第二章 環境與健康,Environment and health,教學目標： 1.掌握概念: 環境、生態系統、生態平衡、食物鏈、生物富集 2.熟悉: 環境污染對健康的危害；環境污染的特點 環境與健康關系的研究方法以及健康危險度評價的基本內容和方法,第一節 人類的環境,Humans living environment,環境是人類賴以生存的空間，保護環境就是保護自己。,環境概念,環境（environment）是人類賴以生存的空間及其所包含的各種因素，他為人類提供空氣、食物、水，還提供了人類在智力、道德、社會和精神等方面獲得發展的基礎和機會。,WHO公共衛生專家委員會認為：環境“是指在特定時刻由物理、化學、生物及社會各種因素構成的整體狀態，這些因素可能對生命機體或人類活動直接或間接地產生現時或遠期作用”。,環 境,自然環境,社會環境,（大氣圈、巖石圈、水圈、生物圈）,經濟、文化、人際、社會心理,原生環境 primary environment,次生環境 secondary environment,一、環境的組成,人類是生物圈內對環境影響最大的生物，20世紀60年代以來，先后啟動了大型的國際研究計劃，如： 世界科協提出的國際生物學計劃 聯合國教科文組織發起的人與生物圈計劃 國際科學聯合會籌劃的國際地圈-生物圈計劃 加深人類對其環境的認識，推動著環境、生態等相關學科的發展，變革著人類的生活觀念和人類的發展戰略。, 原生環境：天然形成的,未受或少受人為因素影響的環境,有利健康因素,不利健康因素,促進健康,地 方 病,“正常”空氣,水,土壤,陽光,微小氣候,風光,“不正常”水、土壤：元素含量異常,次生環境：人類活動下形成的環境，環境污染是主要問題,破壞生態平衡: 次生環境質量惡化,保持生態平衡: 次生環境優于原生環境,促進健康,引起疾病,(一) 生物因素,Biological factor,微生物 寄生蟲 支原體 原蟲,環境中能引起傳染病和寄生蟲病 的生物病原因子,舊傳染病與新傳染病共存 霍亂、傷寒、鼠疫、炭疽 HIV、瘋牛病、非典、禽流感、人-豬鏈球菌感染,人為原因 (環境污染),自然原因:洪水、地震、風景、火山爆發,燃料燃燒,工業廢水污染或灌溉農田 (汞;鎘;砷),空氣 水 土壤 食物,化學組成變化,（二）化學因素,Chemical factor,硫氧化物SOx 氮氧化物NOx 一氧化碳CO 煙塵,揮發性烴類CHx 重金屬化合物Pb，Mn 苯并芘B(a)P,氣象因素(微小氣候),放射元素電離輻射,生活、生產環境,陽光電磁輻射,人為原因,自然原因：異常氣象,物理因素變化,放射物質使用 微光、激光應用 機器、交通噪聲、振動,(三) 物理因素,Physical factor,(四) 社會心理因素,Social psychological factor,政治制度 經濟水平 文化程度 生活方式 衛生服務,心理,人類健康,二、生態系統與生態平衡,Ecosystem and ecological balance,種群: 一個物種在一定空間范圍內的所有個體的總和 生物群落: 所有不同種的生物的總和為生物群落 生態系統： 由生物群落及其生存的環境所構成的一個有物質、能量和信息流動的功能系統 要素： 生產者；消費者；分解者；非生物環境 功能： 物質循環；能量流動；信息傳遞,(一) 生態系統,Ecosystem,生態環境（ecological environment）是與人類生存和發展有關的生態系統所構成的自然環境。生物圈內的生物不僅種類多，數量龐大，具有生物多樣性的特征。 生活環境(living environment)是與人類生活關系密切的各種自然的和人工的環境條件，如居住、工作、娛樂和社會活動環境。, 生物圈：生物生存的地球表層。范圍：11km深地殼、海洋及15km以內的地表大氣層,生態系統是指生物群落（包括微生物、動物、植物及人類等）與非生物環境（空氣、水、無機鹽類、氨基酸等）所組成的自然系統。 在生物群落中，又分為生產者（綠色植物、化能合成菌等）消費者（草食、肉食、大型肉食動物）、分解者（細菌、真菌及放線菌等微生物）三個部分。,2019/9/10,21,土壤,二級消費者,分解者,無機界（空氣、水、土壤、太陽輻射等）,生產者,一級消費者,生態系統四要素及其關系,無機物 光能,有機物 化學能,有機物 礦物質,無機物,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,24,生態系統的主要特征,整體性,生態系統的服務功能,生態系統服務(ecosystem services)是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的環境條件與效用。它不僅為人類提供食物、醫藥及其他工農業生產的原料，而且維持了人類賴以生存和發展的生命支持系統。,Costanza等人將全球生態系統服務功能劃分為17類，包括氣體調節、干擾調節、水分調節、水分供給、侵蝕控制和沉積物保持、土壤形成、養分循環、廢氣物處理、授粉、生物控制、庇護、食物生產、原材料、遺傳資源、休閑、文化等。 17項功能已成為人們進行生態服務評價的基本標準和參照。,生態平衡 在一定的時間內，生態系統中的生產者、消費者和分解者之間，生物群落與非生物環境之間，物質、能量的輸出和輸入，生物學種群和數量，以及各數量之間的比例，始終保持著一種動態平衡關系，稱之為生態平衡,Ecological balance,(二) 生態平衡,水,水生浮游生物,魚貝類,鳥禽類,畜類,空氣,土壤,昆蟲,植物,人,對人類重要性,正面：在生態系統中維持物質能量流動，保持生態平衡,負面：污染物通過食物鏈富集,生物富集作用(bioconcentration)：環境中某些污染物含量在生物體之間沿著食物鏈逐級增高，使生物體內濃度超過環境中濃度,表1-1 DDT農藥在環境中的富集作用,食 物 鏈,生態系統健康,Ecosystem health是指具有活力和自然調節能力、結構穩定的生態系統，是生態系統的綜合特性。,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,31,為了試驗人類離開地球能否生存，美國從1984年起在亞利桑那州建造了幾乎密封的“生物圈2號”試驗基地。它占地1.3萬平方米，容積20.4萬立方米，設計及建設花費2億美元，每年的維護費達數百萬美元。“生物圈2號”內有土壤、水源、空氣和多種多樣的動植物和微生物，科學家們希望這個模擬地球環境的實驗室能提供足夠的食物、水和空氣，供8名進入“生物圈2號”工作的研究人員生活兩年。 1993年1月，8名科學家進入“生物圈2號”一年多后，由于土壤中的碳與氧氣反應生成二氧化碳，部分二氧化碳又與建“生物圈2號”用的混凝土中的鈣反應，生成碳酸鈣，導致其中氧氣含量從21降到14；二氧化碳含量猛增。 “生物圈之號”運行3年后，其中的一氧化氮含量劇增到了79，足以使人體合成維生素B12的能力減弱，危害大腦健康。 除了藤本植物比較繁榮外，所有靠花粉傳播繁殖的植物都滅絕了，大樹也搖搖欲墜；昆蟲除了白蟻、蟑螂和蟈蟈外，幾乎都死了，人造海洋中生物生存情況略好于陸地；人造沙漠由于沒有控制好降雨，變成了草地；“生物圈2號”下層的溫度又大大低干預計的數字。1996年，哥倫比亞大學接管了“生物圈2號”。,(一) 雙重性 （二）多樣性 1.相加作用：多種化學物同時存在時的毒效應為各化學物分別作用時毒效應的總和 2+3=5 2.協同作用：多種化學物同時存在時的毒效應超過各化學物分別作用時毒效應的總和 2+3=10 3.增強作用：一種化學物對某一器官或系統無毒作用，但與另一種化學物同時作用時使其毒作用增強 0+2=10 4.拮抗作用：多種化學物同時存在時的毒效應小于各化學物分別作用時毒效應的總和。其機制可以是功能拮抗、化學拮抗、配置拮抗或受體拮抗 2+3=4,三、人類與環境的關系,（三）選擇性 環境化學物質的親器官性使其有相對固定的靶器官。 （四）劑量-反應關系 指環境有害因素的暴露劑量與個體內生物學效應強度之間的相關關系。 （五）個體感受性 1.年齡 2.性別 3.健康狀況 4.營養狀況 5.遺傳,隨著暴露劑量的改變，產生某種反應（定量反應或定性反應）的數量而隨之改變的相關關系稱為劑量-反應關系(dose-response relationship)。,健康效應譜（spectrum of health effect）： 指人群暴露于環境污染物時產生的不良反應在性質、程度和范圍上所表現出的征象。它反映了環境污染引起的健康危害在人群中的分布情況。 不同級別的效應在人群中的分布 。,人群對環境異常變化的健康效應譜,人體對環境致病因素的反應,四、環境污染及其對健康的影響,Environmental pollution and its effect on health,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,38,由于各種人為的或自然的原因，使環境的構成發生重大變化，并造成環境質量惡化，破壞了生態平衡，對人類健康造成直接的、間接的或潛在性的有害影響，這種現象稱之為環境污染。 人為排放造成環境污染的物質則稱為環境污染物或環境污染因素。,環境污染：,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,39,公害（public nuisance） 嚴重的環境污染叫公害。 特點：區域性，多為人為，連續污染，受害人數多，動植物同時受害。 公害病（public nuisance disease） 嚴重環境污染造成的地區中毒性疾病。,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,40,1996年4月20日，聯合國環境規劃署發表報告指出，從飲用水。空氣到海洋和森林，整個地球環境全面惡化；南極臭氧空洞正以每年一個美國陸地面積的速度增大；全球1.25億人生活在空氣混濁的城市；12億人生活在缺水的城市，14億人的生活環境中缺乏生活污水排放裝置；每年全球地表土壤流失200億噸，減少森林460萬公頃,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,41,全球性的三大危機:,環境污染,生態破壞.,資源短缺,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,42,1949年以來，我國的GDP增長了10多倍，但礦產資源消耗也增長了40多倍。 2003年，我國已成為煤炭、鋼鐵、銅的世界第一消費大國，世界第二石油和電力消費大國。而創造的GDP僅相當于世界總量的4。 現在每增加1億元GDP需要投資高達5億元，而在“六五”、“七五”時期，投資兩元就可以增加一元的GDP。,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,43,據國家環保總局和國家統計局2006年聯合發布的中國綠色國民經濟核算研究報告2004顯示，2004年中國由于大氣污染共造成近35.8萬人死亡，約64萬名呼吸和循環系統病人住院，約25.6萬新發慢性支氣管炎病人，造成的經濟損失達1527.4億元人民幣。 全世界20個不適合人類居住的城市，中國占16個,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,44,五、環境有害因素對機體作用的一般特征,環境有害因素能否對機體造成危害及其程度，受到許多條件的影響，其中最主要的影響因素為： 環境有害因素作用強度（劑量或濃度） 作用時間 機體的健康狀況 易感特征等,（一）環境污染物的來源,Source of environmental pollutant,1. 生產性污染,廢氣 煤煙和粉塵；有毒粉塵；有害氣體 廢水 化學毒物；有機溶劑；農藥 廢渣 Hg；Cd；Pb；HCN；Cr；P等；有機廢渣,2. 生活性污染,廢氣 生活爐灶；飲食攤點等 廢水 洗滌劑、糞尿水體富營養化（eutrophication） 廢渣 食物殘渣；白色垃圾,隨意倒堆的生活垃圾山,3. 其他污染,交通污染 噪聲 放射元素,交通性污染,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,51,環境污染對健康影響的特點,(一) 廣泛性,污染影響范圍大，人口多，對象廣泛。,(二) 長期性,可長時間作用于人群，甚至終生。,(三) 多樣性,有特異性、非特異性損害， 有局部的、全身的， 有急性、慢性的， 有近期、遠期的。,(四) 復雜性,各種因素的聯合作用。,(二) 環境污染對健康危害 的主要表現形式,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,53,一、環境污染對人群的急慢性危害,急性危害 倫敦煙霧事件，美國的洛杉磯、紐約和日本大阪、東京發生的光化學煙霧事件，日本的四日市事件， 印度博帕爾農藥廠發生的異氰酸甲酯(CH2NCO)泄漏，事件米糠油多氯聯苯污染事件等 前蘇聯、美國都先后發生過核電站核泄漏事故，給周圍的居民帶來了深重的災難，放射性物質飄浮于上空，其遠期危害效應將會更加嚴重。 環境生物性污染:隱孢子蟲 、紅眼病、SARS,倫敦煙霧事件中的濃霧,焚燒秸稈,40年代洛杉磯 光化學煙霧事件,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,57,慢性危害,環境中有害污染物(因素)以低濃度、長時間反復作用于機體所產生的危害，稱為慢性危害。 影響因素：污染物的暴露劑量、暴露時間、化學污染物的生物半減期和化學特性、機體的反應特性。 慢性危害的根本原因：低濃度的環境污染物對機體損害的逐漸積累，包括該物質在機體內的物質或功能蓄積。,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,58,慢性危害類型,1.非特異性損害：生理功能、免疫功能、抵抗 力、對生物感染的敏感性 2.誘發慢性疾患（COPD ）：無機氟、甲基汞 3.持續性蓄積危害：重金屬（生物半減期很長 ）、持久性有機污染物(POPs) 環境污染所致的慢性危害往往是非特異性的弱效應，發展呈漸進性。,水俁病,痛痛病,（3）遠期作用 致癌作用(carcinogenesis),致癌因素,生物性、化學性、物理性因素,行為生活方式,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,62,江蘇鹽城市阜寧縣古河鎮洋橋村 ：農藥廠、兩家化工廠 ，成天聞怪味，井水不能喝，自來水有農藥味。 空氣污染嚴重 睡覺要捂住口鼻 。 三年奪走三個組20多條人命 。,大氣污染癌癥村,2019/9/10,第二章 環境與健康的關系,63,江蘇廣豐癌癥村：無錫市廣豐村，2