(2.1.1)-1 人类环境与健康

第二章自然环境与健康第一讲人类环境与健康第一节人类与环境环境的概念环境的组成生态系统与生态平衡人类与环境的关系第二节环境污染与人类健康环境污染及其转归环境污染在人体中的代谢环境污染对人群损害的影响因素环境污染的防控学习目标掌握环境、环境污染、生态平衡、剂量-反应关系，剂量-效应关系等概念。掌握环境污染对健康的危害、影响因素及特点。熟悉环境污染物的主要来源与危害掌握主要的室内空气污染物熟悉危险度评估与危险度管理。引子随着自然环境和人类社会的发展演变，环境对人类健康的影响也越来越凸显和复杂。在科学和技术的推动下，人类大量利用环境资源开矿冶炼、加工制作等，极大的丰富了人类所需的物质条件，创造了更加舒适和方便的生活和生产环境。

但同时又给环境施加了巨大的影响，带来了环境污染、自然资源匮乏、生态环境破坏等全球性的环境问题。这些环境问题对人类的生存与健康所造成的威胁与危害越来越受到人们的关注。

本章重点阐述了环境与健康的关系；环境污染及其对健康的影响；环境介质污染与健康，及其防治措施。通过本章的学习，使大家对人类环境有一个整体的认识，树立大卫生观，将所学知识融入到临床的诊断、治疗、康复等各项工作中。优于原生环境，更适宜人类生存环境质量恶化，给健康带来不良影响第一节人类与环境环境的概念及组成要素生态系统与生态平衡人类与环境的关系自然环境社会环境社会政治、经济、法制、科技、文化等环境大气、水、植物、动物等各种自然因素的综合环境

(environment)是指在特定时刻由物理、化学、生物及社会各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或间接地产生现时或远期作用(WHO定义)。一、环境及其基本构成根据环境受人类活动影响的情况，自然环境分为原生环境和次生环境。原生环境次生环境指天然形成、且基本未受人为活动影响的自然环境如原始森林地区、人迹罕至的荒漠等。指人类社会生产活动下，原生环境中的物质交换迁移和转化、能量与信息的传递等都发生了重大变化的自然环境，如耕地、种植园、工业区、城市等。原生环境和次生环境对健康均可产生有利或有害的影响自然环境社会环境按环境因素属性和系统构成所处的社会政治、经济、法制、科技、文化等环境，是在自然环境基础上，人类通过长期有意识的社会劳动、加工和改造自然所创造的物质生产体系，包括人类在生产、生活和社会活动过程中形成的生产关系、阶级关系和社会关系。直接影响人体健康，且通过影响自然环境和人的心理状态间接影响人体健康。一、环境的概念及组成要素1.环境介质2.环境因素被环境介质容纳和运载的各种成分，它既包括以生物、化学、物理等为内容的物质因素，也包括以观念、制度、行为准则等为内容的非物质因素;既包括自然因素，也包括社会因素人类赖以生存的物质环境条件，通常以气态、液态和固态三种物质形态而存在，能够容纳和运载各种环境因素。具体来说，环境介质是指大气、水、土壤(岩石)及包括人体在内的所有生物体环境由多种环境介质和环境因素组成。一、环境的概念及组成要素1.物理因素2.化学因素3.生物因素4.社会心理因素人类生存的环境中有天然及人工合成的化学物质、动植物和微生物体内的化学组分。环境中常见的化学因素包括金属和类金属等无机物;农药、食品添加剂及以粉尘形态出现的有机和无机物质。很多化学元素在正常接触和使用情况下对机体无害，过量或低剂量长时期接触时会产生有害作用。自然环境是一个以生物体为主，由有机界和无机界构成的整体。生物体包括动植物、昆虫、微生物和寄生虫等。包括社会制度、文化、经济水平、风俗习惯、宗教信仰、职业和婚姻状况等，亦与人类健康息息相关，往往会通过对自然环境的影响及其相互作用而影响人类健康。如气温、气湿、气压、振动、辐射、声波等。充足的阳光、适宜的微小气候(空气的温度、湿度、气流和热辐射等)是人类生存的必要条件。环境因素的构成生物圈指有正常生命存在的地球部分，具体为海平面以下约12km到海平面以上约10km的范围，主要由大气圈、水圈、土壤圈和岩石圈组成，是人类生存必要的基本物质条件。绝大多数生物通常生存于海洋洋面之下和地球陆地地面之上100m的范围内。地球生物是生物圈内的主体，其种类多，数量庞大，结构多样。生物的多样性是生物圈最重要的特征。生物圈的形成是生物界与大气圈、水圈和土壤岩石圈长期相互作用的结果。生物圈内各种生物之间相互依赖、相互制约，不断进行着物质和能量的循环与交换，使生物圈充满了生机与活力。生物圈二、生态系统与生态平衡生态系统生态系统指人类或生物群落与周围环境相互作用，通过物质循环、能量交换和信息流动所共同构成的功能系统。指生物群落（生产者、消费者、分解者）与非生物环境（空气、水、阳光、土壤、无机盐类）所组成的自然系统。自然界就是由各种各样大大小小的生态系统所组成，生物圈本身就是一个庞大的生态系统。食物链与生物放大作用食物链指在生态系统中，一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物所吞食，这种生物间以食物连接起来的链锁关系。人类依靠食物链而获得生存所必需的营养素食物链对环境中物质的转移和蓄积有重要作用，有可能对人类的健康造成危害食物链是生态系统中物质、能量及信息流动、传递、交换和循环的一种重要方式，在维持生态平衡中起着重要作用。生物富集作用一些重金属和难分解的有机化学物在生物体内蓄积，使生物体内的浓度远远高于其在环境介质中的浓度。生物放大作用有害物质随着食物链而使高位营养级生物体内的浓度比低位营养级生物体内浓度逐渐加大的现象。生物放大作用增加了污染物暴露的复杂性和危险性（一）人与环境的统一性在人类生态环境中，人体通过新陈代谢与周围环境之间不断地进行着物质、能量和信息的交换，同时又不断地进行自我调节，保持动态平衡。60多种元素在人体血液中含量和地壳中丰度呈明显相关性地壳和人体血液中化学元素丰度相关图三、人类与环境的辨证关系人类既是环境的产物，又是环境的塑造者，人类与环境是对立统一的辩证关系。人类与环境之间也存在着一种对立的关系人类与环境之间也存在着一种对立的关系，表现在环境对人类活动产物的缓冲能力是有限的，当人类对环境的不良影响在强度上超过其环境容量和恢复力时，则会导致环境恶化、生态破坏机体对环境的适应能力不是无限的，若某种环境因素作用强度太大，或环境中出现大量新的污染物超出机体自身的调节能力，则不能适应，而出现有害的健康效应。（二）人与环境的对立性人类只有全面正确地认识环境，在从事自身的生产和活动中有效发挥其观能动性，并遵循环境发展变化的内在规律，才能保护好环境，促进生态平衡。人类的进化和发展史就是主动依赖于环境、适应环境、改造环境，创造更加美好的环境条件的过程，就是人与环境相互作用的动态过程。（三）可持续发展第二节环境污染与人类健康环境污染概述环境污染物在环境中的转归环境污染物在人体中的代谢环境污染的危害环境污染的防控政策环境污染指各种人为或自然的有害物质、因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化、使环境系统的结构与功能发生变化，对人类或其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境污染的产生是一个从量变到质变的过程不仅限于物质因素由于人为的或自然的原因污染物的量超过了环境的自净能力对人的健康导致直接和间接或潜在的有害影响特点：一、环境污染概述日常生活“生活性三废”（污水、垃圾、粪尿）工农业生产“工业性三废”（废气、废水、废渣）；农业中的农药污染源指造成环境污染的污染物发生源。具体指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置。其他污染电磁辐射、放射性废弃物和飘尘、电子废弃物、环境抗生素污染交通运输噪声、振动、废气一、环境污染概述一、环境污染概述环境污染物指进入环境并能够引起环境污染的物质或因素。生物性污染物化学性污染物物理性污染物环境污染物还分为一次污染物和二次污染物。一次污染物二次污染物指从污染源直接进入环境，其理化性质未发生改变的污染物，如汞、氧化氮指排入环境中的一次污染物在物理、化学、生物因素作用下发生变化，形成理化性质与一次污染物不同的新污染物，如有机汞、光化学烟雾公害指严重的环境污染和破坏造成公众的安全、健康、生命财产和生活方面的危害。严重环境污染所导致的地区性疾病称为公害病。环境污染造成短期内人群大量发病和死亡的事件称为公害事件。20世纪全球著名的十大公害事件见下表。一、环境污染概述名称主要污染物危害情况发生时间及地点致害原因马斯河谷事件烟尘及二氧化硫几千人中毒、60人死亡1930年12月比利时马斯河谷工业区二氧化硫进入肺部洛杉矶光化学烟雾事件光化学烟雾65岁以上老人死亡400人1943年5~10月份美国洛杉矶市石油工业排出的废气和汽车尾气在强烈的阳光作用下产生的光化学烟雾多诺拉烟雾事件烟雾及二氧化硫4天内43%的居民患病，20余人死亡1948年10月美国多诺拉镇二氧化硫、三氧化硫等硫化物附在烟尘上，被吸入肺部伦敦烟雾事件烟尘及二氧化硫4天内死亡4000人1952年12月英国伦敦硫化物和烟尘生成气溶胶被吸入肺部水俣事件甲基汞截至1972年有近200人患病，50余人死亡，20多个婴儿神经系统受损1953~1961年日本九州南部熊本县水俣镇含汞的工厂废水排入水俣湾，使海鱼体内含有甲基汞，当地居民食鱼而中毒四日市事件二氧化硫、煤尘等500多人患哮喘病，30余人死亡1955年日本四日市烟尘及二氧化硫被吸入肺部米糠油事件多氯联苯受害者达万人以上，死亡近20人1968年日本九州爱知县等23个县府食用混有多氯联苯的米糠油富山事件（痛痛病）镉截至1968年有300人患病，100多人死亡1931~1975年日本富山县神通川流域食用含镉的米和水博帕尔事件甲基异氰酸酯死亡2万人，受害20多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，数千头牲畜死亡，受害面积达40平方公里1984年12月印度博帕尔市因农药厂管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的原料二异氰酸甲酯因压力升高而爆炸外泄切尔诺贝利核泄露事件放射性物质31人死亡，237人受到严重放射性伤害，此后数万人受到影响。核电站周围的庄稼全部被掩埋，距电站7公里内的树木全部死亡。此后半个世纪10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶。1986年前苏联乌克兰基辅市的切尔诺贝利核电站由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏表2-120世纪十大环境公害事件图片来源于网络，仅供教学使用印度博帕尔异氰酸甲酯泄漏事件造成了2.5万人直接致死，55万人间接致死，另外有20多万人永久残废的人间惨剧。图片来源于网络，仅供教学使用切尔诺贝利核泄露事件图片来源于网络，仅供教学使用二、环境污染物在环境中的转归环境因素存在于介质中的成分包括物理、化学、生物三大类因素空间位置、形态特征或化学性质环境自净作用迁移转化通过环境的自净作用，逐步恢复到之前的状态化学污染物在环境中迁移和转化增加人群暴露的机会、增强环境因素对人体的有害性1.转归的方式污染物进人环境后在环境中空间位置和存在形态的变化称为转归物理转归指污染物通过物理的反应：如稀释、沉淀、扩散、挥发、混合等的转化。稀释、沉淀、扩散、挥发、混合等，可使环境得到一定程度的净化，但条件一旦变化，污染物又可重新进入环境，形成二次污染化学转归指化学污染物通溶解、离解、氧化还原、水解、络合、螯合、化学沉淀、降解、光化学反应等反应发生的转化。生物转归指环境化学物通过生物吸收、分解、转化、富集作用发生的转化。生物转化一方面可使大部分物质的毒性降低，另一方面也可以使一部分物质的毒性增强，或形成更难降解的或更容易被生物吸收和蓄积的物质。如，甲基汞如典型化学致癌物苯并芘，需要在体内经代谢活化后才具有致癌作用。在土壤的自净过程中，微生物对化学物质的转化具有很重要的意义。大多数化学污染物可通过化学转化从毒性高的物质变成毒性较低的物质，如醛类可以通过氧化反应生成毒性较低的酸类。但化学作用也可能出现增毒效果。如“洛杉矶光化学烟雾事件”。化学物(或污染物)在环境中主要通过化学的或生物学的作用转变成另一物质的过程叫化学物的转化。1.转归的方式2.环境自净污染物进入环境后，在物理、化学、生物因素的作用下，经过一定时间，环境污染物浓度或总量减低，恢复到受污染前的状态超出环境自净能力或环境条件的改变都会停止自净，造成环境质量恶化，如一些性质稳定的有机氯农药和多氯联等，在环境中分解较慢，残留的时间较长，往往很难通过环境自净作用达到完全消除侵入和吸收

↓分布和蓄积

↓生物转化

↓排泄化学物在体内的吸收,分布,代谢与排泄过程。污染物主要经呼吸道和消化道侵入人体，也可经皮肤或其他途径侵入化学物经不同途径吸收入血液后，随血液被转运分配到全身各组织器官的过程。代谢转化/生物转化：化学物在体内经代谢酶作用使化学结构发生变化的过程。主要经肾脏、消化道和呼吸道，少量可随汗液、乳汁、唾液等各种分泌液排出体外，也有的在皮肤新陈代谢过程中到达毛发而离开机体转化的二重性选择性不均匀性蓄积三、环境污染物在人体中的代谢1.急性损害2.慢性损害3.远期损害4.致敏作用四、环境污染的危害5.非特异损害环境污染物对人体健康的损害，可表现为特异性损害和非特异性损害两个方面。特异性损害是指环境污染物引起人体急性和慢性中毒、远期的损害及致敏作用。非特异性损害主要表现为一些常见疾病的发病率增高，人体抵抗力和劳动能力的下降。特异性损害非特异性损害（一）环境污染对健康的损害1.急性损害急性损害指一次大剂量接触或在24小时内多次接触污染物所引起的快速而剧烈的中毒效应，多为突发事件。急性危害的程度与污染物的理化性质和剂量有关急性危害的主要类型事故性排放：印度博帕尔毒气泄漏事件；重庆市开县高桥镇井喷事故；核泄漏事故：美国三哩岛、苏联切尔诺贝利、日本福岛大气污染烟雾事件：伦敦煤烟型烟雾事件，洛杉矶光化学型烟雾事件，四日市哮喘事件超标排放生物性污染：介水传染病、SARS、非洲埃博拉病毒出血热慢性损害指污染物在不引起急性中毒的剂量条件下，长期反复进入机体，引起的机体在生理、生化及病理学方面的改变，出现临床症状、体征的中毒状态或疾病状态。机制物质性蓄积：低剂量→中毒阈剂量功能性蓄积：损害未修复→逐渐累积到中毒阈剂量影响因素暴露剂量、暴露时间、生物半减期、化学特性、机体的反应特性等2.慢性损害3.远期损害包括致突变、致癌和致畸作用3.1致突变作用按其改变的终点分为两大类:一是分子水平上的微损伤，即基因突变;二是染色体水平的损伤，即染色体畸变。现已发现环境中的常见污染物如亚硝胺类、苯并(a)芘氯乙烯、甲醛、苯、砷、铅、烷基汞化合物等，都具有致突变作用。国际癌症研究中心（IARC）指出，80%-90%的人类癌症和环境因素有关，其中化学因素约占90%以上。全世界都日益重视和关注化学致癌的研究。环境因素遗传因素（80％～90％）（10％～20％）化学因素（90％）物理和生物因素（10％）72-81%人类癌症与化学因素有关3.2致癌作用3.远期损害在胚胎发育过程中，可因受到各种因素的影响，而引起后代畸形遗传因素占25％，环境因素占10％，遗传与环境因素相互作用及原因不明者占65％3.3致畸作用人体的免疫系统在环境污染物的长期作用下，会发生免疫功能失调或病理反应，主要表现为:机体对病原微生物感染的抵抗力下降、免疫球蛋白的水平降低、超敏反应及中性白细胞和巨噬细胞的吞噬作用增强。4.致敏作用人体长期连续地吸人低浓度的污染物质会导致一些常见疾病的患病率上升，呼吸道疾病是大气污染引起的常见疾病，S02,、飘尘、NOx等均能刺激呼吸系统，诱发呼吸道的各种病症，包括慢性气管炎、肺气肿、支气管哮喘、尘肺、肺癌。5.非特异性损害影响范围广