第2章 环境与健康的关系 环境卫生学第八版

第二章

环境与健康的关系健康与环境关系人存在于环境，依赖于环境，影响着环境；--“拯救地球是错误的”从制约于环境到改造环境，利用资源，破坏环境换来了丰富的物质条件的同时，也带来了一系列环境问题；--人类高兴地发现改造利用自然的能力提高，却带来生存的忧患！环境与健康关系的复杂性注定关于此领域的研究是环境卫生学长期、根本、核心研究工作和内容。第一节人类的环境1.环境的概念：Environment是指以人为主体的外部世界，是地球表面物质和现象与人类发生相互作用的各种自然与社会要素构成的统一体，是人类赖以生存发展的物质基础。是指环绕于地球上的人类空间及其中可以直接或间接影响人类生存与发展的物质因素及社会因素的总体。分类方法自然环境、人为环境、社会环境大气环境、水环境、土壤环境陆生环境、水生环境原生环境、次生环境一、人类自然环境的构成环境社会环境自然环境次生环境原生环境自然疫源性疾病生物地球化学性疾病环境污染性疾病公害大气圈atmosphericsphere水圈hydrosphere土壤岩石圈lithosphere生物圈biosphere大气圈75%吸收全部UVC对流层特点大气层的最底层厚度随纬度增加而变薄赤道：17~18km极地：8km聚集了大气质量的3/4，全部的水汽和固体物质强烈的对流与人类生存最密切思考：如果地球没大气，下面何种现象还会发生？A.地震B.彩虹C.下雪D.流星水圈hydrosphere1.38×109km3海水占96.53%淡水占3.47%，可利用的占0.2%中国的水资源分布全球水资源分布21世纪水资源安全面临的挑战满足基本需求保护生态食品安全水资源共享处理灾害水的价值科学管水土壤岩石圈地壳岩浆岩沉积岩变质岩岩石

母质土壤土壤污染---地下水污染---植物吸收

生物圈（biosphere）是指有生物存在的地球表层，包括海平面以下约12km的厚度和海平面以上约10km高度的范围。对人类影响最大的范围。生物多样性是生物圈最重要的特征。二、生态环境

ecologicalenvironment是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，与人类生存和发展有关的生态系统所构成的自然环境。（一）生态系统的主要特征Ecosystem：是指在一定空间范围内，由生物群落及其环境组成，借助于各种功能流（能量流、物质流、信息流与物种流）所连接的稳态系统。整体性开放性自调控可持续性整体性构成生态系统的各要素按照一定规律组织起来，随之出现不同的性质、功和运动规律，尤其是新质，意味着产生了一个崭新的整体。系统一旦形成，各要素不能分解成独立的要素而存在。各要素的性质和行为在系统的整体性中发挥作用，如果失去一些关键要素，则难以成为完整的形态而发挥作用。2.开放性

生物圈2号（Biosphere

2）：1991.63.自调控4.可持续性：大量生产、大量消费、大量废弃，线性模式植物食草动物食肉动物腐生生物无机界（二）生态系统的服务功能EcosystemServices是指人类直接或间接从生态系统得到的利益，主要包括向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务（如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源）。全球生态系统服务每年的总价值为16～54万亿美元，平均为33万亿美元，是1997年全球GNP的1.8倍。Costanzaetal.Thevalueoftheworld’secosystemservicesandnaturalcapital.Nature,1997(387):253~260.生态系统的“奉献”水、空气、食物自然景观（旅游）、净化心灵调节气候防病净化污染、防风固沙等---来自百度生态系统健康1982年提出此概念，新西兰最早关注土壤生态健康问题；生态系统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。--RapportDJ.Whatconstitutesecosystemhealth?[J].PerspectivesinBiologyandMedicine,1989,33:120-13核心的内容是健康的结构与功能。活力：是指生态系统的功能性，包括维持生态系统本身复杂性的概念和为人类服务的功能。结构稳定：是指具有平衡完整的生物群落和多样的生物种群自我调节：主要靠其反馈作用机制，通过正、负反馈作用和转化，在受到胁迫时出现维持系统的正常结构和功能保证系统达到一定的稳二、人与环境的辩证统一关系对立统一三、人与环境相互作用的生物学基础环境对人体的作用机体对环境的反应环境与机体的交互作用Environmentpullsthetrigger冷交感神经系统兴奋儿茶酚胺释放增加指端毛细血管与皮肤血管收缩心率加快，心输出量增加物质代谢加快，氧耗增加体温维持第三节环境改变与机体反应的基本特征一、环境介质与环境因素暴露一支水银体温计打碎后，水银在环境中会发生哪些变化？环境因素，尤其是化学物质进入环境后会发生哪些变化？这种变化的结局对健康影响有啥影响？一、环境介质与环境因素暴露（一）迁移同一介质中不同介质中生物性迁移生物放大作用另一种分类机械性迁移空气中扩散与迁移水的机械性迁移重力的机械性迁移物理化学性迁移生物性迁移生物蓄积生物放大（二）转化转化：一种物质变成另外一种物质转化方式化学转化：光化学烟雾生物转化：“酶”甲基汞二次污染物(secondarypollutant)？？（三）对暴露的影响扩大暴露范围增加暴露途径改变污染物的性质和毒性影响暴露剂量：生物富集作用污染无国界二、暴露特征与反应暴露途径：皮肤、口、呼吸道影响总暴露量影响吸收率改变作用靶器官剂量-反应关系：随着暴露剂量的改变，产生的某种效应的数量随之改变的相关关系。量反应质反应剂量反应曲线类型无阈值化合物—遗传毒性阈值化合物—一般化合物（三）暴露时间三种物质暴露1年，体内蓄积量苯4小时，甲基汞180天，A物质30天体内蓄积量的相关因素摄入量生物半减期：T1/2,常数暴露时间四、环境因素的联合作用化学物的联合毒性作用

两种或两种以上的化学物同时或在短期内先后作用于机体产生的综合毒性作用。联合作用类型相加作用：1+1=2模式（多种有机磷农药）独立作用：“各自为政”协同作用：1+1=5模式（石棉+吸烟）增强作用：0+1=2模式（异丙醇+四氯化碳）拮抗作用：5+5=3模式（铁+锰）五、人群健康效应谱与易感人群易感人群死亡患病生理反应异常生理代偿性变化生理负荷增加对环境有害因素反应更加敏感或强烈的人群。非遗传因素遗传因素第四节自然环境与健康物理因素对健康影响地质灾害气象灾害高原特殊地理化学因素生物因素自然环境因素与健康唐山大地震

1976年7月28日03时42分53.8秒死亡242769人重伤16.4万人汶川地震

2008年5月12日14时28分04秒69227人遇难374643人受伤17923人失踪火山爆发2018年1月23日，日本群马县日草津火山菲律宾阿尔拜省卡马利格的马荣火山（二）气象灾害和极端天气高温（35摄氏度）2003年8月从初的热浪中，有10000多人死亡；上海调查，炎热天气，午后气温每升高1oC，死亡人数增加10人。严寒（寒潮：气温24小时下降10度，或48小时下降12度，最低气温低于5度）冠心病、高血压、呼吸系统疾病容易发作；高海拔氧分压下降：0.14kPa/100m大气压下降：0.67kPa/100m（三）高原特殊地理环境高原（Plateau）是指海拔高度在500米以上，面积广大，地形开阔，周边以明显的陡坡为界，比较完整的大面积隆起地区。高原气候的特点温差大大风、雷暴及冰雹天气多降雨受地形影响明显气压小，氧分压低--高原病二、地球化学因素与健康（一）地表化学因素在体内的分布根据化学元素在体内的含量多少分为常量元素（majorelement）:CHONSKNaPCaMgCl等11种元素，占质量的99.95%微量元素（traceelement）在人体内正常含量小于体重0.01%、且每日需求量小于100mg的元素。14种必需微量元素的效应参与酶的构成和酶的激活，影响酶的活性；CuMnMu参与蛋白合成，发挥特殊功能；FeCu参与激素及辅助因子的合成，与内分泌密切相关；I维持正常的生殖功能。ZnCuMnSi（三）地球化学因素与疾病由于地球结构上的原因，造成地表化学元素分布的不均匀性，使某一地区水和/或土壤中某种（些）元素含量过多或过少，当地居民通过饮用水、食物等途径摄入这些元素过多或过少，从而引起某些特异性疾病，称为生物地球化学性疾病（biogeochemicaldisease）。此类疾病具有明显的地区性特点，故称为地方病（endemicdisease）地球化学性疾病的发病原因多与人体必需的微量元素有关。地方性氟中毒地方性硒中毒碘缺乏症（一）有毒有害物质植物毒素动物毒素植物变应原生物碱糖甙类毒蛋白（二）自然疫源性疾病三、自然环境生物因素与健康10种“世界毒王”澳洲方水母澳洲艾基特林海蛇澳洲蓝环章鱼毒鱼（澳大利亚沿海）巴勒斯坦毒蝎澳大利亚漏斗形蜘蛛澳洲泰斑蛇澳洲褐色网状蛇眼镜王蛇非洲褐色曼巴蛇几种剧毒的动物箱式水母：澳大利亚，蛋白质和多肽混合物漏斗网蜘蛛：atraxotoxin黑曼巴蛇：神经毒素及心脏毒素植物毒素天然存在植物中，对人或动物有害的化学物质称为植物毒素（planttoxins）生物碱糖苷毒蛋白多肽胺类草酸盐霉菌毒素生物碱含氮化合物，具有碱性，能与酸形成盐类。常见有毒植物：豆科马钱科石蒜科天南星科防己科毛莨科茄科百合科等糖苷类由糖分子和非糖分子以苷式结合而成。其中，非糖分子为糖配基，又名糖苷配基。分为：氰苷和皂苷等。还有强心苷类。氰苷多存在于蔷薇科和豆科植物中，也存在于大戟科植物中。皂苷多存在于豆科、无患子科、薯蓣科；强心苷多存在于夹竹桃科、百合科、卫矛科植物中。（二）自然疫源性疾病概念：动物源性传染病经常存在某一地区，是因为该地区具有该病的传染源、传播媒介及病原体在动物间传播的基本条件，当人类进入该地区也可以被感染得病，这类疾病成为自然疫源性疾病，naturalfocusdisease流行特征区域性季节性与周期性受人类活动影响

第五节

环境污染与健康Environmentalpollution何谓环境污染？村里一大堆稻草秸秆；你随手扔掉的一个塑料袋：粪便、垃圾；…进入环境的污染物的量超过了环境的自净能力，造成环境质量下降和恶化，直接或间接影响到人体健康，则称为环境污染。环境污染的复杂性环境污染物在环境中可通过物理、化学、生物作用而发生迁移、富集和转化，以污染物母体形式或转化后的形式形成新的污染物，并通过多种介质和多种途径进入人体。多因素的联合作用缺少长时间、低水平人群暴露效应测量指标，个体差异大。环境污染作用的特征影响人群的范围大作用时间长污染物浓度低污染物种类多污染的治理困难环境污染有哪些方面的健康危害？1.急性危害人群在短时间内大量暴露于污染物：2.慢性危害非特异性损害引起慢性疾患持续性蓄积危害（1）重金属（2）persistentorganicpollution，POPs3.致癌：空气污染、水污染、室内污染4.致畸：空气污染、水污染、橙剂污染5.内分泌干扰（一）急性危害大气污染事件颗粒物污染：伦敦烟雾事件光化学烟雾污染：洛杉矶、纽约、东京过量排放和事故性排放CdCrHg污染事件化学物污染事件：博帕尔事件松花江污染核泄露污染：切尔诺贝利核电站福岛核电站故意排放：越南战争期间，美国大量喷洒枯叶剂生物性污染引起的急性传染病疫爆发隐孢子虫病（1993年，美国威斯康辛州）SARs（二）慢性危害概念：环境中的有害物质低剂量、长时间反复作用于机体造成的危害。相关因素：暴露剂量、时间、化学污染物的生物半减期、化学特性和机体的反应特性。慢性危害的类型：非特异性影响：免疫力低下等慢性疾病：COPD、氟斑牙、痛痛病、水俣病持续性蓄积危害：重金属POPs三、环境污染的致癌作用恶性肿瘤的危害程度恶性肿瘤是人类死亡构成的重要原因；2000年，癌症发病为1006万人，死亡621人，现患2241万人。全球每年约700万人死于癌症；恶性肿瘤与环境污染关系密切，80%与环境有关。致癌物的分类（按照对人致癌性来分）1类：证据充分，87种2A类：对人证据有限，对动物致癌证据充分，63种2B类：对人和动物致癌证据均有限，234种3类：证据不足，无法分类，493种4类：很可能不致癌，仅1种致癌物分类（按活化的需要分）前致癌物直接致癌物致癌物分类（按照是否具有诱变性分）诱变致癌物（遗传致癌物）非诱变致癌物（非遗传毒性致癌物）促进细胞分裂剂持久性细胞损伤的物质辅癌物（cocarcinogen）有些化学物本身并不致癌，但在致癌物之前或同时应用，可显著增强癌症发生，既可促进癌症过程，这类物质称为辅癌物（二）空气污染与肺癌肺癌发病率是空气污染的“温度计”美国EPA评价26种环境污染物，15种属于1、2类致癌物。空气污染致癌的流行病学证据大气污染与肺癌发病率和死亡率城市>农村；与B(a)P、金属、颗粒物水平有关；NOXSO2

颗粒物；2.室内空气污染与肺癌烹饪烟草氡甲醛宣威肺癌研究结果全国高发地区，女性发病率居全国首位烧煤人群患病风险是非烧煤人群的6倍(CCS)；队列研究结果死亡风险是25倍。女性高于男性，OR=6与职业无关，与燃煤有关世界：水中已经检测出的有机污染物2221种；水污染与肝癌、食道癌、胃癌、膀胱癌等发生有关；美国EPA：从自来水中检测到765种，其中20种确认致癌，36种可疑，18种为辅癌或促癌。致癌污染物向水体排放：Cr、N-硝基化合物、B(a)P、硝酸盐、ya

硝酸盐等氯化消毒副产物：三卤甲烷、藻毒素证据：对饮用浊漳河水的地区人群改水，食道癌发病率明显下降。（三）水污染与肿瘤三、环境污染物与致畸危害出生缺陷是指由于胚胎发育紊乱引起的形态、结构、功能、代谢、精神与行为等方面的异常。包括：先天畸形智力障碍代谢性疾病表2-6.已知人类致畸因素反应停先天畸形（congenitalmalformation）致胎儿外观或体内器官的结构异常，也称为出生缺陷。风疹病毒、弓形虫、反应停、氮芥、电离辐射致畸作用的基本特征存在敏感期剂量反应关系在一定条件下存在种属差异很大致畸物的胎盘转运和转化对致畸作用影响很大出生缺陷病因：25%遗传因素+10%环境因素+65%联合作用环境污染致畸危害的流行病学证据空气污染重的工业区新生儿和婴儿死亡率高于清洁区；先天性水俣病；松花江汞污染致吃鱼多的渔村儿童神经系统功能发育迟缓；橙剂污染与致畸效应：军人、越南居民甲基汞与先天性水俣病（congenialminamatadisease）胎儿中枢神经系统发育障碍所致。表现为反应迟钝、协调障碍、共济失调、语言障碍、吞咽困难、生长发育不良等；松花江水体汞污染，甘芳等研究发现吃鱼多的渔村的儿童神经指标明显低于对照组。落叶剂与二噁英污染与致畸美国在越战期间大量使用落叶剂，造成污染区出生的孩子中先天性腭裂、脊柱裂显著增高，死产率达69%。四、环境内分泌干扰物EnvironmentalEndocrineDisruptors，EEDs环境内分泌干扰物EnvironmentalEndocrineDisruptingchemicals，EDCS是指具有类似激素作用，干扰人体内分泌功能从而对机体或后代引起有害健康效应的一类外源性化学物质。

DDT，六六六、乐果、二噁英、双酚A、PCBs等第六节环境与健康标准体系环境质量标准体系环保部门制定保护人体健康、生态环境、资源环境环境卫生标准体系卫生部门制定保护人体健康为直接目的Criteria，基准特定条件下，某种污染物或有害因素暴露于不同环境和对象与其产生的危险度之间的关系，反应污染物与效应之间的关系。是健康安全剂量的最高值，无法律效力。Standard，标准以基准为依据，考虑社会、经济和技术条件等因素，由国家管理机构发布执行的、具有强制性和约束力。是限值。一、基本概念二、我国环境质量标准体系现行环境质量体系五类三级（一）环境质量标准：是为了保障人体健康、维护生态环境、保证资源充分利用，并考虑技术、经济条件，而对环境中有害物质和因素做出的限值性规定。环境空气质量功能分区：2类地表水功能分区：5类土壤功能分区：3类五类环境质量标准污染物排放标准环境基础标准环境监测分析方法标准环境样品标准三级国家标准行业标准地方标准（二）污染物排放标准概念是根据国家环境质量标准，结合污染物控制技术，并考虑经济承受能力，对排入环境的有害物质和产生污染物的各种因素所作的限制性规定，对污染源进行控制的标准。分为：综合性排放标准、行业性排放标准环境空气质量标准，GB3095-2012环境空气质量功能区：一类：自然保护区、风景名胜、特殊需要保护区；一级标准，长期接触不会造成危害。二类：居住区、商业区、文化区、农村地区和工业区；保护人群健康和生态，长期或短期接触情况下，不发生危害。地表水环境质量标准，GB3838-2002功能区：I类：自然保护区、饮用水源地；II类：集中式供水水源地一级保护区、珍惜水生生物栖息地、鱼虾产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；III类：集中式供水水源地二级保护区、鱼虾洄游地与越冬场、水产区和渔业区域、游泳地；IV类：工业用水和非人体直接接触娱乐用水；V类：农业用水与一般景观水域。土壤环境质量标准，GB15618-1995功能区：I类：自然保护区、饮用水源地、茶园、牧场及其他保护地区土壤；II类：农牧区用地；III类：林区、污染物容量较大的高背景值土壤、矿区附近农田土壤。三、环境卫生标准体系环境卫生标准：Environmentalhealthstandard包括环境卫生专业基础标准、环境卫生单项标准；最高容许浓度：是指环境中的化学物质在短期或终生、直接或间接作用于人体时，不会引起身体或精神上的疾患；或者以现有的检查方法在近期或远期、当代或后代检测不到超过生理适应性反应变化的浓度限量。环境卫生专业基础标准制定单项环境卫生标准的基础包括：概念、术语、代号环境污染毒理学评价程序；环境卫生标准的制定原则与方法；环境影响评价方法与原则等环境卫生单项标准室内空气污染物卫生标准GB5749-2006生活饮用水卫生标准公共场所卫生标准卫生防护距离标准土壤卫生标准医疗废弃物焚烧环境卫生标准化妆品卫生标准村镇规划卫生标准GB8915-1988

土壤中砷的卫生标准GB9175-1988

环境电磁波卫生标准环境卫生标准的制定原则保障居民不发生急性中毒或慢性危害对主观无不良影响对健康没有间接影响选择最敏感指标评价考虑经济合理和技术可行原则第七节环境污染与健康关系的研究方法一、环境流行病学研究方法二、环境毒理学研究方法一、环境流行病学研究方法概念：应用传统流行病学研究方法，结合环境与健康关系的特点，从宏观上研究外环境因素与人群健康之间的关系。（一）主要内容研究已知的环境暴露因素对人体的健康效应探索环境有害因素暴露剂量反应关系方法学研究（二）环境暴露与健康效应的测量暴露水平测量健康效应关系混杂因素因果关系外剂量内剂量生物有效剂量外剂量（externaldose）环境介质中某种环境因素的浓度或含量，根据人体接触的接触特征，估计个体的暴露水平。内剂量（internaldose）体内已吸收的污染物的量生物有效剂量（biologicallyeffectivedose)是指经吸收、代谢活化、转运最终到达靶部位或替代性靶部位的污染物的量环境流行病学研究原理暴露效应外暴露内暴露生物有效剂量

易感者发病率死亡率生理学指标生化学指标遗传学指标生殖功能污染物暴露的复杂性污染物暴露不稳定；污染物成分复杂；发现明确的源头很困难；通过多重环境、估计多种污染的个人暴露量几乎很困难。健康效应测量生理、生化指标早死（Prematuremortality）发病（Morbidity）明确的疾病Medicalevents症状Symptoms生理不适Physiologicalimpairment生物标记物Biomarkers感到不舒服Comfortandwell-being（三）生物标志物

biomarker概念：在个体和亚个体水平上既可以测定污染物暴露水平，也可以测定污染物暴露效应的生理和生化指标。暴露生物标志物效应生物标志物易感性生物标志物暴露疾病暴露内剂量生物有效剂量暴露标志物早期生物效应结构功能改变疾病效应标志物黑盒子二、环境毒理学研究方法（一）基本内容和任务对未知毒性效应的化合物或或环境因素，研究其毒性作用大小、蓄积性、作用的靶器官和组织等基本毒理学特征，对致癌、致畸、致突变特殊毒性作出评价。对特定的环境污染物或因素，研究其剂量-反应关系，为卫生基准的制定及环境危险度评价提供依据；毒作用机制研究；对易造成的健康危害，依据流行病学提供的可疑因素，建立动物模型，确定病因。环境生物监测。（二）一般毒性研究方法（三）遗传毒性研究方法（四）致癌性和致畸性测试（五）环境生物检测方法第八节健康危险度评价健康危险度评价（healthriskassessment）是按照一定的规则，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、定量评价的过程主要特点健康保护观念的转变：安全是相对的！把环境污染对