染也较严重,烟尘达4.5mg/m3,SO2达3.8mg/m3。仅1952年12月的烟雾事件,比同期多死亡4807人。最近四次发生在1954、1956、1957、1962年比利时马斯河谷烟雾事件狭窄盆地,逆温层形成,含硫矿冶炼厂、炼钢、炼锌、炼焦、发电等排放二氧化硫等有害气体,SO2达25mg/m3~100mg/m3。数千人出现上呼吸道炎症的症状与体征,1周内60多人死亡1930年洛杉矶光化学烟雾事件三面环山,一年中有100天出现逆温,大量汽车(250万辆)排放出的废气,在日光紫外线作用下形成大量以O3为主的光化学烟雾。造成数千人出现红眼病及上呼吸道炎症等,65岁以上的老人死亡400人。1943、1955年
痛痛病事件日本富山县神通川流域,因上游锌冶炼厂排出的含镉废水污染了河水,居民用河水灌田,使稻米含镉量增高。痛痛病患者数百人,死亡34人,100多人出现可疑症状。1955~1972年水俣病事件日本熊本县水俣镇上游,氮肥公司生产醋酸乙烯、氯乙烯,工厂排放含汞废水,汞经生物转化形成甲基汞,居民长期食用含甲基汞量很高的鱼、虾、贝而中毒。50年来先后有2265人被确诊(其中1573人因病死亡),另外有11540人获赔偿1953年以来米糠油事件日本九州爱知县,某一食用油厂在炼油时被多氯联苯污染了食用油。1万多人中毒,16人死亡1968年四日市哮喘病日本四日市、大阪市石油化工企业排放废气污染大气,居民长期吸入含二氧化硫、硫酸、铅等污染物的混合气体。四日市哮喘病患者500多,实际患者超过2000人。截至1972年,日本国四日市哮喘总数达6376人1955年以来博帕尔异氰酸甲酯事件印度博帕尔市农药厂贮气罐泄漏异氰酸甲酯污染厂周围居民区中毒15万多人,死亡2500人,5万多人双目失明1984年切尔贝利核电站事件前苏联切尔贝利核电站事故造成厂周围被放射性物质污染共造成30人死亡。污染区人群10年追踪,儿童甲状腺癌发病率增加1986年世界十大污染事件(2002-11-29)事件污染物时间国家维素化学污染二噁英1976年意大利阿摩柯卡的斯油轮泄油原油1978年法国三哩岛核电站泄露放射性物质1979年美国威尔士饮用水污染酚1985年英国墨西哥油库爆炸原油1984年墨西哥博帕尔农药泄露甲基异氰酸甲酯1984年印度切尔诺贝利核电站爆炸放射性物质1986年苏联莱茵河污染S、P、Hg1986年瑞士莫农格希拉河污染原油1988年美国埃克森瓦尔迪兹油轮漏油原油1989年美国目前威胁人类生存的十大环境问题(一)全球气候变暖(二)臭氧层破坏(三)生物多样性减少(四)酸雨蔓延(五)森林锐减(六)土地荒漠化(七)大气污染(八)水污染(九)海洋污染(十)固体废弃物污染
(一)全球气候变暖
由于人口的增加和人类生产活动的规模越来越大,向大气释放的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氯氟碳化合物(CFC)、四氯化碳(CCl4)、一氧化碳(CO)等温室气体不断增加,导致大气的组成发生变化。大气质量受到影响,气候有逐渐变暖的趋势。温室效应的危害气候异常土地干旱与沙漠化极地冰川融化,海平面上升病虫害增加抵抗力减弱易患病(二)臭氧层破坏
大气平流层25千米处臭氧浓度最大,形成了厚度约为3毫米的臭氧集中层,称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线,以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害,并将能量贮存在上层大气,起到调节气候的作用。
臭氧层被破坏,使地面受到紫外线辐射强度增加,给地球生命带来很大危害。
altitude(Km)80010080604020
-100-50050100temperature(℃)Troposphere对流层1、气温随高度增加而递减2、空气垂直对流3、气象变化复杂Stratosphere平流层Ozonelayer1、空气以水平运动为主2、几乎没有水蒸气,没有气象现象,利于高空飞行3、在25km左右处,厚度约为3毫米的臭氧集中层,可吸收短波紫外线
Mesosphere中间层Thermosphere热层Exosphere外大气层气温随高度增加而递减(高空对流层)1、气温随高度增加而增加2、气体分子呈电离状态大气垂直分层臭氧空洞的危害:引起白内障引起皮肤癌免疫系统功能抑制
臭氧层变薄或出现空洞时,地球接受的紫外线照射会明显增加,其危害主要有:
海洋浮游生物死亡渔业减产微生物、植物生长受阻眼睛、皮肤灼伤免疫力下降(三)生物多样性减少
生物多样性“是指所有来源的形形色色的生物体,包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体;它包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性。”
生物多样性是在不断变化的。大面积砍伐森林,过度捕猎野生动物,工业化和城市化发展造成的污染、植被破坏,无控制的旅游,土壤、水、空气污染,全球变暖等人类的各种活动是引起大量物种灭绝或频临灭绝的原因。生物多样性减少,将逐渐瓦解人类生存的基础。物种灭绝及其产生的原因类群每一种原因的%生境消失过度开发物种引进捕食控制其他未定哺乳类1923201136鸟类2011220237爬行类532420021鱼类354300448(四)酸雨蔓延
酸雨是指酸碱度(PH值)低于5.6的降水。这是大气污染的一种表现。
酸雨对人类环境的影响是多方面的。酸雨降落到河流、湖泊中,会妨碍水中鱼、虾的成长,以致鱼虾减少或绝迹;酸雨还导致土壤酸化,破坏土壤的营养,使土壤贫瘠化,危害植物的生长,造成作物减产,危害森林的生长。此外,酸雨还腐蚀建筑材料,我国华南酸雨区是唯一尚未治理的。农作物大幅减产湖水酸化,鱼类绝迹。酸雨的危害
森林毁灭草原沙漠化受酸雨侵蚀的水泥柱(五)森林锐减
在今天的地球上,我们的绿色屏障——森林正以平均每年4000平方公里的速度消失。森林的减少使其涵养水源的功能受到破坏,造成了物种的减少和水土流失,对二氧化碳的吸收减少进而又加剧了温室效应。(六)土地荒漠化全球陆地面积占60%,其中沙漠和沙漠化面积29%。每年有600万公顷的土地变成沙漠。经济损失每年423亿美元。全球共有干旱、半干旱土地50亿公顷,其中33亿遭到荒漠化威胁。致使每年有600万公顷的农田、900万公顷的牧区失去生产力。人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域,已由沃土变成荒漠。中国的黄河流域,水土流失亦十分严重。土壤质量恶化和土地沙漠化过度樵采过度放牧樵采天然植被破坏固沙植物采挖药材、发菜铲掉草皮沙化牧草难生长土壤结构被破坏沙化灌溉不当地下水位上升盐分地表聚集蒸发旺盛次生盐渍化(七)大气污染
大气污染的主要因子为悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化碳、氮氧化物、光化学烟雾、铅等。大气污染导致每年有30-70万人因烟尘污染提前死亡,2500万的儿童患慢性喉炎,400-700万的农村妇女儿童受害。(八)水污染水是我们日常最需要,也上接触最多的物质之一,然而就是水如今也成了危险品。(九)海洋污染人类活动使近海区的氮和磷增加50%-200%;过量营养物导致沿海藻类大量生长;波罗的海、北海、黑海、东中国海(东海)等出现赤潮。海洋污染导致赤潮频繁发生,破坏了红树林、珊瑚礁、海草,使近海鱼虾锐减,渔业损失惨重。(十)固体废弃物污染
危险性废物是指除放射性废物以外,具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性和其他对人类生存环境存在有害特性的废物。美国在资源保护与回收法中规定,所谓危险废物是指一种固体废物和几种固体的混合物,因其数量和浓度较高,可能造成或导致人类死亡,或引起严重的难以治愈疾病或致残的废物。三、全球环境问题的共同特点1.人为性:虽然每一种具体的环境问题有其各自的人为原因,但从整体来看,人类不当的生产模式、消费方式、贫穷、人口快速增长及不合理的国际经济秩序,是全球性环境问题产生的主要原因。2.隐蔽性:许多重大环境问题是缓慢的积累性灾害现象,在形成过程中难以发现,当严重至一定程度时方引起注意,问题一旦形成短时间内难以消失。3.巨害性:灾害频发且日益严重。三、全球环境问题的共同特点4.移动性:许多重大环境问题具有跨国性,使有害现象扩大化。5.加速性:社会愈发展,致灾因素愈复杂,有害现象亦愈多,其强度也愈大。6.可变性:重大环境问题均可能在一定程度上减轻,但由于人口密度增加,很难彻底恢复至原始状态。7.相关性:各种全球环境问题间具有成因相关性,构成环境问题的网络结构和复杂性2013极端天气事件英极端天气致鱼群成片死亡似末日▪苏格兰遭遇沙尘暴农田变“沙滩”▪宁波极端高温天气致广告牌自燃▪美死亡谷超高温游客石头上煎蛋▪英国两士兵因高温超强度训练死亡▪澳高温引发灾难部分地区温度计破表▪美国高温致森林大火19名消防员丧生▪俄克拉荷马州再遇龙卷风12人死亡▪加拿大积冰冲上岸居民房屋被毁▪日本遭遇暴雪袭击积雪超5米掩埋部分房屋▪严寒天气致美威州堆起近8米冰山▪澳大利亚暴雨成灾现海浪泡沫奇观▪印村庄遇巨大冰雹灾害致9人死亡2013年7月英极端天气致鱼群成片死亡似末日2013年4月16日苏格兰遭遇沙尘暴农田变“沙滩”2013年7月31日宁波极端高温天气致广告牌自燃2013年7月美死亡谷超高温游客石头上煎蛋2013年7月13日英国两士兵因高温超强度训练死亡2013年1月澳高温引发灾难部分地区温度计破表美国高温致森林大火19名消防员丧生2013年6月美国高温致森林大火19名消防员丧生俄克拉荷马州再遇龙卷风12人死亡2013年5月31日俄克拉荷马州再遇龙卷风12人死亡加拿大积冰冲上岸居民房屋被毁2013年5月10日加拿大强风将积冰冲上岸居民房屋被毁2013年2月21日日本遭遇暴雪袭击积雪超5米掩埋部分房屋2013年1月严寒天气致美威州堆起近8米冰山2013年1月澳大利亚暴雨成灾现海浪泡沫奇观2013年1月29日印村庄遇巨大冰雹灾害致9人死亡思考题1.试述环境的定义与分类。2.试述威胁人类生存的主要环境问题。3.试述全球环境问题的共同特点。二、生态系统与生态平衡(一)生态系统及其基本构成
生物群落与非生物环境所组成的自然系统。生态系统是影响人类健康与疾病发生和流行的重要基础.四、全球环境问题分布特点1.城市和农村的比较:1)城市主要表现为环境污染,如大气污染,水污染,噪声污染等;2)农村主要表现为生态破坏,如水土流失,荒漠化,土壤酸碱化,森林减少,水源减少,物种灭绝等。2.发展中国家环境问题比发达国家严重3.环境问题的全球化趋向生态系统分解者: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、土壤、日光、无机盐类等消费者生产者:绿色植物、能进行光合作用的细菌二级消费者:肉食动物一级消费者:草食动物三级消费者:肉食动物高级消费者:杂食动物生态系统的组成(producer)(decomposer)(consumer)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(二)生态平衡
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,称之为生态平衡。(ecologicalbalance)人类的健康有赖于生态平衡.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所吞食,彼此以食物联接起来的链锁关系,叫“食物链”(foodchain)。
(三)食物链与生物放大作用食物网: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(foodweb)
水水生浮游生物鱼贝类空气土壤植物人昆虫鸟禽类畜类人类的食物链食物链概念揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。
环境中某些有毒物质可通过食物链传播使浓度逐级提高,使生物体内的浓度超过环境中浓度,叫“生物富集”作用
(bio-enrichment)
通过食物链污染物可在环境中扩散和转移,增大其危害范围。生物放大作用:某些污染物随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的浓度高于低位营养级生物体内的浓度。污染物在环境中发生生物放大作用的条件:环境化学物易为各种生物体吸收。进入生物体内的环境化学物较难分解和排泄。在生物浓集过程中多通过食物链进行。污染物在生物体内浓集和逐渐积累时,尚不会对该生物体造成致命性伤害。
海水被DDT污染,浓度达0.00005ppm;经过浮游生物的富集,其体内可达0.04ppm(富集约1000倍);又当鱼吞食浮游生物后,在鱼体内又进一步富集到2.07ppm(富集约40000倍),鱼再经水鸟吞食,最终在鸟体内的富集竟可高达75.5ppm(富集约100万倍),导致水鸟大批中毒或死亡。日本的水俣病事件废水中重金属汞微生物酶系统作用甲基汞食物链富集水生浮游生物鱼贝类人畜类中毒(一)人与环境在物质上的统一性人类通过新陈代谢与环境通过物质、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、人类与环境的辩证统一关系(二)人类对环境的适应性长期的适应*肤色的不同。在不同纬度,因为太阳的照射强度的差异,为保护皮肤下的组织,造成了肤色有很大的差异。*人手的进化。短期的适应*平原地区的人到高原地区后,血液中的血红蛋白量在较短的时间内,可以升高到较高的水平。*在从事高温作业一段时间后,汗液的分泌会减少。*在进入黑暗的空间后,瞳孔会扩大。*“久入芝兰之室,不闻其臭。(二)人类对环境的适应性
人体的气候适应、热适应、光适应等使机体对外界环境适应的例证
人体对环境变化的适应能力是有限度的,如果环境条件发生剧烈的异常变化,超越了人类正常的生理调节范围,可引起人体某些功能、结构发生异常反应,使人体产生疾病甚至造成死亡。(三)人与环境之间的生态平衡在人类生态环境中,人和环境之间不断地进行着物质、能量、信息交换,保持着动态平衡而成为不可分割的统一体,从而实现了人与环境的统一。生态平衡不是一成不变的,而是经常处于变动之中,是一种动态平衡。生态平衡的实现是保持人和环境健康关系的基本条件。二、人与环境辩证统一关系(四)、环境因素对健康影响的双重性环境因素对机体健康的影响具有有利和有害两方面的特性适宜的紫外线具有杀菌、抗佝偻病和增强机体免疫力等作用,但过量的紫外线照射则产生有害效应
“hormesis”效应:即某些物质在低剂量时对生物系统具有刺激作用,而在高剂量时具有抑制作用。低剂量的三氧化二砷可以治疗白血病,而稍高剂量则可以导致健康危害甚至死亡。二、人与环境的辩证统一关系三、人与环境的可持续、协调发展要树立协调的发展观要发展科学技术的调控作用要坚持可持续发展、以人为本的发展观人类与环境的对立统一关系无处不有,无时不在,要消除对立,强化统一,就必须协调人类与环境的关系,在经济建设中做到经济效益、社会效益、生态效益的高度协调,只有这样,才能保证人类的持续发展与环境的高度统一。
第二节环境污染及对健康的影响
环境污染环境污染(environmentalpollution)
公害(publicnuisance)
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,对人体健康造成直接的、间接的或潜在的有害影响。
人为造成广泛的环境污染,严重危害居民健康、破坏生态。
严重的公害可引起许多居民患病或死亡称为公害事件(publicnuisanceincident)公害造成的地区性疾病称作
公害病(publicnuisancedisease)。历史上著名的八大公害事件1.马斯河谷事件2.洛杉矶光化学烟雾事件3.多诺拉事件4.伦敦烟雾事件5.四日市哮喘事件6.水俣病事件7.痛痛病事件8.米糠油事件大气污染水污染食物污染
由污染源直接排入环境,其物理和化学性状都未发生改变的污染物,称为一次污染物(primarypollutant),或原发性污染物。由一次污染物造成的环境污染称一次污染。
一次污染物与环境中的其他物质发生反应,形成物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物称为二次污染物(secondarypollutant),也称继发性污染物。由二次污染物造成的环境污染称为二次污染。污染来源生产污染生活污染其他污染主要二、环境污染物的迁移与自净(一)环境污染物的迁移污染物在空气中迁移污染物在水中迁移污染物在土壤中迁移污染物在生物间迁移:生物转化、生物分解、生物放大作用、生物蓄积作用、生物浓缩作用等(二)环境污染物的自净污染物进入环境后,在物理、化学或生物因素作用下,经过一定时间,环境污染物浓度或总量降低。自净是运用环境自身能力消除污染物的重要途径。环境的自净能力有限。环境:结构、状态污染物:性质、数量影响因素自净方式物理净化:稀释、混合、扩散、沉降、挥发、逸散、凝聚化学净化:氧化、还原、水解及中和、光解生物净化:吸收、分解或降解、转化影响因素环境物理条件(温度、流量、流速、风速)污染物的物理特性(比重、形态、粒度)影响因素环境化学条件(pH值、化学组分、氧化还原电势)污染物的化学性质三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄Absorption,distribution,metabolismandexcretionofenvironmentalpollutant吸收分布代谢排泄环境污染物的吸收、分布与排泄肺泡总表观面积大,壁薄,毛细血管丰富:吸收迅速不经肝,直接进入大循环肺泡/血液浓度(分压)差大,吸收快血/气分配系数大,易吸收入血颗粒大小、分散度、溶解度活动强度、肺通气量环境气象因素1.呼吸道:气体、蒸气、气溶胶特点影响因素(一)环境污染物的吸收血液污染物经肺吸收与转运模式图胃肠道
鼻咽气管支气管肺泡淋巴2.消化道吸收:水与食物中的有害物质主要经小肠吸收绒毛增加吸收面积600倍扩散方式为主,也可经载体可在肠肝循环过程中反复被吸收pH值胃肠道内容物多少、排空时间、蠕动状况消化道吸收:水与食物中的有害物质特点影响因素3.皮肤吸收:水溶性同时具脂溶性环境毒物主要经表皮,少量经毛囊、汗腺、皮脂腺透过三层屏障——表皮角质层:阻止分子量>300的物质——连接角质层:阻止水、电解质、水溶性物质通过脂溶性物质——基膜(表皮与真皮间):阻止少数物质不进入肝脏,直接进入大循环脂/水分配系数易溶于脂、难溶于水、易挥发:吸收少,如苯易溶于脂、水、不易挥发:吸收多,如有机磷皮肤完整性特点影响因素(二)环境污染物在体内的分布与贮存器官或组织血流量大,灌注速率高,如肝脏化学物与器官亲和力:90%铅盐沉积在骨骼屏障作用(血脑、胎盘、血眼、血睾):甲基汞易通过血脑和胎盘屏障1.分布:环境污染物通过吸收后,随血液和淋巴液分散到全身各组织的过程非均匀分布2.贮存(storage)靶器官:多数情况下污染物贮存的部位就是毒物直接作用部位,称为靶部位(靶组织或靶器官)贮存库:化学物含量高,但不显示明显毒作用的部位—血浆蛋白(白蛋白为主)是暂时贮存库—肝、肾、脂肪组织是多数污染物的贮存库金属硫蛋白(metallothionein):肝脏合成的富含半胱氨酸的低分子蛋白质,易与镉、汞、锌、铜、铁等金属离子结合。氯丹、DDT、六六六及多氯联苯储存在体脂和脂肪组织丰富的器官内。环境污染物在体内的分布与贮存蓄积
物质蓄积:进入机体的污染物或其代谢产物,不能完全排出而逐渐蓄积于体内功能蓄积:毒物进入体内后,用现代检测技术不能发现其在体内有明显贮留,但由该物质引起的功能改变却逐渐累积,导致机体对该毒物的反应性增强环境污染物在体内的分布与贮存(三)环境污染物在体内的转化生物转化:进入机体的环境化学物,在体液或组织内参与机体固有的复杂生化过程,使其本身的化学结构发生一系列变化。1.经肾随尿排出:主要途径污染物或其代谢物肾小球被动过滤肾小管解离.水溶性未解离.脂溶性被动扩散尿重吸收入血不易排除
(四)环境污染物的排泄尿中排出的化学物的浓度与血液中的浓度呈正相关2.经肝、胆通过肠道随粪便排出肝脏生物转化代谢物肝细胞胆汁肠道随粪排出肠肝循环3.经呼吸道排出
气态或挥发性物质(CO、SO2、HS、C4H6)可经肺呼出以下因素可加速排出——血中溶解度低——肺泡分压小:移至空气新鲜环境——肺通气量大4.其他排出途径
毛发、唾液、乳汁、月经生物监测指标(生物标记物):血液、尿液、呼出气、毛发及脂肪组织等生物样品中某些化学物或其代谢产物的含量,可作为评价体内该化学物量的生物检测指标,即生物标记物环境污染与健康Effectofenvironmentalpollutionstomankind
healthy
痛痛病铊中毒海豹畸形水俣病痛痛病(一)环境致病因素的健康效应Healtheffectofenvironmentalpathogenicfactors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潜在健康效应对健康有害影响健康效应谱环境致病因素:能使人体发生病理变化的环境因素污染物在体内负荷增加,但不引起生理功能和生化代谢的变化②体内负荷进一步增加,出现某些生理功能和生化代谢变化(非病理性的)引起某些生化代谢或生理功能的异常改变,这些改变已能说明对健康有不良影响,具有病理学意义机体功能失调,出现临床症状,成为临床性疾病出现严重中毒,导致死亡由于个体条件的差别,人群中那部分敏感的个体易受环境因素损害而被称为高危人群。(二)易感人群定义: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:分为两类
第一类影响人群易感性的遗传因素,年龄、健康状况、营养状态和行为(如吸烟、饮酒、膳食和运动习惯)等因素。
第二类影响人群易感性的遗传因素,如:性别、种族、遗传缺陷和环境应答基因多态性等。
人群健康效应谱与易感人群
易感人群会在更低的暴露剂量下出现有害效应;或者在相同环境因素变化条件下,易感人群中出现某种不良效应的反应率明显增高(二)环境污染对健康影响的特点1.广泛性污染影响范围大,人口多,对象广泛。2.长期性可长时间作用于人群,甚至终生。3.多样性有特异性、非特异性损害,有局部的、全身的,有急性、慢性的,有近期、远期的。4.复杂性各种因素的联合作用。环境污染对健康的危害环境污染对人群健康的影响复杂,表现在:①环境污染物通过多种环境介质(水、空气、食物等)多种途径进入人体。②受污染影响人群反应的个体差异大。③人群处于低水平长时间暴露状况,探索敏感而特异的反应指标困难。④环境污染物在环境中可通过物理、化学、生物作用而发生转化降解或形成新的污染物。环境污染物对健康的损害(一)急性作用(二)慢性作用(三)远期作用(四)免疫功能影响(五)公害病一、定义:环境污染物在短时间大量作用于人体时,可导致机体急性或亚急性中毒。通常其损害表现为快速、剧烈,呈明显中毒症状。多发生与大气污染事件、生产事故性排放、食物中毒等。环境污染物对健康的损害(一)急性作用Londontypesmog(煤烟型烟雾事件)英国伦敦1873年~1965年共发生12次烟雾事件,最严重的1次在1952年12月5-8日。严重污染源:工厂和居民大量燃煤,排放出大量烟尘和SO2;特殊地理条件:伦敦盆地;特殊气象条件:持续大雾,逆温,无风或微风;4700多人死亡洛杉矶光化学烟雾事件氮氧化物碳氢化合物一氧化碳强烈的太阳紫外线二次污染物(臭氧、过氧酰基硝酸酯、醛类、酮类等)美国洛杉矶1940年代末期发生多起光化学烟雾事件。严重污染源:汽车尾气、工业生产和垃圾焚烧排放NOX
和烃类物质——经紫外线照射生成以氧化剂为主的光化学物质;特殊地理条件:海滨靠山、低纬度;特殊气象条件:强烈日光、气温逆增、无风或微风、夏季至初秋等;人群急性中毒事件及大量物品毁损。LosAngelestypesmog(光化学烟雾事件)时间:1984年12月3原因:储气罐阀门失灵后果:52万人口受到严重损害,15多万人中毒,5万多人失明,2500人死亡印度异氰酸甲酯泄漏事件切尔诺贝利核电站爆炸事件时间:1986年04月26日原因:操作失误后果:当场死亡2人,300多人辐射严重,31人抢救无效死亡,当地辐射水平为正常容许量的1500倍,周围30公里成为死亡区,220个居住区受污染,13.5万人被迫疏散;至1990年初,死亡人数达237人目前有250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多,环境中的放射性物质仍然存在重庆天原化工厂氯气泄露
2004年4月,位于重庆主城区江北区嘉陵江边的重庆天原化工总厂十五日晚发生氯气泄漏事件,目击者说至少发生两次爆炸,造成多人失踪死亡,十五万名群众被疏散。
饮用水受到病原微生物污染时,会使饮用者发生急性传染性疾病。集中供水系统受到病原体污染后,可引起供水区域人群某种介水传染病暴发流行。
3.生物性污染引起的急性传染病2.慢性危害:低浓度环境污染物长期、反复对机体作用而引起的危害。
1)水俣病、痛痛病2)四日市哮喘、慢性阻塞性肺病
3)非特异性损害:人群抵抗力下降、儿童生长发育受阻等
水俣病
1950年在水俣湾附近渔村中,发现一些猫步态不稳,抽筋麻痹,最后跳入水中溺死,当地人谓之“自杀猫”。
1953年水俣镇发现一个生怪病的5岁女孩,开始只是口齿不清,步态不稳,面部痴呆,近而耳聋眼瞎,全身麻木,最后神经失常,一会酣睡,一会兴奋异常,身体弯弓,高叫而死。
1956年在这个地区又发现五十多人患有同样症状的病。因病因不清,以当地地名命名为“水俣病)
经过对病的调查和研究,在1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染,特别是常期食用被污染的鱼和贝类引起的甲基汞(methlymecury)慢性中毒。
日本的水俣病事件废水中重金属汞微生物酶系统作用甲基汞食物链富集水生浮游生物鱼贝类人畜类中毒急性与亚急性型水俣病短期内大量摄入引起特异性体征(Hunter-Russel综合征):肢端感觉麻木,向心性视野缩小,共济运动失调,语言和听力障碍等慢性型水俣病长期连续摄入小剂量引起症状出现慢,不明显,最突出的症状是神经精神症状,早期表现为神经衰弱综合征;一般感觉障碍开始的多。胎儿型(先天性水俣病)孕妇摄入甲基汞通过胎盘侵入胎儿,影响胎儿脑组织及其他系统的发育。胎儿型症状主要有1、智力受损:重症精神迟钝、智能低下、性格异常2、小脑受损:共济运动失调、吞咽困难、斜视、语言困难、阵发性抽搐和发笑3、发育异常:四肢变形等痛痛病(Itaitadisease)日本富山县神通川下游:1931年出现,镉污染稻谷,引起的“痛痛病”腰、手和脚的关节痛,随后发展为全身发生神经痛、骨痛现象,行动困难,走路摇摇摆摆,甚至呼吸都非常痛苦。疾病后期,患者骨骼软化、萎缩,四肢弯曲,脊柱变形,骨质松脆,咳嗽都能引起骨折。不能进食,疼痛无比多见于40岁以上的妇女(三)远期作用致癌作用(carcinogenesis)
:引起正常细胞发生恶性转化并发展成肿瘤的过程。致突变作用(mutagenesis)
:环境化学物引起生物体细胞的遗传物质发生可遗传改变的作用。致畸作用(teratogenesis)
:引起胚胎发生结构和功能异常。(三)远期作用1.致癌作用:致癌因素分为:物理性致癌因素(5%)、化学性致癌因素(90%)、生物性致癌因素(5%)。2.致突变作用:突变包括基因突变、染色体畸变。3.致畸作用:致畸因子包括:放射线、病毒感染、梅毒、弓形虫病、酒精中毒、地方性呆小病、糖尿病、苯酮尿症、碘化物和甲状腺肿、斯耶格伦综合症。常见致癌物质、混合物或接触环境及其癌症部位致癌物质(混合物)或接触环境癌症部位(癌症)黄曲霉毒素肝4-氨基联苯及联苯胺膀胱砷和砷化合物肺和皮肤石棉肺、胸膜、腹膜2-萘胺及N,N-双(2-氯乙基)-2-萘胺膀胱苯白血病双氯甲醚和氯甲甲醚(工业品)肺六价铬化合物鼻腔、肺镍和镍化合物鼻腔、肺镉及镉化合物肺氯乙烯肝烟炱肺、皮肤无烟的烟草制品咽、口腔、食管烟草烟雾肺致癌物质(混合物)或接触环境癌症部位(癌症)煤焦油沥青皮肤、阴囊、肺、膀胱煤焦油皮肤、阴囊、肺、膀胱页岩油皮肤含烟草的槟榔等咀嚼物口腔结晶型二氧化硅(石英或方石英)肺含石棉纤维的滑石粉肺木尘鼻腔环磷酰胺膀胱、白血病己烯雌酚子宫、阴道非甾族雌激素子宫、阴道甾族雌激素乳腺、子宫联合使用口服避孕药肝连续服用避孕药子宫芥子气(硫芥子气)咽喉、肺常见致癌物质、混合物或接触环境及其癌症部位(续)
致癌物质(混合物)或接触环境癌症部位(癌症)含马兜铃属植物的草药方剂泌尿上皮癌乙型肝炎病毒(慢性感染)肝丙型肝炎病毒(慢性感染)肝2,3,7,8-四氯二苯-对-二噁英多器官氡的地下赤铁矿开采肺品红制造膀胱橡胶工业皮肤、阴囊煤的气化皮肤、肺、膀胱铁和钢的铸造肺金胺制造膀胱铝生产肺、膀胱异丙醇生产鼻腔、咽喉家具和箱橱制造鼻腔靴鞋制造与修理皮肤、肺常见致癌物质、混合物或接触环境及其癌症部位(续)
辐射癌症部位(癌症)X射线和γ-射线太阳辐射氡-222及其衰变产物氡-224、226、228及其衰变产物钍-232及其衰变产物放射性碘(包括碘-131)钚-239及其衰变产物磷-32中子发射α粒子的放射性核素发射β粒子的放射性核素多部位皮肤肺骨肝、血管肉瘤、白血病甲状腺肺、肝、骨白血病多部位多部位多部位对人类致癌的辐射及癌症部位或癌症
环境中常见的致畸物分类代表性物质(因素)感染风疹病毒、单纯疱疹病毒、梅毒螺旋体等物理因素射线、高温、严寒、微波等药物抗肿瘤药物、某些抗生素、避孕药、反应停等化学物质亚硝基化合物、烷基化合物、苯类化合物,农药如敌枯双,重金属砷、镉、汞、锂等,增塑剂邻苯二甲酸酯等父母不良行为方式酗酒、大量吸烟、缺氧母体创伤羊膜穿刺术、早期绒毛膜绒毛取样(60天前)等营养物质缺乏严重缺碘、叶酸缺乏辐射放射克汀病(缺碘)糖尿病多氯联苯吸烟放射性碘叶酸缺乏可卡因核爆炸散落物高温苯丙酮尿症香豆素抗凝血药乙醇感染风疹病毒巨细胞病毒(CMV)风湿症和先天心脏传导阻滞药物或化学物质环氧乙烷氟康唑,高剂量已烯雄酚疱疹单纯病毒Ⅰ和Ⅱ弓形体病委内瑞拉马脑炎病毒雄激素类化学物质血管紧张素转换酶抑制剂:卡托普利,依托普利碘化物锂金属:有机汞、铅梅毒细小病毒B-19(传染性红斑)水痘病毒母体创伤和代谢失调酒精中毒抗生素:四环素抗肿瘤药物:氨基蝶呤、甲氨蝶呤环磷酰胺、白消安抗惊厥药:苯妥英钠、三甲双酮、丙戊酸抗甲状腺药物:甲巯咪唑螯合剂:青霉胺米索前列醇视黄醛衍生物:13-顺式-视黄酸、阿维A酯反应停某些可引起人类发育毒性的化学、生物和物理因素
6.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引起免疫抑制或超敏性反应的部分常见环境化学物化学物名称对机体免疫功能的影响化学物名称对机体免疫功能的影响免疫抑制超敏性反应免疫抑制超敏性反应铅++多氯联苯++汞++多溴联苯++镍++狄氏剂+?铬++DDT+?镉++2,3,7,8,-四氯苯-对二噁英(TCDD)+?砷++一氧化碳+-二甲基苯蒽+?二氧化硫+-三甲基胆蒽+?苯及同系物++苯并(a)芘+?三氯乙烯++甲苯二异氰酸酯?+环境污染引起的疾病1.公害病(publicnuisancedisease)2.职业病(occupationaldisease)3.传染病(communicabledisease)4.食源性疾病(foodbornedisease)公害病的特征它是人为活动造成的严重环境污染所引起引起公害病的环境污染多数是连续性的环境污染有一定病人数,病人往往分布在一定区域范围内公害病的病因是共同的;引起公害病的环境污染因素有时是复杂的,可能是单一污染物,也可能是多种污染物联合作用;可能是一次污染物,也可能是二次污染物污染源数量及其排放污染物性质、浓度与人群损害程度呈一定相关性病区人群不分年龄、性别均可发病公害病可能流行时间长,还可能累及胎儿,危害后代;也可以是急性中毒性疾病患同一公害病的个体其症状与体征相似有些公害病的发病机制尚不清楚,缺乏有效的治疗方法历史上的几次重大公害事件
名
称原
因后
果年
代伦敦烟雾事件盆地,逆温层形成。自1873年以来,共发生七次,主要是采暖煤烟粉尘与浓雾结合,二氧化硫污染也较严重,烟尘达4.5mg/m3,SO2达3.8mg/m3。仅1952年12月的烟雾事件,比同期多死亡4807人。最近四次发生在1954、1956、1957、1962年比利时马斯河谷烟雾事件狭窄盆地,逆温层形成,含硫矿冶炼厂、炼钢、炼锌、炼焦、发电等排放二氧化硫等有害气体,SO2达25mg/m3~100mg/m3。数千人出现上呼吸道炎症的症状与体征,1周内60多人死亡1930年洛杉矶光化学烟雾事件三面环山,一年中有100天出现逆温,大量汽车(250万辆)排放出的废气,在日光紫外线作用下形成大量以O3为主的光化学烟雾。造成数千人出现红眼病及上呼吸道炎症等,65岁以上的老人死亡400人。1943、1955年
痛痛病事件日本富山县神通川流域,因上游锌冶炼厂排出的含镉废水污染了河水,居民用河水灌田,使稻米含镉量增高。痛痛病患者数百人,死亡34人,100多人出现可疑症状。1955~1972年水俣病事件日本熊本县水俣镇上游,氮肥公司生产醋酸乙烯、氯乙烯,工厂排放含汞废水,汞经生物转化形成甲基汞,居民长期食用含甲基汞量很高的鱼、虾、贝而中毒。50年来先后有2265人被确诊(其中1573人因病死亡),另外有11540人获赔偿1953年以来米糠油事件日本九州爱知县,某一食用油厂在炼油时被多氯联苯污染了食用油。1万多人中毒,16人死亡1968年四日市哮喘病日本四日市、大阪市石油化工企业排放废气污染大气,居民长期吸入含二氧化硫、硫酸、铅等污染物的混合气体。四日市哮喘病患者500多,实际患者超过2000人。截至1972年,日本国四日市哮喘总数达6376人1955年以来博帕尔异氰酸甲酯事件印度博帕尔市农药厂贮气罐泄漏异氰酸甲酯污染
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