1、 人類和環境（Population and Environment）第一節人類的環境人類改造環境：適合人類生存、繁衍、發展環境影響人類：結構、功能改變，適應環境變化當前環境污染幾個引人注目的問題：酸雨、溫室效應、臭氧層空洞形成一、環境及其基本構成WHO專家認為：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。大氣圈水圈生物圈巖石圈自然環境環境社會環境 上層建筑經濟、文化人際關系社會心理城市、交通家庭人口項目原生環境次生環境定義天然形成的，未受或少受人為因素影響的環境人類活動影響下形成的環境對健康的有益影響清潔的空

2、氣、水、土壤及適宜的陽光照射和小氣候改造環境過程重視生態平衡，使其優于原生環境，更適合人類生存，有益健康對健康的不良影響某些地區水、土中某些微量元素過多或過少而引起生物地球化學性疾病（地方病）改造環境或生活、生產活動破壞了生態平衡，產生環境污染 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 病空氣,水,土壤,陽光,微小氣候,風光水、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構成環境的主要因素有：生物因素（Biological factors

3、）化學因素（ Chemical factors ）物理因素（ Physical factors ）社會心理因素（ Social and mental factors ）（一）生物因素（Biological factor）微生物寄生蟲支原體原蟲生物毒素環境中能引起健康危害的的生物病原因子 老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（二）化學因素（Chemical factor） 人為原因自然原因:洪水、地震、風景、火山爆發生活性三廢排放生產性三廢排放交通運輸 化學組成變化空氣 水 土壤 食物 硫氧化物SOx 氮氧化物NOx 一氧化碳CO 煙塵 揮

4、發性烴類CHx 重金屬化合物Pb，Mn 苯并芘B(a)P（三） 物理因素（Physical factor）氣象因素：溫度、濕度、氣流、氣壓、熱輻射 電離輻射:X線和射線 非電離輻射:紅外線、紫外線、激光微波、超短波、短波、中波、長波噪聲、振動 電磁輻射:雷達站、手機、微波爐、電磁灶、電視、電腦 物理因素人類環境（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定義：生物群落與非生物所組成的自然系統稱為生態系統要素：生產者；消費者

5、；分解者；非生物環境功能：能量流動、物質循環和信息傳遞（一）生態系統及其基本構成生物群落無機環境物質、能量(連續)交換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。 （二）生態平衡（Ecological balance）破壞生態平衡的事例和危害自然因素 火山爆發、強烈地震、泥石流、洪水泛濫。人為因素 人類對自然資源的不合理開發和利用，以及對

6、自然環境的污染。環境污染赤潮水華食物鏈（三）食物鏈與生物放大作用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：污染物通過食物鏈生物放大生物放大作用(biomagnification)：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食 物 鏈一種生物被另一種生物吞食，后者再被第三種生物吞食，形成以食物連接起來的鏈鎖關系，叫“食物鏈” ( food chain )。食物鏈對環境中物質的轉移和蓄積有重要作用。環境污染物發生生物放大的條件: 環境化學物質易為各種生物體吸收 進入生物體的環境化學物質較難

7、分解和排泄 污染物在生物體內富集和逐漸積累時，尚不 會對該生物造成致命性的損害 在生物放大過程中是通過食物鏈進行生物放大示意圖（DDT）（一）人與環境的統一性（二）人對環境的適應性（三）人與環境的相互作用三、人類與環境的關系(一) 人與環境的統一性通過物質、能量、信息交換保持動態平衡， 形成統一體人體血液中和地殼中元素含量的相關性適應長期適應短期適應(二) 人體對環境的適應性長期進化，形成了對環境的適應。在不同緯度，人膚色差異很大。人的大拇指兩節,便做精細動作，猩猩大拇指三節，便握持攀援。生理生化調節，與不利環因素保持平衡，在進入黑暗的空間后，瞳孔會擴大。從事高溫作業一段時間后，汗液的分泌會減

8、少。 “久入芝蘭之室，不聞其臭”利用環境中的有利因素、避免不利因素，主動的依賴環境、適應環境、改造環境(三) 人與環境的相互作用第二節 環境污染及對健康的影響日本四日市污染狀況（1961年）中國某城市大氣污染E n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n a n d i t s e f f e c t o n h e a l t h環境污染（environmental pollution） 由于各種人為的或自然的原因，使環境的構成發生 大變化，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、間接的或潛在的有害影響。環境污染物（ environme

9、ntal pollutant） 進入環境并能引起環境污染的物質：自然污染和人為污染，后者為主。概 念公害（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） 公害病是嚴重環境污染造成的地區中毒性疾病。 名 稱原 因 后 果倫敦煙霧事件燃煤煙塵及SO2污染約4000人死亡洛杉磯光化學煙霧事件汽車廢氣在日光下形成光化學煙霧影響數千人水俁病事件含汞廢水污染，甲基汞慢性中毒數百人患病，數十人死亡痛痛病事件含鎘廢水污染水源及水稻數百人患病，數十人死亡博帕爾事件工廠泄漏異氰酸甲酯污染

10、大氣20萬人中毒，2500人死亡，5萬人失明切爾諾貝利核電站事件放射性污染197人受害，9人死亡，影響東歐幾次重大的公害事件 廢水 生產性污染 廢氣 工業性“三廢” 廢渣 污水 生活性污染 糞尿 生活性“三廢” 垃圾 其他污染 來源環境污染物（pollutant)：進入環境并能引起環境污染的物質叫做環境污染物。一、環境污染及來源環境內分泌干擾物（EEDs）持久性有機污染物（POPs）環境內分泌干擾物(environmental endocrine disruptingchemicals,EEDs)是指可通過干擾生物或人體內保持自身平衡和調節發育過程天然激素的合成、分泌、運輸、結合、反應和代謝等

11、，從而對生物或人體的生殖、神經和免疫系統等的功能產生影響的外源性化學物質。它們主要是通過人類的生產和生活活動排放到環境中的有機污染物。 常見的EEDs：洗滌劑：壬基酚、辛基酚等；有機氯農藥：DDT、甲氧DDT、六六六等；有機磷農藥：樂果、馬拉硫磷、乙酰甲胺磷等；擬除蟲菊酯：氯氰菊酯、氰戊菊酯等；除草劑：利谷隆、除草醚、莠去凈等；塑料增塑劑：鄰苯二甲酸脂類等；塑料制品焚燒產物：四氯聯苯、二惡英等；合成樹脂原料：雙酚A、雙酚F等；絕緣材料：阻燃劑、多氯聯苯、多溴聯苯等 持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs）指人類合成的能持久存在于環境中、通過生

12、物食物鏈（網）累積、并對人類健康造成有害影響的化學物質。它具備四種特性：高毒、持久、生物積累性、親脂憎水性，而位于生物鏈頂端的人類，則把這些毒性放大到了7萬倍。 二、環境污染物的遷移與自凈(一) 環境污染物的遷移污染物在空氣中遷移 污染物在水中遷移 污染物在土壤中遷移 污染物在生物間遷移(二) 環境污染物的自凈污染物進入環境后，在物理、化學或生 物因素作用下，經過一定時間，環境污染物濃度或總量降低自凈是運用環境自身能力消除污染物的重要途徑環境的自凈能力有限環境：結構、狀態污染物：性質、數量影響因素自凈方式物理凈化：稀釋、混合、擴散、沉降、揮發、逸散、凝聚 化學凈化：氧化、還原、水解及中和、光解

13、 生物凈化：吸收、分解或降解、轉化 影響因素環境物理條件(溫度、流量、流速、風速)污染物的物理特性(比重、形態、粒度)影響因素環境化學條件(pH值、化學組分、氧化還原電勢)污染物的化學性質三、環境污染物的吸收、分布、代謝和排泄Absorption, distribution, metabolism and excretion of environmental pollutant吸收分布代謝排泄環境污染物的吸收、分布與排泄吸收（Absorption ） ：環境污染物經各種途徑通過機體生物膜進入血液的過程稱為吸收呼吸道消化道皮膚（表皮；毛囊、汗腺和皮脂腺）吸收形式：呈氣體、蒸汽和氣溶膠形態的環境污

14、染物影響因素：固體微粒的顆粒大小 氣體微粒在吸氣中的分壓 脂溶性氣體或能與血液成分結合的氣體不經過肝的轉化、解毒直接進入全身血液循環吸收形式：存在于水和食物中的有害物質影響因素：污染物的酸堿度 腸道內的多種酶和菌叢 胃腸道內容物多少、排空時間和蠕動狀吸收形式：既脂溶又水溶的物質以及某些金屬和電解質影響因素：污染物的脂溶性和水溶性 污染物的濃度、接觸面積和時間、環境的溫濕度以及皮膚的完整性不經過肝的轉化、解毒直接進入全身血液循環(一)環境污染物的吸收肺泡總表觀面積大，壁薄，毛細血管豐富：吸收迅速不經肝，直接進入大循環肺泡/血液濃度(分壓)差大，吸收快血/氣分配系數大，易吸收入血顆粒大小、分散度、

15、溶解度活動強度、肺通氣量環境氣象因素1. 呼吸道：氣體、蒸氣、氣溶膠特點影響因素血液污染物經肺吸收與轉運模式圖胃腸道 鼻 咽氣管支氣管肺 泡淋 巴2. 消化道吸收：水與食物中的有害物質主要經小腸吸收絨毛增加吸收面積600倍擴散方式為主，也可經載體可在腸肝循環過程中反復被吸收pH值胃腸道內容物多少、排空時間、蠕動狀況 2. 消化道吸收：水與食物中的有害物質特點影響因素3. 皮膚吸收：水溶性同時具脂溶性環境毒物主要經表皮，少量經毛囊、汗腺、皮脂腺透過三層屏障 表皮角質層：阻止分子量300的物質 連接角質層：阻止水、電解質、水溶性物質 通過脂溶性物質 基膜(表皮與真皮間)：阻止少數物質不進入肝臟，直

16、接進入大循環脂/水分配系數 易溶于脂、難溶于水、易揮發：吸收少，如苯 易溶于脂、水、不易揮發：吸收多，如有機磷皮膚完整性特點影響因素3. 皮膚吸收：水溶性同時具脂溶性環境毒物(二)環境污染物在體內的分布與貯存器官或組織血流量大，灌注速率高，如肝臟化學物與器官親和力：90%鉛鹽沉積在骨骼屏障作用(血腦、胎盤、血眼、血睪)： 甲基汞易通過血腦和胎盤屏障1. 分布：環境污染物通過吸收后，隨血液和淋巴 液分散到全身各組織的過程 影響污染物在體內非均勻分布的因素2. 貯存(storage)靶器官：多數情況下污染物貯存的部位就是毒物直接作用部位，稱為靶部位（靶組織或靶器官）貯存庫：化學物含量高，但不顯示明

17、顯毒作用的部位 血漿蛋白(白蛋白為主)是暫時貯存庫 肝、腎、脂肪組織是多數污染物的貯存庫 硫蛋白(metallothionein)環境污染物在體內的分布與貯存蓄積 物質蓄積：進入機體的污染物或其代謝產物，不能完全排出而逐漸蓄積于體內，是引起慢性中毒的基礎。 功能蓄積：毒物進入體內后，用現代檢測技術不能發現其在體內有明顯貯留，但由該物質引起的功能改變卻逐漸累積，導致機體對該毒物的反應性增強環境污染物在體內的分布與貯存(三)環境污染物在體內的轉化生物轉化：進入機體的環境化學物，在體液或組織內參與機體固有的復雜生化過程，使其本身的化學結構發生一系列變化。污染物 第一階段反應(降解反應): 氧化、還原

18、、水解第二階段反應(II相反應)：結合反應生物解毒作用 (detoxication)經過體內的轉化，環境污染物毒性降低如大多數毒物生物活化作用 (bioactivation) 經過生物轉化，環境污染物毒物增毒 如對硫磷，樂果；苯并(a)芘、芳香胺對硫磷氧化對氧磷水解水解產物污染物排出體內的途徑：經腎臟隨尿排除；經肝、膽通過腸道隨糞便排出；隨各種分泌液如汗液、乳汁、唾液、月經及毛發指甲排出；揮發性物質可直接經過呼吸道排出。 (四)環境污染物的排泄1.經腎隨尿排出：主要途徑污染物或其代謝物腎小球被動過濾腎小管解離.水溶性未解離.脂溶性被動擴散尿重吸收入血不易排除2.經肝、膽通過腸道隨糞便排出肝臟生

19、物轉化代謝物肝細胞膽 汁腸 道隨糞排出腸肝循環3.經呼吸道排出 氣態或揮發性物質(CO、SO2、HS、C4H6)可經肺呼出以下因素可加速排出血中溶解度低肺泡分壓小：移至空氣新鮮環境肺通氣量大4.其他排除途徑 毛發、唾液、乳汁、月經生物監測指標(生物標記物)： 血液、尿液、呼出氣、毛發及脂肪組織等生物樣品中某些化學物或其代謝產物的含量，可作為評價體內該化學物量的生物檢測指標，即生物標記物空氣土壤水食物環境污染物肺皮膚腸道血器官靶細胞排泄轉移蓄積濃集吸收結合、分布、代謝排泄環境污染物吸收、分布、代謝、排泄模型圖四、環境污染物的常用毒性參數及安全限值 毒性（toxicity） ：化學物引起機體損害的

20、能力 毒物（toxicant） ：存在于自然環境中，較少劑量進入機體后就能引起機體病理性損害的化學物質 環境毒物（environmental toxicant） ：環境中存在的毒物 生產性毒物（occupational toxicant） ：存在于生產環境中的毒物(一) 致死劑量絕對致死量(LD100)：毒物引起全部受試對象死亡所需要的最低劑量，如再降低劑量，即有存活者 最小致死劑量(LD01)：毒物引起受試對象中的個別成員出現死亡的劑量，低于此劑量即不能引起死亡 最大耐受劑量(LD0)：毒物不引起受試對象出現死亡的最高劑量，高于此劑量即可出現死亡半數致死劑量(LD50)：毒物引起一半受試對象

21、出現死亡所需要的劑量，又稱致死中量 LD50是評價毒物急性毒性大小最重要的參數，也是不同毒物進行急性毒性分級的基礎標準。毒物使受試對象死亡所需的劑量(二) 觀察到有害作用的最低量（LOAEL）(三) 未觀察到有害作用量（NOAEL）在設定暴露條件下，以現有的技術手段和指標未觀察到一種物質引起機體（人或實驗動物）的形態、功能、生長發育或壽命等產生有害作用的最高劑量。在設定的暴露條件下，以現有的技術手段和指標觀察到一種物質引起機體（人或實驗動物）的形態、功能、生長發育或壽命等產生有害變化的最低劑量。(四) 閾值(五) 安全限值對存在有害效應閾值的化學物，安全限值是指為保護人群健康，對生活環境和生產

22、環境及各種環境介質（空氣、水、食物、土壤）中與人群健康有關的各種因素（物理、化學和生物因素）所規定的濃度和暴露時間的限制量。一種物質使機體（人或實驗動物）產生某種效應的最低劑量或暴露濃度，即低于該劑量或暴露濃度就觀察不到或預計不會發生某種效應。毒性參數和安全限值與劑量關系五、環境污染對人類健康的影響Effect of environmental pollutions to mankind healthy 痛痛病鉈中毒海豹畸形水俁病(一) 環境致病因素的健康效應Health effect of environmental pathogenic factors生理反應的異常變動機體代償狀態生理反應

23、正常范圍內的變動患 病死亡作 用 強 度預防醫生臨床醫生健康效應譜(二) 環境污染對人類健康影響的特點 廣泛性(university) 多樣性(diversity) 復雜性(complexity) 長期性(long-term)骨瘦如柴(三) 環境污染對健康危害的主要表現形式水俁病癌 癥胎兒畸形 1.急性危害 特點事故性泄露一次大量排放 不良氣候條件、特殊的地形成因常常是事故性排放易感人群發病率高常為多種污染物聯合作用2.慢性危害 1）慢性中毒：水俁病、痛痛病 2）致癌作用（化學、物理、生物因素） 3）對免疫功能影響（免疫抑制、變態反 應、自身免疫反應） 國際癌癥研究中心（IARC） 致癌物分類

24、： 第1類： 對人類致癌：對人類致癌證據充分 第2類： 2A類 對人類很可能致癌 2B類 對人類可能致癌 第3類：對人類致癌性尚不能予以分類 第4類：對人類很可能不致癌3.致癌作用已確認對人類致癌的物質、混合物及接觸環境致癌物質 致癌混合物 致癌的接觸環境 掃煙囪工人易患陰囊癌致突變作用：引起生物體細胞遺傳物質發生可遺傳 改變的作用4.遺傳毒性突變類型基因突變：DNA的堿基組成或排列順序發生了改變染色體畸變：染色體結構和數目的改變基因組突變：基因組中染色體數目的改變 致突變性：化學物或其他環境因素引起遺傳物質發生突變的能力5.生育毒性和發育毒性 反應停事件6.對免疫功能的影響環境毒物對免疫功能

25、的抑制化學物作為致敏原引起機體變態反應 少數環境化學物可引起自身免疫反應 7. 干擾內分泌功能 環境內分泌干擾物：能夠改變內分泌系統功能，從而對整個機體或其后代，或其（亞）群體引起健康效應的外源性物質或混合物 (四) 環境污染引起的疾病1. 公害病（public nuisance disease ）2. 職業病（occupational disease）3. 傳染病（communicable disease）4. 食源性疾病（foodborne disease）公害病的特征它是人為活動造成的嚴重環境污染所引起引起公害病的環境污染多數是連續性的環境污染有一定病人數，病人往往分布在一定區域范圍內公

26、害病的病因是共同的；引起公害病的環境污染因素有時是復雜的，可能是單一污染物，也可能是多種污染物聯合作用；可能是一次污染物，也可能是二次污染物污染源數量及其排放污染物性質、濃度與人群損害程度呈一定相關性病區人群不分年齡、性別均可發病公害病可能流行時間長，還可能累及胎兒，危害后代；也可以是急性中毒性疾病患同一公害病的個體其癥狀與體征相似有些公害病的發病機制尚不清楚，缺乏有效的治療方法 歷史上的幾次重大公害事件 名 稱原 因后 果年 代倫敦煙霧事件盆地，逆溫層形成。自1873年以來，共發生七次，主要是采暖煤煙粉塵與濃霧結合，二氧化硫污染也較嚴重，煙塵達4.5mg/m3，SO2達3.8mg/m3。僅1

27、952年12月的煙霧事件，比同期多死亡4807人。最近四次發生在1954、1956、1957、1962年比利時馬斯河谷煙霧事件狹窄盆地，逆溫層形成，含硫礦冶煉廠、煉鋼、煉鋅、煉焦、發電等排放二氧化硫等有害氣體，SO2達25 mg/m3100mg/m3。數千人出現上呼吸道炎癥的癥狀與體征,1周內60多人死亡1930年洛杉磯光化學煙霧事件三面環山，一年中有100天出現逆溫，大量汽車（250萬輛）排放出的廢氣，在日光紫外線作用下形成大量以O3為主的光化學煙霧。造成數千人出現紅眼病及上呼吸道炎癥等，65歲以上的老人死亡400人。1943、1955年 痛痛病事件日本富山縣神通川流域，因上游鋅冶煉廠排出的

28、含鎘廢水污染了河水，居民用河水灌田，使稻米含鎘量增高。痛痛病患者數百人，死亡34人，100多人出現可疑癥狀。19551972年水俁病事件日本熊本縣水俁鎮上游，氮肥公司生產醋酸乙烯、氯乙烯，工廠排放含汞廢水，汞經生物轉化形成甲基汞，居民長期食用含甲基汞量很高的魚、蝦、貝而中毒。50年來先后有2265人被確診(其中1573人因病死亡)，另外有11540人獲賠償1953年以來米糠油事件日本九州愛知縣，某一食用油廠在煉油時被多氯聯苯污染了食用油。1萬多人中毒，16人死亡1968年四日市哮喘病日本四日市、大阪市石油化工企業排放廢氣污染大氣，居民長期吸入含二氧化硫、硫酸、鉛等污染物的混合氣體。四日市哮喘病

29、患者500多，實際患者超過2000人。截至1972年，日本國四日市哮喘總數達6376人1955年以來博帕爾異氰酸甲酯事件印度博帕爾市農藥廠貯氣罐泄漏異氰酸甲酯污染廠周圍居民區中毒15萬多人，死亡2500人，5萬多人雙目失明1984年切爾貝利核電站事件前蘇聯切爾貝利核電站事故造成廠周圍被放射性物質污染共造成30人死亡。污染區人群10年追蹤，兒童甲狀腺癌發病率增加1986年六、環境污染對健康損害的影響因素Factors influencing toxicity of environmental pollutant（一）污染物的化學結構和理化特性（二）劑量或強度（三）暴露時間（四）環境因素（五）個體

30、易感性 （一）污染物的理化性質影響毒性的因素：化學結構： 醇類毒性依次：丁醇戊醇乙醇丙醇 不飽和化合物飽和化合物:乙炔乙烯乙烷 氯取代氫越多毒性越大：CCl4CHCl3CH2Cl2CH3ClCH4 物理特性: 固體微粒分散度大，進入呼吸道深部 溶解度：易溶于水損害眼結膜、上呼吸道粘膜 難溶于水損害深呼吸道粘膜 脂溶性強損害中樞神經系統 揮發性PM2.5PM10相對發生情況 多為合成（工業和機動車）肺底部沉積有機物硝酸鹽鉛煤煙上呼吸道沉積 多源于自然灰塵沉積（鼻腔、咽喉和口腔吸收）土壤海鹽工業粗粒子大氣粒子的大小與分布粒子直徑（m）0.010.1110100 （二）劑量或強度劑量：進入機體化學物的數量，一般以mg/kg體重表示 強度：物理性因素作用于機體的數量 劑量-效應關系：表示化學物的攝入量（劑量）與生物個體或群體中發生某種量效應強度之間的關系 主要反映環境因素與個體之間的關系劑量-反應關系：表示化學物的劑量與某一生物群體中出現某種強度生物效應的發生率之間的關系 某一特定生物效應發生在群體的頻