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文档简介
兽医公共卫生学绪论概念兽医公共卫生学:是利用一切与人类和动物的健康问题有关的理论知识、实践活动和物质资源,研究生态平衡、环境污染、人兽共患病、动物性食品安全性、实验动物比较医学及现代生物技术与人类健康之间的关系,从而为人类保健事业服务的一门综合性应用学科。研究内容生态平衡与人类的健康生态平衡:包括人类在内的世间所有生物生存和发展的基本条件。生态学:宏观生态学、微生态学、分子生态学环境污染与人类的健康环境污染可以通过胎盘屏障、呼吸饮水、食物链来危害人类健康。人兽共患病的监测与控制人兽共患病:是指在人类和脊椎动物之间自然传播的疾病和感染。一些动物性食品可以影响人类健康;动物、动物产品、废弃物处理不当会影响养殖业的发展,从而影响人体健康。动物防疫检疫与动物性食品的安全性动物医学实验与人类健康动物实验是医学、兽医学研究的工具和手段。兽医公共卫生学与相关学科的关系核心:防控人兽共患病和保障动物性食品安全兽医公共卫生学的作用和发展前景在维护生态平衡和保护人类生活环境不受污染中发挥重要作用。在人兽共患病的监测与控制中起主力军的作用。通过动物防疫和检疫保障动物性食品安全性。通过动物医学实验促进人类保健事业的发展。第一章宏观生态平衡与人类健康生态系统概念生态系统(ecosystem):是指在一定时间和空间内,生物和非生物的成分之间,通过不断地物质循环和能量流动而形成的统一整体。种群:在一定地域内所有个体的总和在生态学中称为种群。群落:在一定自然区域中许多不同的生物总和。任何一个群落与其周围环境的统一体形成了生态系统。如:森林、草原、海洋等。中心问题:结构(空间结构和物种结构)、功能(物质、能量的转化效率)、平衡和演替特点以及控制。生态系统的成分和结构生态系统的组成成分:非生物部分(无生命成分,即无机环境):大气圈、水圈、岩石土壤圈(生命活动的三个基质)。生物部分:生产者、消费者、分解者生产者:绿色植物和一些光合细菌。消费者:各种动物、寄生和腐生的菌类,包括人类。分解者(还原者):属于异养生物,主要是细菌、真菌、和某些原生动物,以及食腐性动物如甲虫、白蚁、蚯蚓和一些软体动物。生态系统的结构时空结构空间结构:不同生物占据不同空间时间结构:由于时间变化而产生的结果波动。数量关系结构组成成分存在一定的数量关系,如单纯林(若无乔木则成为灌木林)、混交林。组成成分之间相互作用的形成与结构(三)生态系统的功能生态系统的功能主要有能量流动、物质循环和信息传递三种。(四)生态系统的主要类型根据植物地理分布、动物群落及其功能作用,环境特征等分为三大生态系统:陆地、水域、人工生态系统1、陆地生态系统:森林生态系统:森林占全球陆地面积的22%,我国的12.7%草原生态系统:占陆地面积的24%冻原生态系统、荒漠生态系统2、水域生态系统:淡水生态系统、海洋生态系统3、人工生态系统:农业生态系统:资源短缺、能源不足、土壤理化性质和肥力下降。城市生态系统:环境污染严重。生态平衡一、概念生态平衡:在一定时间内,生态系统的结构和功能相对稳定,生态系统中生物与环境之间、生物各群落之间,通过能流、物流、信息流的传递,达到了相互适应、协调和统一的状态,处于动态平衡之中,这种动态平衡称为生态平衡。特点:生态平衡是一种相对动态平衡。生态系统的结构和功能总是处在动态的变化过程中。生态系统中组成成分与结构的变化。生态系统只有发展到成熟阶段才具有平衡功能。这里所说的成熟阶段,此时,生态系统中所有的生活空间都被各种生物所占据,环境资源被最合理、最有效的利用,生物彼此间协调生存。二、生态平衡的主要标志结构上的平衡、功能上的平衡以及输出和输入物质数量上的平衡。平衡的生态中:生物种群达到最适量,物种之间彼此适应,相互制约,各在系统中进行生长发育和繁衍,并保持一定数量的种群。生态平衡的基础:环境系统和生物结构组成的稳定性生态平衡的前提:能流和物流收支接近相等。生态平衡的条件:通过内在信息进行自我修复和自我调节。生态系统自动调节能力的大小:一般来说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力就越小;反之,生态系统的成分越复杂,食物链中各个营养的生物种类越繁多,自动调节能力就越大,生态平衡就越容易维持。三、保持生态平衡的意义1、使人类与自然和谐发展。2、增加物质生产,提高生活质量具有长远意义。3、促进各行各业的可持续发展。第三节、生态平衡失调生态平衡失调的主要原因自然因素火山爆发、地震、山洪、海啸、泥石流、雷电、台风等环境变化。特点:频率不高、地理分布有一定的局限性和特定性。人为因素①物种改变造成生态平衡的破坏:换大利亚兔、小龙虾、食人鲳②环境因子改变导致生态平衡的破坏:盲目开发、资源利用不合理、环境污染③信息系统改变引起生态平衡的破坏生态平衡失调的主要标志结构上的标志(导致系统的功能降低)一级标志:一级成分,生产者、消费者和分解者结构缺损二级标志:一级结构的各个成分及特征(生物种类、种群和群落层次)结构变化功能上的标志(导致系统的结构解体)①能量流动受阻②物质循环平衡失调第四节、宏观生态平衡失调对生物和人类的影响全球气候变暖及其对生物和人类的影响全球气候变暖引起的环境变化全球气候变暖对人类健康的影响①对发病潜势的影响②对死亡率的影响:炎热应激反应平流层的臭氧层破坏及其对生物和人类的影响引起臭氧层破坏的原因:氟利昂、溴代氟烃(灭火剂)、氮氧化合物及氮肥的使用臭氧层破坏对食物链的影响:浮游生物是食物链的基础第五节、生态平衡的保持控制人口增长保护和创造优质高产的生态系统(资源节约和高效利用)保护森林资源合理利用和建设草地组建优质高产的农业生态结构保护生态环境治理工业”三废兴建大的工程时必须考虑生态环境加强病虫害生物防治牧业是以畜禽养殖为中心,同时因地制宜配置其他相关产业(种植业、林业、无污染处理业等),把资源的开发与生态平衡有机地结合起来。生态畜牧业系统内的各个环节和要素相互联系、相互制约、相互促进。生态畜牧业系统内部以“食物链”的形式不断地进行有效的物质循环、能量流动、转化。在生态畜牧业中,物质循环和能量循环网络完善,系统的经济值增加,同时废弃物和污染物不断减少,以实现效益与环境的统一。第二章环境与环境污染概论第一节环境概述一、概念环境:围绕着人群的空间及其可以直接、间接影响人类活动和发展的各种自然因素的总体。包括大气、水、土地、森林、矿藏、海洋、草原、野生动植物、水生生物、自然和人文遗迹、自然风景区、生活居住区等。环境系统:地球表面各种环境要素或环境结构及其相互关系的总和。环境分类:从环境科学研究的角度:自然环境、经济环境、社会环境按环境的主题分类:人类的生存环境按环境的范围大小分类:特定空间环境、车间环境、生活区环境、城市环境、区域环境、环球环境、宇宙环境等。按环境要素的属性:自然环境、社会环境(一)地质环境:由岩石圈、大气圈、水圈组成。(二)地理环境:是自然地理环境和人文地理环境两个部分的统一体,是指对人类影响较大的地表环境。自然地理环境:岩石、土壤、水、生物。人文地理环境:人类的社会、文化和生产活动的地域组合。(三)聚落环境:聚落:是人类聚居和生存的场所。聚落环境是人类的有计划、有目的的利用和改造自然环境而创造出来的生存环境。根据其性质、布局、规模及现代化程度不同分离①院落环境:是由一些功能不同的建筑和其他周围声场或院组成的基本环境单元,其结构、布局规模及现代化程度是不相同的。②村落结构:主要是农业人口聚居的地方③城市环境:是一种高度人工化了的环境,是非农业人口聚居的地方,具有现代化气息。(四)全球环境:又称地球环境,它的范围包括大气圈中的对流层的全部和平流层的下部、水圈、土壤岩石圈及生物圈。生物圈:有生命的有机体生存的地球和大气的环境,是人类生活和生物栖息繁衍的地方,是向人类提供各种资源的场所,也是不断受到人类改造和冲击的空间。(五)宇宙环境:是地球大气圈以外的无限空间,即星际环境。(六)自然环境:是指环绕着人群的空间中可以直接、间接影响到人类生活、生产的一切自然形成的物质、能量的总体。主要有空气、水、土壤、岩石、矿物、植物、动物、太阳辐射等。自然环境可分为水生环境和陆生环境,水生环境包括海洋、湖泊、河流等水域。(八)生活环境和生态环境生态环境是指与人类社会生活较远,由生物群落及非生物环境组成的不同类型、不同层次的生态系统所构成的大自然环境,包括土壤条件、气候条件、生物条件、地理条件等各种生态因素。二、原生环境和次生环境原生环境:是指天然,并未受人为活动影响或影响较少的自然环境。生物地球化学性疾病:在地球上有些地区,水或土壤中出现某些元素含量过多或过少的异常现象,如果人群长期生活在这些地区,就会对人体产生不良影响,甚至会出现疾病。次生环境:在人类活动的影响下,其中的物质交换、迁移和转化,能量、信息的传递等都发生了重大变化的环境。黄河下游修建大坝、地方性硒中毒、工农业“三废”三、环境的基本特征1、整体性(海域污染)2、有限性:地球只有一个,地球的空间也是有限性的。3、潜伏性:二噁英污染主要来源:城市生活垃圾和医疗废弃物焚烧4、不可逆性:金属污染、动物的灭绝5、持续反应性:畸形儿童:日本水俣病(有机汞),农药:有机氯、有机汞6、灾害扩大性:98特大水灾、酸雨、臭氧层破坏四、环境影响的社会性(一)环境影响的隐现性具有过程性(二)环境影响的未来性日本水俣病;长崎原子弹爆炸(三)环境影响的综合性环境生物效应:中生代恐龙的灭绝;鱼的洄游;森林砍伐;鸟少虫多;镉污染骨痛病环境化学效应:环境酸化、土壤盐碱化、地下水硬度增高、光化学烟雾环境物理效应:热岛效应、温室效应、地面下沉、噪声等。(四)环境影响的群体性和全球性第二节、环境污染概念环境污染:是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化、使环境系统结构与功能发生变化,导致环境质量下降,对人类及其其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境污染的分类:按环境要素分:大气污染、水体污染、和土壤污染等按污染物的性质分:生物污染、化学污染、物理污染按污染物的形态分:废气污染、废水污染、和固体废弃物污染按污染物产生的原因分:生产污染(工业、农业、交通)和生活污染;按污染涉及的范围分:全球性污染、区域性污染、局部污染环境污染与公害公害:指凡污染和破坏环境对公众的健康、安全、生命及公私财产等造成的危害。历史上公害发展的三个阶段第一阶段:产业革命时期—煤第二阶段:公害发展期—煤—石油—有机化学工业第三阶段:公害泛滥期—石油—有机农药—放射性物质—水体污染(五)当前表现两方面公害集中在城市,城市是废气、污水、垃圾、噪音、震动、恶臭和地面沉降等多种公害集中地。水源污染日趋加重。环境污染的监控与可持续发展环境污染的监控环境监控:应用物理、化学手段对环境质量某些代表性值进行检测分析,同时利用生物对环境污染所发生的各种信息来对环境污染的状况做出判断,进而对污染的发生和发展过程进行有效的控制。可持续发展可持续发展:既能满足当代人需求又不对后代人的满足需要的能力构成危害的发展。养殖业污染(若不妥善处理,对环境造成严重的危害)水体污染对农田及作物的影响矿物元素及重金属污染残留兽药的污染微生物的污染特点:1、畜禽养殖污染排放量大:第一次污染源普查资料显示,我国主要污染物排放量中,农业源占大部分,其中COD排放量占总量的46%以上,达到1300万吨,氮占50%以上,磷占60%以上,而畜禽养殖污染物排放量占整个农业源的95%以上。2、危及全国饮用水源:畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面蔓延趋势。农业污染已成为影响我国水环境、尤其是威胁饮用水源安全的首要因素。3、污染物量大:畜禽养殖污染系统控制理念源头减量:优良品质、合理的饲料供应量、合理的营养配比过程控制:干清粪、优势菌循环利用:解决种植业营养需求与养殖业废物产生在时空上的不协调末端治理:废气、废水、废渣第三章环境污染物在生态系统中的行为第一节、环境污染源和污染物污染源环境污染源:是造成环境污染的污染物的发生源,包括向环境产生或排放有害物质的场所、设备和装置。自然污染源:也称天然污染源,是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,包括生物污染源和非生物污染源。环境污染物环境污染物的分类按污染物对人和动物的危害作用分:致癌物、致畸物和致突变物按污染物在环境中理化性质的变化分:一次污染物(primarypollutant)亦称原生污染物,是由污染源直接排入环境后,其理化性状未发生改变的污染物,如SO2、CO等。二次污染物(secondaypollutant)亦称为次生污染物,是指有些一次污染物进入环境后,由于物理、化学或生物学作用,或与其他物质发生反应而形成的、与原来污染物的理化性状完全不同的新的污染物。甲基汞化合物,不易降解,排泄很慢,容易在脑中积累;大气中的二氧化硫和水蒸气可氧化为硫酸,进而生成硫酸雾。按污染物性质分类:主要分为以下三类生物性污染:①微生物:空气中的微生物:球菌、杆菌、真菌、流感病毒、FMDV、炭疽、巴氏。水中的微生物:假单胞菌、不动杆菌、轮状病毒、星状病毒。土壤中的微生物:沙门菌、肠道病毒、破伤风梭菌、钩端螺旋体。②寄生虫及其虫卵:主要来自人畜排泄物。血吸虫、蛔虫、鞭虫。③害虫和鼠类:甲虫、蛾、蚊、蜱虫、苍蝇、蟑螂、螨等。化学性污染:对环境产生危害的化学性污染物主要有几类①重金属和非金属元素②无机物:一氧化碳、氮氧化合物等。③其他有机物:苯、醛、酮、酚等。大气中的化学污染物:可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物:直接从污染源排放到大气中的污染物质,如SO2、CO、NO、二噁英等。二次污染物:一次污染物在大气中经物理或化学反应而形成的污染物,毒性比一次污染物更强,如硫酸等。水体中的化学污染物:无机污染物:主要来自企业的废水和生活污水、重金属、氰化物等。有机污染物:工业生产排出的废水、未经处理的城市生活污水。卤烃类、酚类、多环芳烃类。土壤中的化学污染物:无机污染物:汞铅镉、氰化物、酸碱等有机污染物:农药、化肥、酚类等物理性污染放射性物质:放射性核素非电离辐射:波长大于100NM的电磁波,包括可见光、紫外线、红外线等光,以及高频和微波等电磁辐射热污染:现代工业生产和生活中排出的废热,干旱、冰川融化等。其他的污染物有毒生物难降解有机污染物:不易降解、毒性强、危害严重持久性有机污染物:在所有由人类向环境释放的污染物中,最危险的当属持久性有机污染物(persistentorganicpollutants,POPs)特点:长期残留性、生物蓄积性、半挥发性、高毒性持久性有毒化学污染物(persistenttoxicsubstances,PTS)有机氯杀虫(菌)剂是上世纪49年代发展起来的一类含氯有机化合物,它们性质稳定,难溶于水而易溶于脂,残效期长,被大量用于防治农林害虫,造成土壤、水域和空气广泛污染。有机氯杀虫剂在人和动物体内也有蓄积,有的种类严重损害人体健康,甚至还有致癌、致畸、致突变作用。环境中污染的兽药对水环境的影响:水中药物残留量超标,对水生生物造成危害。伊维菌素(死亡)、土霉素(DNA损伤)、喹乙醇(染色体断裂)对土壤环境的影响:动物的粪和尿排出,土霉素和金霉素对杂色豆的生长有明显的抑制作用。阿维菌素、磺胺二甲基嘧啶等对土壤微生物也有抑制作用。优先污染物优先污染物:在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物。特点:难以降解;在环境中有一定残留水平;有生物蓄积性、具有急慢性毒性、致癌、致畸和致突变;对人类健康和环境构成潜在威胁。有14种:卤代烃类、苯系物、酚类、硝基苯类、苯胺类、农药、亚硝胺类、氰化物、重金属及其化合物第二节污染物在环境中的迁移与转化污染物在环境中的迁移污染物的迁移(transferenceofpollutant):指污染物在环境中所发生的空间位置的移动及其所引起的富集、分散和消失的过程。迁移形式机械迁移:根据污染物在环境中发生机械迁移的作用力可分为水体的机械迁移、气体的机械迁移、重力的机械迁移。水体:自由扩散和水流搬运。与污染物的排放量成正比,与平均流速和距污染源的距离成反比。气体:自由扩散和气流搬运。与污染物的排放量和排放浓度成正比,与平均风速和垂直混合高度成反比。如北极和南极的PTS.重力:环境中吸附了污染物的气溶胶、悬浮物、颗粒物以重力沉降的方式自然迁移。物理化学迁移:最主要的迁移形式。无机污染物通过溶解—沉淀、氧化—还原、水解、配位、络合和螯合、吸附—解吸等作用进行迁移。有机污染物还可通过化学分解、光化学分解、生物化学分解等作用进行迁移。生物迁移:污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移。对环境污染物具有选择吸收和蓄积作用对环境污染物有降解能力环境污染物通过食物链传递产生的放大、积累作用是生物迁移的一种重要形式。污染物在环境要素中的迁移污染物在大气中的迁移:指由污染源排放出来的污染物由于空气的运动而使其运输和分散的过程。大气中污染物主要通过扩散和被气流搬运而迁移,使污染物浓度降低。PTS可以通过吸附在大气中的颗粒物上散播到整个大气环境,致使物种难以迁移的南极和北极地区也有PTS的存在。气体:自由扩散和气流搬运。与污染物的排放量和排放浓度成正比,与平均风速和垂直混合高度成反比。污染物在水体中可通过溶解态随水流动和通过吸附于悬浮物而被水介质输送到很远的距离。固态的颗粒可沉降于水底形成沉积物。液态微滴则可运动到水体表面并释放到水中或被颗粒物质携带而沉降到沉积物中。水体:自由扩散和水流搬运。与污染物的排放量成正比,与平均流速和距污染源的距离成反比。土壤中污染物主要通过扩散和质体流动而迁移。重力:环境中吸附了污染物的气溶胶、悬浮物、颗粒物以重力沉降的方式自然迁移。污染物在环境中的分布污染物的分布(distuibutionofpollutant):指污染物在环境多组分间的分布。包括浓度分布;不同形态、不同相态之间的分配受污染物理化性状和环境因素的影响,如:金属汞、蒸汽汞、无机汞和二甲基汞等形式存在。污染物在环境中的转化污染物的转化(transformationofpollutant):指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变其存在的形态或转变为另一种物质的过程。转化形式物理转化:通过蒸发、渗透、吸附、凝聚、放射性元素的蜕变等一种或几种过程而实现。化学转化:通过氧化还原、水解、电离、络合及光化学反应的反应。生物转化:通过生物的吸收和代谢作用。污染物的化学转化比物理转化和生物转化更为普遍。(二)污染物在环境要素中的转化大气中,污染物主要通过光化学氧化、还原、中和、聚合反应,转化为无毒或毒性更大的二次污染物。例如:大气中的氮氧化合物、碳氢化物通过光化学氧化生成臭氧、过氧乙酯硝酸酯(PAN)及其他光化学氧化剂,进而在一定条件下形成光化学烟雾。例如:气体污染物SO2经光化学氧化或金属氧化物催化氧化后转化为SO3,再溶于大气中的水,生成硫酸或硫酸盐,形成硫酸雾或酸雨。在水体中,污染物通过氧化、还原、水解、配合及生物降解等作用发生形态和状态的转换。不但影响污染物的性质,而且影响其迁移能力。例如:Cr3+和Cr6+、As3+与As5+在不同环境条件下可相互转化。无机汞在水体中的微生物特别是底泥中的厌氧微生物的作用下,可转化为甲基汞或二甲基汞。土壤中,取决于污染物和土壤的理化性状。土壤中的固、液、气三相的分布是控制污染物运动和微生物活动的重要因素,土壤的pH、温度、湿度、离子交换能力、通气状况和微生物种群等则是影响污染物转化的主要条件。例如,pH小于7时,金属溶于水呈离子状态,pH大于7时,金属易与碱性物质化合呈不溶性盐类。污染物的生物地球化学循环污染物的生物地球化学循环(biogeochemicalcycleofpollutants):指生物的合成作用和矿化作用引起污染物周而复始的循环运动过程。生物的合成作用(combination):指生物(主要绿色植物)将吸收的环境化学物质转化为生物体本身的有机物质的过程。生物的矿化作用(biomineralization):即生物分解作用,指生物通过代谢作用(包括微生物的分解作用)将生物体的有机物质转化为无机物质或简单的有机物。环境的自净环境的自净(selfpurificationofenvironment):指在自然界的化学、物理和生物因素作用下,经过一定时间,受污染的环境中污染物的浓度或总量降低的过程。包括物理自净、化学自净和生物自净三种形式。物理自净(physicalselfpurification):指通过稀释、扩散、沉降、挥发、逸散、混合、凝聚等一种或多种形式而达到的自净过程。温度、流量、流速、风速等环境物理条件和污染物的密度、形态、粒度等理化性质影响净化效果。化学自净:指通过氧化、还原、水解、中和、吸附等方式进行的自净过程。净化能力取决于环境化学条件(化学组分、pH、氧化还原电势等)和污染物的理化性质。生物自净:指通过生物吸收、代谢、分解、降解和转化等方式进行的自净过程。环境的自净是运用环境因素自身的力量消除环境污染物、净化环境的主要途径。环境的自净是有一定限度的,超过此限度或环境条件改变,都会停止自净,造成环境污染,甚至破坏生态平衡,引起公害。第三节、污染物在生物体内的转运和转化污染物在生物体内的转运生物转运(biotransport):指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。污染物通过生物膜的方式1、被动转运(passivetransport):是顺浓度梯度进行,不消耗能量,包括简单扩散和滤过。简单扩散(simpiediffusion):是环境污染物由生物膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运,为脂溶性有机物的主要转运方式。滤过作用(filtration):是环境污染物通过生物膜上的亲水性孔道的转运过程,这是分子直径小于生物膜亲水性孔道直径的水溶性化合物的主要转运方式。2、特殊转运(specialtransport):是具有特定结构的环境污染物与生物膜中的蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行的转运。主动转运:是环境污染物通过生物膜由低浓度一测向高浓度一侧转运,并需消耗细胞能量的过程。主动转运为水溶性大分子化合物的主要转运方式,对已吸收的污染物从体内排出具有重要意义。肾、肝和中枢神经系统的血脑屏障等组织,其生物膜均有主动转运有机酸和有机碱的载体,因而可转运一些毒物。易化扩散:是环境污染物与生物膜的载体结合,由生物膜高浓度一侧向低浓度一侧转运。这种转运只能按顺浓度方向扩散,不消耗细胞代谢能量。吞噬作用:少数污染物与生物膜上某种蛋白质有特殊亲和力,当其与膜接触后,可改变这部分膜的表面张力,引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内,对外源固态颗粒物的这种转运方式。胞饮作用:对液滴异物的这一转运方式。污染物的吸收污染物的吸收:指环境污染物经各种途径通过机体生物膜进入血液循环的过程。主要的吸收部位是呼吸系统(肺)消化体系(消化道)皮肤(四氯化碳、有机磷农药)污染物的分布污染物的分布:指环境污染物被吸收或其代谢转化产物形成后随血液和其他体液流动,分散到全身组织器官的过程。污染物在体内并非均匀分于各组织,不同物质在体内的分布也不同。这主要取决于机体不同部位的血流量,也与机体的特定部位对外源性化学物质具有明显的屏障作用密切相关,或与物质和某种组织细胞有亲和力有关。靶器官:有的部位,外源化学物可直接发挥毒性作用。储存库:有些部位,外源化学物含量虽高,但未表现明显的毒性作用,称为储存库。脂肪组织、骨、肝、血浆蛋白等。污染物的排泄污染物的排泄:指进入生物体内的环境污染物及其代谢产物被机体排出的过程。排泄的主要途径是通过肾脏进入尿液以及通过肝脏的胆汁进入粪便,有的环境污染物还可随同呼出的气体、汁液等排出体外。肝肠循环:有时在肝内被转化的污染物如果具有一定的脂溶性,则随胆汁被排至小肠后,又可能再被吸收。二、污染物在生物体内的转化生物转化:指环境污染物进入生物机体后在细胞内的代谢变化过程,又称为代谢转化,生物转化的产物称为代谢产物。生物解毒(bio-detoxication):或称为生物失活、代谢解毒,大部分环境污染物经过生物转化后其极性和水溶性增加而易于排出,或改变结构使其毒性降低乃至消失。增毒作用:或称为生物活化,代谢活化,是有些原来无毒或低毒的化学物经生物转化可变成有毒或毒性更大的产物。生物转化的过程降解反应(degradationreaction):也称相I反应,指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露或产生极性基团(如-OH–COOH–NH2等),水溶性增高并成为适合于相II反应的底物。经相I反应产生的一级代谢产物可直接排出体外,或对机体产生毒害作用。结合反应:又称相II反应,指相I反应产生的一级代谢产物在另外的酶系统催化下通过上述活性基团与细胞内的某些化合物结合,生成结合产物(二级代谢物),或带有某些基团的污染物与细胞内物质结合。生物转化的反应类型氧化反应、还原反应、水解反应(消除毒性)、结合反应:环境污染物进入机体后,经过氧化、还原或水解反应的代谢物或不经上诉反应的某些化合物,多数与体内某些化合物或基团结合而改变其性质,使有毒化合物的某些功能基因失去毒性,还能使多数物质形成水溶性更强的化合物,有利于排出体外。第四节、生物对污染物在环境中行为的影响一、污染物在生物体内的浓缩、积累与放大(一)生物浓缩(总量不变,浓度更高)生物浓缩(bioconcentiation):指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群,从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物,使生物体内该物质的浓度超过周围环境中的浓度的现象,又称为生物学浓缩。生物浓度系数(BCF):指生物体内某种元素或难分解化合物的浓度与他所生存的环境中该物质的浓度比值,又称浓度系数、富集系数、生物积累率等:BCF=污染物在生物体内的浓度(Cb)/污染物在周围环境中的浓度(Ce)(二)生物积累(总量变大,同时更浓)生物积累:指生物从周围环境和食物链中蓄积某种元素或难降解化合物,以致随着生物发育,浓度系数不断增大的现象,又称为生物学积累。(三)生物放大生物放大:指生态系统中同一条食物链上,高营养级生物通过摄食低营养级生物,某种元素或难分解化合物在生物机体内的浓度随着营养级的提高而逐步增高的现象,又称生物学放大。二、环境污染物的生物转化(一)金属的生物转化常把密度大于4.5g/cm3,主要有金银铜铅锌镍钴铬汞镉等大约45种。其中对人体毒害最大的有五种:铅汞镉铬砷。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。微生物对重金属的转化作用:甲基化作用(硒汞)、还原作用、氧化作用重金属离子一旦进入微生物细胞,可通过氧化还原甲基化或去甲基化转化成价态稳定、毒性较小或无毒的化合物,从而减轻对生物体的毒害作用。其中抗性基因编码解毒酶,催化高毒性金属转化为低度状态。氧化还原机理:有些菌类本身具有氧化还原能力,能改变吸附在其上的重金属离子的价态,使之变成无挥发性和毒性的物质。革兰氏阳性和阴性菌中都发现了Hg2+抗性菌株。不但对重金属解毒,还具有运输及自我调节等一系列功能。可将化合态金属还原成单质,穿过细胞膜释放到周边环境中。(二)有机物的生物降解第四章环境污染物对生物和人类健康的影响环境污染物对机体的一般特性一、环境化学污染物对机体的联合作用指两种或两者以上的化学污染物共同作用产生的综合生物效应,称为联合作用。协同作用:是指两种或两种以上化学污染物同时(或数分钟内)先后与机体接触,其对机体产生的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机体接触时所产生的生物学作用的总和。综合生物效应>单独生物效应之和,如胡椒基丁醚与拟除虫菊酯或氨基甲酸酯、马拉硫磷和苯硫磷相加作用:是指多种化学污染物混合所产生的生物学作用强度等于其中各化学污染物分别产生的作用强度的总和。各化学物质之间可按比例取代另一种化学物质。综合生物效应=单独生物效应之和独立作用:是指多种化学污染物各自对机体产生毒副作用的机理不同,互不影响。各化学物质之间不能按比例相互取代。1<1+1<2拮抗作用:是指两种或两种以上的化学污染物同时或(数分钟)先后进入机体,其中一种化学污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作用,使其减弱,或两种化学污染物相互干扰,使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于两种化学污染物任何一种单独的强度。综合生物效应<单独生物效应之和1+1<1如酸雨地区的土壤里加钙,防治酸雨的危害有机化学反应:主要包括八大基本类型,取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应等。二、环境污染物对机体作用的个体感受性差异个体感受性差异:个体的健康状况、性别、年龄、生理状态、遗传因素等差别,可以影响环境污染物对机体的作用。环境污染物对人体健康影响的特点广泛性多样性长期性污染物在生物化学和分子水平上的影响污染物对生物机体酶的影响污染物对酶活性的诱导诱导混合功能氧化酶和其他酶的活性,导致酶活性增加。目前研究较多的被诱导酶有:污染物在生物体内进行生物转化过程中的相I和相II反应的有关酶:混合功能氧化酶系(MFO)谷胱甘肽转移酶(GST)抗氧化防衡系统的酶系:过氧化物歧化酶(SOD) 过氧化物酶混合功能氧化酶MFO组成:细胞色素P450、NADPH--细胞色素P450还原酶、NADH—细胞色素b5还原酶MFO的特征:MFO是电子传递系统,存在于大多数组织的细胞内质网上。引起的生物转化的反应特征相同,但底物、产物的化学特性差别很大,具多种催化功能。生理作用:参与体内的胆固醇、胆汁酸、类固醇、激素、维生素D的生物合成和代谢。解毒作用:能够代谢许多外源性化合物(如多环芳烃和药物)许多外源性化合物能从酶活性、酶蛋白和mRNA三个水平上诱导生物体内MFO活性。抗氧化防御系统酶产生:长期自然进化中,需氧生物建立了防御过氧化损害的系统。组成:水溶性组分:谷胱甘肽(GSH)维生素C脂溶性组分:维生素E、β—胡萝卜素酶:谷胱甘肽过氧化酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等环境污染物(如醌类、多环芳烃、多氯联苯和金属螯合剂等)在生物体内进行生物转化时,可在氧化还原循环中产生大量的活性氧。抗氧化防御系统可控制由体内代谢产生的活性氧,消除活性氧对机体的伤害作用。当体内抗氧化防御系统不能消除这些活性氧时,它们可使DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等,从而引起机体氧化应激或氧毒性。抗氧化防御系统酶可被参与氧化还原循环的污染物所诱导。谷胱甘肽转移酶(GSTs)GST是污染物在体内生物转化相II过程中的重要酶,具有许多同工酶。生理作用:与不同的亲电性化合物或一些相I代谢产物结合,产生水溶性化合物,易于排出体外,起到脱毒作用。GSTs存在状况:存在于所有的动物之中,肝是脊椎动物中GSTs的主要场所。环境污染物对GSTs的诱导作用:GSTs可被有机氯农药、多环芳烃和多氯联苯等许多污染物诱导。经多环芳烃处理后哺乳动物肝脏中GSTs活性比对照组高1.5-2.0倍。在同一条河流中,污染断面鱼体内肝组织和消化管组织中的GSTs含量和活性比清洁断面高出3-4倍。酶抑制作用的类型环境污染物也可抑制酶的活性酶活性的抑制可分为:不可逆性抑制、非竞争性抑制、竞争性抑制不可逆抑制作用不可逆抑制剂的作用方式以共价键方式与酶的必需基团不可逆结合而使酶丧失活性,不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶恢复活性。不可逆抑制剂铅、汞等重金属能与酶活性中心上的半胱氨酸残基的巯基结合,抑制酶的活性,属于不可逆抑制。有机磷非竞争性抑制特征:抑制剂和底物分别结合在酶的不同部位上,抑制剂和底物对酶的结合互不影响。竞争性抑制特点:底物浓度增加,抑制作用减弱。抑制作用的强弱取决于抑制剂的浓度和底物浓度的相对比例。原因:因为竞争性抑制剂与酶的正常底物在化学结构上相似,与酶活性中心结合部位相同,但竞争性抑制剂不被酶所代谢。如:氨基蝶呤、5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤有些污染物是通过生成中间代谢产物抑制酶活性,造成生物化学损害。二、污染物对生物大分子的影响污染物及其活性代谢产物可直接与蛋白质、核酸、脂肪酸等生物大分子共价结合,导致生物大分子产生化学性损伤,影响生物大分子的功能,产生毒性效应。污染物对蛋白质影响蛋白质中的氨基酸带有活性基团(如-羟基、胍基、胺基、巯基等)在维持蛋白质的构型和酶的催化活性中起重要作用。活性基团易与污染物或活性代谢产物发生反应,导致蛋白质化学损伤。引起的生物学后果:细胞膜、亚细胞损伤、影响酶功能等,最终可导致细胞死亡和组织坏死。污染物对DNA影响外源性化合物及其活性代谢产物与DNA结合、紫外线和放射性物质等可引起DNA的不同途径的损伤。细胞本身对DNA的损伤具有修复能力。一旦损伤发生,修复能力迅速被诱导、各种修复酶增加并被活化。如果损伤的DNA不能被修复,则产生DNA结构和功能影响,导致细胞死亡或细胞突变,产生遗传疾病。外源性化合物及其活性代谢产物与DNA相互作用形成DNA加合物是产生DNA损伤最早期的作用,随后产生的最重要的影响是DNA结构改变,包括碱基置换、碱基丢失、链断裂等。DNA分子中,碱基或糖及磷酸均可受到化合物的攻击,造成化学性损伤。烷化剂的作用可使DNA发生各种类型的损伤:碱基烷基化:烷化剂很容易将烷基加到DNA链中嘌呤或嘧啶的N或O上,其中鸟嘌呤的N7和腺嘌呤的N3最容易受攻击,烷基化的嘌呤碱基配对会发生变化。脂质的过氧化细胞和亚细胞膜系统的磷脂富含多烯脂肪酸侧链,可使脂蛋白膜对亲水性物质具有一定的通透性。多烯脂肪酸很容易发生过氧化降解。某些污染物如卤代烃、多环芳烃等在细胞内代谢形成自由基,如氧自由基,攻击多烯脂肪酸,引起脂质过氧化。污染物能导致脂质过氧化:大气污染物:O3、NO2水体污染物:CCl4、PCB、PAH、Cd脂质过氧化导致的生物后果:1、各种亚细胞结构的损伤,如细胞膜的通透性、流动性改变,光面内质网扩张,粗面内质网上核糖体脱落,线粒体崩解、溶酶体破裂等。2、脂质过氧化使多种与脂蛋白结合的酶活性降低或消失,如微粒体上混合功能氧化酶破坏。第三节、污染物在细胞和器官水平上的影响对细胞的影响对细胞膜的影响:1、细胞膜脂质过氧化作用而导致细胞膜的损伤;2、影响细胞膜的离子通透性;3、与细胞膜上的受体结合,干扰了受体正常的生理功能。对细胞器的影响:1、线粒体:污染物可引起细胞线粒体膜和嵴形态结构的改变,影响线粒体的氧化磷酸化和电子传递功能。2、滑面内质网:污染物经代谢活化产生自由基,导致滑面内质网结构和微粒体膜的一些组分遭受破坏。3、粗面内质网:多种化学致癌物如黄曲霉素等引起核糖体脱落。4:微管、微丝、高尔基体、溶酶体二、对组织器官的影响(一)污染物作用靶器官靶器官:是指污染物进入机体后,并不对机体的所有器官产生同样的毒性作用,而只是对部分器官产生直接毒性作用某种有害物质首先在部分器官中达到毒性作用和临界浓度,这种器官就称为该有害物质的靶器官。脑是甲基汞和汞的靶器官,甲状腺是碘化物和钴的靶器官。第四节、污染物在个体水平上的影响污染物对动物行为的影响对水生动物行为的影响行为毒性:当一种污染物或其他因素(如温度、光照、辐射)使得动物一种行为的改变超过了正常变化的范围时。回避行为、捕食行为、警惕行为对鸟类行为的影响神经系统、生殖系统二、污染物对动物繁殖的影响产卵数下降、孵化率下降、幼体存活率下降、繁殖行为变化(激素)三、污染物对生物生长与发育的影响生物机体的摄食率、生理代谢的危害、生长指示器:反映生物机体能量获取利用和代谢的综合指标。P=A-(R+U)P为SFG;A:从食物获得的能量;R:呼吸作用的能量损失U:为排泄作用的能量损失对人体健康的危害环境污染对人体健康的病理损害作用临床作用:一些环境污染物对人体的毒性作用较强,一次性大量暴露或多次少量暴露后,就会引起严重的病理损害,出现与有害物质毒性作用一致的临床症状,这种病症损害作用就称为临床作用。亚临床作用:绝大多数的环境污染对人群健康影响常常是低毒性和缓慢作用的,常常是污染物及其代谢产物在人体内过量负荷和发生亚临床作用。是指不出现临床症状,用一般的临床医学检查方法难以发现阳性体征的病理损害作用。三致作用:致畸致癌致突变作用致癌作用:煤焦油诱发皮肤癌;致癌物:污染物中能够诱发人和哺乳动物患癌症的物质。化学性致癌物:亚硝酸盐、石棉、双氯甲醚;物理性致癌物:镭的核聚变物;生物性致癌物:黄曲霉毒素致突变作用:导致人或哺乳动物发生基因突变、染色体结构变异或染色体数目变异的作用。如人和哺乳动物的生殖细胞:不孕或胚胎早期死亡;人和哺乳动物的体细胞:致癌致突变物:亚硝胺类、甲醛、苯和敌敌畏等甲醛:长期接触低剂量甲醛危害更大,可引起慢性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑癌、细胞核的基因突变、DNA单链内交联和DNA与蛋白质交联及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合征、引起新生儿染色体异常、白血病、引起青少年记忆力和智力下降。致畸作用:致畸物:在妊娠关键阶段对胚胎或胎儿产生毒性作用,造成先天性畸形的污染物称为致畸物。如“反应停”镇静药(没胳膊没腿的海豹样新生婴儿)、甲基汞、某些病毒、核辐射免疫损伤作用:由内源性或外源性抗原所致的细胞或体液介导的免疫应答导致的组织损伤称免疫损伤,通常包括免疫抑制、变态反应和自身免疫。化学性:免疫抑制—多氯联苯、苯并芘;接触性皮炎—染料、油漆、药物;自身免疫性肾病—氯化汞物理性:辐射—机体巨噬细胞、T细胞和自然杀伤细胞显著下降,与照射剂量呈正相关。生物性:免疫抑制性病毒损伤免疫细胞激素样作用:环境激素或称外源性雌激素或环境内分泌干扰物。对动物及人体的危害主要是通过干扰和破坏野生动物和人内分泌、免疫、神经等系统的正常功能,而产生多种病变。分为三类:天然雌激素和合成雌激素:天然雌激素是从动物和人尿中排出的一些性激素,如孕酮、睾酮等。合成雌激素:雌二醇结构类似的类固醇衍生物,如二甲基己烷雌酚,己烷雌酚等(口服避孕药和促进家畜生长的同化激素)植物雌激素:主要是由某些植物产生,并具有弱激素活性的化合物。如异酮类、黄豆黄原、黄豆苷、鸡豆苷素等。抗激素活性、抗癌和抗有丝分裂,但可导致牛羊不育、不孕和肝脏疾病。具有雌激素活性的环境化学物质:杀虫剂:DDT、氯丹、硫丹、毒杀酚;多氯联苯和多环芳烃;非离子表面活性剂中的烷基苯酚化合物;塑料添加剂,如邻苯二四酸酯;食品添加剂,如丁苯;工业废水和生活污水,如漂白纸浆废水。环境污染引起的人类疾病传染病:登革热、流感、乙脑、霍乱、炭疽、肺结核寄生虫病:蛔虫、血吸虫职业病:地方病:引起动物死亡致死剂量或致死浓度:在一定的剂量或浓度作用下,污染物能引起动物死亡,这样的剂量或浓度不同的污染物引起同一种动物的死亡率各不相同,同一种污染物引起不同种动物的死亡率也与差别。第五节、污染物在种群和群落水平上的影响对生物种群的影响种群是在一定时空中同种个体的组合,具有三个基本特征,即空间特征、数量特征和遗传特征。污染物对种群的影响表现为种群数量的密度改变、结构和性别比例的变化、遗传结构的改变和竞争关系的改变等。种群密度是指单位面积或空间内的个体数量。如有毒污染物引起生物个体死亡率增加、繁殖率下降、最终导致种群密度下降,也能导致个体数量的增加和种群密度上升,如,当有机耗氧污染物和氮、磷元素排入贫营养湖泊,种群密度上升,特别明显的是某些藻类的种群密度上升,甚至可导致种群的暴发。农药的滥用造成害虫的天敌减少,容易引起害虫大暴发;湖泊中氮、磷元素大量增加,引起藻类暴长,发生“水华”。污染物能影响种群的性别比例和年龄结构。性别比例:环境激素可导致野生动物性逆转,雌性雄性化和雄性雌性化,改变种群的性别比。例如,研究表明,31种类固醇激素可诱导9科34种雌雄异体鱼类和6科13种雌雄同体鱼类的性逆转。年龄结构:大量研究表明,鱼类的早期生命阶段(卵、幼鱼)比成鱼对污染物更敏感。长期污染使得某种鱼种群的年轻个体减少,老年个体比例增大,死亡率大于出生率,种群的年龄结构和种群大小也会改变。二、对生物群落的影响群落:是指在一定时间内,居住在一定区域或环境内的各种生物种群相互关联、相互影响的有规律的一种结构单元。污染物可导致群落组成和结构的改变、物种的多样性变化等。群落组成和结构改变优势种:在群落中优势度大的即为群落优势种,它在群落功能中占有重要的位置。可用优势度的相对等级来代表,也可用物种在群落中所占的比例来表示。群落主要层中的优势种决定着群落的内部结构和特殊环境,是群落的创造者和建设者,称为建设种群。如果群落主要层的优势种由多个物种组成,这些物种称为共建种。群落中优势度较小的物种,一般称为附属种。附属种虽然也参加群落的建设,但对群落内部环境的影响作用最小。群落中物种优势度通过物种的密度、盖度、频度和生产量来反映。耐污种:是指只在某一污染条件下生存的物种。如颤蚓、蜂蝇幼虫等仅在有机物丰富的水体中生活、繁衍。这类生物具有独特的结构与机能,适于在低氧环境下生活。颤蚓头部钻在污泥中摄食,尾部的气管进行呼吸活动。敏感种:是指对环境条件变化反应敏感的物种。对环境因素的适应范围比较狭窄,环境条件稍有变化即不能忍受而死亡。如大型水生无脊椎动物中石蝇椎虫、石蚕蛾幼虫等都喜欢在清洁的水体中生活,一旦水体受污染、溶解氧不足时就不能生存。对物种多样性的影响群落中物种多样性:是指群落中物种的数目(丰富度)和各个物种的相对密度(群落的异质性)。群落中所含种类数越多,群落的物种多样性就越大。群落中各个种的相对密度越均匀,群落的异质性就越大。群落中物种的多样性:反映了生物群落或环境的复杂程度;反映了群落的稳定性和动态以及不同自然地理条件和群落的相互关系,多样性大的群落,群落的异质性也大,群落稳定性高。污染物可导致敏感种的消失,群落中物种的数量下降,严重污染时将导致物种的绝迹,使物种多样性下降。污染物也可导致群落中种的相对密度的变化,改变物种的多样性。物种的多样性已作为一个敏感的群落指标,被广泛地应用于评价污染物对群落结构的影响。生态系统的各级生物学水平分子水平—亚细胞水平—细胞水平—个体水平—种群水平—种群水平—生态系统—生物圈第五章、环境污染的控制与治理第一节、环境污染的治理环境污染物的生物净化生物净化:在设计的工程设施内,利用生物(以微生物为主)自身,通过代谢作用(异化作用和同化作用)使环境中的污染物数量减少,浓度下降,毒性减轻,有害成分转化分解,直至消失的过程。方法:微生物悬浮液法、活性污泥法、生物膜法、堆肥法、填埋法、土壤法·····二、现代生物技术与环境污染的治理环境生物技术的三个层次:第一层次:现代环境生物技术;第二层次:传统的生物处理技术;第三层次:利用天然处理系统基因工程、细胞工程、酶学工程、发酵工程、生态工程与环境污染的治理第二节、环境污染的控制治理工业“三废”二、预防农业性污染预防生活性污染预防交通性污染第六章、动物性食品的污染与控制第一节、动物性食品污染概述基本概念食品动物:各种人工养殖供人食用的动物,包括家畜家禽水生动物以及蜜蜂。动物性食品:动物体及其产物的可食部分,或以其为原料的加工制品(肉、乳、蛋及其制品和副产品)。食品污染WHO定义:是指食物中原来含有或者加工时人为添加的各种生物性或化学性物质,其共同特点是对人体健康有急性或慢性的危害。动物性食品污染:是指在食品动物养殖,动物性食品加工、贮存、运输等过程中,有害物质进入动物体内或动物性食品之内,可能对人体健康产生危害的现象。广义的食品污染:食品在生产(种植、养殖)、加工、运输、贮藏、销售、烹饪等各个环节,混入、残留或产生不利于人体健康、影响其食用价值与商品价值的因素,均可称为食品污染。食品安全:是指食品在按照预期用途进行制备和/或食用时,不会对消费者造成伤害。食品应无毒无害、符合应有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或慢性的危害。兽医食品安全:为确保动物性食品安全和卫生,在生产、加工、贮存、运输和销售动物产品时必须要求的条件和措施。食品污染的特点污染源除了直接污染食品原料和制品外,多半是通过食物链逐渐富集的。造成的危害,除了引起急性疾患(食物中毒和过敏)外,更可蓄积或残留在体内,造成慢性损害和潜在性的威胁。被污染的食品,除少数表现出感官变化外(如细菌污染),多数不能被感官所识别。常规的冷、热处理不能达到绝对无害,尤其是有毒化学物质造成的污染。二、动物性食品污染的分类按污染的来源和方式:内源性污染、外源性污染按污染源特性:生物性污染、非生物性污染按污染物性质不同:生物学污染、化学性污染、物理性污染生物性污染化学性污染物理性污染杂质污染:头发、纸片、指甲等放射性污染:主要来源于天然放射性物质,核试验、核泄漏动物性食品污染的来源与途径内源性污染:食品动物在生前受到的污染,称为内源性污染又称为第一次污染。据污染物的不同,内源性污染分三类:内源性生物性污染:非致病性和条件性致病性微生物、致病性微生物、微生物毒素内源性化学性污染:(1)用于农业上的各种化学性农药及化肥(2)用于兽医医疗和畜禽饲养中不合理使用兽药和饲料添加剂或使用违禁物质(3)来源于工业三废中的有毒有害金属物质,如汞镉铅砷等内源性放射性污染:环境中放射性物质向食品和人体转移的主要途径:(1)水—水产品—人体(这是最主要途径,水生生物对放射性物质具有很强的浓集作用)生物浓集作用:是指环境污染物在沿食物链移动的过程中,每经过一种生物体,其浓度即有一次明显的提高。外源性污染:动物性食品在其加工、运输、贮藏、销售、烹饪等过程中受到的污染,称为外源性污染,又称第二次污染。外源性生物性污染:通过水的污染、通过空气的污染:空气中的微生物通过风沙、尘土飞扬或沉降而附着在动物性食品上。通过土壤的污染:土壤中除正常的自养型微生物外,还有病人和患病动物的排泄物、动物尸体、以及屠宰加工废弃物、污水等使土壤带染各种致病性微生物。生产加工过程中的污染:1动物皮毛附带微生物,一旦剥皮工具接触到肉2、开膛时划破肠管3、挤奶时未洗净奶牛后躯和乳房4、挤乳时人呼吸道疾病的污染5、生熟肉之间的污染运输过程中的污染保藏和销售过程中的污染病媒害虫外源性化学性污染(1)通过空气的污染(2)通过水的污染(3)通过土壤的污染(4)通过运输过程造成的污染(5)通过生产加工、食品储藏过程造成的污染(食品添加剂、包装材料)。第二节动物性食品的安全性评级体系食品安全性毒理学评价程序食品安全性毒理学评价:是根据一定的程序对食品所含有的某种化学物质通过毒性动物实验和人群调查,阐明某种物质的毒性及潜在的危害,确定食品卫生安全指标,并依据此标准对含有这些化合物的食品做出能否食用的判断过程。进行食品安全性评价需要考虑的因素试验指标的统计学意义生理作用与毒性作用:对实验中某些指标的异常改变,在结果分析评价时要注意区分是生理学表现还是受试物的毒性作用。人的可能摄入量较大的受试物:应考虑给予受试物量过大时,可能影响营养素摄入量及其生物利用率,从而导致动物某些毒理学表现,而非受试物本身的毒性作用所致。时间—毒性效应关系人的可能摄入量人体资料(志愿受试者)动物毒性试验和体外实验资料安全系数代谢实验的资料综合评价二、动物性食品生物性污染的评价指标(一)细菌菌相1、动物性食品的细菌菌相:是指动物性食品被细菌污染后共存于食品中的细菌种类及其相对数量的构成。其中相对数量较大的的细菌称之为优势菌种(属、株)2、影响菌相的因素:细菌污染来源、食品的理化性质、环境条件、细菌间共生与抗生的关系(二)菌落总数与细菌总数1、菌落总数:是指在一定重量、容积或面积的食物样品,在一定条件下(样品处理、培养基及其pH、培养温度与时间、计数方法等)进行细菌培养,使适应这些条件的每一个活菌细胞必须而且只能生成一个肉眼可见的菌落,这种计数结果称为该食品的菌落总数。单位为个/g(个/ml、个/平方厘米);志贺氏菌10—100个/g,食物中毒2、细菌总数:是指在一定重量、容积或面积的食物样品,经过适当处理(溶解和稀释),在显微镜下对细菌细胞数进行直接计数,其中包括各种活菌、也包括尚未消灭的死菌,这种计数结果成为细菌总数。食品中菌落总数的卫生意义:一方面,食品中含有细菌数量的多少,可以反映出食品被污染的程度。另一方面。可根据食品中细菌数量的多少,来预测食品的贮存程度和时间。大肠菌群大肠菌群:是指一群在37℃、24h能发酵乳糖,产酸、产气、需氧和间性厌氧的革兰氏阴性无芽孢杆菌。包括肠杆菌科的四个属,即大肠埃希氏菌属、枸橼酸杆菌属、克雷伯菌属及肠杆菌属。来源:主要来自于人畜粪便,故以此作为粪便污染指标来评价食品的卫生质量,具有广泛的卫生学意义。卫生意义:大肠菌群越多,证明食品污染越严重,现在许多国家把大肠菌群作为食品被污染的指标。表示方法:以每100g(ml)食品检样中所含大肠菌群的最近似或最可能数(MPN)表示。致病菌:主要指肠道致病菌和致病性球菌。沙门、志贺菌、致泻大肠埃希氏菌、金葡菌等寄生虫:食品中不得检出寄生虫及其虫卵三、化学性污染评价指标(一)相关术语和定义1、药物或化学物质残留:通过各种途径进入并残留于动物组织中的药物或化学物质及其代谢物,称为药物或化学物质残留(又称残毒或残留物)2、适用动物或靶动物:检测某种药物的安全性和药物作用时,必须直接在由药厂提出的可供治疗的动物种类中进行3、无意残留:是指在饲料或食物中发现的某一种或几种非用于控制传染性疾病或寄生虫性疾病,或改善生产性能或提高产量的化学物质的残留。(二)化学性污染评价指标1、安全系数2、日许量3、最高残留限量4、安全界限:一种药物在批准用于食品动物之前,应向药品管理机构提供充分的科学证据,证明产品可安全有效的用于食品动物。能够用于食品动物的剂量范围,称为安全界限。5、休药期:也叫廓清期或消除期,指畜禽停止给药到许可屠宰或它们的产品许可上市的间隔时间。休药期制定原则:药物必须从动物体内排出,或减少到人在食用其组织或产品后不会危害人体健康水平所需的时间。影响休药期的因素:动物种属、药物种类、制剂形式、用药剂量和给药途径等。第三节、动物性食品的化学性污染化学污染:是指各种有毒有害化学物质对动物性食品的污染。有毒有害化学物质主要指有毒的金属、非金属、有机化合物和无机化合物等。重金属和非重金属污染农药残留概念:农药残留:是指农药使用后其母体、衍生物、代谢物、降解物等在环境、动植物或食品中残余存留限量。农药残留物:是指任何由于使用农药而在食品、农产品和动物饲料中出现的特定物质。农药残留的来源:1、用药后直接污染2、从环境中吸收、3、通过食物链富集4、意外污染对人体健康的危害:1、影响各种酶的活性2、损害神经系统、内分泌系统、生殖系统、肝脏和肾脏3、引起皮肤病、不育、贫血4、降低机体免疫功能5、致癌、致畸和致突变作用兽药残留概念:兽药残留:指对食品动物用药后,动物产品的任何食用部分中的原型药物或/和其代谢产物,包括与兽药有关的杂质的残留。第四节动物性食品感染的简介及细菌性食物中毒食源性感染食源性感染指食用了含有病原体污染的食品后引起的人兽共患传染病或寄生虫病。有两种类型:食源性人兽共患传染病:因摄入了被人兽共患传染病病原微生物污染的食物后引起的传染病称为--。食源性寄生虫病:指易感个体摄入污染寄生虫或其虫卵的食物而感染的寄生虫病。主要是指通过畜肉传播的寄生虫病和通过水产品传播的寄生虫病。二、食物中毒指食用了被有毒有害物质污染的食品或食用了含有毒有害物质的食品所出现的急性、亚急性疾病。特点:1、有病因食物2、潜伏期短、发病急剧、短时间内可能有大量病人同时发病3、有类似症状,并有急性肠胃炎的症状4、无传染性分类:化学性食物中毒:摄入化学性毒物污染的食品或将有毒物质当作食物误食而引起的食物中毒。植物性食物中毒:某些植物性食品本身含有的有毒成分引起的食物中毒。两类:将天然含有有毒成分的植物或其加工制品(大麻油、桐油);加工过程中未能破坏或除去有毒成分的植物(木薯、苦杏仁)真菌性食物中毒:因食用被真菌及其毒素污染的食品而引起的食物中毒,发病具有季节性和地区性,多有植物性食品所引起。细菌性食物中毒:因摄入含有细菌或其毒素的食品引起非传染性的急性疾病或亚急性疾病。细菌性食物中毒占30—50%,动物性食品是主要污染食品,肉类及熟肉制品、变质禽肉、病死禽肉、奶鱼剩饭等特点:1、发病的季节性强、夏秋季多见2、原因食品较明确3、引起食物中毒的原因明显,多在小餐馆就餐或食用剩饭菜。沙门氏菌食物中毒病原:最常见的是鼠伤寒沙门氏菌、猪霍乱沙门菌、肠炎沙门菌流行病学:1、季节性:一年四季均有发生,大多发生于5—10月份,以7—9月份最多。2、中毒食品:多为动物性食品,尤其是肉与肉制品3、食品被污染的原因:沙门菌在自然界分布极广;畜禽带菌率高、屠宰加工过程中极易受到污染4、中毒原因:沙门菌污染食品,大量增殖,食品通常无感官变化,食用前未加热或加热不彻底。症状:主要呈现急性胃肠炎症状,急性腹泻呈黄色或黄绿色水样便,有恶臭、重者发生痉挛、脱水、休克等。老人、儿童、婴儿或病弱者,如不及时治疗也会导致死亡。诊断:根据流行病学和临诊表现可做出诊断,用可疑食物、病人呕吐物或排泄物检出沙门菌,可做确诊。致泻性大肠埃希菌食物中毒病原:流行病学:1、季节性:主要发生于夏秋季节2、中毒食品:多为熟肉制品,其次是蛋与蛋制品、奶酪等食品3、食品被污染的原因:病原主要存在于人和动物的肠道;病原菌随粪便排出体外污染环境,进而污染食品4、中毒原因:与沙门菌中毒原因相似。症状:1、急性胃肠炎型:由产肠毒素大肠埃希菌引起,主要症状为水样腹泻、上腹痛、呕吐、头疼、发热(38--40),病程3—5天。2、出血性肠炎型:由肠出血性大肠埃希菌引起,主要症状为痉挛性腹痛、腹泻、发热、呕吐、初为水样便、后为血便、病程10天左右,死亡率3—5%3、急性菌痢性:由肠侵袭性大肠埃希菌引起,主要表现为出血性腹泻、里急后重、发热(38--40),病程1-2周。4、急性腹泻型:水样腹泻、腹痛诊断:根据…可做出初诊,通过病原菌和毒素鉴定,可确诊。葡萄球菌食物中毒病原:产生肠毒素的葡萄球菌、主要是金葡菌流行病学:1、季节性:多发于夏秋季节2、中毒食品:主要为乳与乳制品、剩含乳的冷冻食品,其次为肉类和其他动物性产品3、食品被污染的原因:金葡菌在自然界分布广泛;动物带菌率较高,禽体表带菌率可达43-67%;当奶牛因金葡菌引起乳房炎时,其乳汁中含有大量金葡菌;食品加工、储藏时被污染4、中毒原因:葡萄球菌污染食品后,在适宜条件下(25—30度)放置5—10h/可产生足以引起人体中毒的肠毒素,含有肠毒素的食品一般无外观变化,食用后引起中毒。症状:突然恶心、反复剧烈呕吐,大量分泌唾液,上腹部不适或腹痛、腹泻、诊断:根据…可初诊,从中毒食品中直接检测出肠毒素,或从中毒食品、患者呕吐、排泄物中分离培养检出金葡菌可确诊。李斯特菌食物中毒病原:单核细胞增生李斯特菌,常见4B1B1A型流行病学:1、季节性:春季可发生、夏秋季呈季节性增长2、中毒食品:主要是乳和乳制品、肉类制品、水产品等动物性食品,还有蔬菜和水果,其中以乳品最为多见,特别是在冰箱中保存时间较长的乳品和肉品3、食品被污染的原因:乳的污染主要来自粪便和受该菌污染的青贮饲料,肉的污染主要源于屠宰加工过程中胃肠道内容物引起的污染4、中毒原因:食用前未彻底加热症状:1、腹泻型:主要表现腹泻、腹痛、发热2、侵袭型:发热、败血症、脑膜炎、脑脊髓炎,有时可引起心内膜炎诊断:根据……初诊,从中毒食品和患者粪便中分离出同一血清型单核细胞增生李氏杆菌,即可确诊。志贺氏菌食物中毒病原:通常称为痢疾杆菌,宋内氏志贺菌为主要致病菌流行病学:1、多发春夏秋2、已经熟制后的肉类和乳类食品及其制品3、宋内志贺菌对外界环境抵抗力强,20—30度生长繁殖最好,苍蝇蟑螂等昆虫为主要传播媒介4、已经熟制后的动物性食品被污染后在20—30度存放时间较长,食用前没有加热灭菌。症状:剧烈腹痛、恶心、呕吐和频繁腹泻(水样便,可带血和粘液)、发热、里急后重显著。严重痉挛休克。诊断:出现泡沫粘液便和血便,细菌学和血清学检验可确诊小肠结肠炎耶尔森菌食物中毒病原:革兰氏阴性小杆菌,与人类疾病有关的主要为O:3、O:8、O:9,还有5型、1型、我国从腹泻病人分离出来的主要是3型菌株。间性厌氧、对环境适应力较强。流行病学:1、该菌为嗜冷菌,多发生于秋末和冬季。2、肉、禽、乳类食品3、在自然界分布较广4、该菌在1-44度均能生长,最适生长温度为22-29度,4度仍能生长繁殖,所以对冷藏食品的安全构成威胁。症状:胃肠炎、腹痛腹泻发热、其次为头痛、恶心、呕吐。诊断:主要症状为发热、右下腹疼痛、腹泻;若从中毒原因食品和病人腹泻物中分理处同一血清型的。。。即可做出诊断。空肠弯曲菌食物中毒:病原:革兰氏阴性的细长弯杆菌,具有多形性,一般呈两端渐细的弧形,两个细菌可成S型。流行病学:1、全年可发生,多发夏秋季。2、受其污染的肉类(严重)、牛乳等3、广泛存在于畜禽及鸟类的肠腔中,随粪便或其他分泌物排出。4、该菌对低温的抵抗力很强,冻结保存3个月的新鲜肉品中,该菌仍全部存活。症状:先有发热、腹痛是早期症状,后有腹泻。诊断:流行病学:儿童发病多于成年人,男性发病多于女性以及临床症状,从中毒原因食品和病人腹泻物中分离到同一血清型的。。。可做出诊断。肉毒梭菌毒素食物中毒病原:芽孢杆菌、外毒素(肉毒毒素):毒力强,嗜神经,耐酸,胃酸不能将其破坏、耐热流行病学:1、一年均可发生,多发于3—5月份2、多为家庭自制豆、谷类发酵制品,少数由牛羊肉等动物性食品引起3、分布广泛4、肉毒梭菌或其芽孢污染食品,在厌氧环境和适宜温度下繁殖,产生毒素,食用前不经加热或加热不彻底引起中毒。症状:肌肉麻痹、头晕、视力模糊、吞咽、呼吸困难。诊断:同之前。产气荚膜梭菌病原:魏氏梭菌,厌氧性梭菌,引起食物中毒的主要是A型,其次是C型,以α毒素最为重要。流行病学:1、多发于炎热的夏秋季2、多为同批大量加热、烹煮后在较高温度下长时间的(数小时)缓慢冷却且不经再加热而直接食用的肉、鸡鸭鱼等3、分布广抵抗力强4、被该菌芽孢污染的食品,一般的烹煮方法不能将其杀灭,温度降到40度以下时,该菌又可再度繁殖并产生毒素,注意的是,该菌污染并大量繁殖的食品,并无明显腐败的现象,易使人丧失警惕。症状:1、急性胃肠炎型:由A型菌产生的肠毒素引起,潜伏期8—24h,以腹痛腹泻等急性胃肠炎症状为主,一般体温正常或微热2、坏死性肠炎型:由C型菌产生的毒素引起,潜伏期2—3h,为严重的下腹部疼痛,严重腹泻,便中带有血液、粘液甚至黏膜屑片,还可出现高热,38—39度,神志不清甚至昏迷,预后多不良诊断:同之前。链球菌食物中毒病原:依其溶血作用可分为α、β、γ三个型,引起食物中毒的多是α型溶血性链球菌中的粪链球菌,对热和高渗抵抗力强,在含有6.5%食盐和pH9.6的环境里也能生长,在-30度可存活4个月以上。流行病学:1、多发5—11月2、动物性食品3、分布广泛4、当动物性食品被污染后,烹饪时灭菌不彻底或加工后被污染,若食前不再高温灭菌,即可能中毒。症状:上腹部不适,恶心,呕吐,腹痛、腹胀、腹泻等急性胃肠炎症状,腹泻多为水样便。少数还有低热、乏力等全身症状。诊断:症状:发病快、病情轻、呕吐比腹泻重,病程短、预后好。。。。。。。副溶血弧菌食物中毒病原:革兰氏阴性,嗜盐菌,不耐热、对酸敏感、耐低温、对常用消毒剂敏感。流行病学特点:地区性:沿海地区;季节及易感性:7—9月,中毒食品:海产品和盐渍食品;被污染原因:海产品带菌,人群带菌者对各种食品的直接污染,食品容器和炊具对食品的污染;中毒原因:被污染的食物在较高温度下存放,食用前加热不彻底或生吃,或熟制品受到带菌者、带菌的生食品、带菌容器及工具等的污染。临床表现:潜伏期:2—48h,脐周部阵发性绞痛、腹泻(水样或糊样便,或洗肉水样便),恶心呕吐、回盲部明显压痛、脱水休克及意识障碍,预后良好。第五节、动物性食品污染的控制生物性污染控制措施防止一次污染保持动物饲养环境卫生,建立无病畜禽群体2、加强动物饲养管理,提高动物抗病能力3、加强动物疫病预防、控制和动物及动物产品检验检疫工作4、实施动物及动物产品可追溯管理5、对动物尸体及废弃物必须进行生物安全处理。防止二次污染在动物性食品屠宰、加工、包装、贮藏、运输及销售等环节中要严防生物性因素的污染,尤其是微生物的污染。采用GMP和HACCP控制体系,从原料到产品实行全过程质量安全监控。生产用水应符合我国《生活饮用水卫生标准》保持加工厂、车间、用具和设备、包装材料、运输车船以及贮藏间的卫生。从业人员要保持良好的卫生习惯,不得患有国家规定的疾病建立健全各级动物卫生监督检验机构,加强动物产品检验二、化学性污染控制措施三、放射性污染控制措施四、畜禽标识和可追溯管理1、可追溯体系是指在产品供应的整个过程中对产品的各种相关信息进行记录存储的质量保障体系,又称为可追溯系统,可追溯管理。2、动物标识及可追溯体系:是以新型的动物标识为载体,以现代信息网络技术为手段,通过标识编码、标识佩戴、身份识别、信息录入与传输、数据分析和查询,实现动物及其产品从牧场到餐桌的全程安全监管,为动物产品质量安全控制提供可靠的科学依据。(一)动物标识申购与发放管理系统该系统是动物标识及疫病可追溯体系建设的基础,是能否顺利实施动物产品质量安全追溯的关键环节,动物标识通过网络订购,签收、领用,不但能保证动物标识的质量,而且能快速准确的查询动物标识的使用地。(二)动物生命周期全程监管系统通过将饲养信息、防疫档案、检疫证明和监督数据传输到中央数据库,实现在发生重大动物疫病和动物产品安全事件时,利用牲畜唯一编码标识追溯原产地和同畜群,以实现快速、准确控制动物疫病的目的。在防疫环节:录入标识、免疫等信息在产地检疫环节:对免疫、检疫合格的动物出具电子产地检疫证;并将产地检疫信息通过网络上传到中央数据库。在流通监督环节:动物监督员鉴别动物标识和电子检疫证的真伪,并将监督信息通过网络上传到中央数据库。在屠宰检疫环节:动物检疫员进行信息查核,对检疫合格的动物产品出具电子检疫证明,通过网络上传屠宰检疫信息、注销和回收二维码标识。如发现动物患病,则应根据耳标编码及时识读追溯原产地,并通报原产地及有关方面采取疫情控制、扑灭措施。此外,死亡动物和扑杀动物的动物标识要注销,其中流通和运输环节由监督人员注销,产地和养殖场由当地兽医和养殖场的兽医注销。动物产品质量安全追溯系统该系统能快速、准确的实现动物产品原产地、防疫检疫等信息的追溯。在发生重大动物疫病和动物产品质量安全事件时,动物分割品依据其绑定的编码来实现对供体的原产地及同群畜的追溯。在动物屠宰过程中,读取动物标识,由系统自动进行标识转换,以产品标签形式随同动物胴体出厂,达到能追溯到供体动物的目的。在分割动物产品过程中,识读、打印动物胴体标准条码,粘贴于分割产品包装上,达到能追溯到胴体及其生产商的目的。第六节、安全动物性食品的生产与管理一、无公害食品的生产与管理概念:无公害农产品是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求,经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的优质农产品及其加工制品。1、无公害食品的生产与质量控制·无公害食品产地环境质量标准·无公害食品生产技术标准(用于指导无公害食品生产活动、规范无公害食品生产、包括养殖、加工等技术操作规范)·无公害食品产品标准(规定食品的外观品质和卫生品质等内容,但重点突出安全指标)2、无公害产品的管理:无公害食品的生产管理条件(标准要求、技术与管理人员、质量控制措施)、产地认定管理、无公害食品认证管理、无公害农产品标志管理。二、绿色食品的生产与管理1、概念:绿色食品,是指产自优良生态环境、按照绿色食品标准生产、实行全程质量控制并获得绿色食品标志使用权的安全、优质食用农产品及相关产品。2、特征(无污染、安全、优质、营养):强调产品出自最佳生态环境、对产品实行全程质量监控、对产品依法实行标志管理。3、绿色食品生产体系:严密的质量标准体系、全程质量控制措施、科学规范的管理手段、高效的组织管理系统4、绿色食品质量标准体系:1绿色食品分级标准、2产地生态环境质量标准3、绿色食品生产操作规程(生产资料使用原则、生产操作规程)4、绿色食品产品标准(原料要求、感官要求、理化指标、微生物学指标)5、绿色食品包装和标签规定(易回收、循环利用
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